JP2006082329A - Process for manufacturing ink jet recording head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体を噴射し飛翔液滴を形成して記録を行う液体吐出ヘッドに関するものである。 The present invention relates to a liquid ejection head that performs recording by ejecting liquid to form flying droplets.
また本発明は紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の被記録媒体に対し記録を行うプリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサ等の装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた産業記録装置に適用できる発明である。 The present invention also relates to a printer for recording on a recording medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, a copier, a facsimile having a communication system, a word processor having a printer section, etc. The present invention can be applied to an industrial recording apparatus combined with various processing apparatuses.
なお、本発明における『記録』とは、文字や図形等の意味を持つ画像を被記録媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を付与することも意味する。 Note that “recording” in the present invention means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a recording medium but also giving an image having no meaning such as a pattern.
インクジェット記録ヘッドにおいては、ヒータ、圧電素子等のエネルギー発生素子を駆動することにより、インク吐出口からインク滴を吐出させて記録を行うため、インク吐出口が形成されているノズル部の表面の特性、および、インク吐出口の形状、精度等がインク滴の吐出特性に影響を与える。 In an ink jet recording head, recording is performed by ejecting ink droplets from an ink ejection port by driving an energy generating element such as a heater or a piezoelectric element. Therefore, the surface characteristics of the nozzle portion where the ink ejection port is formed are recorded. In addition, the shape and accuracy of the ink ejection openings affect the ejection characteristics of the ink droplets.
例えば、ノズル部表面のインク吐出口周辺部に不均一なインク溜りが発生すると、インク滴の大きさ、吐出方向、吐出速度にバラツキが生じる等の不都合が発生することが知られている。 For example, it is known that when a non-uniform ink pool is generated in the vicinity of the ink discharge port on the surface of the nozzle, problems such as variations in ink droplet size, discharge direction, and discharge speed occur.
従来より、インクジェット記録ヘッドのノズル部の表面処理については、様々な提案がなされている。 Conventionally, various proposals have been made for the surface treatment of the nozzle portion of an ink jet recording head.
その多くは、撥水処理に関するもので、すなわち、ノズル部表面に撥水処理を施してインク吐出口周辺部のインクに対する濡れ性を低くすることにより、インク滴の大きさ、吐出方向、吐出速度等を安定化させ、高品位な印字を行うことを目的とするものである。 Most of them are related to water repellency treatment, that is, by applying water repellency treatment to the surface of the nozzle part to reduce the wettability of the ink around the ink discharge port, ink droplet size, discharge direction, discharge speed The purpose is to perform high-quality printing.
撥水処理としては、特許文献1に記載されているフロロアルコキシシラン等で表面処理する方法、特許文献2に記載されているシラン系やフッ素系化合物のプラズマ重合膜を形成する方法、特許文献3に記載されているフッ素系高分子共析メッキで撥水膜を形成する方法、特許文献4に記載されている撥水部材を塗布する方法等が提案されている。
As the water repellent treatment, a method of surface treatment with a fluoroalkoxysilane described in
撥水部材を塗布する方法は、簡便性や量産性を考慮すると、非常に優れた方法であるといえる。 The method of applying the water repellent member can be said to be a very excellent method in consideration of simplicity and mass productivity.
