JP2009166278A - Inkjet head and image recording method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はピエゾ方式のインクジェットヘッド及び画像記録方法に関し、特にUVインクの出射安定性に関するものである。 The present invention relates to a piezo-type inkjet head and an image recording method, and more particularly to the emission stability of UV ink.
UV硬化型インクを用いてインクジェット方式による画像形成方法が注目を集めている。これは、種々の受像媒体に対する適応性が高いことによるものであり、例えばインク吸収性の媒体であっても、インク吸収性の無いプラスチック表面や金属表面に対しても、画像記録が可能なためである。 An image forming method using an inkjet method using UV curable ink has attracted attention. This is because the adaptability to various image receiving media is high. For example, even an ink-absorbing medium can record an image on a plastic surface or a metal surface that does not absorb ink. It is.
UV硬化型インクに用いられるインクジェットヘッドとしては、一般にピエゾ型のDOD(Drop On Demand)ヘッドが用いられてきている。 A piezo-type DOD (Drop On Demand) head has been generally used as an inkjet head used for UV curable ink.
UV硬化型インクはラジカル重合型とカチオン重合型に大別され、現在はラジカル重合型が主流であるり、ラジカル重合型のインクは電気電導度が低く、ピエゾ電極が絶縁されていないインクジェットヘッドでも使用可能である。 UV curable inks are broadly classified into radical polymerization types and cationic polymerization types. At present, radical polymerization types are the mainstream, or radical polymerization type inks have low electrical conductivity, and are inkjet heads that are not insulated by piezo electrodes. It can be used.
しかしながら、もう一方のカチオン重合型のUV硬化型インクは、イオン性のトリアリールスルホニウム塩などの光酸発生剤を開始剤種として含有するため、インクは僅かに電気電導性を持っている。このため、圧電素子であるPZT素子を駆動させるための電極が絶縁されていないと、接触したインクが電気泳動や電気化学反応を起こす場合があった。 However, since the other cationic polymerization type UV curable ink contains a photoacid generator such as an ionic triarylsulfonium salt as an initiator species, the ink has a slight electrical conductivity. For this reason, if the electrode for driving the PZT element, which is a piezoelectric element, is not insulated, the contacted ink may cause electrophoresis or electrochemical reaction.
これらの現象を防ぐには、電極の絶縁が最も効果的である。 In order to prevent these phenomena, electrode insulation is the most effective.
しかしながら、電極を絶縁しても、長期の出射安定性に支障を起こす場合があることが、本発明者の検討により分かってきた。 However, it has been found by the present inventors that even if the electrodes are insulated, long-term output stability may be hindered.
カチオン重合型のUV硬化型インクを長期間にわたりインクジェットヘッドより出射すると、ノズル孔の近傍にアルカリ金属イオンを含む析出物が生成することがあり、この析出物はインクの直進性を損ね、最終的には詰まりを引き起こす。 When a cationic polymerization type UV curable ink is ejected from an inkjet head for a long period of time, a precipitate containing alkali metal ions may be generated in the vicinity of the nozzle hole. Cause clogging.
この析出現象は、(a)アルカリ金属イオンの不純物量の多いインク、(b)ノズル出射面にUV光が漏れてくる、(c)インクを出射するノズル、の組み合わせで起こる特異的なものであることが分かった。そしてノズル出口のメニスカス面上に析出物が成長することが分かった。 This precipitation phenomenon is specific to a combination of (a) ink with a large amount of impurities of alkali metal ions, (b) UV light leaks to the nozzle emission surface, and (c) nozzle that emits ink. I found out. It was found that precipitates grew on the meniscus surface at the nozzle outlet.
アルカリ金属イオンがノズルのメニスカス面に局在化し、かつUV光が照射されたとき、アニオン種が生成し、インクに不溶性の金属塩を生成するためと推定される。 It is presumed that when alkali metal ions are localized on the meniscus surface of the nozzle and are irradiated with UV light, anion species are generated and a metal salt insoluble in the ink is generated.
