JPH10337874A - インクジェットプリントヘッドの疎水性／親水性の前部表面を形成するための方法 - Google Patents
インクジェットプリントヘッドの疎水性／親水性の前部表面を形成するための方法Info
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- JPH10337874A JPH10337874A JP14445598A JP14445598A JPH10337874A JP H10337874 A JPH10337874 A JP H10337874A JP 14445598 A JP14445598 A JP 14445598A JP 14445598 A JP14445598 A JP 14445598A JP H10337874 A JPH10337874 A JP H10337874A
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- film
- hydrophilic
- front surface
- printhead
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/16—Production of nozzles
- B41J2/1606—Coating the nozzle area or the ink chamber
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ノズルのまわりのインクが効率的に一掃され
るインクジェットプリントヘッドの疎水性／親水性の前
部表面を形成するための方法を提供する。 【解決手段】 ノズル隣接領域がノズルから水をはじく
疎水性であるが、疎水性領域２６のインク除去性を強め
るためにプリントヘッド面２０の周囲領域が親水性であ
るプリントヘッドのノズル面を形成するための方法が提
供される。この方法は、隣接する親水性領域２８、３０
を露出させるためにレーザ除去を使って疎水性コーティ
ングをパターニングする工程を含む。プリントヘッド面
２０に対する高エネルギフィルムの付着性を高め、その
フィルムの表面がノズル１８に隣接する選択された領域
の表面エネルギを減少するために選択的にフッ化処理さ
れる種々のプリントヘッドの実施形態が開示される。
るインクジェットプリントヘッドの疎水性／親水性の前
部表面を形成するための方法を提供する。 【解決手段】 ノズル隣接領域がノズルから水をはじく
疎水性であるが、疎水性領域２６のインク除去性を強め
るためにプリントヘッド面２０の周囲領域が親水性であ
るプリントヘッドのノズル面を形成するための方法が提
供される。この方法は、隣接する親水性領域２８、３０
を露出させるためにレーザ除去を使って疎水性コーティ
ングをパターニングする工程を含む。プリントヘッド面
２０に対する高エネルギフィルムの付着性を高め、その
フィルムの表面がノズル１８に隣接する選択された領域
の表面エネルギを減少するために選択的にフッ化処理さ
れる種々のプリントヘッドの実施形態が開示される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はインクジェットプ
リンタに関し、特に噴出ノズルの周囲が疎水性でノズル
部の周辺領域が親水性であるサーマルインクジェットプ
リントヘッドの前部インク噴出面の形成方法に関する。
リンタに関し、特に噴出ノズルの周囲が疎水性でノズル
部の周辺領域が親水性であるサーマルインクジェットプ
リントヘッドの前部インク噴出面の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現行のサーマルインクジェットプリント
ではプリントヘッドは、アヤタ氏等の米国特許第４，４
６３，３５９号に開示されるように１またはそれ以上の
インク充填チャネルを含んでいる。これらのチャネルは
一端にて、比較的小さなインク供給チャンバと接続す
る。反対側の前面端でチャネルはノズルと言われる開口
を有する。たとえば抵抗器のような熱エネルギ発生器
が、チャネルから所定距離で各チャネルに配置される。
抵抗器は個々に電流パルスを印加され、それぞれのチャ
ネル内のインクを瞬間的に気化させることで気泡を形成
する。気泡は成長するのでインクはノズルから膨出する
が、インクの表面張力によってメニスカスが形成され、
抑え込まれる。気泡が壊れ始めるときノズルと気泡の間
のチャネル内にあるインクは崩壊するバブルに向かって
動き始め、ノズルでのインクの体積収縮を起こさせる結
果、膨出するインクがインク滴として分離される。気泡
が成長する際のノズルから出るインクの加速度によっ
て、紙のような記録媒体に向かうほぼ直線方向の運動量
と速度を与える。
ではプリントヘッドは、アヤタ氏等の米国特許第４，４
６３，３５９号に開示されるように１またはそれ以上の
インク充填チャネルを含んでいる。これらのチャネルは
一端にて、比較的小さなインク供給チャンバと接続す
る。反対側の前面端でチャネルはノズルと言われる開口
を有する。たとえば抵抗器のような熱エネルギ発生器
が、チャネルから所定距離で各チャネルに配置される。
抵抗器は個々に電流パルスを印加され、それぞれのチャ
ネル内のインクを瞬間的に気化させることで気泡を形成
する。気泡は成長するのでインクはノズルから膨出する
が、インクの表面張力によってメニスカスが形成され、
抑え込まれる。気泡が壊れ始めるときノズルと気泡の間
のチャネル内にあるインクは崩壊するバブルに向かって
動き始め、ノズルでのインクの体積収縮を起こさせる結
果、膨出するインクがインク滴として分離される。気泡
が成長する際のノズルから出るインクの加速度によっ
て、紙のような記録媒体に向かうほぼ直線方向の運動量
と速度を与える。
【０００３】インクの物理的環境からのインク分離の特
別なディーテール、インクチャネルおよびノズルオリフ
ィスは、インクが紙に移動する方向性を決定し、紙の上
でどこにマークがつけられるかを決定する。このインク
