CN112088094A - 喷墨头以及图像形成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的技术问题是提供一种喷墨头以及使用了该喷墨头且能够获得高质量的喷墨记录图像的图像成形方法,其中,该喷墨头具备喷嘴板,该喷嘴板疏液性和喷射油墨时的除电荷功能优异,能够防止油墨液滴附着在喷嘴面上,且具有良好的喷射稳定性和结构层粘接性。本发明涉及的喷墨头,其是具备具有喷嘴孔的基板、以及在该基板的喷墨面一侧的最表面上具有疏液层的喷嘴板的喷墨头,其中优选:在所述喷嘴板在所述基板和所述疏液层之间具有导电层,该导电层的薄层电阻为所述疏液层的薄层电阻的2/3以下,或者包含在所述基板的喷墨面一侧上形成的所述导电层和疏液层的结构层整体的复合薄层电阻为5.0×1014Ω/sq.以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷墨头以及图像形成方法,更详细而言,涉及一种具备下述喷嘴板的喷墨头,该喷嘴板能够降低基于油墨喷射时的带电引起的油墨液滴粘附在喷嘴面,且喷射稳定性及粘接性优异,以及使用了该喷墨头且能够获得高像素的喷墨记录图像的图像形成方法。
背景技术
目前广泛普及的喷墨记录装置,通过将具有多个喷嘴孔排列形成的喷嘴板的喷墨头装配在框架等上而得以保持,并从多个该喷嘴中分别向记录介质以微小液滴的状态喷出油墨,在记录介质上形成图像。
作为喷墨头的具有代表性的喷墨方式,一种方法是通过使电流流向配置在加压室的电阻所产生的热量使油墨中的水汽化膨胀并向油墨施加压力使其喷墨,还有一种方法是通过将构成加压室的流路部件中的一部分作为压电体或在流路部件设置压电体,选择性地驱动与多个喷嘴孔相对应的压电体,由此基于各个压电体的动压使加压室变形从而从喷嘴喷出液体。
在喷墨头中,为了实现良好的油墨液滴的喷射性能,设置有喷嘴的表面的表面特性非常重要。
当喷墨头的喷嘴孔附近粘附有油墨液滴、垃圾时,喷出的油墨液滴的喷射方向发生偏离,或者喷嘴孔喷射的油墨液滴的喷出角度扩大导致产生与主液滴分离的小液滴的问题。
另外,还会出现由于喷嘴孔堵塞等导致微小的油墨喷出量降低或不喷出(喷嘴孔缺失)等问题。或者,粘附的油墨覆盖住整个喷嘴孔导致无法喷射。这些问题都会发展为显著降低所形成图像的分辨率和品质的重大问题。
为了使油墨液滴稳定且笔直地喷出,需要优化流路内的设计以及对油墨施加压力的方法,但仅此是不充分的,需要进一步将喷出油墨的喷嘴孔周边始终保持在一个稳定的表面状态下。为此,在喷嘴板的油墨喷射面的喷嘴孔周边部分上,为了使不必要的油墨不会粘附、残留,对赋予其疏液性的方法进行研究探讨。
一般来说,作为设置有喷嘴孔的表面上的作防墨处理用的材料,使用硅酮类化合物以及含氟有机化合物等。以往,作为表现出良好的疏液性的含氟有机化合物,已知含有全氟烷基的化合物以及含有全氟聚醚基的化合物等含氟有机化合物。
本申请的发明人对上述喷嘴板的喷射面的油墨液滴的特性进行了详细的研究,其结果,发现为了获得更稳定的油墨喷射性能和高质量的喷墨图像,仅进行上述使用含氟有机化合物的防墨处理应对是不充分的。
一般来说,喷墨头喷射水性油墨、有机溶剂型油墨、活性光线固化型溶剂油墨等多种油墨。
在油墨从喷墨头的流路内流过并由喷嘴孔喷射出的过程中,由于流路内流动带电以及喷嘴孔附近喷射带电等导致油墨与喷墨头的结构部件之间产生电荷的移动,油墨和喷墨头的结构部件带相反极性的电。
基于喷射带电产生的带电量一般是水性油墨较大,有机溶剂型油墨较小,但即使是有机溶剂型油墨,如果其喷嘴板的结构材料是氟类树脂,则带电量明显增大。
即,在最表面由含有氟类化合物的疏液层构成的喷嘴板上,在喷射油墨时,则其喷嘴孔附近带电量容易变得较大。
带电的喷嘴板吸引带相反极性电的墨雾,此墨雾在喷嘴板上积累,成为喷嘴孔周边的障碍,成为妨碍稳定喷射的原因。
针对上述问题,公开了一种通过在具有金属基板的喷嘴板的侧面或正面上的导体的框体和具有导电性的部件进行导通,从而降低喷嘴板的带电量的方法(例如,参照专利文献1)。但是,上述方法由于限制了能够适用于喷嘴板用的基板为金属材料,因此不能使用非金属等的基板。
另外,公开了以覆盖在喷嘴板整个周边部分的状态,安装有具有导电性的喷嘴盖的喷墨头(例如,参照专利文献2)。但是,在上述公开的结构中,由于只有新设置的喷嘴盖的厚度部分突出,因此很难控制喷嘴附近的维护性以及记录介质与喷墨头之间的空隙。另外,由于设置了喷嘴盖,存在喷嘴板上的疏液层的形成区域变窄的问题。
此外,还公开了一种喷嘴形成部件,其中,形成喷嘴孔的喷嘴形成部件由硅基板构成,在该硅基板的喷墨面一侧具有导电层,在该导电层上通过镀层法形成疏液层(例如,参照专利文献3)。上述方法仅限于硅喷嘴板,通用性低。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开第2007-190756号公报
专利文献2:日本特开第2003-341079号公报
专利文献3:日本特开第2000-203033号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明是鉴于上述问题和情况完成的,其解决的技术问题是提供一种具备喷嘴板的喷墨头以及使用了该喷墨头且能够获得高质量的喷墨记录图像的图像形成方法,其中,该喷嘴板的喷射稳定性优异且结构层粘接性优异,其具有优异的疏液性,能够防止由于油墨喷射时的带电而产生的油墨液滴粘附在喷嘴面上。
用于解决问题的技术方案
本发明人员鉴于上述技术问题进行了深入研究,其结果发现:通过采用下述喷墨头,即,所述喷墨头在基板的喷墨面一侧的最表面上具有疏液层的喷嘴板,且所述喷嘴板在所述基板和所述疏液层之间具有导电层,可以使得喷嘴板的喷墨面的疏液性优异,并且能够迅速降低喷射油墨时的带电,其结果,实现了具备下述喷嘴板的喷墨头,该喷嘴板防止在油墨喷射时产生的作为细微油墨液滴的墨雾粘附并积累在喷嘴板的喷墨面上,喷射稳定性优异且结构层的粘接性优异,完成了本发明。
即,本发明涉及的上述技术问题通过以下方式解决。
1、一种喷墨头,其具备喷嘴板,所述喷嘴板包括:具有喷嘴孔的基板,以及位于该基板的喷墨面一侧的最表面上的疏液层,其中,所述喷嘴板在所述基板和所述疏液层之间具有导电层。
2、如第1项所述的喷墨头,其中,所述喷嘴板的喷墨面一侧的薄层电阻是具有下述结构的板材的疏液层一侧的薄层电阻的2/3以下,所述结构是从所述喷嘴板上仅去除所述导电层而成的结构。
3、如第1或第2项所述的喷墨头,其中,所述喷嘴板的喷墨面一侧的薄层电阻为5.0×1014Ω/sq.以下。
4、如第1~3项中任一项所述的喷墨头,其中,所述喷嘴板在所述基板和所述导电层之间具有粘接层。
5、如第1~3项中任一项所述的喷墨头,其中,所述喷嘴板在所述基板和所述疏液层之间具有衬底层。
6、如第1~3项中任一项所述的喷墨头,其中,所述喷嘴板在所述基板和所述导电层之间具有粘接层,且在所述基板和所述疏液层之间具有衬底层。
7、如第1~6项中任一项所述的喷墨头,其中,所述基板为非金属。
8、如第5或第6项所述的喷墨头,其中,所述衬底层含有选自钽、锆、铪、铌、钛、钨、钴、钼、钒、镧、锰、铬、钇、镨、钌、铑、铼、铱、铈以及铝中的一种或多种金属元素,且含有选自氧、氮、碳中的一种或多种元素。
9、如第5或第6项所述的喷墨头,其中,所述衬底层含有选自氧化硅、氧化碳化硅、硅酸钽以及碳化氧化硅中的化合物。
10、如第5或第6项所述的喷墨头,其中,所述衬底层由聚酰胺或异氰酸酯构成。
11、如第1~10项中任一项所述的喷墨头,其中,所述基板由硅、聚酰亚胺、聚苯硫醚、或聚对苯二甲酸乙二醇酯构成。
12、如第1~11项中任一项所述的喷墨头,其中,所述疏液层含有氟类化合物,该氟类化合物为:
(1)具有至少含有烷氧基甲硅烷基、膦酸基或羟基的全氟烷基的化合物,或含有具有烷氧基甲硅烷基、膦酸基或羟基的全氟聚醚基的化合物;或者为
(2)包含具有全氟烷基的化合物的混合物,或包含具有全氟聚醚基的化合物的混合物。
13、如第1~12项中任一项所述的喷墨头,其中,在所述喷嘴板中,所述基板由树脂材料构成,且所述导电层通过升华性化合物形成。
14、如第13项中所述的喷墨头,其中,构成所述导电层的升华性化合物为锡掺杂氧化铟或碳材料。
15、如第1~12项中任一项所述的喷墨头,其中,在所述喷嘴板中,所述基板由树脂材料构成,且所述导电层由有机导电性聚合物形成。
16、一种图像形成方法,其是使用了第1~15项中任一项所述的喷墨头的图像形成方法,其中,图像形成中使用的油墨以油墨总质量的40质量%以上含有具有醚基或羟基的烃类作为溶剂。
发明的效果
根据本发明,能够提供一种具备下述喷嘴板的喷墨头,以及使用了该喷墨头且能够获得高质量的喷墨记录图像的图像成形方法,该喷嘴板的疏液性和喷射油墨时的除电荷功能优异,防止油墨液滴粘附在喷嘴面上,喷射稳定性优异,且结构层的粘接性优异。
对本发明的效果的体现机制或作用机制作出如下推测。
