JPH06143586A - Ink jet recording head and manufacture thereof - Google Patents
Ink jet recording head and manufacture thereofInfo
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- JPH06143586A JPH06143586A JP29610492A JP29610492A JPH06143586A JP H06143586 A JPH06143586 A JP H06143586A JP 29610492 A JP29610492 A JP 29610492A JP 29610492 A JP29610492 A JP 29610492A JP H06143586 A JPH06143586 A JP H06143586A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録装
置に用いるインクジェット記録ヘッドの撥水処理に係わ
るインクジェット記録ヘッドとその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording head for water repellent treatment of an ink jet recording head used in an ink jet recording apparatus and a method for manufacturing the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】インクジェット記録ヘッドには、ガラ
ス、金属、樹脂等の材料が用いられている。2. Description of the Related Art Materials such as glass, metal and resin are used for ink jet recording heads.
【０００３】しかしながら、インクジェット記録ヘッド
において水性インクを用いる場合、インクが吐出するノ
ズル表面の撥水性が不十分であるとインクの液滴が付着
しやすくなり、そのため吐出するインクの直進性が損な
われ印字乱れ等の記録不良となることがある。However, when a water-based ink is used in an ink jet recording head, if the water repellency of the nozzle surface from which the ink is ejected is insufficient, droplets of the ink tend to adhere, and the straightness of the ejected ink is impaired. Recording defects such as print disturbances may occur.
【０００４】そこで、従来からインクが吐出する部分で
あるノズル表面に撥水処理を施すことが行われている。Therefore, conventionally, a water repellent treatment is performed on the nozzle surface, which is a portion where ink is ejected.
【０００５】一般的に撥水処理の方法としては湿式法に
よる撥水膜形成が用いられており、以下の様な方法があ
る。Generally, a water-repellent film is formed by a wet method as a water-repellent treatment method, and the following methods are available.
【０００６】・溶剤可溶性の含フッ素高分子溶液にディ
ッピングあるいは転写により塗布、乾燥させる方法 ・含フッ素組成物を吹き付け塗装、焼き付けする方法 ・含フッ素高分子と金属の共析メッキ溶液中で電解メッ
キにより成膜、焼き付けする方法 乾式法として、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素
を含む物質を蒸発源とするスパッタ法・蒸着法による撥
水膜形成、その他プラズマ重合法等がある。A method of coating and drying a solvent-soluble fluorine-containing polymer solution by dipping or transfer. A method of spray-coating and baking a fluorine-containing composition. Electroplating in a eutectoid plating solution of a fluorine-containing polymer and a metal. A method of film formation and baking by a dry method includes a water-repellent film formation by a sputtering method or a vapor deposition method using a substance containing fluorine such as polytetrafluoroethylene as an evaporation source, and a plasma polymerization method.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来技術による湿式法による撥水処理では、以下の様な
問題点がある。However, the water-repellent treatment by the wet method according to the above-mentioned conventional technique has the following problems.
【０００８】・膜厚・膜質及びその分布の制御が難し
い、処理液の管理が難しい、処理液がノズル穴をふさい
でしまう等で、工程管理が複雑である。The process control is complicated because it is difficult to control the film thickness, film quality and its distribution, it is difficult to control the treatment liquid, and the treatment liquid blocks the nozzle holes.
【０００９】・片面だけに処理と施そうとすると、マス
ク形成等の工程が必要となり工程数が増えてしまう。If the processing is to be performed on only one side, a step such as mask formation is required and the number of steps increases.
【００１０】・溶液を用いるため、溶液の回収・処理等
に大がかりな設備を必要とする。Since a solution is used, large-scale equipment is required for collecting and treating the solution.
【００１１】・塗装あるいは共析メッキの場合には、３
００℃以上の焼き付け温度が必要であるため、金属に対
しては精密な寸法加工精度が損なわれ、樹脂に対しては
適用不可能である。3 in the case of coating or eutectoid plating
Since a baking temperature of 00 ° C. or higher is required, precise dimensional processing precision is impaired for metals, and it is not applicable to resins.
【００１２】・電解メッキの場合には、ガラスおよび樹
脂は適用不可能である。一方、乾式法であるスパッタ法
は、スパッタすべき材料が限定されてしまう、得られる
撥水膜の密着強度が弱いため印字紙と擦れた際膜が剥離
してしまい耐久性の低いものしか得られないという問題
点がある。また、蒸着法は含フッ素高分子を蒸着源とし
て抵抗加熱あるいは電子ビーム加熱により直接加熱・蒸
発させると微細な膜構造とならず均一性が得られないと
いう問題点を有する。In case of electrolytic plating, glass and resin are not applicable. On the other hand, the sputtering method, which is a dry method, limits the materials to be sputtered, and because the resulting water-repellent film has a weak adhesion strength, the film peels off when rubbed against the printing paper, and only a low durability is obtained There is a problem that it cannot be done. Further, the vapor deposition method has a problem that if a fluorine-containing polymer is used as a vapor deposition source to directly heat and evaporate by resistance heating or electron beam heating, a fine film structure is not formed and uniformity cannot be obtained.
【００１３】そこで、本発明は前記問題点を解決するも
のであり、その目的とするところは、種々の材料に対し
て簡単な工程及び設備で、ノズル表面の撥水特性かつ耐
久性に優れた撥水膜を均一に形成し得る処理方法を提供
し、それにより高い印字品質を維持し得るインクジェッ
ト記録ヘッド及びその製造方法を提供するところにあ
る。Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to improve the water repellency and durability of the nozzle surface with a simple process and equipment for various materials. An object of the present invention is to provide a treatment method capable of uniformly forming a water-repellent film, and thereby to provide an inkjet recording head capable of maintaining high printing quality and a manufacturing method thereof.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明の第一のインクジ
ェッット記録ヘッドの製造方法は、インクが吐出するノ
ズル表面に撥水処理を施すに際して、フッ素を含む化合
物を予め含浸させた多孔性の基体を真空槽内で加熱し、
該化合物と蒸発させてノズル表面に撥水膜を形成するこ
とを特徴とする。A first method for manufacturing an ink jet recording head according to the present invention is a porous substrate which is impregnated with a compound containing fluorine in advance when water-repellent treatment is applied to a nozzle surface from which ink is ejected. Is heated in a vacuum chamber,
It is characterized in that a water repellent film is formed on the nozzle surface by evaporating with the compound.
