JPH0655740A - Method for manufacture ink jet head - Google Patents
Method for manufacture ink jet headInfo
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はインクジェットヘッドの
製造方法に関する。更に詳しくは、インクジェットヘッ
ドのノズル面に撥水膜を形成する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an ink jet head. More specifically, it relates to a method for forming a water repellent film on the nozzle surface of an inkjet head.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年インクジェットプリンタは高速印
字、低騒音、高印字品位等の利点から、急速に発展して
いる。インクジェットプリンタに用いられるインクジェ
ットヘッドにはいくつかの方式が提案されているが、一
般的には二つの方式に分けることができる。第一の方式
は圧電材料を使用して、電気パルスにより圧電材料を変
形させ、流路の一部を変形させる。そして流路内に圧力
パルスを発生させ、この圧力パルスによりノズルからイ
ンク滴を吐出させる。次に第二の方式は発熱抵抗体を使
用して、電気パルスにより発熱抵抗体を発熱させる。そ
して流路内のインクを沸騰させ、蒸気バブルを発生させ
る。この蒸気バブルにより、ノズルからインク滴を吐出
させる。2. Description of the Related Art In recent years, ink jet printers have been rapidly developed due to advantages such as high speed printing, low noise and high printing quality. Several methods have been proposed for an inkjet head used in an inkjet printer, but generally they can be classified into two methods. The first method uses a piezoelectric material and deforms the piezoelectric material by an electric pulse to deform a part of the flow path. Then, a pressure pulse is generated in the flow path, and an ink droplet is ejected from the nozzle by this pressure pulse. Next, the second method uses a heating resistor to heat the heating resistor by electric pulses. Then, the ink in the flow path is boiled to generate a vapor bubble. The vapor bubble causes an ink droplet to be ejected from the nozzle.
【０００３】いずれの方式もインク滴をノズル面から吐
出するため、ノズル面の濡れ性がインク滴の吐出性に大
きく影響する。すなわちノズル面がインクに対して良好
な濡れ性を示すと、インクはノズル面に広がり、インク
滴は吐出しない。あるいは吐出しても、インク滴の大き
さ、速度、吐出方向が大きく変動し、安定した吐出が得
られない。In either method, ink droplets are ejected from the nozzle surface, so the wettability of the nozzle surface greatly affects the ink droplet ejection performance. That is, when the nozzle surface shows good wettability with respect to the ink, the ink spreads on the nozzle surface and ink droplets are not ejected. Alternatively, even if the ink is ejected, the size, speed, and ejection direction of the ink droplet are greatly changed, and stable ejection cannot be obtained.
【０００４】そのため、ノズル面のインクに対する濡れ
性を悪くして、安定した吐出を得ようとする試みが行わ
れてきた。濡れ性を悪くする方法として、ノズル面に撥
水膜を形成する方法が特開昭６３−２３９０６３号公報
に提案されている。Therefore, attempts have been made to obtain stable ejection by reducing the wettability of the nozzle surface with ink. As a method for deteriorating the wettability, a method of forming a water repellent film on the nozzle surface is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-239063.
【０００５】これでは液状の撥水性材料を支持体に塗布
し、インクジェットヘッドのノズル面を支持体に押し付
ける。そして、支持体からインクジェットヘッドを引き
離し、撥水性材料をノズル面に転写させる。その後、撥
水性材料を乾燥、熱、あるいは活性光線等で硬化させ
る。以上の工程により撥水膜を形成している。In this case, a liquid water-repellent material is applied to the support and the nozzle surface of the ink jet head is pressed against the support. Then, the inkjet head is separated from the support, and the water repellent material is transferred to the nozzle surface. After that, the water-repellent material is dried, cured with heat, actinic rays or the like. The water repellent film is formed by the above steps.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来技術
では撥水膜の厚さが不均一になり易く、またピンホール
等の撥水膜の形成されない部分が生じ易いという課題が
ある。不均一な厚さの撥水膜はインクジェットヘッドの
ノズル面に付着した紙粉等のゴミを除去する為、ゴム材
等でノズル面を拭く作業（以下ワイピングと呼ぶ）に於
て、ゴミの除去が不完全となる。拭き残したゴミにより
インク滴の吐出は不安定になる。さらにワイピングによ
り徐々に撥水膜は削られ、薄くなる。そしてノズル面上
に撥水膜のある部分とない部分ができる。当然のことな
がら、この状態になるとインクの吐出は不安定になる。
ピンホール等でも同様の現象が生じる。However, the conventional technique has a problem that the thickness of the water-repellent film is likely to be nonuniform and that a portion where the water-repellent film is not formed, such as pinholes, is likely to occur. The water-repellent film with non-uniform thickness removes dust such as paper dust adhering to the nozzle surface of the inkjet head. Therefore, dust is removed during the operation of wiping the nozzle surface with a rubber material (hereinafter called wiping). Is incomplete. Ink ejection becomes unstable due to the dust left over. Further, the water-repellent film is gradually removed by wiping and becomes thin. Then, a portion with and without a water-repellent film is formed on the nozzle surface. As a matter of course, in this state, ink ejection becomes unstable.
