JPH07304177A - インク噴射装置のノズルプレート - Google Patents

インク噴射装置のノズルプレート

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JPH07304177A
JPH07304177A JP6100835A JP10083594A JPH07304177A JP H07304177 A JPH07304177 A JP H07304177A JP 6100835 A JP6100835 A JP 6100835A JP 10083594 A JP10083594 A JP 10083594A JP H07304177 A JPH07304177 A JP H07304177A
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    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 寸法精度がよく、インク滴の飛翔方向のばら
つきを防止すること。 【構成】 フッ素系ポリマーにエマルジョン型高分子紫
外線吸収剤を添加した撥水・撥油性膜を形成したノズル
プレートでは、エキシマレーザビームによって加工され
たノズルの撥水・撥油性膜側の真円度が小さくなり、噴
射されるインク滴の飛翔方向のバラツキが小さくなる。
特に、エマルジョン型高分子紫外線吸収剤の割合が20
%以上となると、撥水・撥油性膜側のノズル穴形状が、
真円度2μm以下となり、噴射されるインク滴の飛翔方
向にばらつきがほとんど発生せずに、印字品質が良好で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インク噴射装置のノズ
ルプレートに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のノズル形成方法として
は、特開平2ー121842号公報に記載されているも
のがあり、以下その概略を説明する。
【0003】インクを噴射するヘッドを構成するノズル
プレートは、インクが噴射される複数のノズルを有して
いる。そして、そのノズルは、ポリイミド、ポリエーテ
ルサルフォン等の高分子材料で形成されたノズルプレー
トに、前記ノズルプレートのノズルが加工される部位に
対応して透明な部分が設けられたマスクを介して、エキ
シマレーザビームを照射することにより形成される。そ
の形成過程を詳しく説明すると、エキシマレーザビーム
の照射により、前記ノズルプレートは、エキシマレーザ
ビームを吸収し、次に高分子材料の分子結合が切られ、
その結合が切られた分子、原子が分解、飛散してノズル
穴が形成される(アメリカン・ケミカル・ソサエティ発
行のケミカル・レビュー、1989年、vol.89、
No.6参照)。
【0004】そして、このノズルの形成は、エキシマレ
ーザ入射側の内径が、エキシマレーザ出射側の内径より
大きくなる。ここで、ノズルの形状は、インク噴射側の
内径が、ヘッド内側の内径より小さい方が好ましいの
で、ノズルプレートのヘッド内側となる面からエキシマ
レーザビームが照射される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平2ー121842号公報に記載されている方法
では、従来から用いられているポリイミド、ポリエーテ
ルサルフォン等の材料のノズルプレートに、インク噴射
性を向上するためのフッ素系やシリコン系の撥水・撥油
性膜が塗布されていると、レーザ加工性は著しく悪くな
る。
【0006】そのフッ素系やシリコン系の材料の撥水・
撥油性膜は、紫外線用レーザであるエキシマレーザ(例
えば、KrF=248nm,XeKr=308nm)を
吸収しないので、エキシマレーザでは加工されなく、上
述したプレートの分子、原子の分解、飛散によるエネル
ギーによって加工される。そして、上述したように、ノ
ズルの形状は、インク噴射側の内径が、ヘッド内側の内
径より小さい方が好ましいので、前記撥水・撥油性膜の
形成された面に対して反対側の面からエキシマレーザが
照射される。このため、前記撥水・撥油性膜に与える、
プレートの分子、原子の分散、飛散によるエネルギーが
小さいので、撥水・撥油性膜の加工が良好に行われな
く、ノズル形状、寸法精度が、通常要求される寸法精度
に対して、2〜3倍程度悪くなっていた。また、前記プ
レートの分子、原子の分解、飛散のエネルギーが小さ
く、その分布にバラツキがあると、インク噴射側の穴形
状が悪くなり、インク滴の飛翔方向にばらつきが生じ
て、印字品質が悪くなる問題があった。
【0007】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、寸法精度がよく、インク滴の飛
翔方向のバラツキを生じさせることのないインク噴射装
