JP6119152B2 - ノズル板、ノズル板の製造方法、液体吐出ヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

ノズル板、ノズル板の製造方法、液体吐出ヘッド及び画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明はノズル板、ノズル板の製造方法、液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば液滴を吐出する液体吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド)からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。
液体吐出ヘッドにおいては、ノズルから液滴を吐出するために、ノズルの形状及び精度が滴体積や滴速度など滴吐出特性に大きな影響を与える。また、ノズルとなるノズル孔が形成されるノズル形成部材であるノズル基材の表面特性が、滴吐出特性に大きな影響を与えることも知られている。例えば、ノズル基材表面のノズル孔周辺部に液体(インク)が付着すると、滴吐出方向が曲げられ、あるいは、滴の大きさにバラツキが生じ、あるいは滴吐出速度が不安定になるなどの不都合が生じる。
そこで、ノズル板の滴吐出側表面に撥液膜(撥インク膜)を形成することにより、ノズルの滴吐出側表面の均一性を高めることで滴吐出特性の安定化を図っている。
この場合、ノズル板の滴吐出面は維持回復動作におけるワイピング動作で払拭されるため、撥水膜がワイピングによってノズル基材から剥がれ難くする(耐ワイピング性を有する)必要がある。
そこで、従来のノズル板として、例えば、ノズル基材と撥液膜との密着性を高めるために、ノズル基材の表面にSiO2膜を形成し、SiO2膜の表面にフッ素系撥液膜を形成したもの(特許文献1)、ノズル基材の表面にクロム層、SiO2層、シロキサン含有ポリイミド層を順次形成し、シロキサン含有ポリイミド層の表面にフッ素系撥液膜を形成したもの(特許文献2)などが知られている。
特開2003−341070号公報 特開平07−25015号公報
しかしながら、特許文献1,2に開示されているように、ノズル基材の表面に撥液膜の密着性を向上させる膜(層)を形成しただけでは、撥液膜が剥がれ易くなり、また製造プロセスが増加して製造コストが高くなるという課題がある。
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、製造プロセスを増加することなく、ノズル基材と撥液膜との密着性を向上することを目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明に係るノズル板は、
液滴を吐出するノズル孔が形成されたノズル基材の少なくとも滴吐出面側表面に、撥液膜が形成されたノズル板であって、
前記ノズル基材は、ステンレス材からなり、
前記ステンレス材は、前記撥液膜が形成される表面側にクロムの濃度が前記ステンレス材自体のクロムの濃度よりも高い表層領域を有し、
前記表層領域のFeに対するCrの割合(Cr/Fe)が0.8以上であり、
前記撥液膜は、炭素を含む膜であり、
前記撥液膜は、前記ステンレス材に直接成膜されている
構成とした。
本発明によれば、製造プロセスを増加することなく、ノズル基材と撥液膜との密着性が向上する。
本発明の第1実施形態に係るノズル板の断面説明図である。 同ノズル板のノズル基材の模式的説明図である。 本発明の第1実施形態に係るノズル板の製造方法の説明に供する断面説明図である。 同じく研磨加工の説明に供する説明図である。 同実施形態に係る製造方法で製造したノズル板のXPSによる組成分析の説明に供する説明図である。 同分析結果の説明に供する説明図である。 比較例1のノズル板のXPSによる組成分析の分析結果の説明に供する説明図である。 同実施形態におけるステンレス材の表層領域におけるCr濃度の高濃度化の説明に供する模式的説明図である。 同実施形態における研磨工程における研磨剤の水素イオン濃度(pH)とステンレス材の表層領域におけるクロム濃度(Cr/Fe)との関係の一例を示す説明図である。 本発明の第2実施形態に係るノズル板の断面説明図である。 本発明の第2実施形態に係るノズル板の製造方法の説明に供する断面説明図である。 本発明の第3実施形態に係るノズル板の断面説明図である。 本発明の第3実施形態に係るノズル板の製造方法の説明に供する断面説明図である。 本発明の第4実施形態に係るノズル板の断面説明図である。 本発明の第4実施形態に係るノズル板の製造方法の説明に供する断面説明図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの一例のノズル配列方向と直交する方向(液室長手方向)の断面説明図である。 同じくノズル配列方向(液室短手方向)の断面説明図である。 本発明に係る画像形成装置の一例の機構部の側面説明図である。 同機構部の要部平面説明図である。
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第1実施形態に係るノズル板について図1及び図2を参照して説明する。図1は同ノズル板の断面説明図、図2は同ノズル板のノズル基材の模式的説明図である。
このノズル板3は、ステンレス材331からなるノズル基材31の滴吐出側表面に撥液膜32を直接成膜して形成している。
ここで、ノズル基材31であるステンレス材331は、図2に模式的に示すように、撥液膜32を成膜する表面331a側に、クロム濃度(Cr/Fe)がステンレス材自体(母材)のクロム濃度(Cr/Fe)よりも高い表層領域331Aを有している。
つまり、撥液膜32を成膜する表面331aを含む表層領域331AのCr濃度は、母材領域331BのCr濃度よりも、濃度を高くしている。ここでは、具体的には、ステンレス母材領域331BのCr濃度(Cr/Fe)は約0.24であるのに対し、表層領域331AのCr濃度(Cr/Fe)を約1.2としている。
