JPH08318628A - Manufacture of ink-jet recording head - Google Patents
Manufacture of ink-jet recording headInfo
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- JPH08318628A JPH08318628A JP12607195A JP12607195A JPH08318628A JP H08318628 A JPH08318628 A JP H08318628A JP 12607195 A JP12607195 A JP 12607195A JP 12607195 A JP12607195 A JP 12607195A JP H08318628 A JPH08318628 A JP H08318628A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はインクを吐出して記録用
紙上に文字記号等を表出するインクジェット記録ヘッド
に関し、特に複数の吐出口を有するノズル板の改良に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording head for ejecting ink to express characters and symbols on a recording sheet, and more particularly to improvement of a nozzle plate having a plurality of ejection ports.
【０００２】[0002]
【従来の技術】インクジェット記録ヘッドの価値は、印
字品質と印字速度で決まる。優れた印字品質は、高い画
素位置精度つまり高い着弾精度が必須であり、これはイ
ンク吐出方向の高精度化と、均一な吐出速度により達成
できる。また、印字速度の向上はインク吐出後の圧力室
への急速なインク補充が重要な要素である。2. Description of the Related Art The value of an ink jet recording head is determined by printing quality and printing speed. Excellent print quality requires high pixel position accuracy, that is, high landing accuracy, and this can be achieved by high accuracy in the ink ejection direction and uniform ejection speed. In addition, rapid ink replenishment to the pressure chamber after ink ejection is an important factor for improving the printing speed.
【０００３】高印字品質且つ高速印字のインクジェット
記録ヘッドのノズル板に要求される品質は、ノズル表面
の撥水性と、ノズル内面の親水性と、ノズル表面の耐ワ
イピング性と、適正なノズル内面形状である。それぞれ
について、以下に説明する。The quality required for a nozzle plate of an ink jet recording head for high-quality printing and high-speed printing includes water repellency of the nozzle surface, hydrophilicity of the inner surface of the nozzle, wiping resistance of the nozzle surface, and proper shape of the inner surface of the nozzle. Is. Each will be described below.
【０００４】ノズル表面の撥水性が劣ると、ノズル表面
にインクが付着しインク吐出方向を乱し、着弾精度を劣
化させる。またノズル表面は、ゴムブレード等によるワ
イピング動作を受けるが、これにより撥水性が劣化しな
い耐擦過性も必要である。When the water repellency of the nozzle surface is poor, ink adheres to the nozzle surface, disturbs the ink ejection direction, and deteriorates the landing accuracy. Further, the nozzle surface is subject to wiping operation by a rubber blade or the like, but it is also necessary to have scratch resistance so that water repellency is not deteriorated by this.
【０００５】圧力室内に気泡が存在すると、インクを吐
出するための圧力の一部が気泡に吸収され、インク吐出
速度にバラツキが生じ、着弾精度を劣化させる。特に、
インク吐出圧力に影響の大きい圧力室とノズル板との繋
ぎ目は、凹凸や段差を防ぐ配慮が重要である。ノズル穴
内面形状も凹凸や段差の無い円滑な流路形状を構成し、
気泡残留やインクの乱流を防ぐ工夫が必要である。When air bubbles are present in the pressure chamber, a part of the pressure for ejecting ink is absorbed by the air bubbles, which causes variations in the ink ejection speed and deteriorates the landing accuracy. In particular,
At the joint between the pressure chamber, which greatly affects the ink ejection pressure, and the nozzle plate, it is important to consider unevenness and steps. The inner surface of the nozzle hole also has a smooth flow path shape without irregularities or steps,
It is necessary to take measures to prevent residual air bubbles and turbulent ink flow.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、吐出
方向の確保と吐出速度のバラツキの最小化により着弾位
置精度を高めた、且つ応答性の優れたインクジェット記
録ヘッドを提供する事である。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an ink jet recording head having improved accuracy of landing position and excellent responsiveness by ensuring the ejection direction and minimizing variations in the ejection speed. .
【０００７】[0007]
【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記録ヘッドは下記記載の方法を
採用する。In order to achieve the above object, the ink jet recording head of the present invention adopts the method described below.