／オリフィス分離過程に影響する微妙な不規則性は、イ
ンクを制御不能で思わぬ方向に、すなわち前面によって
設定された平面に垂直でない方向に噴出させる。これ
は、紙にプリントされる画像とテキストの画質を低下さ
せる。このような不規則性には、前のジェット噴射から
オリフィスのまわりに集まるインク溜まりを含む。
別なディーテール、インクチャネルおよびノズルオリフ
ィスは、インクが紙に移動する方向性を決定し、紙の上
でどこにマークがつけられるかを決定する。このインク
／オリフィス分離過程に影響する微妙な不規則性は、イ
ンクを制御不能で思わぬ方向に、すなわち前面によって
設定された平面に垂直でない方向に噴出させる。これ
は、紙にプリントされる画像とテキストの画質を低下さ
せる。このような不規則性には、前のジェット噴射から
オリフィスのまわりに集まるインク溜まりを含む。
【０００４】これらのインク溜まりは、プリントヘッド
オリフィスのまわりのプリントヘッドの前面の親水性の
ために生じる。典型的なプリントヘッドは、高い表面エ
ネルギ材料で、そのため高親水性であるシリコンからつ
くられている。完全に被覆されていなければ、水および
インクは露出したシリコン表面上に急速に拡散すること
になる。ノズルのまわりのプリントヘッドの露出した前
面は望ましくは、可能な限り極めて平滑で疎水性につく
られる。前面に特にノズルのまわりに、プリント処理に
使用されるインクをはじくインク反発性（疎水性）コー
ティングを施すことによって、微妙な不規則性を回避す
ることができる。
オリフィスのまわりのプリントヘッドの前面の親水性の
ために生じる。典型的なプリントヘッドは、高い表面エ
ネルギ材料で、そのため高親水性であるシリコンからつ
くられている。完全に被覆されていなければ、水および
インクは露出したシリコン表面上に急速に拡散すること
になる。ノズルのまわりのプリントヘッドの露出した前
面は望ましくは、可能な限り極めて平滑で疎水性につく
られる。前面に特にノズルのまわりに、プリント処理に
使用されるインクをはじくインク反発性（疎水性）コー
ティングを施すことによって、微妙な不規則性を回避す
ることができる。
【０００５】インクの反発性は、小インク滴がこのコー
ティングに対して形成する接触角で一般に記述される定
量化可能な物理的性質である。たとえば９０°以上の大
きい接触角は、インクに対してコーティングの反発的性
質を示し、またたとえば４５°以下の小さい接触角は、
インクがコーティングを覆う（「ウェット」）というこ
とを示す。
ティングに対して形成する接触角で一般に記述される定
量化可能な物理的性質である。たとえば９０°以上の大
きい接触角は、インクに対してコーティングの反発的性
質を示し、またたとえば４５°以下の小さい接触角は、
インクがコーティングを覆う（「ウェット」）というこ
とを示す。
【０００６】この技術分野ではサーマルインクジェット
プリントヘッドの前面に被覆された疎水性層は周知であ
る。前面を被覆する方法は、プリントヘッドの前面に低
エネルギの疎水性液体をスプレイもしくは浸漬塗装し、
あるいは中間基板上に低表面エネルギ材料を被覆し、つ
ぎに圧力および熱を併用してプリントヘッドの前面にそ
の材料を移す工程を含んでいる。これらの技術は、米国
特許第５，２１２，４９６号や第５，２１８，３８１号
に開示される。
プリントヘッドの前面に被覆された疎水性層は周知であ
る。前面を被覆する方法は、プリントヘッドの前面に低
エネルギの疎水性液体をスプレイもしくは浸漬塗装し、
あるいは中間基板上に低表面エネルギ材料を被覆し、つ
ぎに圧力および熱を併用してプリントヘッドの前面にそ
の材料を移す工程を含んでいる。これらの技術は、米国
特許第５，２１２，４９６号や第５，２１８，３８１号
に開示される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来技術のプリントヘ
ッドにおいては、前面の疎水性処理にかかわらず意図す
るほどノズルのまわりのインクが効率的に一掃されず、
つまり残存するインクが滴下方向を阻害する。
ッドにおいては、前面の疎水性処理にかかわらず意図す
るほどノズルのまわりのインクが効率的に一掃されず、
つまり残存するインクが滴下方向を阻害する。
【０００８】市販のインクジェットプリンタ、キャノン
製ＢＪＣ４０００は、ノズルのまわりの疎水性領域と前
面の周囲の親水性領域を持つ一体ノズル面を有するプリ
ントヘッドを組み込んでいる。このようなハイブリッド
タイプの前面湿潤性を簡単で費用がかからず、種々の形
式のプリントヘッドの前面コーティングに使用可能な形
成処理で実現することが望ましい。
製ＢＪＣ４０００は、ノズルのまわりの疎水性領域と前
面の周囲の親水性領域を持つ一体ノズル面を有するプリ
ントヘッドを組み込んでいる。このようなハイブリッド
タイプの前面湿潤性を簡単で費用がかからず、種々の形
式のプリントヘッドの前面コーティングに使用可能な形
成処理で実現することが望ましい。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、ノズル周囲の
領域で疎水性であるが、その疎水性領域に隣接する領域
では親水性である前面を有するインクジェットプリント
ヘッドを意図するものである。
領域で疎水性であるが、その疎水性領域に隣接する領域
では親水性である前面を有するインクジェットプリント
ヘッドを意図するものである。
【００１０】一実施形態において、プリントヘッドの前
面は、アモルファスカーボンで被覆される。そのカーボ
ンは実質的にフッ化処理され、湿潤特性を親水性から疎
水性へ変化させる表面エネルギを減少する。疎水性コー
ティングはつぎに、マスクを介してＵＶレーザ除去によ
ってパターン化され、選択された周辺領域からコーティ
ングを除去し、下層の高エネルギ親水性のプリントヘッ
ド表面を露出させる。露出した領域の親水性は、オゾン
もしくは塩素のようなイオン化反応性ガスの雰囲気中で
除去することによって、さらに強められる。
面は、アモルファスカーボンで被覆される。そのカーボ
ンは実質的にフッ化処理され、湿潤特性を親水性から疎
