JPH10138496A - Nozzle plate for ink jet head and manufacture thereof - Google Patents

Nozzle plate for ink jet head and manufacture thereof

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JPH10138496A
JPH10138496A JP31413596A JP31413596A JPH10138496A JP H10138496 A JPH10138496 A JP H10138496A JP 31413596 A JP31413596 A JP 31413596A JP 31413596 A JP31413596 A JP 31413596A JP H10138496 A JPH10138496 A JP H10138496A
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JP
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nozzle plate
resin
ink
ink jet
nozzle
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JP31413596A
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Japanese (ja)
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Toshio Enami
俊夫 江南
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Unitika Ltd
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Unitika Ltd
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a nozzle plate excellent in abrasion resistance, heat resistance, chemical resistance and thermal conductivity by carbonizing a nozzle plate, being employed in a head for jetting a droplet of ink liquid to a recording medium through an ink jet hole, in glassy state. SOLUTION: An ink jet head comprises a base plate 8, a cover plate 7 and a nozzle plate 2. The nozzle plate 2 is molded of a thermosetting resin molding material while taking account of dimensional shrinkage due to sintering. A molding thus obtained is precured, as required, and carbonized through sintering in vacuum or an inert atmosphere in glassy state. Subsequently, ink jet holes are made by means of excimer laser, lithography or electroforming. According to the method, features of glassy carbon, i.e., excellent abrasion resistance, heat resistance, chemical resistance and thermal conductivity, are obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット型
記録装置に設置されるインクジェットヘッド用ノズルプ
レートおよびその製造法に関するものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a nozzle plate for an ink jet head installed in an ink jet recording apparatus and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェット型記録装置は、主として
インク液滴を直径数十μmの微小ノズルより噴射させ
て、対向する記録媒体(記録紙)に所望の文字、画像を
印写するものである。現在、このインクジェット型記録
装置に設置されるインクジェットヘッドとしては、必要
時にインク液滴を噴射するドロップオンデマンド方式が
主流となっている。この種のインクジェットヘッドは、
図1に示すようなインク噴射孔が形成されたノズルプレ
ート、このノズルプレートにインクを供給するインク
室、インク溝、このインク室内またはインク溝に設けら
れた圧力発生用アクチュエーターなどから主として構成
されており、圧力発生用アクチュエーターにプリンタ制
御信号を送ることにより、インクに圧力が加わり、イン
ク噴射孔から対向配置されている記録媒体に向けてイン
ク液滴が噴射されるようになっている。この圧力発生に
は、例えば積層圧電アクチュエーターに電気信号を印加
して圧力波を発生させ、インク液滴を噴射させる方法
(例えば、特公昭53-12138号公報、特開昭63-247051 号
公報)と、発熱抵抗素子により瞬間的にインクを気化膨
張させて気泡を発生させ、その圧力でインク液滴を噴射
させる方法(例えば原利民、遠藤一郎、画像電子学会
誌、Vol.11、No.2、1982)等が知られている。
2. Description of the Related Art An ink jet type recording apparatus mainly prints desired characters and images on an opposing recording medium (recording paper) by ejecting ink droplets from fine nozzles having a diameter of several tens of μm. At present, as an ink jet head installed in this ink jet type recording apparatus, a drop-on-demand method in which ink droplets are ejected when necessary is mainly used. This type of inkjet head is
It is mainly composed of a nozzle plate having an ink ejection hole as shown in FIG. 1, an ink chamber for supplying ink to the nozzle plate, an ink groove, a pressure generating actuator provided in the ink chamber or the ink groove, and the like. By sending a printer control signal to the pressure generating actuator, pressure is applied to the ink, and ink droplets are ejected from the ink ejection holes toward a recording medium that is arranged opposite to the ink ejection holes. The pressure is generated by, for example, applying an electric signal to a laminated piezoelectric actuator to generate a pressure wave and ejecting ink droplets (for example, JP-B-53-12138, JP-A-63-247051). And a method in which ink is instantaneously vaporized and expanded by a heating resistor element to generate bubbles, and the ink droplets are ejected at the pressure (for example, Tominori Hara, Ichiro Endo, Journal of the Institute of Image Electronics Engineers, Vol. 11, No. 2, 1982) and the like.