如上所述,通过设置有疏液层的喷嘴板喷射出油墨液滴时,当油墨通过喷墨头的流路由喷嘴孔喷射出时,由于流路中的流动带电以及喷嘴孔附近的喷射带电等,油墨带有正电荷,而喷墨头的疏液层表面则带负电荷。
基于该喷射带电产生的带电量,在溶剂型油墨中,若喷嘴板的疏液层是由含氟化合物构成,则其带电量显著增大,在油墨喷射时喷嘴孔容易变得带电较多。
其结果,在带负电的喷嘴板的疏液层表面上,具有相反的正电荷的墨雾被电吸引,该墨雾在喷嘴板上积累,变成喷嘴孔周围的障碍物,成为妨碍稳定喷射的原因。
在本发明中,根据上述问题,至少在基板和设置于最表面上的疏液层之间设置导电层,且从喷射面观察将导电层设置在疏液层的下部,由此通过喷射带电能够使在喷嘴孔附近产生的疏液层的带电电荷(负)移动至导电层,并经由导电层逃逸到系统外部。其结果,墨雾不会在喷嘴板上积累,能够长时间维持稳定的油墨喷射性能。
附图说明
图1是表示本发明涉及的喷嘴板的结构的一个例子的简要剖视图(实施方式1)。
图2是表示本发明涉及的喷嘴板的结构的其他例子的简要剖视图(实施方式2)。
图3是表示本发明涉及的喷嘴板的结构的其他例子的简要剖视图(实施方式3)。
图4是表示本发明涉及的喷嘴板的结构的其他例子的简要剖视图(实施方式4)。
图5是从图3所述实施方式3的喷嘴板的下表面一侧观察的立体图。
图6是表示本发明涉及的喷嘴板的制造工艺的一个例子的工序流程图。
图7是表示本发明涉及的喷嘴板的制造工艺的其他例子的工序流程图。
图8是表示能够使用本发明涉及的喷嘴板的喷墨头的结构的一个例子的简要立体图。
图9是表示构成图8所示喷墨头的喷嘴板的一个例子的仰视图。
具体实施方式
本发明涉及的喷墨头的特征在于,其具备喷嘴板,所述喷嘴板包括:具有喷嘴孔的基板,以及位于该基板的喷墨面一侧的最表面上的疏液层,所述喷嘴板在所述基板和所述疏液层之间具有导电层。此特征是下述各实施方式所涉及的发明所共通的技术特征。
本发明的实施方式,从进一步能够体现作为本发明目的的效果的观点出发,特别是当具有该导电层的喷嘴板的喷墨面一侧的薄层电阻是具有从所述喷嘴板上仅去除所述导电层而成的结构的板材的疏液层一侧的薄层电阻的2/3以下(但不包括0)时,或当所述喷嘴板的喷墨面一侧的薄层电阻为5.0×1014Ω/sq.以下(但不包括0)时,稳定地显示出防止墨雾在喷嘴板上积累的效果。
另外,优选通过喷嘴板在基板和导电层之间进一步设置粘接层的结构,提高基板与疏液层之间的粘接性,即使长时间使用也能够防止层间剥离等问题。
另外,优选通过喷嘴板在导电层和疏液层之间进一步设置衬底层的结构,提高导电层与疏液层之间的粘接性,即使长时间使用也能够防止层间剥离等问题。
作为形成导电层的方法,可以使用化学气相沉积法(简称CVD,例如热CVD法、等离子体CVD法等)、物理气相沉积法(简称PVD,例如真空气相沉积(电阻加热气相沉积)、电子束气相沉积、离子镀膜、溅射镀膜法等)等。另外,可以适当组合上述方法使用。
本发明涉及的导电层的特征在于,其是由具有通电特性的材料所构成的层。
作为本发明涉及的导电层,通过依据JIS K 6911、ASTM D257的双环方式进行测量的薄层电阻优选为1.0×1010Ω/sq.以下,更优选为5.0×108Ω/sq.以下,进一步优选为3.0×104Ω/sq.以下(但0除外)。
作为本发明涉及的导电层,第一实施方式优选由升华性化合物形成。更进一步而言,将作为升华性化合物的导电性碳材料或金属化合物,例如通过使用气相沉积法使其形成为导电层的方法,或者将这些材料制成以微粒的状态包含的微粒分散液等使用,使其以分散在树脂材料(例如,热固化性树脂、热塑性树脂、活性能量线固化型树脂等)中的状态存在,从而形成包含具有所需电阻值的数值成分的导电层的方法。
作为升华性化合物,特别是优选使用锡掺杂氧化铟或碳材料。
另外,作为本发明涉及的导电层,由有机导电性聚合物形成是优选的第二实施方式。
作为有机导电性聚合物,可以是其自身作为粘接剂发挥作用且形成导电性树脂层的材料,或者可以是通过导电性高分子化合物形成导电性树脂微粒,将其在分散状态(树脂乳状液)添加到现有的树脂材料中,由此形成导电性树脂层的方法。
作为能够适用于本发明中的有机导电性聚合物,例如可以举出:聚吡咯类、聚吲哚类、聚咔唑类、聚噻吩类、聚苯胺类、聚乙炔类、聚呋喃类、聚对苯撑乙烯类、聚薁类、聚对苯撑类、聚对苯硫醚类、聚异硫茚类、聚氮化硫类等链状导电性聚合物以及多并苯类导电性聚合物,但在本发明中特别优选为选自聚噻吩类、聚苯胺类以及聚吡咯类中的至少一种的阳离子性π共轭导电性高分子聚合物。
另外,作为形成衬底层的方法,可以使用化学气相沉积法、物理气相沉积法、以及使用含有硅的溶剂材料(聚硅氮烷、硅烷偶联剂等)的涂覆方法等。另外,可以适当组合上述方法使用。
另外,作为形成粘接层的方法,可以使用化学气相沉积法、物理气相沉积法、以及使用含有硅的溶剂材料(聚硅氮烷、硅烷偶联剂等)的涂覆方法等。另外,可以适当组合上述方法使用。
另外,能够扩大以高精度在喷嘴板上形成喷嘴孔的方法的选项方面出发,优选通过将构成喷嘴板的基板设为非金属。
此外,从能够适用于以准分子激光加工法来形成喷嘴孔的方面出发优选基板使用聚酰亚胺、聚对苯硫醚或者聚对苯二甲酸乙二醇酯等有机树脂。
另外,通过在基板上使用硅,在喷嘴加工中可以使用在半导体过程中使用的光刻法等。从能够进行高精度的喷嘴加工,喷射角的偏差非常小,能够制备具有良好的绘制品质的喷墨头出发,优选使用此种加工工艺。
另外,作为本发明涉及的疏液层,其含有氟类化合物,该氟类化合物为:a)至少为含有具有烷氧基甲硅烷基、膦酸基或羟基的全氟烷基的化合物;b)或含有具有烷氧基甲硅烷基、膦酸基或羟基的全氟聚醚基的化合物;c)包含具有全氟烷基的化合物的混合物,或包含具有全氟聚醚基的化合物的混合物,由此在形成疏液层时能够获得更高的疏液性。另外,含有上述结构的氟类化合物的疏液层,由于喷射带电的带电量变大,因此导入本申请发明中指定的导电层是极为有效的。
另外,从含有氟化物的疏液层的构成材料的末端与构成衬底层的氧原子、氮原子或碳原子容易键合,层间粘接性提高出发,作为喷嘴板,优选疏液层含有氟化物,并且所述衬底层由如下材料构成:具有选自钽、锆、铪、铌、钛、钨、钴、钼、钒、镧、锰、铬、钇、镨、钌、铑、铼、铱、铈以及铝中的一种或多种金属元素,且含有选自氧、氮、碳中的一种或多种元素。
此外,在本说明书中,所谓氧化碳化物是指,在其组成中,与碳元素相比,氧元素的含量(原子数)为更多的物质,例如所谓氧化碳化硅是指,在氧为50原子%以上且70原子%以下,碳为0.5原子%以上且15原子%以下,硅为25原子%以上且35原子%以下的范围内的物质。
另外,所谓碳化氧化物是指,在其组成中,与氧元素相比,碳元素的含量(原子数)为更多的物质,例如所谓碳化氧化硅是指,在氧为5原子%以上且30原子%以下,碳为20原子%以上且55原子%以下,硅为25原子%以上且35原子%以下的范围内的物质。但是,上述范围是通过X射线光电子能谱法(XPS:X-ray Photoelectron Sepctroscopy)测定的。另外,结构元素的含有率的总计不超过100原子%。
此外,从含有氟化物的疏液层的构成材料的末端容易与构成衬底层的氧原子键合,层间粘接性提高方面出发,作为喷嘴板,优选疏液层含有氟化物,并且衬底层含有选自氧化硅、氧化碳化硅、硅酸钽以及碳化氧化硅中的化合物。
另外,从容易与含有氟化物的疏液层的构成材料的末端形成键,能够提高粘接性方面出发,作为喷嘴板,优选疏液层含有氟化物,并且基板由树脂材料构成,且衬底层由聚酰胺或异氰酸酯构成。并且,由于使用了准分子激光加工法的喷嘴孔的加工适性优异,故优选。
此外,从基板的构成材料的末端与构成粘接层的氧原子容易形成键,层间粘接性提高方面出发,作为喷嘴板,优选基板由非金属构成,粘接层由选自钽、锆、铪、钛、钌、铑、铼、铱、铝以及硅中的至少一种氧化物或碳化氧化物构成。
另外,作为喷嘴板优选:疏液层含有氟化物,并且基板由树脂材料构成,且导电层由升华性化合物形成,并且,升华性化合物设为锡掺杂氧化铟或碳材料。这是因为升华性物质在准分子激光等的喷嘴孔的加工适用性上表现优异。
另外,从有机导电性聚合物具有多种官能基团,因此能够提高构成喷嘴板的各层之间的层间粘接性方面出发,作为喷嘴板,优选疏液层含有氟化物,并且基板由树脂材料构成,且导电层由有机导电性聚合物构成。另外,由于有机导电性聚合物具有C-C键,因此容易通过准分子激光等进行激光蚀刻加工。
以下,对本发明及其构成要素、以及本发明的具体实施形态、方式进行详细地说明。另外,在本申请中,表示数字范围的”~”记号以包含其前后所记载的数值作为下限值和上限值的意思使用。
《喷嘴板》
本发明涉及的喷墨头的特征在于,其具备喷嘴板,所述喷嘴板包括:具有喷嘴孔的基板,以及位于该基板的喷墨面一侧的最表面上的疏液层,其中,上述喷嘴板在上述基板和上述疏液层之间具有导电层。
〔喷嘴板的基本结构〕
首先,对本发明涉及的喷嘴板的具体结构参照图示进行说明。另外在各图的说明中,在构成要素的末尾括号中记载的数字表示其在各图中的符号。
