JPH04325259A - Manufacture of ink jet head - Google Patents
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Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明はプリンターのインクジェ
ットヘッドの製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an inkjet head for a printer.
【０００２】0002
【従来の技術】従来、インクジェットプリンターのヘッ
ドの構成部材は、ガラスを主体としたものが一般的であ
ったが、印字ドットの細密化、ヘッド製造の低コスト化
への対応により成形プラスチックが使用されてきている
。この場合、流路を形成するため、プラスチックの貼合
わせが必要となり、溶着、または、接着により流路形成
を行っている。この時、流路内の気泡のキャビテーショ
ンの為、また、繰り返される流路壁のたわみの為、接合
強度の確保が必要である。また、プリンターのランニン
グコストの低価格化にともない、半永久使用をにらんだ
４０億ドット以上の耐久性が要求されている。しかし、
一般に接着剤を使用してのプラスチックどうし、あるい
はプラスチックと金属の接合では、接着強度が弱く、プ
ラスチックと接着剤との界面で剥離する場合が多い。こ
れから、溶着に頼っているのが現状である。しかし、溶
着では、溶剤を使用するために、プラスチック表面を侵
してしまいクラックを生じさせ、最終的に破断を起こし
てしまっている。[Prior Art] In the past, the components of inkjet printer heads were generally made mainly of glass, but molded plastic has been used in response to the need for finer print dots and lower head manufacturing costs. It has been done. In this case, in order to form a flow path, it is necessary to bond plastics together, and the flow path is formed by welding or adhesion. At this time, it is necessary to ensure bonding strength due to cavitation of air bubbles within the channel and repeated deflection of the channel wall. Additionally, as the running cost of printers decreases, durability of 4 billion dots or more is required for semi-permanent use. but,
Generally, when adhesives are used to join plastics together or between plastics and metals, the adhesive strength is weak, and peeling often occurs at the interface between the plastic and the adhesive. The current situation is that we now rely on welding. However, since welding uses a solvent, it corrodes the plastic surface, causing cracks and eventually breaking.
【０００３】また、インクジェットプリンターで使用さ
れるインクは、紙に印字したときのにじみの少なさ、即
乾性、耐擦性、耐久性（品質が低下しないこと）が求め
られている。インクの主成分は、水性染料、または、油
性顔料を基本として、さまざまな溶剤成分、アルカリ成
分が含まれたものとなっている。また、ホットメルトタ
イプのインクジェットもあり、インクは常時摂氏１００
度以上で使用されている。これから、プラスチックの接
着面やプラスチック自身においてインクの成分に侵され
ないことが求められている。また、ヘッドのインク流路
においては、インクの流動性、気泡の排出性からも流路
面は、濡れ性の高いものが求められている。しかし、イ
ンクの吐出口外側では、インクの吐出方向の安定性から
インクに濡れにくいことが求められ、結果として濡れに
くいインクが使用されていることが多い。これから、流
路内での表面活性化をおこなった濡れ性の向上は、必須
課題である。[0003] Ink used in inkjet printers is also required to have little bleeding when printed on paper, quick drying properties, abrasion resistance, and durability (no deterioration in quality). The main components of ink are water-based dyes or oil-based pigments, and also contain various solvent components and alkaline components. There is also a hot melt type inkjet, and the ink is always kept at 100 degrees Celsius.
It is used more than once. From now on, there is a need for the adhesive surface of plastics and the plastics themselves to not be attacked by ink components. Further, in the ink flow path of the head, the flow path surface is required to have high wettability in view of the fluidity of the ink and the ability to discharge air bubbles. However, on the outside of the ink ejection opening, it is required that the ink does not easily get wet due to the stability of the ink ejection direction, and as a result, ink that does not get wet easily is often used. From now on, it is essential to improve wettability by activating the surface within the channel.
【０００４】0004
【発明が解決しようとする課題】しかし従来の構成にお
いて、プラスチックどうしの接着では、プラスチックの
接着剤の濡れ性が弱いために接着強度が低く、使用途中
で界面剥離を生じ、またインク浸漬による強度劣化が著
しく十分な信頼性が得られていなかった。また流路内で
のインクの濡れ性が悪いためにインクの吐出量が安定せ
ず、また気泡が抜けずにインクの空打ちを生ずるという
問題点を有していた。[Problems to be Solved by the Invention] However, in conventional configurations, when bonding plastics together, the adhesive strength is low due to the weak wettability of the plastic adhesive, interfacial peeling occurs during use, and the strength due to ink immersion is low. Deterioration was significant and sufficient reliability could not be obtained. In addition, the ink discharge rate is not stable due to the poor wettability of the ink within the flow path, and there are also problems in that air bubbles do not escape, resulting in dry ink firing.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、インクジェッ
トヘッド製造プロセスにおいてプラスチック接着前にプ
ラズマ処理工程、後にヘッド流路内にグラフト処理工程
を行なうことで実現する。[Means for Solving the Problems] The present invention is realized by performing a plasma treatment step before plastic bonding in an inkjet head manufacturing process, and then performing a graft treatment step inside the head flow path.