【0003】上記のようなインクジェットヘッドのノズ
ルプレートの製造方法としては、例えば、ポリイミド、
ポリサルホン、ポリアセタール、ポリフェニルサルフォ
ン、ポリフタルアミド、ポリフェニレンオキサイド、ポ
リカーボネート、ポリエーテルイミド等の高分子材料の
射出成形法等によりノズル基板を形成し、これにレーザ
ービームでインク噴射孔を形成するノズルプレートの製
造法(例えば、特開平3-277554号公報) が知られてい
る。
[0003] As a method of manufacturing the nozzle plate of the ink jet head as described above, for example, polyimide,
A nozzle that forms a nozzle substrate by injection molding of a polymer material such as polysulfone, polyacetal, polyphenylsulfone, polyphthalamide, polyphenylene oxide, polycarbonate, polyetherimide, etc., and forms an ink ejection hole with a laser beam in the nozzle substrate A plate manufacturing method (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-277554) is known.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ポリイミド、ポリサルホン、ポリフェニルサルフォン、
ポリカーボネート等の高分子材料で成形され、インク噴
射孔が形成されたノズルプレートでは、記録装置の長期
間にわたる使用によりインク噴射孔が磨耗するという問
題点があった。また、インクの有機溶媒成分との化学反
応により、ノズルプレートの機械強度の低下が発生し、
ノズル孔の形状が変化し、結果的にインク液滴の飛翔に
悪影響を与えて飛翔方向にバラツキが生じ、印字品質が
低下するという使用樹脂の耐薬品性の問題点もあった。
However, the above polyimide, polysulfone, polyphenylsulfone,
In a nozzle plate formed of a polymer material such as polycarbonate and formed with ink ejection holes, there has been a problem that the ink ejection holes are worn out due to long-term use of the recording apparatus. Also, due to the chemical reaction with the organic solvent component of the ink, a decrease in the mechanical strength of the nozzle plate occurs,
The shape of the nozzle hole changes, resulting in an adverse effect on the flight of the ink droplets, causing variations in the flight direction, and a problem of the chemical resistance of the resin used, that is, a reduction in print quality.

【0005】上記の問題点を解決するために、インクジ
ェットヘッド部品表面にCVD法などにより水素化アモ
ルファスカーボン被膜を被覆して耐摩耗性を改善し、さ
らに必要に応じてインクとの非親和性を長期間維持する
ために、水素化アモルファスカーボン被膜表面にフッ素
化処理をする方法が特開平4-229277号公報に開示されて
いるが、このような方法では、ノズル面が撥水性を有
し、ノズル孔の閉塞防止、インク液滴の切れがよく、隣
接ノズル孔へのインク液滴の拡散付着防止等の優れた点
を有するが、使用樹脂と水素化アモルファスカーボン被
膜との密着性が非常に低いため、長期間の使用に伴って
機械的剥離が生じるなどの問題点があった。
[0005] In order to solve the above problems, a hydrogenated amorphous carbon film is coated on the surface of an ink jet head part by a CVD method or the like to improve abrasion resistance and, if necessary, to reduce incompatibility with ink. In order to maintain for a long time, a method of performing a fluorination treatment on the surface of the hydrogenated amorphous carbon coating is disclosed in JP-A-4-229277, but in such a method, the nozzle surface has water repellency, It has excellent features such as prevention of nozzle hole blockage, good cutting of ink droplets, and prevention of diffusion and adhesion of ink droplets to adjacent nozzle holes.However, the adhesion between the resin used and the hydrogenated amorphous carbon coating is extremely high. Due to the low temperature, there has been a problem that mechanical peeling occurs with long-term use.

【0006】また、発熱抵抗素子を用いた方式のインク
ジェットヘッドにあっては、最近の技術の進歩に基づく
装置の高速度化、高解像度化によって素子駆動信号周波
数が高周波側にシフトし、素子の高集積度化が進んだこ
とに伴い、素子の発熱に対してノズルプレートを形成す
る樹脂材料への耐熱性、熱伝導性の要請が高まってい
た。また、ノズルプレートを形成する場合、ノズル加工
時のバリ発生はインク飛翔性に大きく影響を与えるた
め、エキシマレーザーによるアブレーション加工、リソ
グラフィー、電鋳が主流となっているが、一旦、ノズル
プレートにバリが生じると、樹脂プレートではヤング率
が大きいため、研磨等の二次加工で除去することが困難
であるという問題点があった。
In the case of an ink jet head using a heating resistor element, the frequency of the element drive signal shifts to a higher frequency side due to a higher speed and a higher resolution of the apparatus based on recent technological advances. As the degree of integration has increased, there has been an increasing demand for heat resistance and thermal conductivity of the resin material forming the nozzle plate against heat generated by the elements. In addition, when forming a nozzle plate, ablation processing by excimer laser, lithography, and electroforming are mainly used because burr generation at the time of nozzle processing greatly affects ink flyability. Occurs, the resin plate has a large Young's modulus, so that it is difficult to remove the resin plate by secondary processing such as polishing.

