JPH1058687A - 加熱インクジェットプリンタとそのヘッドのヒートシンク部材を形成する方法 - Google Patents
加熱インクジェットプリンタとそのヘッドのヒートシンク部材を形成する方法Info
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 亜鉛ダイの被覆に選ばれる金属は、錯体が、
自由電子対を持つ化学種から形成される。このような物
質を含むインクは、ヒートシンクに接触するニッケルま
たは銅の被覆層を容易に浸食し、基板からダイの分離を
引き起こす。 【解決手段】 銅メッキ金属基板にクロメート膜を形成
する。チャネルプレートと加熱プレートを接着し、加熱
インクジェットプリンタが形成される。抵抗と電気接続
は、加熱プレートの表面に形成される。加熱プレート
は、ヒートシンクに接着され、このヒートシンクは、表
面に銅膜のメッキを持つ亜鉛基板から構成される。銅メ
ッキのヒートシンクは、クロム酸と水の槽に浸せきされ
る。金属陽極が槽の中に置かれ、銅メッキ面に高分子ク
ロメート膜を形成するのに十分な時間、電界が加えられ
る。
自由電子対を持つ化学種から形成される。このような物
質を含むインクは、ヒートシンクに接触するニッケルま
たは銅の被覆層を容易に浸食し、基板からダイの分離を
引き起こす。 【解決手段】 銅メッキ金属基板にクロメート膜を形成
する。チャネルプレートと加熱プレートを接着し、加熱
インクジェットプリンタが形成される。抵抗と電気接続
は、加熱プレートの表面に形成される。加熱プレート
は、ヒートシンクに接着され、このヒートシンクは、表
面に銅膜のメッキを持つ亜鉛基板から構成される。銅メ
ッキのヒートシンクは、クロム酸と水の槽に浸せきされ
る。金属陽極が槽の中に置かれ、銅メッキ面に高分子ク
ロメート膜を形成するのに十分な時間、電界が加えられ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リント装置であって、エネルギーを利用し、プリントヘ
ッドの内部に形成されるチャネルに保持されるインク滴
を、オリフィスから記録媒体に噴射する装置に関する。
特に、本発明は、高ｐＨインクが、プリントヘッドのヒ
ートシンク部に与える腐食の影響に耐える改善された被
覆膜を持つインクジェットプリントヘッドに関する。
リント装置であって、エネルギーを利用し、プリントヘ
ッドの内部に形成されるチャネルに保持されるインク滴
を、オリフィスから記録媒体に噴射する装置に関する。
特に、本発明は、高ｐＨインクが、プリントヘッドのヒ
ートシンク部に与える腐食の影響に耐える改善された被
覆膜を持つインクジェットプリントヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】高ｐＨインクの腐食の影響を受けやすい
プリントヘッドの領域は、加熱インクジェットプリンタ
のダイの搭載に使用されるヒートシンクである。ヒート
シンクは、一般的には、亜鉛のような熱伝導率の良い金
属で構成される。この亜鉛は他の金属で被覆され、この
被覆はプリントヘッドダイに直接接着される。一般的に
は、亜鉛ダイカストは、防食性を備える。これは、一連
のメッキ／処理ステップにより行われ、最初に高均一電
着性シアン化銅、またはピロリン酸塩の槽において銅の
薄い被覆を付けることから開始し、次いで、酸性銅硫酸
塩電解液において、要求される銅厚にメッキを行う。最
終の被覆は用途に応じ選ばれる。海や工場の環境におい
て、一般的には、ハードウェアはガルバニック防食、す
なわち、犠牲防食を与える被覆の組み合わせにより処理
される。この防食は、光沢ニッケルとクロム金属の層な
どから得られる。
プリントヘッドの領域は、加熱インクジェットプリンタ
のダイの搭載に使用されるヒートシンクである。ヒート
シンクは、一般的には、亜鉛のような熱伝導率の良い金
属で構成される。この亜鉛は他の金属で被覆され、この
被覆はプリントヘッドダイに直接接着される。一般的に
は、亜鉛ダイカストは、防食性を備える。これは、一連
のメッキ／処理ステップにより行われ、最初に高均一電
着性シアン化銅、またはピロリン酸塩の槽において銅の
薄い被覆を付けることから開始し、次いで、酸性銅硫酸
塩電解液において、要求される銅厚にメッキを行う。最
終の被覆は用途に応じ選ばれる。海や工場の環境におい
て、一般的には、ハードウェアはガルバニック防食、す
なわち、犠牲防食を与える被覆の組み合わせにより処理
される。この防食は、光沢ニッケルとクロム金属の層な
どから得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】亜鉛ダイの被覆に選ば
れる金属の問題は、錯体(complex)が、いずれかの自由
電子対を持つ化学種(species)から形成されることであ
る。水、アンモニア、アミノ群、イミノ群、ヒドロキシ
ル群、チオール群は、自由電子対を持つ錯体の例であ
る。従って、１またはそれ以上の、このような群の物質
を含むインクは、ヒートシンクに接触するニッケルまた
は銅の被覆層を容易に浸食する。これは、通常の印刷に
おいて常に発生する。結果的に、ヒートシンクは時間と
ともに浸食される。ヒートシンクの外観の損傷を別とし
ても、このような腐食の重大な問題は、基板からダイの
分離が起こることである。
れる金属の問題は、錯体(complex)が、いずれかの自由
電子対を持つ化学種(species)から形成されることであ
