(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルプレートにノズル孔を形成する工程と、
少なくともノズル表面及びノズル孔の内面に撥インク膜を形成する工程と、
ノズル表面及びノズル孔内面の所定深さまで感光性樹脂によりマスクを施す工程と、
プラズマ処理によってマスクされた以外の撥インク膜を除去する工程と、
感光性樹脂を除去する工程よりなることを特徴とするインクジェットプリンタ用ノズルプレートの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の製造方法で得られたインクジェットプリンタ用ノズルプレートを用いたことを特徴とするインクジェットプリンタ用ヘッド。
【請求項３】
請求項２記載のインクジェットプリンタ用ヘッドを搭載したインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタ用ノズルプレートの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術のインクジェットヘッドにおいては、ノズルよりインク滴を吐出させる際、インクの溢れ出しやインクミストが付着する等ノズル表面の濡れや汚れが発生し、それらに吐出するインク滴が影響を受け飛翔方向曲がりや、最悪の場合不吐出ノズルが発生し、印刷品質が低下するという問題を抱えている。
【０００３】
ノズルプレートは、ガラス、金属、樹脂等の材料で構成されており、それらの部材に撥インク処理を施し、ノズルプレート表面の濡れを防止することが一般的である。代表例として特開平9-267478号公報に記載されている、ノズル表面に撥インク膜を形成し、撥インク膜の表面に撥インク膜の親インク化を防ぐためゴム状の弾性体を貼付し、活性ガス雰囲気へさらして流路を親インク化する方法などが提案されている。
【０００４】
しかし上記方法では、ノズルプレート表面にのみ撥インク処理が施されるため、インクメニスカスがほぼノズルプレート表面に形成される。撥インク処理が施されていない状態と比較すればノズルプレート表面の濡れは改善されるが、ノズルプレート表面にメニスカスが形成されていることで、紙紛や異物が付着しやすく汚れやすい。
【０００５】
このような問題に対して、インクが吐出するノズル表面及びある所定の範囲でノズル内面に撥インク膜を形成することで、インクがノズル表面に溢れ出すことを防止し、ノズル内のメニスカス形成位置を安定させインクの飛翔方向の曲がりを防止することが可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、インクジェットプリンタ用ノズルプレートにおいて、ノズルプレート表面のインクによる汚れを防止し、インク直進飛行性向上及びノズル内のインクの挙動を安定化し、高印字品質の印字ができるノズルプレートを提供することにある。また、本発明においては、簡便なノズルプレートを製造する方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を達成するため、インクジェットプリンタ用ノズルプレートの製造方法を以下の工程、すなわちノズルプレートにノズル孔を形成する工程と、少なくともノズル表面及びノズル孔の内面に撥インク膜を形成する工程と、ノズル表面及びノズル孔内面の所定深さまで感光性樹脂によりマスクを施す工程と、プラズマ処理によってマスクされた以外の撥インク膜を除去する工程と、感光性樹脂を除去する工程よりなる製造方法とすることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。（実施例１）
図１は、本発明の一例となるインクジェットプリンタ用ノズルプレートの製造方法について説明したものである。
【０００９】
図１の（ａ）において、ノズルプレート１はステンレスで形成され、ノズル部は、プレスによって裏面に開いた漏斗状に形成される。本例では、プレート厚８０μm、インク吐出側穴径４０μm、インク供給側穴径８０μm、材質ＳＵＳ３０４のものを用いた。
【００１０】
なお、本例では、ノズルプレート1の材質をステンレスとしたが、その他の金属、セラミック、シリコン、ガラス、プラスチック樹脂などで形成しても問題はない。また、ノズル部も電鋳、機械加工、ドライエッチングなどの方法を用いても何ら問題はない。
【００１１】
次に、（ｂ）でノズルプレート１の全面に撥インク膜２を形成する。例としてフッ素系高分子を用いて撥インク膜を形成した。また、ノズルプレート１の全面に撥インク膜２を形成するとしたが、ノズルプレート表面とノズル内部に撥インク膜が形成されていればノズルプレート裏面に撥インク膜の形成が無くとも何ら問題はない。
【００１２】