また、一方では、電極の絶縁により、インクに電荷が残り、出射安定性を損ねると言う問題が発生し、加圧室、流体抵抗部、共通流路室のインク接液部分とノズル板との接合面、振動板の絶縁性膜の全面に、電気導電層をもうけて電気シールド性を持たせ、インクの電気分解や電気泳動による液体の流れを防ぎ、出射安定性を得る方法が開示されている(特許文献1参照。)。しかしながら、該特許文献1には、ノズルプレートの表面或いはノズル孔に関する記載はない。 On the other hand, due to the insulation of the electrodes, there is a problem that electric charge remains in the ink and impairs the emission stability, and the pressure contact chamber, the fluid resistance portion, the ink contact portion of the common flow channel chamber and the nozzle plate Disclosed is a method of obtaining an output stability by providing an electric conductive layer on the entire surface of the bonding surface and the insulating film of the diaphragm so as to provide an electric shielding property to prevent the flow of liquid due to the electrolysis and electrophoresis of the ink. (See Patent Document 1). However, Patent Document 1 does not describe the surface of the nozzle plate or the nozzle holes.
一方、精度の高いノズル孔を形成するために電解メッキ法を用いてノズルプレートを金属で形成する方法が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。ここに記載されているような電気導電性の金属製ノズルプレートを用いることは良く知られた技術である。
本発明の目的は、特別な顔料を用いたり、或いは顔料精製をすること無く、不純物としてアルカリ金属イオンを多く含有するUV硬化型インクを用いても、ノズル孔近傍の析出物成長を抑制し、長期の安定出射性が得られるインクジェットヘッドおよびそれを用いた画像記録方法を提供する。 The object of the present invention is to suppress precipitate growth near the nozzle holes even when using a UV curable ink containing a large amount of alkali metal ions as impurities without using a special pigment or purifying the pigment, An inkjet head capable of obtaining long-term stable emission and an image recording method using the same are provided.
本発明では、ノズルプレート全面に電気導電性層を設け、かつ、該電気導電性層の電位をグランドレベルに設定することにより、インク中に含まれるアルカリ金属イオンがメニスカス界面に局在化することを防ぐことにより、アルカリ金属塩からなる析出物の形成を抑制し、長期出射安定性が得られることを見出したものである。 In the present invention, by providing an electrically conductive layer on the entire surface of the nozzle plate and setting the potential of the electrically conductive layer to the ground level, alkali metal ions contained in the ink are localized at the meniscus interface. It was found that long-term emission stability can be obtained by preventing the formation of precipitates made of alkali metal salts by preventing the above.
更には積極的にプラス電位に帯電させることにより、析出を効果的に抑制することができることを見出した。 Furthermore, it has been found that precipitation can be effectively suppressed by positively charging to a positive potential.
即ち、上記課題は、以下の構成により解決することができた。 That is, the said subject was able to be solved with the following structures.
1.ピエゾ方式のインクジェットヘッドにおいて、ピエゾ電極が絶縁され、ノズルプレートの表面または裏面が電気導電性を有し、該電気導電性の表面電位がグランド電位又はプラス電位に維持されていることを特徴とするインクジェットヘッド。 1. In a piezo-type ink jet head, the piezo electrode is insulated, the front or back surface of the nozzle plate has electrical conductivity, and the surface potential of the electrical conductivity is maintained at a ground potential or a positive potential. Inkjet head.
2.前記電気導電性を付与する方法が、電気導電性層であることを特徴とする前記1に記載のインクジェットヘッド。 2. 2. The ink jet head as described in 1 above, wherein the method for imparting electrical conductivity is an electrically conductive layer.
3.ノズル孔のオリフィス内面に電気導電性層を有し、ノズルプレートの表面または裏面のいずれかの電気導電性層に導通していることを特徴とする前記2に記載のインクジェットヘッド。 3. 3. The inkjet head as described in 2 above, wherein an electrically conductive layer is provided on the inner surface of the orifice of the nozzle hole and is electrically connected to either the front surface or the back surface of the nozzle plate.
4.前記1〜3の何れか1項に記載のインクジェットヘッドを用い、UV硬化型インクを用いる画像記録方法であって、該UV硬化型インク中にアルカリ金属イオンを含有する化合物を10ppm以上含有し、UV光を用いて硬化することを特徴とする画像記録方法。 4). An image recording method using a UV curable ink using the inkjet head according to any one of 1 to 3, wherein the UV curable ink contains 10 ppm or more of a compound containing an alkali metal ion, An image recording method characterized by curing using UV light.
