JPH08309997A - Surface treatment of nozzle plate for ink jet printing head - Google Patents
Surface treatment of nozzle plate for ink jet printing headInfo
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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プリンタ
ーヘッドに用いるノズル板の表面処理方法に関し、とく
にノズル板表面の表面処理方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for treating the surface of a nozzle plate used in an ink jet printer head, and more particularly to a method for treating the surface of the nozzle plate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、コンピュータ出力の応用分野にお
けるノンインパクトプリンターの一方式であるインクジ
ェットプリンターにおいて、圧電体の圧電作用をインク
吐出の駆動力に応用した手段が、たとえば特公平４−４
８６２２号公報や、特開昭６３−２４７０５１号公報に
て提案されている。2. Description of the Related Art Conventionally, in an ink jet printer which is one type of non-impact printer in a computer output application field, a means for applying a piezoelectric action of a piezoelectric body to a driving force for ink ejection is disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 4-4.
It is proposed in Japanese Patent No. 8622 and Japanese Patent Laid-Open No. 63-247051.
【０００３】その代表的な構造とその製造方法は、圧電
性基板にインク流路のための微細な貫通した溝の加工を
施した後、その表面に電極膜を形成し、その後表面を研
磨加工し、溝内部に電極膜を残す。The typical structure and the manufacturing method thereof are as follows: After a fine through hole for an ink flow path is processed on a piezoelectric substrate, an electrode film is formed on the surface, and then the surface is polished. Then, the electrode film is left inside the groove.
【０００４】さらに溝内面に絶縁膜として気相合成法に
よるポリパラキシリレン樹脂からなるパリレン膜を形成
する。この絶縁膜はインクの不安定吐出の原因となるイ
ンクの電気分解による気泡発生とインクの変質を防ぐた
めの重要な構成体として位置づけられている。Further, a parylene film made of polyparaxylylene resin is formed as an insulating film on the inner surface of the groove by a vapor phase synthesis method. This insulating film is positioned as an important constituent for preventing the generation of bubbles and the deterioration of the ink due to the electrolysis of the ink, which causes the unstable ejection of the ink.
【０００５】以上のように作製した圧電性基板の溝を有
する面どうしを対向させて接着か、あるいは溝を有する
面上にガラスやセラミックや金属やあるいはプラスチッ
ク製の平板状の蓋を接着することによってインク流路を
形成する。[0005] The piezoelectric substrates manufactured as described above are adhered with the grooved surfaces facing each other, or a flat plate-shaped lid made of glass, ceramic, metal or plastic is adhered to the grooved surfaces. To form an ink flow path.
【０００６】さらにインク流路の一方の端部に直径３０
〜６０ミクロンのインク吐出孔を有した厚さ０．１ｍｍ
のノズル板を接着した後、電極に駆動回路を接続するこ
とによってインクジェットプリンターヘッドを構成して
る。このとき、ノズル板の材質としては、金属や、プラ
スチックや、セラミックス製ノズル板が有望視されてい
る。Further, a diameter 30 is provided at one end of the ink flow path.
0.1 mm thick with ~ 60 micron ink ejection holes
After adhering the nozzle plate of No. 1 to No. 3, an ink jet printer head is constructed by connecting a driving circuit to the electrodes. At this time, as the material of the nozzle plate, a nozzle plate made of metal, plastic, or ceramics is considered promising.
【０００７】圧電作用を利用したインクジェットプリン
ターヘッドの駆動原理は、各溝中に形成された電極に電
圧を印加すると溝を形成する隔壁が、その圧電作用のた
めにインク流路の容積を増大または減少せしめるように
変形する。そして、この減少の変形によって生じた圧力
が溝内部に充填されたインクに伝播し、インク吐出孔か
らインク滴として吐出するものである。The principle of driving an ink jet printer head utilizing the piezoelectric effect is that the partition wall forming the groove increases the volume of the ink flow path due to the piezoelectric effect when a voltage is applied to the electrodes formed in each groove. It transforms so as to reduce it. The pressure generated by this reduced deformation propagates to the ink filled in the groove and is ejected as an ink droplet from the ink ejection hole.
【０００８】一般にインクジェットプリンターヘッドに
用いるノズル板には、インク吐出孔において、メニスカ
スと呼ばれるインク液面を安定化させ、インク不吐出の
原因となるインク吐出孔内壁への気泡の付着をなくし、
吐出後のインク吐出孔周囲への残留インクの付着を防止
し、さらに水性あるいは非水性インクに対して化学的に
安定でなければならないことが要求されている。Generally, in a nozzle plate used in an ink jet printer head, an ink liquid surface called a meniscus is stabilized in an ink ejection hole, and bubbles are not attached to the inner wall of the ink ejection hole, which causes ink non-ejection.
It is required to prevent the residual ink from adhering to the periphery of the ink ejection hole after ejection and to be chemically stable to the aqueous or non-aqueous ink.
【０００９】そのためには、インクの吐出面はインクに
対して撥液性が要求され、これに対してインク吐出孔内
部とインク吐出裏面は、インクに対して親液性にするこ
とが要求されている。For that purpose, the ink ejection surface is required to be liquid repellent to the ink, whereas the inside of the ink ejection hole and the ink ejection rear surface are required to be lyophilic to the ink. ing.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなインクジェットプリンターヘッド用ノズル板を作
製するには困難な問題点が多い。However, there are many difficult problems in producing the nozzle plate for an ink jet printer head as described above.
