JPH09277537A - 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
JPH09277537A
JPH09277537A JP9694696A JP9694696A JPH09277537A JP H09277537 A JPH09277537 A JP H09277537A JP 9694696 A JP9694696 A JP 9694696A JP 9694696 A JP9694696 A JP 9694696A JP H09277537 A JPH09277537 A JP H09277537A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
plating
ptfe
fine particles
ink
excimer laser
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
Application number
JP9694696A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuzuru Kudo
譲 工藤
Yoshihisa Ota
善久 太田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP9694696A priority Critical patent/JPH09277537A/ja
Publication of JPH09277537A publication Critical patent/JPH09277537A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 均一な撥水性が得られない。 【解決手段】 ノズル形成部材31の吐出側面にPTF
E分散ニッケルメッキを施した後、メッキ表面にエキシ
マレーザーを照射して、ニッケルを除去してPTFE微
粒子を露出させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッドの製造方法に関し、特にノズル孔を形成するノズル
形成部材の吐出面側に撥水処理をするインクジェットヘ
ッドの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】プリンタ、ファクシミリ、複写機等に用
いられるドロップオンディマンド(DOD)型のインク
ジェット記録装置は、例えばインク滴を吐出する複数の
ノズル孔と、ノズル孔が連通する液室と、液室を加圧す
るための圧電素子等の電気機械変換素子或いは熱抵抗体
(ヒータ)等の熱機械変換素子からなるアクチュエータ
(駆動源)とを備えたインクジェットヘッドを用いて、
記録信号が入力されたときにのみノズル孔からインク滴
を吐出飛翔させて、高速、高解像度の記録を行なうもの
である。
【0003】このようにインクジェット記録装置は、ヒ
ータ、圧電素子等のエネルギー発生手段(アクチュエー
タ)を駆動することによってノズル孔から液滴化したイ
ンク(インク滴)を吐出飛翔させて記録を行うため、ノ
ズル孔の形状、精度等がインク滴の噴射特性(インク滴
吐出性能)に影響を与えると共に、ノズル孔を形成して
いるノズル形成部材の表面の特性がインク滴の噴射特性
に影響を与える。例えば、ノズル形成部材表面のノズル
孔周辺部にインクが付着して不均一なインク溜り(所謂
濡れムラ)が発生すると、インク滴の吐出方向が曲げら
れたり、インク滴の大きさにバラツキが生じたり、イン
ク滴の飛翔速度が不安定になる等の不都合が生じること
が知られている。
【0004】なお、ノズル孔は、ノズル、吐出口、オリ
フィス、ノズルオリフィス等とも称されるが、本明細書
においては、インク滴を吐出する孔を「ノズル孔」、ノ
ズル孔を形成している部材を「ノズル形成部材」と称す
ることとする。
【0005】そこで、従来、ノズル形成部材の表面(ノ
ズル孔の吐出側面)に、撥水性(撥インク性)を有する
表面処理(撥水処理)を施すことで均一性を高めること
が知られている。この撥水処理としては、例えば特開平
4−294145号公報に記載されているように、イン
ク吐出面側にフッ素系高分子共析メッキ処理、例えばポ
リテトラフルオロエチレン(以下、「PTFE」とい
う。)微粒子を分散させたニッケルメッキを施した後、
350℃〜380℃で30分間加熱して、PTFE粒子
を溶融させて皮膜を形成することが知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、PTF
E等の粒子を分散させた共析メッキは、メッキ時の環境
条件やメッキ液の管理状態によってメッキ皮膜中のPT
FE粒子の共析量が簡単に変化するため、常に均一な撥
水性を確保することが難しい。また、インクジェット記
録装置に用いるインクは、記録媒体との親和性を高める