【０００８】インクを吐出して記録用紙上に文字記号等
を表出するインクジェット記録ヘッドであって、記録用
紙に向かってインクを吐出する複数のノズル口を有する
ノズル板と、ノズル板のノズル口に連通する複数の圧力
室と、該圧力室に対応して配設した複数の機械的変位発
生部とを有し、ノズル板は、ノズル板全面にポリテトラ
フロロエチレンを含むニッケル燐複合鍍金を施した後
に、ノズル板の裏面からノズル板に垂直にエキシマレー
ザー光を照射することにより、ノズル板裏面のポリテト
ラフロロエチレンを選択的に除去すると共に微細な凹凸
を形成することを特徴とする。An ink jet recording head for ejecting ink to express characters and symbols on a recording sheet, the nozzle plate having a plurality of nozzles for ejecting ink toward the recording sheet, and the nozzle port of the nozzle plate A plurality of pressure chambers communicating with the pressure chambers and a plurality of mechanical displacement generating portions arranged corresponding to the pressure chambers, and the nozzle plate has a nickel-phosphorus composite plating containing polytetrafluoroethylene on the entire nozzle plate. After the application, by applying an excimer laser beam from the back surface of the nozzle plate vertically to the nozzle plate, polytetrafluoroethylene on the back surface of the nozzle plate is selectively removed and fine irregularities are formed.
【０００９】[0009]
【実施例】図１は本発明にかかわる高速インクジェット
プリンタの一実施例を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an embodiment of a high speed ink jet printer according to the present invention.
【００１０】インクジェット記録ヘッド１００は、プリ
ンタ本体の図示せぬ制御部からの信号に基づいてインク
を吐出し、記録用紙７００に文字記号等を表出する。The ink jet recording head 100 ejects ink on the basis of a signal from a control unit (not shown) of the printer body, and expresses characters and symbols on the recording paper 700.
【００１１】キャリッジ２００は、インクジェット記録
ヘッド１００を搭載しており、第１のキャリッジ軸３０
０と第２のキャリッジ軸３０１により直線移動可能に案
内されており、更にキャリッジベルト４００が固着して
いる。キャリッジベルト４００はプーリー６００を介し
てキャリッジモーター５００に連結している。プリンタ
本体の図示せぬ制御部からの信号に基づいてキャリッジ
モーター５００を駆動する事で、インクジェット記録ヘ
ッド１００を記録用紙７００の搬送方向と直角の方向に
往復搬送する。The carriage 200 carries the ink jet recording head 100, and the first carriage shaft 30.
0 and the second carriage shaft 301 guide the linear movement so that the carriage belt 400 is fixed. The carriage belt 400 is connected to the carriage motor 500 via a pulley 600. By driving the carriage motor 500 based on a signal from a control unit (not shown) of the printer body, the inkjet recording head 100 is reciprocally conveyed in a direction perpendicular to the conveyance direction of the recording sheet 700.
【００１２】プラテン８００は記録用紙７００を巻回
し、図示せぬピンチローラーと協働して記録用紙７００
を挟持している。プラテン８００には紙送りモーター９
００が直結している。プリンタ本体の図示せぬ制御部か
らの信号に基づいて紙送りモーター９００を駆動する
と、これに応じて記録用紙７００が搬送される。インク
ジェット記録ヘッド１００と記録用紙７００との隙間
は、お互いが接触しない程度の１〜１．５ｍｍに設定し
てある。The platen 800 winds the recording paper 700 and cooperates with a pinch roller (not shown) to form the recording paper 700.
Is sandwiched. The platen 800 has a paper feed motor 9
00 is directly connected. When the paper feed motor 900 is driven based on a signal from a control unit (not shown) of the printer body, the recording paper 700 is conveyed in response to this. The gap between the ink jet recording head 100 and the recording paper 700 is set to 1 to 1.5 mm so that they do not contact each other.
【００１３】次に図２を用いて本発明の実施例のインク
ジェット記録ヘッド１００を説明する。図２は、インク
ジェット記録ヘッド１００の一部を破断して示す斜視図
である。Next, the ink jet recording head 100 of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a perspective view showing a part of the inkjet recording head 100 in a cutaway manner.
【００１４】圧電素子１０３は、インク吐出の圧力を発
生するための機械的変位の発生源であり、圧電素材と電
極素材が多数の層状に形成されており、圧電素材と電極
素材との間に電圧を印加することにより機械的に変位す
る。圧電素子１０３は、直線状の溝加工により複数に分
断してある。溝により分断された圧電素子壁部１０３ａ
が、電圧の印加により機械的変位を生じる部分である。The piezoelectric element 103 is a source of mechanical displacement for generating a pressure for ejecting ink, in which a piezoelectric material and an electrode material are formed in many layers, and between the piezoelectric material and the electrode material. It is mechanically displaced by applying a voltage. The piezoelectric element 103 is divided into a plurality of pieces by machining a linear groove. Piezoelectric element wall portion 103a divided by the groove
Is a portion that causes mechanical displacement when a voltage is applied.
【００１５】圧電素子１０３には、それぞれの圧電素子
壁部１０３ａに共通した共通電極部１０３ｃと、電気的
に独立したそれぞれの圧電素子壁部１０３ａの給電部１
０３ｂとが設けてある。所望の給電部１０３ｂと共通電
極部１０３ｃとの間に電位差を与えることにより、所望
の圧電素子壁部１０３ａに機械的な変位が生じる。In the piezoelectric element 103, a common electrode portion 103c common to the respective piezoelectric element wall portions 103a and a feeding portion 1 of each of the piezoelectric element wall portions 103a which are electrically independent.
