JPH01280566A - インクジェット記録ヘッドのノズル板 - 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、インク液を液滴状に噴出して印字を行うイ
ンクジェット記録ヘッドに関し、特に澄水性を高めたそ
のノズル板に関する。

【従来の技術】

第３図は、従来のインクジェット記録ヘッドの一例を示
す断面図である。第１図において、インクジェット記録
ヘッドは、インクノズル１を備えたノズル板２、インク
圧力室３とインク通路４を備えたキャビテイ板５、及び
振動板６を積層一体化したのち、振動板６のインク圧力
室３に対応する位置に電気機械変換素子としての圧電素
子７を接着して構成されている。なお、インクノズル１
は図の紙面の前後方向に複数個形成されており、それに
応じてインク圧力室３、インク通路４なども複数列形成
されている。 このようなインクジェット記録ヘットにおいて、圧電素
子７に電気信号を印加すると、振動板６がインク圧力室
３の内方に変位してその容積を２．激に減少させ、その
容積減少分に相当するインクをインクノズル１から液滴
状に噴出させる。このインクはインク滴となって記録紙
上に点着し印字を行う。電気信号がなくなるとインク圧
力室３の容積は元に復し、共通インク供給路８からイン
ク通路４を通してインクを吸い込む。

【発明が解決しようとする課題】

ところで、インクジェット記録ヘッドのノズル板には以
下の機能が求められ、特にそのインクノズル先端側表面
においては、下記（１）の機能が重要である。 （１）　　インク液の付着がないこと。 （２）加工性及び加工精度が良いこと。 （３）耐蝕性を有すること。 （４）液体圧力に対して寸法変化がないこと。 とりわけ、インク液の付着は記録紙に印字されるインク
液の点着寸法、点着精度及び点着速度に重要な影響を及
ぼし、さらにヘッドの信顧性にも関係してくるので、イ
ンク液が付着しにくい、すなわち撥水性を有するノズル
板が要求されてくる。 インクジェット記録ヘッドのノズル板の材質としては、
これまで金属、ガラス、あるいはアルミナ、圧電セラミ
ック（ＰＺＴ）などのセラミックが検討されてきている
が、それぞれ一長一短がある。そして、いずれの材料で
もそれ単体ではインク液の付着性が大きいので、ノズル
板の表面になんらかの出水処理が施される例が多い。 例えば、ステンレス鋼よりなるノズル板では、金めつき
処理とか、窒化チタンの薄膜の被覆を行う。また、セラ
ミックよりなるノズル板では、絶縁性であるので電界め
っきなどの処理はできず、蒸着あるいはスパッタなどの
方法により、クロムとか金などの薄膜を被覆している。 しかしながら、いずれもまだインク滴の付着の問題を充
分に解消していない。 この発明は、撥水性が高く、しかも摺動性、耐摩耗性な
どの点でも優れた特性を有するインクジェット記録ヘッ
ドのノズル板を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、この発明は、インク液を液
滴状に噴出するインクノズルを備えた絶縁物質からなる
インクジェット記録ヘッドのノズル板において、インク
ノズル先端側の表面に、例えば酸化すず（ＳｎＯ□）、
酸化すず一酸化インジウム（ＩＴＯ）　、金属などの導
電性被膜を形成し、さらにその上に弗素系高分子微粒子
を含む金属複合薄膜を形成するものである。

【作　用】

上記金属複合薄膜を形成することにより、インクノズル
先端側の表面は弗素系高分子微粒子で薄く覆われて弗素
系高分子特有の高い撥水性を示し、さらに非粘着性、自
己潤滑性などの特性も備えるようになる。

