JPH02187356A - インクジェット記録ヘッド用吐出口形成部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、インクジェット記録ヘットの構成に用いる吐
出「１プレート及びその製造方法、並びに該吐出口プレ
ートを有するインクジェット記録ヘッドに関する。

［従来の技術］ 吐出口プレートを利用したインクジェット記録ヘッドと
しては、例えば第２図（Ａ）〜（Ｃ）及び第３図（Ａ）
、（Ｂ）に示す構成のものが知られている。

第２図に示された構成の記録ヘッドは、第２図（Ａ）に
示す発熱素子、圧電素子等のインク吐出エネルギー発生
体６か配置されたガラス等からなる基板５上に、第２図
（Ｂ）に示しように、例えば感光性樹脂の硬化膜等から
なるインク流路壁７及び液室等を構成する外枠８を設け
た後、インク供給孔９を有するインク通路の覆い１１を
これに接合し、更に得られた接合体（記録ヘッド本体部
分）の流路下流部をＣ−Ｃ線に沿って切断して流路長を
調整してから、該切断しより形成された流路開目端面に
第２図（Ｃ）に示すように吐出口を形成するための貫通
孔を有する吐出口プレート１２を所定の位置関係で接合
して得られる構成を有する。

また、第３図の構成の記録ヘッドは、第３図（Ａ）に示
す発熱素子、圧電素子等のインク吐出エネルギー発生体
６が配置されたガラス等からなる基板５上に、第３図（
Ｂ）に示しように、例えば感光性樹脂の硬化膜等からな
るインク流路壁７及び外枠８を設けた記録ヘッド本体部
分を形成後、そのＬ部に吐出口プレート１２を所定の位
置関係で接合して得られる構成を有する。

［発明が解決しようとする課題］ 上述したような構成のインクジェット記録ヘッドの構成
に用いる吐出口プレートの構成やインクに対する特性は
、インクの吐出方向や吐出インク液的９等のインクジェ
ット記録ヘッドの記録特性に与える影習が大きく、従来
より吐出口プレートの形成に用いる材料やその構造につ
いて種々の検討がなされてきた。

従来技術における吐出口プレートの特性に関して改善さ
れるべき問題としては、例えば以下のような問題が挙げ
られる。

ａ）吐出口プレートと記録ヘッド本体部分との接合に際
して、本体部分側の接合面に接着剤を塗布する必要があ
るが、その際本体部分側の接合面に均一に接着剤を効率
良く、かつ作業性良く塗布することが困難であり、しか
も流路部内への接着剤のまわり込みが生じ易く、製造歩
留りが低く、量産性に乏しい。

更に。流路内へ接着剤が流入しないように接着剤の塗布
を行なうと、流路周辺部への接着剤の部分に供給できな
い場合が多く、その状態で吐出口プレートとの接合を行
なうと、吐出口プレートと本体部分との間に隙間が生じ
、そこにインクが溜フて安定なインク吐出を阻害する原
因となり易い。

ｂ）記録ヘッドに接合された際の外壁面となる吐出ｌ」
プレートの面（インクが吐出される側の面、以後「吐出
口面」という）に、良好なインク吐出状態を得るために
澄液性（＃１１インク性）被覆層を設ける場合、核部へ
の溌液性被覆層形成用材料の均一な塗布が困難であり、
かつ親インク性であることが要求される吐出口内面への
溌液性被覆層形成用材料のまわり込みを抑えることが困
難であり、製造歩留りが低く量産性に乏しい。

本発明は上述のような吐出口プレートを用いた記録ヘッ
ドにおける問題点に鑑みなされたものであり、吐出口面
のみに撥液性被覆層が設けられ、かつインクジェット記
録ヘッド本体部分との良好な接合操作を簡単に行なうた
めの接着層を該吐出口面に対する裏面に有し、歩留り良
く量産できる構成の吐出口プレートを提供することをそ
の目的とする。

本発明の他の目的は、該吐出口プレートを有するインク
ジェット記録ヘッドを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の吐出口プレートは、板部材と、該板部材上面に
設けられた撥液性被覆層と、該板部材下面に設けられた
接着剤層と、インクジェット記録ヘッドの吐出口を形成
するための貫通孔とを有して構成される。この吐出口プ
レートは、板部材上面に溌液性被覆層を設ける過程と、
該板部材下面に接着剤層を設ける過程と、これらの層が
設けられた板部材にインクジェット記録ヘッドの吐出口
を形成するための貫通孔を穿孔する過程とを含む方法に
より形成できる。