図2は、撥水部材を塗布する方法でインクジェット記録ヘッドのノズル部を形成する基本的な製造工程を示すための断面模式図である。図2−aに示されるSi基板1上には、発熱抵抗体等のインク吐出エネルギー発生素子2が複数個配置されている。ここに、溶解可能な樹脂層でインク流路部となる型材3を形成する。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for illustrating a basic manufacturing process for forming a nozzle portion of an ink jet recording head by a method of applying a water repellent member. On the
次に図2−bに示すように、型材3上にノズル形成部材4をスピンコート等により形成する。ノズル形成部材4上には撥水部材5がドライフィルムのラミネート等により形成されている。
Next, as shown in FIG. 2B, a
インク吐出口6は、例えば紫外線、Deep UV光等による露光、現像を行って形成する。次に図2−cに示すように、基板1にインク供給口7を設ける。このインク供給口7は、基板を化学的にエッチング、例えばTMAH等の強アルカリ溶液による異方性エッチングにより形成する。最後に型材3を、インク吐出口6およびインク供給口7から溶出させることにより、インク流路および発泡室ができ、インクジェット記録ヘッドのノズル部が形成される。
The
このようにノズル形成部材4と撥水部材5とが接した状態で熱または光による硬化反応を行う場合、その過程で両者が互いに相溶してしまい、撥水部材5中の撥水成分がノズル形成部材4側に拡散してしまう。
一般に、インクジェット記録ヘッドでは、ノズル部の表面に付着したインクの拭き取り動作を伴うクリーニングが定期的に行われる。すなわち、ヘッド表面をブレード部材でワイピングする。従来の撥水部材はワイピングを行うことにより徐々にその撥水性能が低下してしまうが、印字品位の低下を引き起こすほどのレベルではなかった。しかし、将来使用するインクも考慮した場合、ワイピングに対しての耐久性をさらに向上させる必要がある。例えば、今後、黒色の濃度を上げるといったユーザーニーズに応えていくためには、顔料系のインクの使用が不可欠であるが、このような粘度が高く、ノズル部表面に付着しやすいインクを使用すると、インクの拭き取り動作も頻度を増して必要となるため、長期間にわたって撥水性能を維持することは困難であった。そこでワイピングに対しての耐久性をさらに向上させるためには、ノズル形成部材と撥水部材との相溶を抑えることにより、撥水成分の拡散を防ぎ、撥水性能を向上させる必要があった。 In general, in an ink jet recording head, cleaning with a wiping operation for ink adhering to the surface of a nozzle portion is periodically performed. That is, the head surface is wiped with the blade member. The conventional water repellent member gradually deteriorates in water repellency by wiping, but the level is not so high as to cause a decrease in print quality. However, when considering the ink to be used in the future, it is necessary to further improve the durability against wiping. For example, in order to respond to user needs such as increasing the density of black in the future, the use of pigment-based ink is indispensable. However, if such an ink that has a high viscosity and easily adheres to the nozzle surface is used. Since the ink wiping operation is also required more frequently, it has been difficult to maintain water repellency over a long period of time. Therefore, in order to further improve the durability against wiping, it is necessary to prevent the water repellent component from diffusing and to improve the water repellent performance by suppressing the compatibility between the nozzle forming member and the water repellent member. .
本出願にかかる発明は、上記の問題に鑑みてなされたものである。 The invention according to the present application has been made in view of the above problems.
本出願にかかる第1の発明は、インクを吐出するためのインク吐出エネルギー発生素子と、少なくとも流路となる部分を占有する型材とが設けられた基板上に、感光性を有するノズル形成部材および撥水部材をパターニングすることによりインク吐出口を形成し、前記型材を除去することによりノズル部を形成する工程を包含するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記ノズル形成部材と前記撥水部材との間に相溶防止部材を設け、かつ、前記撥水部材に使用されている溶剤のSP値をA、前記相溶防止部材に使用されている溶剤のSP値をB、前記ノズル形成部材に使用されている溶剤のSP値をCとしたとき、| A - B | > | A - C | であることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法である。 According to a first aspect of the present application, there is provided a nozzle forming member having photosensitivity on a substrate provided with an ink ejection energy generating element for ejecting ink, and a mold material that occupies at least a portion serving as a flow path. In an ink jet recording head including a step of forming an ink discharge port by patterning a water repellent member and forming a nozzle portion by removing the mold material, a phase between the nozzle forming member and the water repellent member is included. A dissolution preventing member is provided, and the SP value of the solvent used in the water repellent member is A, the SP value of the solvent used in the compatibility preventing member is B, and the nozzle forming member is used. An ink jet recording head manufacturing method characterized in that when the SP value of the solvent is C, | A-B |> | A-C |.
