JPH08132626A - インクジェットヘッド及びその製造方法 - Google Patents

インクジェットヘッド及びその製造方法

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JPH08132626A
JPH08132626A JP32571894A JP32571894A JPH08132626A JP H08132626 A JPH08132626 A JP H08132626A JP 32571894 A JP32571894 A JP 32571894A JP 32571894 A JP32571894 A JP 32571894A JP H08132626 A JPH08132626 A JP H08132626A
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JP
Japan
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nozzle
organic resin
resin layer
fine particles
dispersed
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Pending
Application number
JP32571894A
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English (en)
Inventor
Yoshihisa Ota
善久 太田
Tatsuhiko Oikawa
達彦 及川
Minoru Ameyama
実 飴山
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被メッキ物の選択幅が非常に大きく、前処
理、後処理工程が簡素で、しかも要求された表面特性を
満足するノズル形成面を形成する。 【構成】 10はノズルプレート、11はフッ素系の高
分子微粒子を分散させた有機樹脂層、12はノズルで、
ノズルよりインク滴を噴射させて印写を行うものであ
る。ノズル12を形成しているノズルプレート10表面
の全体もしくは部分的にフッ素系高分子の微粒子11b
を分散させた有機樹脂11aの層がコーティングされて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置におけるインクジェットヘッド及びその方法に関し、
より詳細には、インク滴を吐出するノズルを形成するノ
ズルプレート及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図6は、本発明が適用されるインクジェ
ットヘッドの一例を示す斜視図で、図中、1は内部にイ
ンク液室を構成している蓋部材、2はノズルプレート、
3はノズル、4は圧電素子(PZT:インク液に圧力を
発生させる部材)、5は基板で、周知のように、圧電素
子(PZT)を印写信号に応じて駆動してインク液室内
のインクに圧力を加え、該インク液室内のインクをノズ
ル3より吐出させて記録紙上に印写を行うものである。
なお、図には、圧電素子を用いてインク滴を吐出させる
形式のインクジェットヘッドを示したが、その他の、例
えば、熱エネルギー変換素子を用いてインク滴を吐出さ
せる形式のものであってもよいことは容易に理解できよ
う。
【0003】而して、インクジェットヘッドにおいて、
インク滴吐出を行うノズルを形成している表面の面状態
はインク滴吐出の特性、安定性等に大きな影響を及ぼ
す。そのため、これまでにも、ノズル形成表面を撥水性
処理したり、親水性膜を作ったり様々な手段が試みられ
てきたが、ノズル形成面に要求されるのはいかなる状態
においても不均一な状態(たとえば、インク溜まりやゴ
ミの付着など)を作らないことと、その表面状態がワイ
ピング等の動作において長期間耐久性を有することであ
る。
【0004】上述のごとき問題を解決するために、例え
ば、特開平4−294145号においては、ノズルプレ
ートの外表面に撥インク性の表面処理層を設け、その層
をフッ素系高分子とニッケルの共析メッキで形成するこ
とが、また、特開昭63−3963号においては、ノズ
ルプレートをニッケル電鋳で形成し、最表面にテフロン
を含んだニッケルメッキ処理をすることが提案されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来技
術においては、ニッケルとフッ素系高分子の共析メッキ
により、ノズルプレートの面をあるレベルでクリアして
いる。しかし、メッキ法には以下のような不具合があ
る。 1.メッキを形成させる表面が導電性であるかもしくは
