(57)【要約】【課題】  オリフィスプレートと描画媒体との距離を挟ｇａｐ状態のままで、オリフィスプレートの帯電による撥水膜の損傷を抑制する。これにより、長期間安定に吐出可能なインクジェットヘッドを提供する。【解決手段】  ノズルプレートの側面あるいは下面において導電体の枠体と導電性のある部材で導通を取り、枠体を通して接地することにより、ノズルプレートを接地状態にする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧されたインクを吐出する為の複数のノズルを有する金属から成るノズルプレートを備えたインクジェットヘッドにおいて、ノズルプレートの側面あるいは下面に導電性を持つ第１の部材でノズルプレートと他の第２の導電性部材を導通状態にし、前記第２の導電性部材を介して接地することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の第１の導電性部材が、導電性接着剤から成ることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項３】
請求項１に記載の第１の導電性部材が、導電性板ばねから成ることを特徴とするインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンターのインクジェットヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェットによるプリンターがオンデマンド方式の印刷方式として広く利用されている。方式としては、流路内のインクをヒータにより加熱発砲させ液滴をノズルから噴射する方式と流路内のインクを振動板に固定された圧電素子を変位させ液滴をノズルから噴射する方式が一般的である。
【０００３】
液滴を安定にまっすぐに噴射する為には、流路内の設計やインクに圧力を印加する方法を最適化するのはもちろん必須な技術である。しかし、それだけでは不十分であり、さらにインクを噴射するノズルの周りをいつも安定な表面状態に保持する必要がある。その為には、インク吐出面のノズル周辺部にインクが付着、残留しないように撥水性を付与する必要がある。
【０００４】
具体的には、撥水性を付与する方法としてシリコン系もしくはフッ素系の樹脂を塗布する方法が広く知られている。このように、撥水膜は絶縁性の材料からなっている。
【０００５】
また、近年インクジェットヘッドを利用した工業用パターニングが採用されている。工業用のパターニングは民生用に比べてさらに液滴の着弾精度の向上が求められている。着弾精度の向上の一つの手法としてノズルプレートと媒体とのGapを出来るだけ小さく制御する方法が取られている。例えば、Gapを100〜300μm程度にしたい場合にはノズルプレート上に出っ張り状のものが無い構造としなければ成らない。
【０００６】
一般に、ヘッド内のクリーニングやインクとの馴染みを増すためにインクジェットヘッドの洗浄が行われる。洗浄液としては水やアルコール系の溶液を利用する。このような洗浄液を用いて洗浄を行うと、洗浄液は絶縁性であるためノズルから噴射する時に帯電したインクが生成される。必然的に、ノズルプレート上の撥水膜が帯電してしまう。洗浄時間が長い場合や洗浄液の勢いが強いと帯電量も大きくなってしまう。帯電した静電気はやがて放電現象を引き起こしてしまう。
【０００７】
又、別の従来例としては、特許文献１及び特許文献２をあげることが出来る。
【特許文献１】特開２０００−１９０５１３号公報
【特許文献２】特開２００３−３４１０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述したように洗浄工程で帯電したノズルプレートは帯電量が増加するとやがて放電現象をひきおこしてしまう。放電現象が発生すると表面の撥水膜の剥離損傷が引き起こされてしまう。当然ノズル周辺部の撥水膜が無くなってしまうと液滴の着弾精度が劣化してしまう。
【０００９】
上記を解決する方法として、ノズルプレート上に静電気が帯電しない構造をとればよい。帯電しない構造としては、特開平２００３−３４１０７９号広報に記載されているように導電性を有するノズルカバーをノズル表面に押圧して取り付け、さらにノズルプレートがノズルカバーを介して接地されている構造をもたせている。この場合には、ノズルプレート上の吐出側全面に撥水膜が形成されている場合には、ノズルプレートとノズルカバー間の導通を取ることが出来なくなってしまう。その為、撥水膜はノズルカバーと接触するところには撥水膜を形成しないようにする必要がある。さらに、ノズルプレート上にはノズルカバーの厚み分だけ出っ張りが生じてしまう。このノズルカバーの出っ張り分だけＧａｐ制御が広くなってしまう。さらに、この段差形状によりノズルの回復ワイピング動作工程でインクがこの段差に残渣として残ってしまいこれが回復不良を引き起こす可能性を秘めている。