好ましくは、前記相溶防止部材に使用されている溶剤がイソプロピルアルコールであることである。より好ましくは、前記撥水部材に使用されている溶剤がジグライムであり、前記ノズル形成部材に使用されている溶剤がジグライムまたはメチルイソブチルケトンまたはキシレンであることである。 Preferably, the solvent used in the compatibility preventing member is isopropyl alcohol. More preferably, the solvent used in the water repellent member is diglyme, and the solvent used in the nozzle forming member is diglyme, methyl isobutyl ketone, or xylene.
本出願にかかる発明の構成によれば、ワイピング回数が増加しても、長期間にわたって撥水性能を維持することが可能となり、同時に、インク滴の安定した吐出も可能となる。 According to the configuration of the invention of the present application, even if the number of wiping operations is increased, it is possible to maintain water repellency over a long period of time, and at the same time, it is possible to stably discharge ink droplets.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図3は、本発明のインクジェット記録ヘッドのノズル部を形成する基本的な製造工程の一部を示すための断面模式図である。 FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for showing a part of the basic manufacturing process for forming the nozzle portion of the ink jet recording head of the present invention.
図3−aに示されるSi基板1上には、発熱抵抗体等のインク吐出エネルギー発生素子2が複数個配置されており、この基板1上には、溶解可能な樹脂層でインク流路部となる型材3が形成されている。
A plurality of ink discharge
次に図3−bに示すように、型材3上にノズル形成部材4をスピンコート等により形成する。さらに図3−cに示すように、ノズル形成部材4上にドライフィルムのラミネート等により撥水部材5を形成する。続いて図3−dに示すように、露光、現像を行って、インク吐出口6を形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, the
このようにノズル形成部材4と撥水部材5とが接した状態で熱または光による硬化反応を行う場合、その過程で両者が互いに相溶してしまい、撥水部材5中の撥水成分がノズル形成部材4側に拡散してしまう。この相溶の発生は、ノズル形成部材4と撥水部材5に使用している溶剤種に関係している。すなわち両者に使用している溶剤のSP値(溶解度パラメータ)の差が小さい場合、溶剤同士が相溶しやすく、結果的に撥水成分の拡散を引き起こす。
Thus, when the curing reaction by heat or light is performed in a state where the
そこで、図1に示すように、ノズル形成部材4と撥水部材5との間に相溶防止部材8を設けることにより、撥水部材5中の撥水成分が拡散することを防ぐ。
Therefore, as shown in FIG. 1, by providing a compatibility preventing member 8 between the
ここで、撥水部材5に使用されている溶剤のSP値をA、相溶防止部材8に使用されている溶剤のSP値をB、ノズル形成部材4に使用されている溶剤のSP値をCとしたとき、AとBの差が、AとCの差よりも大きい、すなわち
| A - B | > | A - C |
の関係にあれば、撥水成分の拡散を防ぎ、ワイピングに対しての耐久性をさらに向上させることが可能となる。
Here, the SP value of the solvent used in the
A-B |> | A-C |
If it is in the relationship, it becomes possible to prevent the diffusion of the water repellent component and further improve the durability against wiping.
本実施例においては、相溶防止部材8を設けた形態で、図2および図4に示す製造工程によりノズル部を形成した。 In this example, the nozzle portion was formed by the manufacturing process shown in FIGS. 2 and 4 in the form in which the compatibility preventing member 8 was provided.
