CN109501458B - 喷墨头以及喷墨打印机 - Google Patents

喷墨头以及喷墨打印机 Download PDF

Info

Publication number
CN109501458B
CN109501458B CN201810964712.3A CN201810964712A CN109501458B CN 109501458 B CN109501458 B CN 109501458B CN 201810964712 A CN201810964712 A CN 201810964712A CN 109501458 B CN109501458 B CN 109501458B
Authority
CN
China
Prior art keywords
nozzle plate
ink
oil
repellent film
fluorine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810964712.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109501458A (zh
Inventor
关雅志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba TEC Corp
Original Assignee
Toshiba TEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba TEC Corp filed Critical Toshiba TEC Corp
Publication of CN109501458A publication Critical patent/CN109501458A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109501458B publication Critical patent/CN109501458B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/16—Production of nozzles
    • B41J2/1606—Coating the nozzle area or the ink chamber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/1433—Structure of nozzle plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/16—Production of nozzles
    • B41J2/1607—Production of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/1609—Production of print heads with piezoelectric elements of finger type, chamber walls consisting integrally of piezoelectric material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/16—Production of nozzles
    • B41J2/162—Manufacturing of the nozzle plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/16—Production of nozzles
    • B41J2/1621—Manufacturing processes
    • B41J2/164—Manufacturing processes thin film formation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/16—Production of nozzles
    • B41J2/1621—Manufacturing processes
    • B41J2/164—Manufacturing processes thin film formation
    • B41J2/1642—Manufacturing processes thin film formation thin film formation by CVD [chemical vapor deposition]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D171/00—Coating compositions based on polyethers obtained by reactions forming an ether link in the main chain; Coating compositions based on derivatives of such polymers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