And 03b are provided. By applying a potential difference between the desired power feeding portion 103b and the common electrode portion 103c, mechanical displacement occurs in the desired piezoelectric element wall portion 103a.
【００１６】圧電素子１０３の溝本数はノズル口部７３
の２倍数設け、圧電素子壁部１０３ａの半数はインク吐
出のための圧力を生じるための機械的変位発生用であ
り、残りの半数は機械的変位を支える支柱となってい
る。The number of grooves of the piezoelectric element 103 is equal to the nozzle opening 73.
Of the piezoelectric element wall portion 103a, half of the piezoelectric element wall portions 103a are for generating mechanical displacement for generating pressure for ejecting ink, and the other half are pillars for supporting the mechanical displacement.
【００１７】圧電素子壁部１０３ａの前部にはシール板
１０６を接着し、圧電素子壁部１０３ａの後部には封止
板１０７を接着することで、溝加工された圧電素子壁部
１０３ａの機械的強度を確保している。By attaching a seal plate 106 to the front portion of the piezoelectric element wall portion 103a and a sealing plate 107 to the rear portion of the piezoelectric element wall portion 103a, the machine of the grooved piezoelectric element wall portion 103a is performed. It secures the physical strength.
【００１８】シール板１０６と封止板１０７の接着後
に、圧電素子壁部１０３ａとシール板１０６と封止板１
０７との上面は、３者同時に同時加工し同一面を形成す
る。この面に、３〜５０μｍの金属薄板構成のダイヤフ
ラム１０４の下面をエポキシ系接着剤で接着する。これ
により、圧電素子壁部１０３ａの機械的変位が、ダイヤ
フラム１０４へ伝わる構成になっている。After the sealing plate 106 and the sealing plate 107 are bonded, the piezoelectric element wall portion 103a, the sealing plate 106 and the sealing plate 1
The upper surface of 07 and the upper surface of 07 are simultaneously processed to form the same surface. The lower surface of the diaphragm 104 having a thin metal plate structure of 3 to 50 μm is bonded to this surface with an epoxy adhesive. As a result, the mechanical displacement of the piezoelectric element wall portion 103a is transmitted to the diaphragm 104.
【００１９】液室上板１０５は、複数の供給口１０５ａ
と、液室上板凹部１０５ｂと、圧力室１０５ｃと、圧力
室口１０５ｄを有する。液室上板１０５には共通のイン
ク供給路である液室上板凹部１０５ｂを設け、その液室
上板凹部１０５ｂの底部にはノズル口部７３と同数の供
給口１０５ａを設ける。液室上板１０５の下面には、供
給口１０５ａと同数の圧力室１０５ｃが圧電素子壁部１
０３ａと同方向に設けてある。The liquid chamber upper plate 105 has a plurality of supply ports 105a.
And a liquid chamber upper plate recess 105b, a pressure chamber 105c, and a pressure chamber port 105d. The liquid chamber upper plate 105 is provided with a liquid chamber upper plate recess 105b that is a common ink supply path, and the same number of supply ports 105a as the nozzle ports 73 are provided at the bottom of the liquid chamber upper plate recess 105b. On the lower surface of the liquid chamber upper plate 105, the same number of pressure chambers 105c as the supply ports 105a are provided.
It is provided in the same direction as 03a.
【００２０】圧力室１０５ｃの後端は供給口１０５ａ
が、また前端には圧力室口１０５ｄが設けてある。供給
口１０５ａの断面積は、圧力室１０５ｃの圧力の逃げを
少なくし且つインク補充を可能とする流路抵抗に設定す
る。供給口１０５ａから圧力室１０５ｃまでの間の断面
積は、徐々に大きくした形状とする。圧力室１０５ｃか
ら圧力室口１０５ｄまでの断面積は徐々に小さくし、圧
力室口１０５ｄの形状はノズル口部７３の反対側の形状
に合わせる。A supply port 105a is provided at the rear end of the pressure chamber 105c.
However, a pressure chamber port 105d is provided at the front end. The cross-sectional area of the supply port 105a is set to a flow path resistance that reduces the pressure escape of the pressure chamber 105c and enables ink replenishment. The cross-sectional area from the supply port 105a to the pressure chamber 105c is gradually increased. The cross-sectional area from the pressure chamber 105c to the pressure chamber opening 105d is gradually reduced, and the shape of the pressure chamber opening 105d is adjusted to the shape on the opposite side of the nozzle opening 73.