【0007】したがって、本発明は上記の問題点に鑑み
てなされたものであり、耐磨耗性、耐熱性、耐薬品性、
熱伝導性に優れたインクジェットヘッド用ノズルプレー
トおよびその製造方法を提供することを目的とするもの
である。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has abrasion resistance, heat resistance, chemical resistance,
It is an object of the present invention to provide a nozzle plate for an inkjet head having excellent thermal conductivity and a method for manufacturing the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、この目的を達
成するために、インク噴射孔から記録媒体にインク液滴
を噴射するインクジェットヘッドに用いるノズルプレー
トがガラス状カーボンからなることを特徴とするインク
ジェットヘッド用ノズルプレート、ノズルプレート用基
板をフラン系樹脂、フェノール系樹脂、ポリカルボジイ
ミド系樹脂またはこれらの混合物を主成分とする熱硬化
性樹脂成形材料を用いて予め焼成時の寸法収縮を見込ん
だ寸法で成形し、得られた成形物を真空又は不活性雰囲
気下で焼成した後、インク噴射孔を形成することを特徴
とするインクジェットヘッド用ノズルプレートの製造方
法、およびノズルプレート用基板をフラン系樹脂、フェ
ノール系樹脂、ポリカルボジイミド系樹脂またはこれら
の混合物を主成分とする樹脂に同一種類の硬化樹脂微粉
末を添加混合した熱硬化性樹脂成形材料を用いて予め焼
成時の寸法収縮を見込んだ寸法で成形し、得られた成形
物を真空又は不活性雰囲気下で焼成した後、インク噴射
孔を形成することを特徴とするインクジェットヘッド用
ノズルプレートの製造方法である。
In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that a nozzle plate used for an ink jet head for jetting ink droplets from an ink jet hole to a recording medium is made of glassy carbon. The size of the nozzle plate for the inkjet head and the substrate for the nozzle plate are expected to shrink in advance by baking using a thermosetting resin molding material containing a furan resin, a phenol resin, a polycarbodiimide resin or a mixture thereof as a main component. The method of manufacturing a nozzle plate for an ink jet head, comprising forming an ink ejection hole after firing the formed article in a vacuum or an inert atmosphere, Resin, phenolic resin, polycarbodiimide resin or a mixture thereof Using a thermosetting resin molding material in which the same type of cured resin fine powder is added to and mixed with the resin to be molded in a size that allows for dimensional shrinkage during firing in advance, and the obtained molded product is subjected to vacuum or an inert atmosphere. A method for manufacturing a nozzle plate for an inkjet head, comprising forming an ink ejection hole after baking.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明のインクジェットヘッド用
ノズルプレートは、インクに積層圧電アクチュエーター
に電気信号を印加して圧力波を発生させインク液滴を噴
射させるインクジェット方法や発熱抵抗素子により瞬間
的にインクを気化膨張させて気泡を発生させ、その圧力
でインク液滴を噴射させるバブルジェット方法等のイン
ク噴射型記録装置のインクジェットヘッドに用いるもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A nozzle plate for an ink jet head according to the present invention is instantaneously provided by an ink jet method in which an electric signal is applied to a laminated piezoelectric actuator to generate a pressure wave to eject ink droplets, or a heating resistor element. It is used for an ink jet head of an ink jet recording apparatus such as a bubble jet method in which bubbles are generated by vaporizing and expanding ink and ink droplets are jetted at the pressure.

【0010】インクジェットヘッドは、例えば図1に示
すように、ベースプレート(セラミクスベースプレー
ト)8とカバープレート7とノズルプレート2との3つ
のプレートから形成されている。ベースプレート8に
は、インク流路となるインク溝3、圧力発生用アクチュ
エーター4としての発熱抵抗素子や素子を駆動するため
の電極などを備えており、カバープレート7はインク室
5、インク供給口6、インク流路となるインク溝3など
を備えており、ベースプレート8とカバープレート7と
は各々対応するインク溝3同士が合致するように位置決
めして、エポキシ系接着剤などにより接合されて使用さ
れるものである。そして、ベースプレート8とカバープ
レート7との接合端面(形成されたインク流路の前面)
にノズルプレート2が接合されて使用されるのである。
As shown in FIG. 1, for example, the ink jet head is formed of three plates, a base plate (ceramic base plate) 8, a cover plate 7, and a nozzle plate 2. The base plate 8 includes an ink groove 3 serving as an ink flow path, a heating resistance element as an actuator 4 for generating pressure, an electrode for driving the element, and the like. The cover plate 7 includes an ink chamber 5 and an ink supply port 6. The base plate 8 and the cover plate 7 are positioned so that the corresponding ink grooves 3 are aligned with each other, and are used by being joined with an epoxy adhesive or the like. Things. Then, a joint end surface between the base plate 8 and the cover plate 7 (the front surface of the formed ink flow path).
The nozzle plate 2 is used after being joined.