图1是表示本发明中指定结构的喷嘴板的一个例子的简要剖视图(实施方式1)。
如图1所示,本发明涉及的喷嘴板(1)的基本结构为:与基板(2)相邻地设置导电层(3),更进一步与导电层(3)相邻地具备疏液层(4)。
在该喷嘴板上以贯穿整个层的形态形成喷嘴孔(5)。在图1所示的喷嘴板中,由图的上表面一侧供给油墨,油墨液滴(6)从喷嘴孔(5)向记录介质一面喷射。12是喷嘴通孔。
在图1所示结构的喷嘴板中设置为如下结构:上述喷嘴板的喷墨面一侧的薄层电阻是具有从上述喷嘴板上仅去除上述导电层(3)的结构的板材的疏液层一侧的薄层电阻的2/3以下(但0除外),或者上述喷嘴板的喷墨面一侧的薄层电阻为5.0×1014Ω/sq.以下(但0除外)。
如上所述,从喷嘴孔(5)喷射油墨液滴(6)时,由于喷射带电,油墨液滴(6)或喷射时产生的微小油墨液滴(墨雾)虽被疏液层(4)的表面吸引,但是由于与疏液层(4)相邻地设置有导电层(3),由此通过使疏液层(4)带电的电荷逃逸,能够防止油墨液滴(6)粘附、积累在疏液层表面上,且能够防止由此造成的喷嘴孔的喷射稳定性的下降。
图2是表示本发明涉及的喷嘴板的其他例子的实施方式2的简要剖视图。
相对于图2所示的喷嘴板(1)与图1中所示的喷嘴板的结构,其为在基板(2)与导电层(3)之间进一步设置了粘接层(7)的结构,通过设置为该结构,能够获得优异的喷射稳定性,并且能够提高基板(2)与导电层(3)之间的粘接性,即使长时间使用,也不会发生层间剥离,能够获得耐久性优异的喷嘴板(1)。
图3是表示本发明涉及的喷嘴板其他例子的实施方式3的简要剖视图。
相对于图3所示的喷嘴板(1)与图1中所示的喷嘴板的结构,其为在导电层(3)与疏液层(4)之间设置了衬底层(8)的结构,通过设置为该结构,能够获得优异的喷射稳定性,并能够提高导电层(3)与疏液层(4)之间的粘接性,即使长时间使用,也不会发生层间剥离,能够获得耐久性优异的喷嘴板(1)。
图4是表示本发明涉及的喷嘴板的其他例子的实施方式4的简要剖视图。
图4所示的喷嘴板(1)中,相对于图1中所示的喷嘴板的结构,其如图2中所示,在基板(2)与导电层(3)之间设置了粘接层(7),更进一步如图3中所示,在导电层(3)与疏液层(4)之间设置了衬底层(8)。通过将其设置为该结构,能够获得优异的喷射稳定性,并能够提高基板(2)、导电层(3)以及疏液层(4)之间的粘接性,即使长时间使用,也不会发生层间剥离,能够获得耐久性优异的喷嘴板(1)。
图5是从图3所述实施方式3的喷嘴板的喷射面一侧观察的立体图。
如图5所示,喷嘴板(1)在喷墨面(疏液层形成面一侧)上排列有多个喷嘴孔(5),将如上述方式的喷嘴板(1)安装在喷墨头。
<薄层电阻>
在本发明涉及的喷嘴板中,其特征在于:上述喷嘴板在该基板的喷墨面一侧的最表面上具有疏液层,并且在与上述疏液层之间具有导电层。为了实现防止墨雾在喷嘴板上积累的效果,优选具有该导电层的喷嘴板的喷墨面一侧的薄层电阻(以下,将该薄层电阻定义为RA)是具有从上述喷嘴板上仅去除上述导电层的结构的板材的疏液层一侧的薄层电阻(以下,将该薄层电阻定义为RB)的2/3以下(但不包含0),或者优选上述喷嘴板的喷墨面一侧的薄层电阻为5.0×1014Ω/sq.以下(但不包含0)。
更优选上述RA与上述RB之比为1/(1×1022)~2/3,或上述RA在1.0×104~5.0×1014Ω/sq.的范围内,进一步优选上述RA与上述RB之比为1/(1×1011)~2/3,或上述RA在1.0×104~4.0×1014Ω/sq.的范围内,特别优选上述RA与上述RB之比为1/(1×107)~2/3,或上述RA在1.0×104~3.0×1014Ω/sq.的范围内。
更进一步而言,在图2、图3、图4所示结构中,优选喷嘴板的喷墨面一侧的薄层电阻RA与具有从上述喷嘴板上仅去除该导电层(3)的结构的板材的疏液层一侧的薄层电阻RB之比为2/3以下(但0除外),或者优选喷嘴板的喷墨面一侧的薄层电阻RA为5.0×1014Ω/sq.以下(但0Ω/sq.除外)。
在本发明中,薄层电阻(Ω/sq.)可以通过依据JIS K 6911、ASTM D257的双环方式进行测量并算出。另外,薄层电阻的测量并非一定限定于本方法,可以使用其他的代替方法。
详细而言,使用超绝缘计SM7110、平板样品用电极SME-8310(以上均为HIOKI株式会社制造),可以对100mm×100mm的上述喷嘴板或与上述喷嘴板具备相同条件(基材、组成、层厚)的单层膜或多层膜的薄层样本进行测定。
电极中,主电极的直径为5cm,保护电极的内直径为7cm,施加500V的电压,获得电压施加1分钟后的数值,对同一样本进行3次相同评价,将其平均值用作薄层电阻即可。
将主电极的直径设为D1(cm),将保护电极的内直径设为D2(cm),将由施加电压与电流值测量的电阻值设为r(Ω),此时,薄层电阻:R(Ω/sq.)可以通过下式求出,
R=r×π(D1+D2)/(D2-D1)。
在本实施方式的情况下,如果D1=5cm、D2=7cm,则可以由R=18.84×r(Ω)计算出。
另外,可以使用以下(I)或(II)的方法,判断喷嘴板的喷墨面一侧的薄层电阻RA与具有从上述喷嘴板上仅去除该导电层的结构的板材的疏液层一侧的薄层电阻RB之比为2/3以下(但0除外)。
(I)本发明涉及的喷嘴板或与上述喷嘴板为相同条件(基材、组成、层厚)的多层膜的喷墨面一侧的薄层电阻RA与具有从上述喷嘴板上仅去除该导电层的结构的多层膜的疏液层一侧的薄层电阻RB之比为2/3以下(但0除外)。
(II)在构成本发明涉及的喷嘴板的各结构层中,对导电层(3)进行单膜剥离后的层的薄层电阻(以下,将该薄层电阻定义为RC),或者使上述导电层(3)以相同条件(组成、层厚)形成于可剥离的基板上的结构层的薄层电阻(以下,将此薄层电阻定义为RC’)与具有从上述喷嘴板上仅去除该导电层的结构的多层膜的疏液层一侧的薄层电阻RB之比为2/3以下(但0除外)。
(II)能够使用的理由是,由于薄层电阻测量中的测量电流具有流过导电性较高的层的性质,且本发明涉及的喷嘴板的各结构层中导电层(3)具有较高的导电性,因此在(I)中所使用的喷嘴板的喷墨面一侧的薄层电阻RA的测量电流主要流过导电层(3),因此上述RA的大小可以认为是与将(II)中所用的导电层(3)进行单膜剥离后的层的薄层电阻RC、或者是将上述导电层(3)以相同条件(组成、层厚)形成于可剥离的基板上的结构层的薄层电阻RC’的大小相同或更高。
另外,喷嘴板的喷墨面一侧的薄层电阻RA为5.0×1014Ω/sq.以下(但0除外)的判断使用了以下(III)。
(III)本发明涉及的喷嘴板或与该喷嘴板为相同条件(基材、组成、层厚)的多层膜的喷墨面一侧的薄层电阻RA为5.0×1014Ω/sq.以下(但0除外)。
另外,作为满足上述(I)~(III)中任意一项的本发明涉及的喷嘴板的实验结果,具有从该喷嘴板上仅去除疏液层(4)的结构的板材的喷墨面一侧的薄层电阻(以下,将此薄层电阻定义为RD)与上述喷嘴板的喷墨面一侧的薄层电阻RA之比为2/3以下(但0除外)。
测量样本可以使用从所制备的喷嘴板将各结构层,例如,疏液层、导电层、衬底层等进行单膜剥离后,使用各个单层膜进行测量的方法;或者将各个结构层以相同条件(组成、层厚)形成于可剥离的基板上后进行剥离,使用上述方法测量并求出该剥离样本的薄层电阻。
另外,薄层电阻的测量可以使用层叠有形成喷嘴孔之前的各个结构层的基板进行。
此外,本发明中提到的薄层电阻可以通过依据JIS K 7194的四探针法进行测量并算出。
〔喷嘴板的各构成材料〕
接下来对构成本发明涉及的喷嘴板的基板(2)、疏液层(4)、导电层(3)、粘接层(7)以及衬底层(8)的详细内容进行说明。
(基板)
作为构成喷嘴板的基板(2),可以选自机械强度高,具备耐油墨性,尺寸稳定性优异的材料,例如可以举出:不锈钢、镍(Ni)或其他金属材料;聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯或其他有机物材料。另外,可以使用硅(Si)。
在本发明中,基板优选为非金属,更进一步而言,基板优选由硅、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚对苯二甲酸乙二醇酯等树脂材料构成。
作为构成喷嘴板的基板,聚酰亚胺树脂(例如,宇部兴产株式会社制造、UPILEX)材料在化学稳定性方面优异,聚苯硫醚树脂材料(例如,东丽TORAY(株式会社)制造、TORELINA)在尺寸稳定性方面优异,硅在加工精度方面优异。
作为基板的厚度没有特别的限制,通常在10~200μm的范围内,优选为10~100μm的范围内,更优选为20~100μm的范围内。
(疏液层)
在本发明中,疏液层没有特别的限制,优选含有氟类化合物,该氟类化合物为:(1)具有至少含有烷氧基甲硅烷基、膦酸基或羟基的全氟烷基的化合物,或具有含有烷氧基甲硅烷基、膦酸基或羟基的全氟聚醚基的化合物;或者为(2)包含具有全氟烷基的化合物的混合物,或包含具有全氟聚醚基的化合物的混合物。
