DE3787254T2

DE3787254T2 - Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes.

Info

Publication number: DE3787254T2
Application number: DE87116729T
Authority: DE
Inventors: Shimomura Akihiko; Moriyama Eiko; Uehara Haruo; Noguchi Hiromichi; Inamoto Tadayoshi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-11-13
Filing date: 1987-11-12
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2007-11-13
Also published as: EP0268213A2; JPS63239063A; EP0268213A3; US5148193A; DE3787254D1; JPH07110541B2; EP0268213B1; US5838347A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, der eine Aufzeichnung durchführt, indem er erlaubt, daß Tinte, die die Aufzeichnungsflüssigkeit darstellt, ausgestoßen und als Tropfen durch Tintenaustoßöffnungen fliegt, und die Tropfen auf einer Aufzeichnungsmediumfläche befestigt werden, und insbesondere ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, das die Fläche mit den Tintenausstoßöffnungen mit einer Oberflachbehandlungsschicht bedeckt.

Stand der Technik

Das Tintenstrahlaufzeichnungsverfahren führt ein Aufzeichnen durch, indem gestattet wird, daß Tropfen eines Aufzeichnungsmittels namens Tinte ausgestoßen werden und diese auf einem Aufzeichnungselement wie Papier etc. befestigt bzw. fixiert werden.
Bei einem solchen Tintenstrahlaufzeichnungssystem ist es zur Verbesserung der Aufzeichnungsqualität erforderlich, daß die Tintentröpfchen an der geforderten Position der Aufzeichnungsfläche befestigt werden, d. h. daß die Ausstoßrichtung der fliegenden Tröpfchen zur Aufzeichnung konstant sein sollte und die Ausstoßgeschwindigkeit konstant und die Größe der fliegenden Tröpfchen gleichmäßig sein sollte.
Wenn jedoch bei dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf die Oberfläche mit den Ausstoßöffnungen gröber wird oder Flecken wie Risse oder Fehler aufweist, wird Tinte ungleichmäßig an der Fläche mit den Ausstoßöffnungen bei dem kontinuierlichen Ausstoß von Tinte befestigt, wodurch die Tinte ungleichmäßig gezogen wird, wenn die Tinte durch die Tintenausstoßöffnungen ausgestoßen wird und abgelöst, und daher änderten sich-die Ausstoßrichtung und die Ausstoßgeschwindigkeit und auch die Größe der Tintentröpfchen, so daß sich die Aufzeichnungsqualität verminderte. Auch bei einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf der Erfindung, bei dem die Tintenausstoßöffnung aus unterschiedlichen Materialien bestanden, wie in der US-PS-4, 417, 251 offenbart ist, kann die Lokalisierung der Tinte an der Fläche mit den Tintenausstoßöffnungen auftreten, wenn Tinte eine lange zeit kontinuierlich ausgestoßen wird, weil die Benetzbarkeit mit Tinte sich in Abhängigkeit von den entsprechenden Materialien ändert, wodurch die zuvor aufgezeigten Probleme auftreten können.
Als Verfahren für solche Nachteil sind viele Vorschläge gemacht worden, um gleichmäßig ein Flüssigkeiten abstoßendes Mittel oder ein Flüssigkeitskompatibles Material auf der Fläche mit den Tintenausstoßöffnungen vorzusehen, wie beispielsweise in der JP-A-59 176 054 und WO-A-8 201 414. Wenn jedoch bei der Herstellung verschiedene Punkte wie die Kosten, Halt etc. in Betracht gezogen worden, ist kein zufriedenstellendes Produkt gegenwärtig erzielt worden. Mit anderen Worten gibt es kein Verfahren für eine zufriedenstellende Oberflächenbehandlung, die gleichmäßig und einfach bei Tintenausstoßöffnungen ohne ein Eindringen eines Oberflächenbehandlungsmittels in die Tintenausstoßöffnungen durchgeführt werden kann.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die zuvor beschriebenen Probleme zu lösen und ein Oberflächenbehandlungsverfahren für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopfanzugeben das in der Lage ist, den Aufzeichnungskopf mit einer hohen Aufzeichnungsqualität auszustatten, wobei die Fläche, an der die Ausstoßöffnungen vorgesehen sind, mit-einem gleichmäßigen Material bedeckt wird, das Ungleichmäßigkeiten in der Form wie Grobheiten oder Flecken etc. an der Oberfläche eliminieren kann und dadurch die Ausstoßrichtung, die Ausstoßgeschwindigkeit und die Größe der ausgestoßenen Tintentröpfchen gleichmäßig macht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes anzugeben, das es ermöglicht, Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe bei niedrigen Kosten und ohne das Eintreten des Oberflächenbehandlungsmittels in die Tintenausstoßöffnungen während der Behandlung herzustellen, wodurch kein Schritt erforderlich ist, in dem Füllstoffe in die Tintenausstoßöffnungen gepackt werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes anzugeben, das Beschränkungen im Aufbau wie eine Veränderung der Tintenausstoßöffnungen vor der Behandlung etc. ausschließen kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes angegeben mit dem Schritt, daß ein Oberflächenbehandlungsmittel, das auf einem Träger vorgesehen ist, von dem Träger auf die Tintenausstoßöffnungsfläche, an der die Tintenausstoßöffnungen des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes ausgebildet sind, übertragen wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1A und 2B sind eine schematische Perspektivansicht, die ein Beispiel des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes zeigt, auf den die vorliegende Erfindung anwendbar ist, und eine schematische Schnittansicht von diesem entlang der Ebene A-A';
Fig. 2A und 2B sind schematische Schnittansichten zur Darstellung der Schritte der Oberflächenbehandlung durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung für den Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der in den Fig. 1A und 1B gezeigt ist;
Fig. 3 ist eine schematische Perspektivansicht des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes nach Beendigung der Oberflächenbehandlung gemäß dem vorliegenden Verfahren;
Fig. 4 ist eine schematische Schnittansicht, die ein anderes Beispiel des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes zeigt, auf den die vorliegende Erfindung anwendbar ist;
Fig. 5 ist eine schematische Schnittansicht zur Darstellung des in Fig. 4 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungskopfes nach Beendigung der Oberflächenbehandlung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung eines Beispiels der Behandlung zur Übertragung eines flüssigen Oberflächenbehandlungsmittel s auf den Tintenstrahlaufzeichnungskopf;
Fig. 7 und 8 sind schematische Schnittansichten zur Darstellung anderer Beispiele des Oberflächenbehandlungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9 ist eine schematische Schnittansicht zur Darstellung eines anderen Beispiels des Oberflächenbehandlungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 ist eine schematische Schnittansicht des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes nach Beendigung der Behandlung gemäß dem Oberflächenbehandlungsverfahren der vorliegenden Erfindung;
Fig. 11 und 12 sind jeweils schematische Schnittansichten eines anderen Beispiels des Oberflächenbehandlungsverfahrens der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 13 ist eine schematische Darstellung, die die Anordnung einer Meßeinrichtung zur Beobachtung der Tintenausstoßcharakteristiken zeigt.

Detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird nun die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben.
Mit der vorliegenden Erfindung soll in erster Linie das Problem um die Tintenausstoßöffnung gelöst werden, und daher sind nur die Teile mit den Ausstoßöffnungen in der nachfolgenden Beschreibung im Detail beschrieben. Solange jedoch der Idee der vorliegenden Erfindung gefolgt wird, ist beispielsweise der in der Zeichnung gezeigte Tintenstrahlaufzeichnungskopf nicht beschränkend, sondern die vorliegende Erfindung ist effektiv auf einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf jeglicher Art anwendbar.
Bei der vorliegenden Erfindung wird eine oberflächenbehandelte Schicht von tintenabstoßender Natur (wasserabstoßend für wäßrige Tinte oder Ölabstößen4 für ölige Tinte) auf der Tintenausstoßöffnungsoberfläche ausgebildet, indem zumindest ein Teil eines Behandlungsmittels, das auf einem Träger vorgesehen ist, von dem Träger an die Tintenausstoßfläche mit den darin ausgebildeten Tintenausstoßöffnungen des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes übertragen wird
Das Oberflächenbehandlungsmittel kann wie gewünscht geeignet in dem Bereich ausgewählt werden, der dem Bedingung genügt, daß die oberflächenbehandelte Schicht, die schließlich auf der Tintenausstoßöffnungsoberfläche ausgebildet ist, tintenabstoßend und die vorliegende Erfindung vollendet ist. Das heißt, daß das Oberflächenbehandlungsmittel selbst ein Material, das von vorneherein tintenabstoßend ist, oder ein Material, das durch Unterwerfung einer Behandlung tintenabstoßend wird, sein kann. Auf jeden Fall muß die möglicherweise oberflächenbehandelte Schicht eine tintenabstoßende Natur haben.
Das bei der vorliegenden Erfindung zu verwendende Oberflächenbehandlungsmittel umfaßt Behandlungsmaterialen in flüssiger und fester Form, die selbst direkt dazu beitragen, daß die oberflächenbehandelte Schicht tintenabstoßend wird, Lösungen, die das Oberflächenbehandlungsmaterial in einem Lösungsmittel aufweisen und eine Dispersion, die das Oberflächenbehandlungsmaterial in einem Dispersionsmedium aufweist etc.
Um ein Oberflächenbehandlungsmaterial auf einem Träger aufzubringen, werden photosensitive Kunstharze in flüssiger oder fester Form, Thermosetzkunstharze in flüssiger oder fester Form, Verbindungsmittel in flüssiger oder fester Form, Lösungen, die mindestens eines der oben genannten Materialien enthalten, Dipersionen, die mindestens eines der oben genannten Materialien enthalten etc. verwendet.
Als ein Träger, der mit dem Oberflächenbehandlungsmaterial auf seiner Oberfläche versehen werden soll, werden flüssige Materialien wie Glas, Metalle, Keramik, nicht elastische Kunststoffe, Holz etc. oder alternativ elastische Materialien wie Gummi und elastische Kunststoffe verwendet. Von diesen werden elastische Materialien vorzugsweise verwendet.
Spezifische Beispiele des Oberflächenbehandlungsmittels und des Trägers werden später in der Beschreibung von entsprechenden Ausführungsformen ((I), (II) (i) und (II)(ii)) dargestellt. Sie sind jedoch nicht auf die in den Ausführungsformen dargestellten Beispiele- beschränkt.
Bei der vorliegenden Erfindung sollte das Verhältnis der Dicke des auf einem Träger vorgesehenen Oberflächenbehandlungsmittels zu dem Durchmesser der Tintenausstoßöffnung vorzugsweise ein Drittel oder weniger, insbesondere ein Viertel oder weniger und optimalerweise ein Fünftel oder weniger betragen. Dies ist deshalb der Fall, weil ein größeres Verhältnis dazu führen kann, daß das Oberflächenbehandlungsmittel in das Innere der Tintenausstoßöffnungen eintritt und die Öffnungen verstopft.
In dem Fall, daß die Tintenausstoßöffnungen beträchtlich groß sind, kann jedoch das Oberflächenbehandlungsmittel möglicherweise in sie eintreten, selbst wenn das oben genannte Verhältnis ein Drittel oder weniger beträgt. Daher sollte die Dicke des Oberflächenbehandlungsmittels auf einem Träger vorzugsweise 10 um oder weniger, insbesondere 8 um oder weniger und optimalerweise 6 um oder weniger betragen.
Außerdem sollte die Dicke des Oberflächenbehandlungsmittels auf einem Träger vorzugsweise 0,1 um oder größer, insbesondere
0.2 um oder größer und optimallerweise 0,3 um oder größer sein. Dies ist deshalb der Fall, weil zu kleine Dicken des Oberflächenbehandlungsmittels es schwer machen, das Oberflächenbehandlungsmittel einerseits auf dem Träger aufzubringen und andererseits das Oberflächenbehandlungsmittel auf der Tintenausstoßfläche gleichmäßig aufzubringen.
Das auf dem Träger vorgesehene Oberflächenbehandlungsmittel kann einer bekannten Härtebehandlung unterzogen werden.
Nachfolgend sollen die unten gezeigten drei bevorzugten Ausführungsformen beschrieben erden.
(I) Eine flüssiges (unter einer normalen Verwendungsumgebung des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes)
Oberflächenbehandlungsmittel wird von dem Träger auf die Tintenausstoßöffnungsfläche übertragen und dann der Härtebehandlung unterzogen, um eine oberflächenbehandelte Schicht zu bilden.
(II) (i) Ein festes (unter einer normalen Verwendungsumgebung des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes) Oberflächenbehandlungsmittel wird von dem Träger auf die Tintenausstoßöffnungsfläche übertragen, um eine oberflächenbehandelte Schicht zu bilden.
(II)(ii) Eine oberflächenbehandelte Schicht wird auf dieselbe Weise wie unter (II)(i) mit der Ausnahme gebildet, daß das Oberflächenbehandlungsmittel bei der Übertragung mit einem aktiven Lichtstrahl in einem Zustand bestrahlt wird, in dem der Träger und die Tintenausstoßfläche zu einer Einheit verbunden sind und das Oberflächenbehandlungsmittel zwischen ihnen liegt.
Die zuvor genannten drei Ausführungsformen sind im Detail als bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden, und insbesondere die obigen Ausführungsformen (II)(i) und (II)(ii) sind am meisten bevorzugt.
Bei diesen Ausführungsformen kann, wie später noch beschrieben werden wird, vor oder nach Durchführung der Übertragung der Schritt eingefügt werden, mit dem das Oberflächenbehandlungsmittel etc. weiter gehärtet wird, wenn dies gewünscht ist.
(I) Bei dieser ersten Ausführungsform wird ein Träger, auf dem sich ein flüssiges Oberflächenbehandlungsmittel befindet, mit einer Tintenausstoßfläche in Kontakt gebracht und dann von dieser getrennt, wodurch das Oberflächenbehandlungsmittel von dem Träger auf die Tintenausstoßfläche übertragen wird, um eine oberflächenbehandelte Schicht auf der Tintenausstoßfläche zu bilden.
Bei dieser Ausführungsform kann als flüssiges Oberflächenbehandlungsmittel jedes Material, das flüssig ist, bis es übertragen ist, und eine feste Schicht nach einer anschließenden Behandlung bildet, verwendet werden. Spezifischerweise können flüssige photosensitive Kunstharze, photosensitive Kunstharzlösungen in Lösungsmitteln oder flüssige Thermosetzkunstharze, Thermosetzkunstharzlösungen in Lösungsmitteln und weiter flüssige Verbindungsmittel wie Silan-, Titanat-, Chrom- oder Aluminiummittel oder Lösungen von diesen verwendet werden. Als Verfestigungsbehandlung können eine Trocknungsbehandlung wie natürliches Trocknen und erzwungenes Trocknen durch beispielsweise eine Erwärmung für Lösungen, eine Bestrahlungsbehandlung photosensitiver Kunstharze und Lösungen von diesen mit aktiven aktinischen Strahlen für photosensitive Kunstharze und eine Wärmebehandlung für Thermosetzkunstharze etc. gewählt werden.
Weiter kann als Träger, der mit einem Oberflächenbehandlungsmittel versehen werden soll, ein Träger mit insbesondere Feststoffen wie Glas, Metall, Keramik, Holz, Gummi, Kunststoff etc. verwendet werden. Die mit dem Oberflächenbehandlungsmittel beschichtete Oberfläche hat in dem Fall eines flüssigen Materials (nichtelastisches Material), vorzugsweise eine Form, die gleichmäßig mit der Ausstoßöffnungsfläche in Kontakt gebracht werden kann und schwer deformierbar ist wie Glas, Metall, Keramik, Holz, nicht elastische Kunststoffe etc., während es nicht notwendigerweise die selbe Oberflächenform wie die Ausstoßöffnungsfläche in dem Fall eines elastischen Trägers, der selbst deformierbar ist, hat, wie bei einem Träger aus Gummis, einem Kunststofffilm etc. Elastische Träger-werden vorzugsweise bei der vorliegenden Erfindung verwendet.
Fig. 1A und 1B stellen eine schematische Perspektivansicht der Umgebung der Tintenausstoßöffnung 108 des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes mit einer Mehrzahl von Öffnungen unter Verwendung eines elektrothermischen Wandlerelements als Mittel für eine Flüssigkeit ausstoßende Energieerzeugung als ein Beispiel des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, auf den die vorliegende Erfindung anwendbar ist und dessen Schnittansicht entlang der A-A'-Ebene dar.
Hier bezeichnet die Bezugsziffern 101 einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf im Ganzen, 102 ein Wärmeerzeugungselement als elektrothermisches Wandlerelement, 103 ein Substrat, 104 eine Klebeschicht, 105 eine Deckplatte, 106 einen Tintenkanal, 107 die Oberfläche mit den Tintenausstoßöffnungen (Ausstoßfläche), 108 eine Tintenausstoßöffnung, 111 ein Element, das eine Wandung für den Tintenkanal bildet und den Tintenkanal 106 und die Tintenausstoßöffnung 108 begrenzt.
Nachfolgend wird kurz das Flüssigkeitsausstoßprinzip eines solchen Tintenstrahlaufzeichnungskopfes beschrieben, bei dem Wärme als Tintenausstoßenergie verwendet wird. Das Wärmeerzeugungselement 102 erzeugt kurzzeitig Wärme, indem Strom in Pulsen durch einen nicht gezeigten leitenden Draht dem Wärmeerzeugungselement 102, das an dem Substrat 103 vorgesehen ist, zugeführt wird, wobei die Wärme das Aufschäumen der Tinte bewirkt, die in dem Tintenkanal vorhanden ist, um eine abrupten Druckänderung zu erzeugen und dadurch die Tinte durch die Tintenausstoßöffnung 108 auszustoßen.
Bei dem in diesen Figuren gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungskopf und insbesondere in dem Fall, daß unterschiedliche Arten von Materialien verwendet werden, um die Tintenausstoßfläche 107 zu bilden, ist die Benetzbarkeit nicht gleichmäßig, wodurch das Ausstoßen leicht instabil wird.
Entsprechend wird bei dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die folgende Oberflächenbehandlung durchgeführt.