【００２１】液室上板１０５の下面とダイヤフラム１０
４の上面とはエポキシ系接着剤で接着することで、機械
的強度を得ると共に複数の圧力室１０５ｃ間のシール性
を確保する。この液室上板１０５とダイヤフラム１０４
との接着シール性の確保による圧力室１０５ｃの圧力の
漏れ防止が、インク吐出速度を均一化するために重要で
ある。The lower surface of the liquid chamber upper plate 105 and the diaphragm 10
The upper surface of No. 4 is bonded with an epoxy adhesive to obtain mechanical strength and ensure sealing performance between the plurality of pressure chambers 105c. This liquid chamber upper plate 105 and diaphragm 104
It is important to prevent the pressure of the pressure chamber 105c from leaking by ensuring the adhesive sealing property with respect to the ink discharge speed to be uniform.
【００２２】上記の液室上板１０５とダイヤフラム１０
４の接着の時、それぞれの圧力室１０５ｃの位置は、ダ
イヤフラム１０４を介してそれぞれの圧電素子壁部１０
３ａと対抗する位置に合わせて接着する。これにより、
圧電素子壁部１０３ａの機械的変位がダイヤフラム１０
４を介して圧力室１０５ｃに伝わる構成をとる。The liquid chamber upper plate 105 and the diaphragm 10 described above.
4, when the pressure chambers 105c are bonded to each other, the positions of the pressure chambers 105c are fixed to the piezoelectric element wall portions 10 via the diaphragm 104.
3A is adhered so as to be aligned with the position opposite to 3a. This allows
The mechanical displacement of the piezoelectric element wall portion 103a is caused by the diaphragm 10
It is configured to be transmitted to the pressure chamber 105c via No. 4.
【００２３】圧電素子１０３の端面に設けたシール板１
０６と、ダイヤフラム１０４の端面と、液室上板１０５
の端面は、３者の接着後に同時加工し同一面とし、ノズ
ル板接着面を形成する。Seal plate 1 provided on the end face of the piezoelectric element 103
06, the end surface of the diaphragm 104, and the liquid chamber upper plate 105.
The end faces of No. 1 and No. 3 are simultaneously processed after the three members are bonded to each other to form the same surface to form a nozzle plate bonding surface.
【００２４】ノズル板１０１は、インクを吐出する複数
のノズル口部７３を有し、上記ノズル板接着面にエポキ
シ系接着剤でインク漏れの無いように封止接着する。ノ
ズル板１０１のノズル口部７３と圧力室口１０５ｄとの
位置を十分に合わせことがインク吐出方向の安定化に重
要である。The nozzle plate 101 has a plurality of nozzle openings 73 for ejecting ink and is sealed and adhered to the nozzle plate adhering surface with an epoxy adhesive so as to prevent ink leakage. Sufficient alignment between the nozzle openings 73 of the nozzle plate 101 and the pressure chamber openings 105d is important for stabilizing the ink ejection direction.
【００２５】液室上板１０５の上面には、上板１０９を
重ねて封止接合する。これにより、液室上板凹部１０５
ｂと上板１０９によりインク溜めを形成する。An upper plate 109 is superposed on the upper surface of the liquid chamber upper plate 105 and sealed and joined. Thereby, the liquid chamber upper plate recess 105
An ink reservoir is formed by b and the upper plate 109.
【００２６】上板１０９はインクタンク用穴１０９ａを
有し、インクタンク用穴１０９ａにはインクを保有する
インクタンク１１１の結合突起部１１１ａが入ってい
る。The upper plate 109 has a hole 109a for an ink tank, and the hole 109a for an ink tank has a coupling projection 111a of an ink tank 111 holding ink.
【００２７】インクタンク１１１のインクは、液室上板
凹部１０５ｂから供給口１０５ａ経て圧力室１０５ｃ入
り、圧電素子１０３による圧力をダイヤフラム１０４を
介して受け、ノズル口部７３から記録用紙７００に向か
って吐出する。The ink in the ink tank 111 enters the pressure chamber 105c from the liquid chamber upper plate recess 105b through the supply port 105a, receives the pressure of the piezoelectric element 103 through the diaphragm 104, and from the nozzle port 73 toward the recording paper 700. Discharge.
【００２８】次に、図３と図４と図５と図６を用いてノ
ズル板１０１の詳細を説明する。図３はノズル板１０１
を示す斜視図である。図４はノズル口部７３の断面形状
を説明するための拡大図である。図５はノズル板１０１
にポリテトラフロロエチテンを含むニッケル燐複合鍍金
をほどこした後の状態を説明する図である。図６の左側
ではノズル板１０１にポリテトラフロロエチテンを含む
ニッケル燐複合鍍金をほどこした後にエキシマレーザー
光の照射を説明し、図６の右側はエキシマレーザー光の
照射後の鍍金状態を説明する図である。Next, the details of the nozzle plate 101 will be described with reference to FIGS. 3, 4, 5, and 6. FIG. 3 shows the nozzle plate 101.
