JPH09300627A - インクジェット用ノズルプレートの製造方法 - Google Patents

インクジェット用ノズルプレートの製造方法

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JPH09300627A
JPH09300627A JP11776996A JP11776996A JPH09300627A JP H09300627 A JPH09300627 A JP H09300627A JP 11776996 A JP11776996 A JP 11776996A JP 11776996 A JP11776996 A JP 11776996A JP H09300627 A JPH09300627 A JP H09300627A
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JP
Japan
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ink
nozzle
photoresist
nozzle plate
ejection surface
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JP11776996A
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English (en)
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Yuzuru Kudo
譲 工藤
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 撥インク性皮膜を、ノズル開口部に侵入させ
ることなくワイピング耐久性のある厚さでインク吐出面
に形成する。 【解決手段】 ネガ型のフォトレジストをディップコー
トにより全面に塗布(図1(B))、プリベーク後、イ
ンク液室面側3から平行紫外光を照射し現像することに
より、ノズル吐出面側4のフォトレジストを取り除きポ
ストベークを行う(図1(C))。更に、スピンコート
によりノズル吐出面側4に3μm以上の厚さのフォトレ
ジスト5aを塗布する(図1(D))。ノズル吐出面側
4の裏面から再び平行紫外光を照射し、現像後ポイスト
ベークしてノズル部塔5bを形成(図1(E))し、こ
れを精密マスキングとして2μm以上の膜厚の撥インク
性膜6を形成(図1(F))後、フォトレジスト5を取
り除く(図1(G))。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット用
ノズルプレートの製造方法に関し、より詳細には、イン
クジェットプリンタにおけるヘッドノズルの表面処理方
法に関し、金属材料の表面処理技術に好適に利用され
る。
【0002】
【従来の技術】インクジェットプリンタにおいて、ノズ
ルから吐出されるインク滴が一定方向に吐出されず、吐
出方向が不定でばらつきがあると、印字品質が大きく劣
化するので、プリンタとしては致命的な欠陥となる。ノ
ズルからのインク滴の安定性は、ノズル面の濡れ性が大
きく影響するので、インク滴の吐出方向を常に安定させ
るための手段として、一般に、インク吐出面側に撥水性
材料により撥水膜を形成するという手段が知られてい
る。しかし、インク吐出面側に撥水膜を形成する際に、
撥水膜がノズル開口部内に侵入して撥水膜を形成しては
いけない部分にまで撥水膜が形成されるという問題があ
る。
【0003】特開平6−143587号公報に記載され
たインクジェットヘッドの製造方法は、撥水膜がノズル
開口部内に侵入することの解決案として提案されたもの
で、撥水性材料をしみ込ませたウレタンフォームをノズ
ル面に接触させ、撥水性材料ウレタンフォームの毛細管
力が、ノズル開口の毛細管力よりも大きいことを利用し
て、ノズル開口部内に侵入させないようにしてインク吐
出面側に撥水膜を形成する方法である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法で
は、形成できる撥水膜の膜厚は、0.1μm前後であ
る。インクジェットノズルでは、インク吐出方向を安定
させるために、インク吐出の前後でゴム等のブレードで
ワイピングを行っているので、上記程度の膜厚の撥イン
ク性皮膜では、長時間ワイピングを行ううちに、撥イン