BEISPIEL 1

Fig. 2A und 2B, die schematische Schnittansichten entlang der A-A'-Ebene des in Fig. 1A gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 101 sind, zeigen das Oberflächenbehandlungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie in Fig. 2A gezeigt ist, wird der Träger 109, der mit einer durch UV-Strahlen härtbaren photosensitiven Kunstharzlösung (Oberflächenbehandlungsmittel) 110 beschichtet ist, das eine in Tabelle 1 gezeigte Zusammensetzung hat, gegen den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 101 gestoßen, der eine Tintenausstoßöffnung mit einem Durchmesser von 30 um hat. Bei diesem Beispiel wurde als Träger 109 ein Polyesterfilm (25 um Dicke) verwendet. Das Aufbringen des Oberflächenbehandlungsmittels 110 auf den Träger 109 wurde durch Verwendung eines Drahtbarrenbeschichters durchgeführt.
Nachdem der Träger 109 von dem Kopf 101 gelöst worden war, blieb das Oberflächenbehandlungsmittel 110C' an der Tintenausstoßfläche 107. Die mit dem Oberflächenbehandlungsmittel 110C' versehene Fläche wurde gehalten und mit UV-Strahlung von einer Ultra-Hochdruck- Quecksilberlampe von 1 kW eine Minute lang bestrahlt, um das flüssige Kunstharz 110C' zu härten und eine oberflächenbehandelte Schicht auf der Tintenausstoßfläche zu bilden.
Fig. 3 ist eine schematische Perspektivansicht der Umgebung der Tintenausstoßöffnung des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, der mit einer oberflächenbehandelten Schicht 110C versehen ist, nach der Beendigung der Oberflächenbehandlung.

Tabelle 1

Gewichtsanteil
PHOTOMER 6008 (hergestellt von SUN NOPCO LID.) 40 RIPOXY VR-60 (hergestellt von SHOWA
HIGH POLYMER Co., LTD.) 10
Trimethylolpropantriacrylat 20 N-Vinylpyrrolidon
A-189 (hergestellt von NIPPON UNICAR Co., LTD.) 0.2 Argon G(GF-300) (hergestellt von Toa Gosei
Kagaku Kogyo K.K.) 0.1
IRGACURE 651 (hergestellt von CIBA-GEIGY Co.) 5.0
Tert-butylhydroquinon 0.03
In diesem Beispiel 1 wurde die Dicke des Oberflächenbehandlungsmittels wie in Tabelle A gezeigt variiert und die Oberflächenbehandlung bei 100 Köpfen für jede Dicke durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle A gezeigt. TABELLE A Dicke des Oberflächenbehandlungsmittels an dem Träger Verhältnis Tintenstrahlausstoßöffnung/Dicke in der linken Spalte Ergebnis Ungleichmäßige Oberflächenbehandlung bei einem von 100 Köpfen Erfolgreich bei allen Köpfen Eintritt von Oberflächen-Behandlungsmittel in Tintenausstoßöffnung bei einem von 100 Köpfen Eintritt von Oberflächen-Behandlungsmittel in Tintenausstoßöffnung bei zwei von 100 Köpfen Eintritt von Oberflächen-Behandlungsmittel in Tintenausstoßöffnung bei 22 von 100 Köpfen
Fig. 4 zeigt als schematische Schnittansicht ein anderes Beispiel des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, auf den das Verfahren der vorliegenden Erfindung anwendbar ist, und bei dem ein elektromechanisches Wandlerelement als Mittel zur Erzeugung der Ausstoßenergie verwendet wird. Ein solcher Tintenstrahlaufzeichnungskopf 201 hat ein piezoelektrisches Element 202, das als Tintenausstoßenergieerzeugungsmittel um das Glasrohr 203 mit einer fein verengten Öffnung, d. h. eine Tintenausstoßöffnung 208, angeordnet ist, das durch Schmelzen und Ziehen des Glasrohrs und nachfolgendes Schneiden hergestellt ist. Um kurz das Ausstoßprinzip des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes zu beschreiben, wird Tinte dem Tintenkanal 206 in dem Glasrohr 203 zugeführt, indem sie durch die Innenseite des Tintenzuführrohres 212 geführt wird. Wenn eine Spannung pulsweise an dem piezoelektrischen Element 202 angelegt wird, wird das piezoelektrische Element 202 deformiert und verursacht eine Volumenänderung des Tintenkanals 206, wodurch die Tinte durch die Tintenausstoßöffnung 208 ausgestoßen wird. Selbst bei einem solchen Tintenstrahlaufzeichnungskopf 201 kann die Oberfläche mit der Tintenausstoßöffnung (Tintenausstoßfläche) 201 gleichmäßig mit eine oberflächenbehandelten Schicht gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung beschichtet werden.