まず、図4−aに示すように、インク吐出エネルギー発生素子2が設けられた基板1上に型材3(ODUR、東京応化工業(株)製)のパターンを厚さ14μmで形成した。
First, as shown in FIG. 4A, a pattern of a mold material 3 (ODUR, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was formed to a thickness of 14 μm on a
次に、図4−bに示すように、型材3上にノズル形成部材4をスピンコートにより厚さ10μmで塗布した。ノズル形成部材4は、エポキシ樹脂と光カチオン重合開始剤を溶剤に溶解して作製した。溶剤にはジグライムとメチルイソブチルケトンを使用した。
Next, as shown in FIG. 4B, the
続いて、図4−cに示すように、ノズル形成部材4上に相溶防止部材8をスピンコートにより厚さ2μmで塗布した。相溶防止部材8は、エポキシ樹脂と光カチオン重合開始剤を溶剤に溶解して作製した。溶剤にはイソプロピルアルコールを使用した。
Subsequently, as shown in FIG. 4C, the compatibility preventing member 8 was applied on the
さらに、図4−dに示すように、相溶防止部材8上にスピンコートにより撥水部材5を厚さ0.5μmで塗布した。撥水部材5は、エポキシ樹脂と光カチオン重合開始剤を溶剤に溶解して作製した。溶剤にはジグライムを使用した。
Further, as shown in FIG. 4D, the
続いて、図4−eに示すように、ミラー・プロジェクション・マスクアライナー(MPA-600 Super、キヤノン(株)製)を使用して0.2J/cm2の露光を行い、未露光部分を現像液で除去してインク吐出口6を形成した。
Subsequently, as shown in FIG. 4E, 0.2 J / cm 2 is exposed using a mirror projection mask aligner (MPA-600 Super, manufactured by Canon Inc.), and the unexposed portion is developed. The
次にTMAH 22wt%水溶液を約80℃に加熱温調し十数時間エッチングしてインク供給口7を設けた。最後に型材3を、インク吐出口6およびインク供給口7から溶出させることにより、インクジェット記録ヘッドのノズル部を形成した。
Next, a TMAH 22 wt% aqueous solution was heated to about 80 ° C., and etched for 10 hours to provide an
撥水部材に使用されている溶剤 ジグライムのSP値A、相溶防止部材に使用されている溶剤イソプロピルアルコールのSP値B、ノズル形成部材に使用されている溶剤ジグライムのSP値Cはそれぞれ 20.1、23.5、20.1である。 The SP value A of the solvent diglyme used in the water repellent member, the SP value B of the solvent isopropyl alcohol used in the compatibility preventing member, and the SP value C of the solvent diglyme used in the nozzle forming member are 20.1, 23.5 and 20.1.
この値から| A - B |と| A - C |の値を算出すると、それぞれ 3.4、0であり、| A - B | > | A - C | の関係は成立している。 From this value, the values of | A-B | and | A-C | are calculated to be 3.4 and 0, respectively, and the relationship | A-B |> | A-C |
すなわち、撥水部材に使用されている溶剤と、撥水部材に接する部材に使用されている溶剤との相溶の程度は、相溶防止部材を設けることにより軽くなっていることが示唆された。 That is, it was suggested that the degree of compatibility between the solvent used in the water repellent member and the solvent used in the member in contact with the water repellent member is reduced by providing the compatibility preventing member. .
相溶防止部材の効果を、顔料インクに対しての後退接触角で評価したところ、非常に高い値を示した。ここで記載する顔料インクとは、自己分散タイプの顔料インクを指す。 When the effect of the compatibility preventing member was evaluated by the receding contact angle with respect to the pigment ink, a very high value was shown. The pigment ink described here refers to a self-dispersion type pigment ink.
続いて、顔料インクを吹き付けながらノズル部表面をブレード部材でワイピングし、ワイピングに対しての耐久性を確認した。ブレード部材には水素添加ニトリルゴムを使用した。ワイピング回数の増加に伴い、ノズル部表面の顔料インクに対しての後退接触角は徐々に低下するが、その低下の割合は非常に小さいものであった。 Subsequently, the surface of the nozzle portion was wiped with a blade member while spraying pigment ink, and durability against wiping was confirmed. Hydrogenated nitrile rubber was used for the blade member. As the number of wiping increases, the receding contact angle with respect to the pigment ink on the surface of the nozzle portion gradually decreases, but the reduction rate is very small.