このように、撥液膜32を成膜するノズル基材31としてのステンレス材331の表層領域331AのCr濃度が高いので、酸化しやすいCrがより多くの酸素Oと結びついた状態となる。撥液膜32を成膜するときに、撥液膜32に含まれる主たる構成元素である炭素が、表層領域331AのCrと、表層領域331Aの酸素Oを媒介として化学的に結合し、撥液膜32とノズル基材31との強固な密着性が得られる。
これにより、ノズル板3のワイピング耐性が向上する。
このように、ノズル基材となるステンレス材は、撥液膜が形成される表面側にクロムの濃度がステンレス材自体のクロムの濃度よりも高い表層領域を有し、表層領域のFeに対するCrの割合(Cr/Fe)が0.8以上である構成とすることで、後述する製造プロセスを採用することができて、製造プロセスを増加することなく、ノズル基材と撥液膜との密着性が向上する。
次に、本発明の第1実施形態に係るノズル板の製造方法について図3及び図4を参照して説明する。図3は同製造方法の説明に供する断面説明図、図4は同じく研磨加工の説明に供する説明図である。
図3(a)に示すように、ノズル基材となるステンレス材331を準備する。ここでは、ステンレス材331として、圧延機を用いて材料を厚み0.05mmの薄板状に延ばして形成したステンレスSUS316Lを使用した。
そして、図3(b)に示すように、ステンレス材331にプレス加工によって所定の箇所にノズル4の半抜き形状を形成する。ここでは、先端径φ22μmの円柱形状のポンチを用いてプレス加工を行った。
その後、図3(c)に示すように、平面研磨機を用いてステンレス材331の撥水膜を成膜する表面331aを研磨加工して、ステンレス材331にノズル4を形成する。
ここで、研磨工程では、図4に示すように、平均粒径1μmのアルミナ(酸化アルミニウム)粒子、硝酸を含む研磨剤401をステンレス材331の表面331aに適量滴下するとともに、発泡ポリウレタンからなる円板状の研磨パッド(MH−C14B:日本ニッタ・ハース製)を表面331aに当てて接触させ、研磨パッド402を回転させつつ揺れ動かし、更にステンレス材331も回転させて、平坦化研磨を実施した。
研磨工程後においては、粗さ曲線の最大断面高さ(JIS B0601 2001)でRt=0.1μm程度であった。研磨剤401に含まれる粒子としては、アルミナ(酸化アルミニウム)粒子以外にも、SiO2粒子を使用することもできる。
この研磨工程を実施することにより、ステンレス材331の表層領域331Aに含まれるFeが研磨材401によるエッチング作用により除去され、図3(c)に示すように、ステンレス材331の母材領域331Bのクロム濃度よりもクロム濃度が高い表層領域331Aが形成される。
その後、図3(d)に示すように、ステンレス材331の表面331aに撥液膜32を成膜した。
ここでは、ステンレス材331の表面331aにポリアミド酸の溶液を塗布し、乾燥後に熱処理でポリイミド化させることにより、ポリイミドからなる撥液膜32を成膜した。
撥液膜32としては、例えば、ポリイミド以外には、ポリアミドイミド、フッ素含有ポリイミド、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン)、パールフオロポリオキセタン、変形パーフルオロポリオキセタン、又は、これらの混合物などの撥液性材料で形成することもできる。
また、撥液膜32の形成は、スピンコート法、ディッピング法、真空蒸着法、CVD法(化学的蒸着法)、PVD法(物理的蒸着法)、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの方法によることもできる。
次に、本実施形態の製造方法で製造したノズル板(これを「実施例1のノズル板」という。)のステンレス材の表層領域331AにおけるCr濃度の高濃度化について説明する。
まず、X線光電子分光装置(XPS K−Alpha (Thermo SCIENTIFIC))を用いて、上述したノズル板の組成分析を行った。
XPSは、図5(a)ないし(c)に示すように、試料表面をAr(アルゴン)イオンのエッチングにより掘り進めながら、随時、試料面に存在する元素を検出して、深さ方向の元素の組成を把握する分析手法である。ここでは、ノズル板3の撥液膜32であるポリイミド層からノズル基材31であるステンレスSUS316L側へ向かって掘り進めて分析を行った。
この分析結果を図6に示している。図6において、横軸は、エッチング時間(掘り進み時間)であり、エッチングで試料表面に加えるエネルギーは一定であるので、このエッチング時間は試料表面からの深さと見ることもできる。縦軸は、エッチング時間(深さ)ごとの構成元素の割合(原子%)である。
ここで、ポリイミドの構成元素中、最も組成比の高い炭素を検出すれば、高感度にポリイミドとステンレスSUS316Lの界面を把握することができる。したがって、ここでは、エッング時間が約60(min)の場所が、ポリイミド(撥液膜32)とステンレスSUS316L(ノズル基材31)の界面と考えることができる。
そうすると、この図6の分析結果から、ステンレスSUS316L(ノズル基材31)のポリイミド(撥液膜32)との界面近傍におけるクロムと酸素の量が、界面より深い位置(ステンレス母材)のクロムと酸素の量よりも著しく大きくなっていることが分かる。
一方、比較のために、ノズル基材としてステンレスSUS316Lを使用し、エッチング液に塩化第二鉄を使用して、エッチングによりノズル孔を加工し、ポリイミドの撥液膜を成膜したノズル板(これを「比較例1のノズル板」という。)を製作し、上述と同様にXPSによる組成分析を行った。つまり、この比較例1では本発明の第1実施形態に係るノズル板の製造方法と異なり、図4に示す研磨工程を実施していない。
この分析結果を図7に示している。この図7より、比較例1のノズル板では、ポリイミド(撥液膜)とステンレスSUS316L(ノズル基材)の界面近傍では、クロムと酸素の量が、上記本実施形態のノズル板と比較して明らかに少ないことが分かる。