BEISPIEL 2

Fig. 5 ist eine schematische Ansicht zur Darstellung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes nach Beendigung der Oberflächenbehandlung gemäß einem zweiten Beispiel der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Unter Verwendung der Epoxidkunstharzlösung als das Oberflächenbehandlungsmittel, wie es in Tabelle 2 gezeigt ist, wurde dieses durch einen Drahtbarrenbeschichter auf einem 25 um Polyesterfilm aufgebracht und der beschichtete Film wurde gegen die Oberfläche 207 gedrückt (Fig. 4), die Tintenausstoßöffnungen mit einem Durchmesser von 50 um aufwies, um das Oberflächenbehandlungsmittel in flüssiger Form zu übertragen, gefolgt von einer zweistündigen Erwärmung bei mindestens 80ºC , um das Oberflächenbehandlungsmittel zu härten. Im Ergebnis wurde ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit einer oberflächenbehandelten Schicht 211C, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, erzielt.

Tabelle 2

Gewichtsanteil
EPIKOTE 828 (hergestellt von SUN NOPCO LID.) 80
EPIKQTE 152 20
2-Ethyl-4-methylimidazol 5
Toluen 200
In diesem Beispiel 2 wurde die Dicke des Oberflächenbehandlungsmittels an einem Träger wie in Tabelle B gezeigt variiert und die Oberflächenbehandlung bei 100 Köpfen für jede Dicke ausgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle B gezeigt. TABELLE B Dicke des Oberflächenbehandlungsmittels an dem Träger Verhältnis Tintenstrahlausstoßöffnung/Dicke in der linken Spalte Ergebnis Erfolgreich bei allen Köpfen Eintritt von Oberflächen-Behandlungsmittel in Tintenausstoßöffnung bei 19 von 100 Köpfen
Fig. 6 zeigt schematisch ein Massenproduktionsbeispiel der Behandlung unter Verwendung eines flüssigen
Oberflächenbehandlungsmittels an einem Aufzeichnungskopf, wie er in den Fig. 1A und 1B oder in Fig. 4 gezeigt ist.
Das flüssige Oberflächenbehandlungsmittel 310 wird zu einer gleichmäßigen Dicke mit der Gegenwalze 313 und der Beschichtungswalze 312, die der Träger ist, geformt. Der zu behandelnde Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 wird auf den Förderer 314 gesetzt, so daß die Tintenausstoßfläche das flüssige Oberflächenbehandlungsmittel 310, das auf der Beschichtungswalze 312 auf gebracht ist, berühren kann. Wenn der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 das flüssige Oberflächenbehandlungsmittel 310 berührt, wird das flüssige Oberflächenbehandlungsmittel 310 auf die Tintenausstoßfläche mit hoher Effektivität übertragen. Dann wird die Tintenausstoßöffnungsfläche fertiggestellt, indem die Verfestigungsbehandlung des Oberflächenbehandlungsmittels wie zuvor beschrieben durchgeführt wird, um eine oberflächenbehandelte Schicht zu bilden.
(II)(i) Als nächstes werden Beispiele der zweiten Ausführungsformen eines Oberflächenbehandlungsverfahrens nachfolgend beschrieben.
Ein Träger mit einem daran vorgesehenen festen Oberflächenbehandlungsmittel wird auf einer Tintenausstoßfläche befestigt und anschließend von dieser gelöst, wodurch das Oberflächenbehandlungsmittel von dem Träger auf die Tintenausstoßfläche übertragen wird, um eine oberflächenbehandelte Schicht auf der Tintenausstoßfläche zu bilden. Als Träger kann Glas, Metall, Keramik, Holz, Kunststoff etc. verwendet werden. Um ein festes Oberflächenbehandlungsmittel an einem Träger vorzusehen, können photosensitive Kunstharze, Thermosetzkunstharze, Lösungen dieser Kunstharze etc. verwendet werden. Diese Kunstharze oder Kunstharzlösungen werden in flüssiger oder fester Form verwendet. In dem Fall, daß sie in flüssiger Form verwendet werden, wird eine Verfestigungsbehandlung gleichzeitig mit oder nach der Aufbringung auf ein Substrat durchgeführt.
Was den Träger und das feste Oberflächenbehandlungsmittel angeht, wird vorzugsweise den folgenden Kraftverhältissen genügt, weil es erforderlich ist, daß wenn der Träger gelöst wird, nachdem das feste Oberflächenbehandlungsmittel an der Tintenausstoßfläche befestigt worden ist, das feste Oberflächenbehandlungsmittel, das der Tintenausstoßöffnung zugewandt ist, entfernt werden sollte, während es an dem Träger befestigt ist, während das feste Oberflächenbehandlungsmittel, das direkt der Tintenausstoßfläche zugewandt ist, an der Zwischenseite des Trägers gelöst werden sollte, und zwar ohne Kohäsivzerstörung in dem Bereich, der an der Tintenausstoßfläche klebt, die an der Tintenausstoßfläche befestigt werden soll.
D.h.
(Haftkraft zwischen dem festen Oberflächenbehandlungsmittel und dem Träger);
(Kohäsivkraft des festen Oberflächenbehandlungsmittels); und
(Adhäsivkraft zwischen dem festen Oberflächenbehandlungsmittel und dem Träger);
(Adhäsivkraft zwischen dem festen Oberflächenbehandlungsmittel und der Tintenausstoßöffnung)

