JP2009220412A - Droplet discharge head, droplet discharge head manufacturing method, and image forming device - Google Patents

Droplet discharge head, droplet discharge head manufacturing method, and image forming device Download PDF

Info

Publication number
JP2009220412A
JP2009220412A JP2008067539A JP2008067539A JP2009220412A JP 2009220412 A JP2009220412 A JP 2009220412A JP 2008067539 A JP2008067539 A JP 2008067539A JP 2008067539 A JP2008067539 A JP 2008067539A JP 2009220412 A JP2009220412 A JP 2009220412A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
sio
droplet discharge
repellent layer
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008067539A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Tamai
智広 玉井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2008067539A priority Critical patent/JP2009220412A/en
Publication of JP2009220412A publication Critical patent/JP2009220412A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a droplet discharge head which can retain water repellency for a long time, and an image forming device with the head. <P>SOLUTION: The droplet discharge head has a SiO<SB>2</SB>layer 32 formed on the nozzle forming surface of a nozzle base material 31 made of a metal material as a continuous film, a water repellent layer 33 formed on the SiO<SB>2</SB>layer 32. The water repellent layer 33 contains a compound having at least one perfluoroalkyl group and at least one alkoxy silyl group. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、液滴吐出ヘッド、その製造方法、及び液滴吐出ヘッドを具備する画像形成装置に関するものである。詳細には、インクジェットプリンタ、複写装置等の画像形成装置において、ノズル形成面に形成された撥水層の耐久性を向上させ、長時間に亘る撥水性能の維持を図る技術に関する。   The present invention relates to a droplet discharge head, a manufacturing method thereof, and an image forming apparatus including the droplet discharge head. Specifically, the present invention relates to a technique for improving the durability of a water-repellent layer formed on a nozzle forming surface and maintaining water-repellent performance for a long time in an image forming apparatus such as an ink jet printer or a copying apparatus.

従来から、インクジェット記録装置等の液滴吐出ヘッドは、ノズルからインク液滴を吐出させて記録を行う構成となっているため、ノズルの形状や精度は、液滴の噴射特性に大きな影響を及ぼす。
特にノズル形成部材の表面特性は、液滴の噴射方向、滴の大きさ、さらには飛翔速度にも影響を及ぼす。
そこで従来から、液滴吐出ヘッドを構成するノズルのインク吐出面側には所定の撥水層を形成する技術が提案されており、ノズル形成部材の表面の均一性を高め、インク滴の飛翔特性の安定化を図るようにされていた。
Conventionally, a droplet discharge head of an ink jet recording apparatus or the like has a configuration in which ink droplets are discharged from a nozzle to perform recording. Therefore, the shape and accuracy of the nozzle have a great influence on the droplet ejection characteristics. .
In particular, the surface characteristics of the nozzle forming member also affect the direction of droplet ejection, the size of the droplets, and the flying speed.
Therefore, conventionally, a technology for forming a predetermined water-repellent layer on the ink ejection surface side of the nozzles constituting the droplet ejection head has been proposed to improve the uniformity of the surface of the nozzle forming member and the ink droplet flight characteristics. Was intended to stabilize.

例えば、下記特許文献1においては、樹脂材よりなるノズル形成部材の表面をフッ素系樹脂によりコーティングすること、ノズル形成部材とフッ素系樹脂との間にSiO2層を設けることが開示されている。
しかしながら、この技術においては、ノズル形成部材が樹脂材により形成されているため、油性インクや溶剤系インクに対する耐インク性において不十分であった。
For example, Patent Document 1 below discloses that the surface of a nozzle forming member made of a resin material is coated with a fluorine resin, and that an SiO 2 layer is provided between the nozzle forming member and the fluorine resin.
However, in this technique, since the nozzle forming member is formed of a resin material, the ink resistance against oil-based ink and solvent-based ink is insufficient.