史に、吐出口の構成に該吐出口プレートを用いて、本発
明のインクジェット記録ヘッドを得ることができる。

本発明の吐出口プレートは、吐出口を形成するための貫
通孔が設けられていない状態の板部材に撥液性被覆層及
び接着剤層が形成されるので、貫通孔形成後にこれらの
層を形成する際に要求される特別高度な技術を要しない
方法によって歩留り良く、かつ作業性良く形成できる。

しかも、撥液性被覆層形成後に吐出口を形成する貫通孔
が穿孔されるので、該貫通孔内への撥液性被覆層形成用
材料の侵入がなく、ト述したような従来技術における問
題点ｂ）の発生を避けることができる。

しかも、本発明によって得られた吐出口プレートには、
記録ヘッド本体部分との接合用の接着剤層が既に設けら
れているので、該接着剤層を利用して、記録ヘッド本体
部分へ吐出口プレートを簡単に接合できる。その際、記
録ヘッド本体部分の接合面に接着剤を塗布する必要がな
く、かつ吐出口開［１縁部まで接着剤層が形成されてい
るので、前述したような接着剤に係る上述の従来技術に
おける問題点ａ）が生じることがない。

以下、本発明の一例について詳細に説明する。

本発明の方法においては、まず第１図（Ｂ）に示すよう
に吐出口プレートを構成し得る板部材２の一方の面に撥
液性（溌インク性）被覆層３及び接着剤層４を設ける。

板部材２としては、樹脂、金属等からなるものが利用で
きる。

なお、接着剤層４に熱硬化性樹脂を用いる場合における
板部材に用いる樹脂としては、接着剤層４の熱硬化時に
変形等を生じない耐熱性の高い樹脂を用いるのが好まし
く、例えば、ポリイミド、ポリエーテルサルフオン、ポ
リサルフオン、ポリエステル、アクリル樹脂、フェノー
ル樹脂、エリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、シ
リコン樹脂等を用いることができる。

また、樹脂製板部材は、樹脂に種々の添加剤や充填剤が
付加されて強度や他の特性が改善されたものであっても
良い。

板部材として金属製のものを用いる場合には、例えば、
ステンレス、ニッケル、金、銀、白金などからなる板部
材が利用できる。

なお、該板部材は、後述の吐出口を形成するための貫通
孔の形成時にパリや残渣をインク吐出に悪影響が出ない
程度まで抑える、あるいは作業性良く連続穿孔を行なう
ためにはその厚みが薄い方が都合が良が、強度との兼ね
合いから例えば５〜１００μｍの範囲の厚みを有してし
るものが望ましい 撥液性被覆層３は、板部材２との十分な接着特性を有し
、かつ記録に用いられる水性インクをはじきその表面に
インクか付着して液的として残留しない程度の撥液性を
有する層であればどのような材料から形成しても良く、
例えば通常の撥液処理剤として知られている材料から適
宜選択して形成することができる。また、その形成に際
しては吐出［１面での良好な撥液性か得られるように層
厚やその形成条件等を適宜設定すれば良い。

また、接着剤層４は、吐出口プレートと記録ヘッド本体
部分との良好な接合状態が得られるものを適宜選択して
用いれば良く、例えば１００℃〜１２０℃、３０〜６０
分の条件での加熱処理処理によりＢステージ化したエポ
キシ系接着剤、等が利用でき、例えば１〜５μｍ程度の
層厚に設けることができる。

撥液性被覆層３及び接着層４の形成には、例えば、浸漬
性、塗布法、印刷法、スプレー法、予め形成した撥液性
被覆層や接着層を所定部分に転写する方法などの方法か
利用できる。

次に、以北のようにして撥液性被覆層３及び接着剤層４
か設けられた板部材２の所定部に貫通孔１をあけて吐出
口プレートを形成する。

ｖＩ通孔１の形成には、プレス加工法、電子ビーム加工
法、レーザービーム加工法、液体ジェット加工法等が利
用できる。なお、を記の構成の板部材２とこれらの方法
を組み合せることにより、高精度の穿孔加工が高速かつ
簡便に行なえる。

以上のようにして形成された吐出口プレートを例えばＢ
ステージ化接着剤層４を介して、例えば第２図及び第３
図に示す構成の流路壁等が基板トに設けられた記録ヘッ
ド本体部分の所定部に位置決めして爪ね合せて仮接合を
行なった後、１５０〜２００℃の条件で３０〜１２０分
間加熱処理して、Ｂステージ化接着剤層４を完全硬化さ
せてこれらを接合して、本発明の記録ヘッドを得ること
ができる。