BEISPIEL 3

Die Fig. 7 und 8, die schematische Schnittansichten entlang der B-B'-Ebene des in Fig. 1A gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 101 sind, zeigen Oberflächenbehandlungsbeispiele gemäß dem zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird zuerst ein photosensitives Kunstharz mit einer Zusammensetzung, wie sie in Tabelle 3 gezeigt ist, durch einen Drahtbarren auf dem Träger 409 aus einem Polyesterfilm (Dicke 25 um) aufgetragen und dann getrocknet, um ein festes Oberflächenbehandlungsmittel 410 zu erzielen. Dieses wurde unter Druck an der Tintenausstoßfläche 407 des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 401 mit einem Tintenausstoßöffnungsdurchmesser von 40 um durch Verwendung einer Walze 412 etc. befestigt. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, wurde als nächstes der Träger 409 gelöst. Dabei bleibt der Bereich des festen Oberflächenbehandlungsmittels 410, der der Tintenausstoßöffnung 408 zugewandt ist, an der Seite des Trägers 409, während der Bereich des festen Oberflächenbehandlungsmittels 410, der direkt der Tintenausstoßfläche zugewandt ist, an der Seite des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 401 bleibt. Dies geschieht aufgrund des Verhältnisses der Haftkraft des festen Oberflächenbehandlungsmittels 410 zu dem Träger 409 und der Tintenausstoßfläche 407 und der Kohäsivkraft des festen Kunstharzes 410 wie sie zuvor beschrieben worden ist. Auch wird an dem Endbereich der Tintenausstoßöffnung, d. h. an dem Grenzbereich zwischen den Bereichen 408 und 407, eine Spannung aufgrund der Deformation des Trägers 409 und des festen Oberflächenbehandlungsmittels 410, die während des Ablösens auftritt, auf einen Punkt konzentriert, um eine Kohäsivzerstörung des Oberflächenbehandlungsmittels zu erzeugen, wodurch die Trennung von dem Träger bewirkt werden kann.
In dem nachfolgenden Schritt wird das Oberflächenbehandlungsmittel mit UV-Strahlung bestrahlt, um ein Härten zur Erhöhung des Tintenwiderstandes und den Abnutzungswiderstand zu bewirken und die Behandlung so zu vollenden.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht der Umgebung der Tintenausstoßöffnung des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, der mit einer oberflächenbehandelten Schicht 110C versehen ist. Dieses Härten kann durch Bestrahlung mit aktiven aktinischen Strahlen, wenn das Oberflächenbehandlungsmittel 410 ein photosensitiver Kunstharz wie oben ist, durch Erwärmung, wenn es ein Thermosetzkunstharz ist, oder durch Trocknung, wenn es ein Lösungsmittel enthält, erfolgen.

Tabelle 3

Gewichtsanteil
DIANAL BR-80 (Acrylresin, MW, 95000, 100 hergestellt von MITSUBISHI RAYON Co., LTD.)
RIPOXY VR-60 (hergestellt von SHOWA HIGH POLYNER Co., LTD.) 50
Trimethylolpropantriacrylat 30
IRGACURE 651 (hergestellt von CIBA-GEIGY) 5
Tert-butylhydroquinon 0.2
Ethylcellosolve 100
Oberflächenbehandlungen wurden unter Veränderung der Dicke des Oberflächenbehandlungsmittels an einem Träger wie in Tabelle C gezeigt bei 100 Köpfen für jede Dicke durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle C gezeigt.
Bei diesem Beispiel 3 wurde die Dicke des Oberflächenbehandlungsmittels, das an einem Träger vorgesehen war, variiert, wie in Tabelle C gezeigt ist, und die Oberflächenbehandlung wurde bei 100 Köpfen für jede Dicke durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle C gezeigt. TABELLE C Dicke des Oberflächenbehandlungsmittels an dem Träger Verhältnis Tintenstrahlausstoßöffnung/Dicke in der linken Spalte Ergebnis Ungleichmäßige Oberflächenbehandlung bei zwei von 100 KöpfenUngleichmäßige Oberflächenbehandlung bei einem von 100 Köpfen Erfolgreich bei allen Köpfen Eintritt von Oberflächen-Behandlungsmittel in Tintenausstoßöffnung bei einem von 100 Köpfen Eintritt von Oberflächen-Behandlungsmittel in Tintenausstoßöffnung bei 19 von 100 Köpfen

BEISPIEL 4

Fig. 9 ist eine schematische Schnittansicht zur Darstellung dieses Beispiels 4. Zunächst wurde eine Lösung von Epoxidkunstharz (Thermosetzkunstharz) mit der in Tabelle 4 gezeigten Zusammensetzung auf einen Polyesterfilm 509 als Substrat mit einer Dicke von 25 um aufgebracht, dann 5 Minuten lang bei 80ºC getrocknet, um Toluen zu entfernen und eine feste Schicht eines Oberflächenbehandlungsmittels 510 zu bilden.
Diese wurde unter Druck auf der Tintenausstoßfläche 507 eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 501 mit einem Tintenausstoßöffnungsdurchmesser von 40 um befestigt, und dann wurde der Träger entfernt, wodurch das feste Oberflächenbehandlungsmittel auf die Tintenausstoßfläche 507 übertragen wurde.
Fig. 10 ist eine schematische Schnittansicht eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, der mit einer oberflächenbehandelten Schicht 510C versehen ist, nach Abschluß des obigen Behandlung.

