JPH08197740A - インクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents
インクジェットヘッドの製造方法Info
- Publication number
- JPH08197740A JPH08197740A JP1391995A JP1391995A JPH08197740A JP H08197740 A JPH08197740 A JP H08197740A JP 1391995 A JP1391995 A JP 1391995A JP 1391995 A JP1391995 A JP 1391995A JP H08197740 A JPH08197740 A JP H08197740A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- bubbles
- pressure chamber
- ink jet
- cleaning
- 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.)
- Pending
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 印字不良が少ないインクジェットヘッドの製
造方法を提供することを目的とする。 【構成】 基板１とノズル板５とを接着した後にヘッド
をインクそのもの，有機溶媒，界面活性剤等を用い、超
音波洗浄等で洗浄する。 【効果】 余分気泡が発生しても圧力室６の内壁に捕ら
われにくく、インクと共に系外に排出されやすくなり結
果として印字不良が少なくなる。
造方法を提供することを目的とする。 【構成】 基板１とノズル板５とを接着した後にヘッド
をインクそのもの，有機溶媒，界面活性剤等を用い、超
音波洗浄等で洗浄する。 【効果】 余分気泡が発生しても圧力室６の内壁に捕ら
われにくく、インクと共に系外に排出されやすくなり結
果として印字不良が少なくなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプリンタ等の印字ヘッド
に用いられるインクジェットヘッドの製造方法に関する
ものである。
に用いられるインクジェットヘッドの製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、プリンタは印字の高速化、カラー
化、低騒音化の要求が高まってきており、なかでもイン
クジェットヘッドを用いたインクジェットプリンタが注
目されてきている。
化、低騒音化の要求が高まってきており、なかでもイン
クジェットヘッドを用いたインクジェットプリンタが注
目されてきている。
【０００３】インクジェットの方式は大別して連続式と
オンデマンド式があり、更にオンデマンド式にはピエゾ
素子で駆動するカイザー方式、ステムメ方式、グールド
方式や熱等を作用させることで気泡を発生させ、その体
積変化を利用してインクを飛翔させるバブルジェット方
式がある。通電沸騰方式はバブルジェット方式の中でイ
ンクそのものに電流を流し、その時発生する熱で気泡を
発生させる方式を言う。
オンデマンド式があり、更にオンデマンド式にはピエゾ
素子で駆動するカイザー方式、ステムメ方式、グールド
方式や熱等を作用させることで気泡を発生させ、その体
積変化を利用してインクを飛翔させるバブルジェット方
式がある。通電沸騰方式はバブルジェット方式の中でイ
ンクそのものに電流を流し、その時発生する熱で気泡を
発生させる方式を言う。
【０００４】以下に通電沸騰方式のインクジェットヘッ
ドについて説明する。図３は従来の通電沸騰方式のイン
クジェットヘッドの電極付近の断面斜視図である。図３
において１は基板、２は電極、３は絶縁膜、４はノズル
板５を絶縁膜３上に貼り付けるための接着剤である。電
極２はそれぞれパッド部までつながっており、そこで電
源部と接続される。絶縁膜３は入力された電気エネルギ
ーが隣接した電極２に逃げないよう形成されている。
ドについて説明する。図３は従来の通電沸騰方式のイン
クジェットヘッドの電極付近の断面斜視図である。図３
において１は基板、２は電極、３は絶縁膜、４はノズル
板５を絶縁膜３上に貼り付けるための接着剤である。電