【００１５】また、本発明の第二のインクジェッット記
録ヘッドの製造方法は、前記撥水膜の形成に先立って少
なくとも一層の層間膜を形成することを特徴とする。The second ink jet recording head manufacturing method of the present invention is characterized in that at least one interlayer film is formed prior to the formation of the water repellent film.
【００１６】本発明のインクジェット記録ヘッドは、イ
ンクが吐出するノズル表面に前記記載の第一、第二の製
造方法のうち少なくともひとつの方法で撥水膜が形成さ
れていることを特徴とする。The ink jet recording head of the present invention is characterized in that the water repellent film is formed on the surface of the nozzle from which the ink is ejected by at least one of the first and second manufacturing methods described above.
【００１７】[0017]
【作用】本発明のインクジェット記録ヘッドにおけるイ
ンクが吐出するノズル表面の撥水処理方法は、基本的に
真空蒸着法によるため大面積に均一な膜質及び膜厚の膜
を形成するには有効な方法である。さらに、多孔性基体
に含浸させる化合物の量を一定にしたおけば常に一定の
膜厚を得ることができる。また、蒸発源から蒸発する分
子の直進性が高いため、ノズル表面を蒸着源に対向させ
ることで、マスクを設けることなくノズル表面のみに撥
水膜を容易に形成することが可能である。ノズル穴は数
１０μｍであり数ｎｍから数１０ｎｍの膜形成で、ノズ
ル穴をふさいでしまうトラブルも回避できる。The water repellent treatment method for the nozzle surface from which the ink is ejected in the ink jet recording head of the present invention is basically a vacuum deposition method and is therefore effective for forming a film having a uniform film quality and thickness over a large area. Is. Furthermore, if the amount of the compound with which the porous substrate is impregnated is kept constant, a constant film thickness can be obtained. In addition, since the molecules that evaporate from the evaporation source have high straightness, it is possible to easily form the water-repellent film only on the nozzle surface without providing a mask by making the nozzle surface face the evaporation source. The nozzle hole is several tens of μm, and by forming a film of several nm to several tens nm, it is possible to avoid the trouble of blocking the nozzle hole.
【００１８】撥水特性に優れた膜を形成するために多孔
性の基体に含浸させる物質としては、アルキルポリフル
オロカーボン等のフッ素を含む高分子化合物、あるい
は、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、
３，３，４，４，５，５，６，６，６−ノナフルオロヘ
キシルメチルジクロロシラン、３−トリフルオロアセト
キシプロピルトリメトキシシラン、３，３，３−トリフ
ルオロプロピルトリメトキシシラン、３，３，３−トリ
フルオロプロピルトリクロロシラン等のフッ素を含む有
機ケイ素化合物を用いることができる。これらの物質
は、ノズル表面と密着性の高い膜を得るために、ノズル
表面と反応可能であることが望ましい。しかしながら、
密着強度が不足する場合には、撥水膜の形成に先だって
撥水膜の下層に反応可能な膜を形成することができる。
例えばフッ素を含む有機ケイ素化合物の下層には二酸化
ケイ素が有効である。その際、下層膜とノズル表面の密
着が不足する場合には、さらにその間に両者の密着を高
めるための層間膜を形成することができる。尚、いずれ
の層間膜もノズル表面及び撥水膜に合わせて変えること
が望ましい。また、この層は何層であっても構わない。
その際は、撥水膜を形成する真空槽と同一の槽内で連続
して形成することができる。As a substance to be impregnated into a porous substrate for forming a film having excellent water repellency, a polymer compound containing fluorine such as alkylpolyfluorocarbon, or heptadecafluorodecyltrimethoxysilane,
3,3,4,4,5,5,6,6,6-nonafluorohexylmethyldichlorosilane, 3-trifluoroacetoxypropyltrimethoxysilane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, 3, An organosilicon compound containing fluorine such as 3,3-trifluoropropyltrichlorosilane can be used. It is desirable that these substances can react with the nozzle surface in order to obtain a film having high adhesion to the nozzle surface. However,
When the adhesion strength is insufficient, a reactive film can be formed under the water repellent film prior to the formation of the water repellent film.
For example, silicon dioxide is effective as the lower layer of the organosilicon compound containing fluorine. At that time, when the adhesion between the lower layer film and the nozzle surface is insufficient, an interlayer film for further enhancing the adhesion between them can be formed therebetween. Incidentally, it is desirable to change any of the interlayer films according to the nozzle surface and the water repellent film. Further, this layer may be any number of layers.
In that case, the water-repellent film can be continuously formed in the same tank as the vacuum tank.
【００１９】[0019]
（実施例１）図４は、本実施例におけるインクジェット
記録ヘッドの一例を模式的に示した断面図である。１は
圧力室であり、ＰＺＴ素子または発熱体等によってイン
ク吐出のための圧力を得る部分である。２はインク吐出
ノズルである。３は第一基板であり、インク流路用のパ
ターン溝が形成されている。４はノズルプレートであ
り、両者の張り合わせによってインク流路は形成され
る。ノズルプレート４は、ステンレス製である。(Embodiment 1) FIG. 4 is a sectional view schematically showing an example of an ink jet recording head in the present embodiment. Reference numeral 1 denotes a pressure chamber, which is a portion for obtaining a pressure for ejecting ink by a PZT element, a heating element, or the like. Reference numeral 2 is an ink ejection nozzle. Reference numeral 3 is a first substrate on which pattern grooves for ink flow paths are formed. Reference numeral 4 is a nozzle plate, and an ink flow path is formed by bonding the two together. The nozzle plate 4 is made of stainless steel.