本発明により、カチオン重合型のUV硬化性インクを用いたインクジェット記録方法において、ノズル孔近傍の汚染、析出を防止し、長期に亘り安定した出射安定性を維持することがきた。 According to the present invention, in an ink jet recording method using a cationic polymerization type UV curable ink, it has been possible to prevent contamination and precipitation in the vicinity of a nozzle hole and maintain stable emission stability over a long period of time.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明に用いられるピエゾ方式インクジェットヘッドを図を以て説明する。 A piezoelectric inkjet head used in the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、通常用いられるピエゾ方式インクジェットヘッドの1例を示す主要構成断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of the main configuration showing an example of a commonly used piezo ink jet head.
図1中、インクジェットヘッド1は、PZT素子15、カバープレート14、バックプレート18及びノズルプレート20によってインク室16が形成され、マニホールド13、インク供給チューブ11等が接続され、インクジェットヘッド筐体に保持されている。矢印方向に供給されたインクはインク室16に保持され、PZT素子に電荷を印可することによりノズル孔10よりインク滴17として吐出される。
In FIG. 1, the ink jet head 1 includes an
図2は、インクジェットヘッドの更なる分解斜視図である。各部材は図1と同様である。 FIG. 2 is a further exploded perspective view of the inkjet head. Each member is the same as in FIG.
図3は、本発明に係るノズルプレートを示す図であり、図3(a)は、ノズルプレートの正面図、図3(b)はその断面図である。 FIG. 3 is a view showing a nozzle plate according to the present invention, FIG. 3 (a) is a front view of the nozzle plate, and FIG. 3 (b) is a sectional view thereof.
該ノズルプレートは大気側の表面(大気面)21と裏面(インク接液面)22、と貫通するノズル孔を形成するオリフィス面23とを有している。 The nozzle plate has a front surface (atmosphere surface) 21 and a back surface (ink contact surface) 22 on the atmosphere side, and an orifice surface 23 that forms a nozzle hole therethrough.
図3(b)に示す様にノズル孔の断面は、通常接液面が広く、大気側が狭いテーパ構造を有しており、ノズルプレート20は多数のノズル孔10を有する。
As shown in FIG. 3B, the nozzle hole has a tapered structure in which the liquid contact surface is usually wide and the atmosphere side is narrow, and the
図4は、図3の円形で囲ったノズル孔部分の、本発明の電気導電性層を形成した部分を示す拡大図である。 FIG. 4 is an enlarged view showing a portion of the nozzle hole portion surrounded by a circle in FIG. 3 where the electrically conductive layer of the present invention is formed.
本発明は、品質レベルの低い、不純物としてアルカリ金属を多く含むUV硬化型インクジェット用インクを用いて画像形成したとき、このオリフィス面にアルカリ金属を含有する析出物が生成し、インクの直進性を阻害し、最終的には詰まりを引き起こすことという課題を見出し、その解決策を見出したものである。 In the present invention, when an image is formed using a UV curable inkjet ink having a low quality level and containing a large amount of alkali metals as impurities, precipitates containing alkali metals are formed on the orifice surface, and the straightness of the ink is improved. They found the problem of inhibiting and eventually causing clogging, and found a solution.
即ち、本発明は、カチオン重合型のUV硬化性インクジェット用インクに特有の問題であり、前述した如く、駆動されたノズルのみに析出物が発生する現象であり、UV光が照射されたノズル孔のみに起こる現象であり、析出物はアルカリ金属を多く含む物質で構成されているものである。 That is, the present invention is a problem peculiar to the cationic polymerization type UV curable ink jet ink, and as described above, it is a phenomenon in which precipitates are generated only in the driven nozzle, and the nozzle hole irradiated with UV light. The precipitate is composed of a substance containing a large amount of alkali metals.