ために、各種の界面活性剤が含まれているため、濡れ性
の高い液体となっているので、上述したようにして撥水
膜を形成しても、メッキ時の条件によってはインクをは
じかなくなり、インクの吐出方向に影響を及ぼすことに
なるという事態が発生する。
【0007】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、メッキ時の条件に左右されることなく常に高い撥
水性を有する撥水膜を形成することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項1のインクジェットヘッドの製造方法は、イ
ンクを吐出するノズル孔を形成するノズル形成部材の吐
出面側にポリテトラフルオロエチレン微粒子を分散させ
たニッケルメッキによって撥水処理を施すインクジェッ
トヘッドの製造方法において、メッキ後のメッキ表面に
エキシマレーザーを照射する構成とした。
【0009】請求項2のインクジェットヘッドの製造方
法は、上記請求項1のインクジェットヘッドの製造方法
において、前記エキシマレーザー光の照射エネルギーを
100mJ/cm2〜250mJ/cm2の範囲内に設定
する構成とした。
【0010】請求項3のインクジェットヘッドは、上記
請求項2のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記エキシマレーザー光を照射した後、前記メッキを3
00℃〜400℃で熱処理する構成とした。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図1は本発明を適用するイン
クジェットヘッドの一実施例の外観斜視図、図2は図1
のA−A線に沿う要部拡大断面図、図3は図1のB−B
線に沿う要部拡大断面図である。
【0012】このインクジェットヘッドは、アクチュエ
ータユニット1と、このアクチュエータユニット1上に
接合した液室ユニット2とからなる。アクチュエータユ
ニット1は、絶縁基板3上に2つの積層型圧電素子4,
4と、これら2列の圧電素子4,4の周囲を取り囲むフ
レーム5を接着剤6によって接合している。圧電素子4
は、インクを液滴化して飛翔させるための駆動パルスが
与えられる複数のアクチュエータ素子となる駆動部7,
7…と、これらの駆動部7,7間に位置して、駆動パル
スが与えられない支柱部となる複数の非駆動部8,8…
とを交互に配置してなる。
【0013】液室ユニット2は、ダイアフラム部11を
有する振動板12上に感光性樹脂フィルム(ドライフィ
ルムレジスト)で形成した流路形成部となる第1感光性
樹脂層13、第2感光性樹脂層14、第3感光性樹脂層
15及びノズル孔16を有するノズル形成部材であるノ
ズルプレート17を順次積層して各駆動部7,7…に対
応するインク流路である複数の加圧液室18,18…、
各加圧液室18,18…にインクを供給するインク流路
である複数の共通液室(共通インク流路)19,19、
共通液室19と加圧液室18を連通するインク供給路を
なすインク流路である流体抵抗部20,20をそれぞれ
形成している。
【0014】ここで、ノズルプレート17にはインク滴
を飛翔させるための微細孔である多数のノズル孔16を
形成しており、このノズル孔16の径はインク滴出口側
の直径で35μm以下に形成している。このノズルプレ
ート17は、例えばエレクトロンフォーミング工法(電
鋳)によって製造したNi(ニッケル)の金属プレート
を用いているが、Si、その他の金属材料を用いること
もできる。
【0015】そして、このノズルプレート17のインク
吐出面側に撥水膜17aを形成している。この撥水膜1
7aは、PTFE微粒子を分散させたニッケルメッキを
施した後、メッキ表面にエキシマレーザーを照射し、更
に、所定温度でPTFE微粒子を溶融して形成したもの
である。
【0016】そこで、図5以降を参照して本発明に係る
撥水膜の形成について説明する。先ず、図5に示すよう
にノズル形成部材31の表面にPTFE分散ニッケルメ
ッキによってPTFE微粒子32が分散したニッケルメ
ッキ部33を形成する。
【0017】このPTFE分散ニッケルメッキは、例え
ば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)微粒子を
分散させた無電解ニッケルメッキ(例えば、上村工業
(株)、商品名:ニムフロン)、PTFE微粒子を分散
させた電解ニッケルメッキ(例えば、上村工業(株)、
商品名:メタフロン)等で行なう。この場合、PTFE
分散無電解ニッケルメッキは、膜厚の均一性に優れてお
り、PTFE高分散タイプのもの(例えば、上村工業
(株)、商品名:ニムフロンFRS、分散率30vol.%
以上)のものもある。
【0018】このPTFE分散無電解ニッケルメッキ
は、メッキ速度の高速化が可能で、且つメッキ膜内PT
FE分散比率を容易に大きく(30vol.%以上)できる