【００１１】たとえばインク吐出面に撥液性被膜を被覆
後、インク吐出孔を放電加工やドリル加工やレーザー加
工の方法によって形成する方法では、加工の際に生ずる
応力や、あるいは加工時の熱による影響よって撥液性被
膜の剥離が生じる。For example, in a method of forming an ink ejection hole by a method such as electric discharge machining, drilling or laser machining after coating a liquid repellent coating on the ink ejection surface, it is caused by stress generated during machining or heat generated during machining. Due to the influence, peeling of the liquid repellent coating film occurs.
【００１２】また、平板状部材に貫通したインク吐出孔
を形成した後、撥液性被膜を被覆する方法では、インク
吐出面の撥液性被膜とインク吐出孔内部の親液性領域の
境界を明確に分離することは難しく、撥液性被膜がイン
ク吐出孔内部にまで回り込んでしまう。In addition, in the method of forming the ink discharge hole penetrating the flat plate member and then coating the liquid repellent film, the boundary between the liquid repellent film on the ink discharge surface and the lyophilic region inside the ink discharge hole is formed. It is difficult to separate them clearly, and the liquid repellent coating also wraps around inside the ink ejection holes.
【００１３】たとえば特開平０５ー７７４１７号公報に
は電鋳法によってニッケル製ノズル板を作製する際に電
鋳基板上にノズル板が形成されている状態で、インク吐
出面の裏面をレジストによって被覆し、その後、ノズル
板を電鋳基板より剥離し、テフロン共析メッキを行い、
最後にインク吐出裏面のレジストを除去する方法が開示
されいる。For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 05-77417, when a nozzle plate made of nickel is produced by an electroforming method, the back surface of the ink ejection surface is covered with a resist in a state where the nozzle plate is formed on the electroformed substrate. After that, the nozzle plate is peeled off from the electroformed substrate, and Teflon eutectoid plating is performed.
Finally, a method of removing the resist on the back surface of ink ejection is disclosed.
【００１４】しかしながら、この製造方法ではメッキ層
の等方成長によってインク吐出孔の孔径を縮小させてし
まう。このため、印字状態が不安定になったり、またイ
ンク吐出孔周囲に発生するメッキの異常成長による異物
によってインク滴の吐出が不安定になったり、インク滴
の吐出方向が曲がってしまう現象が生じる。However, in this manufacturing method, the hole diameter of the ink discharge hole is reduced by the isotropic growth of the plating layer. As a result, the phenomenon that the printing state becomes unstable, the ejection of ink droplets becomes unstable due to foreign matter due to abnormal growth of plating that occurs around the ink ejection holes, and the ejection direction of the ink droplets bends occurs. .
【００１５】さらにまた、この方法は電鋳法によるノズ
ル板のみに限定されてしまうため、他の材質、たとえば
コストメリットが期待できるプラスチック製ノズル板の
表面処理には不適当である。Further, since this method is limited to the nozzle plate formed by electroforming, it is unsuitable for surface treatment of other materials, for example, plastic nozzle plate which can be expected to be cost-effective.
【００１６】本発明の目的は、上記課題を解決して、イ
ンク吐出面にはインクに対して撥液性を、またインク吐
出孔内部とインク吐出裏面は、インクに対して親液性に
することによってインク滴の安定吐出を可能にさせ、吐
出後のノズル孔周囲への残留インクの付着がない撥液性
を備え、さらに水性あるいは非水性インクに対して化学
的に安定なインクジェットプリンターヘッド用ノズル板
の表面処理方法を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above problems and make the ink ejection surface lyophobic to the ink, and the inside of the ink ejection hole and the ink ejection back surface are lyophilic to the ink. Inkjet printer head that enables stable ejection of ink droplets, has liquid repellency that prevents residual ink from adhering around the nozzle holes after ejection, and is chemically stable against aqueous or non-aqueous ink. It is to provide a surface treatment method for a nozzle plate.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のインクジェットプリンターヘッド用ノズル
板の表面処理方法は、下記記載の方法を採用する。In order to achieve the above object, a method for surface treatment of a nozzle plate for an ink jet printer head according to the present invention employs the following method.
【００１８】本発明のインクジェットプリンターヘッド
用ノズル板の表面処理方法は、インクを吐出する吐出面
を一方に有する平板状の部材からなり、平板状部材の所
定の位置にインクを吐出する貫通したインク吐出孔を有
するインクジェットプリンターヘッド用ノズル板に、平
板状部材のインク吐出面のインク吐出孔をドライフィル
ムレジストによって塞ぐ工程と、インク吐出裏面とイン
ク吐出孔内部を充填材によって被覆する工程と、インク
の吐出面にフッ素樹脂微粒子を含有するメッキ被膜を被
覆する工程と、ドライフィルムレジストと充填材を除去
する工程とを有することを特徴とする。The surface treatment method for a nozzle plate for an ink jet printer head according to the present invention comprises a flat plate member having an ejection surface for ejecting ink on one side, and a penetrating ink for ejecting ink to a predetermined position of the flat plate member. In a nozzle plate for an inkjet printer head having ejection holes, a step of closing the ink ejection holes on the ink ejection surface of the flat plate member with a dry film resist, a step of covering the ink ejection back surface and the inside of the ink ejection holes with a filler, The method is characterized by including a step of coating the ejection surface with a plating film containing fine particles of fluororesin and a step of removing the dry film resist and the filler.