同様に、ノズル基材としてステンレスSUS316Lを使用し、エッチング液に塩化第二鉄を使用して、エッチングによりノズル孔を加工し、更にスパッタリング法によってステンレスSUS316の表面にクロム薄膜を成膜した後、クロム薄膜の表面にポリイミドの撥液膜を成膜したノズル板(これを「比較例2のノズル板」という。)を製作し、上述と同様にXPSによる組成分析を行った。つまり、この比較例2においても、本発明の第1実施形態に係るノズル板の製造方法と異なり、図4に示す研磨工程を実施していない。
この分析結果の図示は省略するが、この比較例2のノズル板では、ポリイミドとクロム薄膜の界面近傍では酸素の量が非常に少ないことが確認された。
以上のことから、本実施形態による製造方法を実施し、図8(a)に示すノズル基材31となるステンレス材331に対して上記の研磨工程を行うことにより、図8(b)に示すように、ステンレス材331の表層領域331Aに含まれるFeが研磨材401によるエッチング作用により除去され、クロム濃度(Cr/Fe)が高くなり、Crは酸素と結び付きやすいため、ステンレス材301の表面にクロムリッチな膜が形成されると考えられる。
そして、本実施形態による製造方法を実施することで、製造プロセスを増加することなく、ノズル基材と撥液膜との密着性が向上することができる。
次に、実施例1のノズル板、上記比較例1、2のノズル板を備える液体吐出ヘッドを作製して画像形成装置に搭載し、その性能を評価した。
この結果、実施例1のノズル板においては、長期間に使用しても、撥液膜32の剥離による液滴の吐出方向の曲がりや、滴飛翔速度が不安定になる等の不具合が生じることはなく、優れた印字品質を維持することができた。また、15000回のワイピング試験を行った後においても、接触角の劣化がないことが確認された。
これに対し、比較例1のノズル板では、5000回のワイピング試験後において接触角の劣化が生じることが確認された。また、比較例2の比較例1のノズル板では、5000回のワイピング試験後において接触角の劣化が生じることが確認された。
この結果から、実施例1のノズル板においては、ポリイミドとステンレスSUS316Lの界面近傍におけるクロムと酸素の量が、ノズル基材と撥液膜の密着力の向上に大きく寄与しており、表層領域に含まれるクロムと、撥液膜に含まれる主構成元素である炭素が、表層領域に含まれる酸素を媒介として化学的に結合しているために密着力が比較例1、2に対して向上したものと考えられる。
次に、研磨工程における研磨剤の水素イオン濃度(pH)とステンレス材の表層領域におけるクロム濃度(Cr/Fe)との関係について図9を参照して説明する。図9は同関係の一例を示す説明図である。
この図9より、研磨剤の水素イオン濃度(pH)が小さい(酸性が強い)ほど、クロム濃度が高くなることが分かる。
ここで、一般的に、ステンレスの表層には、ステンレス材料中に含まれるクロムと空気中の酸素とが結びついてつくる薄く緻密なクロムリッチなクロム酸化物からなる膜厚1〜4nm程度の不動体膜が形成されやすい。そして、通常の空気雰囲気中におけるクロム酸化物層表面の材料組成におけるクロム濃度(Cr/Fe)は0.4程度である。
これに対して、本実施形態では、硝酸を含む研磨剤を用いて平坦化研磨を実施している。この研磨工程を行うことで、研磨剤に含まれる硝酸の酸化作用により、ステンレス材331の表層には、空気雰囲気中よりも、クロム酸化物の生成が促進されているもの考えられる。この結果、上記研磨工程を実施することにより、クロム濃度(Cr/Fe)は、Cr/Fe≧0.6(原子%)となる。
そして、クロム濃度(Cr/Fe)がCr/Fe≧0.6(原子%)となっているノズル板の性能評価を行ったところ、Cr/Feが大きくなるほど、ノズル基材と撥液膜の密着性が向上し、ワイピング試験の結果(耐ワイピング性)も向上することが判明した。
そうすると、研磨剤の水素イオン濃度(pH)を小さく(酸性を強く)して、Cr/Feを大きくすると、ノズル基材と撥液膜の密着性が向上してワイピング性能が向上することが分かる。
しかしながら、研磨剤の酸性を強くすると,ノズル基材が溶かされて所要の寸法精度が得られなくなり、クロムも溶かされるため,逆にノズル基材の表層領域のクロム濃度が低下するおそれがある。また、研磨剤の酸性を強くすると、研磨剤の酸化作用によって研磨機自体がサビの発生などで劣化しやすくなり、耐久性に問題が生じる。さらに、水素イオン濃度(pH)が小さい(酸性が強い)研磨剤は取り扱い難いという問題も生じる。
そうすると、ノズル基材であるステンレス材の表層領域におけるクロム濃度(Cr/Fe)は、Cr/Fe≧0.8とすることが好ましく、特に、1.2≧Cr/Fe≧0.8とすることで、ノズル基材と撥液膜の密着性の向上、寸法精度の確保を図りつつ、研磨機の劣化や研磨剤の取り扱い性の低下を防止することができる。
そして、上述した特に好ましい範囲である、1.2≧Cr/Fe≧0.8のクロム濃度とするには、図9から、研磨剤の水素イオン濃度(pH)を4≧pH≧2とすることが好ましいことが分かる。
次に、本発明の第2実施形態に係るノズル板について図10を参照して説明する。図10は同製造方法の説明に供する断面説明図である。
本実施形態では、ノズル基材31の表面(ステンレス材331の表層領域331Aの表面)を粗面化している。
これにより、アンカー効果によって、ノズル基材31と撥液膜32との密着性が更に向上し、耐ワイピング性能が大幅に向上する。
次に、本発明の第2実施形態に係るノズル板の製造方法について図11を参照して説明する。図10は同ノズル板の断面説明図である。
図11(a)に示すように、ノズル基材となるステンレス材331を準備する。ここでは、ステンレス材331として、圧延機を用いて材料を厚み0.05mmの薄板状に延ばして形成したステンレスSUS316Lを使用した。
そして、図11(b)に示すように、ステンレス材331にプレス加工によって所定の箇所にノズル4の半抜き形状を形成する。ここでは、先端径φ22μmの円柱形状のポンチを用いてプレス加工を行った。
その後、図11(c)に示すように、平面研磨機を用いてステンレス材331の撥水膜を成膜する表面331aを研磨加工して、ステンレス材331にノズル4を形成する。