【００１０】
本発明は、ノズルプレート上に出っ張りの無い帯電しにくいノズルプレートをもったインクジェットヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的を達成するために本発明のインクジェットヘッドは、加圧されたインクを吐出する為の複数のノズルを有する金属から成るノズルプレートを備えたインクジェットヘッドにおいて、ノズルプレートの側面あるいは下面に導電性を持つ第１の部材でノズルプレートと他の第２の導電性部材を導通状態にし、前記第２の導電性部材を介して接地することを特徴とするインクジェットヘッドとする。
【００１２】
さらに、前記の導電性部材が、導電性接着剤から成ることを特徴とするインクジェットヘッドとする。
【００１３】
また、前記の導電性部材が、導電性板ばねから成ることを特徴とするインクジェットヘッドとする。
【発明の効果】
【００１４】
上記のように構成された本発明においては、ノズルプレート上に出っ張りが無い為ノズルプレートと媒体とのＧａｐを狭くすることが可能となり、着弾精度を向上させることが可能となる。さらに、ノズルプレートがノズルプレートに接触した導電性部材により、ノズルプレート上に帯電した電荷を有効に逃がすことが出来る為、帯電による放電を抑制することが出来る。よって、帯電による撥水膜の損傷劣化を防止することが出来、撥水性のあるノズルプレートがインクジェットヘッドの洗浄工程において損傷することから守ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施例であるインクジェットヘッドの概略図である。
【００１８】
本実施例のインクジェットヘッドは、金属からなるノズルプレート基体１と、金属基体上に接着固定された高分子シート２、及び高分子シート状に形成された撥水膜３からなっている。インクが噴射するノズルは４及び５から構成されている。
【実施例１】
【００１９】
図２（ａ）にノズルが予め形成されたノズルプレートを示す。膜厚５０μmのニッケルシート１にプレス加工によりノズル４を形成している。ノズル４は吐出側にストレート部を１０μｍもっている。これは、予めプレス加工用のポンチにストレート部とテーパ部を持たせて形状を形成してある。ストレート部の長さは、規定の長さ１０μｍに成るようにプレス加工の押し込み量で調整している。プレス加工後は、プレスによるバリ除去のために研磨工程を実施している。図２（ｂ）に２０μｍ厚のポリサルフォンの高分子シート２上に撥水剤３を塗布してある。塗布はスピン工程で行った。撥水剤としては、サイトップＣＴＬ−８０９Ｍ（旭硝子製。サイトップは登録商標。）を希釈剤ＣＴ-Ｓｏｌｖ１８０（旭硝子製）により６％に希釈し、スピン塗布器にて膜厚を２００ｎｍに調整した。その後２００℃、１時間の焼成を行い乾燥させ撥水膜を形成した。
【００２０】
次に、図２（ａ）の部材の上面側（吐出側）に接着剤スーパＸ８００８（スリーボンド製）を転写塗布した後、図２（ｂ）を接着固定し図３を形成した。この場合に、全面に圧力ムラが無く均一に接着する為に、図２（ａ）基体と図２（ｂ）の撥水膜付きの高分子シートをアライメント接触した後、全面ゴム状の平板で押圧状態で接着剤が固化するまで1日放置、乾燥固化した。乾燥固化した後、図４に図示するように、図３の高分子シートつきのノズルプレートに対し、インク供給側からエキシマレーザ光を照射した。エキシマレーザ光としてＫｒＦレーザを用いた。ＫｒＦレーザ光は、本実施例のＮｉ等の金属に対しては影響が少ないレーザ加工に対してマスク材として用いることが出来る。つまり、エキシマレーザ照射により基体１自体の形状は変化せず、最初の形状を維持できる。照射条件は、４００ｍＪ／ｃｍ２、１０００ｐｕｌｓｅであった。このようにして、本実施例のノズルプレート図１を形成した。
【００２１】