The same phenomenon occurs in pinholes and the like.
【０００７】この原因は撥水性材料を支持体上の撥水性
材料をノズル面に転写する工程にある。支持体上の撥水
性材料をノズル面に転写する工程ではノズル面と撥水性
材料、支持体と撥水性材料の密着力の兼合い、さらに支
持体とノズル面の距離により撥水性材料の転写量が決ま
る。図を用い、これを詳しく説明する。The cause of this is the step of transferring the water-repellent material to the nozzle surface of the water-repellent material on the support. In the process of transferring the water-repellent material on the support to the nozzle surface, the adhesion amount between the nozzle surface and the water-repellent material, the support and the water-repellent material, and the transfer amount of the water-repellent material depending on the distance between the support and the nozzle surface. Is decided. This will be described in detail with reference to the drawings.
【０００８】（１）図５に於て、撥水性材料を支持体６
上に塗布し、撥水膜８（以下、撥水膜Ａ８と呼ぶ）を形
成する。(1) In FIG. 5, a water repellent material is used as the support 6
A water-repellent film 8 (hereinafter referred to as water-repellent film A8) is formed by coating on top.
【０００９】（２）図６に於て、インクジェットヘッド
のノズル面２を撥水膜Ａ８に接触させる。(2) In FIG. 6, the nozzle surface 2 of the ink jet head is brought into contact with the water repellent film A8.
【００１０】（３）図７に於て、ノズル面２を撥水膜Ａ
８から引き離す。撥水膜Ａ８の一部はノズル面２に密着
し、撥水膜Ａ８はノズル面２に密着した撥水膜９（以
下、撥水膜Ｂ９と呼ぶ）とそのまま支持体６に残る撥水
膜１０（以下、撥水膜Ｃ１０と呼ぶ）に分かれる。(3) In FIG. 7, the nozzle surface 2 is covered with a water repellent film A.
Separate from 8. A part of the water-repellent film A8 adheres to the nozzle surface 2, and the water-repellent film A8 adheres to the nozzle surface 2 (hereinafter referred to as a water-repellent film B9) and the water-repellent film that remains on the support 6 as it is. 10 (hereinafter referred to as water repellent film C10).
【００１１】（４）撥水膜Ｂ９を熱、活性光線等によ
り、固化し、固体皮膜とする。撥水膜Ｂ９の厚さは撥
水膜Ａ８とノズル面の密着力、撥水膜Ａ８と支持体４
の密着力、撥水膜Ａ８自体の凝集力、撥水膜Ａ８に
ノズル面２を接触した状態での、ノズル面２と支持体６
の距離、ノズル面２を支持体４から引き離す速度、等
の要因により決まる。これらの高精度の管理が非常に困
難な為、均一な厚さの実現は非常に困難である。さらに
ピンホール等の欠陥の発生を防ぐことも困難である。(4) The water repellent film B9 is solidified by heat, actinic rays or the like to form a solid film. The thickness of the water repellent film B9 is the adhesion between the water repellent film A8 and the nozzle surface, the water repellent film A8 and the support 4
Adhesion force of the water-repellent film A8 itself, the nozzle surface 2 and the support 6 when the nozzle surface 2 is in contact with the water-repellent film A8.
And the speed at which the nozzle surface 2 is pulled away from the support 4, and the like. Since it is very difficult to control these with high precision, it is very difficult to achieve a uniform thickness. Furthermore, it is difficult to prevent the occurrence of defects such as pinholes.