FIG. FIG. 4 is an enlarged view for explaining the cross-sectional shape of the nozzle mouth portion 73. FIG. 5 shows the nozzle plate 101.
FIG. 3 is a diagram illustrating a state after nickel-phosphorus composite plating containing polytetrafluoroethitene is applied to FIG. On the left side of FIG. 6, irradiation of excimer laser light is described after the nozzle plate 101 is plated with nickel-phosphorus composite plating containing polytetrafluoroethene, and on the right side of FIG. 6, the plating state after irradiation of excimer laser light is described. It is a figure.
【００２９】図３及び図４において、ノズル本体５５は
ニッケル、ステンレス鋼、鉄ニッケル合金等の金属製の
厚さ２０〜１００μｍの一枚の薄板状であり、電気鋳造
法、フォトエッチング加工、塑性加工等により形成す
る。In FIGS. 3 and 4, the nozzle body 55 is made of a metal such as nickel, stainless steel, iron-nickel alloy or the like and has a thin plate shape of 20 to 100 μm. It is formed by processing.
【００３０】ノズル板１０１は、インクを吐出する直径
３０〜４０μｍの正方形の複数のノズル口部７３を有す
る。ノズル穴内面７７の形状は、角錘台形状の穴であ
る。ノズル板１０１のノズル口部７３の反対側の形状
は、圧力室口１０５ｄと一致させてあり、圧力室口１０
５ｄとの繋ぎ目に段差や凹凸の生じない流路形状として
いる。ノズル板１０１と圧力室口１０５ｄの繋ぎ目に段
差や凹凸が有る場合には、この部分に気泡が残留し、イ
ンクを吐出する圧力が吸収されてしまい吐出速度の不均
一を生じてしまう。The nozzle plate 101 has a plurality of square nozzle openings 73 having a diameter of 30 to 40 μm for ejecting ink. The shape of the nozzle hole inner surface 77 is a truncated pyramid shape hole. The shape of the nozzle plate 101 on the opposite side of the nozzle opening portion 73 is made to coincide with the pressure chamber opening 105d.
The flow path has no step or unevenness at the joint with 5d. When there is a step or unevenness at the joint between the nozzle plate 101 and the pressure chamber port 105d, bubbles remain in this portion, the pressure for ejecting ink is absorbed, and the ejection speed becomes uneven.
【００３１】本実施例は単純な角錐台状の内面形状とし
ているが、圧力室口１０５ｄの形状に合わせて、例えば
円錐状でもよいし、またビール瓶の上半分の形状ように
曲面を多用した円滑な形状であってもよい。In the present embodiment, the inner surface shape is a simple truncated pyramid shape, but it may be, for example, a conical shape according to the shape of the pressure chamber port 105d, or a smooth curved surface such as the upper half of a beer bottle is used. It may have any shape.
【００３２】次に、ノズル本体５５の表面処理工程を説
明する。Next, the surface treatment process of the nozzle body 55 will be described.
【００３３】図４及び図５に示しように、ノズル本体５
５の全面には、０．１〜０．５μｍのほぼ球形のポリテ
トラフロロエチレン等の重合体を含むニッケル燐複合鍍
金５７を施す。その表面は、ニッケル燐鍍金８１により
ポリテトラフロロエチレン等の重合体７９を抱え込む構
成となっており、撥水性が確保されている。As shown in FIGS. 4 and 5, the nozzle body 5
The entire surface of 5 is coated with nickel-phosphorus composite plating 57 containing a polymer such as polytetrafluoroethylene having a spherical shape of 0.1 to 0.5 μm. The surface thereof has a structure in which a polymer 79 such as polytetrafluoroethylene is held by nickel phosphorus plating 81, and water repellency is secured.
【００３４】ポリテトラフロロエチレン等の重合体を含
むニッケル燐複合鍍金５７は、鍍金後３００〜４００℃
の高温で熱処理することにより、ニッケル燐の硬度を向
上させる。これにより、ニッケル燐鍍金８１が摩耗しに
くくなり、ワイピング動作による擦過動作を受けても、
ポリテトラフロロエチレン等の重合体７９の抱え込みが
維持でき、高い撥水性を確保でき、優れた耐久性が得ら
れる。この時、ノズル穴内面７７もノズル裏面７５も同
様の表面状態になる。The nickel-phosphorus composite plating 57 containing a polymer such as polytetrafluoroethylene is 300 to 400 ° C. after plating.
The heat treatment at a high temperature improves the hardness of nickel phosphorus. As a result, the nickel-phosphorus plating 81 is less likely to wear, and even if it is subjected to the rubbing operation by the wiping operation,
The retention of the polymer 79 such as polytetrafluoroethylene can be maintained, high water repellency can be secured, and excellent durability can be obtained. At this time, the nozzle hole inner surface 77 and the nozzle back surface 75 are in the same surface state.
