JP3183033B2 - インク噴射装置のノズルプレートの製造方法 - Google Patents
インク噴射装置のノズルプレートの製造方法Info
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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
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- B41J2/135—Nozzles
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- B41J2/1606—Coating the nozzle area or the ink chamber
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Description
ルプレートの製造方法に関するものである。
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。
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)。
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。
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。
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。
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の製造方法を提供することを目的と
する。
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の製造
方法において、エキシマレーザビームを吸収する材料で
形成された基板の一面に、前記エキシマレーザビームを
吸収しないフッ素系またはシリコン系の撥水撥油材料に
前記エキシマレーザを吸収するエマルジョン型高分子紫
外線吸収剤を20重量%以上60重量%以下混合して形
成した撥水撥油性膜を形成し、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
によりノズルを形成することを特徴とする。
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剤との混
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。
参照して説明する。
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。
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。
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UVA−3
83MG)を用いた。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
発明のインク噴射装置のノズルプレートの製造方法によ
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フッ素系またはシリコン系
の撥水撥油材料と前記エキシマレーザを吸収するエマル
ジョン型高分子紫外線吸収剤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
ル加工によって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。また撥水撥油性膜が、フッ素
系またはシリコン系の撥水撥油材料にエマルジョン型高
分子紫外線吸収剤を20重量%以上60重 量%以下混合
して形成されていることで、レーザ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
されるとともに、優れた撥水性を発揮する。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。
図ある。
えたときのレーザ加工性を示す説明図である。
Claims (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の製造方法におい
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
の一面に、前記エキシマレーザビームを吸収しないフッ
素系またはシリコン系の撥水撥油材料に前記エキシマレ
ーザを吸収するエマルジョン型高分子紫外線吸収剤を2
0重量%以上60重量%以下混合して形成した撥水撥油
性膜を形成し、 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を形成することを
特徴とするインク噴射装置のノズルプレートの製造方
法。
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