【0011】ノズルプレート2は、ガラス状カーボンか
らなり、インク噴射孔1が形成されて断面形状が例えば
図3に示すような形状をなしているものである。
The nozzle plate 2 is made of glassy carbon, has an ink ejection hole 1, and has a sectional shape as shown in FIG. 3, for example.

【0012】以下、ノズルプレート2の製造方法につい
て述べる。先ず、ノズルプレート用基板を熱硬化性樹脂
成形材料を用いて予め焼成時の寸法収縮を見込んだ寸法
で図2に示すような断面形状に成形する。
Hereinafter, a method for manufacturing the nozzle plate 2 will be described. First, a nozzle plate substrate is formed into a cross-sectional shape as shown in FIG. 2 using a thermosetting resin molding material in a size that allows for dimensional shrinkage during firing.

【0013】熱硬化性樹脂成形材料としては、フラン系
樹脂、フェノール系樹脂、ポリカルボジイミド系樹脂ま
たはこれらの混合物を主成分とする樹脂を使用する。さ
らに、前記樹脂に同一種類の硬化樹脂微粉末を添加混合
した樹脂を使用すると、一層良好な結果が得られる。
As the thermosetting resin molding material, a resin containing a furan resin, a phenol resin, a polycarbodiimide resin or a mixture thereof as a main component is used. Further, when a resin obtained by adding and mixing the same type of cured resin fine powder to the resin is used, better results can be obtained.

【0014】また、フェノール系樹脂としては、水分含
有率1重量%以下、粒径50μm以下でディスクキュア法
で測定した熱流動性が60〜160 mmである粒状フェノー
ル樹脂の表層に、融点が30〜160 ℃の低表面張力物質が
対フェノール樹脂組成比0.2〜 5重量%被覆されてなる
粒状フェノール樹脂を使用し、射出成形することが望ま
しい。
As the phenolic resin, the surface layer of a granular phenolic resin having a moisture content of 1% by weight or less, a particle diameter of 50 μm or less, and a heat fluidity of 60 to 160 mm as measured by a disc cure method has a melting point of 30%. It is desirable to perform injection molding using a granular phenol resin coated with a low surface tension substance at -160 ° C and a composition ratio of phenol resin to phenol resin of 0.2 to 5% by weight.

【0015】さらに、前記硬化樹脂微粉末としては、水
分含有率1重量%以下、粒径50μm以下でディスクキュ
ア法で測定した熱流動性が0〜10mmである粒状フェノ
ール樹脂であることが望ましい。
Further, the cured resin fine powder is preferably a granular phenol resin having a water content of 1% by weight or less, a particle size of 50 μm or less, and a heat fluidity of 0 to 10 mm as measured by a disc cure method.

【0016】熱硬化性樹脂成形材料の成形法としては、
射出成形、プレス成形、注型成形等が挙げられるが、大
量生産性を考慮すると、射出成形法が好ましい。粒状の
フラン系樹脂、フェノール系樹脂、ポリカルボジイミド
系樹脂またはこれらの混合物を主成分とする熱硬化性樹
脂成形材料を用いる場合には、射出成形法、プレス成形
法により成形する。同様に、粒状のフラン系樹脂、フェ
ノール系樹脂、ポリカルボジイミド系樹脂またはこれら
の混合物を主成分とする樹脂に同一種類の硬化樹脂微粉
末を添加混合した熱硬化性樹脂成形材料を用いる場合に
も、射出成形法、プレス成形法により成形する。
The molding method of the thermosetting resin molding material includes:
Injection molding, press molding, cast molding and the like are mentioned, but in view of mass productivity, the injection molding method is preferable. When a thermosetting resin molding material containing a granular furan-based resin, phenol-based resin, polycarbodiimide-based resin or a mixture thereof as a main component is used, it is molded by an injection molding method or a press molding method. Similarly, in the case of using a thermosetting resin molding material in which the same type of cured resin fine powder is added to and mixed with a resin mainly composed of granular furan-based resin, phenol-based resin, polycarbodiimide-based resin or a mixture thereof. It is formed by an injection molding method or a press molding method.

【0017】液状のフラン系樹脂、フェノール系樹脂、
ポリカルボジイミド系樹脂またはこれらの混合物を主成
分とする熱硬化性樹脂成形材料を用いる場合には、焼成
時の寸法収縮を見込んだ寸法の金型に注型硬化成形す
る。同様に、液状のフラン系樹脂、フェノール系樹脂、
ポリカルボジイミド系樹脂またはこれらの混合物を主成
分とする樹脂に同一種類の硬化樹脂微粉末を添加混合し
た熱硬化性樹脂成形材料を用いる場合にも、寸法収縮を
見込んだ寸法の金型に注型硬化成形する。
Liquid furan resin, phenolic resin,
When a thermosetting resin molding material containing a polycarbodiimide-based resin or a mixture thereof as a main component is used, it is cast-cured and molded into a mold having a size that allows for dimensional shrinkage during firing. Similarly, liquid furan resin, phenolic resin,
Even when using a thermosetting resin molding material in which the same type of cured resin powder is added to and mixed with a polycarbodiimide-based resin or a resin containing a mixture of these as the main component, casting into a mold with dimensions that allow for dimensional shrinkage Curing molding.