さらに、ノズル部が形成された基板1を、ダイシングソーにより分離切断、チップ化し、インク吐出エネルギー発生素子2を駆動させるための電気的接合を行った後、インク供給のためのチップタンク部材を接続して、インクジェット記録ヘッドを完成させた。このインクジェット記録ヘッドを用い、顔料インクで印字耐久を行ったときの印字品位を確認した。印字枚数3万枚の時点でも印字品位は良好であり、ヘッドのノズル部を観察したところ、インクの濡れも確認されなかった。
Furthermore, the
以上の結果から、相溶防止部材を設けない形態と比較して、相溶防止部材を設けた形態では撥水成分の拡散が抑えられることにより、撥水性能が向上していることが示唆された。 From the above results, it is suggested that the water repellency performance is improved by suppressing the diffusion of the water repellent component in the form in which the compatibility preventing member is provided, compared to the form in which the compatibility preventing member is not provided. It was.
本実施例においては、相溶防止部材8を設けた形態で、図2および図4に示す製造工程によりノズル部を形成し、ワイピングに対しての耐久性を確認した。 In this example, the nozzle part was formed by the manufacturing process shown in FIGS. 2 and 4 in the form in which the compatibility preventing member 8 was provided, and durability against wiping was confirmed.
まず、図4−aに示すように、インク吐出エネルギー発生素子2が設けられた基板1上に型材3(ODUR、東京応化工業(株)製)のパターンを厚さ20μmで形成した。
First, as shown in FIG. 4A, a pattern of a mold material 3 (ODUR, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was formed to a thickness of 20 μm on a
次に、図4−bに示すように、型材3上にノズル形成部材4をスピンコートにより厚さ55μmで塗布した。ノズル形成部材4は、エポキシ樹脂と光カチオン重合開始剤を溶剤に溶解して作製した。溶剤にはキシレンを使用した。続いて、図4−cに示すように、ノズル形成部材4上に相溶防止部材8をスピンコートにより厚さ2μmで塗布した。相溶防止部材8は、エポキシ樹脂と光カチオン重合開始剤を溶剤に溶解して作製した。溶剤にはイソプロピルアルコールを使用した。
Next, as shown in FIG. 4-b, the
さらに、図4−dに示すように、相溶防止部材8上にドライフィルムのラミネートにより撥水部材5を厚さ0.5μmで形成した。撥水部材5は、エポキシ樹脂と光カチオン重合開始剤を溶剤に溶解して作製した。溶剤にはジグライムを使用した。
Further, as shown in FIG. 4D, the
続いて、図4−eに示すように、ミラー・プロジェクション・マスクアライナー(MPA-600 Super、キヤノン(株)製)を使用して0.7J/cm2の露光を行い、未露光部分を現像液で除去してインク吐出口6を形成した。次にTMAH 22wt%水溶液を約80℃に加熱温調し十数時間エッチングしてインク供給口7を設けた。最後に型材3を、インク吐出口6およびインク供給口7から溶出させることにより、インクジェット記録ヘッドのノズル部を形成した。
Subsequently, as shown in FIG. 4E, 0.7 J / cm 2 is exposed using a mirror projection mask aligner (MPA-600 Super, manufactured by Canon Inc.), and the unexposed portion is developed. The
撥水部材に使用されている溶剤ジグライムのSP値A、相溶防止部材に使用されている溶剤イソプロピルアルコールのSP値B、ノズル形成部材に使用されている溶剤キシレンのSP値Cはそれぞれ20.1、23.5、18.0である。この値から | A - B | と | A - C |の値を算出すると、それぞれ 3.4、2.1であり、| A - B | > | A - C | の関係は成立している。 SP value A of solvent diglyme used for water repellent members, SP value B of solvent isopropyl alcohol used for compatibility preventing members, SP value C of solvent xylene used for nozzle forming members are 20.1, 23.5 and 18.0. From this value, the values of | A-B | and | A-C | are calculated to be 3.4 and 2.1, respectively, and the relationship | A-B |> | A-C |
すなわち、撥水部材に使用されている溶剤と、撥水部材に接する部材に使用されている溶剤との相溶の程度は、相溶防止部材を設けることにより軽くなっていることが示唆された。 That is, it was suggested that the degree of compatibility between the solvent used in the water repellent member and the solvent used in the member in contact with the water repellent member is reduced by providing the compatibility preventing member. .
相溶防止部材の効果を、顔料インクに対しての後退接触角で評価したところ、非常に高い値を示した。ここで記載する顔料インクとは、樹脂分散タイプの顔料インクを指す。 When the effect of the compatibility preventing member was evaluated by the receding contact angle with respect to the pigment ink, a very high value was shown. The pigment ink described here refers to a resin dispersion type pigment ink.
続いて、顔料インクを吹き付けながらノズル部表面をブレード部材でワイピングし、ワイピングに対しての耐久性を確認した。ブレード部材には水素添加ニトリルゴムを使用した。ワイピング回数の増加に伴い、ノズル部表面の顔料インクに対しての後退接触角は徐々に低下するが、その低下の割合は非常に小さいものであった。 Subsequently, the surface of the nozzle portion was wiped with a blade member while spraying pigment ink, and durability against wiping was confirmed. Hydrogenated nitrile rubber was used for the blade member. As the number of wiping increases, the receding contact angle with respect to the pigment ink on the surface of the nozzle portion gradually decreases, but the reduction rate is very small.
さらに、ノズル部が形成された基板1を、ダイシングソーにより分離切断、チップ化し、インク吐出エネルギー発生素子2を駆動させるための電気的接合を行った後、インク供給のためのチップタンク部材を接続して、インクジェット記録ヘッドを完成させた。
Further, the
このインクジェット記録ヘッドを用い、顔料インクで印字を行うと、100枚程度印字しても印字品位は良好であり、ヘッドのノズル部を観察したところ、インクの濡れも確認されなかった。 When printing was performed with pigment ink using this ink jet recording head, the printing quality was good even after printing about 100 sheets, and when the nozzle portion of the head was observed, ink wetting was not confirmed.
以上の結果から、相溶防止部材を設けない形態と比較して、相溶防止部材を設けた形態では撥水成分の拡散が抑えられることにより、撥水性能が向上していることが示唆された。 From the above results, it is suggested that the water repellency performance is improved by suppressing the diffusion of the water repellent component in the form in which the compatibility preventing member is provided, compared to the form in which the compatibility preventing member is not provided. It was.
(比較例1)
本比較例においては、図2および図3に示す製造工程によりノズル部を形成した。
(Comparative Example 1)
In this comparative example, the nozzle part was formed by the manufacturing process shown in FIGS.
まず、図3−aに示すように、インク吐出エネルギー発生素子2が設けられた基板1上に型材3(ODUR、東京応化工業(株)製)のパターンを厚さ14μmで形成した。
First, as shown in FIG. 3A, a pattern of a mold material 3 (ODUR, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) having a thickness of 14 μm was formed on a
次に、図3−bに示すように、型材3上にノズル形成部材4をスピンコートにより厚さ10μmで塗布した。
Next, as shown in FIG. 3B, the
ノズル形成部材4は、エポキシ樹脂と光カチオン重合開始剤を溶剤に溶解して作製した。溶剤にはジグライムとメチルイソブチルケトンを使用した。続いて、図3−cに示すように、ノズル形成部材4上にドライフィルムのラミネートにより撥水部材5を厚さ0.5μmで形成した。撥水部材5は、エポキシ樹脂と光カチオン重合開始剤を溶剤に溶解して作製した。溶剤にはジグライムを使用した。
The
さらに、図3−dに示すように、ミラー・プロジェクション・マスクアライナー(MPA-600 Super、キヤノン(株)製)を使用して0.2J/cm2の露光を行い、未露光部分を現像液で除去してインク吐出口6を形成した。
Further, as shown in FIG. 3D, a mirror projection mask aligner (MPA-600 Super, manufactured by Canon Inc.) was used for exposure at 0.2 J / cm 2 , and the unexposed portion was developed with a developer. And the
次にTMAH 22wt%水溶液を約80℃に加熱温調し十数時間エッチングしてインク供給口7を設けた。最後に型材3を、インク吐出口6およびインク供給口7から溶出させることにより、インクジェット記録ヘッドのノズル部を形成した。
Next, a TMAH 22 wt% aqueous solution was heated to about 80 ° C., and etched for 10 hours to provide an
撥水部材に使用されている溶剤ジグライムのSP値A、ノズル形成部材に使用されている溶剤ジグライムのSP値Cは、ともに20.1である。この値から | A - C |の値を算出すると0であり、相溶防止部材を設けた前記[実施例1]での| A - B | の値 3.4よりも小さい値である。すなわち、撥水部材に使用されている溶剤と、撥水部材に接する部材に使用されている溶剤との相溶の程度は、相溶防止部材を設けた形態に比べて悪くなっていることが示唆された。 The SP value A of the solvent diglyme used for the water repellent member and the SP value C of the solvent diglyme used for the nozzle forming member are both 20.1. From this value, the value of | A−C | is 0, which is smaller than the value of | A−B | in the above [Example 1] provided with the compatibility preventing member, 3.4. That is, the degree of compatibility between the solvent used in the water-repellent member and the solvent used in the member in contact with the water-repellent member may be worse than in the embodiment provided with the compatibility preventing member. It was suggested.
さらに、ノズル部が形成された基板1を、ダイシングソーにより分離切断、チップ化し、インク吐出エネルギー発生素子2を駆動させるための電気的接合を行った後、インク供給のためのチップタンク部材を接続して、インクジェット記録ヘッドを完成させた。このインクジェット記録ヘッドを用い、自己分散タイプの顔料インクで印字耐久を行ったときの印字品位を確認した。印字枚数 2万枚を超えたあたりから印字品位の劣化が始まり、ヘッドのノズル部を観察したところ、インクの濡れが確認された。印字品位の劣化は、インク吐出口の周辺がインクで濡れた状態になることにより、吐出方向がよれることが原因と考えられた。
Further, the
(比較例2)
本比較例においては、図2および図3に示す製造工程によりノズル部を形成した。
(Comparative Example 2)
In this comparative example, the nozzle part was formed by the manufacturing process shown in FIGS.
まず、図3−aに示すように、インク吐出エネルギー発生素子2が設けられた基板1上に型材3(ODUR、東京応化工業(株)製)のパターンを厚さ20μmで形成した。
First, as shown in FIG. 3A, a pattern of a mold material 3 (ODUR, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) having a thickness of 20 μm was formed on a
次に、図3−bに示すように、型材3上にノズル形成部材4をスピンコートにより厚さ55μmで塗布した。ノズル形成部材4は、エポキシ樹脂と光カチオン重合開始剤を溶剤に溶解して作製した。溶剤にはキシレンを使用した。続いて、図3−cに示すように、ノズル形成部材4上にドライフィルムのラミネートにより撥水部材5を厚さ0.5μmで形成した。撥水部材5は、エポキシ樹脂と光カチオン重合開始剤を溶剤に溶解して作製した。溶剤にはジグライムを使用した。
Next, as shown in FIG. 3B, the
続いて、図3−dに示すように、ミラー・プロジェクション・マスクアライナー(MPA-600 Super、キヤノン(株)製)を使用して0.7J/cm2の露光を行い、未露光部分を現像液で除去してインク吐出口6を形成した。次にTMAH 22wt%水溶液を約80℃に加熱温調し十数時間エッチングしてインク供給口7を設けた。
Subsequently, as shown in FIG. 3D, exposure is performed at 0.7 J / cm 2 using a mirror projection mask aligner (MPA-600 Super, manufactured by Canon Inc.), and the unexposed portion is developed. The
最後に型材3を、インク吐出口6およびインク供給口7から溶出させることにより、インクジェット記録ヘッドのノズル部を形成した。
Finally, the
撥水部材に使用されている溶剤 ジグライムのSP値A、ノズル形成部材に使用されている溶剤 キシレンのSP値Cはそれぞれ 20.1、18.0である。この値から | A - C |の値を算出すると 2.1であり、相溶防止部材を設けた前記[実施例2]での| A - B | の値 3.4よりも小さい値である。 The SP value A of the solvent diglyme used in the water-repellent member and the SP value C of the solvent xylene used in the nozzle forming member are 20.1 and 18.0, respectively. From this value, the value of | A−C | is 2.1, which is smaller than the value 3.4 of | A−B | in the [Example 2] in which the compatibility preventing member is provided.