という利点がある。また、メッキ時にカソード側にメッ
キ抑制板、補助電極等を設けることにより、メッキ膜厚
をμmオーダーの精度で均一化することができる。
【0019】なお、撥水膜の膜厚については、薄すぎる
とワイピングに対する耐久性が劣り、厚くしすぎると膜
形成に時間と素材がかかりコストが高くなるので、1〜
10μmの範囲で形成するようにすれば、耐久性とコス
トの調和を図ることができる。
【0020】ところで、PTFE分散メッキは、前述し
たようにメッキ時の環境条件やメッキ液の管理状態によ
って、メッキ皮膜中のPTFE微粒子の共析量が簡単に
変化するために、常に均一な撥水性を保つことが困難で
ある。そこで、上述したようにしてPTFE分散ニッケ
ルメッキを施した後、メッキ皮膜表面にエキシマレーザ
ーを照射する。
【0021】エキシマレーザーの発振波長は、紫外域
(例えば発振用ガスがArFのとき:193nm、Kr
Fのとき:248nm)で、単パルス当りのエネルギー
が大きいため、単純に熱的な溶融蒸発加工だけでなく、
分子結合を切断しながら加工するいわゆるアブリケーシ
ョン加工が可能である。しかし、PTFEの結合エネル
ギーは非常に高く、エキシマレーザーのエネルギーでも
分子結合を切断できないため、PTFEのアブリケーシ
ョン加工はできない。そのため、PTFE分散ニッケル
メッキにエキシマレーザーを照射した場合、ニッケルの
みが消失してPTFEの微粒子はそのまま残存すること
になる。したがって、ニッケルメッキ表面にエキシマレ
ーザーを照射することで、メッキ表面にPTFE微粒子
をリッチにすることができて、均一な撥水性を有する撥
水膜を得ることができる。
【0022】この場合、エキシマレーザーの照射エネル
ギーの強弱によるPTFE分散ニッケルメッキ表面の状
態を確認するため、発振用ガスにKrF(波長248n
m)を用いて、照射エネルギーを70mJ/cm2
150mJ/cm2、280mJ/cm2の3段階に
変化して照射する実験を行なった。
【0023】この実験結果によれば、照射エネルギー
を70mJ/cm2にしたときには、図6に示すように
エキシマレーザー未照射時の状態(図5)に比べてわず
かにニッケルが消失しているが、それほど顕著な差は見
られなかった。照射エネルギーを150mJ/cm2
としたときには、図7に示すようにエキシマレーザー未
照射時の状態(図5)に比べて、表面のニッケルメッキ
部33がかなり消失して、PTFE微粒子32が相当量
露出した。照射エネルギーを280mJ/cm2とし
たときには、図8に示すようにエキシマレーザー未照射
時の状態(図5)に比べて、表面のPTFE微粒子32
が少なくなった。これは、照射エネルギー量が大きすぎ
て、ニッケルが蒸発するときの勢いでPTFE微粒子も
吹き飛ばされたものと推測される。
【0024】この結果、エキシマレーザーの照射エネル
ギーとしては、100mJ/cm2〜250mJ/cm2
の範囲内に設定することで、ニッケルメッキ表面のPT
FE微粒子をリッチにすることができて、より撥水性に
富む撥水膜を得ることができる。
【0025】さらに、上述したようにエキシマレーザー
を照射してニッケルを飛ばすことでPTFE微粒子を露
出させた状態では、露出しているPTFE微粒子がメッ
キ表面に乗っているだけに近い状態であるため、外力に
よってPTFE微粒子が取れる可能性がある。
【0026】そこで、上述したようにエキシマレーザー
を照射した後、PTFE分散ニッケルメッキを300℃
〜400℃で30分〜60分間程度加熱して、PTFE
微粒子を溶融させることによって、図9に示すようにメ
ッキ表面をPTFE微粒子の皮膜34で完全に覆うこと
ができる。
【0027】このようにして、分散メッキ時の条件に左
右されることなく、インクジェット記録装置のインクの
ように濡れ性の高い液体でも常に安定してはじくことの
できる撥水性の高い強固な撥水膜を得ることができる。
【0028】なお、上記各実施例においては、本発明を
アクチュエータ素子として圧電素子を用いるピエゾアク
チュエータ方式のインクジェットヘッドに適用した例に
ついて説明したが、発熱抵抗体を用いるいわゆるバブル
ジェット方式のインクジェットヘッドにも適用すること
ができる。さらに、ノズル形成部材としては加圧液室を
形成する部材と別体にした構造のものに限らず、加圧液
室を形成する部材と一体構造のものにも適用することが
できる。
【0029】さらに、上記実施例においては、ノズル形
成部材としてプレート状のものを用いた例について説明
したが、複数の部材(例えば溝を形成した部材とその溝
を覆う部材)を組合わせてノズル孔を形成するものであ
っても、本発明を同様に適用することができる。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1のインク
ジェットヘッドの製造方法によれば、ポリテトラフルオ