【０００６】[0006]
【作用】つまり、プラスチック表面のプラズマによる改
質処理によりプラスチックどうし接着性を向上させ、か
つ流路を形成させた後で流路壁内をグラフト処理するこ
とでインクの流動性を向上させている。グラフト処理を
施すには、あらかじめプラスチックの表面活性化処理が
必要であり、前記プラズマ処理がこの効果をも担ってい
る。[Effect] In other words, the adhesion between plastics is improved by modifying the plastic surface with plasma, and the fluidity of the ink is improved by grafting the inside of the channel wall after forming the channel. . In order to carry out the grafting treatment, it is necessary to perform a surface activation treatment on the plastic in advance, and the plasma treatment is also responsible for this effect.
【０００７】[0007]
【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。図１は、ＰＺＴ式インクジェットプリンターのイン
ク流路部の断面図である。インク５は、ノズルプレート
１とキャビティ２、基板３に囲まれた壁の中（インク室
）にあり、ＰＺＴ４の振動により、基板３がたわみ、イ
ンクがノズルプレート上の穴より吐出される。この時、
ノズルプレートとキャビティ、またキャビティと基板は
接着剤により接着されるが、特に、キャビティと基板は
、基板がたわみ振動を受けることもあり、引っ張り強度
について、１００ｋｇｆ／平方ｃｍ以上が要求されてい
る。そこで、基板にプラズマ処理をすることにより、基
板の接着面の表面改質を行ない接着性を向上させる。こ
の工程を図２に示す。本実施例では、キャビティをポリ
カーボネートの射出成形品、基板をポリエチレンテレフ
タレートのフイルムとしている。まず、キャビティ、基
板を脱脂洗浄後、基板表面にプラズマ処理を行なう。５
から１０ｋＨｚの交流電源を使用し、酸素雰囲気中にて
１分間処理した。これにより、基板表面の水に対する濡
れ角は、６０度程度から３０度程度に変化し、濡れ性が
向上した。ただし、この接触角は、経時時間とともに元
に戻り、１日程度しか持続しないが、冷温で保存するこ
とで、２日位効果時間を延ばすことが出来た。一般に、
表面の濡れ性と接着力には相関があり、水の濡れ角が小
さいほど接着力は向上する。今回接着剤として紫外線硬
化型（ロックタイト：ＬＸ−３５２１）を使用したが、
他の接着剤においても同様の結果が得られた。また、今
回プラズマ処理により濡れ角低下を行ったが、ほかに、
コロナ放電処理、オゾン処理、ディープＵＶ処理でも似
たような結果を得ることができた。EXAMPLES The present invention will be explained in detail below based on examples. FIG. 1 is a sectional view of an ink flow path section of a PZT type inkjet printer. Ink 5 is located in a wall (ink chamber) surrounded by nozzle plate 1, cavity 2, and substrate 3. Vibration of PZT 4 causes substrate 3 to bend, and ink is ejected from holes on the nozzle plate. At this time,
The nozzle plate and the cavity, and the cavity and the substrate are bonded together with an adhesive, and in particular, the cavity and the substrate are required to have a tensile strength of 100 kgf/cm2 or more because the substrate may be subjected to deflection vibration. Therefore, by subjecting the substrate to plasma treatment, the adhesive surface of the substrate is surface-modified to improve adhesiveness. This process is shown in FIG. In this embodiment, the cavity is an injection molded product of polycarbonate, and the substrate is a film of polyethylene terephthalate. First, after the cavity and the substrate are degreased and cleaned, the surface of the substrate is subjected to plasma treatment. 5
Using an AC power source of 10 kHz, the treatment was performed in an oxygen atmosphere for 1 minute. As a result, the wetting angle of the substrate surface with respect to water changed from about 60 degrees to about 30 degrees, improving wettability. However, this contact angle returns to its original state over time and only lasts for about one day, but by storing it at a cool temperature, it was possible to extend the effect time by about two days. in general,
There is a correlation between surface wettability and adhesive strength, and the smaller the water wetting angle, the better the adhesive strength. This time, we used an ultraviolet curing adhesive (Loctite: LX-3521), but
Similar results were obtained with other adhesives. In addition, this time we lowered the wetting angle by plasma treatment, but in addition,
Similar results were obtained with corona discharge treatment, ozone treatment, and deep UV treatment.