一方、下記特許文献2には、ノズル形成部材として金属材料を適用した技術が提案されている。
更に下記特許文献2には、ノズル面を平坦化し、その上にSiO2層を形成し、さらにその上にパーフルオロポリエーテル鎖の末端にアルコキシシラン残基を有する化合物を結合させた撥インク層を設けた構成の、撥インク性を保持するノズル面についての技術開示がなされている。
しかしながら、パーフルオロポリエーテル鎖の末端にアルコキシシラン残基を有する化合物は、下地層に相当するSiO2層のSiO2と結合しているものと、分子間でカップリングしノズル面にただ付着しているものとが並存している。
このため、ワイピングにより摩擦によって容易に除去されてしまい、撥インク性についての耐久性は、実用上満足なものではないという問題を有している。
On the other hand, Patent Document 2 below proposes a technique in which a metal material is applied as a nozzle forming member.
Further, in Patent Document 2 below, an ink repellent layer in which a nozzle surface is flattened, a SiO 2 layer is formed thereon, and a compound having an alkoxysilane residue at the end of a perfluoropolyether chain is further bonded thereto. Technical disclosure has been made on a nozzle surface that maintains ink repellency, in a configuration in which the above is provided.
However, a compound having an alkoxysilane residue at the end of the perfluoropolyether chain is coupled between molecules bonded to SiO 2 of the SiO 2 layer corresponding to the underlayer, and only adheres to the nozzle surface. It is coexisting with what is.
For this reason, it is easily removed by friction by wiping, and the durability of ink repellency is not satisfactory in practice.

上述したように、液滴吐出ヘッドのノズル面に撥水性を持たせ、かつ高い耐久性を具備していることは従来からの課題であった。   As described above, it has been a conventional problem to impart water repellency to the nozzle surface of the droplet discharge head and to have high durability.

ところで、油性インクや溶剤系インクに対する耐インク性を担保するためには、ノズル形成部材に金属材料が適切であるが、樹脂性の撥水材との密着性を良好にするためには、その中間層としてSiO2層を形成することが必要であるとされている。
金属材料上に形成されるSiO2層は、水素結合あるいはメタロシロキサン結合((金属)−O−Si)により密着している。
しかし、水素結合あるいはメタロシロキサン結合は、界面への水の浸入や加水分解、及びそれに続く金属酸化による表面の体積変化等により、剥離を招来しやすいという問題を有している。例えば、水素結合の場合には、図13(a)〜(c)に示すようにして剥離が発生する。
液滴吐出用のノズル表面は、液体と直接接触するものであり、インク滴やゴミを除去するためにはワイピング処理が必須であるが、この摩擦によって撥液性が経時的に低下する。
By the way, in order to ensure ink resistance against oil-based ink and solvent-based ink, a metal material is suitable for the nozzle forming member, but in order to improve the adhesion to the resinous water repellent material, It is said that it is necessary to form a SiO 2 layer as an intermediate layer.
The SiO 2 layer formed on the metal material is in close contact by a hydrogen bond or a metallosiloxane bond ((metal) -O—Si).
However, a hydrogen bond or a metallosiloxane bond has a problem that peeling is likely to occur due to water intrusion or hydrolysis at the interface and subsequent volume change of the surface due to metal oxidation. For example, in the case of hydrogen bonding, peeling occurs as shown in FIGS.
The surface of the droplet discharge nozzle is in direct contact with the liquid, and wiping treatment is indispensable for removing ink droplets and dust. However, liquid repellency decreases with time due to this friction.

上述したように、ノズル形成部材として金属材料を適用し表面に撥水層を設ける構成とする場合に、金属材料とSiO2層との密着度を高め、さらには上層の撥水層の耐久性を高めることが重要な技術課題であった。 As described above, when a metal material is applied as the nozzle forming member and a water repellent layer is provided on the surface, the adhesion between the metal material and the SiO 2 layer is increased, and the durability of the upper water repellent layer is further increased. It was an important technical issue.

特開2003−341070号公報JP 2003-341070 A 特開2006−44226号公報JP 2006-44226 A

そこで本発明においては、ノズル形成部材に金属材料を適用した場合に、ノズル表面の撥水層の密着性を高めるために、中間層としてSiO2層を設け、かつ、ノズル形成部材とSiO2層との密着性を高め、全体として長時間繰返して使用された場合にも、高い撥水性が維持可能な液滴吐出ヘッドを提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, when a metal material is applied to the nozzle forming member, an SiO 2 layer is provided as an intermediate layer in order to improve the adhesion of the water repellent layer on the nozzle surface, and the nozzle forming member and the SiO 2 layer are provided. It is an object of the present invention to provide a droplet discharge head that can maintain high water repellency even when used repeatedly for a long time as a whole.