【００１９】本発明のインクジェットプリンターヘッド
用ノズル板の表面処理方法は、インクを吐出する吐出面
を一方に有する平板状の部材からなり、平板状部材の所
定の位置にインクを吐出する貫通したインク吐出孔を有
するインクジェットプリンターヘッド用ノズル板に、平
板状部材のインク吐出面のインク吐出孔をドライフィル
ムレジストによって塞ぐ工程の後、インク吐出裏面とイ
ンク吐出孔内部に親液性となる膜を膜形成する工程を有
することを特徴とする。The surface treatment method for a nozzle plate for an ink jet printer head according to the present invention comprises a flat plate member having a discharge surface for discharging ink on one side, and a penetrating ink for discharging ink at a predetermined position of the flat plate member. After the step of closing the ink ejection holes on the ink ejection surface of the flat plate member with the dry film resist on the nozzle plate for the ink jet printer head having the ejection holes, a film that becomes lyophilic is formed on the back surface of the ink ejection and the inside of the ink ejection holes. It is characterized by having a step of forming.
【００２０】[0020]
【作用】一般に撥液性は固体表面の臨界表面張力と密接
な関係があり、表面張力の値が小さいほど撥液性は向上
することが知られている。通常、テフロンに代表される
フッ素樹脂微粒子を含有するメッキ被膜の表面張力は１
５〜１８ダイン／ｃｍ程度であり著しい撥液性を呈す
る。In general, the liquid repellency is closely related to the critical surface tension of the solid surface, and it is known that the smaller the surface tension value, the higher the liquid repellency. Usually, the surface tension of a plating film containing fluororesin fine particles typified by Teflon is 1
It has a liquid repellency of about 5 to 18 dynes / cm.
【００２１】したがって、このようなメッキ被膜をノズ
ル板のインクが吐出される吐出面のみに被覆することに
より吐出後のノズル孔周囲への残留インクの付着を防止
することが可能である。Therefore, by coating such a plating film only on the ejection surface of the nozzle plate on which ink is ejected, it is possible to prevent the residual ink from adhering to the periphery of the nozzle hole after ejection.
【００２２】一方、インク吐出孔においてメニスカスと
呼ばれるインク液面を安定化させ、しかもインク不吐出
の原因となるインク吐出孔内壁への気泡の付着をなくす
ためにはインク吐出孔内部とインク吐出裏面は、インク
に対して親液性にする必要がある。本発明の表面処理方
法はそのための手段を提供するものである。On the other hand, in order to stabilize the ink liquid surface called a meniscus in the ink ejection hole and to prevent bubbles from adhering to the inner wall of the ink ejection hole which causes ink non-ejection, the inside of the ink ejection hole and the back surface of the ink ejection hole are Must be lyophilic with respect to the ink. The surface treatment method of the present invention provides a means therefor.
【００２３】本発明のノズル板の表面処理方法では、ま
ず最初にノズル板のインク吐出面全面にネガ型のドライ
フィルムレジストを貼り、インク吐出裏面から露光す
る。このときインク吐出孔内部とインク吐出裏面の親液
性を安定化するためにドライフィルムレジストを露光
後、クロムなどの金属膜や酸化シリコンなどの酸化膜を
あらかじめインク吐出孔内部とインク吐出裏面に被覆し
ておいてもよい。In the method for treating the surface of the nozzle plate of the present invention, first, a negative dry film resist is applied to the entire surface of the nozzle plate where the ink is to be ejected, and the back surface of the ink is ejected. At this time, in order to stabilize the lyophilicity inside the ink ejection hole and the back surface of the ink ejection, after exposing the dry film resist, a metal film such as chromium or an oxide film such as silicon oxide is preliminarily applied inside the ink ejection hole and the back surface of the ink ejection. It may be covered.
【００２４】その後、インク吐出裏面とインク吐出孔内
部を充填材によって被覆する。この充填材はドライフィ
ルムレジストの現像処理と後工程で行うメッキ工程に対
して不活性であり、かつメッキ後、容易に除去できるも
のが望ましい。After that, the back surface of the ink ejection and the inside of the ink ejection hole are covered with a filler. It is desirable that this filler is inert to the development process of the dry film resist and the plating process performed in the subsequent process, and can be easily removed after the plating.
【００２５】その後、ドライフィルムレジストを現像す
る。その結果、ノズル板はインク吐出面のみが露頭した
状態になる。この状態でフッ素樹脂微粒子含有メッキ被
膜を形成する。After that, the dry film resist is developed. As a result, only the ink ejection surface of the nozzle plate is exposed. In this state, the fluororesin fine particle-containing plating film is formed.
【００２６】そしてフッ素樹脂微粒子含有メッキ被膜を
形成後、ドライフィルムレジストと充填材とを剥離除去
する。After forming the fluororesin fine particle-containing plating film, the dry film resist and the filler are peeled and removed.
【００２７】このようにして作成したノズル板は、イン
ク吐出面のみにメッキが被覆されており、インク吐出孔
内部への回り込みもなく、親液領域と撥液領域とを明確
に区別することが可能となり、インクによるメニスカス
も安定する。In the nozzle plate thus formed, only the ink ejection surface is coated with plating, so that the lyophilic area and the lyophobic area can be clearly distinguished without sneaking into the inside of the ink ejection hole. It becomes possible, and the meniscus by the ink becomes stable.