る。水、アンモニア、アミノ群、イミノ群、ヒドロキシ
ル群、チオール群は、自由電子対を持つ錯体の例であ
る。従って、１またはそれ以上の、このような群の物質
を含むインクは、ヒートシンクに接触するニッケルまた
は銅の被覆層を容易に浸食する。これは、通常の印刷に
おいて常に発生する。結果的に、ヒートシンクは時間と
ともに浸食される。ヒートシンクの外観の損傷を別とし
ても、このような腐食の重大な問題は、基板からダイの
分離が起こることである。
【０００４】他の同様な腐食の原因には、湿気の存在す
るニッケルと亜鉛のような被覆金属の間の電気反応があ
る。
るニッケルと亜鉛のような被覆金属の間の電気反応があ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、耐イン
ク障壁被覆を、プリントヘッドヒートシンク上に形成
し、インクによる腐食の影響を防ぐインクジェットプリ
ント装置を提供することである。
ク障壁被覆を、プリントヘッドヒートシンク上に形成
し、インクによる腐食の影響を防ぐインクジェットプリ
ント装置を提供することである。
【０００６】本発明の他の目的は、インクの中のイオン
および分子の化学種による化学腐食に不活性の保護層を
提供することである。
および分子の化学種による化学腐食に不活性の保護層を
提供することである。
【０００７】さらに他の目的は、加熱インクジェットプ
リントヘッドの有効なｐＨ範囲を広げることである。
リントヘッドの有効なｐＨ範囲を広げることである。
【０００８】これら、および他の目的は、亜鉛ヒートシ
ンクに銅メッキを行い、メッキ上に高分子クロメート障
壁膜を形成することにより実現される。クロメート膜
は、浸せき処理、または陰極クロメート処理のいずれか
により形成される。銅メッキされ、その表面に形成され
るクロメート障壁膜を持つヒートシンクは、インクの腐
食の影響に対し大きな耐性を示し、プリントヘッドに接
着されると、接着面に強い接着を与える。
ンクに銅メッキを行い、メッキ上に高分子クロメート障
壁膜を形成することにより実現される。クロメート膜
は、浸せき処理、または陰極クロメート処理のいずれか
により形成される。銅メッキされ、その表面に形成され
るクロメート障壁膜を持つヒートシンクは、インクの腐
食の影響に対し大きな耐性を示し、プリントヘッドに接
着されると、接着面に強い接着を与える。
【０００９】特に、本発明は、記録媒体にインクを噴射
する加熱インクジェットプリンタに関し、この加熱イン
クジェットプリンタは、インクを保持する少なくとも一
個のチャネルを含むプリントヘッドと、記録媒体にイン
クを噴射する少なくとも一個のノズルと、チャネルの中
のインクを選択的に加熱し、チャネルの中のインクをノ
ズルから噴射させる加熱手段と、プリントヘッドが接着
される表面を持つヒートシンクであって、このヒートシ
ンクが、基板面に形成される薄い銅メッキ膜を持つ金属
基板と、銅メッキ膜の上に重ねられる薄いクロメート膜
を持ち、このクロメート膜の表面にプリントヘッドが接
着される、ヒートシンクと、を含む。
する加熱インクジェットプリンタに関し、この加熱イン
クジェットプリンタは、インクを保持する少なくとも一
個のチャネルを含むプリントヘッドと、記録媒体にイン
クを噴射する少なくとも一個のノズルと、チャネルの中
のインクを選択的に加熱し、チャネルの中のインクをノ
ズルから噴射させる加熱手段と、プリントヘッドが接着
される表面を持つヒートシンクであって、このヒートシ
ンクが、基板面に形成される薄い銅メッキ膜を持つ金属
基板と、銅メッキ膜の上に重ねられる薄いクロメート膜
を持ち、このクロメート膜の表面にプリントヘッドが接
着される、ヒートシンクと、を含む。
【００１０】また、本発明は、改善された耐インク腐食
性を持つ少なくとも一個の表面を持つヒートシンク部材
を形成する方法に関し、この方法は、 ａ）金属基板の表面に銅メッキを行い、０.０００４か
ら０.０００７インチまでの間の厚さを持つ銅メッキ膜
を形成し、 ｂ）クロム酸と水の電解液槽を用意し、この槽は、中に
離して入れられる一対の陽極を持ち、 ｃ）メッキされた基板を槽に浸し、薄い高分子クロメー
ト膜を形成するのに十分な時間、陽極に電界を加え、 ｄ）槽から陰極クロメート膜が形成されたヒートシンク
を取り出し、 ｅ）ヒートシンクを乾燥する、 ステップを含む。
性を持つ少なくとも一個の表面を持つヒートシンク部材
を形成する方法に関し、この方法は、 ａ）金属基板の表面に銅メッキを行い、０.０００４か
ら０.０００７インチまでの間の厚さを持つ銅メッキ膜
を形成し、 ｂ）クロム酸と水の電解液槽を用意し、この槽は、中に
離して入れられる一対の陽極を持ち、 ｃ）メッキされた基板を槽に浸し、薄い高分子クロメー
ト膜を形成するのに十分な時間、陽極に電界を加え、 ｄ）槽から陰極クロメート膜が形成されたヒートシンク
を取り出し、 ｅ）ヒートシンクを乾燥する、 ステップを含む。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、全ての開示がここに参
照され取り入れられている、ホーキンス他の米国再発行
特許第32,572号、ホーキンス他の米国特許第5,010,355
号、フィッシャ他の米国特許第4,851,371号、バローラ
の米国特許第5,297,336号に開示されている型の加熱イ
ンクジェットプリンタと関連させ説明される。本発明
は、後で見られるように、特別な用途と異なる型のプリ