本実施例の効果を確認する。まず、接着力及び機密性を周辺部のインク漏れによって確認した。インクには共通流路側から５ｋＰａの加圧による１０００回の繰り返し耐久性を確認した。その後、ノズルプレートをはがし機密性を確認した。インク漏れは見られず、発良好な機密性を持つ接着性を示した。ノズル加工面をＳＥＭにより観察したところレーザ除去による高分子材料の残渣はほとんど見られなかった。次に、連続吐出時の着弾方向の安定試験を行った結果、連続４時間の長時間吐出でも主滴及びサテライトにおいても着弾方向に変化は見られず、安定に吐出した。また、吐出状態の駆動周波数依存性を主滴の速度依存性で評価した。駆動周波数１０ｋＨｚにおいても安定に吐出することが出来た。
【００２２】
このように、本実施例では、機密性にすぐれた撥水膜を安定に容易に作成することが出来、長時間安定に吐出動作が可能なインクジェットヘッドのノズルプレートを提供することが可能となる。
【実施例２】
【００２３】
図６（ａ）にノズルが予め形成されたノズルプレートを示す。膜厚７５μmのＳＵＳ３０４シート１にプレス加工によりノズル４を形成している。プレス加工後は、プレスによるバリ除去のために研磨工程を実施している。図６（ｂ）に３０μｍ厚のポリイミドの高分子シート２上に撥水剤３を塗布してある。塗布はディッピング工程で行った。撥水剤としては、サイトップＣＴＬ−８０９Ｍ（旭硝子製）を希釈剤ＣＴ-Ｓｏｌｖ１８０（旭硝子製）により６％に希釈しこれをディッピング液とした。その後２００℃、１時間の焼成を行い乾燥させ撥水膜を形成した。
【００２４】
次に、図６（ａ）の部材の上面側（吐出側）に接着剤スーパＸ８００８（スリーボンド製）を転写塗布した後、図６（ｂ）を接着固定し図３を形成した。この場合に、全面に圧力ムラが無く均一に接着する為に、図６（ａ）基体と図２（ｂ）の撥水膜付きの高分子シートをアライメント接触した後、全面ゴム状の平板で押圧状態で接着剤が固化するまで1日放置、乾燥固化した。乾燥固化した後、図５に図示するように、図５の高分子シートつきのノズルプレートに対し、インク供給側からエキシマレーザ光を照射した。エキシマレーザ光としてＫｒＦレーザを用いた。ＫｒＦレーザ光は、本実施例のＮｉ等の金属に対しては影響が少ないレーザ加工に対してマスク材として用いることが出来る。つまり、エキシマレーザ照射により基体１自体の形状は変化せず、最初の形状を維持できる。照射条件は、２００ｍＪ／ｃｍ２、５００ｐｕｌｓｅであった。このようにして、本実施例のノズルプレート図５を形成した。
【００２５】
実施例１と同様に接着剤の機密性の確認、長時間の着弾方向の安定性及び高周波数の安定性を確認したところいずれも良好な結果が得られた。
【００２６】
このように、本実施例では、機密性にすぐれた撥水膜を安定に容易に作成することが出来、長時間安定に吐出動作が可能なインクジェットヘッドのノズルプレートを提供することが可能となる。
【００２７】
なお、図７は、本発明の実施形態における高分子シートの接着後のノズルプレートを示す図である。
【００２８】
図８は、本発明の実施形態のレーザ加工を示す図である。
【００２９】
以上、一実施例の形態を詳細に説明したが本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態のノズルプレートを示す図である。
【図２】本発明の実施形態のノズルプレート基体と高分子シートを示す図である。
【図３】本発明の実施形態における高分子シートの接着後のノズルプレートを示す図である。
【図４】本発明の実施形態のレーザ加工を示す図である。
【図５】本発明の実施形態のノズルプレートを示す図である。
【図６】本発明の実施形態のノズルプレート基体と高分子シートを示す図である。
【図７】本発明の実施形態における高分子シートの接着後のノズルプレートを示す図である。
【図８】本発明の実施形態のレーザ加工を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  ノズルプレート基体
２  高分子シート
３  撥水膜
４  ノズルプレート基体のノズル
５  高分子シートでのレーザ加工ノズル
６  レーザ
【図１】
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【図２】
2007190759.tif 000004
【図３】
2007190759.tif 000005
【図４】
2007190759.tif 000006
【図５】
2007190759.tif 000007
【図６】
2007190759.tif 000008
【図７】
2007190759.tif 000009
【図８】
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