【００２８】[0028]
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例における
インクジェットプリンターヘッド用ノズル板の表面処理
方法を説明する。図１は本発明の実施例における表面処
理方法を適用する薄板状のインクジェットプリンターヘ
ッド用ノズル板を示す斜視図である。図２から図６は本
発明の第１の実施例におけるインクジェットプリンター
ヘッド用ノズル板の表面処理方法を示し、インク吐出孔
部を拡大して示す工程断面図である。以下、図１の斜視
図と、図２から図６の工程断面図に沿って説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for surface treatment of a nozzle plate for an ink jet printer head in an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a thin plate nozzle plate for an inkjet printer head to which a surface treatment method according to an embodiment of the present invention is applied. 2 to 6 show a method of surface treatment of a nozzle plate for an ink jet printer head in a first embodiment of the invention, and are process sectional views showing enlarged ink ejection hole portions. A description will be given below with reference to the perspective view of FIG. 1 and the process cross-sectional views of FIGS.
【００２９】はじめに図１と図２に示すように、本発明
によるインクジェットプリンターヘッド用ノズル板を作
製するためには、まず長さ５０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ
０．１ｍｍのインク吐出のための円形の貫通した孔を有
するノズル板１のインク吐出面３上の全面に、ネガ型の
ドライフィルムレジスト１１を被覆する。First, as shown in FIGS. 1 and 2, in order to manufacture a nozzle plate for an ink jet printer head according to the present invention, first, a circular shape for ejecting ink having a length of 50 mm, a width of 5 mm and a thickness of 0.1 mm. The negative dry film resist 11 is coated on the entire surface of the ink ejection surface 3 of the nozzle plate 1 having the through holes.
【００３０】ノズル板１は電鋳法によって作製したニッ
ケル板であるが、他の材質、たとえば塑性加工によって
ノズル孔を形成したステンレス鋼板や、あるいは射出成
型法によって作製したプラスチック材料のノズル板でも
よい。The nozzle plate 1 is a nickel plate produced by an electroforming method, but may be made of another material, for example, a stainless steel plate having nozzle holes formed by plastic working or a nozzle plate made of a plastic material produced by an injection molding method. .
【００３１】インク吐出面３のインク吐出孔２の直径は
３５ミクロンであり、その裏面の直径は１００ミクロン
であり、インクをスムーズに供給し、まっすぐに吐出さ
せるため、その断面形状はテーパー状になっている。The diameter of the ink ejection hole 2 on the ink ejection surface 3 is 35 μm, and the diameter of the back surface thereof is 100 μm. In order to smoothly supply the ink and eject it straight, its cross-sectional shape is tapered. Has become.
【００３２】ドライフィルムレジスト１１の形成方法
は、厚さ２５ミクロンのドライフィルムレジスト１１を
あらかじめ温度６０℃〜８０℃に加熱したノズル板１
に、ラミネーターを用いてコートする。The method for forming the dry film resist 11 is as follows: The nozzle plate 1 in which the dry film resist 11 having a thickness of 25 μm is heated to a temperature of 60 ° C. to 80 ° C. in advance.
Then, coat with a laminator.
【００３３】その後、ノズル板１のインク吐出裏面５よ
り光量１５０〜２００ｍＪ／ｃｍ2の紫外線（ＵＶ）照
射を行い露光し、温度８０℃で時間１０分程度加熱す
る。この結果、ドライフィルムレジスト１１はインク吐
出孔２上にコートした部分のみが現像液に不溶化するこ
とになる。Then, ultraviolet rays (UV) having a light amount of 150 to 200 mJ / cm 2 are irradiated from the ink ejection back surface 5 of the nozzle plate 1 for exposure, and heating is performed at a temperature of 80 ° C. for about 10 minutes. As a result, only the portion of the dry film resist 11 coated on the ink ejection holes 2 becomes insoluble in the developing solution.
【００３４】つぎに図３に示すように、インク吐出裏面
５より充填材１２を流し込み、インク吐出裏面５とイン
ク吐出孔内部６を被覆する。この充填材１２はドライフ
ィルムレジスト１１の現像処理と後工程で行うメッキ工
程に対して不活性であり、かつメッキ後、容易に除去で
きるものが望ましい。Next, as shown in FIG. 3, the filling material 12 is poured from the ink ejection back surface 5 to cover the ink ejection back surface 5 and the ink ejection hole interior 6. It is desirable that the filler 12 is inert to the development process of the dry film resist 11 and the plating process performed in the subsequent process, and can be easily removed after the plating.
【００３５】本発明の実施例では、充填材１２としては
具体的には商品名マスクエース（太陽化工（株））に代
表されるメッキ用マスキング材を用い、インク吐出面の
裏面５よりスピンコート法によって、膜厚が１００ミク
ロンになるように形成した。In the embodiment of the present invention, as the filling material 12, specifically, a masking material for plating represented by Mask Ace (Taiyo Kako Co., Ltd.) is used, and spin coating is performed from the back surface 5 of the ink ejection surface. By the method, it was formed to have a film thickness of 100 μm.
【００３６】そして充填材１２を塗布後、１時間自然乾
燥し、さらに温度１００℃で１時間加熱処理する。この
とき充填材１２とドライフィルムレジスト１１との密着
性を向上させるために、１ｋｇ／ｃｍ2 程度の圧力で加
圧しながら加熱することが望ましい。After the filler 12 is applied, it is naturally dried for 1 hour and further heat-treated at a temperature of 100 ° C. for 1 hour. At this time, in order to improve the adhesion between the filler 12 and the dry film resist 11, it is desirable to heat while applying a pressure of about 1 kg / cm 2 .
【００３７】つぎにドライフィルムレジスト１１を炭酸
ナトリウム水溶液を現像液としてスプレー現像する。こ
の結果、ノズル板１は、図４に示すようにインク吐出面
３のみが露出した状態になる。Next, the dry film resist 11 is spray-developed using a sodium carbonate aqueous solution as a developing solution. As a result, as shown in FIG. 4, the nozzle plate 1 is in a state in which only the ink ejection surface 3 is exposed.