ここで、研磨工程では、平均粒径5μmのアルミナ(酸化アルミニウム)粒子、硝酸を含む研磨剤をステンレス材331の表面331aに適量滴下するとともに、発泡ポリウレタンからなる円板状の研磨パッド(MH−C14B:日本ニッタ・ハース製)を表面331aに当てて接触させ、研磨パッドを回転させつつ揺れ動かし、更にステンレス材331も回転させて、平坦化研磨を実施した。
研磨工程後においては、粗さ曲線の最大断面高さ(JIS B0601 2001)でRt=0.3μm程度であった。本実施形態では、前記第1実施形態に係る研磨工程よりも表面粗さが大きくなる研磨剤を使用している。研磨剤に含まれる粒子としては、アルミナ(酸化アルミニウム)粒子以外にも、SiO2粒子を使用することもできる。
この研磨工程を実施することにより、図11(c)に示すように、ステンレス材331の母材領域331Bのクロム濃度よりもクロム濃度が高い表層領域331Aが形成される。
その後、図11(d)に示すように、ステンレス材331の表面331aに撥液膜32を成膜した。
ここでは、ステンレス材331の表面331aにポリアミド酸の溶液を塗布し、乾燥後に熱処理でイミド化させることにより、ポリイミドからなる撥液膜32を成膜した。
本実施形態に係る製造方法で製造したノズル板(実施例2のノズル板)を備える液体吐出ヘッドを作製して画像形成装置に搭載し、その性能を評価した。その結果、長期間に使用しても、撥液膜32の剥離による液滴の吐出方向の曲がりや、滴飛翔速度が不安定になる等の不具合が生じることはなく、優れた印字品質を維持することができた。また、18000回のワイピング試験を行った後においても、接触角の劣化がないことが確認された。
このように、本実施形態に係るノズル板では、撥液膜32を成膜するノズル基材31としてのステンレス材331の表層領域331AのCr濃度が高いので、撥液膜32を成膜するときに、撥液膜32に含まれる主たる構成元素である炭素が、表層領域331AのCrと、表層領域331AのOを媒介として化学的に結合していることに加え、表層領域331Aの表面状態を制御して意図的に表面粗さを大きくしてアンカー効果を与えることによって、アンカー効果によって、ノズル基材31と撥液膜32との密着性が更に向上し、耐ワイピング性能が大幅に向上する。
次に、本発明の第3実施形態に係るノズル板について図12を参照して説明する。図12は同ノズル板の断面説明図である。
本実施形態では、ノズル基材31の表面(ステンレス材331の表層領域331Aの表面)を活性化した状態で撥液膜32を形成している。
これにより、ノズル基材31と撥液膜32との密着性が更に向上し、耐ワイピング性能が大幅に向上する。
次に、本発明の第3実施形態に係るノズル板の製造方法について図13を参照して説明する。図13は同製造方法の説明に供する断面説明図である。
図13(a)に示すように、ノズル基材となるステンレス材331を準備する。ここでは、ステンレス材331として、圧延機を用いて材料を厚み0.05mmの薄板状に延ばして形成したステンレスSUS316Lを使用した。
そして、図13(b)に示すように、ステンレス材331にプレス加工によって所定の箇所にノズル4の半抜き形状を形成する。ここでは、先端径φ22μmの円柱形状のポンチを用いてプレス加工を行った。
その後、図13(c)に示すように、平面研磨機を用いてステンレス材331の撥水膜を成膜する表面331aを研磨加工して、ステンレス材331にノズル4を形成する。
ここで、研磨工程では、平均粒径1μmのアルミナ(酸化アルミニウム)粒子、硝酸を含む研磨剤をステンレス材331の表面331aに適量滴下するとともに、発泡ポリウレタンからなる円板状の研磨パッド(MH−C14B:日本ニッタ・ハース製)を表面331aに当てて接触させ、研磨パッドを回転させつつ揺れ動かし、更にステンレス材331も回転させて、平坦化研磨を実施した。
研磨工程後においては、粗さ曲線の最大断面高さ(JIS B0601 2001)でRt=0.1μm程度であった。研磨剤に含まれる粒子としては、アルミナ(酸化アルミニウム)粒子以外にも、SiO2粒子を使用することもできる。
この研磨工程を実施することにより、図13(c)に示すように、ステンレス材331の母材領域331Bのクロム濃度よりもクロム濃度が高い表層領域331Aが形成される。
その後、図13(d)に示すように、ステンレス材331の表層領域331Aの表面331aをプラズマ処理して、クロム、酸素が他の元素と反応しやすくなるように活性化状態にして、撥液膜32を成膜した。
ここでは、活性化処理は、アルゴンを用いてプラズマ処理を実施した。
また、ステンレス材331の表面331aに、ワニス状のポリアミドイミドをスピンコート法で所望の厚さまで伸ばし、オーブンで30〜60分間、100〜140℃に加熱して溶媒飛ばした後、乾燥させて撥液膜32を成膜した。
本実施形態に係る製造方法で製造したノズル板(実施例3のノズル板)を備える液体吐出ヘッドを作製して画像形成装置に搭載し、その性能を評価した。その結果、長期間に使用しても、撥液膜32の剥離による液滴の吐出方向の曲がりや、滴飛翔速度が不安定になる等の不具合が生じることはなく、優れた印字品質を維持することができた。また、18000回のワイピング試験を行った後においても、接触角の劣化がないことが確認された。
このように、本実施形態に係るノズル板では、撥液膜32を成膜するノズル基材31としてのステンレス材331の表層領域331AのCr濃度が高いので、撥液膜32を成膜するときに、撥液膜32に含まれる主たる構成元素である炭素が、表層領域331AのCrと、表層領域331AのOを媒介として化学的に結合していることに加え、表層領域331Aの表面を活性化した状態で撥液膜32を成膜することで、ノズル基材31と撥液膜32との密着性が更に向上し、耐ワイピング性能が大幅に向上する。
次に、本発明の第4実施形態に係るノズル板について図14を参照して説明する。図14は同ノズル板の断面説明図である。
本実施形態では、ノズル基材31の表面(ステンレス材331の表層領域331Aの表面)に下地膜としてSiO2膜33を成膜し、SiO2膜33上に撥液膜32を形成している。
これにより、ノズル基材31とSiO2膜33の密着性が向上し、SiO2膜33と撥液膜32との密着性は高いので、耐ワイピング性能が大幅に向上する。