請求項1の発明においては、金属材料よりなるノズル基材に、液滴を吐出するノズルを具備し、前記ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成された液滴吐出ヘッドであって、前記ノズル基材と前記撥水層との間に、SiO2層が連続膜として形成されており、前記SiO2層上に、前記撥水層が形成されており、当該撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有していることを特徴とする液滴吐出ヘッドを提供する。 According to the first aspect of the present invention, a droplet discharge head comprising a nozzle substrate made of a metal material and a nozzle for discharging droplets, wherein a water repellent layer is formed on the droplet discharge surface side of the nozzle substrate. An SiO 2 layer is formed as a continuous film between the nozzle base material and the water repellent layer, and the water repellent layer is formed on the SiO 2 layer. The layer provides a droplet discharge head characterized in that the layer contains a compound having at least one perfluoroalkyl group and at least one alkoxysilyl group.

請求項2の発明においては、前記SiO2層は、平均膜厚が100nm以上であることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッドを提供する。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the liquid droplet ejection head according to the first aspect, wherein the SiO 2 layer has an average film thickness of 100 nm or more.

請求項3の発明においては、前記撥水層の膜厚が、前記SiO2層の表面粗度(Ra)以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の液滴吐出ヘッドを提供する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the liquid droplet ejection head according to the first or second aspect, wherein the film thickness of the water repellent layer is not less than the surface roughness (Ra) of the SiO 2 layer. To do.

請求項4の発明においては、前記SiO2層の下地層として金属層を具備し、当該金属層は、Ta、Al、V、Cr、Zr、Ti、W、Fe、Mo、Mg、Ni、Co、Sn、Zn、Cd、Pd、Pb、Cu、Agのいずれかより形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドを提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, a metal layer is provided as an underlayer for the SiO 2 layer, and the metal layer includes Ta, Al, V, Cr, Zr, Ti, W, Fe, Mo, Mg, Ni, Co 4. The droplet discharge head according to claim 1, wherein the droplet discharge head is formed of any one of Sn, Zn, Cd, Pd, Pb, Cu, and Ag.

請求項5の発明においては、前記撥水層は、フッ素系樹脂のコーティング膜であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドを提供する。   According to a fifth aspect of the invention, there is provided the liquid droplet ejection head according to any one of the first to fourth aspects, wherein the water-repellent layer is a coating film of a fluorine resin.

請求項6の発明においては、ノズル基材に、液滴を吐出するノズルを具備し、前記ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成されており、前記ノズル基材と前記撥水層との間に、SiO2層が連続膜として形成されており、前記SiO2層上に、前記撥水層が形成されており、当該撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有している液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記SiO2層を、SiO2を真空中で蒸発させ薄膜形成する工程、あるいは、Siを蒸発させた酸素プラズマ中を通過させて薄膜形成する工程を具備していることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。 In the invention of claim 6, the nozzle base material is provided with a nozzle for discharging liquid droplets, and a water repellent layer is formed on the liquid droplet discharge surface side of the nozzle base material. A SiO 2 layer is formed as a continuous film between the water repellent layer, and the water repellent layer is formed on the SiO 2 layer, and the water repellent layer has at least one perfluoroalkyl group. And a method of manufacturing a droplet discharge head containing a compound having at least one alkoxysilyl group, wherein the SiO 2 layer is formed in a thin film by evaporating SiO 2 in a vacuum, or Si There is provided a method of manufacturing a droplet discharge head, comprising a step of forming a thin film by passing through oxygen plasma in which water is evaporated.

請求項7の発明においては、ノズル基材に、液滴を吐出するノズルを具備し、前記ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成されており、前記ノズル基材と前記撥水層との間に、SiO2層が連続膜として形成されており、前記SiO2層上に、前記撥水層が形成されており、当該撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有している液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記SiO2層を、SiO2をターゲット材料とする酸化物スパッタリングにより形成する工程を具備していることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。 In a seventh aspect of the invention, the nozzle substrate is provided with a nozzle for discharging droplets, and a water repellent layer is formed on the droplet discharge surface side of the nozzle substrate. A SiO 2 layer is formed as a continuous film between the water repellent layer, and the water repellent layer is formed on the SiO 2 layer, and the water repellent layer has at least one perfluoroalkyl group. And a method of manufacturing a droplet discharge head containing a compound having at least one alkoxysilyl group, the method comprising the step of forming the SiO 2 layer by oxide sputtering using SiO 2 as a target material A method for manufacturing a droplet discharge head is provided.