極２はそれぞれパッド部までつながっており、そこで電
源部と接続される。絶縁膜３は入力された電気エネルギ
ーが隣接した電極２に逃げないよう形成されている。
【０００５】以上のように構成された通電沸騰方式のイ
ンクジェットヘッドの動作を以下に説明する。
ンクジェットヘッドの動作を以下に説明する。
【０００６】流路７を通ってきた導電性インクは圧力室
６に入る。そこで１対の電極２の間に電圧をかけると電
流は導電性インク中を流れる。その結果、導電性インク
は自己発熱し、沸騰が始まり、気泡が発生する。この気
泡を沸騰気泡と呼ぶ。この沸騰気泡により、圧力室６内
の導電性インクの圧力が急激に高まり、ノズル口８から
導電性インクが液滴として飛び出し、飛翔して記録紙に
付着し、ドットの形成を行う。一方、発生した沸騰気泡
はそれ自身が電極２の近傍を覆うため導電性インクに流
れる電流は急激に低下し、気泡の熱が回りの材料に奪わ
れる一方のため気泡は急激に収縮し、消滅する。気泡の
消滅に伴い、導電性インクは再び、流路７を通って圧力
室６へ充填される。
６に入る。そこで１対の電極２の間に電圧をかけると電
流は導電性インク中を流れる。その結果、導電性インク
は自己発熱し、沸騰が始まり、気泡が発生する。この気
泡を沸騰気泡と呼ぶ。この沸騰気泡により、圧力室６内
の導電性インクの圧力が急激に高まり、ノズル口８から
導電性インクが液滴として飛び出し、飛翔して記録紙に
付着し、ドットの形成を行う。一方、発生した沸騰気泡
はそれ自身が電極２の近傍を覆うため導電性インクに流
れる電流は急激に低下し、気泡の熱が回りの材料に奪わ
れる一方のため気泡は急激に収縮し、消滅する。気泡の
消滅に伴い、導電性インクは再び、流路７を通って圧力
室６へ充填される。
【０００７】以上のようなインクジェットヘッドの製造
方法を以下に説明する。まず、基板１上にスパッタ等の
薄膜形成プロセスにより、電極２の膜を形成する。電極
２の膜はＴｉ等の金属膜で構成される。次にエッチング
等の方法で電極２の形に仕上げる。さらにポリイミド等
の絶縁膜３を形成し、電極２を露出させる為に電極２の
膜と同様の工法で絶縁膜３に穴をあけ、電極２の近傍の
絶縁膜３を除去する。一方、ノズル板５の裏面には接着
剤４を塗布し、レーザ加工等により圧力室６，流路７，
ノズル口８等を形成する。最後に電極２、絶縁膜３を形
成した基板１とノズル板５とを合わせ、加圧して貼り合
わせる。
方法を以下に説明する。まず、基板１上にスパッタ等の
薄膜形成プロセスにより、電極２の膜を形成する。電極
２の膜はＴｉ等の金属膜で構成される。次にエッチング
等の方法で電極２の形に仕上げる。さらにポリイミド等
の絶縁膜３を形成し、電極２を露出させる為に電極２の
膜と同様の工法で絶縁膜３に穴をあけ、電極２の近傍の
絶縁膜３を除去する。一方、ノズル板５の裏面には接着
剤４を塗布し、レーザ加工等により圧力室６，流路７，
ノズル口８等を形成する。最後に電極２、絶縁膜３を形
成した基板１とノズル板５とを合わせ、加圧して貼り合
わせる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の製造方法では、基板１とノズル板５とを合わせた後
加圧するために接着剤４の圧力室６側へのはみ出しが見
られることがある。またノズル板５の製造過程でレーザ
加工によるカーボンといった様なコンタミの付着が見ら
れる。これらは基本的にインクとの濡れ性が悪い。
来の製造方法では、基板１とノズル板５とを合わせた後
加圧するために接着剤４の圧力室６側へのはみ出しが見
られることがある。またノズル板５の製造過程でレーザ
加工によるカーボンといった様なコンタミの付着が見ら
れる。これらは基本的にインクとの濡れ性が悪い。
【０００９】一方、通電沸騰方式では電極２に電圧をか
けインクに通電するために電気化学的な反応が起こり、
電気分解気泡（例えば２Ｈ2Ｏ→２Ｈ2＋Ｏ2、２ＨＣｌ
→Ｈ2＋Ｃｌ2）、酸化反応による気泡（例えばＴｉ＋２
Ｈ2Ｏ→ＴｉＯ2＋２Ｈ2）といった気泡が発生する場合
がある。またノズル板５の接着が不完全なところを通
り、外部から空気が洩れてきて圧力室６の内部へ侵入
し、気泡となる場合もある。また、インクに通電，加熱
する方式なので沸騰気泡とは別にインクに溶存している