ロエチレン微粒子を分散させたニッケルメッキ後のメッ
キ表面にエキシマレーザーを照射する構成としたので、
PTFE微粒子を残してニッケルのみを除去することが
でき、メッキ時の条件に左右されることなく常に高い撥
水性を有する撥水膜を形成することができる。
【0031】請求項2のインクジェットヘッドの製造方
法によれば、上記請求項1のインクジェットヘッドの製
造方法において、エキシマレーザー光の照射エネルギー
を100mJ/cm2〜250mJ/cm2の範囲内に設
定する構成としたので、請求項1の効果に加えて、より
均一で撥水性の高い撥水膜を形成することができる。
【0032】請求項3のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項2のインクジェットヘッドの製造方法に
おいて、エキシマレーザー光を照射した後、メッキを3
00℃〜400℃で熱処理する構成としたので、請求項
1及び2の効果に加えて強固な撥水膜を形成することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したインクジェットヘッドの外観
斜視図
【図2】図1のA−A線に沿う要部拡大断面図
【図3】図1のB−B線に沿う要部拡大断面図
【図4】液室ユニットの製造工程のうちの振動板の製造
工程を説明する工程図
【図5】ノズル形成部材にPTFE分散メッキを施した
状態の模式的断面図
【図6】図5のメッキ表面にエキシマレーザーを照射し
た後の状態の模式的断面図
【図7】図5のメッキ表面に他のエネルギーのエキシマ
レーザーを照射した後の状態の模式的断面図
【図8】図5のメッキ表面に更に他のエキシマレーザー
を照射した後の状態の模式的断面図
【図9】図8のメッキに加熱処理を施した後の状態の模
式的断面図
【符号の説明】
1…アクチュエータユニット、2…液室ユニット、7…
駆動部圧電素子、12…振動板、16…ノズル孔、17
…ノズルプレート、17a…撥水膜、18…加圧液室、
31…ノズル形成部材、32…PTFE微粒子、33…
ニッケルメッキ部、34…PTFE皮膜。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インクを吐出するノズル孔を形成するノ
    ズル形成部材の吐出面側にポリテトラフルオロエチレン
    微粒子を分散させたニッケルメッキによって撥水処理を
    施すインクジェットヘッドの製造方法において、メッキ
    後のメッキ表面にエキシマレーザーを照射することを特
    徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のインクジェットヘッド
    の製造方法において、前記エキシマレーザー光の照射エ
    ネルギーを100mJ/cm2〜250mJ/cm2の範
    囲内に設定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。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のインクジェットヘッド
    の製造方法において、前記エキシマレーザー光を照射し
    た後、前記メッキを300℃〜400℃で熱処理するこ
    とを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
JP9694696A 1996-04-18 1996-04-18 インクジェットヘッドの製造方法 Pending JPH09277537A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9694696A JPH09277537A (ja) 1996-04-18 1996-04-18 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
JP9694696A JPH09277537A (ja) 1996-04-18 1996-04-18 インクジェットヘッドの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09277537A true JPH09277537A (ja) 1997-10-28

Family

ID=14178480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9694696A Pending JPH09277537A (ja) 1996-04-18 1996-04-18 インクジェットヘッドの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09277537A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1027993A1 (en) * 1999-02-12 2000-08-16 Eastman Kodak Company A mandrel for forming a nozzle plate having a non-wetting surface of uniform thickness and an orifice wall of tapered contour, and method of making the mandrel