【００２０】本実施例では、撥水処理はノズルプレート
４と第一基板３を張り合わせる前に行った。In this embodiment, the water repellent treatment is performed before the nozzle plate 4 and the first substrate 3 are bonded together.
【００２１】実際の処理手順を以下で述べる。The actual processing procedure will be described below.
【００２２】図１は、本実施例で用いた蒸着装置の模式
図である。３１は真空槽。３２は電子ビーム銃。３３は
蒸着源となるタブレットを設置する円盤状のタブレット
設置台。蒸着すべき材料のタブレットはそれぞれタブレ
ット設置台３３の円周に沿って設置される。この台は図
示しない回転手段に接続されており、蒸着すべき材料の
タブレットは電子ビームが照射される位置に回転移動さ
れる機構になっている。３４は遮蔽板であり、電子ビー
ムの照射位置が開口している。FIG. 1 is a schematic diagram of the vapor deposition apparatus used in this embodiment. 31 is a vacuum tank. 32 is an electron beam gun. Reference numeral 33 is a disk-shaped tablet installation table on which a tablet serving as a vapor deposition source is installed. Each tablet of the material to be vapor-deposited is installed along the circumference of the tablet installation table 33. This table is connected to a rotating means (not shown), and the tablet of the material to be vapor-deposited has a mechanism in which it is rotated and moved to a position where the electron beam is irradiated. A shield plate 34 has an opening at an electron beam irradiation position.
【００２３】３７は撥水膜の蒸発源となるヘプタデカフ
ルオロデシルトリメトキシシランを予め含浸させた多孔
性の基体であるセラミックス製タブレット。３５はクロ
ムのタブレット。３６は二酸化ケイ素のタブレット。被
処理基板であるノズルプレート４はインクが吐出する面
が蒸着源に向くようにセットした。Reference numeral 37 is a ceramic tablet which is a porous substrate which is previously impregnated with heptadecafluorodecyltrimethoxysilane serving as an evaporation source of the water repellent film. 35 is a chrome tablet. 36 is a silicon dioxide tablet. The nozzle plate 4, which is the substrate to be processed, was set so that the surface on which the ink was ejected faced the vapor deposition source.
【００２４】まず、真空槽３１内を排気口３０より図示
しない排気手段を用いて１０-5Ｔｏｒｒ以下まで排気し
た。排気後、処理工程に移る。First, the inside of the vacuum chamber 31 was exhausted from the exhaust port 30 to 10 -5 Torr or less by using an exhaust means (not shown). After evacuation, move to treatment process.
【００２５】図３は、本実施例によるノズルプレート４
表面の撥水処理工程を模式的に示した断面図である。
（ａ）は、処理前のノズルプレート４のインク吐出ノズ
ル２近傍の断面図である。FIG. 3 shows a nozzle plate 4 according to this embodiment.
It is sectional drawing which showed the water-repellent treatment process of the surface typically.
(A) is a sectional view of the vicinity of the ink discharge nozzle 2 of the nozzle plate 4 before processing.
【００２６】まず予め真空槽３１内にセットしておいた
クロムのタブレット３５を電子ビームの照射位置に移動
させ、電子ビーム銃３２によって電子ビームを照射し、
加熱、蒸発させた。（ｂ）は、ノズルプレート４上にク
ロム膜１１を５０ｎｍ形成した状態を示している。続い
て、二酸化ケイ素のタブレット３６を電子ビームの照射
位置に移動させ、前記と同様加熱、蒸発させる。（ｃ）
は、前記クロム膜１１上に二酸化ケイ素膜１２を５０ｎ
ｍ形成した状態を示している。次に、セラミックス製タ
ブレット３７を電子ビームの照射位置に移動させ、電子
ビームを照射してセラミックスが蒸発しない様に加熱
し、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシランだけ
を２０秒間蒸発させた。（ｄ）は、前記二酸化ケイ素膜
１２上に撥水膜１０を形成した状態を示している。First, the chrome tablet 35 set in the vacuum chamber 31 is moved to the electron beam irradiation position, and the electron beam is irradiated by the electron beam gun 32.
Heated and evaporated. (B) shows a state in which the chromium film 11 is formed to 50 nm on the nozzle plate 4. Subsequently, the silicon dioxide tablet 36 is moved to the electron beam irradiation position, and heated and evaporated as described above. (C)
Is a silicon dioxide film 12 on the chromium film 11
m shows the state of being formed. Next, the ceramics tablet 37 was moved to the electron beam irradiation position, heated so as not to evaporate the ceramics by irradiation with the electron beam, and only heptadecafluorodecyltrimethoxysilane was evaporated for 20 seconds. (D) shows a state in which the water repellent film 10 is formed on the silicon dioxide film 12.
【００２７】以上で撥水処理を完了した。水との接触角
は１１０゜と高い撥水性が得られた。しかも、表面いず
れの場所でも１１０°であることより均質であることが
確認された。Thus, the water repellent treatment is completed. The contact angle with water was 110 ° and high water repellency was obtained. Moreover, it was confirmed to be homogeneous because the angle was 110 ° on any surface.
【００２８】ポリエーテルスルフォン樹脂製の第１基板
３と表面処理したノズルプレート４を張り合わせ、イン
クジェット記録ヘッドを組み立てた。製造したインクジ
ェット記録ヘッドを記録装置に装着して印字試験を行っ
たところ、印字乱れ等のトラブルは発生せず、良好な撥
水処理がなされたことを確認した。The first substrate 3 made of polyethersulfone resin and the surface-treated nozzle plate 4 were attached to each other to assemble an ink jet recording head. When the manufactured ink jet recording head was attached to a recording device and a printing test was conducted, it was confirmed that troubles such as print disturbance did not occur and that good water repellent treatment was performed.
【００２９】次にシリコンゴムによる擦り試験をしたと
ころ、１００００回擦った後にも水との接触角は９５°
以上あり、撥水効果が維持でき、長期にわたって印字品
質の高いインクジェット記録ヘッドを達成できた。Next, a rubbing test was carried out using silicone rubber, and the contact angle with water was 95 ° even after rubbing 10,000 times.