気体成分が溶存しきれなくなり気泡として発生する場合
もある。この様な気泡を総称し、沸騰気泡と区別して余
分気泡と呼ぶ。余分気泡の成分は水蒸気ではないために
インク中に溶存しにくく、電圧をかける周波数（駆動周
波数：印字周波数と同じ）が高くなると、一旦発生した
気体が次回の電圧印加までに消滅しきれなくなる。
けインクに通電するために電気化学的な反応が起こり、
電気分解気泡（例えば２Ｈ2Ｏ→２Ｈ2＋Ｏ2、２ＨＣｌ
→Ｈ2＋Ｃｌ2）、酸化反応による気泡（例えばＴｉ＋２
Ｈ2Ｏ→ＴｉＯ2＋２Ｈ2）といった気泡が発生する場合
がある。またノズル板５の接着が不完全なところを通
り、外部から空気が洩れてきて圧力室６の内部へ侵入
し、気泡となる場合もある。また、インクに通電，加熱
する方式なので沸騰気泡とは別にインクに溶存している
気体成分が溶存しきれなくなり気泡として発生する場合
もある。この様な気泡を総称し、沸騰気泡と区別して余
分気泡と呼ぶ。余分気泡の成分は水蒸気ではないために
インク中に溶存しにくく、電圧をかける周波数（駆動周
波数：印字周波数と同じ）が高くなると、一旦発生した
気体が次回の電圧印加までに消滅しきれなくなる。
【００１０】そのような余分気泡が発生した場合、余分
気泡は通常はインクと共にノズル口８から排出され、イ
ンクは記録紙に付着し印字物となる為に悪影響は少な
い。ところが圧力室６の内部が前述の接着剤４やコンタ
ミによりインクとの濡れ性が悪い状態になると、沸騰気
泡自体はすぐに消滅するものの余分気泡は圧力室内壁に
接触するだけでその場に捉えられて圧力室６の内壁から
離れなくなる。一旦そのような状態が起きるとその余分
気泡に次の余分気泡が捉えられ気泡はどんどん成長しイ
ンクの吐出を妨げてしまう。更に進行すると気泡が電極
２を覆い、通電がストップしてしまうと同時に圧力室６
の内部にはインクが存在しないために圧力室６内へイン
クを供給する駆動力も失われてしまう。即ち、印字不能
となる。この様な状態になると外部から強制的にインク
を吸い出し、圧力室６内に再充填しない限り、そのノズ
ル口８からのインク吐出はできない。そのための対策と
して余分気泡そのものを発生させないようにすること
と、発生した余分気泡を内壁に捉えられないようにし、
スムーズにインクと共に系外（記録紙の方）に排出する
ことが考えられるが前者は本方式の原理に関わる問題を
含有しており、完全に余分気泡を発生させないことは困
難である。
気泡は通常はインクと共にノズル口８から排出され、イ
ンクは記録紙に付着し印字物となる為に悪影響は少な
い。ところが圧力室６の内部が前述の接着剤４やコンタ
ミによりインクとの濡れ性が悪い状態になると、沸騰気
泡自体はすぐに消滅するものの余分気泡は圧力室内壁に
接触するだけでその場に捉えられて圧力室６の内壁から
離れなくなる。一旦そのような状態が起きるとその余分
気泡に次の余分気泡が捉えられ気泡はどんどん成長しイ
ンクの吐出を妨げてしまう。更に進行すると気泡が電極
２を覆い、通電がストップしてしまうと同時に圧力室６
の内部にはインクが存在しないために圧力室６内へイン
クを供給する駆動力も失われてしまう。即ち、印字不能
となる。この様な状態になると外部から強制的にインク
を吸い出し、圧力室６内に再充填しない限り、そのノズ
ル口８からのインク吐出はできない。そのための対策と
して余分気泡そのものを発生させないようにすること
と、発生した余分気泡を内壁に捉えられないようにし、
スムーズにインクと共に系外（記録紙の方）に排出する
ことが考えられるが前者は本方式の原理に関わる問題を
含有しており、完全に余分気泡を発生させないことは困
難である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するために、スムーズにインクと共に余分気泡を系外
に排出させるように圧力室内壁のインクに対する濡れ性
を向上させることを目的として基板とノズル板の接着工
程の後に洗浄を行うインクジェットヘッドの製造方法を
用いたものである。
決するために、スムーズにインクと共に余分気泡を系外
に排出させるように圧力室内壁のインクに対する濡れ性
を向上させることを目的として基板とノズル板の接着工
程の後に洗浄を行うインクジェットヘッドの製造方法を