水性へ変化させる表面エネルギを減少する。疎水性コー
ティングはつぎに、マスクを介してＵＶレーザ除去によ
ってパターン化され、選択された周辺領域からコーティ
ングを除去し、下層の高エネルギ親水性のプリントヘッ
ド表面を露出させる。露出した領域の親水性は、オゾン
もしくは塩素のようなイオン化反応性ガスの雰囲気中で
除去することによって、さらに強められる。
【００１１】別の実施形態において高表面エネルギのポ
リマーフィルムが、プリントヘッドの前面と、表面疎水
性をつくる上表面エネルギを減少させるようにフッ化処
理された露出した表面に結合される。フィルムはつぎ
に、マスクを介してレーザ除去によってパターン化さ
れ、選択された周辺領域からフッ化処理された上フィル
ム表面を除去し、ポリマーの残部を露出させる。この結
果、インク除去作用を可能にする周辺の親水性領域に接
触するノズルのまわりの疎水性領域が得られる。
リマーフィルムが、プリントヘッドの前面と、表面疎水
性をつくる上表面エネルギを減少させるようにフッ化処
理された露出した表面に結合される。フィルムはつぎ
に、マスクを介してレーザ除去によってパターン化さ
れ、選択された周辺領域からフッ化処理された上フィル
ム表面を除去し、ポリマーの残部を露出させる。この結
果、インク除去作用を可能にする周辺の親水性領域に接
触するノズルのまわりの疎水性領域が得られる。
【００１２】２つの実施形態とも、分離マスク工程を使
用して形成することができる。
用して形成することができる。
【００１３】特に本発明は、疎水性および親水性領域を
持つインクジェットプリントヘッドの前部表面を形成す
るための方法に関する。プリントヘッドの前部表面は、
その表面におけるノズルとして終端する複数のインクチ
ャネルを有している。この方法は、プリントヘッドの前
部表面に薄い疎水性フィルムを形成し、そのフィルムを
レーザ除去して下層の親水性表面を露出させ、これによ
り露出した表面が、ノズルに隣接する除去されていない
フィルムの疎水性領域に隣接する親水性領域を形成する
工程を含んでいる。
持つインクジェットプリントヘッドの前部表面を形成す
るための方法に関する。プリントヘッドの前部表面は、
その表面におけるノズルとして終端する複数のインクチ
ャネルを有している。この方法は、プリントヘッドの前
部表面に薄い疎水性フィルムを形成し、そのフィルムを
レーザ除去して下層の親水性表面を露出させ、これによ
り露出した表面が、ノズルに隣接する除去されていない
フィルムの疎水性領域に隣接する親水性領域を形成する
工程を含んでいる。
【００１４】本発明はまた、疎水性および親水性領域を
持つインクジェットプリントヘッドの前部表面を形成す
るための方法に関する。プリントヘッドの前部表面は、
その表面におけるノズルとして終端する複数のインクチ
ャネルを有している。この方法は、親水性フィルムの表
面を粗面化し、その粗面化された表面をプリントヘッド
の前部表面に結合し、粗面化された表面の反対側のフィ
ルムの表面をフッ化処理し、表面エネルギを減少すると
ともにその表面を疎水性にし、そのフィルムの疎水性部
分周辺領域をレーザ除去して下層の親水性フィルムの部
分を露出させ、これにより露出した親水性表面が、疎水
性表面に集められたインクに対して除去路として作用す
る工程を含んでいる。
持つインクジェットプリントヘッドの前部表面を形成す
るための方法に関する。プリントヘッドの前部表面は、
その表面におけるノズルとして終端する複数のインクチ
ャネルを有している。この方法は、親水性フィルムの表
面を粗面化し、その粗面化された表面をプリントヘッド
の前部表面に結合し、粗面化された表面の反対側のフィ
ルムの表面をフッ化処理し、表面エネルギを減少すると
ともにその表面を疎水性にし、そのフィルムの疎水性部
分周辺領域をレーザ除去して下層の親水性フィルムの部
分を露出させ、これにより露出した親水性表面が、疎水
性表面に集められたインクに対して除去路として作用す
る工程を含んでいる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１および図２には、本発明によ
るプリントヘッド１０が図示される。プリントヘッド１
０は、第１基板（上部基板）１２と第２基板（下部基
板）１４を含んでいる。この基板は、親水性の半導体材
料、好ましくはシリコンで形成される。
るプリントヘッド１０が図示される。プリントヘッド１
０は、第１基板（上部基板）１２と第２基板（下部基
板）１４を含んでいる。この基板は、親水性の半導体材
料、好ましくはシリコンで形成される。
【００１６】上部基板１２は、ＯＤＥ技術によって底面
に延設されたＶ字状チャネル１６を有するチャネルプレ
ートである。ＯＤＥ技術についてはたとえば、米国特許
第３２，５７２号および４，９４７，１９２号に開示さ
れる。下部基板１４は、その上部表面に設けられた複数
の抵抗加熱素子１５を有する加熱プレートである。プレ
ート１４の加熱素子１５は数と位置において、チャネル
プレート１２のチャネル１６に対応する。加熱プレート
の上部表面は、典型的には個々の加熱素子を露出させる
溝を形成するようにパターン化されたポリマー絶縁層１
７を含む。このポリマー絶縁層１７は、「ピット層」と
呼ばれ、ノズルを含む前面２０が３つの層、すなわちチ
ャネルプレート１２、ピット層１７および加熱プレート
１４を有するようにチャネルプレート１２と加熱プレー
ト１４の間に挟まれる。この構造のプリントヘッドの例
として、米国特許第３２，５７２号および４，７７４，
５３０号がある。延設されたチャネル１６を製作するた
めに他の手段を用いてもよいのは勿論である。たとえ
ば、それらはポリマー絶縁層１７の部分として形成する
ことができる。この場合、チャネルは実質的に矩形断面
を有する。このような場合ノズル開口１８は、ダイシン
グカットで後加工してもよい。その代わりにポリマーチ
ャネルはダイスカットで閉じ、ノズル１８はレーザ除去
によって後で開口される。
に延設されたＶ字状チャネル１６を有するチャネルプレ