氟类化合物可以作为市售品获得,例如道康宁东丽公司、信越化学工业株式会社、大金工业株式会社(例如,OPTOOL DSX)、旭glass株式会社(例如,CYTOP),以及SECO株式会社(例如,Top CleanSafe(注册商标))、福乐泰克株式会社(FLUORO SARF)、GelestInc.Solvay Solexis株式会社(例如,Fluorolink S10)等市售产品,能够容易获得,此外可以通过:J.Fluorine Chem.,79(1).87(1996)、材料技术,16(5),209(1998)、Collect.CzechChem.Commun.,第44卷,第750~755页、J.Amer.Chem.Soc.1990年,第112卷,第2341~2348页、Inorg.Chem.Soc.,第10卷,第889~892页,1971年、美国专利第3,668,233号说明书等、以及特开昭58-122979号、特开平7-242675号、特开平9-61605号、同第11-29585号、特开2000-64348号、同2000-144097号各公报等记载的合成方法或以其为基准的合成方法制造。
具体而言,作为具有硅烷基末端的全氟聚醚基的化合物,例如可以举出上述所示的大金工业株式会社制造的“OPTOOL DSX”;作为具有硅烷末端的全氟烷基的化合物,例如可以举出FLUORO SARF株式会社制造的“FG-5010Z130-0.2”等;作为具有全氟烷基的聚合物,例如可以举出AGC SEMI CHEMICAL株式会社制造的“SFcoat系列”;作为在主链上具有含氟杂环型结构的聚合物,例如,可以举出上述旭glass株式会社制造的”CYTOP”等。另外,可以举出FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物)分散液与聚酰胺酰亚胺树脂的混合物。
此外,还可使用氟树脂,例如可以使用聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-乙烯共聚物(ETFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、聚偏二氯乙烯(PVDF)等,其中从FEP的临界表面张力低、疏液性优异,且在其300~400℃的热处理温度下的熔融粘度低,能够均匀形成膜方面出发,优选FEP。
作为其他氟类化合物,例如可以举出日本特开2017-154055号公报中所述的含有氟基的水解性硅烷化合物、国际公开第2008/120505号公报中所述的有机类氟化物、含氟有机金属化合物等。
作为通过PVD法形成疏液层的方法,优选:作为氟类化合物,使用作为全氟烷基硅烷混合氧化物的Merck Japan株式会社的Evaporation substance WR1和WR4,例如,在硅基板上形成疏液层时,可以预先形成作为衬底的衬底层或作为粘接层的氧化硅层。由WR1和WR4形成的疏液层除对水显示出疏液性以外,还对乙醇等醇、乙二醇(包括聚乙二醇)、稀释剂以及涂料等有机溶剂显示出疏液性。
本发明涉及的疏液层的层厚优选在1nm~3.00μm的范围内,但是在由激光等形成喷嘴孔的情况下,更优选为300nm以下。
(导电层)
本发明涉及的导电层的特征在于,其为由具备通电特性的材料所构成的层。
本发明涉及的导电层,其通过依据JIS K 6911、ASTM D257的双环方式进行测量的薄层电阻优选为1.0×1010Ω/sq.以下,更优选为5.0×108Ω/sq.以下,进一步优选为3.0×104Ω/sq.以下(但0除外)。
<升华性化合物>
作为本发明涉及的导电层,其由升华性化合物形成是优选的第一方式。更进一步而言,其是将作为升华性化合物的导电性碳材料或金属化合物,例如使用气相沉积法而形成导电层的方法;或者是将这些材料用作以其微粒的状态包含的微粒分散液使用,使其以分散在树脂材料(例如,热固性树脂、热塑性树脂、活性能量线硬化型树脂等)中的状态存在,形成含有具有所需电阻值的树脂成分的导电层的方法。
作为能够使用于形成本发明涉及的导电层的碳材料的具体例子,可以举出:富勒烯(例如,富勒烯C60、富勒烯C70、富勒烯C76、富勒烯C78、富勒烯C84、富勒烯C240、富勒烯C540、混合富勒烯、富勒烯纳米管、多层纳米管、单层纳米管、纳米角(圆锥型)等)、石墨烯、碳纳米管、无定形碳(含有玻璃状碳、Si、O、H中至少一种元素的无定形碳、类金刚石碳、无氢类金刚石碳)等。
另外,作为能够适用于形成本发明涉及的导电层的金属材料,优选使用金属氧化物。例如,可以举出ITO(锡掺杂氧化铟)、ZnO、Nb2O5、ZnO/Sb2O5(锑酸锌)、ZrO2、CeO2、Ta2O5、TiO2、Ti3O5、Ti4O7、Ti2O3、TiO、SnO2、La2Ti2O7、IZO(铟/氧化锌)、AZO(铝掺杂/氧化锌)、GZO(镓掺杂/氧化锌)、ATO(锑/氧化锡)、ICO(铟/氧化铈)、Bi2O3-GIO、Ga2O3、GeO2、SiO2、Al2O3、HfO2、SiO、MgO、Y2O3、WO3、a-GIO(镓/氧化铟)、IGZO(铟-镓-氧化锌)等。
在本发明中,升华性化合物特别优选为锡掺杂氧化铟或碳材料。
<有机导电性聚合物>
作为本发明涉及的导电层,其由有机导电性聚合物形成是优选的第二方式。
作为能够使用于本发明的有机导电性聚合物,可以是其本身作为粘接剂发挥作用且为形成导电性树脂层材料,或者可以是由导电性高分子化合物形成导电性树脂微粒并将其以分散状态(树脂乳状液)添加到现有的树脂材料中形成导电性树脂层的方法。
作为能够使用于本发明的有机导电性聚合物,例如,可以举出聚吡咯类、聚吲哚类、聚咔唑类、聚噻吩类、聚苯胺类、聚乙炔类、聚呋喃类、聚对苯撑乙烯类、聚薁类、聚对苯撑类、聚对苯硫醚类、聚异硫茚类、聚氮化硫类等链状导电性聚合物以及多并苯类导电性聚合物,但在本发明中特别优选为选自聚噻吩类、聚苯胺类以及聚吡咯类中的至少一种的阳离子性π共轭导电性高分子聚合物。
在本发明中,作为有机导电性聚合物,可以优选使用市售的聚合物。
例如,作为聚噻吩类,可以举出作为含有PEDOT(聚(3,4-乙烯二氧噻吩))的高分子化合物的、包含聚(3,4-乙烯二氧噻吩)与聚苯乙烯磺酸的导电性高分子化合物(简称为PEDOT/PSS),例如,目前有以下市售品:Heraeus株式会社的Clevious系列产品、AGFAMaterials Japan株式会社的ORGACON系列产品、NagaseChemteX株式会社的Denatron P-502RG、Denatron PT-432ME、信越Polymer株式会社的SEPLEGYDA AS-X、SEPLEGYDA AS-D、SEPLEGYDA AS-H、SEPLEGYDA AS-F、SEPLEGYDA HC-R、SEPLEGYDA HC-A、SEPLEGYDA SAS-P、SEPLEGYDA SAS-M、Aldrich株式会社的PEDOT/PSS的483095、560596。另外,作为聚苯胺类,例如,以日产化学工业株式会社的ORMECON出售。作为聚吡咯,例如,它们可从Aldrich以482552和735817出售。在本发明中,作为有机导电性聚合物,可以优选使用上述市售的聚合物。
此外,作为热固化型的有机导电性聚合物的市售产品,可以使用ST Poly(Achilles株式会社制造)、Doudencoat S-983、Doudencoat S-495、Doudencoat S-948、Doudencoat R-801(以上为中京油脂株式会社制造)、SEPLEGYDA OC-AE、SEPLEGYDA AS-H03Q(以上为信越Polymer株式会社制造)、BEAMSET E-2(荒川化学株式会社制造)等。
另外,作为光固化型的有机导电性聚合物的市售产品,可以使用Doudencoat R-986、Doudencoat UVS-542(以上为中京油脂株式会社制造)、SEPLEGYDA OC-X、SEPLEGYDAOC-U、SEPLEGYDA OC-X(以上为信越Polymer株式会社制造)、BEAMSET 1700CP、BEAMSET1800CP、BEAMSET E-1(荒川化学株式会社制造)等。
另外,有关导电层形成材料的详细内容,例如,可以参考日本特开2016-126954号公报第(0045)~(0151)段中所述的内容。
导电层的厚度优选设为1nm~3.00μm的范围内,其中优选5~500nm的范围。
(衬底层)
作为本发明涉及的衬底层,其中作为第一构成,当基板由非金属构成时,衬底层优选含有选自钽、锆、铪、铌、钛、钨、钴、钼、钒、镧、锰、铬、钇、镨、钌、铑、铼、铱、铈以及铝中的一种或多种金属元素,且含有选自氧、氮、碳中的一种或多种元素。
另外,作为第二构成,当基板由非金属构成时,衬底层优选含有选自氧化硅、氧化碳化硅、硅酸钽以及碳化氧化硅中的化合物。