提供一种具有示出良好的疏墨性的喷嘴板的喷墨头以及喷墨打印机。实施方式的喷墨头具备：喷嘴板，设置有向记录介质喷出油墨的喷嘴。所述喷嘴板包括：喷嘴板基板；以及疏油膜，设置于所述喷嘴板基板的与所述记录介质相对的面上。所述疏油膜包含具有碳原子数为3至5的末端全氟烷基的氟系化合物，所述疏油膜如果进行X射线光电子能谱分析(XPS)则检测出CF2基的峰及CF3基的峰，所述CF2基的峰面积相对于所述CF3基的峰面积的比在1.5至4.0的范围内。

Description

喷墨头以及喷墨打印机
技术领域
本发明的实施方式涉及一种喷墨头及喷墨打印机。
背景技术
例如在利用压电元件对油墨进行加压，而从设置于喷嘴板的喷嘴喷出墨滴的喷墨头中，对喷嘴板的表面赋予疏墨性以防止油墨附着。为了对喷嘴板的表面赋予疏墨性，在喷嘴板基板的表面，通过涂敷法或者气相沉积法对氟系化合物进行成膜而形成疏油膜。
发明内容
本发明所要解决的课题是提供一种具有示出良好的疏墨性的疏油膜的喷墨头、及具备这种喷墨头的喷墨打印机。
实施方式的喷墨头具备：喷嘴板，设置有向记录介质喷出油墨的喷嘴。喷嘴板包括：喷嘴板基板；及疏油膜，设置于喷嘴板基板的与记录介质相对的面。疏油膜包含具有碳原子数为3-5的末端全氟烷基的氟系化合物。疏油膜如果进行X射线光电子能谱分析(XPS)则检测出CF2基的峰及CF3基的峰，CF2基的峰面积相对于CF3基的峰面积的比在1.5至4.0的范围内。
附图说明
图1是示出实施方式的喷墨头的立体图。
图2是示出构成实施方式的喷墨头的致动器基板、框架及喷嘴板的分解立体图。
图3是示出实施方式的喷墨打印机的示意图。
图4是示出实施方式的喷墨打印机的主要部分的立体图。
图5是示出实施方式的喷墨头包括的疏油膜的结构的示意图。
图6是示出针对比较例1及比较例2的喷嘴板包括的疏油膜表面得到的XPS能谱的图。
图7是示出比较例1的喷嘴板包括的疏油膜的结构的示意图。
图8是示出比较例2的喷嘴板包括的疏油膜的结构的示意图。
图9是示出针对实施例的喷嘴板包括的疏油膜表面得到的XPS能谱的图。
附图标记说明
1…喷墨头、30…致动器、50…喷嘴板、N…喷嘴、52…疏油膜、53…结合部位、54…间隔连结基、55…末端全氟烷基、100…喷墨打印机、115Bk…喷墨头、115C…喷墨头、115M…喷墨头、115Y…喷墨头、120…头移动机构、130…刮板移动机构、140…擦拭刮板。
具体实施方式
以下参照附图对实施方式进行说明。
图1是示出实施方式的装配于喷墨打印机的头滑架来使用的按需型的喷墨头1的立体图。在以下的说明中，使用X轴、Y轴、Z轴构成的正交坐标系。为了便于说明，将图中箭头所指示方向设为正方向。X轴方向与印刷宽度方向对应。Y轴方向与记录介质的传送方向对应。Z轴正方向是与记录介质相对的方向。
参照图1简要说明，喷墨头1具备油墨集流管10、致动器基板20、框架40及喷嘴板50。
致动器基板20为以X轴方向为长度方向的矩形。作为致动器基板20的材料，可以列举例如，氧化铝(Al2O3)、氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)及锆钛酸铅(PZT：Pb(Zr，Ti)O3)等。
致动器基板20叠放在油墨集流管(ink manifold)10上，以堵塞油墨集流管10的开口端。油墨集流管10通过油墨供给管11及油墨回流管12与墨盒连接。
致动器基板20上安装有框架40。框架40上安装有喷嘴板50。在喷嘴板50上，以沿着Y轴形成两列的方式，沿着X轴方向以规定的间隔设置有多个喷嘴N。
图2是示出构成实施方式的喷墨头1的致动器基板20、框架40及喷嘴板50的分解立体图。该喷墨头1是所谓的剪切模式共享壁型的侧射式。
在致动器基板20上，以在Y轴方向的中间形成列的方式，沿着X轴方向间隔设置有多个油墨供给口21。此外，在致动器基板20上，以相对于油墨供给口21的列在Y轴正方向及Y轴负方向上分别形成列的方式，沿着X轴方向间隔设置有多个油墨排出口22。
在中间的油墨供给口21的列和一个油墨排出口22的列之间设置有多个致动器30。这些致动器30形成沿着X轴方向延伸的列。此外，在中间的油墨供给口21的列和另一个油墨排出口22的列之间也设置有多个致动器30。这些致动器30也形成沿着X轴方向延伸的列。
由多个致动器30构成的各列由层叠在致动器基板20上的第一压电体及第二压电体构成。作为第一及第二压电体的材料，可以列举例如，锆钛酸铅(PZT)、铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)等。第一及第二压电体沿着厚度方向朝相互相反的方向极化。
在由第一及第二压电体构成的层叠体上，设置有多个槽，每个槽在Y轴方向上延伸，在X轴方向上排列。这些槽在第二压电体侧开口，并具有大于第二压电体的厚度的深度。以下，该层叠体中，被夹在相邻的槽的部分称为通道壁。各个通道壁在Y轴方向上延伸，在X轴方向上排列。另外，相邻的两个通道壁之间的槽是油墨流通的油墨通道。
