JPH01195053A - インクジェットヘッドとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、インクジェットヘッドにおいて、インクを
通すインク通路部分を構成するインクジェットヘッド構
成部材に関するものである。

［従来技術及びその問題点］ 従来のインクジェットヘッドにおいて、インクを通すイ
ンク通路部分を形成するにあたっては、通常、カラス板
等に切削加工やエツチング等を施し、インクを通すイン
ク通路を形成するようにしていた。

しかし、ガラス板等に切削加工を施した場合、ガラス板
等に割れや欠けが生して不良品が発生し易く、製品の歩
留まりが悪くなり、また切削されたインク通路はその内
壁面が荒く、インクを吐出させるために多くのエネルキ
ーが必要になると共に、インク吐出の安定性や均一性が
低下するという問題があった。一方、カラス板等にエツ
チングを施してインク通路を形成する場合は、微細な加
工が困難であり、加工精度に限界があるという欠点があ
った。

このため、近年においては、感光性樹脂を使用してこの
ようなインク通路を形成することか試みられるようにな
った。

しかし、従来用いられているノホラック系、ポリメタク
リル酸メチル系等の感光性樹脂の場合、アスペクト比が
高くかつエツジ切れの良い厚膜パターンを形成すること
ができず、インクジェットヘッドのインク通路部分の形
成に使用することは事実上不可能であった。さらに、こ
のような感光性樹脂の場合、絶縁性や耐圧性の点で問題
があると共に、インクによって膨潤して変形するおそれ
もあり、インクを安定して均一に吐出することがてきな
いという問題もあった。

また、スリット方式のインクジェットヘッドのように、
カラス板等に切削加工やエツチングを施さすにそのまま
使用するものも存在したが、このようなスリット式のも
のにおいては、クロストークによる誤動作等の問題があ
った。

この発明は、上記のような様々な問題を解決することを
目的したものであり、インクジェットヘットにおいてイ
ンク通路部分を形成するにあたり、切削加工やエツチン
グを行わす、特定の感光性樹脂を用いることにより、ア
スペクト比が高くかつエツジ切れの良い厚膜パターンを
形成することに成功し、加えて絶縁性や耐圧性に優れ、
インクにより膨潤して変形するということもなく、イン
クを安定して均一に吐出することかてきるインクジェッ
トヘット構成部材を提供するものである。

［問題点を解決するための手段及び作用コこの発明にお
いては、インクシェツトヘットのインク通路を構成する
部材を、感光性ポリイミド樹脂で形成するようにしたの
である。

このようにインクジェットヘラ１へのインク通路を構成
するにあたり、１、感光性ポリイミド樹脂を使用すると
、アスペクト比が高くかつエツジ切れの良い厚膜パター
ンを形成することがてき、インクジェットヘッドにおい
てのインクを通すのに好適なインク通路が形成されるよ
うになると共に、この感光性ポリイミド樹脂は、絶縁性
や耐圧性に優れ、さらにインクによって膨潤して変形す
るということもない。

また、このように感光性ポリイミド樹脂で形成されたイ
ンク通路部分の表面が親インク性を持つ一方、その先端
の吐出口部分が疎インク性を持つように処理することが
望ましい。このように、インク通路部分の表面を親イン
ク性にすると、インクの輸送性が高まり、応答性を向上
させることがてき、また吐出口部分を疎インク性にする
と、吐出口からのインクの液たれを抑制できるようにな
る。なお、これらの処理は、処理の容易性等の点から、
真空中てのガスプラズマ処理て行うことが望ましい。

ここで、上記感光性ポリイミド樹脂は疎水性であるため
、インクか水性インクの場合には、一般にそのインク通
路部分の表面に、公知の真空中グロー放電によるガスプ
ラズマ処理、例えは酸素や窒素カスプラズマ処理を行い
、感光性ポリイミド樹脂表面が、水性インクに対して親
インク性を持つようにする。一方、インクが油性インク
の場合には、一般に吐出口部分に上記と同様にして親水
化処理し、油性インクに対して疎インク性を与えるよう
にする。なお、この場合、ガスプラズマ処理の他に、公
知のグロー放電法による有機プラズマ重合膜（ａ−Ｃ：
Ｘ膜）の形成において、酸素や窒素を膜中に含む有機化
合物のプラズマ重合膜を感光性ポリイミド樹脂上に形成
し、親水性を持たせるようにした場合にも同様の効果が
あった。