次に、本発明の第4実施形態に係るノズル板の製造方法について図15を参照して説明する。図15は同製造方法の説明に供する断面説明図である。
図15(a)に示すように、ノズル基材となるステンレス材331を準備する。ここでは、ステンレス材331として、圧延機を用いて材料を厚み0.05mmの薄板状に延ばして形成したステンレスSUS316Lを使用した。
そして、図15(b)に示すように、ステンレス材331にプレス加工によって所定の箇所にノズル4の半抜き形状を形成する。ここでは、先端径φ22μmの円柱形状のポンチを用いてプレス加工を行った。
その後、図15(c)に示すように、平面研磨機を用いてステンレス材331の撥水膜を成膜する表面331aを研磨加工して、ステンレス材331にノズル4を形成する。
ここで、研磨工程では、平均粒径1μmのアルミナ(酸化アルミニウム)粒子、硝酸を含む研磨剤をステンレス材331の表面331aに適量滴下するとともに、発泡ポリウレタンからなる円板状の研磨パッド(MH−C14B:日本ニッタ・ハース製)を表面331aに当てて接触させ、研磨パッドを回転させつつ揺れ動かし、更にステンレス材331も回転させて、平坦化研磨を実施した。
研磨工程後においては、粗さ曲線の最大断面高さ(JIS B0601 2001)でRt=0.1μm程度であった。研磨剤に含まれる粒子としては、アルミナ(酸化アルミニウム)粒子以外にも、SiO2粒子を使用することもできる。
この研磨工程を実施することにより、図15(c)に示すように、ステンレス材331の母材領域331Bのクロム濃度よりもクロム濃度が高い表層領域331Aが形成される。
その後、図15(d)に示すように、ステンレス材331の表層領域331Aの表面331aにSiO2膜33を成膜する。
ここでは、表層領域331Aの表面331aにSi膜を形成した後、Si膜の表面にO2イオンを当ててSiO2膜33を形成した。SiO2膜33の膜厚は、数Å〜1000Å程度が好ましく、本実施形態では、80nm(800Å)とした。
そして、図15(e)に示すように、
ステンレス材331の表層領域331AのSiO2膜33上に撥液膜32を成膜した。
ここでは、本実施形態では、「オプツールDSX」(ダイキン工業製:「アルコキシシラン末端変成パーフルオロポリエーテル」と称されることもある)を使用して、真空蒸着で撥液膜32を形成した。
本実施形態に係る製造方法で製造したノズル板(実施例4のノズル板)を備える液体吐出ヘッドを作製して画像形成装置に搭載し、その性能を評価した。その結果、長期間に使用しても、撥液膜32の剥離による液滴の吐出方向の曲がりや、滴飛翔速度が不安定になる等の不具合が生じることはなく、優れた印字品質を維持することができた。また、18000回のワイピング試験を行った後においても、接触角の劣化がないことが確認された。
このように、本実施形態に係るノズル板では、撥液膜32を成膜するノズル基材31としてのステンレス材331の表層領域331AのCr濃度が高いので、SiO2膜33が、表層領域331AのCrと、表層領域331AのOを媒介として化学的に結合していることから、表層領域331AとSiO2膜33との密着性が向上し、耐ワイピング性能が大幅に向上する。
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの一例について図16及び図17を参照して説明する。図16は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向(液室長手方向)の断面説明図、図17は同じくノズル配列方向(液室短手方向)の断面説明図である。
この液体吐出ヘッドは、流路板(液室基板、流路部材)1と、この流路板1の下面に接合した振動板部材2と、流路板1の上面に接合したノズル部材である本発明に係るノズル板3とを有している。
これらによって液滴(液体の滴)を吐出する複数のノズル4がそれぞれ通路5を介して通じる複数の液室(加圧液室、圧力室、加圧室、流路などとも称される。)6、液室6にインクを供給する供給路を兼ねた流体抵抗部7、この流体抵抗部7を介して液室6と連通する連通部8を形成し、連通部8に振動板部材2に形成した供給口9を介して後述するフレーム部材17に形成した共通液室10からインクを供給する。
流路板1は、シリコン基板をエッチングして通路5、液室6、流体抵抗部7などの開口をそれぞれ形成している。なお、流路板1は、例えば、SUS基板を、酸性エッチング液を用いてエッチング、あるいは打ち抜き(プレス)などの機械加工することで形成することもできる。
振動板部材2は、各液室6に対応してその壁面を形成する各振動領域(ダイアフラム部)2aを有し、振動領域2aの面外側(液室6と反対面側)に島状凸部2bが設けられ、この島状凸部2bに振動領域2aを変形させ、液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子(アクチュエータ手段、圧力発生手段)としての積層型圧電部材12、12の柱状の圧電素子(以下、「圧電柱」という。)12A、12Bの上端面(接合面)を接合している。また、積層型圧電部材12の下端面はベース部材13に接合している。
ここで、圧電部材12は、PZTなどの圧電材料層21と内部電極22a、22bとを交互に積層したものであり、内部電極22a、22bをそれぞれ端面に引き出して、この側面に形成された端面電極(外部電極)23a、23bに接続し、端面電極(外部電極)23a、23bに電圧を印加することで積層方向の変位を生じる。この圧電部材12は、ハーフカットダイシングによる溝加工を施して1つの圧電部材に対して所要数の圧電柱12A、12Bを形成したものである。
なお、圧電部材12の圧電柱12A、12Bは、同じものであるが、駆動波形を与えて駆動させる圧電柱を圧電柱12A、駆動波形を与えないで単なる支柱として使用する圧電柱を圧電柱12Bとして区別している。この場合、図2に示すように、駆動用圧電柱12Aと支柱用圧電柱12Bとを交互に使用するバイピッチ構成でも、あるいは、すべての圧電柱を駆動用圧電柱12Aとして使用するノーマルピッチ構成のいずれでも採用できる。