在油墨通道的侧壁及底部形成有电极。这些电极与沿着Y轴方向延伸的布线图案31连接。
除了与后述的柔性印刷基板的连接部分之外，在包括电极及布线图案31的致动器基板20的表面上，形成有图中没有示出的保护膜。保护膜例如包括多层无机绝缘膜及有机绝缘膜。
框架40具有开口部。该开口部比致动器基板20小，并且，比在致动器基板20中设置有油墨供给口21、致动器30及油墨排出口22的区域大。框架40例如由陶瓷制成。框架40例如利用粘合剂接合于致动器基板20。
喷嘴板50包括：喷嘴板基板；疏油膜，设置于喷嘴板基板的介质相对面(从喷嘴N喷出油墨的面)。喷嘴板基板例如由聚酰亚胺膜等树脂膜制成。对于疏油膜，在后文中详细说明。
喷嘴板50比框架40的开口部大。喷嘴板50例如利用粘合剂接合于框架40。
在喷嘴板50上，设置有多个喷嘴N。这些喷嘴N与油墨通道对应形成两列。喷嘴N随着从记录介质相对面向油墨通道的方向行进，直径逐渐变大。喷嘴N的尺寸根据油墨的喷出量而设定为规定值。喷嘴N例如可通过实施使用准分子激光器的激光加工而形成。
致动器基板20、框架40及喷嘴板50如图1所示一体化，形成中空结构。由致动器基板20、框架40及喷嘴板50所围成的区域为油墨流通室。油墨通过油墨供给口21从油墨集流管10供给到油墨流通室，通过油墨通道，剩余的油墨从油墨排出口22返回油墨集流管10，如此进行循环。油墨的一部分在油墨通道流动期间从喷嘴N喷出用于印刷。
在布线图案31上，致动器基板20上框架40的外侧的位置连接有柔性印刷基板60。在柔性印刷基板60上装配有驱动致动器30的驱动回路61。
以下，对致动器30的动作进行说明。在此，相邻的三个油墨通道中，着眼于中间的油墨通道对动作进行说明。与相邻的三个油墨通道对应的电极设为A、B及C。在与通道壁垂直的方向上没有施加电场时，通道壁处于直立状态。
例如，对中间的电极B施加电位比两相邻的电极A及C的电位高的电压脉冲，从而在与通道壁垂直的方向上产生电场。由此，以剪切模式驱动通道壁，使夹着中间的油墨通道的一对通道壁发生形变以扩大中间的油墨通道的体积。
接着，对两相邻的电极A及C施加电位比中间的电极B的电位高的电压脉冲，从而在与通道壁垂直的方向上产生电场。由此，以剪切模式驱动通道壁，使夹着中间的油墨通道的一对通道壁发生形变以缩小中间的油墨通道的体积。根据此动作，对中间的油墨通道内的油墨施加压力，从与该油墨通道对应的喷嘴N喷出油墨并着落于记录介质。
例如，将所有的喷嘴分成三组，对上述的驱动操作以时分方式控制进行三个循环来进行对记录介质的印刷。
图3中示出喷墨打印机100的示意图。图3所示的喷墨打印机100包括设置有排纸托盘118的框体。在框体内设置有盒101a及101b、供纸辊102及103、传送辊对104及105、阻力辊对106、传送带107、风机119、负压腔111、传送辊对112、113及114、喷墨头115C、115M、115Y及115Bk、墨盒116C、116M、116Y及116Bk、以及管117C、117M、117Y及117Bk。
盒101a及101b收容尺寸不同的记录介质P。供纸辊102或103从盒101a或101b取出与所选择的记录介质的尺寸对应的记录介质P，向传送辊对104及105以及阻力辊对106传送。
传送带107通过驱动辊108和两根从动辊109赋予张力。在传送带107的表面以规定间隔设置有孔。在传送带107的内侧，设置有与风机119连接的负压腔111以使记录介质P被吸附至传送带107。在传送带107的传送方向下游设置有传送辊对112、113及114。另外，在从传送带107到排纸托盘118的传送路径上，可以设置加热形成于记录介质P上的印刷层的加热器。
在传送带107的上方，配置有根据图像数据向记录介质P喷出油墨的四个喷墨头。具体而言，从上游侧依次设置有喷出青色(C)油墨的喷墨头115C、喷出品红色(M)油墨的喷墨头115M、喷出黄色(Y)油墨的喷墨头115Y、及喷出黑色(Bk)油墨的喷墨头115Bk。喷墨头115C、115M、115Y及115Bk分别是参照图1及图2进行说明的喷墨头1。
在喷墨头115C、115M、115Y及115Bk的上方，设置有分别收容与这些对应的油墨的青色(C)墨盒116C、品红色(M)墨盒116M、黄色(Y)墨盒116Y、及黑色(Bk)墨盒116Bk。这些盒116C、116M、116Y及116Bk分别通过管117C、117M、117Y及117Bk与喷墨头115C、115M、115Y及115Bk连结。
接着，对该喷墨打印机100的图像形成动作进行说明。
首先，图像处理构件(图中没有示出)开始用于记录的图像处理，生成与图像数据对应的图像信号，同时生成控制各种辊和负压腔111等的动作的控制信号。
供纸辊102或103在图像处理构件的控制下，从盒101a或101b一张一张地取出所选择的尺寸的记录介质P，向传送辊对104及105以及阻力辊对106传送。阻力辊对106校正记录介质P的偏斜，按规定时刻传送记录介质P。