置のノズルプレートを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の請求項1では、ノズルからインクを噴射して
画像を形成するインク噴射装置のノズルプレートにおい
て、エキシマレーザビームを吸収する材料で形成された
基板と、前記基板の一面に形成され、前記エキシマレー
ザビームを吸収しない撥水・撥油材料と前記エキシマレ
ーザを吸収する紫外線吸収材とを混合して形成した撥水
・撥油性膜とを備え、前記基板上に前記撥水・撥油性膜
を形成した後、前記エキシマレーザビームの照射により
ノズルが形成されることを特徴とする。
【0009】請求項2では、前記紫外線吸収剤は、エマ
ルジョン型高分子紫外線吸収材であることを特徴とす
る。
【0010】請求項3では、前記撥水・撥油材料は、フ
ッ素系またはシリコン系の材料であることを特徴とす
る。
【0011】請求項4では、前記撥水・撥油性膜は、前
記紫外線吸収材を20%以上60%以下含有しているこ
とを特徴とする。
【0012】
【作用】上記の構成を有する本発明のインク噴射装置の
ノズルプレートでは、エキシマレーザビームを吸収する
材料で形成された基板の一面に形成される撥水・撥油性
膜が、前記エキシマレーザビームを吸収しない撥水・撥
油材料と前記エキシマレーザを吸収する紫外線吸収材と
の混合により形成されることによって、前記エキシマレ
ーザビームの照射により、前記撥水・撥油性膜が良好に
加工され、良好な形状のノズルが加工される。
【0013】
【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。
【0014】図1はレーザ加工機全体の構成を示す構成
図である。レーザ発振器1より出たエキシマレーザビー
ム2は、ミラー3a,3b,3cによって、加工テーブ
ル8にいたる光路が形成される。ミラー3aとミラー3
bとの間の光路には、エキシマレーザビーム2を所望の
サイズに拡大するビームエキスパンダー4が設けてあ
る。ミラー3bとミラー3cとの間の光路には、エキシ
マレーザビーム2を適切な形状にするためのマスク5が
設けられており、また、マスク5の下流には、マスク5
を通過したマスク像を結像光学系7に導くためのフィー
ルドレンズ6が設けられている。前記結像光学系7は、
ミラー3cと加工テーブル8との間に設けられ、加工テ
ーブル8に導かれた被加工物にマスク5を透過したエキ
シマレーザビーム2を所定の大きさに絞り込むためのも
のである。
【0015】マスク5及び結像光学系7は、ノズル形状
やレーザ加工条件などによって適切に設定する。本実施
例に用いたエキシマレーザビーム2は248nmの波長
をもつKrFエキシマレーザビームである。
【0016】そして、基板としてのポリイミドのノズル
用シート9の片面に、エマルジョン型高分子紫外線吸収
剤を撥水・撥油材料としてのフッ素系ポリマー(四フッ
化エチレン・六フッ化プロピレン)に溶かした混合液を
塗布して撥水・撥油性膜21を形成した後、ノズル用シ
ート9側からエキシマレーザビーム2を照射して、イン
ク噴射口となるノズルを形成するものである。尚、エマ
ルジョン型高分子紫外線吸収剤には、ベンゾフェノル系
エマルジョン型高分子(BASFjapan社製のUV
A−383MG)を用いた。
【0017】このようにして、ノズル加工したノズルプ
レートを、図示しないヘッド部に接合して、ノズルから
インクを噴射するインクジェットヘッドが構成される。
このインクジェットヘッドの噴射方式は、特公昭53−
12138号公報に開示されているカイザー型、特公昭
61−59914号公報に開示されているサーマルジェ
ット型、特開昭63−247051号公報、特開昭63
−252750号公報及び特開平2−150355号公
報に開示されているせん断モード型等の方式である。
【0018】次に、前記エマルジョン型高分子紫外線吸
収剤の重量パーセントが10%,20%,30%,40
%,50%,60%,70%である7種類の撥水・撥油
性膜21を、それぞれノズル用プレート9上に形成し、
エキシマレーザビーム2によってノズル加工を行ない、
個々の撥油・撥水性膜21のエキシマレーザ加工性を評
価した。その評価の判定基準は、ノズルのインク突出側
(撥水・撥油性膜21側)の穴形状の真円度を測定し、
真円度が2μm以下であるものを良好域とした。その評
価結果を図2に示す。
【0019】図2に示すように、エマルジョン型高分子
紫外線吸収剤を添加すると、真円度が小さくなり、割合
が20%以上となると、撥水・撥油性膜21側のノズル
穴形状が、真円度2μm以下となることが分かった。
【0020】真円度が小さくなると、噴射されるインク
滴の飛翔方向のバラツキが小さくなる。そして、真円度
が2μm以下となると、噴射されるインク滴の飛翔方向
にばらつきがほとんど発生せずに、印字品質が良好であ
った。
【0021】上述したように、本実施例のノズルプレー
トでは、ポリイミドで形成されたノズル用シート9の片