触媒に対して反応基をもつ必要があり表面材料選択性が
低い。 2.メッキを形成させるためには表面洗浄等の前処理が
かなり必要であるため工程数増大につながりコスト増に
つながる。 3.メッキ浴に被メッキ物を浸漬する必要があり乾燥、
洗浄等の後処理が必要となる。
【0006】本発明は、上のごとき実情に鑑みてなされ
たもので、被メッキ物の選択幅が非常に大きく、前処
理、後処理工程が簡素で、しかも要求された表面特性を
満足するようなノズル形成面を有するインクジェットヘ
ッドを提供することを目的としてなされたものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、(1)1つもしくは複数のノズルからイ
ンク滴を吐出して記録を行うインクジェットヘッドにお
いて、前記ノズルを形成しているノズル表面の全体もし
くは部分的にフッ素系高分子の微粒子を分散させた有機
樹脂層がコーティングされていること、更には、(2)
ノズル表面をコーティングしている前記有機樹脂層がエ
ポキシ系樹脂であること、或いは、(3)ノズル表面を
コーティングしている前記有機樹脂層がフラン系樹脂で
あること、更には、(4)ノズル表面をコーティングし
ている有機樹脂層に分散している前記フッ素系高分子微
粒子がポリテトラフルオロエチレンであること、更に
は、(5)ノズル表面をコーティングしている有機樹脂
層に分散している前記フッ素系高分子微粒子の平均粒子
径が10μm以下であること、或いは、1つもしくは複
数のノズルからインク滴を吐出して記録を行うインクジ
ェットヘッドの製造方法において、(6)前記ノズルを
形成しているノズル表面の全体もしくは部分的にフッ素
系高分子の微粒子を分散させた有機樹脂層をコーティン
グし、後処理として200℃以上で熱処理すること、或
いは、(7)前記ノズルを形成しているノズル表面の全
体もしくは部分的にフッ素系高分子の微粒子を分散させ
た有機樹脂層をコーティングし、後処理として200℃
以上で熱処理後、表面を研磨して分散しているフッ素系
高分子微粒子を表面に露出させることを特徴としたもの
である。
【0008】
【作用】ノズルを形成しているノズル表面の全体もしく
は部分がフッ素系高分子の微粒子を分散させた有機樹脂
層でコーティングされ、ノズルの表面が低コストの撥イ
ンク表面に形成されている。
【0009】
【実施例】図1は、本発明によるノズルプレートの一実
施例を説明するための図で、図1(a)は斜視図、図1
(b)は、図1(a)のB−B線拡大断面図で、10は
ノズルプレート、11は該ノズルプレート10上にコー
ティングされたフッ素系高分子微粒子含有有機樹脂層、
12はノズルで、該フッ素系高分子微粒子含有有機樹脂
層11は、有機樹脂11aとフッ素系高分子微粒11b
とから成り、有機樹脂11a内には全体又は部分的に、
フッ素高分子の微粒子11bが分散されている。
【0010】ノズルプレート10はニッケル電鋳、SU
S,Ni,Alなどの金属板やポリィミド、ポリエーテ
ルサルホン、ポリフェニレンサルファイドなどの有機
材、そしてアルミナ、チタン酸バリウムなどのセラミッ
クに何らかの方法で穴空け加工したものなどが使用可能
であるが、ノズルプレートを使用せず複数材料の合板材
のような表面になっていても一向にかまわない。穴空け
方法としては材料とのマッチングを必要とし、パンチ加
工もしくは放電加工もしくはエキシマレーザ加工などを
選択することができる。
【0011】前述のように、ノズルプレート10の表面
には均一な厚みでフッ素系高分子微粒子を分散させた有
機樹脂層11が形成されるが、このフッ素系高分子に、
ポリテトラフルオロエチレンを使用すると他のフッ素樹
脂より安価でありかつ高性能な撥インク表面を形成する
ことができる。前記フッ素系高分子の微粒子径は10μ
m以下とすることが必要である。ノズルの径はプリンタ
ー性能により変動するが、より高画質な600dpi以
上の解像度を要求する場合は、20〜35μm以下とな
る。ノズル径に対して同程度の寸法の粒子が存在するこ
とは、表面の不均一性をあげることになりインク滴形成
において不安定要因となる。望ましくは、ノズル径の1
0分の1程度以下の微粒子を分散させる。
【0012】図2は、図1に示したノズルプレートを作
成する方法の一例を説明するための工程図で、図2
(a)に示すノズルプレート10には、前処理として、
物理的(たとえば、目の粗いヤスリによる研磨やドライ
エッチング)あるいは化学的(たとえば、金属プレート
の場合、塩化鉄溶液浸漬やクロム混酸溶液浸漬)方法で
粗面状態を形成させると有機樹脂層との密着力を向上さ
せることができる。次に、図2(b)に示すように、ノ
ズルプレート10の裏面にフォトレジスト材13をコー