CN100351085C (zh) * 2003-06-30 2007-11-28 兄弟工业株式会社 喷墨头及其制造方法和憎水膜形成方法
US7325902B2 (en) 2003-10-22 2008-02-05 Ricoh Printing Systems, Ltd. Ink-jet printer head and a manufacturing method thereof
WO2019058443A1 (ja) * 2017-09-20 2019-03-28 コニカミノルタ株式会社 インクジェットヘッドの製造方法、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1027993A1 (en) * 1999-02-12 2000-08-16 Eastman Kodak Company A mandrel for forming a nozzle plate having a non-wetting surface of uniform thickness and an orifice wall of tapered contour, and method of making the mandrel
CN100351085C (zh) * 2003-06-30 2007-11-28 兄弟工业株式会社 喷墨头及其制造方法和憎水膜形成方法
US7303783B2 (en) 2003-06-30 2007-12-04 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Inkjet head, manufacturing method thereof and method of forming water repellent film
US7325902B2 (en) 2003-10-22 2008-02-05 Ricoh Printing Systems, Ltd. Ink-jet printer head and a manufacturing method thereof
WO2019058443A1 (ja) * 2017-09-20 2019-03-28 コニカミノルタ株式会社 インクジェットヘッドの製造方法、インクジェットヘッド及びインクジェット記録装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3245193B2 (ja) インクジェットプリンタの印字ヘッド
JP3179834B2 (ja) 液体飛翔記録装置
JP3106136B2 (ja) マイクロインジェクティングデバイスのノズルプレート装置製造方法
JPH09277537A (ja) インクジェットヘッドの製造方法
JP3803985B2 (ja) インク噴射記録ヘッドの製造方法および記録装置
JP2000015820A (ja) オリフィスプレートおよび液体吐出ヘッドの製造方法
JP3495218B2 (ja) ノズル形成部材の製造方法
JP3222180B2 (ja) インクジェット記録方法及び記録ヘッド
JPS634955A (ja) 液体噴射記録ヘツド
JPS62191156A (ja) 液体噴射記録ヘツド
JP2002001955A (ja) インクジェットプリンタヘッドおよびその製造方法
US6637868B2 (en) Inkjet head and method of manufacturing the same
JPH11147316A (ja) インクジェット記録ヘッド及びノズル板の製造方法
JP2002059551A (ja) インクジェットノズル及びその製造方法
JP3554149B2 (ja) 液体吐出ヘッドの製造方法
JP3989248B2 (ja) インクジェットヘッドの製造方法
JP3474368B2 (ja) インクジェットヘッド及びその製造方法並びにインクジェット記録装置
JPH0952370A (ja) インクジェット装置
JPH106494A (ja) インクジェットヘッド
JPH10119268A (ja) インクジェットヘッド
JPH11179921A (ja) 液体噴射記録ヘッドの表面処理方法
JP2004001394A (ja) マルチノズルプレート及び液体噴射装置
JPH08169113A (ja) インクジェットヘッド
JPH08323984A (ja) インクジェット用ノズルプレートの製造方法
JPH09187944A (ja) インクジェットヘッドおよびその製造方法