【００３５】図６の左側に示すように、鍍金と熱処理を
終えたノズル本体５５は、ノズルの裏面側の方向からノ
ズル本体５５に垂直にエキシマレーザー光を照射する。
これにより、図６の右側に示すようにポリテトラフロロ
エチレン等の重合体を含むニッケル燐複合鍍金５７のポ
リテトラフロロエチレン等の重合体７９が昇華し消滅
し、ニッケル燐鍍金８１のみが残る。As shown on the left side of FIG. 6, the nozzle body 55, which has been plated and heat-treated, irradiates the nozzle body 55 vertically with excimer laser light from the direction of the back surface side of the nozzle.
As a result, as shown on the right side of FIG. 6, the polymer 79 such as polytetrafluoroethylene of the nickel-phosphorus composite plating 57 containing the polymer such as polytetrafluoroethylene sublimates and disappears, and only the nickel-phosphorus plating 81 remains.
【００３６】このエキシマレーザー光の照射の時、ノズ
ル板１０１の表面にドライフィルムレジストのような合
成樹脂のシートを針張り付け、加工後に剥すことで、ノ
ズル板１０１の表面の汚れを保護しても良い。During irradiation of the excimer laser light, a sheet of synthetic resin such as a dry film resist is stuck on the surface of the nozzle plate 101, and peeled after processing to protect dirt on the surface of the nozzle plate 101. good.
【００３７】エキシマレーザー光を照射した面は、０．
１〜０．５μｍのほぼ球形のポリテトラフロロエチレン
等の重合体７９が昇華した痕の細かい凹凸が形成され、
優れた親水性が得られる。The surface irradiated with the excimer laser light is 0.
1 to 0.5 μm of substantially spherical polymer 79 such as polytetrafluoroethylene is sublimated to form fine irregularities,
Excellent hydrophilicity is obtained.
【００３８】エキシマレーザーは指向性が強く且つノズ
ル板１０１の裏側平面に垂直に照射するため、角錘台状
のノズル穴内面７７の全面が照射できるのでと共に、ノ
ズル表面７１への回り込みが無い。従って、エキシマレ
ーザー照射のあるノズル穴内面７７の親水面と、照射の
無いノズル表面７１の撥水面との境界が、ノズル口部７
３に一致して均質に形成できる。この親水面と撥水面の
境界が均質化により、インク吐出後のノズル内側のイン
ク曲面の中心がノズル穴内面７７の中心線と一致するた
め、インクの吐出方向はノズル板１０１に垂直に一定に
なり、高い着弾精度が得られる。Since the excimer laser has a strong directivity and irradiates the back surface of the nozzle plate 101 perpendicularly, it is possible to irradiate the entire inner surface 77 of the truncated pyramid-shaped nozzle hole, and there is no wraparound to the nozzle surface 71. Therefore, the boundary between the hydrophilic surface of the nozzle hole inner surface 77 with the excimer laser irradiation and the water repellent surface of the nozzle surface 71 without the irradiation is the nozzle opening 7
It can be formed homogeneously in conformity with 3. By homogenizing the boundary between the hydrophilic surface and the water-repellent surface, the center of the ink curved surface inside the nozzle after ink ejection coincides with the center line of the nozzle hole inner surface 77, so that the ink ejection direction is constant perpendicular to the nozzle plate 101. Therefore, high landing accuracy can be obtained.
【００３９】次に、インクジェット記録ヘッド１００が
インクを吐出する動作について説明する。Next, the operation of the ink jet recording head 100 for ejecting ink will be described.
【００４０】プリンタ本体の図示せぬ制御部からの信号
に基づいて、給電部１０３ｂを経て圧電素子１０３に電
圧を印加すると、圧電素子壁部１０３ａが機械的に伸縮
する。When a voltage is applied to the piezoelectric element 103 via the power feeding section 103b based on a signal from a control section (not shown) of the printer body, the piezoelectric element wall section 103a mechanically expands and contracts.
【００４１】圧電素子壁部１０３ａの機械的伸縮はダイ
ヤフラム１０４を介して液室上板１０５の圧力室１０５
ｃに伝わり、圧力室１０５ｃの圧力が上昇する。これに
より、圧力室１０５ｃ内のインクは圧力室口１０５ｄを
経てノズル口部７３から記録用紙７００に向かって吐出
する。The mechanical expansion and contraction of the piezoelectric element wall portion 103a is caused by the pressure chamber 105 of the liquid chamber upper plate 105 through the diaphragm 104.
c, and the pressure in the pressure chamber 105c rises. As a result, the ink in the pressure chamber 105c is ejected from the nozzle opening 73 toward the recording paper 700 through the pressure chamber opening 105d.