これにより、ベース部材13上に駆動素子としての複数の駆動用圧電柱12Aが並べて配置された駆動素子列(駆動用圧電柱12Aの列)が2列設けられた構成としている。
また、圧電部材12の圧電方向としてd33方向の変位を用いて液室6内インクを加圧する構成としているが、積層型圧電部材12の圧電方向としてd31方向の変位を用いて液室6内インクを加圧する構成とすることもできる。
そして、圧電部材12の各駆動用圧電柱12Aの外部電極23aには駆動信号を与えるために配線手段としてのFPC15を直接接続し、このFPC15には圧電部材12の各駆動用圧電柱12Aに対して選択的に駆動波形を印加するための駆動回路(ドライバIC)16が実装されている。なお、すべての圧電柱12Aの外部電極23bは電気的に共通に接続されてFPC15の共通配線に同じく接続される。
ノズル板3は、前述した各実施形態で説明したノズル板であり、各液室6に対応して直径10〜35μmのノズル4を構成するノズル孔が形成されたノズル基材31の液滴吐出側面(吐出方向の表面:吐出面、又は液室6側と反対の面、ノズル形成面)及びノズル4内壁面に撥液膜32を形成して構成している。
また、FPC15を実装した(接続した)圧電部材12及びベース部材13などで構成される圧電型アクチュエータユニットの外周側には、エポキシ系樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成したフレーム部材17を接合している。そして、このフレーム部材17には前述した共通液室10を形成し、更に共通液室10に外部からインクを供給するための供給口19を形成し、この供給口19は更に図示しないサブタンクやインクカートリッジなどのインク供給源に接続される。
このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば駆動用圧電柱12Aに印加する電圧を基準電位から下げることによって圧電柱12Aが収縮し、振動板部材2の振動領域2aが下降して液室6の容積が膨張することで、液室6内に液体が流入し、その後圧電柱12Aに印加する電圧を上げて圧電柱12Aを積層方向に伸長させ、振動板部材2をノズル4方向に変形させて液室6内の液体が加圧され、ノズル4から液滴が吐出(噴射)される。
そして、圧電柱12Aに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板部材2が初期位置に復元し、液室6が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室10から液室6内に液体が充填される。そこで、ノズル4のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。
なお、このヘッドの駆動方法については上記の例(引き−押し打ち)に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。
なお、液体吐出ヘッドとして圧電型アクチュエータを使用する例で説明しているが、これに限るものではなく、電気熱変換素子を含むサーマル型アクチュエータを使用するもの、振動板と対向電極を含む静電型アクチュエータを使用するものなどにも同様に適用することができる。
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える本発明に係る画像形成装置の一例について図18及び図19を参照して説明する。図18は同装置の機構部の側面説明図、図19は同機構部の要部平面説明図である。
この画像形成装置はシリアル型画像形成装置であり、左右の側板221A、221Bに横架したガイド部材である主従のガイドロッド231、232でキャリッジ233を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して矢示方向(キャリッジ主走査方向)に移動走査する。
このキャリッジ233には、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色のインク滴を吐出するための本発明に係る液体吐出ヘッドと同ヘッドに供給するインクを収容するタンクを一体化した記録ヘッド234を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
記録ヘッド234は、それぞれ2つのノズル列を有し、一方の記録ヘッド234aの一方のノズル列はブラック(K)の液滴を、他方のノズル列はシアン(C)の液滴を、他方の記録ヘッド234bの一方のノズル列はマゼンタ(M)の液滴を、他方のノズル列はイエロー(Y)の液滴を、それぞれ吐出する。なお、ここでは2ヘッド構成で4色の液滴を吐出する構成としているが、1ヘッド当たり4ノズル列配置とし、1個のヘッドで4色の各色を吐出させることもできる。
また、記録ヘッド234のタンク235には各色の供給チューブ236を介して、供給ユニットによって各色のインクカートリッジ210から各色のインクが補充供給される。
一方、給紙トレイ202の用紙積載部(圧板)241上に積載した用紙242を給紙するための給紙部として、用紙積載部241から用紙242を1枚ずつ分離給送する半月コロ(給紙コロ)243及び給紙コロ243に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド244を備え、この分離パッド244は給紙コロ243側に付勢されている。
そして、この給紙部から給紙された用紙242を記録ヘッド234の下方側に送り込むために、用紙242を案内するガイド245と、カウンタローラ246と、搬送ガイド部材247と、先端加圧コロ249を有する押さえ部材248とを備えるとともに、給送された用紙242を静電吸着して記録ヘッド234に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト251を備えている。