マスクは、スピンコーターを用い、感光性樹脂３（例えば東京応化（株）製ネガ型フォトレジストＯＭＲ８３）を基板４（例えばシリコンウェハ）にコートし、ポストベークしたものを使用した。なお、本例では、ネガ型フォトレジストをコートする基板をシリコンウェハとしたが、金属、セラミック、ガラス、プラスチック樹脂など平行度が高く表面が平滑で且つ高硬度な部材であれば何ら問題ない。
【００１３】
続いて、ノズルプレート１と基板４上にスピンコートした感光性樹脂３を温度９０℃、圧力３kg/cm2、時間3分間の条件でプレスし、（ｃ）のようにノズル内へ入り込ませ、インク供給側から紫外線を１２mW/cm2照射しプラズマに十分耐えうるマスクを形成した。
【００１４】
更に、ベルジャー方式プラズマ発生装置を用い酸素プラズマ雰囲気中にさらし、（ｄ）のようにマスクされた以外の撥インク膜を除去する。本例では、真空度0.1Torr（酸素導入後0.5Torr）高周波電源出力300W処理時間3分の条件で行った。本例ではプラズマとなるガスに酸素を用いたが、窒素、アルゴン等でも撥インク膜が除去可能なガスであれば何ら問題はない。
【００１５】
その後、マスクを除去し（ｅ）のノズルプレートを得た。本例では、１００℃に加熱したＯＭＲ８３用剥離液５０２Ａ中に（ｄ）で得られたノズルプレート一式を浸漬し超音波洗浄機で１５分間処理を行った。
【００１６】
上記方法で得られたノズルプレート表面の純水に対する接触角は１１５〜１２０°、流路となる裏面の純水に対する接触角は５〜１０°となり、ノズルプレート表面は十分な撥インク性を有し、裏面の流路は十分な親インク性を有していた。また、非接触式３次元測定機を用いノズルの流路側からインクを充填しメニスカスの位置を測定し、ノズルプレート表面から２±０．５μm入り込んで形成したことを確認した。
（実施例２）
図２は、実施例１でスピンコートしたネガ型フォトレジストＯＭＲ８３に代えて、ドライフィルムレジストを用いた本発明の他の例となるインクジェット用ノズルプレートの製造方法について説明したものである。
【００１７】
図２の（ｇ）撥インク処理工程までは、実施例１（ｂ）と同様に行った。
【００１８】
マスクは、感光性樹脂フィルム５、一例としてDupont社製ドライフィルムレジストＦＸ１３０を１１０℃、４kg/cm2の条件でラミネートし（ｈ）のようにノズル内へ入り込ませ、該ドライフィルムレジストに３２０〜４００nmの長波長紫外線を照射し、プラズマに十分耐えうるマスクを形成した。
【００１９】
それを（ｉ）の工程にて、実施例１同様、酸素プラズマ処理を行った。
【００２０】
その後、マスクを除去し、（ｊ）に示すノズルプレートを得た。本例では、５０℃に加熱した濃度５％の水酸化ナトリウム水溶液中に（ｉ）で得られたノズルプレート一式を浸漬し超音波洗浄機で１５分間処理を行った。
【００２１】
上記方法で得られたノズルプレート表面の純水に対する接触角は１１５〜１２０°、流路となる裏面の純水に対する接触角は５〜１０°となり、ノズルプレート表面は十分な撥インク性を有し、裏面の流路は十分な親インク性を有していた。また、非接触式３次元測定機を用いノズルの流路側からインクを充填しメニスカスの位置を測定し、ノズルプレート表面から５±０．５μm入り込んで形成したことを確認した。
【００２２】
表１は、本発明の実施例１、２で得られたノズルプレートをピエゾ駆動方式のオンデマンド型インクジェットプリントヘッドに装着して、インク吐出側穴径が４０μmのノズル１００個から２０ｋＨｚの駆動周波数で３０分連続吐出を行った時に発生した不吐出や曲がりなどの吐出不良の発生回数を従来方法の処理なし品と比較したものである。
【００２３】
【表１】
0004374811.tif 000002
【００２４】
この結果より、本発明の撥インク膜形成を施したノズルプレートは、不吐出や曲がりなどの吐出不良が発生し難くいことが分かった。
【００２５】
この様に感光性樹脂は、被覆時に適度にノズル内に入り込み確実に入り込み量を制御可能であり、その後、紫外線照射によって硬化しプラズマに耐え得るマスク材となりバラツキの少ない安定した境界を得ることが出来る。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、インクを吐出するノズル表面及びノズル内部の所定の深さまで撥インク膜を感光性樹脂によって保護し、それ以外のインク流路部をプラズマによって親インク処理することにより、ノズルプレート表面はインクで汚れることなく、吐出するインクは直進飛行性に優れノズル内のインクの挙動が安定し、信頼性が高く高印字品質の印字ができるノズルプレートを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一例となるノズルプレートの製造工程を示す図。
【図２】  本発明の他の例となるノズルプレートの製造工程を示す図。
【符号の説明】
１はオリフィスプレート、２は撥インク膜、３は感光性樹脂、４は基板、５は感光性樹脂フィルムである。
【図１】
0004374811.tif 000003
【図２】
0004374811.tif 000004