用いたものである。
【００１２】
【作用】本発明は上記製造方法により、圧力室内壁のイ
ンクに対する濡れ性を向上させることができ、気泡が圧
力室内壁と接触してもすぐにインクで内壁が濡れてしま
い、気泡は圧力室内壁に捉えられず、インクと共に系外
に排出され易くなり、印字不良が回避される。
ンクに対する濡れ性を向上させることができ、気泡が圧
力室内壁と接触してもすぐにインクで内壁が濡れてしま
い、気泡は圧力室内壁に捉えられず、インクと共に系外
に排出され易くなり、印字不良が回避される。
【００１３】また、洗浄を行うことにより圧力室内壁上
の接着剤のはみ出し分や製造工程中に付着したコンタミ
といったインクとの濡れ性の悪い物質を除去することが
でき、それにより圧力室内壁を構成する材料そのものの
良好な濡れ性が現れ、余分気泡が圧力室内部に溜まるこ
とによる印字不良が抑制される。
の接着剤のはみ出し分や製造工程中に付着したコンタミ
といったインクとの濡れ性の悪い物質を除去することが
でき、それにより圧力室内壁を構成する材料そのものの
良好な濡れ性が現れ、余分気泡が圧力室内部に溜まるこ
とによる印字不良が抑制される。
【００１４】
【実施例】本実験においては実験観察の簡便化のために
実験系を多少実際のヘッド−ノズル系と変えて実験し
た。図１はその斜視図である。図１において従来のイン
クジェットヘッドと同様の構成については同一符号を付
し説明を省略する。基板１，電極２系は実際のヘッド−
ノズル系と共通であるが圧力室６に相当する部分の形状
を直方体として顕微鏡による気泡観察を容易にした。観
察のための装置の全体図は図２に示す。
実験系を多少実際のヘッド−ノズル系と変えて実験し
た。図１はその斜視図である。図１において従来のイン
クジェットヘッドと同様の構成については同一符号を付
し説明を省略する。基板１，電極２系は実際のヘッド−
ノズル系と共通であるが圧力室６に相当する部分の形状
を直方体として顕微鏡による気泡観察を容易にした。観
察のための装置の全体図は図２に示す。
【００１５】実験は以下の条件で行った。 インク：イエロー，５０ｄｙｎｅ／ｃｍ，２０ｏｈｍ・
ｃｍ ヘッド駆動条件：両振周波数 ５ＭＨｚ，駆動周波数
５ｋＨｚ，駆動電圧 ３０Ｖ 評価方法：駆動１００万回毎の余分気泡発生有無を顕微
鏡にて観察。駆動を続けると沸騰気泡によるキャビテー
ション効果により圧力室内壁が洗浄され、余分気泡の成
長は見られなくなる。成長する余分気泡は駆動の初期で
見られる。この駆動初期の余分気泡の成長が見られた電
極−ノズル数を数えた。 洗浄方法：洗浄は全て超音波洗浄。洗浄液は実験に使っ
たものと同じインク，有機溶剤 ＩＰＡ，界面活性剤
台所用洗剤５０倍希釈液を用い洗浄液で超音波洗浄１５
分行い、その後、インクで置換し、１分間超音波をかけ
た。 結果：洗浄無し（従来例） ６／６余分気泡発生，イン
ク洗浄 ５／８余分気泡発生，ＩＰＡ洗浄 ０／５余分
気泡発生，界面活性剤洗浄 １／４余分気泡発生。いず
れも余分気泡発生防止に効果があった。
ｃｍ ヘッド駆動条件：両振周波数 ５ＭＨｚ，駆動周波数
５ｋＨｚ，駆動電圧 ３０Ｖ 評価方法：駆動１００万回毎の余分気泡発生有無を顕微
鏡にて観察。駆動を続けると沸騰気泡によるキャビテー
ション効果により圧力室内壁が洗浄され、余分気泡の成
長は見られなくなる。成長する余分気泡は駆動の初期で
見られる。この駆動初期の余分気泡の成長が見られた電
極−ノズル数を数えた。 洗浄方法：洗浄は全て超音波洗浄。洗浄液は実験に使っ
たものと同じインク，有機溶剤 ＩＰＡ，界面活性剤
台所用洗剤５０倍希釈液を用い洗浄液で超音波洗浄１５
分行い、その後、インクで置換し、１分間超音波をかけ
た。 結果：洗浄無し（従来例） ６／６余分気泡発生，イン
ク洗浄 ５／８余分気泡発生，ＩＰＡ洗浄 ０／５余分
気泡発生，界面活性剤洗浄 １／４余分気泡発生。いず
れも余分気泡発生防止に効果があった。
【００１６】各洗浄液は組み合わせて使ってもなんら差
し支えなく、むしろ幾つか組み合わせた方がより効果が
期待できる。
し支えなく、むしろ幾つか組み合わせた方がより効果が
期待できる。
【００１７】
【発明の効果】本発明は基板とノズル板の接着後に洗浄
することで圧力室内壁上に気泡が捉えられることを防止