As described above, the water repellent effect can be maintained, and an ink jet recording head with high printing quality can be achieved for a long period of time.
【００３０】尚、前記加熱手段は、抵抗加熱等による方
法でもよく本実施例に限定されるものではない。また、
セラミックス製タブレットに含浸させる物質、及びノズ
ルプレートと撥水膜の間の層間膜も上記の材料、膜厚、
層数に限定されるものではない。The heating means may be a method using resistance heating or the like and is not limited to this embodiment. Also,
The material to be impregnated into the ceramic tablet, and the interlayer film between the nozzle plate and the water-repellent film are
The number of layers is not limited.
【００３１】以上インクジェット記録ヘッドの撥水方法
について実施例を挙げて説明してきたが、その材質や構
造は種々考えられ本実施例に限定されるものではないこ
とを記しておく。また、本処理方法で処理できるノズル
プレートの枚数は、１枚に限定されるものではなく一度
に大量の処理が可能であり、優れた量産性を得ることが
できる。Although the water repellent method of the ink jet recording head has been described with reference to the examples, it should be noted that various materials and structures thereof are conceivable and are not limited to the examples. Further, the number of nozzle plates that can be processed by this processing method is not limited to one, and a large amount of processing can be performed at one time, and excellent mass productivity can be obtained.
【００３２】（実施例２）本実施例におけるインクジェ
ット記録ヘッドは、実施例１と同様の構造のものであ
る。ノズルプレート４はステンレス製、第一基板３はポ
リエーテルスルフォン樹脂製。(Embodiment 2) The ink jet recording head in this embodiment has the same structure as that in Embodiment 1. The nozzle plate 4 is made of stainless steel, and the first substrate 3 is made of polyether sulfone resin.
【００３３】本実施例では、撥水処理はノズルプレート
４と第一基板３を張り合わせた後に行った。In the present embodiment, the water repellent treatment was performed after the nozzle plate 4 and the first substrate 3 were bonded together.
【００３４】実際の処理手順を以下で述べる。The actual processing procedure will be described below.
【００３５】図２は、本実施例で用いた蒸着装置の模式
図である。３１は真空槽。３２は電子ビーム銃。３３は
蒸着源となるタブレットを設置する円盤状のタブレット
設置台。蒸着すべき材料のタブレットはそれぞれタブレ
ット設置台３３の円周に沿って設置される。この台は図
示しない回転手段に接続されており、蒸着すべき材料の
タブレットは電子ビームが照射される位置に回転移動さ
れる機構になっている。３４は遮蔽板であり、電子ビー
ムの照射位置が開口している。FIG. 2 is a schematic diagram of the vapor deposition apparatus used in this embodiment. 31 is a vacuum tank. 32 is an electron beam gun. Reference numeral 33 is a disk-shaped tablet installation table on which a tablet serving as a vapor deposition source is installed. Each tablet of the material to be vapor-deposited is installed along the circumference of the tablet installation table 33. This table is connected to a rotating means (not shown), and the tablet of the material to be vapor-deposited has a mechanism in which it is rotated and moved to a position where the electron beam is irradiated. A shield plate 34 has an opening at an electron beam irradiation position.
【００３６】３７は撥水膜の蒸発源となるヘプタデカフ
ルオロデシルトリメトキシシランを予め含浸させた多孔
性の基体であるセラミックス製タブレット。３５はクロ
ムのタブレット。３６は二酸化ケイ素のタブレット。処
理すべきノズルプレート４と第一基板３を張り合わせた
張り合わせ基板７は、インクが吐出する面が蒸着源に向
くようにセットした。Reference numeral 37 is a ceramic tablet which is a porous substrate which is pre-impregnated with heptadecafluorodecyltrimethoxysilane serving as an evaporation source of the water repellent film. 35 is a chrome tablet. 36 is a silicon dioxide tablet. The bonded substrate 7 in which the nozzle plate 4 to be processed and the first substrate 3 were bonded together was set so that the surface on which ink was ejected faced the vapor deposition source.
【００３７】まず、真空槽３１内を排気口３０より図示
しない排気手段を用いて１０-5Ｔｏｒｒ以下まで排気し
た。排気後、処理工程に移る。First, the inside of the vacuum chamber 31 was exhausted from the exhaust port 30 to 10 -5 Torr or less by using an exhaust means (not shown). After evacuation, move to treatment process.
【００３８】図３は、本実施例によるノズルプレート４
表面の撥水処理工程を模式的に示した断面図である。態
様は実施例１と同様である。（ａ）は、処理前の張り合
わせ基板７のノズルプレート４に形成されたインク吐出
ノズル２近傍の断面図である。FIG. 3 shows a nozzle plate 4 according to this embodiment.
It is sectional drawing which showed the water-repellent treatment process of the surface typically. The aspect is the same as that of the first embodiment. (A) is a sectional view of the vicinity of the ink discharge nozzle 2 formed on the nozzle plate 4 of the bonded substrate stack 7 before processing.
【００３９】まず予め真空槽３１内にセットしておいた
クロムのタブレット３５を電子ビームの照射位置に移動
させ、電子ビーム銃３２によって電子ビームを照射し、
加熱、蒸発させた。（ｂ）は、ノズルプレート４上にク
ロム膜１１を５０ｎｍ形成した状態を示している。続い
て、二酸化ケイ素のタブレット３６を電子ビームの照射
位置に移動させ、前記と同様加熱、蒸発させる。（ｃ）
は、前記クロム膜１１上に二酸化ケイ素膜１２を５０ｎ
ｍ形成した状態を示している。次に、セラミックス製タ
ブレット３７を電子ビームの照射位置に移動させ、電子
ビームを照射してセラミックスが蒸発しない様に加熱
し、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシランだけ
を２０秒間蒸発させた。（ｄ）は、前記二酸化ケイ素膜
１２上に撥水膜１０を形成した状態を示している。First, the chromium tablet 35 set in the vacuum chamber 31 in advance is moved to the electron beam irradiation position, and the electron beam is irradiated by the electron beam gun 32.