Tabelle 4

Gewichtsanteil
DINAL BR-80 (Acrylresin, MW. 95000, hergestellt von MITSUBISHI RAYON Co., LTD 20
EPIKOAT 828 (hergestellt von YUKA SHELL EPOXY Co., LTD) 80
2-Ethyl-4-methylimidazol 4
Toluen 100
In diesem Beispiel 4 wurde die Dicke des Oberflächenbehandlungsmittels, das an einem Träger vorgesehen war, wie in Tabelle D gezeigt variiert und die Oberflächenbehandlung wurden bei 100 Köpfen für jede Dicke durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle D gezeigt. TABELLE D Dicke des Oberflächenbehandlungsmittels an dem Träger Verhältnis Tintenstrahlausstoßöffnung/Dicke in der linken Spalte Ergebnis Ungleichmäßige Oberflächenbehandlung bei einem von 100 Köpfen Erfolgreich bei allen Köpfen Eintritt von Oberflächen-Behandlungsmittel in Tintenausstoßöffnung bei 19 von 100 Köpfen
(II)(ii) Als nächstes folgen Beispiele der dritten Ausführungsform des Oberflächenbehandlungsverfahrens.
Als Träger, der in dieser Ausführungsform verwendet werden kann, können vorzugsweise solche verwendet werden, die Sauerstoff undurchlässig und durchlässig für aktive Strahlen sind und flexibel sind. Besonders bevorzugt werden Polyesterfilme wie Polyethylen Terephtalat verwendet. Außerdem Polyamide, Polyimide, Polystyrene und Polyolefin wie Polyethylen und Polyethylenfilme.
Als Oberflächenbehandlungsmittel für diese Ausführungsform können vorzugsweise photosensitive Kunstharze mit einem organischen Polymer-Bindemittel, ein radikales polymerisierbares Vinylmonomer und ein Sensibilisator, der freie Radikale durch Bestrahlung mit aktiven Strahlen erzeugt, verwendet werden, aber es können auch andere verwendet werden.
Als organisches Polymer-Bindemittel können Homopolymere oder Kopolymere aus verschiedenen Vinylmonomeren verwendet werden. Geeignete Beispiele solcher Vinylmonomere beinhalten Methylmethacrylat, Butylmethacrylat, Ethylacrylat, Styren, α- Methylstyran, Vinyltoluen, 2-Hydroxymethacrylat, 2- Hydroxypropylmethacrylat, 2-Hydroxyethylacrylat, Acrylsäure, Methacrylsäure, Glycidylmethacrylat, t- Butylaminoehtylmethycrylat, 2, 3-Dibrompropylmethacrylat, 3- Chlor-2-Hydroxypropylmethacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Acrylamid und Acrylnitril, etc.
Als radikales polymerisierbares Vinylmonomer können Vinylmonomere wie zuvor genannt verwendet werden.
Weiterhin können polyfunktionale Vinylmonomere verwendet werden. Zu Beispielen solcher Monomere gehören 1,3- Butandioldiacrylat, 1,4-Butandiolacrylat, 1,6- Hexandioldiacrylat, Polyethylenglycol 200 Diacrylat,
Polyethylenglycol 400 Diacrylat, Polyethylenglycol 600 Diacrylat, Diethylenglycoldiacrylat, Neopentylglycoldiacrylat, Triethylenglycoldiacrylat, Tripropylenglycoldiacrylat, Hydroxylpivalat Neopentyl Glycol Diacarylat, Trimethylolpropan Diacrylat, Bis (Acryloxylethoxy)Bisphenol A, Bis (Acryloxylethoxy)Tetrabrombisphenol A, bis(Acryloxypolyethoxy)Besphenol A, 1,3- bis(Hydroxylehtyl)5,5-Dimethylhydantoin, 3-Methylpentandiol Diacrylat, Trimethylolpropan, Triacrylat, Pentaerysthritol Triacrylat, Tri(2-Nydroxylethyl)Isocyanat, Pentaerytritol, Tetraacrylat, Dipentaerythritol Hexacrylat, Dipentaerythritol Monohydroxylpentaacrylat, etc.
Weiterhin ist in dem photosensitiven Kunstharz, das als ein Oberflächenbehandlungsmittel in dieser Ausführungsform verwendet werden soll, ein Sensibilisator enthalten, der die Radikalpolymerisierung des obigen Vinylmonomers durch Bestrahlung mit einer aktiven Strahlung beginnt. Verfügbare Sensibilisatoren können Acetophenon, 2,2-Diethoxyacetophenon, p-Dimethylaminoacetophenon, Benzophenon, 2-Chlorbenzophenon, p,p-Dichlorbenzophenon, p,p-Bidiethylaminobenzophenon, Michlers Keton, Benzyl, Benzoin, Benzoinmethylether, Benzoinethylether, Benzoinisopropylether, Benzoin n- Propylether, Benzoinistbutylether, Benzoin n-Butylether, Benzyldimethylketal, Tetramethylthiuram Monosulfid, Thioxanthon, Azobisisobutyronitril, Benzoinperoxid, Di-tert- Butylperoxid, 1-Hydroxylcyclohexyl Phenyl Keton, 2-Hydroxyl- 2-Methyl-1-Phenyl-1-er, 1-(4-Isopropylphenyl)-2-Hydroxyl-2- Methylpropan-1-er, Methylbenzoylformat etc. sein.
Um kurz das Verfahren zu beschreiben, mit dem ein Oberflächenbehandlungsmittel an einem Träger vorgesehen wird, kann es leicht durchgeführt werden, indem ein flüssiges Oberflächenbehandlungsmittel auf den Träger durch eine Schleuderbeschichtung, Walzbeschichtung etc. gefolgt von einem Trocknungsvorgang aufgebracht wird. Die Filmdicke des Oberflächenbehandlungsmittels soll geeigneterweise wegen der Anfälligkeit gegen Sauerstoffverhinderung, wie sie nachfolgend beschrieben ist, so dünn wie möglich sein, um die Kohäsionszerstorung zu verursachen, aber 0,1 um bis 10 um werden als ausreichend angesehen hinsichtlich des Schritts, den Film gleichmäßig zu pressen.
Wenn das Oberflächenbehandlungsmittel mit der Tintenausstoßöffnung in Kontakt gebracht und an dieser befestigt wird, was der erste Schritt der vorliegenden Erfindung ist, wird dies wünschenswerterweise im erwärmten Zustand durchgeführt, und ein Warmwalzenlaminator oder Vakuumlaminator kann verwendet werden.
Während der Bestrahlung des Oberflächenbehandlungsmitteis mit der aktiven Strahlung, was den zweiten Schritt dieser Ausführungsform darstellt, ist zumindest die Innenseite des Tintenkanals des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs so angeordnet, daß sie sich in einer Atmosphäre mit Sauerstoff befindet. Dies geschieht, um den Sauerstoff als Blockiermittel der Radikalpolymerisation zu verwenden, wenn die Sensibilisatoren Radikale durch die Bestrahlung mit aktiven Strahlen erzeugen, um die Radikalpolymerisation eines Vinylmonomers zu beginnen. Um zu bewirken, daß das Innere des Tintenkanals Sauerstoff enthält, wird dieses Gas beispielsweise von der Rückseite des Tintenkanals her, d. h. durch den Bereich, der der Tintenzuführweg wird, zugeführt wird.
Als Lichtquelle für die aktive Strahlung kann vorzugsweise eine verwendet werden, die Licht mit einer Wellenlänge von etwa 365 nm erzeugt, das in der Lage ist, effektiv die Reaktion des Sensibilisators zu beginnen, wie eine UV- Fluoreszenzlampe, Xenonlampe, Hochdruckquecksilberlampe, Ultra-Hochdruckquecksilberlampe, Metallhalitlampe etc.
In dem dritten Zustand dieser Ausführungsform wird der Träger von der Tintenausstoßfläche gelöst. Während dieses Vorgangs führt die Oberflächenbehandlungsschicht, die an der Tintenausstoßfläche haftet, die Polymerisation weiter ohne Sauerstoffbeschränkung durch, wodurch die Kohäsivkraft und die Adhäsivkraft mit der Tintenausstoßfläche verbessert werden, und wird dadurch an der zwischenfläche mit dem Träger gelöst, um an der Tintenausstoßfläche des Tintenaufzeichnungskopfes zu bleiben. Andererseits härtet das Oberflächenbehandlungsmittel, das die Tintenausstoßöffnung bedeckt, nicht weiter , weil die Polymerisation durch den Sauerstoffin dem Tintenkanal verhindert-wird. Aus diesem Grund ist die Kohäsivkraft des Oberflächenbehandlungsmittels an der Tintenausstoßöffnungen schwach und haftet stärker an dem Träger als an der Tintenausstoßfläche und wird daher von dort entfernt, wobei sie weiter an dem Träger haftet. Durch Ablösung des Trägers wird die Tintenausstoßöffnung an der Tintenausstoßfläche geöffnet.
Durch Verwendung der Materialien, die wie oben beschrieben ausgewählt werden, wird die Oberflächenbehandlung über den ersten bis zum dritten Schritt abgeschlossen, und es ist bevorzugt, anschließend eine Wärmebehandlung und eine weitere Bestrahlung mit einer aktiven Strahlung durchzuführen, um den Tintenwiderstand, den Abnutzungswiderstand, die Haftung zu vergrößern.