【0018】得られた成形物は、必要に応じてプレキュ
アした後、真空又は不活性雰囲気下で焼成炭化し、ガラ
ス状カーボン化させる。次いで、インク噴射孔をエキシ
マレーザー、リソグラフィー、電鋳加工などにより形成
(アブレーション)させ、断面形状が図3に示すような
形状とする。
The obtained molded product is precured if necessary, and then calcined and carbonized in a vacuum or an inert atmosphere to turn into a vitreous carbon. Next, the ink ejection holes are formed (ablated) by excimer laser, lithography, electroforming, or the like, so that the cross-sectional shape is as shown in FIG.

【0019】この製造方法により、ガラス状カーボンの
特長である耐磨耗性、耐熱性、耐薬品性、熱伝導性に優
れた性能を有するインクジェットヘッド用ノズルプレー
トの提供が可能となる。また、エキシマレーザー以外の
前記方法で加工し、バリが生じた場合でも、ガラス状カ
ーボンはヤング率が小さいため、ラッピング等の研磨に
よる二次加工で除去が可能となる。
According to this manufacturing method, it is possible to provide a nozzle plate for an ink jet head having performances excellent in abrasion resistance, heat resistance, chemical resistance, and heat conductivity, which are characteristics of glassy carbon. Further, even when burrs are formed by processing using the above-described method other than the excimer laser, the glassy carbon can be removed by secondary processing by polishing such as lapping because the Young's modulus is small.

【0020】本発明はその主旨を逸脱しない範囲で各種
の変形が可能である。例えば、圧電アクチュエータータ
イプ等のインクジェット型記録装置のノズルプレートに
使用可能である。またインク流路となるインク溝、分極
処理された積層圧電アクチュエーターを配置するための
形状を一体成形化したノズルプレートなどにも、使用可
能である。
The present invention can be variously modified without departing from the gist thereof. For example, it can be used for a nozzle plate of an ink jet recording apparatus such as a piezoelectric actuator type. Further, the present invention can also be used for an ink groove serving as an ink flow path, a nozzle plate integrally formed with a shape for disposing a polarized piezoelectric actuator, and the like.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明を実施例にて詳細に説明する。The present invention will be described below in detail with reference to examples.

【0022】実施例1 ノズルプレート材料用樹脂として、水分率 0.8%、粒径
5〜30μmでディスクキュア法で測定した熱流動性が 1
59mmである粒状フェノール樹脂を用い、予め焼成炭化
時の収縮を見込んだオリフィスのインク噴射孔部分が貫
通孔でない状態の形状をもつ金型で射出成形により成形
した後、 220℃でプレキュアし、窒素ガス雰囲気下で16
00℃焼成炭化し、ガラス状カーボン化させ、エキシマレ
ーザーによりオリフィス部分に貫通孔を形成して、ガラ
ス状カーボン製ノズルプレートを製造した。
Example 1 As a resin for a nozzle plate material, a water content of 0.8% and a particle size were used.
Thermal fluidity measured by the disc cure method at 5-30 μm is 1
Using a granular phenolic resin of 59 mm in size, the orifice was molded by injection molding with a shape in which the ink jetting hole part was not a through-hole in anticipation of shrinkage during firing and carbonization. 16 under gas atmosphere
A carbon plate was fired at 00 ° C. to form a vitreous carbon, and a through-hole was formed at the orifice portion by an excimer laser to produce a vitreous carbon nozzle plate.

【0023】ジエチレングリコールブチルエーテル、ト
リプロピレングリコールモノメチルエーテル等の多価ア
ルコールを溶媒としたインク噴射でのノズル孔の耐溶剤
性試験を行ったところ、得られたガラス状カーボン製ノ
ズルプレートは優れた印字精度を維持していた。
When a solvent resistance test was performed on the nozzle holes by ink jetting using a polyhydric alcohol such as diethylene glycol butyl ether or tripropylene glycol monomethyl ether as a solvent, the obtained glassy carbon nozzle plate showed excellent printing accuracy. Had been maintained.