另外,作为第三构成,当基板由树脂材料构成时,衬底层优选由聚酰胺或异氰酸酯构成。
衬底层的厚度优选设为0.5nm~1μm的范围内,但其中优选1~50nm的范围。
(粘接层)
作为本发明涉及的粘接层,优选含有钽、锆、铪、钛、钌、铑、铼、铱、铝、硅、碳中至少一种的氧化物。可以如氧化硅一样,为上述元素中一种元素的氧化物;也可以如硅酸钽,为以上元素中两种以上元素结合得到的氧化物。
粘接层的厚度优选设为0.5nm~1μm的范围内,但其中优选在1~50nm的范围内。
(各结构层的形成方法)
作为以上所说明的疏液层(4)、导电层(3)、粘接层(7)以及衬底层(8)的形成方法,可以根据用于形成的材料的特性,适当选择湿法及干法等薄膜形成方法。
作为形成各结构层的方法,例如湿法可以使用喷涂、旋涂、刷涂、浸涂、棒涂等。
另外,作为干法(真空制膜法的总称),可以列举1)物理气相沉积法(PVD):电阻加热式真空气相沉积法、电子束加热式真空气相沉积法、离子镀法、离子束辅助真空气相沉积法、溅射法等;2)化学气相沉积法(CVD):等离子体CVD法、热CVD法、有机金属CVD法、光CVD法等。
〔喷嘴板的制备方法〕
接下来,将参照图6和图7对具有代表性的喷嘴板的制造方法进行说明。
(喷嘴板制备方法A)
图6是表示本发明涉及的喷嘴板的制造工艺的示例的工序流程图。在图6中,可以使用在图3中所说明的实施方式3的喷嘴板的制备方法,按照下述所示的各个工序制备。在此喷嘴板的制备方法A中,使用未形成喷嘴孔的未加工的各个结构部件进行层叠,最终形成喷嘴通孔(12)。
<步骤A1>
如图6的(I)所示,准备喷嘴板所用的基板(2)。作为基板的材料,如前所述,可以使用聚酰亚胺(简称:PI)、聚苯硫醚(简称:PPS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称:PET)等的有机树脂材料以及硅(Si)等的无机树脂材料,但在制备方法A中,特别是优选使用聚酰亚胺(简称:PI)。
<步骤A2>
接着,如图6中(II)所示,与基板(2)相邻地、如图3所述的结构,依次形成导电层(3)、衬底层(8)以及疏液层(4)。
作为各层的形成方法,没有特别的限制,可以根据构成各层的材料的特性以及形成目的适当选择喷涂、旋涂、刷涂、浸涂、棒涂、喷墨印刷法等湿式形成方法;以及物理气相沉积法(PVD,例如电阻加热式真空气相沉积法、电子束加热式真空气相沉积法、离子镀法、离子束辅助真空气相沉积法、溅射法等)及化学气相沉积法(CVD,例如等离子体CVD法、热CVD法、有机金属CVD法、光CVD法等)等的干式形成方法。另外,每层结构层可以使用不同的形成方法。
<步骤A3>
步骤A3如图6中(III)所示,其是在形成得到的疏液层(4)的表面上粘接保护片(9)的工序。作为保护片(9),优选在其表面上具有粘接层的结构,保护片(9)与疏液层(4)通过粘接层粘接、贴合。
作为保护片(9),例如可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称:PET),其厚度为后述粘接剂的厚度与保护片(9)的厚度的总和,例如,优选在50~300μm的范围内,更优选在100~200μm的范围内。另外,保护片(9)不限制为一层薄层,其可以叠层多层薄层材料形成,使其达到所需的厚度。
保护片(9)优选比喷嘴板的基板(2)面积大,以粘接在包括构成喷嘴板的基板(2)的单元上的状态,具有从喷嘴板的基板(2)等露出来的拖拽部位。
具有拖拽部位时,能够在之后的各个工序中抓住拖拽部位进行操作,因此能够减少没有喷嘴板的保护片(9)一侧上的污渍。另外,在最后剥离保护片(9)时,也能过抓住拖拽部位更容易地进行剥离。
在使用具有粘接层的保护片(9)时,优选为通过紫外线照射等使粘接力降低的带有粘接剂的保护片。在后续工序的步骤A5中剥离保护片(9)时,通过对保护片(9)照射紫外线使粘接剂的粘接力降低,能够更容易地仅剥离具有粘接层的保护片(9),具有提高操作性的效果。另外,还能够防止疏液层(4)上的粘接剂残留以及防止疏液层(4)的脱落。作为粘接剂,优选使用橡胶类的粘接剂。
<步骤A4>
如图6中(Ⅳ)所示,优选对在步骤A3中制备的带有保护片(9)的喷嘴板,例如从基板(2)一侧使用激光照射装置(10),形成包含具有指定形状图案的喷嘴孔的喷嘴通孔(12)。
作为从基板(2)一侧照射的激光,例如有准分子激光、二氧化碳激光、YAG激光等,其中特别优选准分子激光等的紫外线激光。通过使准分子激光等高输出功率的紫外线激光,能够切断所谓的消融加工的分子的键合,并能够进行使物质蒸腾、去除的加工,因此对喷嘴周边不会产生热影响,能够进行高品质的喷嘴孔加工。
准分子激光可以输出短脉冲(~20ns)、高辉度(~几十MW)的紫外线。虽然振荡波长根据激光气体的种类的不同而不同,但经常用于消融的是XeCl(波长308nm)、KrF(波长248nm)。
在步骤A4中的喷嘴通孔(12)的形成阶段中,考虑到下一个步骤中保护片(9)的剥离工序中的操作性,重要的是使所形成的油墨孔(12)不贯穿保护片(12)内。
通过使用了准分子激光形成喷嘴孔,可以制备喷嘴板(1),其通过在1个喷嘴板上形成例如256个喷嘴,并使油墨喷射一侧的喷嘴孔(5)的直径为例如5~50μm。
另外,作为其他形成喷嘴孔(12)的方法,例如可以使用如日本特开2009-148924号公报、日本特开2009-286036号公报、日本特开2009-298024号公报等所述的对蚀刻及沉淀进行交替重复的各向异性蚀刻方法。
<步骤A5>
按照上述方法,从形成了喷嘴通孔(12)以及喷嘴孔(5)的带有保护片(9)的喷嘴板上剥离保护片(9),制备如图6的(Ⅴ)所示的喷嘴板(1)。
(喷嘴板制备方法B)
图7是表示本发明涉及的喷嘴板的制造工艺的其他示例的工序流程图。在图7中,可以使用在图3中所说明的实施方式3的喷嘴板的制备方法,按照下述所示的各个工序制备。在此喷嘴板的制备方法B中,其是在各构成材料中,在基板上形成喷嘴通孔后再将各结构层叠层,最后再次去除喷嘴通孔内的构成材料从而形成喷嘴通孔(12)的方法。
<步骤B1>
如图7的(I)所示,通过硅材料、或者聚酰亚胺树脂或其他的有机物材料形成平板状的基板(喷射用基板的材料)。例如,准备厚度为250μm左右的平板状的硅基板(2)。
接下来,例如,对包含硅材料的基板(2)进行热氧化处理,在其整个表面上形成氧化物层(13、氧化硅膜)(第一工序)。氧化物层(13)的厚度例如在30~200nm的范围内。
<步骤B2>
接着,如图7中(II)所示,在基板(2)的上表面形成抗蚀图形(R),通过使用了Bosch法的Deep-RIE(Reactive Ion Etching)装置从上表面进行干蚀刻(E),形成液体流路(14a)(第二工序)。液体流路(14a)的开口截面为圆形,内径例如在200~400μm的范围内,高度例如在100~200μm的范围内。
<步骤B3>
接下来,如图7中(III)所示,为了保护液体流路(14a)的内面,在液体流路(14a)、底面部位以及上表面(氧化物层(13)上)例如通过CVD法形成氧化硅膜(15)(第三工序)。
<步骤B4>
接着,如图7中(Ⅳ)所示,在基板(2)的下表面形成抗蚀图形(R),通过使用了Bosch法的Deep-RIE装置从下表面进行干蚀刻(E),将氧化硅膜(15)作为阻挡层,由此形成喷嘴(14b)(第四工序)。另外,也可以将基板(2)用作SOI(绝缘硅,Silicon on Insulator)基板,将该中间层用作阻挡层。喷嘴(14b)的开口截面为圆形,内径例如在10~30μm的范围内,高度(长度)例如在10~50μm的范围内。喷嘴(14b)可以通过对基板(2)进行激光加工而形成。
<步骤B5>
接下来,如图7的(Ⅴ)所示,在去除抗蚀图形(R)后,通过干蚀刻去除喷墨面(P)的氧化物层(13)(第五工序)。
<步骤B6>
接着,如图7的(Ⅵ)所示,依次在喷墨面(P)上形成导电层(3)、衬底层(8)以及疏液层(4)。
作为各层的形成方法,没有特别的限制,可以根据构成各层的材料的特性以及形成目的适当选择喷涂、旋涂、刷涂、浸涂、棒涂、喷墨印刷法等湿式形成方法;及物理气相沉积法(PVD,例如电阻加热式真空气相沉积法、电子束加热式真空气相沉积法、离子镀法、离子束辅助真空气相沉积法、溅射法等)及化学气相沉积法(CVD,例如等离子体CVD法、热CVD法、有机金属CVD法、光CVD法等)的干式形成方法。另外,每层结构层可以使用不同的形成方法。
<步骤B7>
接下来,如图7的(Ⅶ)所示,通过抛光(A)及UV照射等,去除形成于喷嘴(14b)上的导电层(3)、衬底层(8)以及疏液层(4)和氧化硅膜(15)及氧化物层(13),制备喷嘴板(1)(第七工序)。
《喷墨头》
图8是表示能够使用本发明涉及的喷嘴板的喷墨头的结构的一个例子的简要外观图。另外,图9是喷墨头的仰视图。