【０００８】次に、流路の貼合わせ形成後、流路壁にグ
ラフト処理を実施した。流路形成後のプラスチックのイ
ンク室内に水溶性モノマーとしてアクリルアミドの水溶
液を注入し、高温（摂氏７０度）水中で、グラフト重合
を行った。ここで、グラフト重合を行うのは、流路壁面
であり、ノズルプレートのインクに接触しない側では、
水溶性モノマーと接触させていない。インクの飛翔方向
の安定性のためには、インクに触れないノズルプレート
面には、疎水性が求められるからである。これから、プ
ラスチック表面に親水基が付与され、インクに対する濡
れ性も向上した。つまり、プラズマ処理等によるプラス
チック表面の親水性効果は一時的であり、時間の経過と
共に、生成した極性基が材料表面にもぐってしまうのを
グラフト処理により、極性部分のサイズを大きくし、内
部への移動を困難にさせたといえる。濡れ性の持続性は
、インク飛翔実験において特に問題となることはなく、
経時的信頼性を得ることが出来た。また、グラフト重合
により、プラスチック表面に一層を付加することができ
、インクによる腐食も改善できる。今回使用した中性の
インクでは、ポリカーボネート単体ではインクにより、
表面に鱗片状の亀裂を生じることとなったが、表面改質
によって問題とならないレベルに持ち込めた。今回、キ
ャビティをポリカーボネートとしたが、他にポリサルホ
ンやＡＰＯ（アモルファスポリオレフィン）等の成形プ
ラスチックでも同様の処理が可能である。特に、ＡＰＯ
は、インクに対する耐腐食性が良く、耐久性が期待でき
る。また、基盤については、ポリエチレンテレフタレー
トを使用したが、他のプラスチックフイルムや金属、ま
たはこれらのラミネートフイルム、蒸着フィルムを使用
することも可能である。[0008] Next, after bonding and forming the channel, a grafting process was performed on the channel wall. After the channel was formed, an aqueous solution of acrylamide as a water-soluble monomer was injected into the ink chamber of the plastic, and graft polymerization was performed in water at a high temperature (70 degrees Celsius). Here, the graft polymerization is carried out on the channel wall surface, and on the side of the nozzle plate that does not contact the ink,
Not in contact with water-soluble monomers. This is because the nozzle plate surface that does not come into contact with ink is required to have hydrophobicity in order to maintain stability in the flying direction of ink. From this, hydrophilic groups were added to the plastic surface, improving its wettability with ink. In other words, the hydrophilic effect on plastic surfaces caused by plasma treatment etc. is temporary, and over time, the polar groups generated will migrate to the material surface. It can be said that this made it difficult for people to move. Sustainability of wettability is not a particular problem in ink flying experiments;
We were able to obtain reliability over time. Also, graft polymerization can add a layer to the plastic surface and improve corrosion caused by ink. With the neutral ink used this time, when polycarbonate alone is used, depending on the ink,
Although scale-like cracks were produced on the surface, surface modification was able to reduce the problem to a non-problematic level. In this case, the cavity was made of polycarbonate, but other molded plastics such as polysulfone and APO (amorphous polyolefin) can be used in the same manner. In particular, A.P.O.
has good corrosion resistance against ink and can be expected to be durable. Furthermore, although polyethylene terephthalate was used as the base, other plastic films, metals, laminate films, or vapor-deposited films thereof may also be used.
【０００９】本実施例では、ＰＺＴ等の振動子を応用し
たインクジェット方式のヘッドについて述べたが、発熱
体を用いたインクジェット方式での成形プラスチックの
流路形成でも同様に処理することが出来る。In this embodiment, an inkjet type head using a vibrator made of PZT or the like has been described, but the same process can be performed by forming a flow path in molded plastic using an inkjet type using a heating element.
【００１０】0010
【発明の効果】以上述べたように本発明によるインクジ
ェットヘッドの製造方法は、製品の信頼性向上の効果が
あった。[Effects of the Invention] As described above, the method for manufacturing an inkjet head according to the present invention has the effect of improving the reliability of the product.
【図１】本発明の実施例に基づくインクジェットヘッド
の流路部の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a flow path portion of an inkjet head according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例に基づくプラズマ処理を示す図
である。FIG. 2 is a diagram illustrating plasma processing according to an embodiment of the invention.
１ ノズルプレート ２ キャビティ ３ 基板 ４ ＰＺＴ（振動子） ５ インク ６ 真空室 ７ 電源（交流） ８ 真空吸引装置 ９ プラスチック成型品 1 Nozzle plate 2 Cavity 3 4 PZT (oscillator) 5 Ink 6 Vacuum chamber 7 Power supply (AC) 8 Vacuum suction device 9 Plastic molded products
Claims (1)
するインクジェットヘッドにおいて、成形プラスチック
表面にプラズマ処理を行なったのちに接着することで前
記流路を形成し、前記流路内をグラフト処理を施すこと
を特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。1. In an inkjet head in which an ink channel is formed from plastic, the channel is formed by subjecting the surface of the molded plastic to plasma treatment and then bonding, and the interior of the channel is subjected to grafting treatment. Features: A manufacturing method for inkjet heads.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9567391A JPH04325259A (en) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | Manufacture of ink jet head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9567391A JPH04325259A (en) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | Manufacture of ink jet head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04325259A true JPH04325259A (en) | 1992-11-13 |
Family
ID=14144025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9567391A Pending JPH04325259A (en) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | Manufacture of ink jet head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04325259A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017185677A (en) * | 2016-04-05 | 2017-10-12 | キヤノン株式会社 | Liquid discharge head and manufacturing method of liquid discharge head |
-
1991
- 1991-04-25 JP JP9567391A patent/JPH04325259A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017185677A (en) * | 2016-04-05 | 2017-10-12 | キヤノン株式会社 | Liquid discharge head and manufacturing method of liquid discharge head |
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