负压腔111通过传送带107的孔吸入空气。因此，记录介质P在吸附于传送带107的状态下，随着传送带107的移动，被依次向喷墨头115C、115M、115Y及115Bk的下方的位置传送。
喷墨头115C、115M、115Y及115Bk在图像处理构件的控制下，与记录介质P的传送时刻同步地喷出油墨。由此，在记录介质P的期望位置形成彩色图像。
之后，传送辊对112、113及114将形成有图像的记录介质P向排纸托盘118排出。在从传送带107到排纸托盘118的传送路径设置了加热器时，可以利用加热器加热形成于记录介质P上的印刷层。利用加热器进行加热后，尤其记录介质P是非渗透性介质时，可以改进印刷层相对于记录介质P的密合性。
图4中示出喷墨打印机100的主要部分的立体图。在图4中，描述了上面说明的喷墨头1、介质保持机构110、头移动机构120、刮板移动机构130、擦拭刮板140。
介质保持机构110以与喷墨头1相对的方式保持记录介质P、例如，记录用纸。介质保持机构110也具有作为使记录介质移动的记录用纸移动机构的功能。介质保持机构110包括图3的传送带107、驱动辊108、从动辊109、负压腔111、及风机119。印刷时，介质保持机构110使记录介质P在与喷墨头1相对的状态下向与记录介质P的印刷面平行的方向移动。在此期间，喷墨头1从喷嘴喷出墨滴并印刷在记录介质P上。
印刷时，头移动机构120使喷墨头1移动到印刷位置。此外，清洁时，头移动机构120使喷墨头1移动到清洁位置。
擦拭刮板140擦拭喷墨头1的喷嘴板的记录介质相对面，从该记录介质相对面除去油墨。
刮板移动机构130使擦拭刮板140移动。具体而言，在头移动机构120使喷墨头1移动到清洁位置后，刮板移动机构130一边在喷嘴板50的记录介质相对面按压擦拭刮板140，一边使擦拭刮板140在记录介质相对面的上面移动。由此，去除附着在喷嘴板50的记录介质相对面的油墨。
另外，可以省略擦拭刮板140及刮板移动机构130。
在上述喷墨头1中，喷嘴板50的介质相对面赋予了疏油性。为了赋予疏油性，在喷嘴板基板的介质相对面设置了包含氟系化合物的疏油膜。
图5中示出实施方式的结合于喷嘴板基板51的介质相对面的疏油膜52的结构的示意图。
疏油膜52包含具有碳原子数为3至5的末端全氟烷基55的氟系化合物。而且，疏油膜52通过X射线光电子能谱分析(XPS)法进行分析，则检测出CF2基的峰及CF3基的峰，CF2基的峰面积相对于CF3基的峰面积的比在1.5至4.0的范围内。
在此，对XPS进行说明。
当用几keV左右的软X射线照射物质时，原子轨道的电子吸收光能并作为光电子向外射出。束缚电子的结合能Eb和光电子的动能Ek之间具有以下关系。
Eb＝hv-Ek-ψsp
另外，在上述式中，hv是入射X射线的能量，ψsp是分光器的功函数。
从上述式可知，如果X射线的能量恒定(即单一波长)，则可以基于光电子的动能Ek求出电子的结合能Eb。由于电子的结合能Eb是元素固有的，因此可以进行元素分析。此外，由于结合能的偏移反映了其元素的化学结合状态和价电子状态(氧化数等)，因此可以研究构成元素的化学结合状态。
如上所述，疏油膜52进行XPS法分析时，CF2基的峰面积相对于CF3基的峰面积的比在1.5至4.0的范围内。这种疏油膜52发挥优异的疏墨性。因此，该疏油膜52即使使用表面张力小的油墨，例如表面张力为25mN/m以下的油墨，也可发挥优异的疏墨性。
此外，疏油膜52包括的氟系化合物的末端全氟烷基的碳原子数在3至5的范围内。因此，该疏油膜52在环保和安全性方面均很优异。
对此，将在后面进行详细说明。
根据示例，实施方式中所用的氟系化合物具有与喷嘴板基板51结合的结合部位53和上述的末端全氟烷基55。例如，该氟系化合物是一个末端具有结合部位53，另一个末端具有全氟烷基55的直链状分子。该氟系化合物不包含碳原子数为6以上的全氟烷基。
结合部位53例如是通过与存在于喷嘴板基板51的表面的官能基的反应而与喷嘴板基板51结合的部位。结合部位53例如包含反应性官能基。在这种情况下，通过反应性官能基与存在于喷嘴板基板51的表面的官能基反应，使得结合部位53与喷嘴板基板51结合。反应性官能基例如是环氧基、氨基、甲基丙烯酰基、乙烯基等不饱和烃基或巯基。存在于喷嘴板基板的表面的官能基例如是羟基、酯键、氨基或硫醇基。或者，结合部位是烷氧基硅烷基。在这种情况下，通过烷氧基硅烷基的水解产生的硅醇基与存在于喷嘴板基板51的表面的羟基等官能基反应，使得结合部位53与喷嘴板基板51结合。
喷嘴板基板51上相邻的氟系化合物优选是结合部位53相互结合。根据示例，结合部位53在反应性官能基与末端全氟烷基55之间还包含一个以上的硅原子，喷嘴板基板51上相邻的氟系化合物的结合部位53通过硅氧烷键(Si-O-Si)相互结合。
末端全氟烷基55例如是直链状的全氟烷基。末端全氟烷基55的碳数例如可以在3至5(C3至C5)的范围选择。末端全氟烷基55优选沿着喷嘴板基板51的垂线方向直立。
该氟系化合物在与喷嘴板基板51结合的结合部位53与末端全氟烷基55之间还可以具有间隔连结基54。如果存在这种间隔连结基54，则有利于采用末端全氟烷基55沿着喷嘴板基板51的垂线方向直立的结构。间隔连结基54例如是全氟聚醚基。