Heated and evaporated. (B) shows a state in which the chromium film 11 is formed to 50 nm on the nozzle plate 4. Subsequently, the silicon dioxide tablet 36 is moved to the electron beam irradiation position, and heated and evaporated as described above. (C)
Is a silicon dioxide film 12 on the chromium film 11
m shows the state of being formed. Next, the ceramics tablet 37 was moved to the electron beam irradiation position, heated so as not to evaporate the ceramics by irradiation with the electron beam, and only heptadecafluorodecyltrimethoxysilane was evaporated for 20 seconds. (D) shows a state in which the water repellent film 10 is formed on the silicon dioxide film 12.
【００４０】以上で撥水処理を完了した。水との接触角
は１１０゜と高い撥水性が得られた。しかも、表面いず
れの場所でも１１０°であることより均質であることが
確認された。The water repellent treatment is completed as described above. The contact angle with water was 110 ° and high water repellency was obtained. Moreover, it was confirmed to be homogeneous because the angle was 110 ° on any surface.
【００４１】表面処理した張り合わせ基板７を用いてイ
ンクジェット記録ヘッドを組み立て、記録装置に装着し
て印字試験を行ったところ、印字乱れ等のトラブルは発
生せず、良好な撥水処理がなされたことを確認した。When an ink jet recording head was assembled using the surface-treated laminated substrate 7 and mounted in a recording device and a printing test was conducted, troubles such as print disturbance did not occur and good water repellent treatment was performed. It was confirmed.
【００４２】次にシリコンゴムによる擦り試験をしたと
ころ、１００００回擦った後にも水との接触角は９５°
以上あり、撥水効果が維持でき、長期にわたって印字品
質の高いインクジェット記録ヘッドを達成できた。Next, a rubbing test with silicon rubber was conducted, and the contact angle with water was 95 ° even after rubbing 10,000 times.
As described above, the water repellent effect can be maintained, and an ink jet recording head with high printing quality can be achieved for a long period of time.
【００４３】尚、前記加熱手段は、抵抗加熱等による方
法でもよく本実施例に限定されるものではない。また、
セラミックス製タブレットに含浸させる物質、及びノズ
ルプレートと撥水膜の間の層間膜も上記の材料、膜厚、
層数に限定されるものではない。The heating means may be a method using resistance heating or the like and is not limited to this embodiment. Also,
The material to be impregnated into the ceramic tablet, and the interlayer film between the nozzle plate and the water-repellent film are
The number of layers is not limited.
【００４４】以上インクジェット記録ヘッドの撥水方法
について実施例を挙げて説明してきたが、その材質や構
造は種々考えられ本実施例に限定されるものではないこ
とを記しておく。また、本処理方法で処理できるノズル
プレートの枚数は、１枚に限定されるものではなく一度
に大量の処理が可能であり、優れた量産性を得ることが
できる。Although the water repellent method of the ink jet recording head has been described with reference to the examples, it should be noted that various materials and structures thereof are conceivable and are not limited to the examples. Further, the number of nozzle plates that can be processed by this processing method is not limited to one, and a large amount of processing can be performed at one time, and excellent mass productivity can be obtained.
【００４５】（実施例３）図９は、本実施例におけるイ
ンクジェット記録ヘッドの一例を模式的に示した概略図
である。１は圧力室であり、ＰＺＴ素子または発熱体等
によってインク吐出のための圧力を得る部分である。５
はインク流路、２はインク吐出ノズルである。図１０
は、図９をＡ方向から見たインク吐出面の拡大概略図で
ある。３は第一基板であり、インク流路用のパターン溝
が形成されている。６は第二基板であり、平板状の基板
である。両者の張り合わせによってインク流路５は形成
される。第一基板３、第二基板６はガラス製である。本
実施例では、撥水処理は第一基板３と第二基板６を張り
合わせる前に行った。(Embodiment 3) FIG. 9 is a schematic view showing an example of an ink jet recording head in this embodiment. Reference numeral 1 denotes a pressure chamber, which is a portion for obtaining a pressure for ejecting ink by a PZT element, a heating element, or the like. 5
Is an ink flow path, and 2 is an ink ejection nozzle. Figure 10
FIG. 10 is an enlarged schematic view of an ink ejection surface when FIG. 9 is viewed from the A direction. Reference numeral 3 is a first substrate on which pattern grooves for ink flow paths are formed. Reference numeral 6 is a second substrate, which is a flat substrate. The ink flow path 5 is formed by bonding the both. The first substrate 3 and the second substrate 6 are made of glass. In this embodiment, the water repellent treatment is performed before the first substrate 3 and the second substrate 6 are bonded together.
【００４６】実際の処理手順を以下に述べる。The actual processing procedure will be described below.
【００４７】図５は、本実施例で用いた蒸着装置の模式
図である。３１は真空槽。３２は電子ビーム銃。３３は
蒸着源となるタブレットを設置する円盤状のタブレット
設置台。蒸着すべき材料のタブレットはそれぞれタブレ
ット設置台３３の円周に沿って設置される。この台は図
示しない回転手段に接続されており、蒸着すべき材料の
タブレットは電子ビームが照射される位置に回転移動さ
れる機構になっている。３４は遮蔽板であり、電子ビー
ムの照射位置が開口している。FIG. 5 is a schematic diagram of the vapor deposition apparatus used in this example. 31 is a vacuum tank. 32 is an electron beam gun. Reference numeral 33 is a disk-shaped tablet installation table on which a tablet serving as a vapor deposition source is installed. Each tablet of the material to be vapor-deposited is installed along the circumference of the tablet installation table 33. This table is connected to a rotating means (not shown), and the tablet of the material to be vapor-deposited has a mechanism in which it is rotated and moved to a position where the electron beam is irradiated. A shield plate 34 has an opening at an electron beam irradiation position.