この搬送ベルト251は、無端状ベルトであり、搬送ローラ252とテンションローラ253との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向(副走査方向)に周回するように構成している。また、この搬送ベルト251の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ256を備えている。この帯電ローラ256は、搬送ベルト251の表層に接触し、搬送ベルト251の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト251は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ252が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。
さらに、記録ヘッド234で記録された用紙242を排紙するための排紙部として、搬送ベルト251から用紙242を分離するための分離爪261と、排紙ローラ262及び排紙コロ263とを備え、排紙ローラ262の下方に排紙トレイ203を備えている。
また、装置本体の背面部には両面ユニット271が着脱自在に装着されている。この両面ユニット271は搬送ベルト251の逆方向回転で戻される用紙242を取り込んで反転させて再度カウンタローラ246と搬送ベルト251との間に給紙する。また、この両面ユニット271の上面は手差しトレイ272としている。
さらに、キャリッジ233の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド234のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む本発明に係るヘッドの維持回復装置である維持回復機構281を配置している。この維持回復機構281には、記録ヘッド234の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材(以下「キャップ」という。)282a、282b(区別しないときは「キャップ282」という。)と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード283と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け284などを備えている。
また、キャリッジ233の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け288を配置し、この空吐出受け288には記録ヘッド234のノズル列方向に沿った開口部289などを備えている。
このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ202から用紙242が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙242はガイド245で案内され、搬送ベルト251とカウンタローラ246との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド237で案内されて先端加圧コロ249で搬送ベルト251に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。
このとき、帯電ローラ256に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト251が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト251上に用紙242が給送されると、用紙242が搬送ベルト251に吸着され、搬送ベルト251の周回移動によって用紙242が副走査方向に搬送される。
そこで、キャリッジ233を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド234を駆動することにより、停止している用紙242にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙242を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙242の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙242を排紙トレイ203に排紙する。
このように、この画像形成装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドを記録ヘッドとして備えるので、高画質画像を安定して形成することができる。
なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、OHP、布、ガラス、基板などを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。
また、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること(単に液滴を媒体に着弾させること)をも意味する。
また、「インク」とは、特に限定しない限り、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、DNA試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。
また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。
また、画像形成装置には、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。
1 流路板
2 振動板部材
3 ノズル板
4 ノズル
6 個別液室
12 圧電部材
17 フレーム部材
31 ノズル基材
32 撥液膜
331 ステンレス材
331A 表層領域
331B 母材領域
411k、411c、411m、411y 記録ヘッド

Claims (7)

  1. 液滴を吐出するノズル孔が形成されたノズル基材の少なくとも滴吐出面側表面に、撥液膜が形成されたノズル板であって、
    前記ノズル基材は、ステンレス材からなり、
    前記ステンレス材は、前記撥液膜が形成される表面側にクロムの濃度が前記ステンレス材自体のクロムの濃度よりも高い表層領域を有し、