作为这种氟系化合物，例如可列举下述通式(1)和(2)所表示的化合物。
【化学式1】
Figure GDA0002635422950000111
在通式(1)中，p是1至50的自然数，n是1至10的自然数。
【化学式2】
Figure GDA0002635422950000121
在通式(2)中，p是1至50的自然数。
该结构例如通过如下方式得到。另外，在此，作为示例，设定喷嘴板基板51的介质相对面存在羟基，氟系化合物在结合部位53包含烷氧基硅烷基。
如上所述，喷嘴板基板51例如由聚酰亚胺膜等树脂膜制成。在这种情况下，喷嘴板基板51几乎不具有在其表面与氟系化合物结合所需的羟基。因此，优选在形成疏油膜52之前，在喷嘴板基板51上进行以下预处理。
例如，对喷嘴板基板51的介质相对面施行离子等离子体处理，以对膜表面进行改性。离子等离子体处理例如使用氧气、氩气或其混合气体进行。优选地，离子等离子体处理使用氧气和氩气的混合气体进行。
例如，通过在含有氧的氛围中进行离子等离子体处理，喷嘴板基板51表面可被羟基改性。此外，通过在含有氩的氛围中进行离子等离子体处理，可除去附着在喷嘴板基板表面的灰尘。
接着，将上述氟系化合物供给喷嘴板基板51的表面。该供给例如通过真空蒸镀法等气相沉积法进行。或者，在喷嘴板基板51的表面涂敷氟系化合物。
其次，使向喷嘴板基板51的表面供给的氟系化合物的烷氧基硅烷基水解。
氟系化合物的烷氧基硅烷基水解，则生成硅醇基。该硅醇基与存在于喷嘴板基板51的介质相对面的羟基发生脱水缩合。由此，喷嘴板基板51和氟系化合物通过结合部位53包含的硅原子形成的甲硅烷氧基(Si-O-)结合。此外，相邻的氟系化合物在结合部位53的硅原子之间利用硅氧烷键(Si-O-Si)相互结合。
另外，在结合部位53的硅原子上，通过作为间隔连结基54的全氟聚醚基结合有末端全氟烷基55。如上所述，间隔连结基54具有使末端全氟烷基55沿着喷嘴板基板51的垂线方向直立的功能。而且，末端全氟烷基55主要发挥疏墨性。此外，例如碳数是3(C3)时，末端全氟烷基55表示为CF3-CF2-CF2-，关于疏墨性，CF3基高于CF2基。
可是，氟系化合物其具有的全氟烷基越长，疏液性越好。然而，氟系化合物的全氟烷基的碳原子数越大，毒性越大。因此，禁止使用具有碳原子数为8以上的全氟烷基的氟系化合物。此外，即使是具有碳原子数为7以下的全氟烷基的氟系化合物，对于全氟烷基的碳原子数大的物质，其使用正在逐渐被限制。
从环保和安全性考虑，希望氟系化合物的全氟烷基的碳原子数较小。然而，使用全氟烷基的碳原子数小例如为4以下的氟系化合物形成疏油膜时，与使用全氟烷基的碳原子数大例如为7以上的氟系化合物形成疏油膜时相比，很难对喷嘴板赋予良好的疏墨性。
在上述方法中，预先对喷嘴板基板51施行离子等离子体处理，之后，使喷嘴板基板51与氟系化合物的结合部位发生反应。因此，即使使用具有碳原子数为3至5的末端全氟烷基55的氟系化合物，末端全氟烷基55沿着喷嘴板基板51的垂线方向直立的比例也高。
具体而言，通过这种方式得到的疏油膜52进行XPS法分析时，则检测出CF2基的峰及CF3基的峰，CF2基的峰面积相对于CF3基的峰面积的比在1.5至4.0的范围内。根据示例，末端全氟烷基55的碳原子数为3时，该比约为1.5。此外，末端全氟烷基55的碳原子数越接近5，该比越接近4.0。
由此，在该疏油膜52中，其表面区域存在很多CF3基。如上所述，关于疏墨性，CF3基高于CF2基。因此，疏油膜52使用末端全氟烷基的碳原子数小的氟系化合物也发挥优异的疏墨性。
此外，在上述结构中，氟系化合物的各个结合部位53与喷嘴板基板51的表面结合，优选地，结合部位53相互结合。因此，即使重复利用擦拭刮板140清洁，末端全氟烷基55仅在横向方向上摆动而不会从疏油膜52的表面消失。因此，不会引起疏墨性的劣化。
【实施例】
以下，对实施例进行说明。
比较例1
准备了包括下述化学式所表示的氟系化合物(物质名称：甲基丙烯酸1H,1H-全氟辛基酯)(以下，称为氟系化合物C7F15)的蒸发源。在真空蒸镀装置内设置该蒸发源和喷嘴板基板，通过真空蒸镀法，使氟系化合物沉积在喷嘴板基板的记录介质相对面。作为喷嘴板基板，使用了聚酰亚胺膜。如上所述，在喷嘴板基板的记录介质相对面形成疏油膜，以制作了喷嘴板。
【化学式3】
Figure GDA0002635422950000151
比较例2
除了使用下述化学式所表示的氟系化合物(物质名称：甲基丙烯酸2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基酯)(以下，称为氟系化合物C3F7)之外，以与比较例1所述相同的方法制备了喷嘴板。
【化学式4】
Figure GDA0002635422950000152
对比较例1及比较例2的喷嘴板包括的疏油膜，进行了XPS法分析。
图6中示出针对比较例1及比较例2的喷嘴板包括的疏油膜表面得到的XPS能谱。在图6中，横轴表示结合能，纵轴表示放出光电子的强度。