これらの現象から、発明者らは種々考察し、仮説を立てて検証したが、未だその原因を明確にできていない。しかしながら、ノズルプレートの表面側或いは裏面側に電気導電性層を形成し、電位をグランドレベル、更には+側に設定することにより、析出物の発生を効果的に防止できることを見出した。 From these phenomena, the inventors have made various studies and made hypotheses and verified them, but the cause has not been clarified yet. However, it has been found that the formation of precipitates can be effectively prevented by forming an electrically conductive layer on the front side or the back side of the nozzle plate and setting the potential to the ground level and further to the + side.
更には、本発明においては、オリフィス面にも電気導電性層を形成し、表面側或いは裏面側の電気導電性膜と接合、短絡させることにより、より効果的に析出物の発生を防止できることを見出した。 Furthermore, in the present invention, the formation of precipitates can be prevented more effectively by forming an electrically conductive layer on the orifice surface and joining and short-circuiting the electrically conductive film on the front or back side. I found it.
本発明のノズルプレートの好ましい態様を図4を用いて説明する。 A preferred embodiment of the nozzle plate of the present invention will be described with reference to FIG.
図4(a)のノズルプレート30は、表面側に電気導電性層31を形成したもの、(b)は、電気導電性層33を裏面側に形成したもの、更に、図4(c)はオリフィス面にも電気導電性層35を形成し、表面側の電気導電性層31と導通させたもの、図4(d)はオリフィス面にも電気導電性層35を形成し、裏面側の電気導電性層33と短絡させたものを示す。
The
更に、図4(e)はノズルプレートの表面側、裏面側、オリフィス面の総ての面に電気導電性層を形成したものである。 Further, FIG. 4E shows an electrically conductive layer formed on all surfaces of the nozzle plate, the front surface side, the back surface side, and the orifice surface.
本発明に用いられるピエゾ方式インクジェットヘッドの作製方法としては、特開2002−103629号公報を基本とし作製することができる。 As a method for producing a piezo ink jet head used in the present invention, it can be produced based on JP-A-2002-103629.
また、インク液の接液面(インク流路やPZT駆動電極)は絶縁されていないと、インクに電気泳動や電気化学反応が起こるので、電極の絶縁は必須である。 Further, if the liquid contact surface (ink flow path and PZT drive electrode) of the ink liquid is not insulated, the electrophoresis and electrochemical reaction occur in the ink, so that the insulation of the electrode is essential.
インクの接液面の絶縁の方法としては、特開2002−103629号公報や特開2004−66571号公報を参照して作製することができる。 As a method for insulating the wetted surface of the ink, it can be produced with reference to Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2002-103629 and 2004-66571.
本発明に用いられるノズルプレートは、導電性の無いノズルプレート基材の表面または裏面乃至はオリフィス面に電気導電性層を形成するものであっても、全体が導電性の金属のノズルプレートであってもよい。 The nozzle plate used in the present invention is a conductive metal nozzle plate as a whole even if an electrically conductive layer is formed on the front surface, back surface or orifice surface of a non-conductive nozzle plate substrate. May be.
ノズルプレート基材としては、例えば、金属板や樹脂フィルム等種々のものを用いることができる。本発明においては、好ましくは樹脂フィルムであり、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET),ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、アロマティックポリアミド樹脂、ポリサルフォン樹脂等の合成樹脂を挙げることができる。ノズルプレート基材の厚みは、60〜100μm程度が好ましい。 As a nozzle plate base material, various things, such as a metal plate and a resin film, can be used, for example. In the present invention, a resin film is preferable, and examples thereof include polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), synthetic resins such as polyimide resins, aromatic polyamide resins, and polysulfone resins. . As for the thickness of a nozzle plate base material, about 60-100 micrometers is preferable.