如图8所示,本发明的喷墨头(100)搭载在喷墨打印机(图示略)上,其具备:使油墨从喷嘴中喷射出的头部尖端、配置有该头部尖端的布线基板、通过柔性基板与该布线基板连接的驱动电路基板、通过过滤器将油墨导入头部尖端的通道中的歧管、在内部收纳歧管的筐体(56)、为堵住筐体(56)的底面开口而安装的盖接板(57)、安装在歧管的第一油墨端口以及第二油墨端口上的第一及第二接合部(81a、81b)、安装在歧管的第三油墨端口上的第三接合部(82)、以及安装在筐体(56)上的覆盖部件(59)。另外,分别形成用于将筐体(56)安装在打印机主体一侧上的安装孔(68)。
另外,图9中所示盖接板(57)与盖接板安装部(62)的形状相对应,其外形形成为沿左右方向为长边的近矩形板状,为了使在其近中央部配置有多个喷嘴(5)的喷嘴板(61)露出,设置沿左右方向为长边的喷嘴用开口部(71)。另外,有关图9中所示的喷墨头的内部的具体结构,例如可以参考日本特开2012-140017号公报中所述的图2等。
图8及图9中示出了喷墨头的代表性例子,此外,还可以适当选择并使用包含以下公报中记载的结构的喷墨头:日本特开2012-140017号公报、日本特开2013-010227号公报、日本特开2014-058171号公报、日本特开2014-097644号公报、日本特开2015-142979号公报、日本特开2015-142980号公报、日本特开2016-002675号公报、日本特开2016-002682号公报、日本特开2016-107401号公报、日本特开2017-109476号公报、日本特开2017-177626号公报。
《喷墨油墨》
作为能够使用于本发明涉及的图像形成方法的喷墨油墨,没有特别的限制,有各种种类的喷墨油墨,例如,以水为主要溶剂的水性喷墨油墨;以在室温下不挥发的不挥发性溶剂为主,且实质上不含水的油性喷墨油墨;以在室温下挥发的溶剂为主,且实质上不含水的有机溶剂类喷墨油墨;在室温下对固体的油墨进行加热熔融而进行打印的热熔油墨;在印刷后通过紫外线等的活性光线进行硬化的活性能量光线硬化型喷墨油墨等。
另外,根据使用的颜色材料的种类,被分类为染料油墨及颜料油墨等。
在本发明涉及的图像形成方法中,使用的喷墨油墨优选以油墨总质量的40质量%以上含有作为溶剂的具有醚基或羟基的烃类。
本发明中所提到的具有醚基或羟基的烃类优选为醇类、多元醇类、多元醇醚类,例如可以举出醇类(例如,甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇)、多元醇类(例如,乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、丁二醇、己二醇、戊二醇、甘油、己三醇、硫二乙二醇等)、多元醇醚类(例如,乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单丁醚、乙二醇单醚乙酸酯、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、三乙二醇单丁醚、乙二醇单苯醚、丙二醇单苯醚等)。
实施例
以下,根据实施例对本发明进行具体的说明,但本发明不限于此。并且,实施例中使用”“份”或“%”进行表示,若非特别说明,则表示”“质量份”或“质量%”。另外,若无特殊记载,各操作均在室温(25℃)下进行。
实施例1
《制备喷嘴板》
〔制备喷嘴板1〕
根据图6中所述的喷嘴板的制备流程(制备方法A),制备具备图3所述结构的喷嘴板1。
(1)准备基板
准备厚度为75μm的聚酰亚胺片(简称:PI,宇部兴产株式会社制造、UPILEX)作为基板(2)。
(2)形成导电层
在上述准备好的基板(2)上通过进行使用了碳靶的溅射,形成了由无定形碳构成的导电层(3),其层厚为20nm。
(3)形成衬底层
接着,作为衬底层材料使用含有硅烷化合物(简称:TMS,四甲基硅烷,Si(CH3)4))的成膜气体、作为添加气体使用二氧化碳以及作为不活泼气体使用氩,通过公知的等离子CVD法进行气相沉积,与上述形成的导电层(3)相邻地形成了由碳化氧化硅构成的衬底层(8),其层厚为5nm。
(4)形成疏液层
接下来,作为疏液层形成材料,使用氟类化合物1(大金工业株式会社制造,OPTOOLDSX,硅烷基末端全氟聚醚化合物),通过喷涂,与上述形成的衬底层(8)相邻地形成了疏液层(4),其层厚为5nm。
(5)粘接保护片
作为保护片(9),准备在一个表面上具有由橡胶类粘接剂构成的粘接层且层厚为100μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。接着,使喷嘴板的疏液层(4)与保护片(9)的粘接层对置而贴合,构成图6中(III)所示的结构。
(6)制备喷嘴通孔和喷嘴孔
对于具备上述制备的保护片的喷嘴板,从基板(2)面一侧,如图6中(Ⅳ)所示,照射准分子激光(10、振荡波长:248nm,脉冲幅度:150nsec.),形成4列256个如图3记载的形状的喷嘴,其直径为40μm、锥角为30度,喷嘴通孔为50μm。
最后,剥下保护片,制备得到喷嘴板1。
〔制备喷嘴板2〕
在上述的喷嘴板1的制备中,不形成导电层(2),除此之外与制备喷嘴板1相同地制备了具有图3记载的结构的喷嘴板2。
具体而言,准备厚度为75μm的聚酰亚胺片(简称:PI,宇部兴产株式会社制造、UPILEX),用与喷嘴板1相同的方法,在该基板(2)上形成由碳化氧化硅构成且层厚为5nm的衬底层(8),并形成使用了氟类化合物1且厚度为5nm的疏液层(4),然后,形成与喷嘴板1相同的喷嘴,制备了包含如图3记载的结构的喷嘴板2。不具备导电层(3)的喷嘴板2是相对于本发明的喷嘴板1的比较例。
《喷嘴板的评价》
〔薄层电阻的测量〕
对于上述制备的喷嘴板1以及喷嘴板2,另行制备与各喷嘴板为相同条件(基材、组成、层厚)的100mm×100mm多层膜,通过依据JIS K 6911、ASTM D257的双环方式进行测量,求出薄层电阻。
具体而言,使用超绝缘计SM7110、平板样品用电极SME-8310(以上均为HIOKI株式会社制造)进行了测量。
电极的主电极的直径设为5cm,保护电极的内直径设为7cm,施加500V的电压,1分钟后的,进行评价,对同一样本进行3次该评价,将其平均值乘以18.850后将其用作薄层电阻。在无法使用上述电压测量的情况下,则以0.1V电压进行同样的测量。
〔判定薄层电阻〕
接下来,在制备的喷嘴板中,将本发明的具有导电层和疏液层的喷嘴板1作为对象,进行以下薄层电阻的判定。具体而言,当具有该导电层的喷嘴板1的喷墨面一侧的薄层电阻是具有从上述喷嘴板1上仅去除该导电层的结构的喷嘴板2的疏液层一侧的薄层电阻的2/3以下(但不包含0)时,或者当上述喷嘴板1的喷墨面一侧的薄层电阻为5.0×1014Ω/sq.以下(但不包含0)时,判定为“○”,若不符合上述任一项的水平,则判定为”×”。
喷嘴板1及喷嘴板2的薄层电阻的测量结果与薄层电阻判定的结果如表I所示。不具备导电层的喷嘴板2的薄层电阻的判定是比较例,因此记载为”ref.’
〔耐擦拭性的评价〕
对上述制备的各喷嘴板,作为在喷膜打印机上安装喷墨头时实施的喷嘴擦拭维护的加速实验,使用纤维素纤维以40kPa的负荷进行200个来回的擦拭,根据下述基准对耐擦拭性进行了评价。本发明中所提到的疏液性是指在喷嘴板上滴下上述油墨时的接触角为60度以上的情况。
○:喷嘴板的疏液性和外观均无变化
×:喷嘴板的疏液性和外观均发生劣化,为不耐用的品质。
〔耐油墨浸渍性的评价〕
对上述制备的各喷嘴板,将其分别在下述的黑色油墨以及pH11的水性碱性伪油墨中浸泡4周,根据以下基准评价其是否维持疏液性。另外,本发明中所提到的疏液性是指在喷嘴板上滴下上述黑色油墨时的接触角为60度以上的情况。
(准备黑色油墨1)
调制含有以下成分的评价用油墨。
<调制黑色颜料分散体>
将以上成分混合,分散到以体积率60%填充了0.3mm二氧化锆颗粒球的横型珠磨机中,获得了黑色颜料分散体,其平均粒径为125nm。
(调制油墨)
(制备pH11的水性碱性伪油墨)
把pH11的水性碱性伪油墨与碳酸钠、碳酸钾等缓冲溶液混合,将其调整至pH10~pH11。此伪油墨是含有丙二醇烷基醚、二丙二醇烷基醚、三丙二醇烷基醚等的水溶液。
◎:相对于两者的油墨,疏液性均无变化
○:相对于至少一者的油墨,疏液性无变化
△:相对于两者的油墨,疏液性均稍有劣化,但为在实用上可以允许的品质
×:相对于两者的油墨,疏液性均有明显劣化,为不耐用的品质。
《制备喷墨头》
准备了柯尼卡美能达株式会社制造的KM1024i作为喷墨头,作为其具备的喷嘴板的替代,具备了喷嘴板1及喷嘴板2,除此之外同样地制备了喷墨头1及喷墨头2。
〔喷射稳定性的评价〕
使用上述制备的各喷墨头,将在“耐油墨浸渍性的评价”中制备的黑色油墨连续喷射4小时,接着使用日本特开2002-363469号公报中图2所述的频闪闪光式的油墨液滴飞翔观察装置,通过与喷射周期和闪光周期同步的CCD相机,监视各油墨的飞翔状态,确认从所有的喷嘴(1024个)中正常喷射油墨液滴以及有无斜射、速度不均匀现象,由此评价喷射稳定性。