また、感光性ポリイミド樹脂の水性インクに対する疎イ
ンク性、油性インクに対する親インク性をさらに向上さ
せるため、水性インクを用いる場合においては吐出口部
分に、油性インクを用いる場合においてはインク通路部
分の表面に、それぞれ疎水性の有機プラズマ重合膜を形
成することも可能である。なお、この場合も上述したグ
ロー放電法による有機プラズマ重合膜の場合と同様にそ
の形成において、炭化水素カス及び／又はハロゲン含有
炭素または炭化水素ガス等を導入し、有機プラズマ重合
膜中に水素原子やハロゲン原子等を含有する有機プラズ
マ重合膜を感光性ポリイミド樹脂上に形成し、疎水性を
持たせるようにする。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて具体的に
説明すると共に、比較例を挙げこの発明の実施例のもの
が優れていることを明らかにする。

この実施例においては、スリット方式のイン６一 クシエツトヘッドの場合について説明する。

まず、感光性ポリイミド樹脂として、ポジ型の感光性ポ
リイミド樹脂であるフォトニースＵＲ−３６００（東し
■製）と、ネガ型の感光性ポリイミド樹脂であるプロヒ
ミド３４８（チバカイキー社製）との２種類の感光性ポ
リイミド樹脂を使用した。

そして、これらの２種類の感光性ポリイミド樹脂をそれ
ぞれ塗布あるいは枠組中に流し込んで５０μｍの厚さに
し、高圧水銀灯を用いて、ポジ型の感光性ポリイミド樹
脂のものにおいてはポジ型の露光パターンで、ネガ型の
感光性ポリイミド樹脂のものにおいてはネガ型の露光パ
ターンでそれぞれＵＶ露光し、約８３０ｍＪ　／　ｃｒ
ｄのエネルギーを与えた。

このようにして、ポジ型の感光性ポリイミド樹脂ものに
ついて光化学反応を、ネガ型の感光性ボリイミ１へ樹脂
ものについて光重合をおこさせた場合、いずれのものに
おいても、幅及び深さがそれぞれ約４９μｍになったイ
ンク通路用の溝が形成された。

一方、比較例としてポジ型のノボラック系感光性樹脂で
あるクレゾールノボラック（住友化学工業■製）を用い
た場合、高粘度タイプのものを用いても講深さが８μｍ
程度のものしが作製できなかった。また、溝深さをこれ
以上深くしようとすると、パターンがぼやけてしまい、
溝にはならず、うねり程度のものになってしまい、イン
クジェットヘッドのインク通路を構成するには不適当な
ものであった。なお、このような溝の溝深さは、インク
ジェット方式やそれを用いたプリンターの仕様により異
なるが、最低３０〜４０μｍ以上ないと実用上画像形成
が困難になる。また、その他の非ポリイミド系の感光性
樹脂を用いた場合もこれとほぼ同様てあり、充分な溝深
さを持つインク通路を形成することができなかった。

そして、この実施例のものにおいては、第１図及び第２
図（Ｂ）に示すように、上記のようにして、感光性ポリ
イミド樹脂からなる基材（１ｏ）に、幅及び深さがそれ
ぞれ４９μｍになったインク通路用の溝（１１）を、ピ
ッチ６０μｍの間隔で所要数形成しな。

次に、このように形成したインク通路用の各溝（１１）
及び基材（１０）上に配置する上板（１２）において、
吐出口（１３）部分を除くインク通路部分に水性インク
に対して親インク性のある有機プラズマ重合膜（１４）
を形成すると共に、インク通路用の各溝（１１）の溝底
部にスパッタリングによって、縦横がそれぞれ３０μｍ
のクロムの個別電極（１５）を、上記吐出口（１３）よ
り２０μｍ離れた位置に形成した。

ここで、上述した有機プラズマ重合膜（１４）の形成に
あたっては、一般に使用されている公知のプラズマＣＶ
Ｄ装置を用い、キャリアガスであるヘリウムガス１０１
００５ｅに対して、ブタジェンモノマー８０ｓｅｃｍと
酸素ガス１２ｓｅｃｍとを加え、圧力０．７Ｔｏｒｒ　
、電圧９０ｗ２周波数２　、０ＭＨ２の条件て、常温の
もと２分３０秒間有機プラズマ重合膜形成を行った。