【0024】次に、発熱抵抗素子に高周波駆動信号( 1
〜2 kHz)を30分間印加し、発熱抵抗素子の発熱を増大さ
せ、ノズルプレートの温度変化とノズル孔の形状変化の
観察を行ったところ、本実施例のノズルプレートでは温
度上昇は少なく、ノズル孔の形状変化はなく、局部的に
近接するノズル孔同士の濡れもなく、良好なインク飛翔
性とインク撥水性能を維持していた。
Next, a high-frequency drive signal (1
To 2 kHz) for 30 minutes to increase the heat generation of the heating resistor element and observe the change in the temperature of the nozzle plate and the change in the shape of the nozzle hole. There was no change in the shape of the holes, there was no wetting between the nozzle holes that were locally close to each other, and good ink flying properties and ink water repellency were maintained.

【0025】また、通常の使用環境で連続的に1ヶ月間
インク噴射したときのノズル孔の磨耗性を検討したとこ
ろ、本実施例のノズルプレートでは、ノズル孔の摩耗は
見られず、ノズル孔同士の濡れもなく、撥水性能の低下
は見られなかった。
The abrasion of the nozzle holes when the ink was continuously ejected for one month in a normal use environment was examined. In the nozzle plate of this embodiment, no abrasion of the nozzle holes was observed. No mutual wetting was observed, and no decrease in water repellency was observed.

【0026】実施例2 実施例1と同様の粒状フェノール樹脂と水分率 0.5%、
粒径が10μm以下、ディスクキュア法で測定した熱流動
性が 0mmの粒状フェノール樹脂微粉末との混合樹脂を
用い、射出成形をした後、実施例1と同様にしてガラス
状カーボン製ノズルプレートを製造した。実施例1と同
様にして耐溶剤性試験を行ったところ、得られたガラス
状カーボン製ノズルプレートは優れた印字精度を維持し
ていた。また、実施例1と同様にしてノズルプレートの
温度変化とノズル孔の形状変化の観察を行ったところ、
温度上昇は少なく、ノズル孔の形状変化はなく、ノズル
同士の濡れもなく、良好なインク飛翔性とインク撥水性
能を維持していた。また、実施例1と同様にしてノズル
孔の磨耗性を検討したところ、ノズル孔の摩耗は見られ
ず、ノズル孔同士の濡れもなく、撥水性能の低下は見ら
れなかった。
Example 2 The same granular phenol resin as in Example 1 and a water content of 0.5%,
Using a resin mixed with a particulate phenolic resin fine powder having a particle diameter of 10 μm or less and a heat fluidity of 0 mm measured by a disc cure method, injection molding was performed, and a glassy carbon nozzle plate was formed in the same manner as in Example 1. Manufactured. When a solvent resistance test was performed in the same manner as in Example 1, the obtained glass-like carbon nozzle plate maintained excellent printing accuracy. Further, when the temperature change of the nozzle plate and the shape change of the nozzle hole were observed in the same manner as in Example 1,
The temperature rise was small, there was no change in the shape of the nozzle holes, there was no wetting between the nozzles, and good ink flying properties and ink water repellency were maintained. When the abrasion of the nozzle holes was examined in the same manner as in Example 1, no abrasion of the nozzle holes was observed, there was no wetting between the nozzle holes, and no decrease in the water repellency was observed.

【0027】実施例3 射出成形にかえて、プレス成形を行った以外は、実施例
1と同様にしてガラス状カーボン製ノズルプレートを製
造した。実施例1と同様にして耐溶剤性試験を行ったと
ころ、優れた印字精度を維持していた。また、実施例1
と同様にしてノズルプレートの温度変化とノズル孔の形
状変化の観察を行ったところ、温度上昇は少なく、ノズ
ル孔の形状変化はなく、ノズル同士の濡れもなく、良好
なインク飛翔性とインク撥水性能を維持していた。ま
た、実施例1と同様にしてノズル孔の磨耗性を検討した
ところ、ノズル孔の摩耗は見られず、ノズル孔同士の濡
れもなく、撥水性能の低下は見られなかった。
Example 3 A nozzle plate made of glassy carbon was manufactured in the same manner as in Example 1 except that press molding was performed instead of injection molding. A solvent resistance test was performed in the same manner as in Example 1. As a result, excellent printing accuracy was maintained. Example 1
When the temperature change of the nozzle plate and the shape change of the nozzle hole were observed in the same manner as described above, the temperature rise was small, there was no change in the shape of the nozzle hole, there was no wetting between the nozzles, and good ink flying properties and ink repellency were observed. Water performance was maintained. When the abrasion of the nozzle holes was examined in the same manner as in Example 1, no abrasion of the nozzle holes was observed, there was no wetting between the nozzle holes, and no decrease in the water repellency was observed.