ートである。ＯＤＥ技術についてはたとえば、米国特許
第３２，５７２号および４，９４７，１９２号に開示さ
れる。下部基板１４は、その上部表面に設けられた複数
の抵抗加熱素子１５を有する加熱プレートである。プレ
ート１４の加熱素子１５は数と位置において、チャネル
プレート１２のチャネル１６に対応する。加熱プレート
の上部表面は、典型的には個々の加熱素子を露出させる
溝を形成するようにパターン化されたポリマー絶縁層１
７を含む。このポリマー絶縁層１７は、「ピット層」と
呼ばれ、ノズルを含む前面２０が３つの層、すなわちチ
ャネルプレート１２、ピット層１７および加熱プレート
１４を有するようにチャネルプレート１２と加熱プレー
ト１４の間に挟まれる。この構造のプリントヘッドの例
として、米国特許第３２，５７２号および４，７７４，
５３０号がある。延設されたチャネル１６を製作するた
めに他の手段を用いてもよいのは勿論である。たとえ
ば、それらはポリマー絶縁層１７の部分として形成する
ことができる。この場合、チャネルは実質的に矩形断面
を有する。このような場合ノズル開口１８は、ダイシン
グカットで後加工してもよい。その代わりにポリマーチ
ャネルはダイスカットで閉じ、ノズル１８はレーザ除去
によって後で開口される。
【００１７】チャネルプレート１２は、抵抗加熱素子が
チャネル１６に対向するように層１７および加熱プレー
ト１４に結合される。チャネル１６は、インクマニホー
ルド（図示せず）と接続するインクチャネルを設定す
る。ノズル１８を形成するためにプリントヘッド１０の
前面に沿って共平面をつくるようにチャネルプレート１
２および加熱プレート１４が相互に結合されると、ダイ
シング動作は、たとえば分離したプリントヘッドを形成
するように行われる。
チャネル１６に対向するように層１７および加熱プレー
ト１４に結合される。チャネル１６は、インクマニホー
ルド（図示せず）と接続するインクチャネルを設定す
る。ノズル１８を形成するためにプリントヘッド１０の
前面に沿って共平面をつくるようにチャネルプレート１
２および加熱プレート１４が相互に結合されると、ダイ
シング動作は、たとえば分離したプリントヘッドを形成
するように行われる。
【００１８】ノズル１８に隣接するプリントヘッドの前
面にインクが蓄積するのを避けるために、プリントヘッ
ドの前面２０に疎水性コーティング２２が施される。コ
ーティング２２（厚さは正確に表現されていない）は前
面を横切って延び、ノズルのまわりに疎水性領域を形成
する。領域２８，３０は、以下の述べる処理によって表
面親水性を増すように修正された前面２０の部分であ
る。選択的に親水性領域２８，３０は、ノズルからの
「ウィッキング（インク除去性）」を強めるために親水
性フィンガ３２を疎水性領域２６に延ばすことによって
修正することができる。図１に示されるように親水性フ
ィンガ３２は、隣接ノズル間の領域に延びる。
面にインクが蓄積するのを避けるために、プリントヘッ
ドの前面２０に疎水性コーティング２２が施される。コ
ーティング２２（厚さは正確に表現されていない）は前
面を横切って延び、ノズルのまわりに疎水性領域を形成
する。領域２８，３０は、以下の述べる処理によって表
面親水性を増すように修正された前面２０の部分であ
る。選択的に親水性領域２８，３０は、ノズルからの
「ウィッキング（インク除去性）」を強めるために親水
性フィンガ３２を疎水性領域２６に延ばすことによって
修正することができる。図１に示されるように親水性フ
ィンガ３２は、隣接ノズル間の領域に延びる。
【００１９】第１の実施形態においてコーティング２２
は、たとえば米国特許第５，０７３，７８５号に開示さ
れる処理を使って疎水性にするためにフッ化処理され
た、比較的親水性のダイアモンドライクカーボン（ＤＬ
Ｃ）フィルムである。フッ化処理されたカーボンの化学
式はＣＦXであり、ｘはフッ素原子の数を表す。このコ
ーティングは１０〜１００ｎｍの間、好ましくは５０ｎ
ｍの厚さを有する。コーティング２２は最初に形成され
るとき、プリントヘッドの全前面を覆う。コーティング
２２の部分は、図３に示されるマスクを介してレーザ除
去によって選択的に除去され、領域２８，３０を残す。
は、たとえば米国特許第５，０７３，７８５号に開示さ
れる処理を使って疎水性にするためにフッ化処理され
た、比較的親水性のダイアモンドライクカーボン（ＤＬ
Ｃ）フィルムである。フッ化処理されたカーボンの化学
式はＣＦXであり、ｘはフッ素原子の数を表す。このコ
ーティングは１０〜１００ｎｍの間、好ましくは５０ｎ
ｍの厚さを有する。コーティング２２は最初に形成され
るとき、プリントヘッドの全前面を覆う。コーティング
２２の部分は、図３に示されるマスクを介してレーザ除
去によって選択的に除去され、領域２８，３０を残す。
【００２０】図３を参照して、ビーム形成光学系を備え
たエキシマレーザのような光学システム２７は、マスク
３３に強いＵＶ除去ビームの放射線を向ける。マスク３
３は領域２８，３０に整合した上部および底部セグメン
トを介して光が伝達されるようにパターン化される。除
去ビームは、既に形成されたコーティング２２の領域２
２Ａ，２２Ｂを除去して下層領域２８，３０、たとえば
プリントヘッド面の露出した親水性シリコン表面２０を
露出させる。本発明の１態様によればプリントヘッド１
０は、オゾンもしくは塩素のようなイオン化反応性ガス
源３４に接続された入口３１を有するチャンバ５０内に
収容される。特別な例ではオゾンは、領域２２Ａ，２２
Ｂのレーザ除去中にチャンバ５０に導入される。この工
程の後では露出した領域２８，３０の親水性は、除去前
よりもさらに強くなっており、これにより疎水性領域２
６からのインク除去の効果を高めることができる。適切
に成形されたマスクを使って、図１に示されるようなフ
ィンガ３２を形成するために領域２８〜３０を修正する
ことにより、インク処理性をさらに向上することができ
る。
たエキシマレーザのような光学システム２７は、マスク
３３に強いＵＶ除去ビームの放射線を向ける。マスク３
３は領域２８，３０に整合した上部および底部セグメン