し、それが原因となる印字不良を抑制することが可能と
なる。
することで圧力室内壁上に気泡が捉えられることを防止
し、それが原因となる印字不良を抑制することが可能と
なる。
【図１】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの実験装置の斜視図
ドの実験装置の斜視図
【図２】本発明の一実施例におけるインクジェットヘッ
ドの観察のための装置の全体図
ドの観察のための装置の全体図
【図３】従来の通電沸騰方式のインクジェットヘッドの
電極付近の断面斜視図
電極付近の断面斜視図
１ 基板 ２ 電極 ３ 絶縁膜 ４ 接着剤 ５ ノズル板 ６ 圧力室 ７ 流路 ８ ノズル口
Claims (5)
- 【請求項１】インクを沸騰させる電極が形成された基板
をインクを吐出させるノズルが形成されたノズル板に張
り付けた後、前記基板と前記ノズル板で形成された空間
を洗浄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。 - 【請求項２】洗浄に記録に使用するインクを用いたこと
を特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製
造方法。 - 【請求項３】洗浄に有機溶媒を用いたことを特徴とする
請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。 - 【請求項４】洗浄に界面活性剤を用いたことを特徴とす
る請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。 - 【請求項５】洗浄に超音波洗浄法を用いたことを特徴と
する請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1391995A JPH08197740A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1391995A JPH08197740A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08197740A true JPH08197740A (ja) | 1996-08-06 |
Family
ID=11846590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1391995A Pending JPH08197740A (ja) | 1995-01-31 | 1995-01-31 | インクジェットヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08197740A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001038890A (ja) * | 1999-07-30 | 2001-02-13 | Canon Inc | インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録ヘッド内のゴミ除去方法、インクジェット記録ヘッド製造方法、およびインクジェット記録ヘッド回復方法 |
-
1995
- 1995-01-31 JP JP1391995A patent/JPH08197740A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001038890A (ja) * | 1999-07-30 | 2001-02-13 | Canon Inc | インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録ヘッド内のゴミ除去方法、インクジェット記録ヘッド製造方法、およびインクジェット記録ヘッド回復方法 |
| JP4553329B2 (ja) * | 1999-07-30 | 2010-09-29 | キヤノン株式会社 | インクジェット記録ヘッド内のゴミ除去方法と、インクジェット記録装置の製造方法および回復方法 |
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