［実施例］ 以下、実施例及び比較例により本発明を更に詳細に説明
する。

実施例１ ３０μ厚のポリイミドフィルム（板材）の一方の面に以
Ｆの各成分を混合したエポキシ系接着剤を下記の各種条
件でスピンコード法によりそれぞれ塗布し、更に　１０
０℃〜１２０℃、３０〜６０分の条件での加熱処理を行
ない、乾燥・固化させてＢステージ化させ、接着剤層付
き板材を多数得た。なお、Ｂステージ化接着剤層の層厚
は　１〜５μであった。

接着剤層組成１ （１）エピコート１００４　（商品名、　　　　社製）
とメチルエチルケトンとを２：１（重量比）で配合した
混合物　　　　・・・・・・１００重墳部（２）ジシア
ンジアミドとジメチルホルムアミドとを１　＋　４　（
ｆｆｉ蛍比）で配合した混合物・・・・・・　３重量部 （３）Ｎ−Ｎジメチルベンジルアミン ・・・・・・０．２重量部 スピンコード条件； 回転数　５００〜１１００Ｏｒｐ 時間　　５〜１０秒 次に、上記のようにして得られた接着剤層付き板材の接
着剤層が設けられた面と相対する面（裏面）に、フッ素
シリコーンコーティング剤ＫＰ−８０１（商品名、信越
化学工業社製）をダイフロン５−３（商品名、ダイキン
工業社製）に０．０７重量％の添加して調整した溶液を
以下の各種条件でスピンコードし、８０℃〜１２０℃の
加熱処理を行ない、１ｕ１以下の溌液性被覆層を形成し
た。

スピンコード条件； 回転数　２５００〜３０００ｒｐｍ 時間　　２０〜３０秒 次に、以上の操作で得られた各板材に４８個のば通孔（
直径、３０±２μｓ、ピッチ７０．６±２ｕ）を所定の
配置で、プレスによる連続穿孔加工法により形成し、吐
出口プレートを得た。

得られた吐出口プレートにおける溌液性被覆層及び接着
剤層の状態を検査したところ、いずれもプレートの表面
のみに所定の層厚で均一・に形成され、吐出口を形成す
るための貫通孔内はポリイミドフィルムのみが露出した
状態にあった。

こうして得られた吐出口プレートを、その接着剤層を介
して第２図及び第３図に示す構成の基板上に流路壁等を
有する記録ヘッド本体部分のそれぞれの図示した所定位
置に位置決めし、仮接着を行なフだ後、その状態で１５
０℃〜２００℃、３０〜１２０分間の加熱処理により吐
出口プレートの接着剤層を完全硬化させて、記録ヘッド
を完成した。

なお、本実施例で用いた記録ヘッド本体部分としては、
通常この分野で利用されているものを使用した。また、
インク吐出エネルギー発生体、該発生体に吐出信号を印
加するための電気系等は通常この分野で用いられている
材料を利用して形成した。

実施例２ 板材として厚さ５０間のステンレス板を用い、貫通孔の
穿孔を電ｒ−ヒームによる連続穿孔加工により形成する
以外は実施例１と同様にして吐出口プレートを得た。

得られた吐出［１プレートは実施例１と同様に良好な品
質を有していた。

これらの吐出口プレートを、第３図に示す構成の記録ヘ
ッド本体部分（通常この分野で用いられている材料を利
用して形成）の、図示した所定位置に位置決めして仮接
着した後、１５０℃〜２００℃、３０分〜１２０分の加
熱処理により吐出［１プレートの接着材層を完全硬化さ
せて、記録ヘッドを完成した。

比較例１ 厚さ３０μｌのポリイミドフィルムにプレスによる連続
穿孔加工法により実施例１と同様の大きさ及び配置で貫
通孔を設けた。

一方、２液温合エポキシ接着剤（商品名：ＨＰ−２Ｒ／
２Ｈ，キャノンケミカル製）をメチルエチルケトンに０
．５重量％の割合で混合して得た溶液を以下の条件で厚
さ０．５ｍｍのシリコンゴム上に均−にスピンコードし
て接着剤層を形成した。