【0028】実施例4 射出成形にかえて、プレス成形を行った以外は、実施例
2と同様にしてガラス状カーボン製ノズルプレートを製
造した。実施例1と同様にして耐溶剤性試験を行ったと
ころ、優れた印字精度を維持していた。また、実施例1
と同様にしてノズルプレートの温度変化とノズル孔の形
状変化の観察を行ったところ、温度上昇は少なく、ノズ
ル孔の形状変化はなく、ノズル同士の濡れもなく、良好
なインク飛翔性とインク撥水性能を維持していた。ま
た、実施例1と同様にしてノズル孔の磨耗性を検討した
ところ、ノズル孔の摩耗は見られず、ノズル孔同士の濡
れもなく、撥水性能の低下は見られなかった。
Example 4 A nozzle plate made of glassy carbon was manufactured in the same manner as in Example 2 except that press molding was performed instead of injection molding. A solvent resistance test was performed in the same manner as in Example 1. As a result, excellent printing accuracy was maintained. Example 1
When the temperature change of the nozzle plate and the shape change of the nozzle hole were observed in the same manner as described above, the temperature rise was small, there was no change in the shape of the nozzle hole, there was no wetting between the nozzles, and good ink flying properties and ink repellency were observed. Water performance was maintained. When the abrasion of the nozzle holes was examined in the same manner as in Example 1, no abrasion of the nozzle holes was observed, there was no wetting between the nozzle holes, and no decrease in the water repellency was observed.

【0029】実施例5 粒状フェノール樹脂にかえて粒状フラン樹脂を使用した
以外は実施例と同様にしてガラス状カーボン製ノズルプ
レートを製造した。実施例1と同様にして耐溶剤性試験
を行ったところ、優れた印字精度を維持していた。ま
た、実施例1と同様にしてノズルプレートの温度変化と
ノズル孔の形状変化の観察を行ったところ、温度上昇は
少なく、ノズル孔の形状変化はなく、ノズル同士の濡れ
もなく、良好なインク飛翔性とインク撥水性能を維持し
ていた。また、実施例1と同様にしてノズル孔の磨耗性
を検討したところ、ノズル孔の摩耗は見られず、ノズル
孔同士の濡れもなく、撥水性能の低下は見られなかっ
た。
Example 5 A nozzle plate made of glassy carbon was manufactured in the same manner as in Example except that granular furan resin was used instead of granular phenol resin. A solvent resistance test was performed in the same manner as in Example 1. As a result, excellent printing accuracy was maintained. When the temperature change of the nozzle plate and the shape change of the nozzle hole were observed in the same manner as in Example 1, the temperature rise was small, there was no change in the shape of the nozzle hole, there was no wetting between the nozzles, and a good ink was obtained. The flying property and the ink water repellency were maintained. When the abrasion of the nozzle holes was examined in the same manner as in Example 1, no abrasion of the nozzle holes was observed, there was no wetting between the nozzle holes, and no decrease in the water repellency was observed.

【0030】比較例 ポリカーボネート、ポリフェニルサルホン、ポリサルホ
ンの各樹脂を用いて最終寸法の金型で射出成形し、実施
例1と同様にしてエキシマレーザーで貫通孔を形成し、
各々の樹脂製のノズルプレートを作成した。実施例1と
同様にして耐溶剤性試験を行ったところ、得られたポリ
フェニルサルホン製のノズルプレートでは印字精度を維
持していたが、ポリカーボネート製、ポリサルホン製の
各ノズルプレートではノズル周辺部が浸食され、ノズル
形状を維持することが困難となり、インク飛翔方向がば
らつき、印字精度が大きく低下した。
Comparative Example A polycarbonate, polyphenylsulfone, and polysulfone resins were injection-molded in a mold having the final dimensions, and through holes were formed with an excimer laser in the same manner as in Example 1.
A nozzle plate made of each resin was prepared. When a solvent resistance test was performed in the same manner as in Example 1, the printing accuracy was maintained in the obtained polyphenylsulfone nozzle plate. However, the nozzle peripheral portions in the polycarbonate and polysulfone nozzle plates were not changed. Eroded, it became difficult to maintain the nozzle shape, the ink flying direction varied, and the printing accuracy was greatly reduced.