ントヘッド構造を持つことが理解される。上記特許に開
示されているように、加熱インクジェットプリントヘッ
ドは、バッチで製造される。異方性腐食の行われたチャ
ネルウェーハを、加熱ウェーハに合わせ、接着し、次い
で、切断し、接着されたウェーハを個々のプリントヘッ
ドに分離する。次いで、プリントヘッドをヒートシンク
に接着し、さらにこのヒートシンクに、プリントヘッド
に対する電気接続部を搭載するドーターボードを接着す
る。図１は、プリントヘッドの断面図を示し、このプリ
ントヘッドは、本発明の原理に従う耐インク被覆により
保護されるヒートシンクを持つ。プリントヘッド１０
は、異方性腐食の行われたチャネルプレート１１を含
み、このチャネルプレート１１は、加熱プレート１２に
合わせられ、接着される。プレート１２の表面のプリン
トヘッドは、銀エポキシにより、ヒートシンク３５に接
着される。ヒートシンク３５は、一実施形態では、亜鉛
基板３２、銅メッキ膜３３、以下に述べる技術により付
着される高分子クロメート膜３４を含む。同様に、ヒー
トシンク３５の上に、電極１３を持つドーターボード２
０が搭載される。電極１３には、（図示されていない）
駆動回路と電源が接続される。チャネルプレート１１
は、開端が注入口１５となる腐食貫通された容器１４
と、中に異方性腐食の行われた複数のチャネル１６を持
つ。チャネル１６の端は、ノズル面２９に開き、傾斜端
２１で終る。チャネルの開端は、ノズル８として機能す
る。加熱プレートは、加熱素子２５の列と、アドレス電
極２２を持ち、このアドレス電極２２は、加熱プレート
１２のチャネル形プレートに面する表面に形成される。
加熱素子と電極は、絶縁層２７の上に形成され、別の絶
縁層２８により保護される。好ましい実施形態において
は、厚膜絶縁層１８は、加熱プレートとチャネル形プレ
ートの間に挟み込まれる１０ミクロンの厚さの感光ポリ
イミドである。層１８には、パターンが形成され、保護
され、加熱素子が露光され、これにより加熱素子が独立
した穴２６に配置され、容器１４とインクチャネル１６
の間に、インクのバイパスとなる穴２４が形成される。
また、層１８には、電極接着端子３１を露光するパター
ンが形成される。パターン形成のステップに続き、層１
８は保護される。インクはこのようにして、矢印２３で
示されるように容器１４からチャネル２１の閉端を回り
チャネル１６に流れる。端子３１は、接続線３０により
ドーターボード電極１３に接続される。異方性腐食の行
われたチャネル１６は、三角の断面領域を持ち、ノズル
表面２９のノズルを囲む材料に、三角形ノズルの二方の
側にはシリコンが使用され、第三の側には厚膜層材料の
層が使用される。
照され取り入れられている、ホーキンス他の米国再発行
特許第32,572号、ホーキンス他の米国特許第5,010,355
号、フィッシャ他の米国特許第4,851,371号、バローラ
の米国特許第5,297,336号に開示されている型の加熱イ
ンクジェットプリンタと関連させ説明される。本発明
は、後で見られるように、特別な用途と異なる型のプリ
ントヘッド構造を持つことが理解される。上記特許に開
示されているように、加熱インクジェットプリントヘッ
ドは、バッチで製造される。異方性腐食の行われたチャ
ネルウェーハを、加熱ウェーハに合わせ、接着し、次い
で、切断し、接着されたウェーハを個々のプリントヘッ
ドに分離する。次いで、プリントヘッドをヒートシンク
に接着し、さらにこのヒートシンクに、プリントヘッド
に対する電気接続部を搭載するドーターボードを接着す
る。図１は、プリントヘッドの断面図を示し、このプリ
ントヘッドは、本発明の原理に従う耐インク被覆により
保護されるヒートシンクを持つ。プリントヘッド１０
は、異方性腐食の行われたチャネルプレート１１を含
み、このチャネルプレート１１は、加熱プレート１２に
合わせられ、接着される。プレート１２の表面のプリン
トヘッドは、銀エポキシにより、ヒートシンク３５に接
着される。ヒートシンク３５は、一実施形態では、亜鉛
基板３２、銅メッキ膜３３、以下に述べる技術により付
着される高分子クロメート膜３４を含む。同様に、ヒー
トシンク３５の上に、電極１３を持つドーターボード２
０が搭載される。電極１３には、（図示されていない）
駆動回路と電源が接続される。チャネルプレート１１
は、開端が注入口１５となる腐食貫通された容器１４
と、中に異方性腐食の行われた複数のチャネル１６を持
つ。チャネル１６の端は、ノズル面２９に開き、傾斜端
２１で終る。チャネルの開端は、ノズル８として機能す
る。加熱プレートは、加熱素子２５の列と、アドレス電
極２２を持ち、このアドレス電極２２は、加熱プレート
１２のチャネル形プレートに面する表面に形成される。
加熱素子と電極は、絶縁層２７の上に形成され、別の絶
縁層２８により保護される。好ましい実施形態において
は、厚膜絶縁層１８は、加熱プレートとチャネル形プレ
ートの間に挟み込まれる１０ミクロンの厚さの感光ポリ
イミドである。層１８には、パターンが形成され、保護
され、加熱素子が露光され、これにより加熱素子が独立
した穴２６に配置され、容器１４とインクチャネル１６
の間に、インクのバイパスとなる穴２４が形成される。
また、層１８には、電極接着端子３１を露光するパター
ンが形成される。パターン形成のステップに続き、層１
８は保護される。インクはこのようにして、矢印２３で
示されるように容器１４からチャネル２１の閉端を回り
チャネル１６に流れる。端子３１は、接続線３０により