電気導電性層を形成する材料としては、無機、有機の導電性材料を用いることが出来る。無機の導電性材料としては、金属や金属酸化物の導電性材料を用いることができ、アルミニウム、ニッケル、金、銀、白金、パラジウム、チタン、炭素、窒化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、ITOなどの導電性材料が挙げられる。また有機導電性材料としては、例えば、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセンなどのπ電子共役系導電性高分子を用い、溶剤による塗布等により電気導電性層を形成することができる。 As a material for forming the electrically conductive layer, an inorganic or organic conductive material can be used. As the inorganic conductive material, a metal or metal oxide conductive material can be used, such as aluminum, nickel, gold, silver, platinum, palladium, titanium, carbon, titanium nitride, indium oxide, tin oxide, ITO, etc. These conductive materials can be mentioned. Further, as the organic conductive material, for example, a π-electron conjugated conductive polymer such as polyacetylene, polyparaphenylene, polythiophene, polypyrrole, polyaniline, and polyacene can be used to form an electrically conductive layer by coating with a solvent or the like. it can.
これらの導電性材料を電気導電性層として形成する方法としては、ノズルプレート基材の表面に、プラズマ法、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法、CVD法等の方法や導電性材料を溶媒に溶解或いは分散して塗布する方法、電解や無電解メッキ法等や、箔を形成して貼り付ける方法、他の基材の表面に導電性層を形成した後転写する方法等種々の方法を用いることが出来る。 As a method of forming these conductive materials as an electrically conductive layer, a method such as a plasma method, a sputtering method, a vacuum deposition method, an ion plating method, a CVD method, or a conductive material is applied to the surface of the nozzle plate substrate. Various methods such as a method of coating by dissolving or dispersing in a solvent, a method of electrolysis or electroless plating, a method of forming and attaching a foil, a method of transferring after forming a conductive layer on the surface of another substrate Can be used.
ノズル孔を予め形成した後、電気導電性層を形成したものであっても、基材上に電気導電性層を形成した後ノズル孔を形成する方法であっても良い。 A method of forming the nozzle hole after forming the electroconductive layer on the substrate may be used, even after forming the nozzle hole in advance and then forming the electroconductive layer.
ノズルプレートの表面或いは裏面のみに電気導電性層を形成する方法としては、基材の一方の面に電気導電性層を形成した後、ノズル孔を形成する方法が挙げられ、ノズル孔のオリフィス面にも電気導電性層を形成する場合は、予めノズル孔を形成した後、プレートを導電性材料が溶解された溶液に浸積して電気導電性層を全面及びノズル孔オリフィス面にも形成する方法や、ノズル孔を形成する突起を有する金型の表面に電気導電性層を形成し、金型をプレスすることによりノズル孔を有するノズルプレートを形成する際にオリフィス面及び基材表面にも電気導電性層を転写して形成すると言う方法を挙げることができる。 Examples of the method of forming the electrically conductive layer only on the front surface or the back surface of the nozzle plate include a method of forming the nozzle hole after forming the electrically conductive layer on one surface of the substrate. The orifice surface of the nozzle hole In the case of forming the electrically conductive layer, after forming the nozzle holes in advance, the plate is immersed in a solution in which the conductive material is dissolved to form the electrically conductive layer on the entire surface and the nozzle hole orifice surface. When forming a nozzle plate having nozzle holes by forming an electrically conductive layer on the surface of the mold having projections that form nozzle holes and forming the nozzle holes, the orifice surface and the substrate surface are also formed. The method of transferring and forming an electroconductive layer can be mentioned.
電気導電性膜の膜厚としては、好ましくは数十nm〜数百nmである。 The thickness of the electrically conductive film is preferably several tens nm to several hundreds nm.
形成された電気導電性層の電位はゼロV以上が必要であり、好ましくは+電位である。電位はプラスに設定することで、アルカリ金属イオンのメニスカス面への局在化を効果的に防ぐことができる。+電位としては、好ましくは0.01〜10Vであり、更に好ましくは0.01〜2Vの範囲である。10V以上ではヘッドを含めた流路に何らかのアクシデントで通電が起こったときにインクが電気泳動を起こしてしまうからである。 The potential of the formed electrically conductive layer needs to be zero V or higher, and is preferably a positive potential. By setting the potential to be positive, it is possible to effectively prevent localization of alkali metal ions on the meniscus surface. The positive potential is preferably 0.01 to 10 V, and more preferably 0.01 to 2 V. This is because when the voltage is 10 V or higher, the ink undergoes electrophoresis when energization occurs in the flow path including the head due to some accident.