トを介して光が伝達されるようにパターン化される。除
去ビームは、既に形成されたコーティング２２の領域２
２Ａ，２２Ｂを除去して下層領域２８，３０、たとえば
プリントヘッド面の露出した親水性シリコン表面２０を
露出させる。本発明の１態様によればプリントヘッド１
０は、オゾンもしくは塩素のようなイオン化反応性ガス
源３４に接続された入口３１を有するチャンバ５０内に
収容される。特別な例ではオゾンは、領域２２Ａ，２２
Ｂのレーザ除去中にチャンバ５０に導入される。この工
程の後では露出した領域２８，３０の親水性は、除去前
よりもさらに強くなっており、これにより疎水性領域２
６からのインク除去の効果を高めることができる。適切
に成形されたマスクを使って、図１に示されるようなフ
ィンガ３２を形成するために領域２８〜３０を修正する
ことにより、インク処理性をさらに向上することができ
る。
【００２１】ノズル１８が前面をダイシングするような
方法によって開設されないプリントヘッドの設計におい
ては、周知技術の後加工によるレーザ除去マスクキング
工程によってノズルを形成することができる。
方法によって開設されないプリントヘッドの設計におい
ては、周知技術の後加工によるレーザ除去マスクキング
工程によってノズルを形成することができる。
【００２２】選択的に図２の実施形態では、既に強い疎
水性である低表面エネルギ材料からなる、前面に適用さ
れたコーティングを有する。好ましい材料は、ポリテト
ラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化エチレンプロ
ピレンコポリマー（ＦＥＰ）、パーフルオロビニール・
アルキルエーテルテトラフルオロエチレン・コポリマー
（ＰＦＡ テフロン）およびそれらのコポリマー等のよ
うなテフロン系材料である。商業的に利用可能なテフロ
ン系材料は、商標「ＣＹＴＯＰ」および「ＦＬＵＯＲＡ
Ｄ」で販売されるこれらのフルオロポリマーを含んでい
る。
水性である低表面エネルギ材料からなる、前面に適用さ
れたコーティングを有する。好ましい材料は、ポリテト
ラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化エチレンプロ
ピレンコポリマー（ＦＥＰ）、パーフルオロビニール・
アルキルエーテルテトラフルオロエチレン・コポリマー
（ＰＦＡ テフロン）およびそれらのコポリマー等のよ
うなテフロン系材料である。商業的に利用可能なテフロ
ン系材料は、商標「ＣＹＴＯＰ」および「ＦＬＵＯＲＡ
Ｄ」で販売されるこれらのフルオロポリマーを含んでい
る。
【００２３】コーティングが適用されると、フッ化処理
されたＤＬＣフィルムについて述べたように、レーザ除
去が行われる。
されたＤＬＣフィルムについて述べたように、レーザ除
去が行われる。
【００２４】図４に示される別の実施形態において、高
エネルギ材料からなる厚さほぼ１０〜７５μのフィルム
４０が、プリントヘッドの前面に結合される。フィルム
４０のための好適な材料はポリスルホン、ポリエーテル
スルホン、ポリフェニルスルホン、ポリイミド、ポリカ
ーボネイト、ポリエステルあるいはそれらの混合物であ
る。フィルム４０の底部表面４１は、亜酸化窒素プラズ
マに対する極めて短い露光エッチングによって結合付着
性を増すように粗面化される。この粗面化はまた、フィ
ルムの湿潤特性を改善するとともに、前面−フィルム４
０境界部における空気エントラップを減少する。フィル
ム４０の露出した表面はつぎに、上述した処理によって
フッ化処理され、露出した表面エネルギを減少させる。
フィルム４０はつぎに、疎水性であるほぼ５０μｍの第
１の表面層４２と、下側の基層４３を有するように特性
を持たせることができる。
エネルギ材料からなる厚さほぼ１０〜７５μのフィルム
４０が、プリントヘッドの前面に結合される。フィルム
４０のための好適な材料はポリスルホン、ポリエーテル
スルホン、ポリフェニルスルホン、ポリイミド、ポリカ
ーボネイト、ポリエステルあるいはそれらの混合物であ
る。フィルム４０の底部表面４１は、亜酸化窒素プラズ
マに対する極めて短い露光エッチングによって結合付着
性を増すように粗面化される。この粗面化はまた、フィ
ルムの湿潤特性を改善するとともに、前面−フィルム４
０境界部における空気エントラップを減少する。フィル
ム４０の露出した表面はつぎに、上述した処理によって
フッ化処理され、露出した表面エネルギを減少させる。
フィルム４０はつぎに、疎水性であるほぼ５０μｍの第
１の表面層４２と、下側の基層４３を有するように特性
を持たせることができる。
【００２５】図５は、パターン化されたレーザ除去工程
がつぎに行われるフィルム４０を示している。この工程
は、フッ化処理された層４２を周辺領域から除去するよ
うに制御され、基層４３の上部表面を露出させる。この
ように疎水性領域（層４３の表面）が親水性領域（層４
２の表面）に隣接しており、インクがノズル周囲の領域
から除去されるための除去経路を確立することが認めら
れる。
がつぎに行われるフィルム４０を示している。この工程
は、フッ化処理された層４２を周辺領域から除去するよ
うに制御され、基層４３の上部表面を露出させる。この
ように疎水性領域（層４３の表面）が親水性領域（層４
２の表面）に隣接しており、インクがノズル周囲の領域
から除去されるための除去経路を確立することが認めら
れる。
【００２６】この実施形態の変形例が図６に示され、図
４に示されるようにプリントヘッド面にフィルム４０を
結合し、図２の実施形態であげられたテフロンライク材
料のいずれかを使って、あるいはフィルム４０の表面に
フッ化処理されたＣＦX フィルムを形成することによっ
て、フィルムの上部表面を極めて薄い疎水性フィルム４
５で被覆するというものである。周辺領域は再びレーザ
除去され、コーティング４５の部分を除去して（点
線）、フィルム４０の下層表面を露出させる。
４に示されるようにプリントヘッド面にフィルム４０を
結合し、図２の実施形態であげられたテフロンライク材
料のいずれかを使って、あるいはフィルム４０の表面に