ドーターボード電極１３に接続される。異方性腐食の行
われたチャネル１６は、三角の断面領域を持ち、ノズル
表面２９のノズルを囲む材料に、三角形ノズルの二方の
側にはシリコンが使用され、第三の側には厚膜層材料の
層が使用される。
【００１２】通常プリントモードで膜３４が無いときの
インクは、銅メッキ膜３３を腐食し、ヒートシンクのプ
リントヘッドへの接着に徐々に影響を与える。しかし、
本発明に従えば、クロメート膜３４は、強固な、また安
定したヒートシンク被覆を与える。このヒートシンク被
覆は大きな耐インク腐食性を与え、プリントヘッドのヒ
ートシンクへの接着を保持する。
インクは、銅メッキ膜３３を腐食し、ヒートシンクのプ
リントヘッドへの接着に徐々に影響を与える。しかし、
本発明に従えば、クロメート膜３４は、強固な、また安
定したヒートシンク被覆を与える。このヒートシンク被
覆は大きな耐インク腐食性を与え、プリントヘッドのヒ
ートシンクへの接着を保持する。
【００１３】クロメート被覆は、浸せき処理、または陰
極クロメート処理のいずれかにより、銅メッキされたヒ
ートシンク面に形成される。各処理の例が図１と図２に
示される。
極クロメート処理のいずれかにより、銅メッキされたヒ
ートシンク面に形成される。各処理の例が図１と図２に
示される。
【００１４】例Ｉ−浸せき 亜鉛ダイカスト３２に銅メッキ処理が行われ、表面に銅
の膜３３が形成される。膜３３は、ピロリン酸塩槽の銅
の最初の付着と、続いて酸性銅硫酸塩電解液を使用し、
約０.０００６インチの最終メッキ厚にメッキされるも
のからなる。浸せき槽には、３ｇ／ｌのクロム三酸化物
(chromium trioxide)を脱イオン水に含み、大気温度に
おいて作用するものが使用される。銅メッキ亜鉛被覆
は、槽の中で約３０秒静止され行われ、銅とクロムの薄
い酸化層（クロメート膜３４）が形成される。一般的な
厚さは、５０から５００オングストロームの範囲であ
る。次いでヒートシンク３５は取り出され、洗浄され、
９０℃でオーブン乾燥されるか、または洗浄されること
なく単に９０℃の温度で乾燥される。
の膜３３が形成される。膜３３は、ピロリン酸塩槽の銅
の最初の付着と、続いて酸性銅硫酸塩電解液を使用し、
約０.０００６インチの最終メッキ厚にメッキされるも
のからなる。浸せき槽には、３ｇ／ｌのクロム三酸化物
(chromium trioxide)を脱イオン水に含み、大気温度に
おいて作用するものが使用される。銅メッキ亜鉛被覆
は、槽の中で約３０秒静止され行われ、銅とクロムの薄
い酸化層（クロメート膜３４）が形成される。一般的な
厚さは、５０から５００オングストロームの範囲であ
る。次いでヒートシンク３５は取り出され、洗浄され、
９０℃でオーブン乾燥されるか、または洗浄されること
なく単に９０℃の温度で乾燥される。
【００１５】例II 銅膜３３は例Ｉと同様に亜鉛基板３２の表面に形成され
る。例Ｉと同様に同じＨ2ＣＲＯ4槽が用意される。膜３
４は、次の陰極クロメート処理により形成される。
る。例Ｉと同様に同じＨ2ＣＲＯ4槽が用意される。膜３
４は、次の陰極クロメート処理により形成される。
【００１６】ａ）槽と同じ容器の中に、寸法が安定して
いる一対の陽極（好ましくは鉛）が浸される。
いる一対の陽極（好ましくは鉛）が浸される。
【００１７】ｂ）銅メッキされたヒートシンクが槽に浸
せきされる。
せきされる。
【００１８】ｃ）電極が３０ボルト直流電力供給端子に
接続される。ヒートシンクは陰極であり、負の端子に接
続される。
接続される。ヒートシンクは陰極であり、負の端子に接
続される。
【００１９】ｄ）ヒートシンクは約３０秒間、クロメー
ト膜３４が形成されるまで浸せきされる。
ト膜３４が形成されるまで浸せきされる。
【００２０】ｅ）印加電圧が停止され、ヒートシンクが
槽から取り出される。
槽から取り出される。
【００２１】ｆ）次いで、ヒートシンクは例Ｉと同様に
乾燥される。
乾燥される。
【００２２】比較結果 例Ｉと例IIのクロメートで不動態化された銅メッキヒー
トシンクのインク腐食の減少（不動態化）は、開回路腐
食電位(open circuit corrosion potential(OCP))試験
法により測定された。これは、各プロセスにより造られ
た三個のサンプルについて、二個の銅メッキされたコン
トロールサンプルと対比して実施された。
トシンクのインク腐食の減少（不動態化）は、開回路腐
食電位(open circuit corrosion potential(OCP))試験
法により測定された。これは、各プロセスにより造られ
た三個のサンプルについて、二個の銅メッキされたコン
トロールサンプルと対比して実施された。
【００２３】二種類目の試験は、温度を上げた多種類の
インクに長時間浸せきした後、ヒートシンクのプリント
ヘッドに対する剪断強さを測定し行われた。
インクに長時間浸せきした後、ヒートシンクのプリント
ヘッドに対する剪断強さを測定し行われた。
【００２４】腐食試験 開回路腐食電位(OCP)電圧測定は、標準カロメル電極(st
andard calomel electrode(SCE))を基準にし行われる。
表１の三欄、四欄、五欄の負数は、ヒートシンクの不動
態化を示す。表１は、浸せき（例Ｉ）処理と陰極（例I
I）処理により形成された二組のサンプルの比較結果を
示す。コントロールグループのサンプル（銅メッキヒー
トシンクのみ）は、対照のために試験される。ヒートシ