如图6所示，通过XPS法对比较例1的喷嘴板的疏油膜的表面进行分析，则检测出CF2基的峰及CF3基的峰。另一方面，通过XPS法对比较例2的喷嘴板的疏油膜的表面进行分析，则未检测出CF2基的峰及CF3基的峰。
从图6的结果，可以解释比较例1中得到的喷嘴板的疏油膜具有图7所示的结构。
图7中示出比较例1的喷嘴板包括的疏油膜的结构的示意图。
如图7所示，可以解释在检测出CF2基的峰及CF3基的峰的比较例1的疏油膜中，C7F15基沿着喷嘴板基板的垂线方向直立的比例高。
此外，从图6的结果可以解释，比较例2中得到的喷嘴板的疏油膜具有图8所示的结构。
图8中示出比较例2的喷嘴板包括的疏油膜的结构的示意图。
如图8所示，可以解释在未检测出CF2基的峰及CF3基的峰的比较例2的疏油膜中，C3F7基沿着喷嘴板基板的垂线方向直立的比例极低。
实施例
准备了包括下述化学式所表示的氟系化合物的蒸发源。其次，预先对喷嘴板基板施行离子等离子体处理。作为喷嘴板基板，使用了聚酰亚胺膜。在真空蒸镀装置内设置该喷嘴板基板和蒸发源，通过真空蒸镀法，使氟系化合物沉积在喷嘴板基板的记录介质相对面。由此，在喷嘴板基板的记录介质相对面形成了疏油膜。
【化学式5】
Figure GDA0002635422950000171
针对实施例的喷嘴板包括的疏油膜，进行了XPS法分析。
图9中示出针对实施例的喷嘴板包括的疏油膜表面得到的XPS能谱。在图9中，横轴表示结合能，纵轴表示放出光电子的强度。
进而，根据该测量结果，计算出了CF2基的峰面积及CF3基的峰面积。其结果，CF3基的峰面积占CF2基的峰面积及CF3基的峰面积总和的比例为37％，CF2基的峰面积占该总和的比例为63％。即，CF3基的峰面积设为1时的CF2基的峰面积约为1.7。
对比较例2及实施例的喷嘴板，调查了利用擦拭刮板擦拭的次数与喷嘴板弹开油墨的速度之间的关系。
弹开油墨的速度的测量按如下方式进行。作为试样，准备了附有宽度为15mm的疏油膜的喷嘴板。使喷嘴板直立并保持上端附近，将几乎整个喷嘴板浸渍于油墨中。接着，将喷嘴板从油墨中拉出仅45mm的长度，测量了拉出部分变得没有油墨残留所需的时间。
浸渍于油墨中的疏油膜的长度设为L(＝45mm)、拉出部分变得没有油墨残留所需的时间设为T[秒]，弹开油墨的速度Rr[mm/秒]定义为下式。
Rr[mm/秒]＝L/T＝45/T
以13gf的载荷，利用擦拭刮板擦拭涂敷有疏油膜的喷嘴板规定次数。之后，利用与上述相同的方法，测量了弹开油墨的速度Rr。
在利用擦拭刮板擦拭前的状态下，与比较例2的喷嘴板相比，实施例的喷嘴板弹开油墨的速度Rr更大。
此外，在比较例2的喷嘴板中，利用擦拭刮板擦拭喷嘴板的次数小于1000次时，疏墨性劣化。与此相对，在实施例的喷嘴板中，即使利用擦拭刮板擦拭喷嘴板的次数多达6000次，也能抑制疏墨性的劣化。
如上所述，实施例的喷墨头在初始状态下显示出优异的疏墨性，即使利用擦拭刮板擦拭喷嘴板的记录介质相对面，疏墨性的劣化也少。
虽然说明了几个实施方式，但这些实施方式只是作为示例而提出的，并非旨在限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式进行实施，能够在不脱离发明的宗旨的范围内进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形被包括在发明的范围和宗旨中，同样地被包括在权利要求书所记载的发明及其均等的范围内。

Claims (5)

1.一种喷墨头，其特征在于，
具备：喷嘴板，所述喷嘴板设置有向记录介质喷出油墨的喷嘴；
所述喷嘴板包括：喷嘴板基板；以及疏油膜，所述疏油膜设置于所述喷嘴板基板的与所述记录介质相对的面上；
所述疏油膜包含具有碳原子数为3-5的末端全氟烷基的氟系化合物，所述疏油膜如果被进行X射线光电子能谱分析，则检测出CF2基的峰及CF3基的峰，所述CF2基的峰面积相对于所述CF3基的峰面积的比在1.5至4.0的范围内。
2.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，
所述氟系化合物还具有与所述喷嘴板基板结合的结合部位，相邻的所述氟系化合物的所述结合部位相互结合。
3.根据权利要求2所述的喷墨头，其中，
所述氟系化合物在所述结合部位与所述末端全氟烷基之间还具有间隔连结基。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的喷墨头，其中，
所述喷嘴板基板由树脂制成。
5.一种喷墨打印机，其特征在于，具备：
根据权利要求1至4中任一项所述的喷墨头；
介质保持机构，以与所述喷墨头相对的方式保持记录介质；
擦拭刮板，擦拭所述面，从所述面除去所述油墨。
CN201810964712.3A 2017-09-14 2018-08-23 喷墨头以及喷墨打印机 Active CN109501458B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017-176601 2017-09-14