在上述喷射稳定性的评价中,喷墨头1与喷墨头2均表现出良好的结果。即,可以确认到碳导电层不会对激光加工形成喷嘴孔造成影响。
〔喷嘴板的表面电位的评价〕
将10mL三乙二醇单丁醚作为伪油墨从喷墨头的进口用10秒钟导入,从喷嘴中挤出后,擦拭喷嘴面上的油墨,使用表面电位仪(数码静电电位测量仪KSD-2000,春日电机株式会社)测量了从油墨导入开始25秒钟后(油墨导入结束后15秒钟后)以及1秒钟后的喷嘴板表面的电位。此测量是在比常温常湿条件下电荷更难逃逸的环境,即摄氏10±3度、相对湿度为20±5%的低温低湿条件下进行的。
〔油墨粘附耐性的评价〕
将与上述“喷射稳定性的评价”相同地调制的黑色油墨连续喷射100分钟,目视观察构成各喷墨头的喷嘴板表面上的墨雾的粘附情况,并根据以下基准进行了油墨粘附耐性的评价。
○:在喷嘴板的表面及附近,在100分钟时完全没有发现墨雾粘附
△:在喷嘴板的表面及附近,在30分钟时发现墨雾粘附
×:在喷嘴板的表面及附近,在10分钟时发现墨雾粘附
根据以上所得到的评价结果示于表I。另外,关于喷射稳定性的评价,如上述评论所述,所有板材均表现出良好的结果,省略了对表I中的记载。
[表1]
表I
*A:硅烷基末端全氟聚醚化合物
如表I所述,具有导电层的喷嘴板1的喷墨面一侧的薄层电阻为2.10×1014Ω/sq.,在5.00×1014Ω/sq.以下。且此薄层电阻是具有从喷嘴板1上仅去除该导电层的结构的喷嘴板2的疏液层一侧的薄层电阻7.20×1014Ω/sq.的0.29倍(即,2/3以下)。即,向喷嘴板导入导电层作为本发明的方法,其显示出了降低喷嘴板的喷墨面一侧的薄层电阻的效果。
如表I所述,喷嘴板1以及喷嘴板2这两者均具有良好的耐擦拭性和耐油墨浸渍性。即,可以确认到碳导电层不会对这两者的耐性造成影响。
如表I所述,挤出油墨后的喷嘴板的表面电位,在喷墨头1中25秒钟后变为0.00kV,另一方面,在其比较例中的喷墨头2中即使是1分钟之后也变成-0.01kV。可以推测这是基于喷墨头1中的满足了薄层电阻判定的导电层的效果,由挤出油墨而产生在喷嘴板上的负电荷迅速移动到喷嘴板以外,而与此相对在不具备导电层的喷墨头2中,电荷继续留在喷嘴板表面上。
接下来,关于表I中所述的油墨耐粘附性的结果,喷墨头1连续喷射100分钟后,在喷嘴板上没有墨雾粘附,而喷墨头2在喷射上30分钟时在喷嘴板上发生了墨雾的粘附。另外,将在上述〔油墨粘附耐性的评价〕中喷射的油墨集中至进行电隔离的铝箱中并测量其表面电位,确认了其显示正值。
即,可以推测在喷墨头2上粘附墨雾的原因是,根据喷嘴板表面电位的评价结果,喷墨头2的喷嘴板表面上残留的负电荷通过静电的吸引力将喷射时带正电的墨雾吸引了过来。
实施例2
《制备喷嘴板》
〔制备喷嘴板3〕
与实施例1中所述的方法相同地根据图6中所述的喷嘴板的制备流程(制备方法A),制备具备图3所述结构的喷嘴板3。
准备了厚度为75μm的聚酰亚胺片(简称:PI,宇部兴产株式会社制造、UPILEX)作为基板(2)。
在上述准备好的基板(2)上通过电解聚合法形成了作为聚吡咯类有机导电性聚合物的ST Poly(Achilles株式会社制造),形成了由导电性聚吡咯构成的导电层(3),其层厚为500nm。
接下来,作为疏液层形成材料使用氟类化合物2(信越化学工业株式会社制造、KBE-903、胺类硅烷偶联剂与大金工业株式会社制造、OPTOOL DSX、硅烷基末端全氟聚醚化合物的混合物),通过湿法涂布,与上述形成的导电层(3)相邻地形成了疏液层(4),其层厚为20nm。
具体而言,在导电层(3)正上部,以含有1.0质量%的水/乙醇溶液对胺类硅烷偶联剂进行刷涂后,连续喷涂氟类化合物1(大金工业株式会社制造、OPTOOL DSX、硅烷基末端全氟聚醚化合物)(以下,将此混合物定义为氟类化合物2。),干燥6小时。
按照上述顺序形成了各层后,与喷嘴板1相同地形成了喷嘴,制备了具有图3所示结构的喷嘴板3。
〔制备喷嘴板4〕
在上述的喷嘴板3的制备中,不形成导电层(2),除此之外与制备喷嘴板3相同地制备了具有图3记载的结构的喷嘴板4。
具体而言,准备厚度为75μm的聚酰亚胺片(简称:PI,宇部兴产株式会社制造、UPILEX),用喷嘴板3相同的方法与该基板(2)对置地与形成使用了氟类化合物2的且层厚为20nm的疏液层(4),接着形成与喷嘴板1相同的喷嘴,制备了包含如图3记载的结构的喷嘴板4。不具备导电层(3)的喷嘴板4是相对于本发明的喷嘴板3的比较例。
〔制备喷嘴板5〕
在上述的喷嘴板3的制备中,不形成疏液层(4),除此之外相同地制备了具有如图3记载的结构的喷嘴板5。
具体而言,准备厚度为75μm的聚酰亚胺片(简称:PI,宇部兴产株式会社制造、UPILEX),用与喷嘴板3相同的方法,与该基板(2)对置地形成了由导电性聚吡咯构成的层厚为500nm的导电层(3),接着形成与喷嘴板1相同的喷嘴,制备了包含如图3记载的结构的喷嘴板5。不具备疏液层(4)的喷嘴板5是相对于本发明的喷嘴板3的比较例。
《喷嘴板的评价》
对于上述制备的喷嘴板3~5,进行了薄层电阻的测量、薄层电阻的判定、耐擦拭性的评价、油墨浸渍耐性的评价、喷嘴板表面电位以及油墨耐粘附性的评价。
〔薄层电阻的测量和薄层电阻的判定〕
对所制备的喷嘴板3~5,使用与实施例1中所述方法相同的方法进行了薄层电阻的测量和薄层电阻的判定。
〔耐擦拭性的评价和油墨浸渍耐性的评价〕
在上述制备的喷嘴板中,对具有疏液层(4)的喷嘴板3和4,使用与实施例1中所述方法相同的方法进行了耐擦拭性的评价和油墨浸渍耐性的评价。
《制备喷墨头》
准备了柯尼卡美能达株式会社制造的KM1024i作为喷墨头,除将所具备的喷嘴板替换为分别具有疏液层(4)的喷嘴板3和4以外,制备了喷墨头3和4。
〔喷射稳定性的评价〕
对上述制备的喷墨头3和4,使用与实施例1中所述的方法相同的方法评价了喷射稳定性。
〔喷嘴板的表面电位的评价和油墨粘附耐性的评价〕
对上述制备的喷墨头3和4,使用与实施例1中所述的方法相同的方法进行了喷嘴板的表面电位的评价和油墨粘附耐性的评价。
通过以上获得的各评价结果示于表II。
[表2]
表II
*B:胺类硅烷偶联剂以及硅烷基末端全氟聚醚
如表II所述,具有导电层的喷嘴板3的喷墨面一侧的薄层电阻为4.40×104Ω/sq.,在5.00×1014Ω/sq.以下。且该薄层电阻是具有从喷嘴板3上仅去除该导电层的结构的喷嘴板4的疏液层一侧的薄层电阻7.10×1014Ω/sq.的6.2×10-11倍(即,2/3以下)。另外,具有从喷嘴板3上仅去除该疏液层的结构的喷嘴板5的疏液层一侧的薄层电阻2.70×104Ω/sq.,其为喷嘴板3的薄层电阻的0.61倍(即,2/3以下)。可以确认作为本发明的方法的向喷嘴板导入导电层(有机导电性聚合物:导电性聚吡咯),其显示出了显著降低喷嘴板的喷墨面一侧的薄层电阻的效果。
另外,可以发现喷嘴板3以及喷嘴板4双方都具有良好的耐擦拭性和耐油墨浸渍性。即,可以确认到有机导电性聚合物导电层不会对这两种耐性造成影响。
另外,有关喷射稳定性的评价,所得到的结果虽没有记载在II中,但上述制备的喷墨头3和4均表现出了良好的结果。即,有机导电性聚合物导电层不会对激光加工形成喷嘴孔造成影响。
另外,挤出油墨后的喷嘴板的表面电位,喷墨头3中在25秒钟后变为0.00kV,而在其比较例中的喷墨头4中即使是1分钟之后也变成-0.23kV。这与实施例1中的具有碳导电层的喷墨头1相同,表现出其具有满足薄层电阻判定的有机导电性聚合物导电层通过挤出将产生在喷嘴板上的负电荷迅速移动到喷嘴板以外的效果。
接下来,从II中记载的油墨耐粘附性的结果来看,喷墨头3连续喷射100分钟后在喷嘴板上没有墨雾粘附,而喷墨头4在喷射上10分钟时在喷嘴板上发生了墨雾的粘附。
结合上述实施例1的结果,在油墨挤出1分钟后喷嘴板表面电位为0.00kV的喷墨头1和3上长时间不粘附墨雾,对此,在-0.01kV的喷墨头2中喷射30分钟后,及在电位较大的-0.23kV的喷墨头4中喷射后10分钟就发生了墨雾的粘附。根据上述内容,发现对油墨进行挤出1分钟后的喷嘴板表面所带的负电电量越大,则越容易发生墨雾的粘附。
实施例3
《制备喷嘴板》
〔制备喷嘴板6〕
根据图6中记载的喷嘴板的制备流程(制备方法A),制备具备图3记载的结构的喷嘴板6。
准备了厚度为75μm的聚酰亚胺片(简称:PI,宇部兴产株式会社制造、UPILEX)作为基板(2)。
在上述准备好的基板(2)上通过使用了氧化硅靶的溅射,形成了由氧化硅构成的粘接层(7),其层厚为10nm。
接下来,通过进行使用了锡掺杂氧化铟靶的溅射,与上述形成的粘接层(7)相邻地形成了由锡掺杂氧化铟构成的导电层(3),其层厚为5nm。
接着,通过进行使用了氧化硅靶的溅射,与上述形成的导电层(3)相邻地形成了由氧化硅构成的衬底层(8),其层厚为5nm。接下来,使用氟类化合物1(大金工业株式会社制造、OPTOOL DSX、硅烷基末端全氟聚醚化合物),通过喷涂,与上述形成的衬底层(8)相邻地形成了疏液层(4),其层厚为5nm。