ンクのサンプルの試験は、浸せき後、５秒と６０秒と、
攪拌ステップとともに６０秒で行われる第三の測定を加
え行われる。槽から取り出した後、サンプルの洗浄の有
無による効果について、また、電圧を加え、または加え
ないで槽に入れ／出す陰極処理の効果について、付加的
に試験が行われる。二組のサンプルが連続する日に用意
される。用意した日にベーキングした後、室温に冷却し
直ちにＯＣＰが測定される。全てのサンプルは、１０％
重量の硫酸ナトリウムに１５秒浸せきし清浄され、次い
でタップ(tap)とＤl水洗浄が行われ、吹き乾燥が行わ
れ、その後、５分間、９０℃でベーキングされる。ＯＣ
Ｐ対ＳＣＥの測定は、ｐＨがＨｃｌで３％に調整され
た、３％重量のＮａＣｌ、０.２％ＣｕＳＯ4．５Ｈ2Ｏ
の中で行われる。二組目の測定は、全てのサンプルにつ
いて三日目に行われる。従って、この時点での第一組の
サンプルは研究室の大気に二日間曝され、第二組は一日
間曝されていることになる。三個の測定が記録される。
サンプルが電解液に入れられると、ＯＣＰは急激に変化
し、５秒後に安定し始め、この時点で第一の測定が記録
される。第二の測定は、さらに５５秒後、静止した状態
で記録される。６０秒後の記録の直後、電解液が攪拌さ
れ、第三の記録がとられる。６０秒と攪拌読み取りのみ
が重要であると考えてもよい。６０秒測定は不動態化率
を示す。６０秒と攪拌読み取りの差は、混成電位におけ
る分極を示す。
andard calomel electrode(SCE))を基準にし行われる。
表１の三欄、四欄、五欄の負数は、ヒートシンクの不動
態化を示す。表１は、浸せき（例Ｉ）処理と陰極（例I
I）処理により形成された二組のサンプルの比較結果を
示す。コントロールグループのサンプル（銅メッキヒー
トシンクのみ）は、対照のために試験される。ヒートシ
ンクのサンプルの試験は、浸せき後、５秒と６０秒と、
攪拌ステップとともに６０秒で行われる第三の測定を加
え行われる。槽から取り出した後、サンプルの洗浄の有
無による効果について、また、電圧を加え、または加え
ないで槽に入れ／出す陰極処理の効果について、付加的
に試験が行われる。二組のサンプルが連続する日に用意
される。用意した日にベーキングした後、室温に冷却し
直ちにＯＣＰが測定される。全てのサンプルは、１０％
重量の硫酸ナトリウムに１５秒浸せきし清浄され、次い
でタップ(tap)とＤl水洗浄が行われ、吹き乾燥が行わ
れ、その後、５分間、９０℃でベーキングされる。ＯＣ
Ｐ対ＳＣＥの測定は、ｐＨがＨｃｌで３％に調整され
た、３％重量のＮａＣｌ、０.２％ＣｕＳＯ4．５Ｈ2Ｏ
の中で行われる。二組目の測定は、全てのサンプルにつ
いて三日目に行われる。従って、この時点での第一組の
サンプルは研究室の大気に二日間曝され、第二組は一日
間曝されていることになる。三個の測定が記録される。
サンプルが電解液に入れられると、ＯＣＰは急激に変化
し、５秒後に安定し始め、この時点で第一の測定が記録
される。第二の測定は、さらに５５秒後、静止した状態
で記録される。６０秒後の記録の直後、電解液が攪拌さ
れ、第三の記録がとられる。６０秒と攪拌読み取りのみ
が重要であると考えてもよい。６０秒測定は不動態化率
を示す。６０秒と攪拌読み取りの差は、混成電位におけ
る分極を示す。
【００２５】サンプル１とサンプル６はコントロールサ
ンプルであり、サンプル２とサンプル７は、浸せきと洗
浄を行い形成されるクロメートヒートシンクであり、サ
ンプル３とサンプル８は、浸せきを行い、洗浄は行わな
いで形成されるクロメートヒートシンクであり、サンプ
ル４は、洗浄を行い、浸せき後、電界が加えられる陰極
クロメートヒートシンクであり、サンプル５は、洗浄は
行わず、浸せき後、電界が加えられる陰極クロメートヒ
ートシンクであり、サンプル９は、洗浄を行い、浸せき
と取り出し時、電界が加えられる陰極クロメートヒート
シンクであり、サンプル１０は、洗浄を行わないで、浸
せきと取り出し時、電界が加えられる陰極クロメートヒ
ートシンクである。この結果、次の結論が得られる。
ンプルであり、サンプル２とサンプル７は、浸せきと洗
浄を行い形成されるクロメートヒートシンクであり、サ
ンプル３とサンプル８は、浸せきを行い、洗浄は行わな
いで形成されるクロメートヒートシンクであり、サンプ
ル４は、洗浄を行い、浸せき後、電界が加えられる陰極
クロメートヒートシンクであり、サンプル５は、洗浄は
行わず、浸せき後、電界が加えられる陰極クロメートヒ
ートシンクであり、サンプル９は、洗浄を行い、浸せき
と取り出し時、電界が加えられる陰極クロメートヒート
シンクであり、サンプル１０は、洗浄を行わないで、浸
せきと取り出し時、電界が加えられる陰極クロメートヒ
ートシンクである。この結果、次の結論が得られる。
【００２６】１．陰極クロメート処理は、大きな不動態
化と永続する接着面を与え、従って、浸せきクロメート
処理ヒートシンク、またはコントロール（銅メッキの
み）ヒートシンクのいずれよりも、大きな耐インク腐食
性を持つ。
化と永続する接着面を与え、従って、浸せきクロメート
処理ヒートシンク、またはコントロール（銅メッキの
み）ヒートシンクのいずれよりも、大きな耐インク腐食
性を持つ。
【００２７】２．浸せきクロメート処理ヒートシンク
は、コントロールよりも大きな不動態化接着面を与え
た。
は、コントロールよりも大きな不動態化接着面を与え
た。
【００２８】３．電圧を加えながらの槽への入れ／出し
は、不動態に対する明らかな効果を持たない。