ティングし、ノズル12を完全に閉塞させる。このとき
レジスト材13としてドライフィルムレジストを用い、
コーティングの温度条件・圧力条件等を最適化しノズル
内壁を完全に覆い尽くすようにする。
【0013】次に、図2(c)に示すように、溶剤に溶
かした有機樹脂とフッ素系高分子微粒子を混ぜ合わせて
スプレーにて全面塗布し、ノズルプレート10の上にフ
ッ素系高分子含有有機樹脂層11を形成する。スプレー
時間・噴射圧力等により形成する有機樹脂層等の膜厚を
管理する。このように、撥インク層が塗布されたノズル
プレートを約300℃で硬化させる。ノズルプレートの
材質により200℃程度でも硬化可能な樹脂を選択でき
る。この熱処理により初期に残っている有機樹脂層とノ
ズルプレート間の残留応力を緩和し、ワイピング等の動
作に対して剥離等を起こしにくくしている。使用できる
有機樹脂としては耐インク性に優れているエポキシ系樹
脂がよい。しかし、後工程においてレジスト材の剥離を
行うため、さらに耐溶剤性のある式1に示すようなフラ
ン系樹脂を用いることもできる。フラン系樹脂はフェノ
ール系の剥離液に対しても非常に強い耐久性を示す。最
後に、図2(d)に示すように、ノズル裏面のフォトレ
ジスト材を剥離液により剥離することで、図1に示すよ
うなノズルプレートを得る。
【0014】
【化1】
【0015】図3は、本発明による表面処理方法の例
(図3(a))と、従来のメッキ法による表面処理方法
の例(図3(b))を比較するための工程図で、同図か
ら、本発明によると、メッキ浴に漬ける前の表面処理工
程、メッキ完了後の洗浄、乾燥工程などを大幅に省ける
ことが理解できよう。また、スプレー塗布であるため均
一な膜厚を大面積に塗布することが容易となり、時間短
縮・コスト低下に多大な効果を発揮する。
【0016】図4は、本発明の他の実施例を説明するた
めの図で、図中、10はノズルプレート、11aは有機
樹脂、11bはフッ素系高分子微粒子で、ノズル表面の
撥インク性をより向上させる手段として、フッ素系高分
子微粒子11bを覆っている有機樹脂11aを研磨によ
り除去し、ノズル表面に多くのフッ素系高分子11bを
露出させたもので、図4(a)に研磨前、図4(b)に
研磨後の断面を拡大して示す。研磨の方法は柔らかめの
ブラシによりワイピングする程度でよいが、被覆してい
る有機樹脂によって様々な研磨方法が用いられる。
【0017】図5は、本発明によるノズルプレートの製
造方法の他の例を説明するための工程図で、図中、図2
に示した実施例と同様の作用をする部分には図2の場合
と同一の参照番号を付してある。而して、小さいノズル
径を形成する場合、フッ素系高分子の粒径によりノズル
周辺部の状態が不均一になってしまうことがある。その
場合、本実施例によると、図5(b)に示すように、ノ
ズル表面側にパターニングによってノズルに対応したレ
ジスト材13を形成し、その後に、図5(c)に示すよ
うに、表面処理層11を形成することができる。この場
合は、ノズル裏面にレジスト材をコーティングする必要
はない。
【0018】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、以下のような効果がある。 請求項1に対応する効果:ノズル表面の全体もしくは部
分的にフッ素系高分子の微粒子を分散させた有機樹脂層
をコーティングすることにより、ノズルプレート材質の
選択幅の大きい、低コストの撥インク表面を形成したイ
ンクジェットヘッドを提供することができる。 請求項2に対応する効果:前記有機樹脂にエポキシ系樹
脂を使用することにより、インクに対する耐久性を確保
した低コストの表面処理ノズルを持つインクジェットヘ
ッドを提供することができる。 請求項3に対応する効果:前記有機樹脂にフラン系樹脂
を使用することにより、耐有機溶剤性に優れ、インクに
対する耐久性をも確保した表面処理ノズルを持つインク
ジェットヘッドを提供することができる。 請求項4に対応する効果:前記フッ素系高分子にポリテ
トラフルオロエチレンを使用することにより撥インク性
を向上させたノズル表面を有するインクジェットヘッド
を提供することができる。 請求項5に対応する効果:前記フッ素系高分子微粒子の
平均粒子径を10μm以下にすることにより、インク滴
曲がりやインク液室への気泡混入を低減したインクジェ
ットヘッドを提供することができる。 請求項6に対応する効果:前記有機樹脂層を200℃以
上で熱処理することにより、残留応力を低減したワイピ
ング動作等の耐久性に優れたインクジェットヘッドを提
供することができる。 請求項7に対応する効果:前記有機樹脂層を200℃以
上で熱処理した後に表面研磨することにより、ノズル表
面にフッ素系高分子微粒子の表面を露出させ、撥インク