【００１２】また別の課題として、液状の撥水材料を使
用すると、転写時にノズル開口内に撥水材料が浸入する
為、何等かの手段でノズル開口内に撥水材が浸入しない
工夫が必要である。As another problem, when a liquid water-repellent material is used, the water-repellent material penetrates into the nozzle opening at the time of transfer. Therefore, it is necessary to take measures to prevent the water-repellent material from entering the nozzle opening by some means. Is.
【００１３】結果として、歩留まりが悪く、多くの工程
が必要となり、コスト高につながる。As a result, the yield is low, many steps are required, and the cost is increased.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドの製造はかかる問題を解決するために、ノズル面
に以下の工程により撥水膜を形成する。In order to solve such a problem in the manufacture of the ink jet head of the present invention, a water repellent film is formed on the nozzle surface by the following steps.
【００１５】（１）液状の撥水性材料を支持体上に塗布
する工程 （２）前記支持体上の撥水性材料を固化させる工程 （３）前記支持体上の撥水性材料にインクジェットヘッ
ドのノズル面を接触させ、前記撥水性材料を前記インク
ジェットヘッドのノズル面に転写させる工程 （４）前記インクジェットヘッドのノズル面を前記支持
体から引き離す工程(1) A step of applying a liquid water-repellent material on a support (2) A step of solidifying the water-repellent material on the support (3) A nozzle of an ink jet head on the water-repellent material on the support Contacting the surfaces and transferring the water repellent material to the nozzle surface of the inkjet head (4) separating the nozzle surface of the inkjet head from the support
【００１６】[0016]
【実施例】以下、図を用いて本発明を説明する。The present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１７】本発明に用いられる撥水性材料は液状の支
持体への塗布が可能な材料であればよい。例えばフッ素
を含む高分子樹脂溶液等を用いる。本発明者は日本油脂
（株）製のＣＰＦを用いた。ＣＰＦはフマル酸ジエステ
ルのエステル基にフッ素原子を導入した高分子樹脂をビ
ストリフルオロベンゼン等の有機溶剤に溶解した溶液で
ある。ＣＰＦは有機溶剤が蒸発されることにより撥水性
に優れる皮膜になる。撥水膜がインクジェットヘッドの
ノズル面に形成されている状態をインクジェットヘッド
のノズル部の断面図である図１をもとに説明する。撥水
膜１はノズル部材４のノズル面２上に形成されている。
インク３はノズル内で凸状の形状となっている。The water-repellent material used in the present invention may be any material that can be applied to a liquid support. For example, a polymer resin solution containing fluorine is used. The present inventor used CPF manufactured by NOF CORPORATION. CPF is a solution in which a polymer resin in which a fluorine atom is introduced into the ester group of fumaric acid diester is dissolved in an organic solvent such as bistrifluorobenzene. CPF becomes a film having excellent water repellency when the organic solvent is evaporated. A state in which the water repellent film is formed on the nozzle surface of the inkjet head will be described with reference to FIG. 1, which is a cross-sectional view of the nozzle portion of the inkjet head. The water-repellent film 1 is formed on the nozzle surface 2 of the nozzle member 4.
The ink 3 has a convex shape inside the nozzle.