【００４８】撥水膜の蒸発源としては、ヘプタデカフル
オロデシルトリメトキシシランを予め含浸させた多孔性
の基体であるセラミックス製タブレット３７を用意し、
セットした。処理すべき第一基板３及び第二基板６はイ
ンクが吐出する面が蒸着源に向くようにセットした。As the evaporation source of the water-repellent film, a ceramic tablet 37 which is a porous substrate impregnated with heptadecafluorodecyltrimethoxysilane in advance is prepared.
Set The first substrate 3 and the second substrate 6 to be treated were set so that the surface on which the ink was ejected faced the vapor deposition source.
【００４９】まず、真空槽３１内を排気口３０より図示
しない排気手段を用いて１０-5Ｔｏｒｒ以下まで排気し
た。排気後、処理に移る。First, the inside of the vacuum chamber 31 was exhausted from the exhaust port 30 to 10 -5 Torr or less by using an exhaust means (not shown). After evacuation, move to treatment.
【００５０】図７は、本実施例による第一基板３の撥水
処理工程を模式的に示した断面図である。（ａ）は、処
理前の第一基板３のインク吐出ノズル２近傍の断面図で
ある。FIG. 7 is a sectional view schematically showing the water repellent treatment process for the first substrate 3 according to this embodiment. (A) is a sectional view of the vicinity of the ink discharge nozzle 2 of the first substrate 3 before processing.
【００５１】排気後、予め真空槽３１内にセットしてお
いたセラミックス製タブレット３７に電子ビーム銃３２
によって電子ビームを照射し、セラミックスが蒸発しな
い様に加熱し、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシ
シランだけを２０秒間蒸発させ、撥水処理を行った。
（ｂ）は、処理後の第一基板３のインク吐出ノズル２近
傍の拡大断面図を示している。図示されるようにインク
吐出面には撥水膜１０が形成された。After evacuation, the electron beam gun 32 is attached to the ceramic tablet 37 which is set in the vacuum chamber 31 in advance.
Was irradiated with an electron beam to heat the ceramic so as not to evaporate, and only heptadecafluorodecyltrimethoxysilane was evaporated for 20 seconds to perform a water repellent treatment.
(B) shows an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the ink discharge nozzle 2 of the first substrate 3 after processing. As shown, the water repellent film 10 was formed on the ink ejection surface.
【００５２】同時に、第二基板６のインク吐出面に対し
ても同様の処理を行った。図８は、本実施例による第二
基板６の撥水処理工程を模式的に示した断面図である。
（ａ）は、処理前の第二基板６のインク吐出面近傍の断
面図である。（ｂ）は、処理後の第二基板６のインク吐
出面近傍の拡大断面図を示している。図示されるように
インク吐出面には撥水膜１０が形成された。At the same time, the same treatment was performed on the ink ejection surface of the second substrate 6. FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the water repellent treatment process of the second substrate 6 according to this embodiment.
(A) is a sectional view of the vicinity of the ink ejection surface of the second substrate 6 before processing. (B) is an enlarged cross-sectional view near the ink ejection surface of the second substrate 6 after the treatment. As shown, the water repellent film 10 was formed on the ink ejection surface.
【００５３】上記の処理で、いずれの基板においても水
との接触角は１１０゜と高い撥水性が得られた。しか
も、表面いずれの場所でも１１０°であることより均質
であることが確認された。By the above treatment, a high water repellency was obtained with a contact angle with water of 110 ° on any of the substrates. Moreover, it was confirmed to be homogeneous because the angle was 110 ° on any surface.
【００５４】表面処理した第１基板３と表面処理した第
二基板６を張り合わせ、インクジェット記録ヘッドを組
み立てた。製造したインクジェット記録ヘッドを記録装
置に装着して印字試験を行ったところ、印字乱れ等のト
ラブルは発生せず、良好な撥水処理がなされたことを確
認した。次にシリコンゴムによる擦り試験をしたとこ
ろ、１００００回擦った後にも水との接触角は９５°以
上あり、撥水効果が維持でき、長期にわたって印字品質
の高いインクジェット記録ヘッドを達成できた。The surface-treated first substrate 3 and the surface-treated second substrate 6 were bonded together to assemble an ink jet recording head. When the manufactured ink jet recording head was attached to a recording device and a printing test was conducted, it was confirmed that troubles such as print disturbance did not occur and that good water repellent treatment was performed. Next, a rubbing test with silicone rubber showed that the contact angle with water was 95 ° or more even after rubbing 10,000 times, the water repellent effect could be maintained, and an ink jet recording head with high printing quality could be achieved for a long time.
【００５５】尚、前記セラミックスの加熱手段は、抵抗
加熱等による方法でもよく本実施例に限定されるもので
はない。また、セラミックス製タブレットに含浸させる
物質も本実施例に限定されるものではない。The ceramic heating means may be resistance heating or the like, and is not limited to this embodiment. Also, the substance with which the ceramic tablet is impregnated is not limited to this example.
【００５６】以上インクジェット記録ヘッドの撥水方法
について実施例を挙げて説明してきたが、その材質や構
造は種々考えられ本実施例に限定されるものではないこ
とを記しておく。また、本処理方法で処理できるノズル
プレートの枚数は、１枚に限定されるものではなく一度
に大量の処理が可能であり、優れた量産性を得ることが
できる。Although the water repellent method of the ink jet recording head has been described with reference to the embodiments, it should be noted that various materials and structures thereof are conceivable and are not limited to the present embodiment. Further, the number of nozzle plates that can be processed by this processing method is not limited to one, and a large amount of processing can be performed at one time, and excellent mass productivity can be obtained.
【００５７】（実施例４）本実施例におけるインクジェ
ット記録ヘッドは実施例３と同様の構造のものである。
第一基板３及び第二基板６はガラス製である。(Embodiment 4) The ink jet recording head in this embodiment has the same structure as that in Embodiment 3.
The first substrate 3 and the second substrate 6 are made of glass.