最も好ましい構成は、ノズルプレート表裏面からオリフィス内まで、電気導電性層を有し、0.01〜2Vの電位を与える構成である。 The most preferable configuration is a configuration having an electrically conductive layer from the front and back surfaces of the nozzle plate to the inside of the orifice, and applying a potential of 0.01 to 2V.
+電位を与える電源装置としては種々の方法を用いることができるが、図5に本発明に用いられる電源装置の1例を示す。 Various methods can be used as the power supply device for applying a positive potential. FIG. 5 shows an example of the power supply device used in the present invention.
図5に示す電源装置は、2Vの電池に100kΩの可変抵抗と1kΩの固定抵抗が直列に接続された回路を形成し、図5に示すように端子A及びBを取り出し、両端子間に電位計が接続されている。可変抵抗を100kΩ〜0まで変更することにより、端子間には0.01〜2Vまでの電圧を発生することが出来る。 5 forms a circuit in which a variable resistance of 100 kΩ and a fixed resistance of 1 kΩ are connected in series to a 2 V battery, and terminals A and B are taken out as shown in FIG. The meter is connected. By changing the variable resistance from 100 kΩ to 0, a voltage of 0.01 to 2 V can be generated between the terminals.
本発明の表面に電気導電性層を有するノズルプレートの表面には端子Bを接続し、端子Aをグランドに落とすことにより、ノズルプレートに+電位を発生し、維持することができる。 By connecting the terminal B to the surface of the nozzle plate having the electrically conductive layer on the surface of the present invention and dropping the terminal A to the ground, a positive potential can be generated and maintained in the nozzle plate.
更に本発明で好ましく用いられるノズルプレートは、ノズルプレート表面のみ、撥水性の層を更に設けるか、フッ素化合物とNiなどの共析メッキにより撥水性を持たせる構成としたものである。尚、オリフィス内部は撥水性を持たせない方が好ましい。 Further, the nozzle plate preferably used in the present invention has a structure in which only the surface of the nozzle plate is further provided with a water-repellent layer, or water repellency is provided by eutectoid plating of a fluorine compound and Ni. It should be noted that the inside of the orifice is preferably not given water repellency.
以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの記載に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these descriptions.
《インクジェットヘッドの作製》
〈ノズルプレート1の作製〉
厚さ50μmのポリイミドフィルムの一方の面に大気圧プラズマ法(特開)によりITOの電気導電性層(膜厚20nm)を形成した後、エキシマレーザーを用い、電気導電性層が形成された面を大気側とする、大気面径18μm、インク接液面径20μmのノズル孔を複数有するノズルプレート1を得た(図4(a)参照。)。
<< Production of inkjet head >>
<Preparation of nozzle plate 1>
A surface on which an electrically conductive layer is formed using an excimer laser after forming an electrically conductive layer of ITO (film thickness: 20 nm) on one surface of a polyimide film having a thickness of 50 μm by an atmospheric pressure plasma method As a result, a nozzle plate 1 having a plurality of nozzle holes with an air surface diameter of 18 μm and an ink contact surface diameter of 20 μm was obtained (see FIG. 4A).
〈PZT素子〉
PZT素子は電界を印加することにより変形を生じる2枚のPZT圧電材料基板を、分極方向を互いに反対に向けてエポキシ系接着剤等を用いて上下に接合し、それら2枚の圧電材料基板に亘って円盤状の砥石(ダイシングブレード)等の公知の研削機を用いて所定ピッチで互いに平行な複数列の溝を加工することにより、チャネルと隔壁とが交互に形成されている。各インクチャネルに駆動電極を設けた後、インク接液部はパリレンコンフォーマルコーティングにより絶縁性の被膜を形成した。
<PZT element>
A PZT element is formed by joining two PZT piezoelectric material substrates that are deformed by applying an electric field up and down using an epoxy adhesive or the like with their polarization directions opposite to each other. By using a known grinding machine such as a disk-shaped grindstone (dicing blade), a plurality of rows of grooves parallel to each other at a predetermined pitch are formed, whereby channels and partition walls are alternately formed. After providing the drive electrode in each ink channel, the ink wetted part formed an insulating film by parylene conformal coating.