【0031】また、実施例1と同様にしてノズルプレー
トの温度変化とノズル孔の形状変化の観察を行ったとこ
ろ、ポリカーボネート製、ポリサルホン製の各ノズルプ
レートは、耐溶媒性が悪いため、信号電圧の印加後、す
ぐにノズル孔が変形を始めたため、測定できなかった。
ポリフェニルサルホン製ノズルプレートではノズル孔形
状は維持したもののプレート温度が上昇し、熱膨張に伴
い各ノズル孔の飛翔方向が変化し、局部的に近接するノ
ズル孔同士が濡れる現象が発生し、印字精度が低下し
た。また、実施例1と同様にしてノズル孔の磨耗性を、
前記理由でポリフェニルサルホン製ノズルプレートのみ
について検討したところ、図3に示すオリフィス9部分
で角部が摩耗し、インクノズル径が数μm大きくなって
いた。また、局部的にインクノズル同士で濡れが発生
し、印字精度が低下した。
When the temperature change of the nozzle plate and the change in the shape of the nozzle hole were observed in the same manner as in Example 1, since the polycarbonate and polysulfone nozzle plates had poor solvent resistance, the signal voltage was low. Immediately after the application of, the nozzle hole started to be deformed, so that the measurement could not be performed.
In the polyphenyl sulfone nozzle plate, although the nozzle hole shape was maintained, the plate temperature increased, the flying direction of each nozzle hole changed due to thermal expansion, and a phenomenon that the nozzle holes that were locally close to each other got wet occurred. Printing accuracy has decreased. Further, the abrasion of the nozzle hole was reduced in the same manner as in Example 1.
When only the nozzle plate made of polyphenylsulfone was examined for the above reason, the corner portion was worn at the orifice 9 shown in FIG. 3 and the diameter of the ink nozzle was increased by several μm. In addition, wetting occurred locally between the ink nozzles, and the printing accuracy was reduced.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上、述べたように本発明によれば、ガ
ラス状カーボンの特長である耐磨耗性、耐熱性、耐薬品
性、熱伝導性に優れた性能を有するインクジェットヘッ
ド用ノズルプレートおよびその製造方法の提供が可能と
なった。
As described above, according to the present invention, there is provided a nozzle plate for an ink-jet head having excellent performances of abrasion resistance, heat resistance, chemical resistance and thermal conductivity which are the characteristics of glassy carbon. And the production method thereof can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】インクジェットヘッドの概略を示す展開図であ
る。
FIG. 1 is a development view schematically showing an inkjet head.

【図2】本発明の一実施例のノズルプレート基板の断面
図である。
FIG. 2 is a sectional view of a nozzle plate substrate according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例のノズルプレートの断面図で
ある。
FIG. 3 is a sectional view of a nozzle plate according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 インク噴射孔 2 ノズルプレート 3 インク溝 4 圧力発生用アクチュエーター 5 インク室 6 インク供給口 7 カバープレート 8 ベースプレート 9 オリフィス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ink ejection hole 2 Nozzle plate 3 Ink groove 4 Actuator for pressure generation 5 Ink chamber 6 Ink supply port 7 Cover plate 8 Base plate 9 Orifice

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インク噴射孔から記録媒体にインク液滴
を噴射するインクジェットヘッドに用いるノズルプレー
トがガラス状カーボンからなることを特徴とするインク
ジェットヘッド用ノズルプレート。
1. A nozzle plate for an ink jet head, wherein a nozzle plate used for an ink jet head for jetting ink droplets from an ink jet hole to a recording medium is made of glassy carbon.
【請求項2】 ノズルプレート用基板をフラン系樹脂、
フェノール系樹脂、ポリカルボジイミド系樹脂またはこ
れらの混合物を主成分とする熱硬化性樹脂成形材料を用
いて予め焼成時の寸法収縮を見込んだ寸法で成形し、得
られた成形物を真空又は不活性雰囲気下で焼成した後、
インク噴射孔を形成することを特徴とするインクジェッ
トヘッド用ノズルプレートの製造方法。
2. A nozzle plate substrate comprising a furan resin,
Using a thermosetting resin molding material containing a phenolic resin, polycarbodiimide resin or a mixture thereof as a main component, it is molded in a size that allows for dimensional shrinkage during firing in advance, and the resulting molded product is vacuum or inert. After firing in the atmosphere,
A method for manufacturing a nozzle plate for an inkjet head, comprising forming an ink ejection hole.
【請求項3】 ノズルプレート用基板をフラン系樹脂、
フェノール系樹脂、ポリカルボジイミド系樹脂またはこ
れらの混合物を主成分とする樹脂に同一種類の硬化樹脂
微粉末を添加混合した熱硬化性樹脂成形材料を用いて予
め焼成時の寸法収縮を見込んだ寸法で成形し、得られた
成形物を真空又は不活性雰囲気下で焼成した後、インク
噴射孔を形成することを特徴とするインクジェットヘッ
ド用ノズルプレートの製造方法。
3. A nozzle plate substrate comprising a furan resin,
A phenolic resin, a polycarbodiimide resin or a resin mainly composed of a mixture of these resins is added with the same type of cured resin fine powder. A method for manufacturing a nozzle plate for an ink jet head, comprising: forming and firing an obtained molded product in a vacuum or an inert atmosphere, and then forming an ink ejection hole.
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US6685301B2 (en) 2001-02-08 2004-02-03 Canon Kabushiki Kaisha Liquid repellent member, method for manufacturing liquid repellent member, ink jet head using liquid repellent member, method for manufacturing ink jet head and method for supplying ink
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