フッ化処理されたＣＦX フィルムを形成することによっ
て、フィルムの上部表面を極めて薄い疎水性フィルム４
５で被覆するというものである。周辺領域は再びレーザ
除去され、コーティング４５の部分を除去して（点
線）、フィルム４０の下層表面を露出させる。
【００２７】図７は、選択的な実施形態を示し、フィル
ム４０′の露出した表面の部分だけがフッ化処理され
る。図示のようにフィルムのフッ化処理されない表面に
隣接する疎水性層４２が形成される。したがって、また
疎水性領域（層４２′のフッ化処理された表面）が親水
性領域（フィルム４０′のフッ化処理されない表面）に
隣接する。
ム４０′の露出した表面の部分だけがフッ化処理され
る。図示のようにフィルムのフッ化処理されない表面に
隣接する疎水性層４２が形成される。したがって、また
疎水性領域（層４２′のフッ化処理された表面）が親水
性領域（フィルム４０′のフッ化処理されない表面）に
隣接する。
【００２８】上述した実施形態のいずれについてもウィ
ッキング（インク除去用）処理を強めるために、図１に
示したような狭い親水性フィンガ３２を付加することが
できると理解される。
ッキング（インク除去用）処理を強めるために、図１に
示したような狭い親水性フィンガ３２を付加することが
できると理解される。
【００２９】ここに開示した実施形態は好ましいもので
あるが、この教示によれば種々の変更、修正、変形ある
いは改良が当業者によってなされると分かるだろう。た
とえば上記記述は、個々のプリントヘッドのダイ・スケ
ールの適用に関して行ったが、この概念は、組み立てら
れた部分的な幅と十分な幅のアレイに容易に拡張するこ
とができる。レーザ除去によるパターニングは、他のパ
ターンを形成するために用いることができ、狭い親水性
フィンガ３２は１例に過ぎない。さらに、シリコンノズ
ル面部分をカバーする疎水性コーティングが示された
が、キャリッジ前面の隣接領域をカバーするためにこの
コーティングを拡張することができる。
あるが、この教示によれば種々の変更、修正、変形ある
いは改良が当業者によってなされると分かるだろう。た
とえば上記記述は、個々のプリントヘッドのダイ・スケ
ールの適用に関して行ったが、この概念は、組み立てら
れた部分的な幅と十分な幅のアレイに容易に拡張するこ
とができる。レーザ除去によるパターニングは、他のパ
ターンを形成するために用いることができ、狭い親水性
フィンガ３２は１例に過ぎない。さらに、シリコンノズ
ル面部分をカバーする疎水性コーティングが示された
が、キャリッジ前面の隣接領域をカバーするためにこの
コーティングを拡張することができる。
【００３０】可能な修正の別の例として、オゾンチャン
バで行われる薄フィルムのレーザ除去は、オゾンもしく
は他のイオン化反応性ガスと接触して置かれた、剥き出
しのプリントヘッド表面を除去するために修正すること
ができる。
バで行われる薄フィルムのレーザ除去は、オゾンもしく
は他のイオン化反応性ガスと接触して置かれた、剥き出
しのプリントヘッド表面を除去するために修正すること
ができる。
【図１】 プリントヘッドの正面図であり、本発明方法
によって形成された疎水性および親水性領域を有するプ
リントヘッドの前部インク噴出面を示している。
によって形成された疎水性および親水性領域を有するプ
リントヘッドの前部インク噴出面を示している。
【図２】 図１のプリントヘッドの側断面図である。
【図３】 前面の親水性領域を形成する除去レーザビー
ムを受けた図１のプリントヘッドの斜視図である。
ムを受けた図１のプリントヘッドの斜視図である。
【図４】 前面に形成された疎水性／親水性領域の第２
の実施形態を示す図１のプリントヘッドの断面図であ
る。
の実施形態を示す図１のプリントヘッドの断面図であ
る。
【図５】 前面に形成された疎水性／親水性領域の第２
の実施形態を示す図１のプリントヘッドの断面図であ
る。
の実施形態を示す図１のプリントヘッドの断面図であ
る。
【図６】 図４、図５の実施形態の変形例を示す図であ
る。
る。
【図７】 図４、図５の実施形態の別の変形例を示す図
である。
である。
１０ プリントヘッド、１２ 上部基板、１４ 下部基
板、１５ 抵抗加熱素子、１６ チャネル、１７ ポリ
マー絶縁層、１８ ノズル、２０ 前面、２２疎水性コ
ーティング、２６ 疎水性領域、２８，３０ 親水性領
域、３２ 親水性フィンガ、３３ マスク、３４ イオ
ン化反応性ガス源、４０ フィルム、４１ 底部表面、
４２ 表面層、４３ 基層、４５ 疎水性フィルム、５
０ チャンバ。
板、１５ 抵抗加熱素子、１６ チャネル、１７ ポリ
マー絶縁層、１８ ノズル、２０ 前面、２２疎水性コ
ーティング、２６ 疎水性領域、２８，３０ 親水性領
域、３２ 親水性フィンガ、３３ マスク、３４ イオ
ン化反応性ガス源、４０ フィルム、４１ 底部表面、
４２ 表面層、４３ 基層、４５ 疎水性フィルム、５
０ チャンバ。
フロントページの続き (72)発明者 ラム エス ナラング アメリカ合衆国 ニューヨーク州 フェア ポート ハンタース ドライブ サウス ５ (72)発明者 ゲーリー エイ ニーゼル アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ウェブ スター ウッダード ロード 1819 (72)発明者 ダニエル イー クーマン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 フェア ポート クエイル ブッシュ ドライブ 23 (72)発明者 ティモシー ジェイ フラー アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ピッツ フォード レイルロード ミルス ロード 67
Claims (4)
- 【請求項１】 疎水性および親水性領域を持ち、プリン
トヘッドの前部表面におけるノズルとして終端する複数
のインクチャネルを有するインクジェットプリントヘッ
ドの前部表面を形成するための方法であって、 プリントヘッドの前部表面に薄い疎水性フィルムを形成