そして、このように水性インクに対して親インク性のあ
る有機プラズマ重合膜（１４）を形成したインク通路部
分と、有機プラズマ重合膜（１４）が形成されていない
吐出口（１３）部分とにおける水性インクの接触角を測
定した。なお、水性インクとしては、一般に用いられて
いる下記の第１表に示す組成からなるものを使用した。

第１表 この結果、有機プラズマ重合膜（１４）を形成したイン
ク通路部分においては接触角が１４度で、水性インクか
流れ易くなっており、一方、有機プラズマ重合膜（１４
）か形成されていない吐出口（１３）部分においては接
触角が８０度で、水性インクが吐出口（１３）部分で止
まり、液だれが生じないようになっていた。

また、この実施例のインクシェツトヘット構成部材にお
いては、上板（１２）を基材（１０）上に配置するにあ
たり、上板（１２）と基材（１０）との間に少しの隙間
を設け、インク通路用の各溝（１１）と上板（１２）と
の間でインクが詰まるのを防止するようにした。

次に、このように形成したインクジェットヘッド構成部
材を、第１図に示すように、その先端の吐出口（１３）
が、１８５μｍの間隔を介して対向電極（１６）と対向
するように配し、インクジェット記録を行った。

このインクジェット記録にあたっては、−２００■の電
極パルス印加電圧をマルチスタイラスの駆動方法を用い
て、溝（１１）の溝底部に設けた個別電極（１５）に印
加し、ずなわち、各溝（１１）の構成部に設けた個別型
＆　（１５）の数十から数百側を１ブロツクとして幾つ
かのブロックに分け、各フロックに対応して駆動ＩＣを
実装させ、駆動ＩＣに基づいて個別電極（１５）に−２
００■のパルス電圧を印加するようにした。一方、これ
に対応して対向電極（１６）には均一に＋３００■のパ
ルス電圧を印加し、インフジエラ１〜ヘツド構成部材の
吐出口（１３）から飛翔されたーに帯電した飛翔インク
け７）を静電吸引し、この対向電極（１６）のインクジ
ェットヘッド構成部材側にローラ＜１８）によって供給
された記録紙（１９）にインクジェット記録を行った。

この結果、このようなインクジェットヘッド構成部材を
用いたものにおいては、インクが安定して均一に吐出さ
れ、良好なインクシェツト画像が形成されるようになっ
た。

なお、この実施例では、水性インクを用いる場合のもの
について説明したが、油性インクを用いることも可能で
あり、この場合には、インク通路部分が油性インクに対
して親インク性を持つ一方、吐出口（１３）部分が油性
インクに対して疎インク性を持つように、水性インクの
場合とは逆に、油性インクに対して疎インク性のある前
記有機プラズマ重合膜（１４）を吐出口（１３）部分に
設けるようにする。

［発明の効果］ 以上詳述したように、この発明に係るインクシェラ）・
ヘッド構成部材においては、インクジェットヘッドのイ
ンク通路部分を形成するにあたって、感光性ポリイミド
樹脂を使用するようにしたため、インフジエラｌ−ヘッ
トにおいてインクを通ずのに好適なインク通路を形成て
きるようになった。

また、感光性ポリイミド樹脂で形成されたインク通路は
、絶縁性や耐圧性に優れると共に、インクによって膨潤
して変形するということもないため、インクを安定して
均一に吐出することかできるようになった。

さらに、スリット式のインクシェツトベツドにおいて、
このようなインク通路を形成するとクロストークによる
誤動作等の問題も解消されるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例に係るインクジェットヘッド
構成部材を用いてインクジェット記録を行う状態を示す
斜視図、第２図（Ａ）、　（Ｂ）はこの発明の実施例に
係るインクジェットヘッド構成部材の断面図及び°正面
図である。 （１０）・・・基材、（１１）・・・インク通路用の溝
、（１２）・・上板、（１３）・・吐出口、（１４）・
・・プラズマ重合膜、（１５）・・・個別電極。 特許出願人　　ミノルタカメラ株式会社代　理　人　　
弁理士　　松　川　克　明−１４〜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、インクジェットヘッドのインク通路を構成する部材
   が、感光性ポリイミド樹脂で形成されてなることを特徴
   とするインクジェットヘッド構成部材。