ク性皮膜が摩耗して、撥インク性が失われる恐れがあ
る。かといって、上記方法では、形成する撥インク性皮
膜の膜厚を厚くしようとすると、撥インク性材料がノズ
ル開口部内にまで侵入することが考えられる。
【0005】本発明は、上述した実情に鑑みてなされた
もので、ワイピング耐久性のある厚さをもった撥インク
性皮膜を、ノズル開口部に侵入させることなく形成する
ことを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、ノズ
ルプレートのインク吐出面側に撥インク性皮膜を形成す
る工程において、前記ノズルプレートのノズル孔をマス
キングするために、ネガ型フォトレジストを使用するこ
とを特徴とし、もって、低コストのインクジェット用ノ
ズルプレートを供給するようにしたものである。
【0007】請求項2の発明は、請求項1に記載のネガ
型フォトレジストにより、マスキングを施すための手段
として、ディップコートによるノズル前面への該ネガ型
フォトレジストの塗布→プリベーク→インク吐出面の逆
側からの露光→現像→ポストベーク→スピンコートによ
るインク吐出面への該ネガ型フォトレジストの塗布→イ
ンク吐出面の逆側からの露光→現像→ポストベーク、と
いう工程を用いたことを特徴とし、もって、撥インク性
皮膜形成時の精密マスキングをするようにしたものであ
る。
【0008】請求項3の発明は、請求項2に記載のイン
クジェット用ノズルプレートの製造方法において、スピ
ンコートによりインク吐出面に塗布する前記ネガ型フォ
トレジストの膜厚を、3μm以上としたことを特徴と
し、もって、耐久性のある撥インク性皮膜を形成するよ
うにしたものである。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明によるインクジェット用ノ
ズルプレートの製造方法の実施形態において、マスキン
グに使用するフォトレジストは、撥インク性皮膜形成時
の前処理工程で、酸,アルカリにより洗浄を行う場合を
想定し、耐薬品性の高いネガ型フォトレジストを用い
る。これに適したネガ型フォトレジストの例として、東
京応化OMR83又はOMR85があげられる。なお、
ネガ型フォトレジストは、ポジ型フォトレジストに比べ
て価格が半額以下であり、ネガ型フォトレジストは価格
的にも有利である。次に、インクジェット用ノズルプレ
ートの製造方法を工程順に図に基づいて説明する。
【0010】図1は、本発明によるインクジェット用の
ノズルプレートの製造方法の実施形態における工程を説
明するための図で、図1(A)は、撥インク処理前のノ
ズルプレートの断面図、図1(B)は、ディップコート
によってフォトレジストを塗布した状態のノズルプレー
ト断面図、図1(C)は、図1(B)のノズルプレート
にインク液室面側から平行紫外光露光後、現像,ポスト
ベークを行った状態のノズルプレート断面図、図1
(D)は、図1(C)のノズルプレートのインク吐出面
側にスピンコートによってフォトレジストを塗布した状
態のノズルプレート断面図、図1(E)は、図1(D)
のノズルプレートにインク液室面側から平行紫外光露光
後、現像,ポストベークを行った状態のノズルプレート
断面図、図1(F)は、図1(D)のノズルプレートの
インク吐出面側に撥インク性皮膜を形成した状態のノズ
ルプレート断面図、図1(G)は、図1(F)のノズル
プレートからフォトレジストを剥離した状態のノズルプ
レート断面図で、図中、1はノズルプレート、2はノズ
ル孔、3はインク液室面側、4はプレート1のインク吐
出面側、5はネが型フォトレジスト(以後、フォトレジ
ストと記す)、6は撥インク性皮膜である。
【0011】図1(A)は、撥インク性皮膜6を施すノ
ズルプレート1を示し、該ノズルプレート1は、電鋳等
により成形され、多数のノズル孔2を有しており、イン
ク液室面側を3、インク吐出面側を4としている。
【0012】第1工程(ノズルプレートの全面にフォト
レジストを塗布する)…図1(B) フォトレジスト5を、ノズル2を含むノズルプレート1
の全面にディップコートにより塗布する。この場合、フ
ォトレジスト5の粘度が低すぎると、ノズル孔2全体を
フォトレジスト5で塞ぐことができない。しかし、フォ
トレジスト5の粘度が30cp(センチポアーズ)以上
であれば、ノズル孔2全体を塞ぐことができる。このた
め、フォトレジスト5の粘度を30cp以上にする。