【００３８】この状態で図５に示すように、ドライフィ
ルムレジスト１１から露出したインク吐出面にフッ素樹
脂微粒子含有メッキ被膜４の形成をメッキ処理により行
う。このメッキ処理は電解メッキあるいは無電解メッキ
とのいずれのメッキ方法でも可能である。In this state, as shown in FIG. 5, the fluororesin fine particle-containing plating film 4 is formed by plating on the ink ejection surface exposed from the dry film resist 11. This plating treatment can be performed by either electroplating or electroless plating.
【００３９】本発明の実施例では商品名カニフロン（日
本カニゼン（株））と呼ばれる無電解メッキを採用し
て、フッ素樹脂微粒子含有メッキ被膜４を形成した。In the examples of the present invention, electroless plating called trade name Kaniflon (Japan Kanigen Co., Ltd.) was adopted to form the fluororesin fine particle-containing plating film 4.
【００４０】フッ素樹脂微粒子含有メッキ被膜４のメッ
キ厚は、メッキ液への浸漬時間によってコントロール可
能であり、本発明の実施例では３ミクロンの膜厚とし
た。The plating thickness of the fluororesin fine particle-containing plating film 4 can be controlled by the immersion time in the plating solution, and in the embodiment of the present invention, the film thickness was 3 μm.
【００４１】このフッ素樹脂微粒子含有メッキ被膜４の
被膜中には、直径０．２ミクロンのフッ素樹脂微粒子が
２０〜３０ｖｏｌ％の範囲で均一に分散含有しているこ
とが電子顕微鏡観察によって確認されている。It was confirmed by electron microscope observation that the fluororesin fine particle-containing plating film 4 contained the fluororesin fine particles having a diameter of 0.2 μm uniformly dispersed in the range of 20 to 30 vol%. There is.
【００４２】つぎにドライフィルムレジスト１１を濃度
１％の水酸化ナトリウム水溶液中に浸漬することにより
剥離する。その後、充填材１２であるマスクエースをト
ルエン中に浸漬することによって剥離する。Next, the dry film resist 11 is removed by immersing it in a sodium hydroxide aqueous solution having a concentration of 1%. Then, the mask ace which is the filler 12 is peeled off by immersing it in toluene.
【００４３】このようにして図６に示すようなインク吐
出面３のみにフッ素樹脂微粒子含有メッキ被膜４を被覆
するノズル板１を完成する。In this way, the nozzle plate 1 for coating the fluororesin fine particle-containing plating film 4 only on the ink ejection surface 3 as shown in FIG. 6 is completed.
【００４４】さらに、フッ素樹脂微粒子含有メッキ被膜
４表面の硬度を高くし、耐摩耗性を上昇させ、撥液性を
向上させるために充填材１２を剥離後、３００〜４００
℃で熱処理してもよい。Further, in order to increase the hardness of the surface of the fluororesin fine particle-containing plated coating 4 and to increase the wear resistance and liquid repellency, the filler 12 is peeled off, and then 300 to 400
It may be heat-treated at ° C.
【００４５】さらにまたノズル板１の撥液性をより確実
にし、撥液性の耐ワイピング性を向上させるために、ド
ライフィルムレジスト１１と充填材１２とを剥離する前
に、フッ素樹脂微粒子含有メッキ被膜４上に商品名サイ
トップ（旭硝子（株））に代表される塗布型のフッ素樹
脂を０．１ミクロン以下の膜厚でスピンコート法や浸漬
法によって被覆しておいてもよい。Further, in order to further secure the liquid repellency of the nozzle plate 1 and improve the liquid repellency and wiping resistance, the fluororesin fine particle-containing plating is performed before the dry film resist 11 and the filler 12 are peeled off. The coating film 4 may be coated with a coating type fluororesin typified by Cytop (Asahi Glass Co., Ltd.) in a film thickness of 0.1 micron or less by a spin coating method or a dipping method.
【００４６】本発明の実施例の効果を確認するために、
比較用ノズル板としてノズル板全体にフッ素樹脂微粒子
含有メッキ被膜４を被覆したノズル板を作製し、インク
ジェットプリンターヘッドを組み立て、水を７５重量％
含有する水性インクを注入して吐出試験を行った。In order to confirm the effect of the embodiment of the present invention,
As a nozzle plate for comparison, a nozzle plate was prepared by coating the entire nozzle plate with the fluorine resin fine particle-containing plating film 4, and the inkjet printer head was assembled.
A discharge test was conducted by injecting the contained aqueous ink.
【００４７】その結果、比較用ノズル板を用いたインク
ジェットプリンターヘッドはインクの吐出方向がランダ
ムに曲がってしまう現象が観察された。As a result, it was observed that in the ink jet printer head using the comparative nozzle plate, the ink ejection direction was randomly bent.
【００４８】しかしながら図６に示すような本発明のノ
ズル板を用いて作製したインクジェットプリンターヘッ
ドは、組立直後から常に安定な吐出が可能であり、さら
に常温下１ヶ月放置した後でもインクの吐出方向が曲が
る現象は観察されず、安定なインク吐出が可能であっ
た。However, the ink jet printer head manufactured by using the nozzle plate of the present invention as shown in FIG. 6 can always perform stable ejection immediately after assembling, and the ejection direction of ink even after left at room temperature for 1 month. No phenomenon of bending was observed, and stable ink ejection was possible.