【００１８】本発明のインクジェットヘッドの製造方法
を適用できるインクジェットヘッドは特に限定されるも
のではなく、圧電材料あるいは発熱体を使用して、電気
パルスにより、ノズルからインク滴を吐出せしめるイン
クジェットヘッドであればよい。例として本発明者が用
いたインクジェットヘッドを図８を用いて説明する。イ
ンクジェットヘッドは基板１１の上に互いに平行な流路
１２が多数形成され、その長手方向に伸びる側壁１３を
有している。側壁１３は圧電物質からなり、流路１２の
全長にわたっての伸び、流路軸に垂直に変形可能であ
り、ノズル形成部材１４に設けられたノズル開口１５か
らインク滴（図示せず）を吐出させるように流路内のイ
ンク圧を変化させる。流路１２はインク供給口１６を会
してインク溜り（図示せず）に接続されている。流路１
２の一端はノズル形成部材１４のノズル開口１５接続さ
れている。流路１２と側壁１３上には上蓋１７が配設さ
れ、インク（図示せず）を満たしている。側壁１３には
電圧パルスを印加するための電極１８が設けられ、電極
１８は駆動回路（図示せず）に接続されている。The ink jet head to which the method for manufacturing an ink jet head of the present invention can be applied is not particularly limited, and may be an ink jet head which uses a piezoelectric material or a heating element to eject an ink droplet from a nozzle by an electric pulse. Good. As an example, an inkjet head used by the present inventor will be described with reference to FIG. The inkjet head has a number of parallel flow paths 12 formed on a substrate 11 and has side walls 13 extending in the longitudinal direction. The side wall 13 is made of a piezoelectric material, extends over the entire length of the flow path 12, is deformable perpendicular to the flow path axis, and ejects ink droplets (not shown) from the nozzle openings 15 provided in the nozzle forming member 14. As described above, the ink pressure in the flow path is changed. The flow path 12 meets the ink supply port 16 and is connected to an ink reservoir (not shown). Channel 1
One end of 2 is connected to the nozzle opening 15 of the nozzle forming member 14. An upper lid 17 is provided on the flow path 12 and the side wall 13 and filled with ink (not shown). An electrode 18 for applying a voltage pulse is provided on the side wall 13, and the electrode 18 is connected to a drive circuit (not shown).
【００１９】以下に詳しい実施例を挙げ、説明する。A detailed example will be described below.
【００２０】（実施例） （１）ＣＰＦ５を支持体６にスピンナーで５μｍ厚に塗
布する（図２）。(Example) (1) CPF5 is applied to support 6 with a spinner to a thickness of 5 μm (FIG. 2).
【００２１】（２）支持体上のＣＰＦ中の溶剤を加熱に
より蒸発させ、ＣＰＦ皮膜７を形成する。(2) The solvent in the CPF on the support is evaporated by heating to form the CPF film 7.
【００２２】（３）インクジェットヘッドのノズル面２
をＣＰＦ皮膜７に接触させる（図３）。(3) Nozzle surface 2 of ink jet head
With the CPF film 7 (FIG. 3).
【００２３】（４）インクジェットヘッドのノズル面２
をＣＰＦ皮膜７から引き離す。ＣＰＦ皮膜７の一部はノ
ズル面２に密着し、ノズル面２上に撥水膜１が形成され
る（図４）。(4) Nozzle surface 2 of ink jet head
Is separated from the CPF film 7. A part of the CPF film 7 adheres to the nozzle surface 2 and the water repellent film 1 is formed on the nozzle surface 2 (FIG. 4).
【００２４】撥水膜１は支持体６から剥離し、従来技術
の様に撥水膜が分離することはない。すなわち撥水膜の
厚さはＣＰＦ皮膜の厚さに等しい。この為、均一な厚さ
の撥水膜になる。またピンホールも発生しない。The water-repellent film 1 is separated from the support 6, and the water-repellent film is not separated unlike the prior art. That is, the thickness of the water repellent film is equal to the thickness of the CPF film. Therefore, the water-repellent film has a uniform thickness. Also, no pinhole is generated.
【００２５】（５）撥水膜の厚さは０．１μｍの狙い値
に対して、０．０９８μｍ〜０．１０２μｍと均一に成
膜できた。またピンホールも発生していなかった。さら
に撥水膜はノズル開口内に浸入していない。(5) The thickness of the water-repellent film was 0.098 μm to 0.102 μm with respect to the target value of 0.1 μm. In addition, no pinhole was generated. Furthermore, the water-repellent film does not penetrate into the nozzle openings.
【００２６】（６）シリコンゴムにより、ワイピングを
５０００回実施後、撥水膜の剥離、脱落を評価したが、
何れも発生していなかった。(6) After the wiping was performed 5000 times with the silicone rubber, the peeling and dropping of the water-repellent film were evaluated.
None occurred.
【００２７】[0027]
【発明の効果】以上述べてきたように本発明のインクジ
ェットヘッドの製造方法によれば、インクジェットヘッ
ドのノズル面に均一な厚さで且つピンホールもない撥水
膜を形成できるという優れた効果がある。As described above, according to the method of manufacturing an ink jet head of the present invention, it is possible to form a water repellent film having a uniform thickness and no pinhole on the nozzle surface of the ink jet head. is there.