〈インクジェットヘッドの組み立て〉
上記で作製したPZT素子、ノズルプレート1の他、下記の材料を準備した。
<Assembly of inkjet head>
In addition to the PZT element and nozzle plate 1 produced above, the following materials were prepared.
チューブ:テフロン(登録商標)
マニホールド:ナイロン
カバープレート:セラミックス
これらの材料を組み立て接合することにより、インクジェットヘッド1を作製した。
Tube: Teflon (registered trademark)
Manifold: Nylon Cover plate: Ceramics The ink jet head 1 was manufactured by assembling and bonding these materials.
インクタンク(図示せず)からノズルプレートの間、インク接液面はノズルプレートを除いて全て絶縁性の部材とした。 Between the ink tank (not shown) and the nozzle plate, the ink contact surface was an insulating member except for the nozzle plate.
ノズルプレートの表面(大気面)をグランドアースして電位を0Vとした。 The surface (atmosphere surface) of the nozzle plate was grounded to make the potential 0V.
実施例2〜5及び比較1〜4
実施例1において、用いたノズルプレート1の代わりに、表1に記載のノズルプレートを用いた以外はインクジェットヘッド1と同様にして各インクジェットヘッドを作製した。
Examples 2-5 and comparisons 1-4
In Example 1, each ink jet head was produced in the same manner as the ink jet head 1 except that the nozzle plate shown in Table 1 was used instead of the nozzle plate 1 used.
尚、比較例1,2は実施例1と同じインクジェットヘッドを用いた。 In Comparative Examples 1 and 2, the same inkjet head as in Example 1 was used.
比較例3,4の電気導電性層の無いノズルプレートは厚さ50μmのポリイミドフィルムをそのまま用い、ノズル孔を形成したものを用いた。 As the nozzle plate without the electrically conductive layer of Comparative Examples 3 and 4, a polyimide film having a thickness of 50 μm was used as it was, and nozzle holes were formed.
実施例4は、比較例3のノズルプレート(ノズル孔を形成した基材)にインク接液側から大気圧プラズマ法によりITO膜を形成したものでオリフィス面にもITO膜を形成した。 In Example 4, an ITO film was formed on the nozzle plate (base material on which nozzle holes were formed) of Comparative Example 3 by the atmospheric pressure plasma method from the ink contact side, and an ITO film was also formed on the orifice surface.
実施例5は、実施例4のノズルプレートの表面からも大気圧プラズマ法によりITO膜を形成し、表裏面及びオリフィス面にもITO膜を形成した。 In Example 5, an ITO film was also formed from the surface of the nozzle plate of Example 4 by the atmospheric pressure plasma method, and an ITO film was also formed on the front and back surfaces and the orifice surface.
各インクジェットヘッドを用い、ノズルプレートの表面又は裏面(インク接液面)乃至オリフィス面の電気導電性の面の電位を0V(グランドアース)または0.01V乃至0.2V(図5に示す電源装置を用いた。)に制御した。 Using each inkjet head, the electric potential of the electrically conductive surface from the front surface or back surface (ink contact surface) to the orifice surface of the nozzle plate is 0 V (ground earth) or 0.01 V to 0.2 V (power supply device shown in FIG. 5) Was used).
〔出射評価〕
上記で作製したインクジェットヘッドを組み込んだUVIJプリンター(コニカミノルタHIJ社製)を用い、カチオンUVインクの長期出射安定性を評価した。
[Outgoing evaluation]
The UVIJ printer (manufactured by Konica Minolta HIJ) incorporating the inkjet head produced above was used to evaluate the long-term emission stability of the cationic UV ink.
長期出射安定性評価においては、UVランプを点灯し、UV漏れ光がノズルプレート面に照射される状況とした。 In the long-term emission stability evaluation, the UV lamp was turned on and UV leakage light was irradiated on the nozzle plate surface.
〈UV硬化型インク〉
インクとしてはアルカリ金属量の異なる2種のカチオン重合性UV硬化型インクについて評価した。
<UV curable ink>
As the ink, two kinds of cationic polymerizable UV curable inks having different alkali metal amounts were evaluated.