【００４９】つぎに本発明の第２の実施例におけるイン
クジェットプリンターヘッド用ノズル板の表面処理方法
を説明する。図１は本発明の実施例における表面処理方
法を適用する薄板状のインクジェットプリンターヘッド
用ノズル板を示す斜視図である。図７から図１２は本発
明の第２の実施例におけるインクジェットプリンターヘ
ッド用ノズル板の表面処理方法を示し、インク吐出孔部
を拡大して示す工程断面図である。以下、図１の斜視図
と、図７から図１２の工程断面図に沿って説明する。Next, the surface treatment method for the nozzle plate for the ink jet printer head in the second embodiment of the present invention will be explained. FIG. 1 is a perspective view showing a thin plate nozzle plate for an inkjet printer head to which a surface treatment method according to an embodiment of the present invention is applied. 7 to 12 show a method of surface treatment of a nozzle plate for an ink jet printer head in a second embodiment of the present invention, and are process sectional views showing enlarged ink ejection hole portions. Hereinafter, description will be given with reference to the perspective view of FIG. 1 and the process cross-sectional views of FIGS.
【００５０】まずはじめに図１と図７とに示すように、
第１の実施例と同じ長さ５０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ０．
１ｍｍのインク吐出のための円形の貫通した孔を有する
ノズル板２１のインク吐出面３上の全面にネガ型のドラ
イフィルムレジスト１１を被覆する。First, as shown in FIGS. 1 and 7,
Same as the first embodiment, length 50 mm, width 5 mm, thickness 0.
A negative dry film resist 11 is coated on the entire surface of the ink ejection surface 3 of a nozzle plate 21 having a circular through hole for ejecting 1 mm of ink.
【００５１】このノズル板２１はポリサルフォン製のプ
ラスチック板である。インク吐出面３のインク吐出孔２
の直径は３５ミクロンで、その裏面の直径は１００ミク
ロンのテーパーの断面形状である。The nozzle plate 21 is a plastic plate made of polysulfone. Ink ejection hole 2 of ink ejection surface 3
Has a diameter of 35 microns, and the back surface has a tapered cross-sectional shape of 100 microns.
【００５２】ドライフィルムレジスト１１は厚さ２５ミ
クロンであり、あらかじめ６０℃〜８０℃の温度に加熱
したノズル板１にラミネーターを用いてコートする。The dry film resist 11 has a thickness of 25 μm and is coated on the nozzle plate 1 which has been heated to a temperature of 60 ° C. to 80 ° C. in advance by using a laminator.
【００５３】その後、ノズル板２１裏面のインク吐出裏
面５より光量１５０〜２００ｍＪ／ｃｍ2 の紫外線（Ｕ
Ｖ）照射を行い露光し、温度８０℃で時間１０分程度加
熱処理する。After that, ultraviolet rays (U) having a light amount of 150 to 200 mJ / cm 2 are emitted from the ink ejection back surface 5 on the back surface of the nozzle plate 21.
V) Irradiate and expose, and heat-treat at a temperature of 80 ° C. for about 10 minutes.
【００５４】この結果、ドライフィルムレジスト１１
は、インク吐出孔２上にコートした部分のみが現像液に
不溶化することになる。As a result, the dry film resist 11
Means that only the portion coated on the ink ejection hole 2 becomes insoluble in the developing solution.
【００５５】つぎに図８に示すように、インク吐出裏面
５とインク吐出孔内部６とに、親液性となる親液性被膜
１５を形成する。Next, as shown in FIG. 8, a lyophilic coating 15 which is lyophilic is formed on the ink ejection back surface 5 and the ink ejection hole interior 6.
【００５６】この親液性被膜１５は、真空蒸着法やスパ
ッリング法のドライプロセスや、メッキ法やゾルゲル法
のウェットプロセスにより、酸化物膜や金属膜からな
る。そして、インクに対して親液性となる親液性被膜１
５の厚さは、０．１ミクロン以上になるように膜形成す
る。The lyophilic film 15 is made of an oxide film or a metal film by a dry process such as a vacuum deposition method or a sparring method or a wet process such as a plating method or a sol-gel method. Then, the lyophilic film 1 which becomes lyophilic to the ink
The film of No. 5 is formed to have a thickness of 0.1 micron or more.
【００５７】この親液性被膜１５を形成することによっ
て、インク吐出裏面５とインク吐出孔内部６のインクに
対する親液性は確実なものとなる。By forming the lyophilic film 15, the lyophilicity of the ink on the ink ejection back surface 5 and the ink ejection holes 6 is ensured.
【００５８】その後、図９に示すようにインク吐出裏面
５より充填材１２を流し込み、インク吐出裏面５とイン
ク吐出孔内部６を被覆する。Thereafter, as shown in FIG. 9, the filling material 12 is poured from the ink ejection back surface 5 to cover the ink ejection back surface 5 and the ink ejection hole interior 6.
【００５９】つぎに図１０に示すように、ドライフィル
ムレジスト１１を、炭酸ナトリウム水溶液を現像液とし
てスプレー現像現像処理する。この結果、ノズル板２１
は、インク吐出面３のみが露出した状態になる。Next, as shown in FIG. 10, the dry film resist 11 is subjected to spray development processing using an aqueous solution of sodium carbonate as a developing solution. As a result, the nozzle plate 21
Is in a state where only the ink ejection surface 3 is exposed.
【００６０】その後、図１１に示すようにフッ素樹脂微
粒子含有メッキ被膜４を、ドライフィルムレジスト１１
から露出したインク吐出面３にメッキ法により形成す
る。Then, as shown in FIG. 11, the fluororesin fine particle-containing plating film 4 is applied to the dry film resist 11
It is formed on the ink ejection surface 3 exposed from above by a plating method.