面に、エマルジョン型高分子紫外線吸収剤を撥水・撥油
材料としてのフッ素系ポリマー(四フッ化エチレン・六
フッ化プロピレン)に溶かした混合液を塗布して撥水・
撥油性膜21が形成されているので、エキシマレーザビ
ーム2でのノズル加工が良好に行なわれ、ノズルの寸法
精度がよく、インク滴の飛翔方向のバラツキが防止され
る。従って、このノズルプレートを使用したインクジェ
ットヘッドでは、印字品質が良好である。
【0022】特に、エマルジョン型高分子紫外線吸収剤
の割合が20%以上となると、インク滴の飛翔方向のバ
ラツキがほとんど発生せず、印字品質が良好である。ま
た、エマルジョン型高分子紫外線吸収剤の割合が60%
以下の時には、ノズルプレートが撥水・撥油性膜21に
よって濡れることがなく、良好に印字することができ
た。エマルジョン型高分子紫外線吸収剤の割合が70%
の時には、ノズルプレートの撥水・撥油性膜21の撥水
性が劣り、ノズルプレートが濡れ、印字に悪影響を与え
た。従って、エマルジョン型高分子紫外線吸収剤の割合
を20%以上60%以下とすれば、ノズルの寸法精度が
よく、且つ撥水性がよいノズルプレートを形成すること
ができ、良好に印字を行なうことができる。
【0023】尚、本実施例では、ノズル用プレート9に
ポリイミドを用いたが、ポリエーテルサルフォン等のエ
キシマレーザビーム2を吸収する材質であればよい。
【0024】また、撥水・撥油材料であるフッ素系ポリ
マーとして四フッ化エチレン・六フッ化プロピレンを用
いたが、四フッ素化エチレンやフッ化ビニリデン等を用
いてもよい。さらに、撥水・撥油材料としてシリコン系
のシリコンオイル等を用いてもよい。
【0025】また、本実施例では、エキシマレーザービ
ーム2をノズル用シート9側から照射して、ノズル用シ
ート9及び撥水・撥油性膜21を加工していたが、エキ
シマレーザービーム2を撥水・撥油性膜21側から照射
して、ノズル用シート9及び撥水・撥油性膜21を加工
してもよい。この場合、ノズルプレートを振りながらエ
キシマレーザーブームを照射することによって、ノズル
用シート側の開口を撥水・撥油性膜側の開口より大きく
することができる。
【0026】また、本実施例では、加工するノズル用シ
ート9及び撥水・撥油性膜21からマスク5が離れた状
態で加工する方法であったが、加工する部材にマスクが
接触された状態で加工するコンタクトマスク法であって
もよい。
【0027】
【発明の効果】以上説明したことから明かなように、本
発明のインク噴射装置のノズルプレートによれば、エキ
シマレーザビームを吸収する材料で形成された基板の一
面に形成される撥水・撥油性膜が、前記エキシマレーザ
ビームを吸収しない撥水・撥油材料と前記エキシマレー
ザを吸収する紫外線吸収材との混合により形成されてい
るので、前記エキシマレーザビームの照射によるノズル
加工時に、インク噴射側となる前記撥水・撥油性膜の加
工が良好に行なわれる。このため、加工されたノズルの
寸法精度がよく、インク滴の飛翔方向のバラツキが防止
される。従って、このノズルプレートを使用したインク
噴射装置では、印字品質が良好である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のノズル加工装置の概略構成
図ある。
【図2】前記実施例における紫外線吸収剤の添加量を変
えたときのレーザ加工性を示す説明図である。
【符号の説明】
1 エキシマレーザビーム 9 ノズル用シート 21 撥水・撥油性膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ノズルからインクを噴射して画像を形成
    するインク噴射装置のノズルプレートにおいて、 エキシマレーザビームを吸収する材料で形成された基板
    と、 前記基板の一面に形成され、前記エキシマレーザビーム
    を吸収しない撥水・撥油材料と前記エキシマレーザを吸
    収する紫外線吸収材とを混合して形成した撥水・撥油性
    膜とを備え、 前記基板上に前記撥水・撥油性膜を形成した後、前記エ
    キシマレーザビームの照射によりノズルが形成されるこ
    とを特徴とするインク噴射装置のノズルプレート。
  2. 【請求項2】 前記紫外線吸収剤は、エマルジョン型高
    分子紫外線吸収材であることを特徴とする請求項1記載
    のインク噴射装置のノズルプレート。
  3. 【請求項3】 前記撥水・撥油材料は、フッ素系または
    シリコン系の材料であることを特徴とする請求1記載の
    インク噴射装置のノズルプレート。
  4. 【請求項4】 前記撥水・撥油性膜は、前記紫外線吸収
    材を20%以上60%以下含有していることを特徴とす
    るインク噴射装置のノズルプレート。
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