【0013】第2工程(インク吐出面側のフォトレジス
トだけを取り除く)…図1(C) ディップコートにより全面にフォトレジスト5を塗布し
たノズルプレート1をプリベークしてノズルプレート1
にフォトレジスト5を密着させ乾燥する。その後、イン
ク吐出面側4の逆側の面、すなわち、インク液室面側3
に平行紫外光を照射する。これを現像してインク吐出面
側3のフォトレジスト5を完全に除去し、ノズル孔2に
フォトレジスト5が充填された状態とする。
【0014】この状態で、一旦、ポストベークを行い、
フォトレジスト5を硬化させる。この工程を省略する
と、次工程でフォトレジスト5をスピンコートすると
き、工程1でディップコートにより塗布したフォトレジ
スト5が溶解してしまう。
【0015】第3工程(インク吐出面側にフォトレジス
トを塗布する)…図1(D) 第2工程でフォトレジスト5を取り除いたインク吐出面
側4に、再び、スピンコートによりフォトレジスト5a
を塗布する。このとき、スピンコーターの回転数とフォ
トレジスト5aの粘度を調節して塗布したフォトレジス
ト5aの膜厚が3μm以上になるようにする。
【0016】第4工程(ノズル孔のインク吐出面側にフ
ォトレジストによる突出部を形成する)…図1(E) 第3工程において、スピンコートでインク吐出面側4に
フォトレジスト5aを塗布したノズルプレート1をプリ
ベークして、フォトレジスト5aを硬化した後、再び、
インク液室面側3から平行紫外光を照射して露光する。
これを現像すると、紫外光の当たらないインク吐出面側
4の部分が取り除かれ、該インク吐出面側4のノズル孔
2の部分にスピンコートによるフォトレジスト5aの厚
さに相当する高さ3μm以上のノズル部塔5bを形成す
る。このノズル部塔5bをポストベークして硬化し、イ
ンク吐出面側4に撥インク性皮膜6を形成するときの精
密マスキングにする。
【0017】第5工程(インク吐出面側に撥インク性皮
膜を形成する)…図1(F) ノズル部塔5bを有するインク吐出面側4に、一般に知
られたフッ素樹脂微粒子を分散させた電解又は無電解メ
ッキ(例えば、上村工業のニムフロン又はメタフロン
等)により撥インク性皮膜6を成膜する。これらのメッ
キ皮膜の厚さを2μm以上にして、ワイピング耐久性を
持たせる。このために、マスキングとなるノズル部塔5
aの高さは3μm以上に定められている。
【0018】第6工程(フォトレジストを取り除く)…
図1(G) ノズル部塔5bを有するインク吐出面側4に撥インク性
皮膜6を形成後、ノズル部塔5bを含むノズル孔2,イ
ンク液室面側3上のフォトレジスト5を取り除いて、ノ
ズル吐出面側3のみに撥インク性皮膜6を有するノズル
プレート1を完成する。
【0019】図2は、本発明に係るインクジェットヘッ
ドの要部断面図であり、図中、10はインクジェットヘ
ッド、11はアクチュエータユニット、12は液室ユニ
ット、13は絶縁基板、14は圧電素子(以後、PZT
と記す)、15はフレーム部材、16,21は接着剤、
17はダイヤフラム部、20は加圧液室である。
【0020】図2に示すインクジェットヘッドは、紙面
と直角な方向に多数のノズル孔2を有し、インクを吐出
させる動力部であるアクチュエータユニット11と、該
アクチュエータユニット11と接着剤23で接合され、
インクを吐出させる液室ユニット12からなり、本発明
によるノズルプレート1は、液室ユニット12の最上部
に設けてある。
【0021】アクチュエータユニット11は、駆動源と
して積層されたd33モードのPZT14を有し、絶縁
基板13上にフレーム部材5とともに接着剤16で固着
されている。また、液室ユニット12は、アクチュエー
タユニット11のPZT14およびフレーム部材15の
上面で接着剤13により接合され、PZT14で駆動さ
れるダイヤフラム部17を有する振動板18と、ノズル
プレート1および該ノズルプレート1と振動板18とで
加圧液室20および共通液室20aを構成するための液
室流路形成部19とからなっている。
【0022】PZT14に印字信号が印加されると、P
ZT14は面と直角方向に変位してダヤフラム部17を
駆動して加圧液室20に体積変化を与え、ノズル2から
インク滴を吐出する。ノズル孔2から吐出されるインク
滴は、ノズル孔2内壁面で一様な濡れ性を持ち、しか
も、インク吐出面側3に付着することがない状態で吐出
されるので、常に一定の吐出条件が保たれ、高品質の画
像形成が可能となる。
【0023】
【発明の効果】