請求項8の発明においては、ノズル基材に、液滴を吐出するノズルを具備し、前記ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成されており、前記ノズル基材と前記撥水層との間に、SiO2層が連続膜として形成されており、前記SiO2層上に、前記撥水層が形成されており、当該撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有している液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記SiO2層を、Siをターゲット原料とし酸素含有反応性ガスにより酸化しながら薄膜形成する反応性スパッタリング工程を具備していることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。 In the invention of claim 8, the nozzle substrate is provided with a nozzle for discharging droplets, and a water repellent layer is formed on the droplet discharge surface side of the nozzle substrate. A SiO 2 layer is formed as a continuous film between the water repellent layer, and the water repellent layer is formed on the SiO 2 layer, and the water repellent layer has at least one perfluoroalkyl group. And a method of manufacturing a droplet discharge head containing a compound having at least one alkoxysilyl group, wherein the SiO 2 layer is formed by oxidizing Si with a target raw material and oxygen-containing reactive gas. There is provided a method for manufacturing a droplet discharge head, comprising a reactive sputtering step.

請求項9の発明においては、ノズル基材に、液滴を吐出するノズルを具備し、前記ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成されており、前記ノズル基材と前記撥水層との間に、SiO2層が連続膜として形成されており、前記SiO2層上に、前記撥水層が形成されており、当該撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有している液滴吐出ヘッドの製造方法であって、前記SiO2層を、Siをターゲットとするスパッタリング工程と酸化処理工程とを異なるゾーンで繰り返し行うメタモードスパッタリング法により形成する工程を具備していることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。 In the invention of claim 9, the nozzle substrate is provided with a nozzle for discharging droplets, and a water repellent layer is formed on the droplet discharge surface side of the nozzle substrate. A SiO 2 layer is formed as a continuous film between the water repellent layer, and the water repellent layer is formed on the SiO 2 layer, and the water repellent layer has at least one perfluoroalkyl group. And a method of manufacturing a droplet discharge head containing a compound having at least one alkoxysilyl group, wherein the sputtering process and the oxidation process in which the SiO 2 layer is a target in different zones are used. Provided is a method for manufacturing a droplet discharge head, which includes a step of forming by repeated meta mode sputtering.

請求項10の発明においては、記録信号に応じてノズルから液滴を吐出して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドを具備していることを特徴とする画像形成装置を提供する。   According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus for forming an image on a recording medium by ejecting liquid droplets from a nozzle in accordance with a recording signal, and the liquid according to any one of the first to fifth aspects. An image forming apparatus comprising a droplet discharge head is provided.

本発明によれば、インク液と接触し、かつワイピング等の摩擦処理を行っても、優れた撥水性能を長期間に亘って維持可能な、信頼性の高い液滴吐出ヘッド、及びこれを具備する画像形成装置が提供された。   According to the present invention, a highly reliable liquid droplet ejection head that can maintain excellent water repellency over a long period of time even when it is in contact with ink liquid and subjected to friction treatment such as wiping, and the like are provided. An image forming apparatus is provided.

本発明のインク滴吐出ヘッドについて、以下、図を参照して具体的に説明する。
インク滴吐出ヘッドは、金属材料よりなるノズル基材に、ノズルを具備しており、ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成された構成を有している。
前記ノズル基材と前記撥水層との間には、SiO2層が連続膜として形成されており、前記SiO2層上に、前記撥水層が形成されている。
この撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有している。
The ink droplet ejection head of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
The ink droplet ejection head includes a nozzle on a nozzle substrate made of a metal material, and has a configuration in which a water repellent layer is formed on the nozzle substrate on the droplet ejection surface side.
A SiO 2 layer is formed as a continuous film between the nozzle substrate and the water repellent layer, and the water repellent layer is formed on the SiO 2 layer.
This water repellent layer contains a compound having at least one perfluoroalkyl group and at least one alkoxysilyl group.