BEISPIEL 5

Fig. 11, die eine schematische Schnittansicht entlang der B-B'-Ebene des in Fig. IA gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 101 ist, stellt das fünfte Beispiel des Oberflächenbehandlungsverfahrens der vorliegenden Erfindung dar.
Zuerst wurde ein photsensitives Kunstharz mit einer wie in Tabelle 5 gezeigten Zusammensetzung durch einen Drahtbarren auf den Träger 409 aus einem Polyesterfilm (Dicke 25 um) aufgebracht und dann getrocknet, um eine Schicht aus dem Oberflächenbehandlungsmittel zu erzielen. Diese wurde unter Druck auf der Tintenausstoßfläche 407 des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 401 mit einem Ausstoßöffnungsdurchmesser von 50 um durch Verwendung von Walze 412 etc. bei 130 C und einem verringerten Druck von 5 mm HG aufgebracht (erster Schritt).
Wie in Fig. 11 gezeigt ist, wurde dann das Oberflächenbehandlungsmittel 410 als ganzes durch den Träger 409 hindurch Licht ausgesetzt (zweiter Schritt). Diese Aussetzung erfolgte bei einer Sauerstoffatmosphäre-, wie oben beschrieben worden ist, unter Verwendung einer 1 kW Ultra- Hochdruckquecksilberlampe durch Bestrahlung mit UV-Licht eine Sekunde lang.
Wie in Fig. 8 gezeigt ist, wurde dann der Träger 409 gelöst (dritter Schritt). Dabei blieb der Bereich des Oberflächenbehandlungsmittels 410, der der Tintenausstoßöffnung 408 zugewandt ist, an der Seite des Trägers 419, und der Bereich des Oberflächenbehandlungsmittels 410, der die Tintenausstoßfläche direkt berührt, blieb an der Seite des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 401. Dies liegt daran, weil der Bereich des Oberflächenbehandlungsmittels 410, der die Tintenausstoßöffnung bedeckt, bei der Polymerisation behindert wird, wodurch das Härten unzureichend erfolgt und nur eine schwache Kohäsivkraft ergibt.
In dem nachfolgenden Schritt wurde das Oberflächenbehandlungsmittel an der Tintenausstoßfläche mit UV-Licht durch Verwendung einer Ultra- Hochdruckquecksilberlampe bestrahlt, um weiter ein Härten zu bewirken und dadurch den Tintenwiderstand und den Abnutzungswiderstand zu erhöhen, wodurch die Behandlung abgeschlossen wurde.
In Fig. 3 ist die Umgebung der Ausstoßöffnung des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, der mit einer oberflächenbehandelten Schicht 110C versehen ist, nach der obigen Behandlung dargestellt.

Tabelle 5

Gewichtsanteil
DIANAL BR-80 (Acrvlresin, MW, 95000, 100 hergestellt von MITSUBISHI RAYON Co., LTD.)
Trimethylolpropantriacrylat 30
IRGACURE 651 (hergestellt von CIBA-GEIGY Co.) 5
Tert-butylhydroquinon 0.2
Ethylcellosolve 100
Bei diesem Beispiel 5 wurde die Dicke des Oberflächenbehandlungsmittels an einem Träger wie in Tabelle E gezeigt variiert und die Oberflächenbehandlung wurde bei 100 Köpfen für jede Dicke durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle E dargestellt. TABELLE E Dicke des Oberflächenbehandlungsmittels an dem Träger Verhältnis Tintenstrahlausstoßöffnung/Dicke in der linken Spalte Ergebnis Ungleichmäßige Oberflächenbehandlung bei einem von 100 Köpfen Erfolgreich bei allen Köpfen Eintritt von Oberflächen-Behandlungsmittel in Tintenausstoßöffnung bei 17 von 100 Köpfen