按照上述顺序形成了各层后,与喷嘴板1相同地形成了喷嘴,制备了具有图3记载的结构的喷嘴板6。
〔制备喷嘴板7〕
在上述的喷嘴板3的制备中,不形成衬底层(8)和疏液层(4),除此之外,同样地制备了具有图3所述结构的喷嘴板7。
具体而言,准备厚度为75μm的聚酰亚胺片(简称:PI,宇部兴产株式会社制造、UPILEX),在该基板(2)上形成由氧化硅构成的层厚为10nm的粘接层(7)和由锡掺杂氧化铟构成的层厚为5nm的导电层(3),接着形成与喷嘴板1相同的喷嘴,制备了由如图3记载的结构的喷嘴板7。
不具备衬底层(8)和疏液层(4)的喷嘴板7是相对于本发明的喷嘴板6的比较例。
《喷嘴板的评价》
对于上述制备的喷嘴板6和7,进行了薄层电阻的测量、薄层电阻的判定、耐擦拭性的评价、油墨浸渍耐性的评价、喷嘴板表面电位以及油墨耐粘附性的评价。
〔薄层电阻的测量和薄层电阻的判定〕
对所制备的喷嘴板6和7,使用与实施例1中所述方法相同的方法进行了薄层电阻的测量和薄层电阻的判定。
〔耐擦拭性的评价和油墨浸渍耐性的评价〕
在上述制备的喷嘴板中,对具有疏液层(4)的喷嘴板6,使用与实施例1中所述方法相同的方法进行了耐擦拭性的评价和油墨浸渍耐性的评价。
《制备喷墨头》
准备了柯尼卡美能达株式会社制造的KM1024i作为喷墨头,除将作为所具备的喷嘴板替换为分别具有疏液层(4)的喷嘴板6以外,同样地操作,制备了喷墨头6。
〔喷射稳定性的评价〕
对上述制备的喷墨头6,使用与实施例1中所述的方法相同的方法评价了喷射稳定性。其结果表现良好。即,可以确认到锡掺杂氧化铟导电层不会对激光加工形成喷嘴孔造成影响。
〔喷嘴板的表面电位的评价和油墨粘附耐性的评价〕
对上述制备的喷墨头6,使用与实施例1中所述的方法相同的方法进行了喷嘴板的表面电位的评价和油墨粘附耐性的评价。
通过以上获得的各评价结果示于表III。
[表3]
表III
*A:硅烷基末端全氟聚醚化合物
如表III所述,具有导电层的喷嘴板6的喷墨面一侧的薄层电阻为1.10×105Ω/sq.,在5.0×1014Ω/sq.以下。对此,具有从喷嘴板6上仅去除该疏液层和衬底层的结构的喷嘴板7的疏液层一侧的薄层电阻为2.60×104Ω/sq.,其为喷嘴板6的薄层电阻的0.24倍(即,2/3以下)。根据上述内容,在本发明指定的结构中,可以确认向喷嘴板导入导电层(锡掺杂氧化铟),在形成粘接层(7)时也显示出了降低喷嘴板的喷墨面一侧的薄层电阻的效果。
另外,如表III所述,喷墨头6对油墨进行挤出后的喷嘴板表面电位在25秒钟后变成-0.01kV但1分钟后变为0.00V。
接着,由表III记载的油墨耐粘附性的结果来看,喷墨头6在100分钟连续喷射后喷嘴板上也没有墨雾粘附。
结合上述实施例1和实施例2的结果,发现在油墨挤出1分钟后喷嘴板表面电位为0.00kV的喷墨头1、3、6上长时间也不粘附墨雾。
根据上述内容,具备通过导入导电层使薄层电阻判定为”○”的本发明的喷嘴板的喷墨头,在挤出油墨1分钟后,其喷嘴板表面电位为0.00kV,因此显示出在连续喷射时墨雾粘附降低且能够长时间进行稳定的喷射。
实施例4
《制备喷嘴板》
〔制备喷嘴板8〕
根据图6中记载的喷嘴板的制备流程(制备方法A),制备具备图3所述结构的喷嘴板8。
准备了厚度为75μm的聚酰亚胺片(简称:PI,宇部兴产株式会社制造、UPILEX)作为基板(2)。
在上述准备好的基板(2)上通过进行使用了锡掺杂氧化铟靶的溅射,形成了由锡掺杂氧化铟构成的导电层(3),其层厚为5nm。
接下来,通过进行使用了氧化硅靶的溅射,与上述形成的导电层(3)相邻地形成了由氧化硅构成的衬底层(8),其层厚为10nm。
接着,使用氟类化合物1(大金工业株式会社制造、OPTOOL DSX、硅烷基末端全氟聚醚化合物)作为疏液层形成材料,通过喷涂,与上述形成的衬底层(8)相邻地形成了疏液层(4),其层厚为5nm。
按照上述顺序形成了各层后,与喷嘴板1相同地形成了喷嘴,制备了具有图3记载的结构的喷嘴板8。
〔制备喷嘴板9〕
在实施例1中记载的喷嘴板1的制备中,除对基板(2)的种类做出如下变更以外,同样地操作,制备了具有图3记载的结构的喷嘴板9。
具体而言,准备了厚度为50μm聚苯硫醚(简称:PPS,东丽株式会社制造、TORELINA)。使用与喷嘴板1相同的方法,在基板(2)上形成由无定形碳构成的层厚为20nm的导电层(3)和由碳化氧化硅构成的层厚为5nm的衬底层(8),以及使用了氟类化合物1且厚度为5nm的疏液层(4),接着形成与喷嘴板1相同的喷嘴,制备了由如图3记载的结构的喷嘴板9。
本发明喷嘴板9具有相对于喷嘴板1将基材进行了变更的结构。
《喷嘴板的评价》
对于上述制备的喷嘴板8和9,进行了薄层电阻的测量、薄层电阻的判定。
〔薄层电阻的测量和薄层电阻的判定〕
对所制备的喷嘴板8和9,使用与实施例1中记载的方法相同的方法进行了薄层电阻的测量和薄层电阻的判定。
根据以上内容所得的结果示于表IV。
[表4]
表IV
*A:硅烷基末端全氟聚醚化合物
如表IV所述,喷嘴板8和9的喷墨面一侧的薄层电阻分别为3.80×108Ω/sq.和1.60×1014Ω/sq.,均为5.0×1014Ω/sq.以下。根据上述内容,可以确认到薄层电阻判定为“○”的喷嘴板可以由基板(2)、粘接层(7)、导电层(3)、衬底层(8)、疏液层(4)的各种材料和厚度构成。
工业实用性
本发明涉及的具备喷嘴板的喷墨头,其具有优异的喷射稳定性,能够适用于各领域中使用油墨的喷墨打印机中。
符号说明
1 喷嘴板
2 基板
3 导电层
4 疏液层
5 喷嘴孔
6 油墨液滴
7 粘接层
8 衬底层
9 保护片
10 激光照射装置
11 大气压氧等离子装置
12 喷嘴通孔
56 筐体
57 盖接板
59 覆盖部件
61 喷嘴板
62 盖接板安装部
68 安装孔
71 喷嘴用开口部
81a 第一接合部
81b 第二接合部
82 第三接合部
100 喷墨头
A 抛光
E 干蚀刻
Claims (16)
1.一种喷墨头,其具备喷嘴板,
所述喷嘴板包括:具有喷嘴孔的基板,以及位于该基板的喷墨面一侧的最表面上的疏液层,其中,
所述喷嘴板在所述基板和所述疏液层之间具有导电层。
2.如权利要求1所述的喷墨头,其中,
所述喷嘴板的喷墨面一侧的薄层电阻是具有下述结构的板材的疏液层一侧的薄层电阻的2/3以下,所述结构是从所述喷嘴板上仅去除所述导电层而成的结构。
3.如权利要求1或2所述的喷墨头,其中,
所述喷嘴板的喷墨面一侧的薄层电阻为5.0×1014Ω/sq.以下。
4.如权利要求1~3中任一项所述的喷墨头,其中,
所述喷嘴板在所述基板和所述导电层之间具有粘接层。
5.如权利要求1~3中任一项所述的喷墨头,其中,
所述喷嘴板在所述基板和所述疏液层之间具有衬底层。
6.如权利要求1~3中任一项所述的喷墨头,其中,
所述喷嘴板在所述基板和所述导电层之间具有粘接层,且在所述基板和所述疏液层之间具有衬底层。
7.如权利要求1~6中任一项所述的喷墨头,其中,
所述基板为非金属。
8.如权利要求5或6所述的喷墨头,其中,
所述衬底层含有选自钽、锆、铪、铌、钛、钨、钴、钼、钒、镧、锰、铬、钇、镨、钌、铑、铼、铱、铈以及铝中的一种或多种金属元素,且含有选自氧、氮、碳中的一种或多种元素。
9.如权利要求5或6所述的喷墨头,其中,
所述衬底层含有选自氧化硅、氧化碳化硅、硅酸钽以及碳化氧化硅中的化合物。
10.如权利要求5或6所述的喷墨头,其中,
所述衬底层由聚酰胺或异氰酸酯构成。
11.如权利要求1~10中任一项所述的喷墨头,其中,
所述基板由硅、聚酰亚胺、聚苯硫醚、或聚对苯二甲酸乙二醇酯构成。
12.如权利要求1~11中任一项所述的喷墨头,其中,
所述疏液层含有氟类化合物,该氟类化合物为:
(1)具有至少含有烷氧基甲硅烷基、膦酸基或羟基的全氟烷基的化合物,或含有具有烷氧基甲硅烷基、膦酸基或羟基的全氟聚醚基的化合物;或者为
(2)包含具有全氟烷基的化合物的混合物,或包含具有全氟聚醚基的化合物的混合物。
13.如权利要求1~12中任一项所述的喷墨头,其中,
在所述喷嘴板中,所述基板由树脂材料构成,且所述导电层由升华性化合物形成。
14.如权利要求13中任一项所述的喷墨头,其中,
构成所述导电层的升华性化合物为锡掺杂氧化铟或碳材料。
15.如权利要求1~12中任一项所述的喷墨头,其中,
在所述喷嘴板中,所述基板由树脂材料构成,且所述导电层由有机导电性聚合物形成。
16.一种图像形成方法,其是使用了权利要求1~15中任一项所述的喷墨头的图像形成方法,其中,
图像形成中使用的油墨以油墨总质量的40质量%以上含有具有醚基或羟基的烃类作为溶剂。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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