    前記表層領域のFeに対するCrの割合(Cr/Fe)が0.8以上であり、
    前記撥液膜は、炭素を含む膜であり、
    前記撥液膜は、前記ステンレス材に直接成膜されている
    ことを特徴とするノズル板。
  2. 前記撥液膜の材料が、ポリイミド、ポリアミドイミド、フッ素含有ポリイミド、PTFE、パールフオロポリオキセタン、変形パーフルオロポリオキセタン、又は、これらの混合物であることを特徴とする請求項1に記載のノズル板。
  3. 請求項1又は2に記載のノズル板を製造する製造方法であって、
    前記ノズル基材の表面を研磨剤によって研磨し、前記研磨剤のエッチング作用で前記ステンレス材の表層領域のFeを除去し、Crと酸素Oを結合する
    ことを特徴とするノズル板の製造方法。
  4. 前記研磨剤の水素イオン濃度(pH)が、4≧pH≧2、であることを特徴とする請求項に記載のノズル板の製造方法。
  5. 前記撥液膜を、スピンコート法、ディッピング法、真空蒸着法、CVD法、PVD法、スパッタリング法、イオンプレーティング法のいずれかにより形成することを特徴とする請求項3又は4に記載のノズル板の製造方法。
  6. 請求項1又は2に記載のノズル板を備えていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
  7. 請求項6に記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする画像形成装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022044245A1 (ja) 2020-08-28 2022-03-03 コニカミノルタ株式会社 ノズルプレート及びインクジェットヘッド

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6188500B2 (ja) * 2013-09-05 2017-08-30 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド及びその製造方法
JP7086569B2 (ja) * 2017-11-14 2022-06-20 エスアイアイ・プリンテック株式会社 噴射孔プレート、液体噴射ヘッド、液体噴射記録装置、および噴射孔プレートの製造方法
CN116096578A (zh) * 2020-08-28 2023-05-09 柯尼卡美能达株式会社 喷墨头

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61280929A (ja) * 1985-06-07 1986-12-11 株式会社 野村鍍金 フツ素樹脂被覆金属
JPH0361382A (ja) * 1989-07-31 1991-03-18 Nippon Kinzoku Co Ltd ステンレス鋼の表面処理方法
JPH0725015A (ja) * 1993-07-08 1995-01-27 Seiko Epson Corp インクジェットプリンター及びその製造方法
JPH0924337A (ja) 1995-07-10 1997-01-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd 撥水性ステンレス及びその製造方法
JP3819059B2 (ja) * 1995-10-27 2006-09-06 日新製鋼株式会社 耐スクラッチ性に優れた樹脂被覆ステンレス鋼板
JP2000279879A (ja) * 1999-03-29 2000-10-10 Nisshin Steel Co Ltd 密着性と耐食性に優れた透明フッ素樹脂被覆ステンレス鋼板およびその製造方法
JP2002097579A (ja) * 2000-09-25 2002-04-02 Nisshin Steel Co Ltd 食品用ステンレス製容器・器具類の製造方法。
JP2003341070A (ja) 2002-05-30 2003-12-03 Ricoh Co Ltd インクジェットヘッド、インクジェットヘッド製造方法、及びインクジェットヘッド記録装置
JP4230206B2 (ja) * 2002-12-06 2009-02-25 株式会社リコー 記録ヘッドの製造方法と記録ヘッド及びインクジェット記録装置
KR100519759B1 (ko) * 2003-02-08 2005-10-07 삼성전자주식회사 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법
JP4293035B2 (ja) 2003-05-07 2009-07-08 セイコーエプソン株式会社 撥液膜被覆部材、液体噴出装置の構成部材、液体噴出ヘッドのノズルプレート、液体噴出ヘッドおよび液体噴出装置
US7484831B2 (en) * 2004-05-27 2009-02-03 Silverbrook Research Pty Ltd Printhead module having horizontally grouped firing order
JP2006069151A (ja) * 2004-09-06 2006-03-16 Canon Inc 圧電膜型アクチュエータの製造方法及び液体噴射ヘッド
JP2012126081A (ja) * 2010-12-17 2012-07-05 Ricoh Co Ltd ノズル板、液滴吐出装置、画像形成装置及びノズル板の製造方法
JP2012166366A (ja) * 2011-02-10 2012-09-06 Ricoh Co Ltd ノズルプレート、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022044245A1 (ja) 2020-08-28 2022-03-03 コニカミノルタ株式会社 ノズルプレート及びインクジェットヘッド

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