【００４２】記録用紙７００に向かって吐出したインク
以外のインクは、圧電素子１０３への電圧解除による圧
力室１０５ｃの圧力が低下と、インクの表面張力によ
り、ノズル口部７３を越えてノズル穴内まで引き戻され
る。For inks other than the ink ejected toward the recording sheet 700, when the pressure in the pressure chamber 105c decreases due to the voltage release to the piezoelectric element 103, the surface tension of the ink causes the surface tension of the ink to cross the nozzle opening 73 and reach the inside of the nozzle hole. Be pulled back.
【００４３】この時のノズル内のインクが形成する曲面
はノズル穴内面７７は親水性であるため、インク表面端
部がノズル口部７３に維持でき、インク表面中央部が大
きく後退する。In the curved surface formed by the ink in the nozzle at this time, since the inner surface 77 of the nozzle hole is hydrophilic, the end portion of the ink surface can be maintained at the nozzle opening portion 73, and the central portion of the ink surface retreats greatly.
【００４４】その結果、インク表面が形成する曲面の曲
率は大きくなり、インクの表面張力によるインク補充が
急速に行え、高速応答が可能であり、高速連続印字に対
応できる。As a result, the curvature of the curved surface formed by the ink surface becomes large, ink replenishment can be rapidly performed by the surface tension of the ink, high-speed response is possible, and high-speed continuous printing can be supported.
【００４５】エキシマレーザー光を照射しない状態で
は、ノズル裏面７５は、ポリテトラフロロエチレン等の
重合体を含むニッケル燐複合鍍金５７のポリテトラフロ
ロエチレン等の重合体７９があるため、撥水状態であ
る。When the excimer laser beam is not irradiated, the nozzle back surface 75 is in a water repellent state because there is the polymer 79 such as polytetrafluoroethylene of the nickel-phosphorus composite plating 57 containing the polymer such as polytetrafluoroethylene. is there.
【００４６】この状態では、ノズル内のインクが形成す
る曲面はノズル穴内面７７が撥水性はであるため、イン
ク表面端部がノズル口部７３に維持できず、ノズル穴内
面７７に沿って後退する。インク表面中央部はそれより
も僅かに後退する。In this state, in the curved surface formed by the ink in the nozzle, since the inner surface 77 of the nozzle hole is water repellent, the end portion of the ink surface cannot be maintained at the nozzle opening 73, and the inner surface 77 of the nozzle hole recedes. To do. The center of the ink surface recedes slightly.
【００４７】そのため、インク表面が形成する曲面の曲
率が小さくなり、インクの表面張力によるインク補充が
遅くなり、応答性が劣る。Therefore, the curvature of the curved surface formed by the ink surface becomes small, the ink replenishment due to the surface tension of the ink becomes slow, and the response is poor.
【００４８】[0048]
【発明の効果】以上の説明のように本発明は、ポリテト
ラフロロエチレン等の重合体を含むニッケル燐複合鍍金
により撥水性と耐久性が確保された面を、エキシマレー
ザーを照射することで、ポリテトラフロロエチレン等の
重合体を昇華し消滅するため、鍍金表面はニッケル燐鍍
金のみを残して且つ微細な凹凸表面が形成されるので、
優れた親水性が得られる。INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, the surface of which water repellency and durability are secured by nickel-phosphorus composite plating containing a polymer such as polytetrafluoroethylene is irradiated with an excimer laser, Since the polymer such as polytetrafluoroethylene is sublimated and disappears, the plated surface is left with only nickel phosphorus plated and a fine uneven surface is formed.
Excellent hydrophilicity is obtained.
【００４９】エキシマレーザーは指向性が強く且つノズ
ル板に垂直に照射するため、ノズル穴内面の全面が照射
できるので、ノズル表面の撥水性との境界がノズル口部
に一致して明確化できる。このため、インク吐出後のノ
ズル穴内面のインクは、インク表面の端部がノズル口部
に維持できるため、インク表面の中央部が形成する曲面
の曲率は大きくなり、インクの表面張力による吐出後の
インク補充が急速に行え、高速印字に対応できる。Since the excimer laser has a strong directivity and irradiates the nozzle plate vertically, the entire inner surface of the nozzle hole can be irradiated, so that the boundary with the water repellency of the nozzle surface can be clarified in conformity with the nozzle opening. Therefore, in the ink on the inner surface of the nozzle hole after the ink is ejected, since the end of the ink surface can be maintained at the nozzle opening, the curvature of the curved surface formed by the central part of the ink surface becomes large, and the ink after the ejection due to the surface tension of the ink is ejected. Ink replenishment can be done rapidly, and high-speed printing can be supported.