JP2017176601A JP6991806B2 (ja) 2017-09-14 2017-09-14 インクジェットヘッド及びインクジェットプリンタ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109501458A CN109501458A (zh) 2019-03-22
CN109501458B true CN109501458B (zh) 2021-02-23

Family

ID=65630412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810964712.3A Active CN109501458B (zh) 2017-09-14 2018-08-23 喷墨头以及喷墨打印机

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10654273B2 (zh)
JP (1) JP6991806B2 (zh)
CN (1) CN109501458B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7326091B2 (ja) * 2019-09-24 2023-08-15 東芝テック株式会社 インクジェットヘッド及びインクジェットプリンタ
JP2021146552A (ja) * 2020-03-18 2021-09-27 東芝テック株式会社 インクチューブ及びインクジェットプリンタ
JP2022080444A (ja) * 2020-11-18 2022-05-30 東芝テック株式会社 インクジェットヘッド及びインクジェットプリンタ

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6296946B1 (en) * 1996-10-01 2001-10-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Plastic substrate and method of manufacturing the same, and ink jet printer head and method of manufacturing the same
CN1432601A (zh) * 2002-01-17 2003-07-30 佳能株式会社 环氧树脂组合物、表面处理方法、液体喷射记录头和液体喷射记录装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10329322A (ja) * 1997-06-04 1998-12-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法
JP3475085B2 (ja) 1998-06-29 2003-12-08 株式会社日立製作所 表面改質層を有するフッ素樹脂成形体、フッ素樹脂の表面処理方法、及び処理装置
CN2740401Y (zh) * 2003-05-07 2005-11-16 精工爱普生株式会社 疏液膜涂层部件、液体喷射装置及其构件
JP4293035B2 (ja) 2003-05-07 2009-07-08 セイコーエプソン株式会社 撥液膜被覆部材、液体噴出装置の構成部材、液体噴出ヘッドのノズルプレート、液体噴出ヘッドおよび液体噴出装置
US7325902B2 (en) * 2003-10-22 2008-02-05 Ricoh Printing Systems, Ltd. Ink-jet printer head and a manufacturing method thereof
JP2006082363A (ja) 2004-09-15 2006-03-30 Seiko Epson Corp 撥液膜
WO2006049153A1 (ja) 2004-11-02 2006-05-11 Asahi Glass Company, Limited フルオロカーボン膜およびその製造方法
JP2007106024A (ja) 2005-10-14 2007-04-26 Sharp Corp ノズルプレート、インクジェットヘッド、及びインクジェット装置
JP5105901B2 (ja) * 2006-04-18 2012-12-26 株式会社リコー 液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び画像形成装置
JP2009066798A (ja) 2007-09-11 2009-04-02 Sharp Corp 撥液層の形成方法及びノズルプレートの製造方法
US7954926B2 (en) 2008-01-23 2011-06-07 Lexmark International, Inc. Hydrophobic nozzle plate structures for micro-fluid ejection heads