図1に、本発明のインク滴吐出ヘッドの分解斜視図を示す。
図2に、インク滴吐出ヘッドの液室長手方向に沿った概略断面図を示す。
図3に、図2の要部拡大図を示す。
図4は、インク滴吐出ヘッドの液室短手方向に沿った一例の概略断面図を示す。
図5は、インク滴吐出ヘッドの液室短手方向に沿った他の一例の概略断面図を示す。
FIG. 1 is an exploded perspective view of the ink droplet ejection head of the present invention.
FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view along the longitudinal direction of the liquid chamber of the ink droplet discharge head.
FIG. 3 shows an enlarged view of the main part of FIG.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an example along the lateral direction of the liquid chamber of the ink droplet discharge head.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of another example along the short direction of the liquid chamber of the ink droplet discharge head.

インク滴吐出ヘッドは、例えば単結晶シリコン基板で形成された流路板1と、この流路板1の下面に接合されている振動板2と、流路板1の上面に接合されているノズル基材(ノズル板)3とを具備している。
図3に示すように、インク液滴を吐出するノズル4は、連通路5を介して加圧液室6と連通しており、更に、流体抵抗部7を介して液室6と連通する連通部9が設けられている。
連通部9においては、振動板2に供給口10が設けられており、後述するフレーム部材17に形成された共通液室8から記録液(インク)が供給されるようになされている。
The ink droplet discharge head includes, for example, a flow channel plate 1 formed of a single crystal silicon substrate, a vibration plate 2 bonded to the lower surface of the flow channel plate 1, and a nozzle bonded to the upper surface of the flow channel plate 1. And a base material (nozzle plate) 3.
As shown in FIG. 3, the nozzle 4 that ejects ink droplets communicates with the pressurized liquid chamber 6 via the communication path 5, and further communicates with the liquid chamber 6 via the fluid resistance portion 7. Part 9 is provided.
In the communication part 9, a supply port 10 is provided in the diaphragm 2, and recording liquid (ink) is supplied from a common liquid chamber 8 formed in a frame member 17 described later.

インクを収納する液室6の壁面を形成している振動板2の面外側(液室6と反対面側)には、各液室6に対応して、振動板2に接触している連結部11を介して圧力発生手段としての積層型圧電素子12の上端部が接合されている。
積層型圧電素子12の下端部は、支持基板13に接合固定されている。
なお、支持基板13は、圧電素子12の各列毎に分割した構成としてもよい。
The outer surface of the vibration plate 2 that forms the wall surface of the liquid chamber 6 that stores ink (the surface opposite to the liquid chamber 6) is connected to the vibration plate 2 corresponding to each liquid chamber 6. The upper end portion of the multilayer piezoelectric element 12 as pressure generating means is joined via the portion 11.
The lower end portion of the multilayer piezoelectric element 12 is bonded and fixed to the support substrate 13.
The support substrate 13 may be divided for each row of the piezoelectric elements 12.

図3に示すように、圧電素子12は、圧電材料層14と内部電極15a、15bとを、交互に積層した構成となっている。
この場合、圧電素子12の圧電方向としてd33方向の変位を用いて液室6内インクを加圧する構成としてもよく、圧電素子12の圧電方向としてd31方向の変位を用いて加圧液室6内インクを加圧する構成としてもよい。
As shown in FIG. 3, the piezoelectric element 12 has a configuration in which piezoelectric material layers 14 and internal electrodes 15a and 15b are alternately stacked.
In this case, the ink in the liquid chamber 6 may be pressurized using a displacement in the d33 direction as the piezoelectric direction of the piezoelectric element 12, and the displacement in the d31 direction may be used as the piezoelectric direction of the piezoelectric element 12 in the pressurized liquid chamber 6. It is good also as a structure which pressurizes ink.

流路板1及び振動板2の周囲は、例えばエポキシ系樹脂やポリフェニレンサルファイト等を射出成形したフレーム部材17に接着接合されている。
また、フレーム部材17と支持基板13とは、接着剤等(図示せず)により相互に固定されている。
フレーム部材17には、上述した共通液室8が設けられており、更にはこの共通液室8に外部から記録液を供給するための供給路(連通管)が設けられており、この供給路は、記録液カートリッジ(図示せず)等の記録液供給源に接続されている。
The periphery of the flow path plate 1 and the vibration plate 2 is bonded and bonded to a frame member 17 formed by injection molding, for example, epoxy resin or polyphenylene sulfite.
The frame member 17 and the support substrate 13 are fixed to each other by an adhesive or the like (not shown).
The frame member 17 is provided with the common liquid chamber 8 described above, and further, a supply path (communication pipe) for supplying the recording liquid from the outside to the common liquid chamber 8 is provided. Is connected to a recording liquid supply source such as a recording liquid cartridge (not shown).