【００５０】また、均質化した親水面と撥水面の境界が
得られるため、インク吐出後のノズル内側のインク曲面
の中心がノズル穴内面の中心線と一致するためインクの
吐出方向は一定になり、印字品質に重要な高い着弾精度
が得られる。Further, since the homogenized boundary between the hydrophilic surface and the water-repellent surface is obtained, the center of the ink curved surface inside the nozzle after ink ejection coincides with the center line of the inner surface of the nozzle hole, so that the ink ejection direction is constant. , High impact accuracy, which is important for print quality, can be obtained.
【００５１】さらに、段差や凹凸の無い円滑な流路形状
のノズル穴内面や液室上板との接続形状を形成できるの
で、残留気泡が無く、安定した吐出速度が得られ、印字
品質を高めることができる。Furthermore, since a smooth flow path-shaped inner surface of the nozzle hole and a connection shape with the liquid chamber upper plate can be formed without any steps or irregularities, there is no residual air bubble, a stable ejection speed is obtained, and printing quality is improved. be able to.
【図１】本発明に係わる高速インクジェットプリンタの
一実施例をを示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a high-speed inkjet printer according to the present invention.
【図２】本実施例のインクジェットヘッドの一部切削斜
視図である。FIG. 2 is a partially cut perspective view of the inkjet head of the present embodiment.
【図３】本実施例のノズル板を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a nozzle plate of this embodiment.
【図４】本実施例のノズル口部の断面形状を説明するた
めの拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view for explaining the cross-sectional shape of the nozzle opening portion of the present embodiment.
【図５】本実施例の表面処理後の状態を説明する図であ
る。FIG. 5 is a diagram illustrating a state after the surface treatment of the present embodiment.
【図６】本実施例の表面処理後の処理を説明する図であ
る。FIG. 6 is a diagram illustrating a treatment after the surface treatment of the present embodiment.
５５ ノズル本体 ７１ ノズル表面 ７３ ノズル口部 ７５ ノズル裏面 ７７ ノズル穴内面 １０１ ノズル板 55 Nozzle body 71 Nozzle surface 73 Nozzle mouth 75 Nozzle back surface 77 Nozzle hole inner surface 101 Nozzle plate
Claims (1)
を表出するインクジェット記録ヘッドであって、記録用
紙に向かってインクを吐出する複数のノズル口を有する
ノズル板と、ノズル板のノズル口に連通する複数の圧力
室と、該圧力室に対応して配設した複数の機械的変位発
生部とを有し、 ノズル板は、ノズル板全面にポリテトラフロロエチレン
を含むニッケル燐複合鍍金を施した後に、ノズル板の裏
面からエキシマレーザー光を照射することにより、ノズ
ル板裏面のポリテトラフロロエチレンを選択的に除去す
ると共に微細な凹凸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. An ink jet recording head for ejecting ink to expose characters and symbols on a recording sheet, comprising: a nozzle plate having a plurality of nozzle openings for ejecting ink toward the recording sheet; The nozzle plate has a plurality of pressure chambers communicating with the nozzle openings and a plurality of mechanical displacement generating portions arranged corresponding to the pressure chambers. The nozzle plate is a nickel-phosphorus composite containing polytetrafluoroethylene on the entire nozzle plate. After plating, by irradiating an excimer laser beam from the back surface of the nozzle plate, the polytetrafluoroethylene on the back surface of the nozzle plate is selectively removed and fine irregularities are formed. Production method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12607195A JPH08318628A (en) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | Manufacture of ink-jet recording head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12607195A JPH08318628A (en) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | Manufacture of ink-jet recording head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08318628A true JPH08318628A (en) | 1996-12-03 |
Family
ID=14925902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12607195A Pending JPH08318628A (en) | 1995-05-25 | 1995-05-25 | Manufacture of ink-jet recording head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08318628A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000012313A1 (en) * | 1998-08-27 | 2000-03-09 | Seiko Epson Corporation | Hydrophilic structure, ink-jet printing head, method of their production, ink-jet printer, and other structural members |
| JP2000313116A (en) * | 1996-04-11 | 2000-11-14 | Citizen Watch Co Ltd | Ink jet head and manufacture thereof |
| US6660213B1 (en) | 1998-07-27 | 2003-12-09 | Fujitsu Limited | Nozzle plate manufacturing method |
| US6866366B2 (en) | 2002-04-23 | 2005-03-15 | Hitachi, Ltd. | Inkjet printer and printer head |
| US7677697B2 (en) | 2006-02-28 | 2010-03-16 | Seiko Epson Corporation | Droplet discharging head with a through hole having a protrusion on a surface, droplet discharging device and a functional-film forming device |
-
1995
- 1995-05-25 JP JP12607195A patent/JPH08318628A/en active Pending
Cited By (5)
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| JP2000313116A (en) * | 1996-04-11 | 2000-11-14 | Citizen Watch Co Ltd | Ink jet head and manufacture thereof |
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