は、不動態に対する明らかな効果を持たない。
【００２９】４．陰極クロメートサンプルの洗浄は、洗
浄しないサンプルに比べ不動態に少し減少が見られる。
浄しないサンプルに比べ不動態に少し減少が見られる。
【００３０】サンプルの外観検査は、上の測定を裏付け
ている。サンプル１とサンプル６（コントロール）、サ
ンプル２、サンプル３、サンプル７（洗浄する浸せきク
ロメート）は、研究室大気において六日後、残留変色を
示した。陰極クロメートのサンプル４、サンプル５、サ
ンプル９、サンプル１０は、研究室大気において六日
後、変色を示さなかった。
ている。サンプル１とサンプル６（コントロール）、サ
ンプル２、サンプル３、サンプル７（洗浄する浸せきク
ロメート）は、研究室大気において六日後、残留変色を
示した。陰極クロメートのサンプル４、サンプル５、サ
ンプル９、サンプル１０は、研究室大気において六日
後、変色を示さなかった。
【００３１】
【表１】 ダイ接着剪断 ダイ接着剪断試験は、プリントヘッド１０（図１）を、
銅メッキ膜３３のみ（サンプル１）を持つヒートシンク
と、浸せきを行い、膜３３の上に陰極クロメート膜３４
を重ねたヒートシンクに接着し行われる。次いで、プリ
ントヘッド／ヒートシンク組立は、黒色水性インクに浸
せきされる。このインクは、全体で約７７％重量の水
と、１３.６％重量の黒と赤の染料の混合と、全体で約
９.４％重量の助溶剤(Cosolvent)／湿潤剤(Humectant)
／殺生物剤(Biocide)、噴射助成剤(Jetting Aid)を含
む。インク溶剤は、約ｐＨ＝７.４３、粘度１.３２ｃｐ
ｓ、表面張力５３.８ダイン／ｃｍである。サンプルは
取り出され、次いで剪断試験にかけられ、ヒートシンク
がプリントヘッドから分離する点の剪断値／ポンドが求
められる。結果が表２に示される。ポンドで表される平
均剪断値が３欄と５欄に示される。試験は０.０５０イ
ンチ／分の速度で行われる。次の観察結果が得られる。
銅メッキ膜３３のみ（サンプル１）を持つヒートシンク
と、浸せきを行い、膜３３の上に陰極クロメート膜３４
を重ねたヒートシンクに接着し行われる。次いで、プリ
ントヘッド／ヒートシンク組立は、黒色水性インクに浸
せきされる。このインクは、全体で約７７％重量の水
と、１３.６％重量の黒と赤の染料の混合と、全体で約
９.４％重量の助溶剤(Cosolvent)／湿潤剤(Humectant)
／殺生物剤(Biocide)、噴射助成剤(Jetting Aid)を含
む。インク溶剤は、約ｐＨ＝７.４３、粘度１.３２ｃｐ
ｓ、表面張力５３.８ダイン／ｃｍである。サンプルは
取り出され、次いで剪断試験にかけられ、ヒートシンク
がプリントヘッドから分離する点の剪断値／ポンドが求
められる。結果が表２に示される。ポンドで表される平
均剪断値が３欄と５欄に示される。試験は０.０５０イ
ンチ／分の速度で行われる。次の観察結果が得られる。
【００３２】１．耐剪断力を最も良く示す構造（従っ
て、プリントヘッドのヒートシンクへの接着を最も良く
保持する）構造は、洗浄を行う、陰極クロメートサンプ
ルである。
て、プリントヘッドのヒートシンクへの接着を最も良く
保持する）構造は、洗浄を行う、陰極クロメートサンプ
ルである。
【００３３】
【表２】 ２．洗浄を行う、または行わない陰極クロメートの結果
は、浸せきクロメートに比べ、優れた耐剪断性を与え
る。
は、浸せきクロメートに比べ、優れた耐剪断性を与え
る。
【００３４】３．浸せきと陰極の双方のクロメート構造
は、処理されない、銅メッキのみのヒートシンクに比べ
優れた剪断接着を与える。
は、処理されない、銅メッキのみのヒートシンクに比べ
優れた剪断接着を与える。
【図１】 銅メッキされたヒートシンクの表面に形成さ
れる高分子クロメート耐インク被覆膜を持つヒートシン
クを示す加熱インクジェットプリンタの拡大断面図であ
る。
れる高分子クロメート耐インク被覆膜を持つヒートシン
クを示す加熱インクジェットプリンタの拡大断面図であ
る。
【図２】 図１の耐インク膜の形成に使用される２種類
の処理の流れ図である。
の処理の流れ図である。
８ ノズル、１０ プリントヘッド、１１ チャネルプ
レート、１２ 加熱プレート、１３ 電極、１４ 容
器、１５ 注入口、１６ チャネル、１８ 厚膜絶縁
層、２０ ドーターボード、２１ 傾斜端、２２ アド
レス電極、２４ インク側路穴、２５ 加熱素子、２６
穴、２７ 絶縁層、２８ 絶縁層、２９ノズル面、３
０ 接続線、３１ 電極接着端子、３２ 亜鉛基板、３
３ 銅メッキ膜、３４ クロメート膜、３５ ヒートシ
ンク。
レート、１２ 加熱プレート、１３ 電極、１４ 容
器、１５ 注入口、１６ チャネル、１８ 厚膜絶縁
層、２０ ドーターボード、２１ 傾斜端、２２ アド
レス電極、２４ インク側路穴、２５ 加熱素子、２６
穴、２７ 絶縁層、２８ 絶縁層、２９ノズル面、３
０ 接続線、３１ 電極接着端子、３２ 亜鉛基板、３
３ 銅メッキ膜、３４ クロメート膜、３５ ヒートシ
ンク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート ケー マカービン シニア アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ロチェ スター ヒドゥン スプリング サークル 105 (72)発明者 マンフレッド エイチ ゴセリッチ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 チャー チビル メイプルグローブ ドライブ 18 (72)発明者 ロバート ピー アルタベラ アメリカ合衆国 ニューヨーク州 ファー ミントン マウンテン アッシュ ドライ ブ 5811