【図１】本発明のインクジェットヘッドの製造方法によ
り形成された撥水膜を説明するインクジェットヘッドの
ノズル部の断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a nozzle portion of an inkjet head illustrating a water repellent film formed by a method for manufacturing an inkjet head of the present invention.
【図２】本発明のインクジェットヘッド方法の製造方法
を説明するインクジェットヘッドのノズル部の断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a nozzle portion of an inkjet head for explaining the manufacturing method of the inkjet head method of the present invention.
【図３】本発明のインクジェットヘッド方法の製造方法
を説明するインクジェットヘッドのノズル部の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a nozzle portion of an inkjet head for explaining a method of manufacturing the inkjet head method of the present invention.
【図４】本発明のインクジェットヘッド方法の製造方法
を説明するインクジェットヘッドのノズル部の断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of a nozzle portion of an inkjet head for explaining a method of manufacturing an inkjet head method according to the present invention.
【図５】従来技術のインクジェットヘッド方法の製造方
法を説明するインクジェットヘッドのノズル部の断面
図。FIG. 5 is a cross-sectional view of a nozzle portion of an inkjet head for explaining a method of manufacturing a conventional inkjet head method.
【図６】従来技術のインクジェットヘッド方法の製造方
法を説明するインクジェットヘッドのノズル部の断面
図。FIG. 6 is a cross-sectional view of a nozzle portion of an inkjet head illustrating a method of manufacturing a conventional inkjet head method.
【図７】従来技術のインクジェットヘッド方法の製造方
法を説明するインクジェットヘッドのノズル部の断面
図。FIG. 7 is a cross-sectional view of a nozzle portion of an inkjet head illustrating a method of manufacturing a conventional inkjet head method.
【図８】本発明者が用いたインクジェットヘッドの構造
を説明するインクジェットヘッドの断面斜視図。FIG. 8 is a cross-sectional perspective view of an inkjet head illustrating the structure of the inkjet head used by the present inventor.
１ 撥水膜 ２ ノズル面 ３ インク ４ ノズル部材 ５ 撥水性材料 ６ 支持体 ７ ＣＰＦ皮膜 ８ 撥水膜Ａ ９ 撥水膜Ｂ １０ 撥水膜Ｃ １１ 基板 １２ 流路 １３ 側壁 １４ ノズル形成部材 １５ ノズル開口 １６ インク供給口 １７ 上蓋 １８ 電極 1 Water repellent film 2 Nozzle surface 3 Ink 4 Nozzle member 5 Water repellent material 6 Support 7 CPF film 8 Water repellent film A 9 Water repellent film B 10 Water repellent film C 11 Substrate 12 Channel 13 Side wall 14 Nozzle forming member 15 Nozzle Opening 16 Ink supply port 17 Upper lid 18 Electrode
Claims (2)
出せしめるノズル面を有するインクジェットヘッドに於
て、 （１）撥水性材料を支持体上に塗布する工程。 （２）前記支持体上の撥水性材料を硬化させる工程。 （３）前記支持体上の撥水性材料にインクジェットヘッ
ドのノズル面を接触させ、前記撥水性材料を前記インク
ジェットヘッドのノズル面に転写させる工程。 （４）前記インクジェットヘッドのノズル面を前記支持
体から引き離す工程。 により撥水膜が形成されることを特徴とするインクジェ
ットヘッドの製造方法。1. An ink jet head having a flow path and a nozzle surface for ejecting ink disposed in the flow path, wherein (1) a step of applying a water-repellent material onto a support. (2) A step of curing the water-repellent material on the support. (3) A step of bringing the nozzle surface of the inkjet head into contact with the water-repellent material on the support to transfer the water-repellent material to the nozzle surface of the inkjet head. (4) A step of separating the nozzle surface of the inkjet head from the support. And a water repellent film is formed by the method.
とする請求項１記載のインクジェットヘッドの製造方
法。2. The method according to claim 1, wherein the water repellent material is a liquid.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP20819492A JPH0655740A (en) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | Method for manufacture ink jet head |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0655740A true JPH0655740A (en) | 1994-03-01 |
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| JP20819492A Pending JPH0655740A (en) | 1992-08-04 | 1992-08-04 | Method for manufacture ink jet head |
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1992
- 1992-08-04 JP JP20819492A patent/JPH0655740A/en active Pending
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