【００５８】本実施例では、撥水処理は流路形成後の第
一基板３と第二基板６を張り合わせした後、即ち図９の
張り合わせ基板７の状態で行った。この状態で撥水処理
を施す際、従来の湿式法を用いると毛細管現象によりイ
ンク流路５に撥水用の溶液が吸い込まれてしまいインク
吐出ノズル２をふさいでしまうというトラブルが発生す
る。In the present embodiment, the water repellent treatment is performed after the first substrate 3 and the second substrate 6 after the passages are bonded, that is, in the state of the bonded substrate 7 in FIG. When performing the water repellent treatment in this state, if a conventional wet method is used, a problem occurs that the water repellent solution is sucked into the ink flow path 5 due to a capillary phenomenon and the ink discharge nozzle 2 is blocked.
【００５９】実際の処理手順を以下に述べる。The actual processing procedure will be described below.
【００６０】図６は、本実施例で用いた蒸着装置の概略
図である。３１は真空槽。３２は電子ビーム銃。３３は
蒸着源となるタブレットを設置する円盤状のタブレット
設置台。蒸着すべき材料のタブレットはそれぞれタブレ
ット設置台３３の円周に沿って設置される。この台は図
示しない回転手段に接続されており、蒸着すべき材料の
タブレットは電子ビームが照射される位置に回転移動さ
れる機構になっている。３４は遮蔽板であり、電子ビー
ムの照射位置が開口している。FIG. 6 is a schematic diagram of the vapor deposition apparatus used in this example. 31 is a vacuum tank. 32 is an electron beam gun. Reference numeral 33 is a disk-shaped tablet installation table on which a tablet serving as a vapor deposition source is installed. Each tablet of the material to be vapor-deposited is installed along the circumference of the tablet installation table 33. This table is connected to a rotating means (not shown), and the tablet of the material to be vapor-deposited has a mechanism in which it is rotated and moved to a position where the electron beam is irradiated. A shield plate 34 has an opening at an electron beam irradiation position.
【００６１】撥水膜の蒸発源としては、ヘプタデカフル
オロデシルトリメトキシシランを予め含浸させた多孔性
の基体であるセラミックス製タブレット３７を用意し、
セットした。処理すべき張り合わせ基板７はインクが吐
出する面が蒸着源に向くようにセットした。As the evaporation source of the water-repellent film, a ceramic tablet 37 which is a porous substrate impregnated with heptadecafluorodecyltrimethoxysilane in advance is prepared.
Set The laminated substrate 7 to be treated was set so that the surface on which the ink was ejected faced the vapor deposition source.
【００６２】その後、真空槽３１内を排気口３０より図
示しない排気手段を用いて１０-5Ｔｏｒｒ以下まで排気
した。Then, the inside of the vacuum chamber 31 was evacuated to 10 -5 Torr or less from the exhaust port 30 by using an exhaust means (not shown).
【００６３】排気後、予め真空槽３１内にセットしてお
いたセラミックス製タブレット３７に電子ビーム銃３２
によって電子ビームを照射し、セラミックスが蒸発しな
い様に加熱し、ヘプタデカフルオロデシルトリメトキシ
シランだけを２０秒間蒸発させ、インク吐出面に撥水膜
を形成した。After evacuation, the electron beam gun 32 is attached to the ceramic tablet 37 set in the vacuum chamber 31 in advance.
Was irradiated with an electron beam to heat the ceramic so as not to evaporate, and only heptadecafluorodecyltrimethoxysilane was evaporated for 20 seconds to form a water-repellent film on the ink ejection surface.
【００６４】上記の処理で、水との接触角は１１０゜と
高い撥水性が得られた。しかも、表面いずれの場所でも
１１０°であることより均質であることが確認された。
インク吐出ノズル２の穴づまりもないことを顕微鏡で確
認した。By the above treatment, the contact angle with water was 110 °, and high water repellency was obtained. Moreover, it was confirmed to be homogeneous because the angle was 110 ° on any surface.
It was confirmed with a microscope that the ink discharge nozzle 2 was not clogged.
【００６５】処理後、処理した張り合わせ基板７を用い
てインクジェット記録ヘッドを組み立て、記録装置に装
着して印字試験を行ったところ、印字乱れ等のトラブル
は発生せず、良好な撥水処理がなされたことを確認し
た。次にシリコンゴムによる擦り試験をしたところ、１
００００回擦った後にも水との接触角は９５°以上あ
り、撥水効果が維持でき、長期にわたって印字品質の高
いインクジェット記録ヘッドを達成できた。After the treatment, an ink jet recording head was assembled using the treated laminated substrate 7 and mounted in a recording device to perform a printing test. No trouble such as print disturbance was observed and good water repellent treatment was performed. I confirmed that. Then, a rubbing test with silicone rubber was performed.
Even after rubbing 0000 times, the contact angle with water was 95 ° or more, the water repellency effect could be maintained, and an ink jet recording head with high printing quality could be achieved for a long period of time.
【００６６】尚、前記セラミックスの加熱手段は、抵抗
加熱等による方法でもよく本実施例に限定されるもので
はない。また、セラミックス製タブレットに含浸させる
物質も本実施例に限定されるものではない。The ceramic heating means may be a method such as resistance heating or the like, and is not limited to this embodiment. Also, the substance with which the ceramic tablet is impregnated is not limited to this example.
【００６７】以上インクジェット記録ヘッドの撥水方法
について実施例を挙げて説明してきたが、その材質や構
造は種々考えられ本実施例に限定されるものではないこ
とを記しておく。また、本処理方法で処理できるノズル
プレートの枚数は、１枚に限定されるものではなく一度
に大量の処理が可能であり、優れた量産性を得ることが
できる。Although the water repellent method of the ink jet recording head has been described with reference to the embodiments, it should be noted that various materials and structures thereof are conceivable and not limited to the present embodiment. Further, the number of nozzle plates that can be processed by this processing method is not limited to one, and a large amount of processing can be performed at one time, and excellent mass productivity can be obtained.
【００６８】[0068]
【発明の効果】本発明によれば、インクジェット記録ヘ
ッドのノズル表面の撥水処理に際して、撥水材料を真空
槽内で蒸発させて撥水膜を形成するため、 ・湿式法で発生するインク吐出ノズルの穴づまりを回避
することができる。According to the present invention, in the water repellent treatment of the nozzle surface of the ink jet recording head, the water repellent material is evaporated in the vacuum chamber to form the water repellent film. It is possible to avoid clogging of the nozzle.