し、そのフィルムをレーザ除去して下層の親水性表面を
露出させ、これにより露出した表面が、ノズルに隣接す
る除去されていないフィルムの疎水性領域に隣接する親
水性領域を形成する工程を含んでいることを特徴とする
インクジェットプリントヘッドの疎水性／親水性の前部
表面を形成するための方法。 - 【請求項２】 疎水性フィルムが、ポリテトラフルオロ
エチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化エチレンプロピレンコポ
リマー（ＦＥＰ）、パーフルオロビニール・アルキルエ
ーテルテトラフルオロエチレン・コポリマー（ＰＦＡ
テフロン）およびそれらのコポリマー等からなるグルー
プから選ばれたポリマーであることを特徴とする請求項
１に記載のインクジェットプリントヘッドの疎水性／親
水性の前部表面を形成するための方法。 - 【請求項３】 疎水性および親水性領域を持ち、プリン
トヘッドの前部表面におけるノズルとして終端する複数
のインクチャネルを有するインクジェットプリントヘッ
ドの前部表面を形成するための方法であって、 付着性を増すために親水性フィルムの表面を粗面化し、 その粗面化された表面をプリントヘッドの前部表面に結
合し、 粗面化された表面の反対側のフィルムの表面をフッ化処
理し、表面エネルギを減少するとともにその表面を疎水
性にし、 そのフィルムの疎水性部分周辺領域をレーザ除去して下
層の親水性フィルムの部分を露出させ、これにより露出
した親水性表面が、疎水性表面に集められたインクに対
して除去路として作用する工程を含んでいることを特徴
とするインクジェットプリントヘッドの疎水性／親水性
の前部表面を形成するための方法。 - 【請求項４】 疎水性および親水性領域を持ち、プリン
トヘッドの前部表面におけるノズルとして終端する複数
のインクチャネルを有するインクジェットプリントヘッ
ドの前部表面を形成するための方法であって、 親水性フィルムの表面を粗面化し、 その粗面化された表面をプリントヘッドの前部表面に結
合し、 ノズルに隣接するフィルムの部分をフッ化処理し、その
部分の表面エネルギを減少し、フッ化処理された部分を
疎水性にし、 フィルムのフッ化処理されない部分が、フッ化処理され
た部分に集められたインクに対して除去路として作用す
る工程を含んでいることを特徴とするインクジェットプ
リントヘッドの疎水性／親水性の前部表面を形成するた
めの方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US86994597A | 1997-06-05 | 1997-06-05 | |
| US08/869,945 | 1997-06-05 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10337874A true JPH10337874A (ja) | 1998-12-22 |
Family
ID=25354491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14445598A Pending JPH10337874A (ja) | 1997-06-05 | 1998-05-26 | インクジェットプリントヘッドの疎水性／親水性の前部表面を形成するための方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0882593A1 (ja) |
| JP (1) | JPH10337874A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100468859B1 (ko) * | 2002-12-05 | 2005-01-29 | 삼성전자주식회사 | 일체형 잉크젯 프린트헤드 및 그 제조방법 |
| US6966630B2 (en) | 2001-07-06 | 2005-11-22 | Ricoh Printing Systems, Ltd. | Inkjet head |
| WO2006105581A1 (en) * | 2005-04-04 | 2006-10-12 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printhead assembly suitable for redirecting ejected ink droplets |
| US7377620B2 (en) | 2005-05-26 | 2008-05-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Hydrophobic nozzle exit with improved micro fluid ejection dynamics |
| JP2010520080A (ja) * | 2007-03-12 | 2010-06-10 | シルバーブルック リサーチ ピーティワイ リミテッド | 疎水性のインク噴射面を有する印刷ヘッドを製造する方法 |
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| US7332271B2 (en) | 2000-02-18 | 2008-02-19 | Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Apparatus and methods for parallel processing of micro-volume liquid reactions |
| DE10015380A1 (de) * | 2000-03-28 | 2001-10-11 | Nmi Univ Tuebingen | Mikrofluidkomponente und Verfahren zur Oberflächenbehandlung einer solchen |