Claims (3)
- 【請求項１】 記録媒体にインクを噴射する加熱インク
ジェットプリンタにおいて、 インクを保持するチャネルを含むプリントヘッドと、 記録媒体に前記インクを噴射するノズルと、 前記チャネルのインクを選択的に加熱して、前記チャネ
ルのインクを前記ノズルから噴射させる加熱手段と、 前記プリントヘッドが接着される表面を持つヒートシン
クであって、このヒートシンクは、基板面に形成される
薄い銅メッキ膜を持つ金属基板と、銅メッキ膜の上に重
ねられる薄いクロメート膜を持ち、そのクロメート膜の
表面にプリントヘッドが接着される、ヒートシンクと、 を含むことを特徴とする加熱インクジェットプリンタ。 - 【請求項２】 改善された耐インク腐食性の表面を持つ
ヒートシンク部材を形成する方法において、 ａ）金属基板の表面に銅メッキを行い、０.０００４か
ら０.０００７インチまでの間の厚さを持つ銅メッキ膜
を形成し、 ｂ）クロム酸と水の電界液槽を用意し、この槽は、中に
間隔をおいて入れられる一対の陽極を持ち、 ｃ）メッキされた基板を槽に浸せきし、銅メッキ膜の上
に５０から５００オングストロームまでの間の高分子ク
ロメート膜を形成するのに十分な時間、陽極の間に電界
を加え、 ｄ）槽から陰極クロメート被覆膜が形成されたヒートシ
ンクを取り出し、 ｅ）ヒートシンクを乾燥させる、 ステップを含むことを特徴とするヒートシンク部材を形
成する方法。 - 【請求項３】 改善された耐インク腐食性の表面を持つ
ヒートシンク部材を形成する方法において、 ａ）金属の表面に銅メッキを行い、 ｂ）クロム酸と水の電界液槽を用意し、 ｃ）５０から５００オングストロームまでの間の厚さの
Ｈ2 ＣＲＯ4のクロメート被覆膜を形成するのに十分な
時間、メッキされた基板を槽に浸せきし、 ｄ）槽からクロメート被覆膜が形成されたヒートシンク
を取り出し、 ｅ）ヒートシンクを乾燥させる、 ステップを含むことを特徴とするヒートシンク部材を形
成する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/674,493 US5751316A (en) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | Thermal ink jet printhead with ink resistant heat sink coating |
| US08/674,493 | 1996-07-01 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1058687A true JPH1058687A (ja) | 1998-03-03 |
| JPH1058687A5 JPH1058687A5 (ja) | 2005-04-07 |
| JP4301583B2 JP4301583B2 (ja) | 2009-07-22 |
Family
ID=24706827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15487297A Expired - Fee Related JP4301583B2 (ja) | 1996-07-01 | 1997-06-12 | 加熱インクジェットプリンタとそのヘッドのヒートシンク部材を形成する方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5751316A (ja) |
| JP (1) | JP4301583B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115449302A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-12-09 | 江西鑫铂瑞科技有限公司 | 一种电解铜箔阴极钛辊用新型抛光液的使用方法 |
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| US6339881B1 (en) * | 1997-11-17 | 2002-01-22 | Xerox Corporation | Ink jet printhead and method for its manufacture |
| US6343848B2 (en) | 1999-01-19 | 2002-02-05 | Xerox Corporation | Method and apparatus for transferring heat from a thermal inkjet printhead substrate using a heat sink |
| US6532125B1 (en) * | 1999-09-30 | 2003-03-11 | International Business Machines Corporation | Apparatus and method suitable for magnetic-thermal recording |