請求項1の発明に対応する効果:ノズルプレートのイン
ク吐出面側に撥インク性皮膜を形成する工程において、
前記ノズルプレートのノズル孔をマスキングするため
に、ネガ型フォトレジストを使用するので、低コストの
マスキングが可能となる。
【0024】請求項2の発明に対応する効果:請求項1
に記載のネガ型フォトレジストにより、マスキングを施
すための手段として、ディップコートによるノズル前面
への該ネガ型フォトレジストの塗布→プリベーク→イン
ク吐出面の逆側からの露光→現像→ポストベーク→スピ
ンコートによるインク吐出面への該ネガ型フォトレジス
トの塗布→インク吐出面の逆側からの露光→現像→ポス
トベーク、という工程を用い、インク吐出面側のフォト
レジスト膜厚を3μm以上にしているので、ワイピング
耐久性の十分ある厚さの撥インク性皮膜を高精度に作成
することができる。
【0025】請求項3の発明に対応する効果:請求項2
記載のインクジェット用ノズルプレートの製造方法にお
いて、スピンコートによりインク吐出面に塗布する前記
ネガ型フォトレジストの膜厚を、3μm以上としたの
で、ワイピング耐久性の十分ある厚さの撥インク性皮膜
を高精度に作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるインクジェット用ノズルプレー
トの製造方法の実施形態における工程を説明するための
図である。
【図2】 本発明に係るインクジェットヘッドの要部断
面図である。
【符号の説明】
1…ノズルプレート、2…ノズル孔、3…インク液室面
側、4…ノズルプレート1のインク吐出面側、5…ネが
型フォトレジスト、6…撥インク性皮膜、10…インク
ジェットヘッド、11…アクチュエータユニット、12
…液室ユニット、13…絶縁基板、14…圧電素子(P
ZT)、15…フレーム部材、16,21…接着剤、1
7…ダイヤフラム、20…加圧液室。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ノズルプレートのインク吐出面側に撥イ
    ンク性皮膜を形成する工程において、前記ノズルプレー
    トのノズル孔をマスキングするために、ネガ型フォトレ
    ジストを使用することを特徴とするインクジェット用ノ
    ズルプレートの製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のネガ型フォトレジスト
    により、マスキングを施すための手段として、ディップ
    コートによるノズル前面への該ネガ型フォトレジストの
    塗布→プリベーク→インク吐出面の逆側からの露光→現
    像→ポストベーク→スピンコートによるインク吐出面へ
    の該ネガ型フォトレジストの塗布→インク吐出面の逆側
    からの露光→現像→ポストベーク、という工程を用いた
    ことを特徴とするインクジェット用ノズルプレートの製
    造方法。
  3. 【請求項3】 スピンコートによりインク吐出面に塗布
    する前記ネガ型フォトレジストの膜厚を、3μm以上と
    したことを特徴とする請求項2に記載のインクジェット
    用ノズルプレートの製造方法。
JP11776996A 1996-05-13 1996-05-13 インクジェット用ノズルプレートの製造方法 Pending JPH09300627A (ja)

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JP (1) JPH09300627A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6709805B1 (en) 2003-04-24 2004-03-23 Lexmark International, Inc. Inkjet printhead nozzle plate
JP2006088491A (ja) * 2004-09-22 2006-04-06 Fuji Xerox Co Ltd ノズルプレート及びその製造方法
US8567910B2 (en) 2010-03-31 2013-10-29 Fujifilm Corporation Durable non-wetting coating on fluid ejector

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