JP5818340B2 (ja) * 2010-10-25 2015-11-18 富士フイルム株式会社 撥水膜の形成方法
JP5497810B2 (ja) 2012-01-30 2014-05-21 富士フイルム株式会社 撥水膜の製造方法
JP5967969B2 (ja) * 2012-02-17 2016-08-10 キヤノン株式会社 撥液膜及びその製造方法、並びにこの撥液膜を用いた微細構造体及びその製造方法
JP2014124879A (ja) * 2012-12-27 2014-07-07 Seiko Epson Corp ノズルプレート、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置
JP6188500B2 (ja) * 2013-09-05 2017-08-30 キヤノン株式会社 液体吐出ヘッド及びその製造方法
JP2015136894A (ja) 2014-01-23 2015-07-30 株式会社リコー ノズルプレート、液体吐出ヘッド及びインクジェット記録装置
JP2016221777A (ja) * 2015-05-28 2016-12-28 セイコーエプソン株式会社 液体噴射ヘッドユニット、液体噴射装置及びワイピング方法
CN205058837U (zh) 2015-09-30 2016-03-02 株式会社东芝 喷墨头
US9873252B2 (en) * 2015-12-25 2018-01-23 Ricoh Company, Ltd. Printing device and printing method
JP2017136724A (ja) * 2016-02-02 2017-08-10 東芝テック株式会社 インクジェットヘッド

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6296946B1 (en) * 1996-10-01 2001-10-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Plastic substrate and method of manufacturing the same, and ink jet printer head and method of manufacturing the same
CN1432601A (zh) * 2002-01-17 2003-07-30 佳能株式会社 环氧树脂组合物、表面处理方法、液体喷射记录头和液体喷射记录装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN109501458A (zh) 2019-03-22
US20190077155A1 (en) 2019-03-14
JP2019051639A (ja) 2019-04-04
US10654273B2 (en) 2020-05-19
JP6991806B2 (ja) 2022-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110525046B (zh) 喷墨头及喷墨打印机
US11987054B2 (en) Ink tube and inkjet printer
CN109501458B (zh) 喷墨头以及喷墨打印机
CN109501459B (zh) 喷墨头以及喷墨打印机
CN109703199B (zh) 喷墨头、喷墨打印机、喷墨打印方法以及记录介质
CN109501460B (zh) 喷墨头以及喷墨打印机
JP7242933B2 (ja) インクジェットヘッド及びインクジェットプリンタ
JP2017213713A (ja) 液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドの製造方法、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置
JP7297959B2 (ja) インクジェットヘッド及びインクジェットプリンタ
CN114516229B (zh) 喷墨头及喷墨打印机
CN110077115B (zh) 喷墨头及其制造方法以及喷墨打印机
EP3711956A1 (en) Ink jet head and ink jet printer
CN114516228A (zh) 喷墨头、喷墨打印机及喷墨头的制造方法
JP7461184B2 (ja) インクジェットヘッド及びインクジェットプリンタ
JP2013016724A (ja) パターン形成用基板、圧電アクチュエータ製造方法、圧電アクチュエータ、液滴吐出ヘッド、および、液滴吐出装置
JP2013121700A (ja) 液滴吐出ヘッド、液体カートリッジおよび画像形成装置
JP2009248440A (ja) 静電型アクチュエータとその製造方法と液滴吐出ヘッド及び画像形成装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant