JP2007030453A - Inkjet recording head and inkjet recorder - Google Patents

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道也 水谷
Torachika Osada
虎近 長田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inkjet recording head and an inkjet recorder, which suppress adhesion and amalgamation of ink mist to the vicinity of a discharge port, and hardly cause discharge failure even when a secondary color print is formed. <P>SOLUTION: In the inkjet recording head, a plurality of discharge port arrays H1108 are formed in a discharge port forming surface A, and a water repellent area B surrounding an area provided with a discharge port array H1108 is individually provided on every discharge port array 1108. There are also provided: a plurality of first hydrophilic areas C1 which are arranged adjacent to the water repellent areas B, extend in a discharge array direction, and individually provided; and a second hydrophilic area C2 which is mutually adjacent to the water repellent areas B and extends in a direction orthogonal to the discharge port arrays, and the first hydrophilic areas C1 and the second hydrophilic area C2 are connected to each other. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクを吐出するための吐出口を有するインクジェット記録ヘッドおよびこれを用いたインクジェット記録装置に関する。   The present invention relates to an inkjet recording head having an ejection port for ejecting ink and an inkjet recording apparatus using the inkjet recording head.

近年、インターネットやデジタルカメラの普及などにより、高階調のカラー印刷に対する需要も高まってきており、これに伴ってインクジェットプリンタの高性能化も進められつつある。高精細かつ高階調の高品位プリント画像を得る手段として、以下のなどの方法が知られている。
(1)インクを吐出するための吐出口の配列間隔を狭め、解像度の向上を図る。
(2)特定の色インクに対し、これに含まれる色剤の割合、つまり色剤の濃度が異なる複数(最低2つ)の色インクをそれぞれ吐出する複数のインクジェット記録ヘッドを用意し、必要に応じて濃インクと淡インクとを選択的に重ね打ちすることにより階調性の向上を図る。
(3)吐出口から吐出されるインク滴の大きさ、すなわちインク量を可変にすることにより階調性の向上を図る。
In recent years, the demand for high gradation color printing has increased due to the spread of the Internet and digital cameras, and the performance of ink jet printers is being improved accordingly. The following methods are known as means for obtaining a high-definition and high-gradation high-quality print image.
(1) The arrangement interval of the ejection ports for ejecting ink is narrowed to improve the resolution.
(2) For a specific color ink, prepare a plurality of ink jet recording heads that respectively eject a plurality (at least two) of color inks having different ratios of the colorant contained in the color ink, that is, the concentration of the colorant. Accordingly, the gradation is improved by selectively overprinting dark ink and light ink.
(3) Tonality is improved by varying the size of the ink droplets ejected from the ejection ports, that is, the ink amount.

インクジェット記録ヘッドの吐出口からインクを吐出させるための吐出エネルギとして熱エネルギを用い、インク中に気泡を発生させてその際の発泡圧力を利用する、いわゆるインクジェット方式のプリンタにおいては、上述した(3)の方法が比較的困難であるので、(1)や(2)の方法が特に有効であると考えられる。   In a so-called ink jet printer that uses thermal energy as discharge energy for discharging ink from the discharge port of the ink jet recording head, generates bubbles in the ink, and uses the foaming pressure at that time, the above-described (3 The method (1) or (2) is considered to be particularly effective.

しかしながら、(2)の方法を実現しようとすると、特定の色インクに対して2つ以上のインクジェット記録ヘッドが必要となり、コスト高になってしまう。従って、インクジェット方式のプリンタにおいては、(1)のように吐出口の配列間隔を狭め、各吐出口から吐出される個々のインク滴の大きさを小さく(例えば10ピコリットル以下)して解像度の向上を図る手法が、製造コストの上昇をほとんど伴わないことから最も望ましい簡便な方法といえよう。   However, if the method (2) is to be realized, two or more ink jet recording heads are required for a specific color ink, resulting in an increase in cost. Therefore, in the ink jet printer, as shown in (1), the arrangement interval of the ejection ports is narrowed, and the size of each ink droplet ejected from each ejection port is reduced (for example, 10 picoliters or less). The improvement method is the most desirable and simple method because it hardly increases the manufacturing cost.

このような小さなインク滴を吐出口から吐出させる場合、インクの加熱に伴って膜沸騰により成長する気泡を吐出口を介して大気に連通させる方式のものが、特許文献1〜3に開示されている。   In the case where such small ink droplets are ejected from the ejection port, Patent Documents 1 to 3 disclose a system in which bubbles that grow due to film boiling as the ink is heated communicate with the atmosphere via the ejection port. Yes.

膜沸騰により成長する気泡を大気に連通させずにインク滴を吐出する旧来のインクジェット方式によるインクジェット記録ヘッドにおいては、吐出口から吐出されるインク滴の大きさを小さくするに連れて吐出口に連通するインク流路の通路断面積を小さくしなければならず、吐出効率が低下して吐出口から吐出されるインク滴の吐出速度が低下してしまう不具合が生ずる。インク滴の吐出速度が低下すると、その吐出方向が不安定になるうえ、インクジェット記録ヘッドの休止時に水分の蒸発に伴ってインクの増粘化が起こり、吐出状態がさらに不安定となって初期吐出不良などが発生し、信頼性の低下を来すおそれがある。   In an ink jet recording head based on the conventional ink jet method that discharges ink droplets without allowing bubbles that grow due to film boiling to communicate with the atmosphere, the ink droplets communicate with the discharge ports as the size of the ink droplets discharged from the discharge ports decreases. The passage cross-sectional area of the ink flow path must be reduced, resulting in a problem that the discharge efficiency is lowered and the discharge speed of ink droplets discharged from the discharge ports is reduced. When the discharge speed of ink droplets decreases, the discharge direction becomes unstable, and the ink becomes thicker as the water vapor evaporates when the inkjet recording head is stopped. Defects may occur and reliability may be reduced.

この点、気泡が大気に連通する吐出方式のインクジェット記録ヘッドは、インク滴の大きさを吐出口の幾何学的形状のみで決定できるため、小インク滴を吐出するのに適しており、温度などの影響を受けにくく、インク滴の吐出量が旧来のインクジェット方式のインクジェット記録ヘッドと比較して非常に安定しているという利点があるため、高精細かつ高階調の高品位プリント画像を比較的容易に得ることが可能である。   In this respect, the ink jet recording head of the ejection method in which bubbles communicate with the atmosphere is suitable for ejecting small ink droplets because the size of the ink droplet can be determined only by the geometric shape of the ejection port, such as temperature It has the advantage that it is less susceptible to the effects of ink droplets and the amount of ink droplets ejected is very stable compared to conventional inkjet recording heads, so it is relatively easy to produce high-definition and high-gradation high-quality printed images. It is possible to get to.

高精細かつ高階調の高品位プリント画像を得るには、1つの吐出口から極めて少量のインク滴を吐出させてプリントを行うことが好ましい。この場合、プリント速度の高速化のためには吐出口からインク滴を短周期で吐出させる必要がある。しかも、インクジェット記録ヘッドを搭載するキャリッジをプリント媒体に対してインクジェット記録ヘッドの駆動周波数に同期して高速で走査移動させなければならない。このような観点から、インクジェットプリンタにおいては特に気泡が大気に連通する吐出方式のものが適しているといえる。   In order to obtain a high-definition and high-gradation high-quality print image, it is preferable to perform printing by ejecting an extremely small amount of ink droplets from one ejection port. In this case, in order to increase the printing speed, it is necessary to eject ink droplets from the ejection ports in a short cycle. In addition, the carriage on which the inkjet recording head is mounted must be scanned and moved at high speed with respect to the print medium in synchronization with the drive frequency of the inkjet recording head. From such a viewpoint, it can be said that an ink jet printer is particularly suitable for a discharge type in which bubbles communicate with the atmosphere.

ところが、実際に記録を実行した場合、記録信号に応答して吐出される主たるインク滴に付随して、該主たるインク滴に遅れて吐出口から飛翔する微小インクが発生する場合がある。また、主たるインク滴が記録紙に着弾した場合、着弾の際にインクが跳返る現象が生じ極めて微細なインクの滴が記録領域中に発生する場合もある。こうした微小インク(以下、インク滴と称呼ことがある。)が発生するとインクジェット記録ヘッドの吐出口面に付着し、インクの液溜りが生じることがしばしばある。こうした液溜りの発生は、吐出口からのインク滴の吐出を不安定にしたり、インクの不吐出を引き起こす等の問題の発生につながることが知られている。   However, when recording is actually executed, there is a case in which minute ink flying from the ejection port after the main ink droplet is generated along with the main ink droplet ejected in response to the recording signal. In addition, when the main ink droplets land on the recording paper, a phenomenon that the ink bounces upon landing may occur, and very fine ink droplets may be generated in the recording area. When such minute ink (hereinafter sometimes referred to as ink droplets) is generated, it often adheres to the ejection opening surface of the ink jet recording head and causes ink pooling. It is known that the occurrence of such a liquid pool leads to the occurrence of problems such as unstable ejection of ink droplets from the ejection port and non-ejection of ink.

こうした問題を解決するために、図17に示す吐出口4(複数の吐出口4からなる吐出口列を吐出口H1108と称呼する場合もある。)が設けられた吐出口面6に撥水処理を施すことが行われていた。従来、撥水膜は吐出口形成面のほぼ全面に形成されていた。   In order to solve such a problem, the water repellent treatment is performed on the discharge port surface 6 provided with the discharge ports 4 shown in FIG. 17 (a discharge port array including a plurality of discharge ports 4 may be referred to as a discharge port H1108). Was done. Conventionally, the water repellent film has been formed on almost the entire surface of the discharge port formation surface.

このように吐出口形成面のほぼ全面に撥水膜を形成した場合、吐出口の周辺部分におけるインクの滞留が少なくなり、前述したインクの不安定吐出等の問題はある程度改善される。しかし、複数の色を同時に駆動させて、連続した長期間の、高周波駆動で、高印字スピードで、高デューティで、記録を実行する場合には、発生するインクミストの量が多く、吐出口面にインクの滴が次第に滞留するようになる。   When the water-repellent film is formed on almost the entire surface of the ejection port as described above, the ink stays in the peripheral portion of the ejection port and the above-mentioned problems such as unstable ejection of the ink are improved to some extent. However, when a plurality of colors are driven at the same time to perform continuous long-term, high-frequency driving, high printing speed, and high duty, the amount of ink mist generated is large, and the discharge port surface As a result, ink droplets gradually accumulate.

以下に、吐出口面に付着したインクミストがどのようにしてインク吐出状態の変化をもたらすかを簡略に説明する。   Hereinafter, how the ink mist adhering to the ejection port surface changes the ink ejection state will be briefly described.

このようなインクジェット方式の記録ヘッドをキャリッジと共にプリント媒体に沿って高速で走査移動させつつ半分の吐出口からインク滴を連続的に吐出させ、複数チップを同時に吐出させる2次色プリントをプリント媒体に対して行う場合、この時のインク滴の吐出状態を図18に示す。図19(a)〜(d)は、気泡が大気に連通する吐出方式のインク滴10の吐出状態の経時変化を示す。時間が経過するにつれ、主滴11と、複数の微小なサテライト郡12に別れる。記録ヘッドの走査移動方向は、図18の紙面に対して矢印で示すような方向であり、吐出口H1108は図18で示された方向に配列した状態となっている。画像データがハイデューティの場合には、2次色を形成する各チップの、各吐出口に対応する吐出エネルギ発生部(図示せず)が高い駆動周波数で駆動される。このため、吐出口からプリント媒体3に向けて吐出するインク滴10の運動に伴い、その周囲に存在する粘性を持った空気もインク滴10の運動に引きずられて移動する。この結果、記録ヘッドH1001の吐出口が開口する吐出口面近傍がプリント媒体3の周囲よりも減圧傾向となり、周囲の空気が減圧領域へ気流となって流れ、その流れの影響によって、特にプリント媒体3近傍のインク滴10に付随して吐出されるサテライト(図示せず)や、インク滴10がプリント媒体3に着弾して生じる跳ね返りミストの主滴よりも小さな液滴郡が、記録ヘッドH1001側に引き寄せられることが判明した。   A secondary color print that continuously ejects ink droplets from a half ejection port and simultaneously ejects a plurality of chips on the print medium while moving such an inkjet recording head along with the carriage at high speed along the print medium. FIG. 18 shows the ink droplet ejection state at this time. FIGS. 19A to 19D show changes over time in the ejection state of ink droplets 10 of the ejection method in which bubbles communicate with the atmosphere. As time passes, the main droplet 11 and a plurality of minute satellite counties 12 are separated. The scanning movement direction of the recording head is a direction as indicated by an arrow with respect to the paper surface of FIG. 18, and the ejection ports H1108 are arranged in the direction shown in FIG. When the image data has a high duty, an ejection energy generation unit (not shown) corresponding to each ejection port of each chip forming the secondary color is driven at a high driving frequency. For this reason, along with the movement of the ink droplet 10 ejected from the ejection port toward the print medium 3, the viscous air existing around the ink droplet 10 is moved by the movement of the ink droplet 10. As a result, the vicinity of the ejection port surface where the ejection port of the recording head H1001 opens tends to be decompressed more than the surroundings of the print medium 3, and the surrounding air flows as an air stream to the decompression region. A satellite (not shown) discharged along with the ink droplets 10 in the vicinity of 3 and a droplet group smaller than the main droplet of the bounce mist generated when the ink droplets 10 land on the print medium 3 are on the recording head H1001 side. Turned out to be attracted to.

このような現象の下で、ハイデューティプリントを複数回のキャリッジの走査移動によって行った場合、この時の記録ヘッドH1001のフェイス表面にミストが付着して形成された様子を図20(a)、(b)に模式的に示す。   Under such a phenomenon, when high duty printing is performed by scanning movement of the carriage a plurality of times, a state in which mist adheres to the face surface of the recording head H1001 at this time is shown in FIG. This is schematically shown in (b).

図20(a)が1次色のみの場合、図20(b)が2次色の場合のミスト付着図である。図20(a)に示す1次色のみの場合における吐出口面に付着したインク滴のサイズ(図中aで示すインク滴)に比べ、図20(b)が2次色の場合、インク滴のサイズ(図中bで示すインク滴)はかなり大きなものが付着する。2次色の場合は、チップ間の領域において両側に、インク滴が高周波数で吐出されているので、1次色の場合に比べてさらに減圧傾向になり、サテライトや、跳ね返りミストが記録ヘッドH1001に到達しやすく、インク滴のサイズが大きいだけでなく付着するインク滴の量も多い。   When FIG. 20A is only a primary color, FIG. 20B is a mist adhesion diagram when a secondary color is used. Compared to the size of ink droplets attached to the ejection port surface (ink droplets indicated by a in the figure) in the case of only the primary color shown in FIG. The size of the ink (ink droplets indicated by b in the figure) is considerably large. In the case of the secondary color, ink droplets are ejected at a high frequency on both sides in the area between the chips, so that the pressure tends to be further reduced as compared with the case of the primary color, and satellites and bounce mist are generated in the recording head H1001. In addition to the large size of the ink droplets, the amount of ink droplets adhering is large.

また、ノズル形成面のほぼ全面に撥水処理を行った構成では、インクミストは吐出口から離れた領域に次第に多く付着する傾向にあることが発明者等の検討の結果わかった。例えば、吐出口から約500μmから1mm程度離れた領域では直径が300μmから500μm程度に大型に成長したインクミスト集合体が多数存在する。撥水領域では水(インク)に対する接触角が大きいために流動性が大きく(水に対する接触角が80度を越えると一層顕著なものとなる。)、このように大型に成長したインクミストは、特に、記録ヘッド自体を記録がなされる領域を往復走査させる装置構成の場合、往復動から生ずる慣性力をきっかけとしてあるいは自重によって容易に移動しはじめ、ついに吐出口に到達することになり、このように成長したインクミストは部分的に対応する1〜数ノズルの吐出口に引き込まれ不吐出を発生させる現象を生じた。   In addition, as a result of studies by the inventors, it has been found that ink mist tends to gradually adhere to a region away from the discharge port in a configuration in which water repellent treatment is performed on almost the entire surface of the nozzle. For example, in a region about 500 μm to 1 mm away from the discharge port, there are a large number of ink mist aggregates that have grown to a large diameter of about 300 μm to 500 μm. In the water-repellent region, since the contact angle with water (ink) is large, the fluidity is large (when the contact angle with water exceeds 80 degrees, it becomes more remarkable). In particular, in the case of an apparatus configuration in which the recording head itself reciprocates the area where recording is performed, it starts to move easily by the inertial force generated by the reciprocating motion or by its own weight, and finally reaches the discharge port. The ink mist that has grown to a certain extent is drawn into the discharge ports of one to several nozzles that partially correspond to cause a non-discharge phenomenon.

さらに、ノズル形成面にインクミストが付着してこれらが吐出口側に移動し、吐出口に引き込まれ不吐出が発生するのを防止するために、吐出口列近傍に一部親水部分を設け、インクミストを一時的に保持し、吐出の安定化を図る手段が実用化されている。特許文献4には図21に示すような、ノズル形成面の各チップ内に撥水処理6を施し、各チップ間には親水処理5を施した構成が開示されている。上記のノズル形成面の一部に親水処理を行った構成では、チップ間の親水領域にインクミストを移動・保持させ、各チップ間に付着したインクミストの成長を抑制し、成長したインクミストは部分的に対応する1〜数ノズルの吐出口に引き込まれ不吐出を発生させる現象は生じない。
特開平4−10940号公報 特開平4−10941号公報 特開平4−10742号公報 特開平6−12210号公報
Furthermore, in order to prevent ink mist from adhering to the nozzle formation surface and moving these to the discharge port side and being drawn into the discharge port and causing non-discharge, a part of the hydrophilic area is provided near the discharge port array, Means for temporarily holding ink mist and stabilizing ejection have been put into practical use. Patent Document 4 discloses a configuration in which a water repellent treatment 6 is performed in each chip on the nozzle forming surface and a hydrophilic treatment 5 is performed between the chips as shown in FIG. In the configuration in which a part of the nozzle forming surface is subjected to hydrophilic treatment, the ink mist is moved and held in the hydrophilic region between the chips, and the growth of the ink mist adhered between the chips is suppressed. There is no phenomenon that is partially drawn into the corresponding one to several nozzles and causes no discharge.
Japanese Patent Laid-Open No. 4-10940 JP-A-4-10941 JP-A-4-10742 JP-A-6-12210

しかしながら、最近のカラーインクジェット記録ヘッドは、高密度、小型化のため各チップ間の距離を近づけた場合、充分な親水領域幅Wが確保しにくくなる。そのため、複数チップを同時に吐出させる2次色プリントをプリント媒体に対して行う場合、チップ間の領域において両側に、インクミストが高周波数で吐出されているので、1次色の場合に比べてさらに減圧傾向になり、サテライトや、跳ね返りミストから成るインクミストが親水領域により顕著に集まりやすくなる。このため、親水領域に多量にインクミストが付着して、チップ間の親水領域からインクがオーバーフローするという問題がある。このような要因によるオーバーフローによって、インクミストが吐出口側の撥水領域に侵入してしまい、合体・成長したインクミストは部分的に対応する1〜数ノズルの吐出口に引き込まれ不吐出となる場合がある。   However, in recent color ink jet recording heads, it is difficult to secure a sufficient hydrophilic region width W when the distance between the chips is reduced due to high density and miniaturization. For this reason, when performing secondary color printing for simultaneously ejecting a plurality of chips on a print medium, ink mist is ejected at a high frequency on both sides in the area between the chips. The pressure tends to be reduced, and the ink and the ink mist composed of the bounce mist tend to be conspicuously gathered in the hydrophilic region. For this reason, there is a problem that a large amount of ink mist adheres to the hydrophilic region and the ink overflows from the hydrophilic region between the chips. Due to the overflow caused by such factors, the ink mist enters the water-repellent area on the ejection port side, and the combined and grown ink mist is partially drawn into the corresponding one or several nozzles and becomes non-ejection. There is a case.

このため、各チップ間の親水領域幅Wはある程度の間隔を設けて配置しなければならず、記録ヘッドの高密度化、小型化に限界があるという問題点があった。   For this reason, the hydrophilic region width W between the chips has to be arranged with a certain distance, and there is a problem in that there is a limit in increasing the density and size of the recording head.

これらの問題を解決する方法として、吐出口形成面のクリーニングの頻度を上げる、例えば1ページ単位から1行単位で行う方法が考えられる。しかしながら、クリーニング回数を上げると印字スピードの低下を引き起こしてしまうという問題がある。   As a method for solving these problems, a method of increasing the frequency of cleaning the discharge port forming surface, for example, from one page unit to one line unit is conceivable. However, there is a problem that increasing the number of cleanings causes a decrease in printing speed.

このような不具合は、吐出口の配列間隔を狭く設定し、1回の駆動操作によって10ピコリットル以下の少量のインク滴を高周期で吐出できる気泡が大気に連通する吐出方式のインクジェットプリンタにおいて特に顕著に現れる。   Such a problem is particularly caused in an ink jet printer of a discharge type in which bubbles are arranged so that a small interval of ink droplets of 10 picoliters or less can be discharged at a high cycle by one driving operation with a narrow arrangement interval of discharge ports. Appears prominently.

本発明の目的は、1回の駆動操作によって10ピコリットル以下の少量のインク滴を高周期で吐出できる気泡が大気に連通する吐出方式のインクジェットプリンタであっても、吐出口から吐出されるサテライトインク滴・跳ね返りミストのインクジェット記録ヘッドでの吐出口近傍への付着・合体を抑制し、2次色プリントを形成した場合でも吐出不良を生じさせにくいインクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置を提供することにある。   An object of the present invention is a satellite that is ejected from an ejection port even in an ejection type ink jet printer in which bubbles that can eject a small amount of ink droplets of 10 picoliters or less at a high cycle by a single driving operation communicate with the atmosphere. To provide an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus in which ink droplets / bounce mist are prevented from adhering to and coalesced in the vicinity of an ejection port in an ink jet recording head, and even when a secondary color print is formed, ejection defects are less likely to occur. is there.

上記課題を解決するために本発明は、インクを吐出する複数の吐出口で構成された複数の吐出口列を吐出口形成面に配置したインクジェットヘッドにおいて、吐出口形成面が、吐出口列を備えた領域を囲む撥水領域を吐出口列ごとに個別に有するとともに、撥水領域に隣接して配置され吐出口列方向に延在して個別に設けられた複数の第1の親水領域と、撥水領域と互いに隣接して吐出口列に対して直交方向に延在する第2の親水領域とを有し、第1の親水領域および第2の親水領域とが繋がっていることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides an inkjet head in which a plurality of ejection port arrays configured of a plurality of ejection ports for ejecting ink are arranged on an ejection port formation surface. A plurality of first hydrophilic regions that are provided adjacent to the water-repellent region and that extend separately in the direction of the discharge port array and have water-repellent regions surrounding the provided region individually And a water-repellent region and a second hydrophilic region extending in a direction orthogonal to the ejection port array and adjacent to each other, wherein the first hydrophilic region and the second hydrophilic region are connected to each other. And

本発明によると、2次色プリントの際、第1の親水領域に多量のインクが集まって移動・合体していくが第1の親水領域と第2の親水領域とが繋がっているので第1の親水領域をオーバーフローしたインクミストは第2の親水領域へと流れていき第2の親水領域でインクミストを捕獲することが可能である。よって、インクミストが吐出口側の撥水領域に侵入することなく、合体・成長したインクミストは部分的に対応する1〜数ノズルの吐出口に引き込まれ不吐出を発生することはない。   According to the present invention, during the secondary color printing, a large amount of ink gathers in the first hydrophilic area and moves and merges, but the first hydrophilic area and the second hydrophilic area are connected, so the first hydrophilic area is connected. The ink mist that overflows the hydrophilic region flows to the second hydrophilic region, and can be captured by the second hydrophilic region. Therefore, the ink mist does not enter the water-repellent area on the discharge port side, and the combined and grown ink mist is partially drawn into the discharge ports of one to several nozzles corresponding to the ink mist and does not cause non-discharge.

(実施例1)
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
Example 1
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1〜7は、本発明が実施もしくは適用される好適なヘッドカートリッジ、記録ヘッド、インクタングのぞれぞれの構成およびそれぞれの関係を説明する図である。以下、これらの図面を参照して各構成要素の説明を行う。   FIGS. 1 to 7 are diagrams for explaining the configuration of each of the preferred head cartridge, recording head, and ink tongue to which the present invention is applied or applied, and the relationship between them. Hereinafter, each component will be described with reference to these drawings.

本発明の記録ヘッドH1001は、図1の斜視図でわかるように、記録ヘッドカートリッジH1000を構成する一構成要素であり、記録ヘッドカートリッジH1000は、図6に示すような、記録ヘッドH1001と記録ヘッドH1001に着脱自在に設けられたインクタンクH1900(H1901,H1902)とで構成されている。この記録ヘッドカートリッジH1000は、インクジェット記録装置本体に載置されているキャリッジ16(図4)の位置決め手段及び電気的接点によって固定支持されるとともに、該キャリッジ16に対して着脱可能となっている。インクタンクH1901はブラックのインク用、インクタンクH1902はシアン、マゼンタ、イエローのインク用である。この様にインクタンクH1901,H1902のそれぞれが記録ヘッドH1001に対して着脱自在となっている。   As can be seen from the perspective view of FIG. 1, the recording head H1001 of the present invention is one constituent element of the recording head cartridge H1000. The recording head cartridge H1000 includes the recording head H1001 and the recording head as shown in FIG. The ink tank H1900 (H1901, H1902) is detachably provided on the H1001. The recording head cartridge H1000 is fixedly supported by positioning means and electrical contacts of a carriage 16 (FIG. 4) mounted on the ink jet recording apparatus main body, and is detachable from the carriage 16. The ink tank H1901 is for black ink, and the ink tank H1902 is for cyan, magenta, and yellow ink. In this way, each of the ink tanks H1901 and H1902 is detachable from the recording head H1001.

次に記録ヘッドH1001に関してさらに詳しく記録ヘッドを構成しているそれぞれの構成要素毎に順を追って説明する。
(1)記録ヘッド
記録ヘッドH1001は、電気信号に応じて膜沸騰をインクに対して生じせしめるための熱エネルギを生成する電気熱変換体を用いて記録を行うインクジェット方式のサイドシュータ型とされる記録ヘッドである。
Next, the recording head H1001 will be described in detail for each component constituting the recording head.
(1) Recording Head The recording head H1001 is an ink-jet side shooter type that performs recording using an electrothermal transducer that generates thermal energy for causing film boiling to the ink in response to an electrical signal. It is a recording head.

記録ヘッドH1001は、図1の分解斜視図に示すように、記録素子ユニットH1002は、第1の記録素子基板H1100、第2の記録素子基板H1101、第1のプレートH1200、電気配線テープH1300、電気コンタクト基板H2200、第2のプレートH1400で構成されており、また、インク供給ユニットは、インク供給部材H1500、流路形成部材(不図示)、ジョイントシール部材H2300、フィルター(不図示)、シールゴム(不図示)から構成されている。
(1−1)記録素子ユニット
図2は、第1の記録素子基板H1100の構成を説明するために一部分解した斜視図である。第1の記録素子基板H1100は、例えば、厚さ0.5〜1mmのSi基板H1110にインク流路として長溝状の貫通口からなるインク供給口H1102がSiの結晶方位を利用した異方性エッチングやサンドブラストなどの方法で形成され、インク供給口H1102を挟んだ両側に電気熱変換素子H1103がそれぞれ1列ずつ千鳥状に配列され、電気熱変換素子H1103と、電気熱変換素子H1103に電力を供給するAl等の電気配線は成膜技術により形成されている。さらに、電気配線に電力を供給するための電極部H1104が電気熱変換素子H1103の両外側に配列されており、電極部H1104にはAu等のバンプH1105が形成されている。そして、Si基板上には、電気熱変換素子H1103に対応したインク流路を形成するためのインク流路壁H1106と吐出口H1107が樹脂材料でフォトリソグラフィ技術によりに形成され、吐出口群H1108を形成している。したがって、電気熱変換素子H1103に対向して吐出口が設けられているため、インク流路H1102から供給されたインクは電気熱変換素子H1103により発生した気泡により吐出される。
As shown in the exploded perspective view of FIG. 1, the recording head H1001 includes a recording element unit H1002, a first recording element substrate H1100, a second recording element substrate H1101, a first plate H1200, an electric wiring tape H1300, and an electrical wiring tape H1300. The ink supply unit includes an ink supply member H1500, a flow path forming member (not shown), a joint seal member H2300, a filter (not shown), a seal rubber (not shown). (Illustrated).
(1-1) Recording Element Unit FIG. 2 is a partially exploded perspective view for explaining the configuration of the first recording element substrate H1100. The first recording element substrate H1100 is anisotropically etched using, for example, a Si substrate H1110 having a thickness of 0.5 to 1 mm and an ink supply port H1102 having a long groove-like through-hole as an ink channel using the crystal orientation of Si. The electrothermal conversion elements H1103 are arranged in a staggered pattern on both sides of the ink supply port H1102, and power is supplied to the electrothermal conversion elements H1103 and the electrothermal conversion elements H1103. The electrical wiring such as Al is formed by a film forming technique. Furthermore, electrode portions H1104 for supplying power to the electrical wiring are arranged on both outer sides of the electrothermal transducer H1103, and bumps H1105 such as Au are formed on the electrode portion H1104. On the Si substrate, an ink channel wall H1106 and an ejection port H1107 for forming an ink channel corresponding to the electrothermal conversion element H1103 are formed of a resin material by a photolithography technique, and an ejection port group H1108 is formed. Forming. Accordingly, since the ejection port is provided to face the electrothermal conversion element H1103, the ink supplied from the ink flow path H1102 is ejected by bubbles generated by the electrothermal conversion element H1103.

また図3は第2の記録素子基板H1101の構成を説明するために一部分解した斜視図である。第2の記録素子基板H1101は3色のインクを吐出させるための記録素子基板であり、3個のインク供給口H1102が並列して形成されており、それぞれのインク供給口を挟んだ両側に電気熱変換素子とインク吐出口が形成されている。もちろん第1の記録素子基板H1100と同じようにSi基板にインク供給口や電気熱変換素子、電気配線、電極部などが形成されておりその上に樹脂材料でフォトリソグラフィ技術によりインク流路やインク吐出口が形成されている。   FIG. 3 is a partially exploded perspective view for explaining the configuration of the second recording element substrate H1101. The second recording element substrate H1101 is a recording element substrate for ejecting ink of three colors, and has three ink supply ports H1102 formed in parallel, and electric is provided on both sides of each ink supply port. A heat conversion element and an ink discharge port are formed. Of course, like the first recording element substrate H1100, an ink supply port, an electrothermal conversion element, an electric wiring, an electrode portion, and the like are formed on the Si substrate, and an ink flow path and an ink are formed on the resin material by photolithography. A discharge port is formed.

そして第1の記録素子基板H1100と同様に電気配線に電力を供給するための電極部H1104にはAu等のバンプH1105が形成されている。   Similarly to the first recording element substrate H1100, a bump H1105 such as Au is formed on the electrode portion H1104 for supplying power to the electrical wiring.

次に第1のプレートH1200は、例えば、厚さ0.5〜10mmのアルミナ(Al23)材料で形成されている。なお、第1のプレートの素材は、アルミナに限られることなく、記録素子基板H1100の材料の線膨張率と同等の線膨張率を有し、かつ、記録素子基板H1100材料の熱伝導率と同等もしくは同等以上の熱伝導率を有する材料で作られてもよい。第1のプレートH1200の素材は、例えば、シリコン(Si)、窒化アルミニウム(AlN)、ジルコニア、窒化珪素(Si34)、炭化珪素(SiC)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)のうちいずれであってもよい。第1のプレートH1200には、第1の記録素子基板H1100にブラックのインクを供給するためのインク供給口H1201と第2の記録素子基板H1101にシアン、マゼンタ、イエローのインクを供給するためのインク供給口H1201が形成されており、記録素子基板のインク供給口1102が第1のプレートH1200のインク供給口H1201にそれぞれ対応し、かつ、第1の記録素子基板H1100と第2の記録素子基板H1101はそれぞれ第1のプレートH1200に対して位置精度良く接着固定される。接着に用いられる第1の接着剤H1202は、低粘度で硬化温度が低く、短時間で硬化し、硬化後比較的高い硬度を有し、かつ、耐インク性のあるものが望ましい。その第1の接着剤H1202は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした熱硬化接着剤であり、接着層の厚みは50μm以下が望ましい。 Next, the first plate H1200 is made of, for example, an alumina (Al 2 O 3 ) material having a thickness of 0.5 to 10 mm. The material of the first plate is not limited to alumina, and has a linear expansion coefficient equivalent to that of the material of the recording element substrate H1100 and is equivalent to the thermal conductivity of the material of the recording element substrate H1100. Alternatively, it may be made of a material having an equivalent or higher thermal conductivity. Examples of the material of the first plate H1200 include silicon (Si), aluminum nitride (AlN), zirconia, silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon carbide (SiC), molybdenum (Mo), and tungsten (W). Either may be sufficient. The first plate H1200 has ink supply ports H1201 for supplying black ink to the first recording element substrate H1100 and inks for supplying cyan, magenta, and yellow ink to the second recording element substrate H1101. A supply port H1201 is formed, the ink supply port 1102 of the recording element substrate corresponds to the ink supply port H1201 of the first plate H1200, and the first recording element substrate H1100 and the second recording element substrate H1101. Are bonded and fixed to the first plate H1200 with high positional accuracy. The first adhesive H1202 used for bonding is desirably a low viscosity, low curing temperature, cured in a short time, has a relatively high hardness after curing, and has ink resistance. The first adhesive H1202 is, for example, a thermosetting adhesive mainly composed of an epoxy resin, and the thickness of the adhesive layer is desirably 50 μm or less.

電気配線テープH1300は、第1の記録素子基板H1100と第2の記録素子基板H1101に対してインクを吐出するための電気信号を印加するものであり、それぞれの記録素子基板を組み込むための複数の開口部と、それぞれの記録素子基板の電極部H1104に対応する電極端子H1302と、この配線テープ端部に位置し本体装置からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子H1301を有した電気コンタクト基板H2200と電気的接続を行うための電極端子部H1303を有しており電極端子H1302と電極端子1303は連続した銅箔の配線パターンでつながっている。   The electrical wiring tape H1300 applies an electrical signal for ejecting ink to the first recording element substrate H1100 and the second recording element substrate H1101, and includes a plurality of recording element substrates. An electrical contact substrate having an opening, an electrode terminal H1302 corresponding to the electrode portion H1104 of each recording element substrate, and an external signal input terminal H1301 located at the end of the wiring tape for receiving an electrical signal from the main unit An electrode terminal portion H1303 for electrical connection with H2200 is provided, and the electrode terminal H1302 and the electrode terminal 1303 are connected by a continuous copper foil wiring pattern.

電気配線テープH1300と第1の記録素子基板1100と第2の記録素子基板H1101は、それぞれ電気的に接続されており、接続方法は、例えば、記録素子基板の電極部1104と電気配線テープH1300の電極端子H1302が熱超音波圧着法により電気接合されている。   The electrical wiring tape H1300, the first recording element substrate 1100, and the second recording element substrate H1101 are electrically connected to each other, and the connection method is, for example, the electrode portion 1104 of the recording element substrate and the electrical wiring tape H1300. The electrode terminal H1302 is electrically bonded by a thermal ultrasonic pressure bonding method.

第2のプレートH1400は、例えば、厚さ0.5〜1mmの一枚の板状部材であり、例えばアルミナ(Al23)等のセラミックや、Al、SUSなどの金属材料で形成されている。 The second plate H1400 is, for example, a single plate-like member having a thickness of 0.5 to 1 mm, and is formed of a ceramic material such as alumina (Al 2 O 3 ) or a metal material such as Al or SUS. Yes.

そして、第1のプレートH1200に接着固定された第1の記録素子基板H1100と第2の記録素子基板H1101の外形寸法よりも大きな開口部をそれぞれ有する形状となっている。また、第1の記録素子基板H1100および第2の記録素子基板H1101と電気配線テープH1300を平面的に電気接続できるように第1のプレートH1200に第2の接着剤H1203により接着されており、電気配線テープH1300の裏面が第3の接着剤H1306により接着固定される。   The first recording element substrate H1100 and the second recording element substrate H1101 that are bonded and fixed to the first plate H1200 have openings that are larger than the outer dimensions thereof. Further, the first recording element substrate H1100 and the second recording element substrate H1101 and the electric wiring tape H1300 are bonded to the first plate H1200 with a second adhesive H1203 so as to be electrically connected in a plane. The back surface of the wiring tape H1300 is bonded and fixed with a third adhesive H1306.

第1の記録素子基板H1100及び第2の記録素子基板H1101と電気配線テープH1300の電気接続部分は、第1の封止剤(不図示)及び第2の封止剤(不図示)により封止され、電気接続部分をインクによる腐食や外的衝撃から保護している。第1の封止剤は、主に電気配線テープの電極端子H1302と記録素子基板の電極部H1105との接続部の裏面側と記録素子基板の外周部分を封止し、第2の封止剤は、接続部の表側を封止している。   The first recording element substrate H1100, the second recording element substrate H1101, and the electrical connection portion of the electrical wiring tape H1300 are sealed with a first sealant (not shown) and a second sealant (not shown). Thus, the electrical connection portion is protected from ink corrosion and external impact. The first sealing agent mainly seals the back surface side of the connection portion between the electrode terminal H1302 of the electric wiring tape and the electrode portion H1105 of the recording element substrate and the outer peripheral portion of the recording element substrate, and the second sealing agent. Has sealed the front side of the connection part.

さらに電気配線テープの端部に本体装置からの電気信号を受け取るための外部信号入力端子H1301を有した電気コンタクト基板H2200を異方性導電フィルム等を用いて熱圧着して電気的に接続する
そして電気配線テープH1300は、第1のプレートH1200の一側面で折り曲げられ、第1のプレートH1200の側面に第3の接着剤(不図示)で接着される。第3の接着剤は、例えば、エポキシ樹脂を主成分とした厚さ10〜100μmの熱硬化接着剤が使用される。
(1−2)インク供給ユニット
インク供給部材H1500は、例えば、樹脂成形により形成されている。該樹脂材料には、形状的剛性を向上させるためにガラスフィラーを5〜40%混入した樹脂材料を使用することが望ましい。
Further, an electrical contact substrate H2200 having an external signal input terminal H1301 for receiving an electrical signal from the main unit is connected to the end of the electrical wiring tape by thermocompression bonding using an anisotropic conductive film or the like and The electric wiring tape H1300 is bent on one side surface of the first plate H1200, and is bonded to the side surface of the first plate H1200 with a third adhesive (not shown). As the third adhesive, for example, a thermosetting adhesive having a thickness of 10 to 100 μm mainly composed of an epoxy resin is used.
(1-2) Ink Supply Unit The ink supply member H1500 is formed by resin molding, for example. As the resin material, it is desirable to use a resin material mixed with 5 to 40% of glass filler in order to improve the shape rigidity.

図5に示すように、インク供給部材H1500は、インクタンクH1900から記録素子ユニットH1002にインクを導くためのインク供給ユニットH1003の一構成部品であり、流路形成部材(不図示)を超音波溶着することによりインク流路(不図示)を形成している。また、インクタンクH1900と係合するジョイントには、外部からのゴミの進入を防ぐためのフィルター(不図示)が溶着により接合されており、さらに、ジョイント部からのインクの蒸発を防止するために、シールゴム(不図示)が装着されている。
(2)インクジェット記録装置
本実施例におけるインクジェットプリンタの機構部分の外観を図4に示し、このインクジェットプリンタに用いられるヘッドカートリッジの外観を図5に示し、そのインクジェット記録ヘッドの外観を図6に示す。すなわち、本実施例におけるインクジェットプリンタのシャシー13は、所定の剛性を有する複数の板状金属部材により構成され、このインクジェットプリンタの骨格をなす。シャシー13には、図示しないシート状のプリント媒体をインクジェットプリンタの内部へと自動的に給送する媒体給送部14と、この媒体給送部14から1枚ずつ給送されるプリント媒体を所望のプリント位置へ導くととともにこのプリント位置から媒体排出部15へとプリント媒体を導く媒体搬送部16と、プリント位置に搬送されたプリント媒体に所定のプリント動作を行うプリント部と、このプリント部に対する回復処理を行うヘッド回復部17とが組み付けられている。
As shown in FIG. 5, the ink supply member H1500 is one component of the ink supply unit H1003 for guiding ink from the ink tank H1900 to the recording element unit H1002, and the flow path forming member (not shown) is ultrasonically welded. By doing so, an ink flow path (not shown) is formed. In addition, a filter (not shown) for preventing entry of dust from the outside is joined to the joint engaged with the ink tank H1900 by welding, and further, in order to prevent ink from evaporating from the joint portion. A seal rubber (not shown) is attached.
(2) Inkjet recording apparatus FIG. 4 shows the appearance of the mechanism part of the ink jet printer in this embodiment, FIG. 5 shows the appearance of the head cartridge used in this ink jet printer, and FIG. 6 shows the appearance of the ink jet recording head. . That is, the chassis 13 of the ink jet printer in the present embodiment is composed of a plurality of plate-like metal members having a predetermined rigidity, and forms the skeleton of the ink jet printer. For the chassis 13, a medium feeding unit 14 that automatically feeds a sheet-like print medium (not shown) to the inside of the ink jet printer, and a print medium fed one by one from the medium feeding unit 14 are desired. A medium transport section 16 that guides the print medium from the print position to the medium discharge section 15, a print section that performs a predetermined print operation on the print medium transported to the print position, and a print section for the print section. A head recovery unit 17 that performs recovery processing is assembled.

プリント部は、キャリッジ軸18に沿って走査移動可能に支持されたキャリッジ19と、このキャリッジ19にヘッドセットレバー20を介して着脱可能に搭載される記録ヘッドカートリッジH1000とからなる。   The printing unit includes a carriage 19 supported so as to be movable along the carriage shaft 18 and a recording head cartridge H1000 that is detachably mounted on the carriage 19 via a head set lever 20.

記録ヘッドカートリッジH1000が搭載されるキャリッジ19には、この記録ヘッドカートリッジH1000の記録ヘッドH1001をキャリッジ19上の所定の装着位置に位置決めするためのキャリッジカバー21と、記録ヘッドH1001を所定の装着位置に位置決めするように押圧する前述のヘッドセットレバー20とが設けられている。本発明の着脱手段としてのヘッドセットレバー20は、キャリッジ19の上部に図示しないヘッドセットレバー軸に対して回動可能に設けられ、また記録ヘッドH1001との係合部には、ばね付勢される図示しないヘッドセットプレートが設けられ、このヘッドセットプレートのばね力によって記録ヘッドH1001を押圧しながらキャリッジ19に装着するようになっている。   The carriage 19 on which the recording head cartridge H1000 is mounted has a carriage cover 21 for positioning the recording head H1001 of the recording head cartridge H1000 at a predetermined mounting position on the carriage 19, and the recording head H1001 at a predetermined mounting position. The above-described headset lever 20 is provided to press the positioning lever. The head set lever 20 as the attaching / detaching means of the present invention is provided on the upper portion of the carriage 19 so as to be rotatable with respect to a head set lever shaft (not shown), and the engaging portion with the recording head H1001 is spring-biased. A head set plate (not shown) is provided, and is mounted on the carriage 19 while pressing the recording head H1001 by the spring force of the head set plate.

記録ヘッドH1001に対するキャリッジ19の別の係合部には、コンタクトフレキシブルプリントケーブル(以下、コンタクトFPCと称す)22の一端部が連結され、このコンタクトFPC22の一端部に形成された図示しないコンタクト部と、記録ヘッド2H1001に設けられた外部信号入力端子であるコンタクト部23とが電気的に接触し、プリントのための各種情報の授受や記録ヘッドH1001への電力の供給などを行い得るようになっている。   One end portion of a contact flexible printed cable (hereinafter referred to as a contact FPC) 22 is connected to another engagement portion of the carriage 19 with respect to the recording head H1001, and a contact portion (not shown) formed at one end portion of the contact FPC 22 The contact portion 23 which is an external signal input terminal provided in the recording head 2H1001 is in electrical contact, and can exchange various information for printing and supply power to the recording head H1001. Yes.

コンタクトFPC22のコンタクト部とキャリッジ19との間には、図示しないゴムなどの弾性部材が設けられ、この弾性部材の弾性力とヘッドセットプレートによる押圧力とによって、コンタクトFPC22のコンタクト部と記録ヘッドH1001のコンタクト部23との確実な接触を可能とするようになっている。コンタクトFPC22の他端部は、キャリッジ19の背面に搭載された図示しないキャリッジ基板に接続されている。   An elastic member such as rubber (not shown) is provided between the contact portion of the contact FPC 22 and the carriage 19, and the contact portion of the contact FPC 22 and the recording head H1001 are formed by the elastic force of the elastic member and the pressing force by the headset plate. The contact portion 23 can be reliably contacted. The other end of the contact FPC 22 is connected to a carriage substrate (not shown) mounted on the back surface of the carriage 19.

また、本実施例の記録ヘッドは図6の概観図に示されるように4色ヘッド構成であり、色順と吐出体積はBk(図6の20):30pl,C(図6の21):5pl、Y(図6の22):5pl、M(図6の23):5plとなっている。4色の吐出部の数はBkが304、C,Y,Mは5plの各色256である。   The recording head of this embodiment has a four-color head configuration as shown in the overview diagram of FIG. 6, and the color order and discharge volume are Bk (20 in FIG. 6): 30 pl, C (21 in FIG. 6): 5 pl, Y (22 in FIG. 6): 5 pl, M (23 in FIG. 6): 5 pl. The number of the four color ejection portions is 304 for Bk, and 256 colors for C, Y, and M, respectively.

なお、本発明の記録ヘッドは、1回の駆動操作によって10ピコリットル以下の少量のインク滴を高周期で吐出できる、気泡が大気に連通する吐出方式であってもよい。   Note that the recording head of the present invention may be an ejection method in which bubbles are communicated with the atmosphere that can eject a small amount of ink droplets of 10 picoliters or less at a high cycle by a single driving operation.

次に本発明の特徴である、吐出口面における撥水状態の第1実施例を説明する。図7は、本実施例における記録素子基板H1101を吐出口面からみた概略的に見た図である。   Next, a first embodiment of the water-repellent state on the discharge port surface, which is a feature of the present invention, is described. FIG. 7 is a schematic view of the recording element substrate H1101 in this embodiment as viewed from the ejection port surface.

図7に示すように、記録素子基板H1101は、吐出口面(カラー吐出口形成面)Aに吐出口群H1108が一定の配列密度600DPIで複数配列されたノズル群を一列に3つ配列してある。各吐出口群の周辺近傍には撥水処理が施された撥水領域Bが形成されている。   As shown in FIG. 7, the recording element substrate H1101 has three nozzle groups in which a plurality of ejection port groups H1108 are arranged at a constant arrangement density of 600 DPI on the ejection port surface (color ejection port forming surface) A. is there. A water repellent region B subjected to a water repellent treatment is formed in the vicinity of the periphery of each discharge port group.

また、吐出口列H1108から離間距離Hだけ離間して撥水領域Bに隣接し、かつ吐出口列に沿って、第1の親水領域C1が吐出口列H1108に平行、かつ分離して帯状に形成されている。吐出口列H1108間に形成された第1の親水領域C1は幅Wで形成されている。   In addition, the first hydrophilic region C1 is separated from the discharge port array H1108 by a separation distance H and adjacent to the water-repellent region B, and along the discharge port array, the first hydrophilic region C1 is parallel to and separated from the discharge port array H1108. Is formed. The first hydrophilic region C1 formed between the ejection port arrays H1108 is formed with a width W.

さらに、撥水領域Bと隣接し吐出口列H1108に対して直交する方向に第2の親水領域C2が形成されている。そして、これら第1の親水領域C1と第2の親水領域C2は互いに繋がっている。これにより撥水領域Bは第1の親水領域C1と第2の親水領域C2とによって囲まれていることとなる。   Further, a second hydrophilic region C2 is formed in a direction adjacent to the water repellent region B and perpendicular to the ejection port array H1108. The first hydrophilic region C1 and the second hydrophilic region C2 are connected to each other. Thus, the water repellent region B is surrounded by the first hydrophilic region C1 and the second hydrophilic region C2.

なお、本実施例においては上記第1の親水領域C1は、吐出口から離間距離Hを約35〜250μm、幅Wを100〜800μmとして形成されている。   In the present embodiment, the first hydrophilic region C1 is formed with a separation distance H from the discharge port of about 35 to 250 μm and a width W of 100 to 800 μm.

本実施例において、2次色プリントをプリント媒体に行った場合、図8に示すように、上記第1の親水領域C1に多量のインクが集まって移動・合体していく。しかし、第2の親水領域C2が、第1の親水領域C1と繋がっているので、第1の親水領域C1内にて合体・成長したインクミストが第1の親水領域C1からオーバーフローしたとしても、このインクミストは第2の親水領域C2のほうにインクミストが流れていき、吐出口から離れた第2の親水領域C2にて捕獲される。このように、インクミストが吐出口側の撥水領域Bに侵入することがないため、合体・成長したインクミストが部分的に対応する1〜数ノズルの吐出口に引き込まれることによる不吐出を防止することができる。   In the present embodiment, when secondary color printing is performed on a print medium, as shown in FIG. 8, a large amount of ink gathers in the first hydrophilic area C1 and moves and merges. However, since the second hydrophilic region C2 is connected to the first hydrophilic region C1, even if the ink mist combined and grown in the first hydrophilic region C1 overflows from the first hydrophilic region C1, The ink mist flows toward the second hydrophilic region C2 and is captured by the second hydrophilic region C2 away from the ejection port. In this way, since the ink mist does not enter the water-repellent region B on the ejection port side, non-ejection caused by the combined and grown ink mist being partially drawn into the corresponding one or several nozzle ejection ports. Can be prevented.

次に上記構成を作る製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method which makes the said structure is demonstrated.

図9(a)〜図9(f)は、本発明によるインクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示すための模式的断面図である。   FIG. 9A to FIG. 9F are schematic cross-sectional views for illustrating a basic manufacturing process of the ink jet recording head according to the present invention.

図9(a)に示される基板52上に発熱抵抗体(電気熱変換素子)等のインク吐出エネルギ発生素子51を所望の個数配置する。次いでインク吐出エネルギ発生素子51を含む基板52上に、溶解可能な樹脂層53を形成する。溶解可能な樹脂層は、例えばドライフィルムのラミネート、レジストのスピンコート等による塗布の後、例えば紫外線、Deep−UV光による露光・現像などによりパターン形成すればよい。   A desired number of ink discharge energy generating elements 51 such as heating resistors (electrothermal conversion elements) are arranged on a substrate 52 shown in FIG. Next, a soluble resin layer 53 is formed on the substrate 52 including the ink discharge energy generating element 51. The dissolvable resin layer may be formed in a pattern by, for example, exposure / development with, for example, ultraviolet rays or Deep-UV light after application by dry film lamination, resist spin coating, or the like.

具体的な例としては、ポリメチルイソプロペニルケトン(東京応化工業(株)社製ODUR−1010)をスピンコートにより塗布、乾燥した後、マスクパターンを用いてDeep−UV光により露光、現像することによりパターン形成する(図9(b))。   As a specific example, polymethylisopropenyl ketone (ODUR-1010 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied by spin coating, dried, and then exposed and developed with Deep-UV light using a mask pattern. Thus, a pattern is formed (FIG. 9B).

次に溶解可能な樹脂層53および基板52上に、図9(c)に示すように、感光性被覆樹脂層54をスピンコート等により形成する。さらにこの感光性被覆樹脂層54にインク吐出口下地開口部56を形成する(図9(d)参照)。   Next, as shown in FIG. 9C, a photosensitive coating resin layer 54 is formed on the soluble resin layer 53 and the substrate 52 by spin coating or the like. Further, an ink discharge base opening 56 is formed in the photosensitive coating resin layer 54 (see FIG. 9D).

次に、撥水性かつ感光性表面処理剤55を、感光性被覆樹脂層54上にスプレー塗布あるいは、PET上に塗布、乾燥しドライフィルムとしたものをラミネートにより転写する等の方法で被覆した。次に、マスク58を介してパターン露光を行った。   Next, the water-repellent and photosensitive surface treatment agent 55 was coated by a method such as spray coating on the photosensitive coating resin layer 54, or coating and drying a dry film on the PET, and transferring it by lamination. Next, pattern exposure was performed through the mask 58.

図9(d)に示すように、この感光性表面処理剤55および感光性被覆樹脂層54のインク吐出口下地開口部56の端部を露光する。次に図9(e)に示すように現像を行い、インク吐出口H1107、撥水領域B、第1の親水領域C1、第2の親水領域C2を形成する。   As shown in FIG. 9D, the end portions of the ink discharge port base opening 56 of the photosensitive surface treatment agent 55 and the photosensitive coating resin layer 54 are exposed. Next, development is performed as shown in FIG. 9E to form an ink discharge port H1107, a water repellent region B, a first hydrophilic region C1, and a second hydrophilic region C2.

上記パターンは、例えば紫外線、Deep−UV光などの露光により、形成可能である。より具体的には、ネガ型レジストをスピンコートにより塗布、乾燥後、紫外線によりパターン露光、現像することで形成する。   The pattern can be formed, for example, by exposure to ultraviolet rays, Deep-UV light, or the like. More specifically, a negative resist is applied by spin coating, dried, and then subjected to pattern exposure and development with ultraviolet rays.

次に基板52にインク供給口57を形成する。このインク供給口57は、基板52を化学的にエッチングすることにより形成する。例えば、基板52としてSi基板を用い、KOH、NaOH、TMAHなど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。より具体的な例としては、結晶方位が<110>のSi基板上に形成した熱酸化膜をパターニングし、このSi基板を80℃に加熱温調したTMAH22%溶液で十数時間エッチングすることにより、インク供給口57を形成する。インク供給口57の形成方法は、異方性エッチングに限らず、例えば、溶解可能な樹脂層53を基板52に塗布する前に、基板52上にブラストマスクを設置し、サンドブラスト加工により形成することも可能である。   Next, an ink supply port 57 is formed on the substrate 52. The ink supply port 57 is formed by chemically etching the substrate 52. For example, a Si substrate is used as the substrate 52 and is formed by anisotropic etching with a strong alkaline solution such as KOH, NaOH, TMAH. As a more specific example, a thermal oxide film formed on a Si substrate having a crystal orientation of <110> is patterned, and this Si substrate is etched with a TMAH 22% solution heated to 80 ° C. for ten hours or more. The ink supply port 57 is formed. The method of forming the ink supply port 57 is not limited to anisotropic etching. For example, before the dissolvable resin layer 53 is applied to the substrate 52, a blast mask is set on the substrate 52 and is formed by sandblasting. Is also possible.

続いて図9(f)に示すように、溶解可能な樹脂層53を、インク吐出口H1107から溶出させることにより、インク流路および発泡室が形成される。溶解可能な樹脂層53の除去の方法は、Deep−UV光による全面露光を行った後、現像、乾燥を行えばよく、必要があれば現像の際、超音波浸漬すれば十分である。今回上記構成を作るための製造方法を記載したが、製造方法また、材料については特に限定されるものではない。   Subsequently, as shown in FIG. 9 (f), the soluble resin layer 53 is eluted from the ink discharge port H1107, thereby forming the ink flow path and the foaming chamber. As a method for removing the dissolvable resin layer 53, it is sufficient to perform development and drying after performing the entire surface exposure with Deep-UV light, and if necessary, it is sufficient to ultrasonically immerse in the development. Although the manufacturing method for making the said structure was described this time, it does not specifically limit about a manufacturing method and material.

上述したようにしてパターン形成された第1の親水領域C1と第2の親水領域C2に捕獲されたインクミストは、感光性被覆樹脂54の底面部分と端壁の一部にインクが良好に付着することで吐出口面上を移動し難い状態となる。この吐出口面に形成される、撥水膜の厚みは0.5〜1.5μm程度である。なお、第1の親水領域C1と第2の親水領域C2に捕獲されたインクミストは、後述する吐出口面のクリーニングによっては容易に取り除くことができる。   The ink mist captured in the first hydrophilic region C1 and the second hydrophilic region C2 patterned as described above adheres well to the bottom surface portion of the photosensitive coating resin 54 and a part of the end wall. By doing so, it becomes difficult to move on the discharge port surface. The thickness of the water repellent film formed on the discharge port surface is about 0.5 to 1.5 μm. The ink mist captured in the first hydrophilic region C1 and the second hydrophilic region C2 can be easily removed by cleaning the discharge port surface described later.

次に、クリーニングブレード7のエッジ8による吐出口面Aをクリーニングする場合の様子を図10を用いて説明する。   Next, a state in which the discharge port surface A is cleaned by the edge 8 of the cleaning blade 7 will be described with reference to FIG.

クリーニングブレード7は、吐出口面Aに形成された親水領域C(第1の親水領域C1および第2の親水領域C2)、および吐出口H1107の周囲の撥水領域Bに存在するインク滴やインクミストを、吐出口面Aを矢印方向に相対的に摺擦移動することによって吐出口面Aから取り除くものである。   The cleaning blade 7 includes ink droplets and ink existing in the hydrophilic region C (the first hydrophilic region C1 and the second hydrophilic region C2) formed on the discharge port surface A and the water-repellent region B around the discharge port H1107. The mist is removed from the discharge port surface A by relatively slidingly moving the discharge port surface A in the direction of the arrow.

つまり、クリーニングブレード7は、インクジェットヘッドが走査移動されることで吐出口面Aを図11に示す矢印方向に相対的に摺擦移動するが、このとき親水領域5内に保持されているインク滴をエッジ8によってかき集め取り去る。取り去られたインク滴は撥水領域5に存在するインクミストを合体しながらより大きなインク滴9となって移動する。   In other words, the cleaning blade 7 slidably moves on the ejection port surface A in the direction of the arrow shown in FIG. 11 as the inkjet head is scanned, but at this time, the ink droplets held in the hydrophilic region 5 Is scraped off by edge 8. The removed ink droplet moves as a larger ink droplet 9 while uniting the ink mist present in the water repellent region 5.

このようにクリーニングブレード7によってインクが次々合体されて吐出口面A上を移動することで吐出口面A上に存在するインク滴を良好に拭い去ることができる。なお、拭い去られるインクは非常に大きな塊として吐出口面Aを移動するため、吐出口H1107の部分をインクの塊がブレードとともに通過してもインクの表面張力の方が極めて大きい状態であることから吐出口内にインクが侵入することはない。
(実施例2)
図11に本実施例における記録素子基板を吐出口面からみた概略平面図を示す。
As described above, the inks are successively combined by the cleaning blade 7 and moved on the discharge port surface A, whereby ink droplets existing on the discharge port surface A can be wiped off favorably. Since the ink to be wiped moves on the discharge port surface A as a very large lump, even if the lump of ink passes through the portion of the discharge port H1107 together with the blade, the surface tension of the ink is extremely large. Thus, ink does not enter the discharge port.
(Example 2)
FIG. 11 is a schematic plan view of the recording element substrate in this embodiment as viewed from the ejection port surface.

実施例1で説明した記録ヘッドは、第2の親水領域C2が撥水領域Bを取り囲むように形成されていたのに対し、本実施例の記録ヘッドにおける第2の親水領域C2は撥水領域B間に形成された第1の親水領域C1と繋がる部分のみに形成されているとともに、その部分の面積も実施例1に示したものよりも狭くしている。これにより、記録ヘッドを小型化することができる。一方、インクミストが第1の親水領域C1の吐出口列の真中部分に集まりやすい傾向にあるため、第1の親水領域C1と第2の親水領域C2とを繋ぐ領域にテーパ形状の第3の親水領域C3を形成している。これにより、全体としては小型化されているが、充分な親水領域を確保することができる。また、本実施例の場合、吐出口形成面の親水効果をより高めるため、各親水領域C1、C2、C3に親水化処理を施している。   In the recording head described in the first embodiment, the second hydrophilic area C2 is formed so as to surround the water-repellent area B. On the other hand, the second hydrophilic area C2 in the recording head of the present embodiment has the water-repellent area. It is formed only in the portion connected to the first hydrophilic region C1 formed between B, and the area of the portion is also narrower than that shown in the first embodiment. Thereby, the recording head can be reduced in size. On the other hand, since the ink mist tends to gather in the middle part of the ejection port array of the first hydrophilic region C1, the third region having a tapered shape is formed in the region connecting the first hydrophilic region C1 and the second hydrophilic region C2. A hydrophilic region C3 is formed. Thereby, although it is reduced in size as a whole, a sufficient hydrophilic region can be secured. In the case of the present embodiment, the hydrophilic regions C1, C2, and C3 are subjected to a hydrophilic treatment in order to further enhance the hydrophilic effect of the discharge port forming surface.

次に、本実施例の記録ヘッドを作成するための各工程を図12を用いて説明する。   Next, each step for producing the recording head of this embodiment will be described with reference to FIG.

まず、液体吐出エネルギ発生素子としての電気熱変換素子51を形成したシリコン基板52上にブラストマスクを設置し、サンドブラスト加工によりインク供給のための貫通口57を形成した(図12(a))。   First, a blast mask was placed on a silicon substrate 52 on which an electrothermal conversion element 51 as a liquid discharge energy generating element was formed, and a through-hole 57 for supplying ink was formed by sand blasting (FIG. 12A).

次いで、該基板52上に、溶解可能な樹脂層53としてポリメチルイソプロペニルケトン(東京応化工業(株)社製ODUR−1010)をPET上に塗布、乾燥しドライフィルムとしたものをラミネートにより転写した。   Next, polymethylisopropenyl ketone (ODUR-1010 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) is applied as a soluble resin layer 53 on the substrate 52, dried and transferred to a laminate by lamination. did.

次いで、120℃で20分プリベークし、マスクアライナーPLA520(キヤノン(株))をマスク58としてインク流路のパターン露光を行った(図12(b))。露光は1.5分、現像は1%苛性ソーダにてスプレー現像で行った。該溶解可能な樹脂53で形成されたインク流路パターンはインク供給口57と電気熱変換素子51とのインク流路を確保するためのものである(図12(c))。   Next, prebaking was performed at 120 ° C. for 20 minutes, and pattern exposure of the ink flow path was performed using the mask aligner PLA520 (Canon Inc.) as the mask 58 (FIG. 12B). The exposure was performed for 1.5 minutes, and the development was performed by spray development with 1% sodium hydroxide. The ink flow path pattern formed of the soluble resin 53 is for securing an ink flow path between the ink supply port 57 and the electrothermal conversion element 51 (FIG. 12C).

なお、現像後のレジスト膜厚は14μmであった。このようにして、インク流路形成のための所定の加工を行った後、次いで、吐出口が配される部材である被覆樹脂層を形成するために感光性樹脂組成物をメチルイソブチルケトン/ジグライム混合溶媒に溶解し、スピンコートにて、図12(d)に示すように感光性被覆樹脂層54を形成した。このとき、溶解可能な樹脂層上における感光性被覆樹脂層54の膜厚は11μmであった。なお、ここで用いた被覆樹脂層形成用の感光性樹脂組成物は、以下の通りである。   The resist film thickness after development was 14 μm. After performing the predetermined processing for forming the ink flow path in this way, the photosensitive resin composition is then methylisobutylketone / diglyme to form a coating resin layer that is a member on which the discharge ports are arranged. It melt | dissolved in the mixed solvent and formed the photosensitive coating resin layer 54 as shown in FIG.12 (d) by spin coating. At this time, the film thickness of the photosensitive coating resin layer 54 on the soluble resin layer was 11 μm. In addition, the photosensitive resin composition for coating resin layer formation used here is as follows.

エポキシ樹脂 EHPE−3150(商品名:ダイセル化学社製)
ジオール 1,4−HFAB(商品名:セントラル硝子(株)製)
シランカップリング剤 A−187(商品名:日本ユニカー社製)
光重合開始剤 アデカオプトマーSP−170(商品名:旭電化工業(株)製)
次いで、PLA520を用いて図12(e)に示すように、マスク58を介してインク吐出口形成のためのパターン露光を行い、露光部分を非溶解性とし、露光されない部分を溶解可能な状態のまま残した。なお、露光は100秒とし、ポストベークは60℃、30分とした。
Epoxy resin EHPE-3150 (trade name: manufactured by Daicel Chemical Industries)
Diol 1,4-HFAB (trade name: manufactured by Central Glass Co., Ltd.)
Silane coupling agent A-187 (trade name: manufactured by Nihon Unicar)
Photopolymerization initiator Adekaoptomer SP-170 (trade name: manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.)
Next, as shown in FIG. 12E, using PLA 520, pattern exposure for forming the ink discharge port is performed through the mask 58 to make the exposed portion insoluble, and the unexposed portion can be dissolved. Left. The exposure was performed for 100 seconds, and post-baking was performed at 60 ° C. for 30 minutes.

次いで、メチルイソブチルケトンで感光性被覆樹脂層54の現像を行い、インク吐出口57を形成した。なお、本実施例では直径26μmの吐出口パターンを形成した(図12(f))。   Next, the photosensitive coating resin layer 54 was developed with methyl isobutyl ketone to form ink discharge ports 57. In this example, a discharge port pattern having a diameter of 26 μm was formed (FIG. 12F).

この状態では、まだインク流路パターン(樹脂層)53は残存しているので、再びPLA520を用いて2分間露光し、超音波を印加しながら乳酸メチル中に浸漬して、図12(g)に示すように残存しているインク流路パターン(樹脂層)53を溶かし出した。   In this state, since the ink flow path pattern (resin layer) 53 still remains, it is exposed again using PLA 520 for 2 minutes and immersed in methyl lactate while applying an ultrasonic wave. FIG. The remaining ink flow path pattern (resin layer) 53 was melted as shown in FIG.

次いで、ヘッドを、150℃1時間加熱し感光性被覆材料層54を完全に硬化させた。   Next, the head was heated at 150 ° C. for 1 hour to completely cure the photosensitive coating material layer 54.

次に、マイクロスプレーを用いて撥水剤の塗布を行った。吐出口内に撥水剤が侵入しないように吐出口からは窒素ガスをゆるやかに噴出させた。撥水剤はCTX−CZ5A(旭硝子(株))を用いた。次に、150℃で5時間加熱した(図12(h))。ガラス板上に同様に処理したダミーサンプルで膜厚を測定したところ、0.2μmであった。   Next, a water repellent was applied using a micro spray. Nitrogen gas was gently ejected from the discharge port so that the water repellent did not enter the discharge port. CTX-CZ5A (Asahi Glass Co., Ltd.) was used as the water repellent. Next, it heated at 150 degreeC for 5 hours (FIG.12 (h)). It was 0.2 micrometer when the film thickness was measured with the dummy sample processed similarly on the glass plate.

次に親水化促進物質として3%ホウ酸水溶液を吐出口形成面の撥水層に滴下した。処理の必要ない部分にスペーサとして20μm厚のポリイミドフィルム片を置いてその上に1mm厚の石英ガラスを重ねた。ホウ酸水溶液は膜状にするため、石英ガラスと吐出口形成面との隙間から充填させた。石英ガラスの親水化促進物質と接する側は親水部に対応する部分以外は遮光処理を施しておいた。   Next, a 3% boric acid aqueous solution as a hydrophilization promoting substance was dropped onto the water-repellent layer on the discharge port forming surface. A piece of polyimide film having a thickness of 20 μm was placed as a spacer on a portion that did not require treatment, and a quartz glass having a thickness of 1 mm was overlaid thereon. The boric acid aqueous solution was filled from the gap between the quartz glass and the discharge port forming surface in order to form a film. The side of the quartz glass in contact with the hydrophilization promoting substance was subjected to light shielding treatment except for the portion corresponding to the hydrophilic portion.

次に、発光中心波長が172nmの誘電体バリア放電エキシマランプER200−172(ウシオ電機(株)製)を石英ガラスの直上に設置して5分間照射して親水部を形成した。被照射部の照度は概略7mW/cm2であった。 Next, a dielectric barrier discharge excimer lamp ER200-172 (manufactured by Ushio Inc.) having an emission center wavelength of 172 nm was placed immediately above the quartz glass and irradiated for 5 minutes to form a hydrophilic portion. The illuminance of the irradiated part was approximately 7 mW / cm 2 .

本実施例の吐出口形成面は、撥水部(B領域)と親水部(第1〜第3の親水領域C1〜C3)との境界に段差を生じることなく連続的に形成できる。このため、ブレードによる吐出口面のクリーニングの際にブレードを吐出口面に押し付けるクリーニング圧力が小さくて済む。   The discharge port forming surface of the present embodiment can be continuously formed without causing a step at the boundary between the water repellent portion (B region) and the hydrophilic portion (first to third hydrophilic regions C1 to C3). For this reason, the cleaning pressure for pressing the blade against the discharge port surface during cleaning of the discharge port surface by the blade can be reduced.

本実施例において、2次色プリントをプリント媒体に行った場合、上記第1の親水領域C1に多量のインクが集まって移動・合体していく。しかし、第2の親水領域C2が、第3の親水領域C3を介して第1の親水領域C1と繋がっているので、インクミストが第1の親水領域C1をオーバーフローしそうになった場合でも第2の親水領域C2へと流れていき、第2の親水領域C2でインクミストを捕獲することが可能である。よって、インクミストが吐出口側の撥水領域Bに浸入することなく、合体・成長したインクミストは部分的に対応する1〜数ノズルの吐出口に引き込まれ不吐出を発生することはない。
(実施例3)
図13に本実施例における記録素子基板を吐出口面からみた概略平面図を示す。
In this embodiment, when a secondary color print is performed on a print medium, a large amount of ink gathers and moves / combines in the first hydrophilic region C1. However, since the second hydrophilic region C2 is connected to the first hydrophilic region C1 via the third hydrophilic region C3, even if the ink mist is likely to overflow the first hydrophilic region C1, the second hydrophilic region C2 is connected to the first hydrophilic region C1. It is possible to flow into the hydrophilic region C2 and capture the ink mist in the second hydrophilic region C2. Therefore, the ink mist that has been combined and grown does not enter the water-repellent region B on the discharge port side, and the combined or grown ink mist is partially drawn into the corresponding one or several nozzle discharge ports, so that no non-discharge occurs.
(Example 3)
FIG. 13 is a schematic plan view of the recording element substrate in this embodiment as viewed from the ejection port surface.

本実施例は撥水領域B間に形成された第1の親水領域C1内に複数の小さな円形状の撥水パターンB1を点在させている。すなわち、第1の親水領域C1は微小な親水領域と微小な撥水領域とが点在して形成された領域としている。   In this embodiment, a plurality of small circular water-repellent patterns B1 are interspersed in the first hydrophilic region C1 formed between the water-repellent regions B. That is, the first hydrophilic region C1 is a region formed by interspersed with minute hydrophilic regions and minute water-repellent regions.

本実施例の場合、微小な撥水部分によるインク排除効果と微小な親水部分によるインク分離効果とによって、第1の親水領域C1に集まるインクミストが集合化してしまうのを防止することができる。また、大きなインク滴を点在させた親水部分によって分割できる。しかも点在した親水部分で捕獲したインク滴は、第2の親水領域C2に移動するため、撥水領域Bを越えて直接吐出口H1108に向かうインク滴の移動を抑制することができる。これにより、インクミストが合体・増大して、吐出口H1108を塞いで不吐出となることを防止できる。   In the case of the present embodiment, it is possible to prevent the ink mist gathering in the first hydrophilic region C1 from being assembled due to the ink removal effect by the minute water repellent portion and the ink separation effect by the minute hydrophilic portion. Further, it can be divided by hydrophilic portions interspersed with large ink droplets. In addition, since the ink droplets captured in the scattered hydrophilic portions move to the second hydrophilic region C2, the movement of the ink droplets directly over the water-repellent region B toward the ejection port H1108 can be suppressed. As a result, it is possible to prevent the ink mist from being combined and increased to block the discharge port H1108 and cause non-discharge.

なお、撥水パターンB1の形状は円形状に限定されることなく、正方形、長方形、三角形等をスリット上に形成しても同様の効果が得られる。
(実施例4)
図14に本実施例における記録素子基板を吐出口面からみた概略平面図を示す。
The shape of the water repellent pattern B1 is not limited to a circular shape, and the same effect can be obtained even if a square, a rectangle, a triangle, or the like is formed on the slit.
Example 4
FIG. 14 is a schematic plan view of the recording element substrate in this embodiment as viewed from the ejection port surface.

図14に示される親水領域のパターンは、ブレード払拭の開始側における第2の親水領域C2のパターン幅W1と、ブレード払拭の終了側における第2の親水領域C2のパターン幅W2とがW1<W2の関係にある。パターン幅W1を100〜400μm、パターン幅W2を400〜800μm程度にした場合、2次色印字後の、ブレードの払拭性並びにインクミストの結合により生ずる液溜りの補足性等の良好な結果が得られた。   In the hydrophilic region pattern shown in FIG. 14, the pattern width W1 of the second hydrophilic region C2 on the blade wiping start side and the pattern width W2 of the second hydrophilic region C2 on the blade wiping end side are W1 <W2. Are in a relationship. When the pattern width W1 is set to 100 to 400 μm and the pattern width W2 is set to about 400 to 800 μm, good results such as wiping of the blade and supplementing of the liquid pool caused by the ink mist binding after the secondary color printing are obtained. It was.

また、図15には、第1の親水領域C1のブレード払拭の開始側の領域内に複数の小さな円形状の撥水パターンB1を点在させた例を示す。図15に示すように、ブレード払拭開始側における第1の親水領域C1での点在する撥水パターンB1を除いた親水部の面積S1と、ブレード払拭終了側の端部親水領域の面積S2との関係を、S1<S2とすることで同様の効果が得られる。以上の例は、ワイパー方向が、ノズル列並び方向と平行な、横拭きワイピング例である。   FIG. 15 shows an example in which a plurality of small circular water-repellent patterns B1 are interspersed in the region on the blade wiping start side of the first hydrophilic region C1. As shown in FIG. 15, the area S1 of the hydrophilic portion excluding the scattered water repellent pattern B1 in the first hydrophilic region C1 on the blade wiping start side, and the area S2 of the end portion hydrophilic region on the blade wiping end side The same effect can be obtained by setting S1 <S2. The above example is an example of horizontal wiping in which the wiper direction is parallel to the nozzle row arrangement direction.

また、図16はブレードによるワイピングの方向が、ノズル列並び方向と垂直な縦拭きワイピングの実施例である。この場合もブレード払拭開始側における第1の親水領域C1での点在する撥水パターンB1を除いた親水部の面積S1と、ブレード払拭終了側の端部親水領域の面積S2との関係を、S1<S2とすることで同様の効果が得られる。   FIG. 16 shows an example of vertical wiping in which the wiping direction by the blade is perpendicular to the nozzle row arrangement direction. Also in this case, the relationship between the area S1 of the hydrophilic portion excluding the scattered water repellent pattern B1 in the first hydrophilic region C1 on the blade wiping start side and the area S2 of the end hydrophilic region on the blade wiping end side, The same effect can be obtained by setting S1 <S2.

なお、上述した各実施例はどのように組み合わせるものであってもよい。   The above-described embodiments may be combined in any way.

本発明のインクジェット記録ヘッドの分解斜視図である。1 is an exploded perspective view of an ink jet recording head of the present invention. ブラックのインクを吐出するインクジェット記録ヘッドを一部破断した斜視図である。FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of an inkjet recording head that discharges black ink. カラーのインクを吐出するインクジェット記録ヘッドを一部破断した斜視図である。FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of an ink jet recording head that discharges color ink. インクジェットプリンタの機構部分の外観図である。It is an external view of the mechanism part of an inkjet printer. インクジェットプリンタに用いられるヘッドカートリッジの外観図である。It is an external view of a head cartridge used in an ink jet printer. インクジェットプリンタに用いられるヘッドカートリッジを電極側からみた外観図である。It is the external view which looked at the head cartridge used for an inkjet printer from the electrode side. 本発明の実施例1における記録素子基板を吐出口面からみた概略的に見た図である。FIG. 2 is a schematic view of the recording element substrate according to the first exemplary embodiment of the present invention as viewed from the discharge port surface. インクが親水領域で移動・合体していく様子を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically a mode that the ink moved and united in a hydrophilic region. 本発明の実施例1によるインクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示す模式的断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a basic manufacturing process of the ink jet recording head according to Example 1 of the invention. ブレードによる吐出口面のクリーニング状況を説明する図である。It is a figure explaining the cleaning condition of the discharge port surface by a blade. 本発明の実施例2における記録素子基板を吐出口面からみた概略的に見た図である。FIG. 6 is a schematic view of a recording element substrate according to a second embodiment of the present invention as viewed from a discharge port surface. 本発明の実施例2によるインクジェット記録ヘッドの基本的な製造工程を示す模式的断面図である。It is typical sectional drawing which shows the basic manufacturing process of the inkjet recording head by Example 2 of this invention. 本発明の実施例3における記録素子基板を吐出口面からみた概略的に見た図である。FIG. 6 is a schematic view of a recording element substrate in Example 3 of the present invention as viewed from the discharge port surface. 本発明の実施例4における記録素子基板の一例を吐出口面からみた概略的に見た図である。FIG. 6 is a schematic view of an example of a recording element substrate in Example 4 of the present invention as viewed from the discharge port surface. 本発明の実施例4における記録素子基板の他の例を吐出口面からみた概略的に見た図である。FIG. 10 is a schematic view of another example of the recording element substrate in Example 4 of the present invention as viewed from the discharge port surface. 本発明の実施例4における記録素子基板のさらに他の例を吐出口面からみた概略的に見た図である。FIG. 10 is a diagram schematically illustrating still another example of the recording element substrate in Example 4 of the present invention as viewed from the discharge port surface. 従来のインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the discharge port formation surface of the conventional inkjet recording head. 吐出されたインク滴の挙動を説明する図である。It is a figure explaining the behavior of the discharged ink droplet. 気泡が大気に連通する吐出方式のインク滴の吐出状態の経時変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of the discharge state of the ink droplet of the discharge method with which air bubbles communicate with air | atmosphere. 吐出口形成面に付着したインク滴のサイズおよび付着量を示す図である。It is a figure which shows the size and adhesion amount of the ink drop adhering to the discharge port formation surface. 吐出口形成面に撥水面を有する従来のインクジェット記録ヘッドの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the conventional inkjet recording head which has a water-repellent surface in the discharge port formation surface.

符号の説明Explanation of symbols

A 吐出口形成面
B 撥水領域
C1 第1の親水領域
C2 第2の親水領域
H1108 吐出口列
A discharge port forming surface B water repellent region C1 first hydrophilic region C2 second hydrophilic region H1108 discharge port array

Claims (10)

インクを吐出する複数の吐出口で構成された複数の吐出口列を吐出口形成面が配置されたインクジェットヘッドにおいて、
前記吐出口形成面が、前記吐出口列を備えた領域を囲む撥水領域を吐出口列ごとに個別に有するとともに、前記撥水領域に隣接して配置され前記吐出口列方向に延在して個別に設けられた複数の第1の親水領域と、前記撥水領域と互いに隣接して前記吐出口列に対して直交方向に延在する第2の親水領域とを有し、前記第1の親水領域および前記第2の親水領域とが繋がっていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
In an inkjet head in which a discharge port forming surface is arranged with a plurality of discharge port arrays configured of a plurality of discharge ports for discharging ink,
The discharge port formation surface has a water repellent region surrounding the region having the discharge port row for each discharge port row, and is disposed adjacent to the water repellent region and extends in the direction of the discharge port row. A plurality of first hydrophilic regions provided individually, and a second hydrophilic region adjacent to the water-repellent region and extending in a direction orthogonal to the discharge port array, An ink jet recording head characterized in that the hydrophilic region of the ink is connected to the second hydrophilic region.
前記吐出口列間の前記第1の親水領域が帯状に配置されている、請求項1に記載のインクジェット記録ヘッド。 The inkjet recording head according to claim 1, wherein the first hydrophilic regions between the ejection port arrays are arranged in a band shape. 前記帯状に配置された前記各第1の親水領域は幅が等しい領域を有する、請求項2記載のインクジェット記録ヘッド。 The ink jet recording head according to claim 2, wherein each of the first hydrophilic regions arranged in the band shape has a region having an equal width. 前記第1の親水領域は、前記吐出口列の端部方向に向かってテーパ状に広がっている領域を有する、請求項1ないし3のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。 4. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the first hydrophilic region has a region extending in a tapered shape toward an end portion direction of the ejection port array. 5. 前記第1の親水領域には複数の微小な撥水領域が点在して設けられている、請求項1ないし4のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。 5. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the first hydrophilic area is provided with a plurality of minute water-repellent areas interspersed. 6. 前記吐出口形成面がクリーニングブレードによって前記第1の親水領域の延在する方向に払拭され、前記クリーニングブレードによる払拭開始側の前記第2の親水領域の面積が、払拭終了側の前記第2の親水領域の面積よりも小さい、請求項1ないし5のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。 The discharge port forming surface is wiped by a cleaning blade in a direction in which the first hydrophilic region extends, and the area of the second hydrophilic region on the wiping start side by the cleaning blade is the second wiping end side. The inkjet recording head according to claim 1, wherein the inkjet recording head is smaller than an area of the hydrophilic region. 前記吐出口形成面がクリーニングブレードによって並列して形成された複数の前記第1の親水領域の配列方向に払拭され、前記クリーニングブレードによる払拭開始側の前記第1の親水領域の面積が、払拭終了側の前記第1の親水領域の面積よりも小さい、請求項1ないし5のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。 The discharge port forming surface is wiped in the arrangement direction of the plurality of first hydrophilic regions formed in parallel by a cleaning blade, and the area of the first hydrophilic region on the wiping start side by the cleaning blade is the end of wiping The inkjet recording head according to claim 1, wherein the inkjet recording head is smaller than an area of the first hydrophilic region on the side. 前記クリーニングブレードによる払拭開始側の親水領域の幅が、払拭終了側の親水領域の幅よりも狭い、請求項6または7に記載のインクジェット記録ヘッド。 The inkjet recording head according to claim 6 or 7, wherein the width of the hydrophilic region on the wiping start side by the cleaning blade is narrower than the width of the hydrophilic region on the wiping end side. 前記クリーニングブレードによる払拭開始側の親水領域には複数の微小な撥水領域が点在して設けられている、請求項6ないし8のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。 9. The ink jet recording head according to claim 6, wherein a plurality of minute water-repellent regions are provided in the hydrophilic region on the wiping start side by the cleaning blade. 請求項1ないし9に記載のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッドと、前記吐出口形成面と相対的に動作することにより前記吐出口形成面をクリーニングするクリーニング手段と、を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 The inkjet recording head according to claim 1, and cleaning means for cleaning the discharge port forming surface by operating relative to the discharge port forming surface. An ink jet recording apparatus.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016083849A (en) * 2014-10-27 2016-05-19 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 Inkjet recording apparatus

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