【００６９】・マスキング等の工程を経ることなく、処
理が必要とされるインクが吐出するノズル表面だけに容
易に撥水膜を形成することができる。A water-repellent film can be easily formed only on the nozzle surface from which the ink requiring treatment is ejected, without going through a process such as masking.
【００７０】・非常に簡単な工程で膜厚の制御された処
理が可能となる。It becomes possible to carry out a process with a controlled film thickness in a very simple process.
【００７１】・従って、工程管理が 容易になる。Therefore, process control becomes easy.
【００７２】・大面積に膜厚・膜質の均一な処理が可能
であり、一度に大量のヘッド用ノズル表面を処理するこ
とができる。It is possible to uniformly process the film thickness and film quality on a large area, and it is possible to process a large number of head nozzle surfaces at one time.
【００７３】・ノズル表面と撥水膜との間に密着性向上
のため層間膜が必要な場合、これらの膜を同一真空槽内
で連続して形成することができる。When an interlayer film is required between the nozzle surface and the water repellent film to improve the adhesion, these films can be continuously formed in the same vacuum chamber.
【００７４】・溶剤を用いないため、溶剤を回収・処理
する設備を必要としない。Since no solvent is used, no facility for collecting and treating the solvent is required.
【００７５】以上の効果により、高歩留り及びコスト低
減が図られる。With the above effects, high yield and cost reduction can be achieved.
【図１】実施例１において用いた蒸着装置の模式図。FIG. 1 is a schematic diagram of a vapor deposition device used in Example 1.
【図２】実施例２において用いた蒸着装置の模式図。FIG. 2 is a schematic diagram of a vapor deposition device used in Example 2.
【図３】実施例１、実施例２におけるノズルプレート表
面の撥水処理工程を模式的に示した断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the water repellent treatment process on the surface of the nozzle plate in Examples 1 and 2.
【図４】実施例１、実施例２におけるインクジェット記
録ヘッドの一例を模式的に示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an example of an inkjet recording head in Examples 1 and 2.
【図５】実施例３において用いた蒸着装置の模式図。5 is a schematic diagram of a vapor deposition device used in Example 3. FIG.
【図６】実施例４において用いた蒸着装置の模式図。FIG. 6 is a schematic diagram of a vapor deposition device used in Example 4.
【図７】実施例３における第一基板の撥水処理工程を模
式的に示した断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the water repellent treatment process of the first substrate in Example 3.
【図８】実施例３における第二基板の撥水処理工程を模
式的に示した断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the water repellent treatment process of the second substrate in Example 3.
【図９】実施例３、実施例４におけるインクジェット記
録ヘッドの一例を模式的に示す概略図。FIG. 9 is a schematic diagram schematically showing an example of an inkjet recording head in Examples 3 and 4.
【図１０】図９をＡ方向から見たインク吐出面の拡大概
略図。FIG. 10 is an enlarged schematic view of an ink ejection surface when FIG. 9 is viewed from the direction A.
１ 圧力室 ２ インク吐出ノズル ３ 第一基板 ４ ノズルプレート ５ インク流路 ６ 第二基板 ７ 張り合わせ基板 １０ 撥水膜 １１ クロム膜 １２ 二酸化ケイ素膜 ３０ 排気口 ３１ 真空槽 ３２ 電子ビーム銃 ３３ タブレット設置台 ３４ 遮蔽板 ３５ クロムのタブレット ３６ 二酸化ケイ素のタブレット ３７ セラミックス製タブレット 1 Pressure Chamber 2 Ink Ejection Nozzle 3 First Substrate 4 Nozzle Plate 5 Ink Flow Path 6 Second Substrate 7 Laminated Substrate 10 Water Repellent Film 11 Chromium Film 12 Silicon Dioxide Film 30 Exhaust Port 31 Vacuum Tank 32 Electron Beam Gun 33 Tablet Setting Table 34 Shielding plate 35 Chromium tablet 36 Silicon dioxide tablet 37 Ceramics tablet
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 2/045 2/055 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location B41J 2/045 2/055
Claims (3)
ジェット記録ヘッドの製造方法であって、前記インクジ
ェット記録ヘッドのインクが吐出するノズル表面に撥水
処理を施すに際して、フッ素を含む化合物を予め含浸さ
せた多孔性の基体を真空槽内で加熱し、該化合物を蒸発
させてノズル表面に撥水膜を形成することを特徴とする
インクジェット記録ヘッドの製造方法。1. A method of manufacturing an ink jet recording head used in an ink jet recording apparatus, wherein when a water repellent treatment is applied to a nozzle surface from which ink of the ink jet recording head is ejected, a compound containing fluorine is preliminarily impregnated. A method for manufacturing an ink jet recording head, wherein the substrate is heated in a vacuum chamber to evaporate the compound to form a water repellent film on the nozzle surface.
も一層の層間膜を形成することを特徴とする請求項１に
記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。2. The method for manufacturing an ink jet recording head according to claim 1, wherein at least one interlayer film is formed prior to forming the water repellent film.
ジェット記録ヘッドにおいて、インクが吐出するノズル
表面に請求項１、２に記載の処理方法のうち少なくとも
ひとつの方法で撥水膜が形成されていることを特徴とす
るインクジェット記録ヘッド。3. An ink jet recording head used in an ink jet recording apparatus, wherein a water repellent film is formed on at least one of the treatment methods according to claim 1 and 2 on a nozzle surface from which ink is ejected. Inkjet recording head.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29610492A JP3221101B2 (en) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | Ink jet recording head and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29610492A JP3221101B2 (en) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | Ink jet recording head and method of manufacturing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06143586A true JPH06143586A (en) | 1994-05-24 |
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| JP29610492A Expired - Fee Related JP3221101B2 (en) | 1992-11-05 | 1992-11-05 | Ink jet recording head and method of manufacturing the same |
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| JP3221101B2 (en) | 2001-10-22 |
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