インクA:アルカリ金属(Na、Ca、Mgの合計量)が200ppm
インクB:アルカリ金属(Na、Ca、Mgの合計量)が30ppm
〈評価法〉
長期出射安定性
◎:30日以上出射しても出射曲がりは発生せず、ノズル孔に析出物は見られない
○:30日以上出射しても出射曲がりは僅かであり、ノズル孔に析出物は殆ど見られない
△:7日間出射すると出射曲がりが僅かに生じるが、ノズル孔に析出物は殆ど見られない、30日間の出射で出射曲がりが生じ、ノズル孔に析出物が僅かに見られる
×:1日の出射で出射曲がりが出始め、7日間の出射で出射曲がりが顕著となり、ノズル孔に析出物が大量に観察される
Ink A: Alkali metal (total amount of Na, Ca and Mg) is 200 ppm
Ink B: Alkali metal (total amount of Na, Ca, Mg) is 30 ppm
<Evaluation method>
Long-term emission stability ◎: No emission bending occurs even if emitted for 30 days or more, and no deposit is seen in the nozzle hole ○: Even if emitted for 30 days or more, the emission curve is slight, and there is a deposit in the nozzle hole Δ: Almost no emission bend when emitted for 7 days, but almost no deposit is observed in the nozzle hole, no exit bend occurs after 30 days of emission, and a little deposit is seen in the nozzle hole X: The emission curve starts to appear after the emission for 1 day, the emission curve becomes remarkable after the emission for 7 days, and a large amount of precipitates are observed in the nozzle holes.
表から分かる通り、ノズルプレートの裏面或いは表面に電気導電性層を形成し、電位を0以上プラス電位に制御することにより、ノズル孔への析出を効果的に防止することができることが分かる。また、ノズルプレートの表面及びオリフィス面に連続した電気導電性層を形成することにより更に優れた効果を有することがわかる。 As can be seen from the table, it can be seen that deposition on the nozzle holes can be effectively prevented by forming an electrically conductive layer on the back or surface of the nozzle plate and controlling the potential to a positive potential of 0 or more. Moreover, it turns out that it has the further outstanding effect by forming the electrically conductive layer continuous on the surface of a nozzle plate, and an orifice surface.
尚、△、×で見られる析出物を分析するとアルカリ金属塩が検出された。本ヘッドを用いることにより、アルカリ金属からなる不純物を多く含むインクを用いてもUV漏れ光に伴う出射不良を抑制できることがわかる。 In addition, when the deposit seen by (triangle | delta) and x was analyzed, the alkali metal salt was detected. By using this head, it can be seen that even when ink containing a large amount of impurities made of an alkali metal is used, it is possible to suppress emission defects associated with UV leakage light.
1 インクジェットヘッド
10 ノズル孔
11 インク供給チューブ
13 マニホールド
14 カバープレート
15 PZT素子
17 インク滴
18 バックプレート
20、30 ノズルプレート
21 ノズルプレート表面(大気面)
22 ノズルプレート裏面(インク接液面)
23 オリフィス面
31、33、35 電気導電性層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
22 Back side of nozzle plate (ink contact surface)
23
Claims (4)
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JP2008004240A JP2009166278A (en) | 2008-01-11 | 2008-01-11 | Inkjet head and image recording method |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011156845A (en) * | 2010-02-04 | 2011-08-18 | Seiko Epson Corp | Liquid jetting head and method for manufacturing liquid jetting head |
JPWO2017057063A1 (en) * | 2015-09-28 | 2018-07-19 | 京セラ株式会社 | Nozzle plate, liquid discharge head using the same, and recording apparatus |
-
2008
- 2008-01-11 JP JP2008004240A patent/JP2009166278A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011156845A (en) * | 2010-02-04 | 2011-08-18 | Seiko Epson Corp | Liquid jetting head and method for manufacturing liquid jetting head |
JPWO2017057063A1 (en) * | 2015-09-28 | 2018-07-19 | 京セラ株式会社 | Nozzle plate, liquid discharge head using the same, and recording apparatus |
US10442198B2 (en) | 2015-09-28 | 2019-10-15 | Kyocera Corporation | Nozzle plate, liquid ejection head including nozzle plate, and recording device |
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