すなわち、撥水部材に使用されている溶剤と、撥水部材に接する部材に使用されている溶剤との相溶の程度は、相溶防止部材を設けた形態に比べて悪くなっていることが示唆された。 That is, the degree of compatibility between the solvent used in the water-repellent member and the solvent used in the member in contact with the water-repellent member may be worse than in the embodiment provided with the compatibility preventing member. It was suggested.
さらに、ノズル部が形成された基板1を、ダイシングソーにより分離切断、チップ化し、インク吐出エネルギー発生素子2を駆動させるための電気的接合を行った後、インク供給のためのチップタンク部材を接続して、インクジェット記録ヘッドを完成させた。
Furthermore, the
このインクジェット記録ヘッドを用い、樹脂分散タイプの顔料インクで印字を行うと、数十枚印字したあたりから印字品位の劣化が始まり、ヘッドのノズル部を観察したところ、インクの濡れが確認された。印字品位の劣化は、インク吐出口の周辺がインクで濡れた状態になることにより、吐出方向がよれることが原因と考えられた。 When printing was performed with a resin-dispersed pigment ink using this ink jet recording head, the print quality started to deteriorate after about several tens of sheets were printed, and when the head nozzle portion was observed, ink wetting was confirmed. It was considered that the deterioration of the print quality was caused by the change in the discharge direction due to the periphery of the ink discharge port becoming wet with ink.
以上の説明から明らかなように、本出願にかかる発明によれば、ノズル部表面に付着しやすい顔料系のインク等を使用して、インクの拭き取り動作が頻度を増しても、撥水部材に使用されている溶剤のSP値をA、相溶防止部材に使用されている溶剤のSP値をB、ノズル形成部材に使用されている溶剤のSP値をCとしたとき、AとBの差が、AとCの差よりも大きい、すなわち
| A - B | > | A - C |
の関係になるような相溶防止部材を設けることにより、撥水成分の拡散を防ぎ、ワイピングに対しての耐久性を向上させることが可能となる。
As is clear from the above description, according to the invention of the present application, even if the ink wiping operation increases in frequency using pigment-based ink that easily adheres to the nozzle surface, the water-repellent member is used. The difference between A and B, where A is the SP value of the solvent used, B is the SP value of the solvent used for the compatibility prevention member, and C is the SP value of the solvent used for the nozzle forming member. Is greater than the difference between A and C, ie
A-B |> | A-C |
By providing a compatibility preventing member that satisfies this relationship, it is possible to prevent the water repellent component from diffusing and to improve durability against wiping.
本出願にかかる発明の思想に沿うものであれば、実施形態は、本明細書の実施例やその他の具体的形状に限定されるものではない。 The embodiments are not limited to the examples of the present specification and other specific shapes as long as the ideas of the invention according to the present application are met.
1 Si基板
2 インク吐出エネルギー発生素子
3 型材
4 ノズル形成部材
5 撥水部材
6 インク吐出口
7 インク供給口
8 相溶防止部材
DESCRIPTION OF
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-
2004
- 2004-09-15 JP JP2004268307A patent/JP2006082329A/en not_active Withdrawn
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