スピンコード条件： 回転数　５００〜ｌ０００ｒｐａ＋ 時間　　５〜ｌＯ秒 次に、実施例１で用いた記録ヘッド本体部分（第２図及
び第３図に示す構成のもの）のそれぞれの吐出口プレー
トの接合面を、Ｆ記の操作で得たシリコンゴム上の２液
温合エポキシ接着剤層に約２　ｋｇ７ｃｍ２の荷重で押
し付けた後、シリコンゴムを剥離して、接着剤層を記録
ヘッド本体へ転写させた。

こうして得られた転写接着剤層に先に得た吐出口プレー
トを位置決めして仮接着した後、６０℃〜１００℃、３
０分〜６０分の加熱処理を行ない接着剤を硬化させた。

次に、実施例１で用いたフッ素シリコーンコーティング
剤溶液を以Ｆの条件で厚さ０．５＋ｎ＋＋＋のシリコン
ゴム上に均一にスピンコードした。

スピンコード条件： 回転数　２５００〜３０００ｒｐｍ 時間　　２０〜３０秒 こうして得られたシリコンゴム上のフッ素シリコーンコ
ーティング剤層に先に得た記録ヘッド本体に接合された
吐出口プレート全面を約２　ｋｇ／ｃｍ２の荷重で押し
付けた後、シリコンゴムを剥離して、フッ素シリコーン
コーティング剤層を記録ヘッド本体の吐出口プレート面
へ転写させ、更に８０℃〜１２０℃で加熱により硬化さ
せ、記録ヘッドを完成させた。

比較例２ 厚さ５０鱗ステンレス板を板材として用い、記録ヘッド
本体として実施例２で用いたのと同様のものを使用する
以外は比較例１と同様にして記録ヘッドを作製した。

以上の各実施例及び比較例で得た記録ヘッドにおける吐
出口プレートの接合工程及び發液処理工程の歩留りと、
得られた記録ヘッドを用いた記録操作における初期印字
及び長期印字試験を行なったところ表１に示す結果を得
た。

なお、各試験において、各側で作製した記録ヘッドを各
々５０個づつ使用した。

表　　１ ［発明の効果］ 本発明によれば簡便かつ効率良い方法により、撥液性被
覆層及び接着剤層を有する吐出口プレートを得ることが
できる。しかも、得られた吐出口プレートの撥液性被覆
層及び接着剤層はそれぞれ所定位置に良好な形成状態で
正確に配置され、吐出［１内へのこれら層の侵入が避け
される。

従って、本発明の吐出口プレートを用いた記録ヘッドは
、その製造歩留りが向上されており、また吐出口面や吐
出［１プレートと記録ヘッド本体部分との接合部におけ
るインク溜りの発生によるインク吐出不良等の発生がな
く、良好な印字性能を安定して得ることができ、信頼性
の高いものとなる。

更に、例えば大版の板材に接着剤層及び撥液性被覆層を
形成後に、連続穿孔加工を行なうことにより、従来技術
におけるような１ヘツドづつの処理がなくなり、吐出Ｌ
１プレート接合工程における工程数を著しく低下させて
記録ヘッドのコストを低下させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の吐出口プレートの構成を示す図であり
、第１図（Ａ）はその平面図、第１図（Ｂ）は第１図（
Ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。第２図（Ａ）〜（
Ｃ）並びに第３図（Ａ）及び（Ｂ）は吐出口プレートを
用いたインクジェット記録ヘッドの構成を示す図である
。 ：貫通孔 ：板部材 ：＠液性被覆層 ：接着剤層 ：記録ヘッド本体部分基板 ：エネルギー発生体 二流路壁 ：外枠 ：インク供給孔 ０：フィルター １：覆い ２：吐出口プレート

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）板部材と、該板部材上面に設けられた溌液性被覆層
   と、該板部材下面に設けられた接着剤層と、インクジェ
   ット記録ヘッドの吐出口を形成するための貫通孔とを有
   することを特徴とするインクジェット記録ヘッド用吐出
   口プレート。 ２）前記板部材が樹脂または金属からなる請求項１に記
   載のインクジェット記録ヘッド用吐出口プレート。 ３）板部材上面に溌液性被覆層を設ける過程と、該板部
   材下面に接着剤層を設ける過程と、これらの層が設けら
   れた板部材にインクジェット記録ヘッドの吐出口を形成
   するための貫通孔を穿孔する過程とを含むことを特徴と
   するインクジェット記録ヘッド用吐出口スプレートの製
   造方法。 ４）前記板部材が樹脂または金属からなる請求項３に記
   載のインクジェット記録ヘッド用吐出口プレートの製造
   方法。 ５）請求項１または２に記載の吐出口プレートを有する
   インクジェット記録ヘッド。