【００６１】その後ドライフィルムレジスト１１と充填
材１２とを溶解剥離する。このようにして図１２に示す
ようなインク吐出面３のみにフッ素樹脂微粒子含有メッ
キ被膜４を形成することができる。After that, the dry film resist 11 and the filler 12 are dissolved and peeled off. In this way, the fluororesin fine particle-containing plating film 4 can be formed only on the ink ejection surface 3 as shown in FIG.
【００６２】さらに、インク吐出裏面５とインク吐出孔
内部６には親液性被膜１５を形成している。Furthermore, a lyophilic film 15 is formed on the ink ejection back surface 5 and the ink ejection hole interior 6.
【００６３】このようにしてフッ素樹脂微粒子含有メッ
キ被膜４と親液性被膜１５とを被覆したノズル板２１が
完成する。In this way, the nozzle plate 21 coated with the fluororesin fine particle-containing plating film 4 and the lyophilic film 15 is completed.
【００６４】また第１の実施例と同様に、第２の実施例
においてもフッ素樹脂微粒子含有メッキ被膜４表面の硬
度を高くし、耐摩耗性を上昇させ、撥液性を向上させる
ために３００〜４００℃の温度で熱処理してもよい。As in the first embodiment, in the second embodiment as well, in order to increase the hardness of the surface of the fluororesin fine particle-containing plating film 4 to increase the wear resistance and improve the liquid repellency, You may heat-process at the temperature of -400 degreeC.
【００６５】さらに撥液性をより確実にし、撥液性の耐
ワイピング性を向上させるためにドライフィルムレジス
ト１１と充填材１２とを剥離する前に、フッ素樹脂微粒
子含有メッキ被膜４上に、商品名サイトップ（旭硝子
（株））に代表される塗布型のフッ素樹脂を０．１ミク
ロン以下の膜厚でコートしてもよい。Further, before the dry film resist 11 and the filler 12 are peeled off in order to further secure the liquid repellency and improve the liquid repellency and the wiping resistance, the product is coated on the fluororesin fine particle-containing plating film 4. A coating type fluororesin typified by famous CYTOP (Asahi Glass Co., Ltd.) may be coated to a film thickness of 0.1 micron or less.
【００６６】本発明の第２の実施例の効果を確認するた
めに、第１の実施例と同様に比較用ノズル板としてノズ
ル全体にフッ素樹脂微粒子を含有するメッキ４を被覆し
たノズル板を作製し、インクジェットプリンターヘッド
を組み立て、水を７５重量％含有する水性インクを注入
し、吐出試験を行った。In order to confirm the effect of the second embodiment of the present invention, a nozzle plate in which the whole nozzle is coated with plating 4 containing fine particles of fluororesin is prepared as a comparative nozzle plate in the same manner as in the first embodiment. Then, the inkjet printer head was assembled, a water-based ink containing 75% by weight of water was injected, and a discharge test was performed.
【００６７】その結果、比較用ノズル板を用いて組み立
てたインクジェットプリンターヘッドは、組立直後から
インクの吐出方向がランダムに曲がってしまう現象が観
察された。As a result, in the ink jet printer head assembled using the comparative nozzle plate, a phenomenon was observed in which the ink ejection direction was randomly bent immediately after the assembly.
【００６８】これに対して、本発明の第２の実施例のノ
ズル板を用いて作製したインクジェットプリンターヘッ
ドは、常温下１ヶ月放置後もインクの吐出方向が曲がる
現象は観察されず、常に安定なインク吐出が可能であっ
た。On the other hand, in the ink jet printer head manufactured by using the nozzle plate of the second embodiment of the present invention, the phenomenon that the ink ejection direction is bent is not observed even after left at room temperature for 1 month, and it is always stable. It was possible to eject various inks.
【００６９】[0069]
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明の表面処理方法によるインクジェットプリンターヘッ
ド用ノズル板を用いることにより、インクの吐出面には
インクに対して撥液性を、またインク吐出孔内部とイン
クの吐出面の裏面は、インクに対して親液性にする。こ
のことによってインク滴の安定吐出を可能にさせ、吐出
後のノズル孔周囲への残留インクの付着がなく、さらに
水性あるいは非水性インクに対して化学的に安定なイン
クジェットプリンターヘッド用ノズル板の表面処理方法
を提供することが可能である。その結果、インクジェッ
トプリンターの信頼性を向上させる効果がある。As is apparent from the above examples, by using the nozzle plate for an ink jet printer head according to the surface treatment method of the present invention, the ink ejection surface has liquid repellency with respect to the ink and ink. The inside of the ejection hole and the back surface of the ejection surface of the ink are made lyophilic with respect to the ink. This enables stable ejection of ink droplets, there is no residual ink around the nozzle holes after ejection, and the surface of the nozzle plate for inkjet printer heads is chemically stable against aqueous or non-aqueous ink. A treatment method can be provided. As a result, there is an effect of improving the reliability of the inkjet printer.
【図１】本発明の実施例における薄板状のインクジェッ
トプリンターヘッド用ノズル板の製造方法を示す斜視図
である。FIG. 1 is a perspective view illustrating a method for manufacturing a thin plate nozzle plate for an inkjet printer head according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例におけるインクジェットプリン
ターヘッド用ノズル板の製造方法を表す工程断面図であ
る。FIG. 2 is a process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a nozzle plate for an inkjet printer head in an example of the present invention.