| JP2003300323A (ja) * | 2002-04-11 | 2003-10-21 | Canon Inc | インクジェットヘッド及びその製造方法 |
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| AU2003302264A1 (en) | 2002-12-20 | 2004-09-09 | Biotrove, Inc. | Assay apparatus and method using microfluidic arrays |
| AU2005222618A1 (en) | 2004-03-12 | 2005-09-29 | Biotrove, Inc. | Nanoliter array loading |
| US12070731B2 (en) | 2004-08-04 | 2024-08-27 | Life Technologies Corporation | Methods and systems for aligning dispensing arrays with microfluidic sample arrays |
| US20060105453A1 (en) | 2004-09-09 | 2006-05-18 | Brenan Colin J | Coating process for microfluidic sample arrays |
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| US7938974B2 (en) | 2007-03-12 | 2011-05-10 | Silverbrook Research Pty Ltd | Method of fabricating printhead using metal film for protecting hydrophobic ink ejection face |
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| US7976132B2 (en) | 2007-03-12 | 2011-07-12 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printhead having moving roof structure and mechanical seal |
| US7605009B2 (en) | 2007-03-12 | 2009-10-20 | Silverbrook Research Pty Ltd | Method of fabrication MEMS integrated circuits |
| US7794613B2 (en) | 2007-03-12 | 2010-09-14 | Silverbrook Research Pty Ltd | Method of fabricating printhead having hydrophobic ink ejection face |
| US7862734B2 (en) | 2008-11-26 | 2011-01-04 | Silverbrook Research Pty Ltd | Method of fabricating nozzle assembly having moving roof structure and sealing bridge |
| KR101311281B1 (ko) * | 2008-11-26 | 2013-09-25 | 잼텍 리미티드 | 이동식 천정부 구조와 씰링 브리지를 갖는 잉크젯 노즐 조립체 |
| US7901054B2 (en) | 2008-11-26 | 2011-03-08 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printhead including moving portions and sealing bridges |
| US8029097B2 (en) | 2008-11-26 | 2011-10-04 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet nozzle assembly having moving roof structure and sealing bridge |
| US8876255B2 (en) | 2012-07-31 | 2014-11-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Orifice structure for fluid ejection device and method of forming same |
| JP2014208447A (ja) * | 2013-03-28 | 2014-11-06 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 |
| WO2017065774A1 (en) * | 2015-10-15 | 2017-04-20 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Service structures in print heads |
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-
1998
- 1998-04-23 EP EP98303121A patent/EP0882593A1/en not_active Withdrawn
- 1998-05-26 JP JP14445598A patent/JPH10337874A/ja active Pending
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|---|---|
| EP0882593A1 (en) | 1998-12-09 |
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