BEISPIEL 6

Die Fig. 9 und 12 stellen das sechste Beispiel der vorliegenden Erfindung dar. Zuerst wird ein Kunstharz mit der in der obigen Tabelle 7 gezeigten Zusammensetzung auf einen Polyesterfilm 509 mit einer Dicke von 25 um aufgetragen, der der Träger ähnlich wie zuvor beschrieben bildet-und getrocknet wird, um eine Oberflächenbehandlungsschicht 510 herzustellen
Diese wurde unter Druck auf die Tintenausstoßfläche 507 des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 501 mit einem Tintenausstoßöffnungsdurchmesser von 30 um bei 130ºC unter einem verringerten Druck von 5 mm Hg wie in Fig. 9 gezeigt befestigt. Wie in Fig. 12 gezeigt ist, wurde als nächstes in dem Tintenkanal 206 eine Sauerstoffatmosphäre hergestellt und nachdem das Oberflächenbehandlungsmittel an der ganzen Oberfläche einer UV-Bestrahlung eine Sekunde lang durch den Träger 509 durch eine 1 kW Ultra-Hochdruckquecksilberlampe ausgesetzt worden war wurde der Träger gelöst. Dadurch wurde das Oberflächenbehandlungsmittel auf die Tintenausstoßfläche 507 übertragen, wodurch das Kunstharz, das die Tintenausstoßöffnung 508 bedeckt, zusammen mit dem Träger 509 entfernt wurde.
In dem nachfolgenden Schritt wurde das Oberflächenbehandlungsmittel durch eine 10minütige UV- Bestrahlung bei 1 kW weiter gehärtet, um den Tintenwiderstand und den Abnutzungswiderstand zu erhöhen, und damit die Behandlung abgeschlossen.
Fig. 10 ist eine schematische Schnittansicht des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes mit einer oberflächenbehandelten Schicht 510C nach Vollendung-der Behandlung.
In diesem Beispiel 6 wurde die Dicke des an einem Träger vorgesehenen Oberflächenbehandlungsmittels wie in Tabelle F gezeigt variiert und die Oberflächenbehandlung wurde bei 100 Köpfen für jede Dicke durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle F gezeigt. TABELLE F Dicke des Oberflächenbehandlungsmittels an dem Träger Verhältnis Tintenstrahlausstoßöffnung/Dicke in der linken Spalte Ergebnis Erfolgreich bei allen Köpfen Eintritt von Oberflächen-Behandlungsmittel in Tintenausstoßöffnung bei zwei von 100 Köpfen Eintritt von Oberflächen-Behandlungsmittel in Tintenausstoßöffnung bei 19 von 100 Köpfen
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die drei Ausführungsformen (I), (II) (i) und (II)(ii) wie sich oben im Detail beschrieben wurden beschränkt. Beispielsweise kann bei der vorliegenden Erfindung das Oberflächenbehandlungsmittel unter einem Zustand gehärtet werden, in-dem der --Träger in Kontakt mit einem flüssigen Oberflächenbehandlungsmittel mit der Tintenausstoßfläche steht, und dann kann das Oberflächenbehandlungsmittel- auf die Tintenausstoßöffnung übertragen werden, um eine oberflächenbehandelte Schicht zu bilden.
Bei dieser Erfindung wird der "Tintenausstoßöffnungsdurchmesser" durch beispielsweise (d. h. Maximaldurchmesser) in Fig. IA oder Fig. 9 bezeichnet, und "die Dicke des Oberflächenbehandlungsmittels an dem Träger" wird mit beispielsweise b bezeichnet, wobei nicht im richtigen Maßstab gezeigt, sondern zur Vereinfachung schematisch dargestellt ist.
Nachfolgend werden die mit den obigen Beispielen bewirkten Effekte im Detail beschrieben.
Fig. 13 stellt schematisch eine Anordnung der Meßeinrichtung zur Überwachung der Tintenausstoßcharakteristik dar. Zur Überwachung der Abweichung in der Richtung und Geschwindigkeit der Tintentröpfchen 302, die aus den Tintenausstoßöffnungen des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 301 ausgestoßen werden, werden Videomonitoren 303 und 304 verwendet, die mit Mikroskopen in den beiden Richtungen y und z senkrecht zu der Flugrichtung x der Tintentröpfchen 302 ausgerichtet sind. Auch wurde ein Stroboskop 305 betätigt, das mit der Tintenausstoßfrequenz synchronisiert war.
Die Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe, die einer Oberflächenbehandlung der Tintenausstoßfläche gemäß den Beispielen 1 bis 6 ausgesetzt worden waren, wurden als Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe 301 auf die Meßeinrichtung aufgesetzt und ein kontinuierlicher Tintenausstoß zur Überwachung der Tintentröpfchen durchgeführt. Bei diesem Test wurden die Tintentröpfchen dahingehend beobachtet, ob sie stationär in der X-Richtung sowohl hinsichtlich der y- als auch der Z-Richtung waren. Das zeigt, daß sich die Tintentröpfchen geradeaus bewegen und auch die Ausstoßgeschwindigkeit konstant ist. Selbst - nach einem langen kontinuierlichen Ausstoßen blieb dieser Zustand unverändert.
Im Gegensatz dazu wichen bei einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf ohne die obige Oberflächenbehandlung manchmal etwas von der X-Richtung ab. Dies zeigt, daß sich manchmal die Tintentröpfchen nicht gerade nach vorne bewegten und auch die Ausstoßgeschwindigkeit nicht konstant war. Wenn die Umgebung der Tintenausstoßöffnung dabei beobachtet wurde, wurde auch festgestellt, daß Tinte festklebte. Dieses Phänomen wurde nicht bei einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der der Oberflächenbehandlung gemäß der vorliegenden Erfindung unterzogen wurde, beobachtet.
Als nächstes wurde der Tintenstrahlaufzeichnungskopf an einem Drucker montiert und ein Druckvorgang wurde durchgeführt, um die Druckqualität auszuwerten. Als Tintenstrahlaufzeichnungskopf wurde einer mit 8 Tintenausstoßöffnungen verwendet. Im Ergebnis wurde bei einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der dem Verfahren gemäß der Beispiele 1 bis 6 unterzogen worden war, ein stabiles Druckverhalten über eine lange Zeit festgestellt. Im Gegensatz dazu traten bei einem unbehandelten Tintenstrahlaufzeichnungskopf Druckfehler, d . h. Punkte an anderen Stellen und die Bildung feiner Punkte auf, als der Druck durchgeführt wurde. Dabei wurde auch beobachtet, daß Tinte an den Tintenausstoßöffnungen festklebte. Als die Tinte abgewischt wurde, wurde eine Zeit lang eine gute Druckqualität erzielt, aber Druckfehler traten manchmal bald wieder auf.
Weiterhin wurden zum Vergleich die Oberflächenbehandlungsmittel, die in den obigen entsprechenden Beispielen vorgesehen worden waren, an der Tintenausstoßöffnung gemäß dem Beschichtungsverfahren aufgebracht, um eine oberflächenbehandelte Schicht zu bilden. Unabhängig davon wurden Oberflächenbehandlungen nach dem Bedampfungsverfahren anstelle des Beschichtungsverfahrens als Vergleichsbeispiele durchgeführt.
Im Ergebnis stellte sich heraus, daß Oberflächenbehandlungsmittel manchmal in die Tintenausstoßöffnungen eindrangen oder hinsichtlich der Dicke oder Eigenschaft der oberflächenbehandelten Schicht nicht gleichmäßig aufgebracht wurden. Somit wiesen die Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe der Vergleichsbeispiels solche mit schlechten Ausstoßcharakteristiken auf.
Wie oben beschrieben wurde, können die folgenden Effekte gemäß der vorliegenden Erfindung erzielt werden.
1) Die Tintenausstoßfläche kann gleichmäßig behandelt werden.
2) Die Tintenausstoßfläche um die Öffnungen herum ist frei von Rauhigkeiten oder Flecken etc.
3) Die Ausstoßrichtung, die Ausstoßgeschwindigkeit und die Partikelgröße der ausgestoßenen Tintentröpfchen wird konstant, um die Aufzeichnungsqualität zu verbessern.
4) Da eine gute Druckqualität erzielt werden kann, selbst wenn die Ausstoßfrequenz erhöht wird, kann die Aufzeichnungsgeschwindigkeit erhöht werden.
5) Keine spezielle Behandlung zur Vermeidung eines Eindringens des Oberflächenbehandlungsmittels in den Kanal ist während der Oberflächenbehandlung erforderlich.
6) Massenproduktion kann leicht durchgeführt werden, um preiswerte Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe herzustellen.
7) Die Form der Tintenausstoßöffnung wird nicht durch' die Oberflächenbehandlung verändert, und daher ist dem Aufbau keine Beschränkung auferlegt.
Ein Verfahren zur Oberflächenbehandlung- eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, mit dem Schritt, daß ein Oberflächenbehandlungsmittel, das an einem Träger vorgesehen ist, von dem Träger auf eine Tintenausstoßöffnungsfläche, an der die Tintenausstoßöffnungen des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes ausgebildet sind, übertragen wird.

Claims

1. Verfahren zur Oberflächenbehandlung eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, mit dem Schritt, daß ein auf einem Träger vorgesehenes Oberflächenbehandlungsmittel von dem Träger auf die Tintenausstoßfläche, an der die Tintenausstoßöffnungen des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes ausgebildet sind, übertragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenbehandlungsmittel in der Form eines Films auf dem Träger übertragen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die weiteren Schritte, daß das übertragene Oberflächenbehandlungsmittel mit Ausnahme der Bereiche, die den Öffnungen entsprechen, modifiziert wird; und daß das nicht modifizierte Oberflächenbehandlungsmittel von dem Träger entfernt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenbehandlungsmittel erste und zweite Materialien aufweist, und daß die Haftungskraft zwischen dem ersten und dem zweiten Material kleiner als die Haftungskraft zwischen der Tintenausstoßöffnungsfläche und dem zweiten Material und als die Kohäsivkraft des zweiten Material ist, wodurch das zweite Material von dem Träger an die Öffnungsfläche übertragen wird.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch den Schritt, daß das Oberflächenbehandlungsmittel nach dem Übertragungsschritt gehärtet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Härten durch Bestrahlung mit aktiven Strahlen bewirkt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Härten durch Erwärmung bewirkt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Härten durch Trocknung bewirkt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 oder 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenbehandlungsmittel flüssig ist.

10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenbehandlungsmittel fest ist.

11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein photosensitives Kunstharz als Oberflächenbehandlungsmittel verwendet wird.

12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Thermosetzkünstharz als Oberflächenbehandlungsmittel verwendet wird.

13. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verbindungsmittel als Oberflächenbehandlungsmittel verwendet wird.

14. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastisches Element als Träger verwendet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gummi als elastisches Element verwendet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Kunststoff als elastisches Element verwendet wird.

17. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein steifer Körper als Träger verwendet wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß als steifer Körper mindestens ein Material aus Glas, Metallen, Keramik und Holz verwendet wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Dicke des Oberflächenbehandlungsmittels, das an dem Träger vorgesehen ist, zu dem Durchmesser der Tintenausstoßöffnung vorzugsweise 1/3 oder weniger beträgt.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Dicke des an dem Träger vorgesehenen Oberflächenbehandlungsmittels zu dem Durchmesser der Tintenausstoßöffnung vorzugsweise 1/4 oder weniger beträgt.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Dicke des an dem Träger vorgesehenen Oberflächenbehandlungsmittels zu dem Durchmesser der Tintenausstoßöffnung vorzugsweise 1/5 oder weniger beträgt.