性をさらに向上させたノズル表面をもつインクジェット
ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるノズルプレートの一例を示す斜
視図及び拡大断面図である。
【図2】 本発明によるノズルプレートの製造方法の一
例を説明するための製作工程図である。
【図3】 本発明による表面処理法(図3(a))と従
来技術による表面処理法(図3(b))とを比較して示
す工程図である。
【図4】 本発明によるノズルプレート製作法の一例を
説明するための要部拡大断面図である。
【図5】 本発明によるノズルプレート製作方法の他の
例を説明するための製作工程図である。
【図6】 本発明が適用される一例としてのインクジェ
ットヘッドの斜視図である。
【符号の説明】
10…ノズルプレート、11…フッ素系高分子含有有機
樹脂層、11a…有機樹脂、11b…フッ素系高分子の
微粒子、12…ノズル、13…レジスト。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1つもしくは複数のノズルからインク滴
    を吐出して記録を行うインクジェットヘッドにおいて、
    前記ノズルを形成しているノズル表面の全体もしくは部
    分的にフッ素系高分子の微粒子を分散させた有機樹脂層
    がコーティングされていることを特徴とするインクジェ
    ットヘッド。
  2. 【請求項2】 ノズル表面をコーティングしている前記
    有機樹脂層がエポキシ系樹脂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ヘッド。
  3. 【請求項3】 ノズル表面をコーティングしている前記
    有機樹脂層がフラン系樹脂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ヘッド。
  4. 【請求項4】 ノズル表面をコーティングしている有機
    樹脂層に分散している前記フッ素系高分子微粒子がポリ
    テトラフルオロエチレンであることを特徴とする請求項
    1又は2又は3に記載のインクジェットヘッド。
  5. 【請求項5】 ノズル表面をコーティングしている有機
    樹脂層に分散している前記フッ素系高分子微粒子の平均
    粒子径が10μm以下であることを特徴とする請求項1
    乃至4のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
  6. 【請求項6】 1つもしくは複数のノズルからインク滴
    を吐出して記録を行うインクジェットヘッドの製造方法
    において、前記ノズルを形成しているノズル表面の全体
    もしくは部分的にフッ素系高分子の微粒子を分散させた
    有機樹脂層をコーティングし、後処理として200℃以
    上で熱処理することを特徴とするインクジェットヘッド
    の製造方法。
  7. 【請求項7】 1つもしくは複数のノズルからインク滴
    を吐出して記録を行うインクジェットヘッドの製造方法
    において、前記ノズルを形成しているノズル表面の全体
    もしくは部分的にフッ素系高分子の微粒子を分散させた
    有機樹脂層をコーティングし、後処理として200℃以
    上で熱処理後、表面を研磨して分散しているフッ素系高
    分子微粒子を表面に露出させることを特徴とするインク
    ジェットヘッドの製造方法。
JP32571894A 1994-09-12 1994-12-27 インクジェットヘッド及びその製造方法 Pending JPH08132626A (ja)

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JP21681594 1994-09-12
JP6-216815 1994-09-12
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JP (1) JPH08132626A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10323984A (ja) * 1997-05-26 1998-12-08 Ricoh Co Ltd インクジェット用ノズルヘッド

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10323984A (ja) * 1997-05-26 1998-12-08 Ricoh Co Ltd インクジェット用ノズルヘッド

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