【図３】本発明の実施例におけるインクジェットプリン
ターヘッド用ノズル板の製造方法を表す工程断面図であ
る。FIG. 3 is a process cross-sectional view showing a method for manufacturing a nozzle plate for an inkjet printer head in an example of the present invention.
【図４】本発明の実施例におけるインクジェットプリン
ターヘッド用ノズル板の製造方法を表す工程断面図であ
る。FIG. 4 is a process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a nozzle plate for an inkjet printer head in an example of the present invention.
【図５】本発明の実施例におけるインクジェットプリン
ターヘッド用ノズル板の製造方法を表す工程断面図であ
る。FIG. 5 is a process cross-sectional view showing a method for manufacturing a nozzle plate for an inkjet printer head in an example of the present invention.
【図６】本発明の実施例におけるインクジェットプリン
ターヘッド用ノズル板の製造方法を表す工程断面図であ
る。FIG. 6 is a process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a nozzle plate for an inkjet printer head in an example of the present invention.
【図７】本発明の実施例におけるインクジェットプリン
ターヘッド用ノズル板の製造方法を表す工程断面図であ
る。FIG. 7 is a process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a nozzle plate for an inkjet printer head in an example of the present invention.
【図８】本発明の実施例におけるインクジェットプリン
ターヘッド用ノズル板の製造方法を表す工程断面図であ
る。FIG. 8 is a process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a nozzle plate for an inkjet printer head in an example of the present invention.
【図９】本発明の実施例におけるインクジェットプリン
ターヘッド用ノズル板の製造方法を表す工程断面図であ
る。FIG. 9 is a process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a nozzle plate for an inkjet printer head in an example of the present invention.
【図１０】本発明の実施例におけるインクジェットプリ
ンターヘッド用ノズル板の製造方法を表す工程断面図で
ある。FIG. 10 is a process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a nozzle plate for an inkjet printer head in an example of the present invention.
【図１１】本発明の実施例におけるインクジェットプリ
ンターヘッド用ノズル板の製造方法を表す工程断面図で
ある。FIG. 11 is a process cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a nozzle plate for an inkjet printer head in an example of the present invention.
【図１２】本発明の実施例におけるインクジェットプリ
ンターヘッド用ノズル板の製造方法を表す工程断面図で
ある。FIG. 12 is a process cross-sectional view showing a method for manufacturing a nozzle plate for an inkjet printer head in an example of the present invention.
１ ノズル板 ２ インク吐出孔 ３ インク吐出面 ４ フッ素樹脂微粒子含有メッキ被膜 ５ インク吐出裏面 １１ ドライフィルムレジスト １２ 充填材 １５ 親液性被膜 ２１ ノズル板 1 Nozzle Plate 2 Ink Ejection Hole 3 Ink Ejection Surface 4 Fluorine Resin Fine Particle-Containing Plating Film 5 Ink Ejection Back Surface 11 Dry Film Resist 12 Filling Material 15 Lipophilic Film 21 Nozzle Plate
Claims (2)
平板状の部材からなり、平板状部材の所定の位置にイン
クを吐出する貫通したインク吐出孔を有するインクジェ
ットプリンターヘッド用ノズル板に、平板状部材のイン
ク吐出面のインク吐出孔をドライフィルムレジストによ
って塞ぐ工程と、インク吐出裏面とインク吐出孔内部を
充填材によって被覆する工程と、インクの吐出面にフッ
素樹脂微粒子を含有するメッキ被膜を被覆する工程と、
ドライフィルムレジストと充填材を除去する工程とを有
することを特徴とするインクジェットプリンターヘッド
用ノズル板の表面処理方法。1. A nozzle plate for an ink jet printer head, comprising a flat plate-shaped member having an ejection surface for ejecting ink on one side, and having a penetrating ink ejection hole for ejecting ink at a predetermined position of the flat plate-shaped member. A step of closing the ink ejection holes on the ink ejection surface of the plate-shaped member with a dry film resist, a step of covering the ink ejection back surface and the inside of the ink ejection holes with a filler, and a plating film containing fluororesin fine particles on the ink ejection surface. The step of coating,
A method for surface treatment of a nozzle plate for an inkjet printer head, which comprises a step of removing a dry film resist and a filler.
平板状の部材からなり、平板状部材の所定の位置にイン
クを吐出する貫通したインク吐出孔を有するインクジェ
ットプリンターヘッド用ノズル板に、平板状部材のイン
ク吐出面のインク吐出孔をドライフィルムレジストによ
って塞ぐ工程の後、インク吐出裏面とインク吐出孔内部
に親液性となる膜を膜形成する工程を有することを特徴
とするインクジェットプリンターヘッド用ノズル板の表
面処理方法。2. A nozzle plate for an inkjet printer head, comprising a flat plate-shaped member having an ejection surface for ejecting ink on one side, and having a penetrating ink ejection hole for ejecting ink at a predetermined position of the flat plate-shaped member. Inkjet printer head including a step of forming a lyophilic film on the back surface of ink ejection and the inside of the ink ejection hole after the step of closing the ink ejection hole on the ink ejection surface of the plate-shaped member with a dry film resist Treatment method for nozzle plate for automobile.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11883495A JPH08309997A (en) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | Surface treatment of nozzle plate for ink jet printing head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11883495A JPH08309997A (en) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | Surface treatment of nozzle plate for ink jet printing head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08309997A true JPH08309997A (en) | 1996-11-26 |
Family
ID=14746315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11883495A Pending JPH08309997A (en) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | Surface treatment of nozzle plate for ink jet printing head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08309997A (en) |
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