| US6341848B1 (en) | 1999-12-13 | 2002-01-29 | Hewlett-Packard Company | Fluid-jet printer having printhead with integrated heat-sink |
| US6659591B2 (en) * | 2000-07-10 | 2003-12-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink jet recording head and producing method for the same |
| TW585997B (en) * | 2003-04-10 | 2004-05-01 | Micro Star Int Co Ltd | Component having high-temperature alert function applied in electronic equipment |
| US7735225B2 (en) * | 2007-03-30 | 2010-06-15 | Xerox Corporation | Method of manufacturing a cast-in place ink feed structure using encapsulant |
Citations (1)
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| JPH07223313A (ja) * | 1994-02-09 | 1995-08-22 | Fuji Xerox Co Ltd | 記録装置、記録ヘッドおよび記録ヘッドの製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| USRE32572E (en) * | 1985-04-03 | 1988-01-05 | Xerox Corporation | Thermal ink jet printhead and process therefor |
| US4851371A (en) * | 1988-12-05 | 1989-07-25 | Xerox Corporation | Fabricating process for large array semiconductive devices |
| US5010355A (en) * | 1989-12-26 | 1991-04-23 | Xerox Corporation | Ink jet printhead having ionic passivation of electrical circuitry |
| JPH05208497A (ja) * | 1991-10-17 | 1993-08-20 | Xerox Corp | インクジェット印字ヘッド |
| US5255022A (en) * | 1992-04-02 | 1993-10-19 | Xerox Corporation | Ink manifold having elastomer channel plate for ink jet printhead and process for making |
| US5258781A (en) * | 1992-04-08 | 1993-11-02 | Xerox Corporation | One-step encapsulation, air gap sealing and structure bonding of thermal ink jet printhead |
| EP0613784B1 (en) * | 1992-12-14 | 1996-10-16 | Agfa-Gevaert N.V. | A thermal image-recording apparatus with a cooling system |
| US5585825A (en) * | 1994-11-25 | 1996-12-17 | Xerox Corporation | Ink jet printer having temperature sensor for replaceable printheads |
-
1996
- 1996-07-01 US US08/674,493 patent/US5751316A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-06-12 JP JP15487297A patent/JP4301583B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07223313A (ja) * | 1994-02-09 | 1995-08-22 | Fuji Xerox Co Ltd | 記録装置、記録ヘッドおよび記録ヘッドの製造方法 |
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| CN115449302A (zh) * | 2022-09-20 | 2022-12-09 | 江西鑫铂瑞科技有限公司 | 一种电解铜箔阴极钛辊用新型抛光液的使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4301583B2 (ja) | 2009-07-22 |
| US5751316A (en) | 1998-05-12 |
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