【実施例】

第１図はこの発明の実施例の断面図である。 第１図において、ガラスからなるノズル板１０には、イ
ンクノズル１１が形成されている。このノズル板１０の
インクノズル先端側の表面（以下、インクノズル先端面
という。）に、まずＩＴ○被膜を形成し、導電性被膜１
２とする。 そして、このノズル板１０を、弗素系高分子微粒子とし
ての粒子径０．１〜５μｍのポリテトラフルオルエチレ
ン樹脂粒子（ＰＴＦＥ）が２５〜４０％分散されている
ニッケル浴に浸し、導電性被膜１２をマイナス電極とし
、また白金電極を対極として、温度４０〜５０°Ｃ，電
流密度０．５〜０．６Ａ／　ｄ　ｎｒで電解めっきを施
す。 次に、上記めっき膜で覆われたノズル仮１０を約３００
°Ｃで熱処理し、ＰＴＦＥでニッケルを包み込んで密着
性をよくする。これにより、導電性被膜１２の上に、金
属複合薄膜１３を形成する。 このように形成された金属複合薄膜１３は、第３図に示
すように、ニッケル１４の中に多くのＰＴＦＥ１５が分
散された形であり、熱処理によって表面はＰＴＦＥ１５
で薄く覆われている。そのため、この金属複合薄膜１３
は、弗素系高分子化合物持をの高い撥水性、自己潤滑性
、非粘着性などの特性を備え、インク付着性の小さい優
れたコーテイング膜を構成している。すなわち、その特
長をい（つか列記すると下記の通りである。 ■　非粘着性に冨み、高い撥水性を有する。 ■　低摩擦性で、すべり性が良好である。 ■　自己潤滑性を有し、耐摩耗性に（ｌれている。 ■　非静電性で、汚れや微粒子が付きにくい。 ■　その他、めっき金属の硬さと弗素系高分子化合物の
持つ種々の特性を有する。 実施例の金属複合薄膜と他のコーテイング膜との特性比
較を第１表〜第４表により示す。 第１表　水に対する種々のガラス」−被膜の接触角（度
）第２表　摺動摩耗試験結果 温度＝２５０°Ｃ１摺動回数：　５０００回、過電：１
．６ｋｇ第３表　摩耗試験結果（ｘｌｏ−’ｍｇ／ｋｇ
　Ｈｏｎ）過電：　１３．６ｋｇ、相手材：鋼、　２５
”Ｃ大気中第４表　摩擦係数測定結果 過電：　ｓｏｏｋｇ、相手材：磨き軟鋼板上表から明ら
かなように、金属複合薄膜は、インクジェット記録ヘッ
ドにおけるノズル板の表面処理に必要なすべての特性を
満たしている。 この金属複合薄膜がノズル先端近傍の表面に形成される
と、ノズル先端近傍に付着したインク滴はすぐに除去さ
れ、安定したインク吐出が可能となる。 また、導電性被膜はスパッタ法により蒸着するため、ノ
ズル内部までは電極が形成されず、したがって電解めっ
きを行ってもノズル内部までは金属複合薄膜が形成され
ないので、インクメニスカスがノズル内部まで入り込む
心配はない。 次に、上述実施例に対する比較例として、インクノズル
先端面を＃２０００工メリー紙で研澄加工したヘッドを
用い、実施例及び従来例（比較例）のヘッドで１０００
万回インク液を噴出させ、インクノズル先端面でのイン
ク液の濡れ接触角度及び記録紙にプリントされたインク
液の点着寸法、点着位置を測定したところ、第５表に示
す結果を得た。 第５表 これから明らかなように、実施例のインクジェット記録
ヘッドは、従来例に比べてインクノズル先端面でのイン
ク液の接触角度が著しく太き（なっている。そして、点
着寸法と点着位置の誤差は従来例に比べて小さ（、改良
されていることも明らかである。さらに、インク射出の
周波数応答性をみると、従来例のヘッドは５〜６ｋＨｚ
であるが、この実施例のヘッドは１０ｋｌ（ｚまでイン
ク射出が可能であった。 すなわち、インクノズル先端面に金属複合薄膜を形成す
ることによって、先端面の平滑鏡面度が向上してインク
液の付着が防止され、噴出されるインク液もほぼ真直ぐ
に案内されて記録紙の所要位置に正確に印字されるもの
と考えられる。 【発明の効果］ この発明によれば、インクノズル先端面でのインク液の
付着が抑えられ、インク液の広がりや滞留も防止できる
ので、印字精度は高いものになる。 また、ノズル内部にインクニスカスが入り込むことがな
くなり、インク射出の応答性も向上する。 さらに、ＰＴＦＥ薄膜の持つ優れた耐摩耗性、摺動性、
低摩擦係数などは、インクジェット記録ヘッドに不可欠
なりリーニング機構を取り付けた場合に極めて有利な条
件となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の断面図、第２図はその金属
複合薄膜の拡大断面図、第３図は従来のインクジェット
記録ヘッドの一例を説明する断面図である。 １０：ノズル板、１１：インクノズル、１２：導電性被
膜、１３：金属複合薄膜。 １０ノ又゛ル躍 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）インク液を液滴状に噴出するインクノズルを備えた
   絶縁物質からなるインクジェット記録ヘッドのノズル板
   において、インクノズル先端側の表面に導電性被膜を形
   成し、さらにその上に弗素系高分子微粒子を含む金属複
   合薄膜を形成したことを特徴とするインクジェット記録
   ヘッドのノズル板。