図2に示すように、圧電素子12には、駆動信号を付与するために半田接合又はACF(異方導電性膜)接合若しくはワイヤボンディングにより、FPCケーブル18が接続されている。
このFPCケーブル18には、各圧電素子12に選択的に駆動波形を印加するための駆動回路(ドライバIC)19が実装されている。
As shown in FIG. 2, an FPC cable 18 is connected to the piezoelectric element 12 by solder bonding, ACF (anisotropic conductive film) bonding or wire bonding in order to give a drive signal.
A drive circuit (driver IC) 19 for selectively applying a drive waveform to each piezoelectric element 12 is mounted on the FPC cable 18.

流路板1の形成材料としては、例えば結晶面方位(110)の単結晶シリコン基板が好適である。
これに水酸化カリウム水溶液(KOH)等のアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングを行うことにより、連通路5、加圧液室6となる貫通孔、流体抵抗部7、連通部9などを構成する溝部が形成できる。
As a material for forming the flow path plate 1, for example, a single crystal silicon substrate having a crystal plane orientation (110) is suitable.
By performing anisotropic etching using an alkaline etching solution such as potassium hydroxide aqueous solution (KOH) on this, the communication path 5, the through-hole serving as the pressurized liquid chamber 6, the fluid resistance portion 7, the communication portion 9 and the like are formed. The groove part to comprise can be formed.

振動板2は、ニッケル(Ni)等の金属プレートを用いて、エレクトロフォーミング法(電鋳)により作製されたものとする。
この振動板2は、液室6に対応している部分が、変形容易な薄肉部となっており、中央部には圧電素子12と接合するための連結部11が設けられている。
The diaphragm 2 is manufactured by an electroforming method (electroforming) using a metal plate such as nickel (Ni).
In the diaphragm 2, a portion corresponding to the liquid chamber 6 is a thin portion that can be easily deformed, and a connecting portion 11 for joining to the piezoelectric element 12 is provided in the center portion.

なお、液室短手方向(ノズル4の並び方向)においては、図4に示すように、圧電素子12と支柱部22とを交互に配置したバイピッチ構造としてもよく、図5に示すように、支柱部22を設けないノーマルピッチ構造としてもよい。   In the lateral direction of the liquid chamber (the direction in which the nozzles 4 are arranged), as shown in FIG. 4, a bi-pitch structure in which the piezoelectric elements 12 and the column portions 22 are alternately arranged may be used. As shown in FIG. It is good also as a normal pitch structure which does not provide the support | pillar part 22. FIG.

図3に示すように、ノズル基材3には、各液室6に対応して例えば直径10〜35μmのノズル4が形成されており、流路板1に接合されている。
そして、ノズル基材3の液滴吐出面(吐出方向の表面、液室6と反対側の面)には、所定のシリコン樹脂よりなる撥水層が設けられている。
As shown in FIG. 3, nozzles 4 having a diameter of, for example, 10 to 35 μm are formed in the nozzle base material 3 so as to correspond to the liquid chambers 6, and are joined to the flow path plate 1.
A water repellent layer made of a predetermined silicon resin is provided on the droplet discharge surface (surface in the discharge direction, the surface opposite to the liquid chamber 6) of the nozzle substrate 3.

次に、本発明のインク滴吐出ヘッドの特徴部分であるノズル基材3について、図6(a)〜(f)を参照してその形成工程と併せて説明する。
なお、図6(a)〜(f)は、図2、3中に示したノズル4の部分拡大断面図を示す。
Next, the nozzle substrate 3 that is a characteristic part of the ink droplet ejection head of the present invention will be described with reference to FIGS.
6A to 6F are partial enlarged cross-sectional views of the nozzle 4 shown in FIGS.

ノズル基材3は、最終的にノズル4となるノズル孔が形成された金属板31の、吐出面側に中間層であるSiO2層32、及び撥水層33が形成されており、さらにはその反対側の面に、流路板と接合するためのポリイミド層34が形成された構成を有している。
なお、金属板31の材料としては、Niが適用できるが、本発明はこれに限定されるものではない。
The nozzle base material 3 is formed with an SiO 2 layer 32 and a water repellent layer 33 as an intermediate layer on the discharge surface side of a metal plate 31 in which nozzle holes that will eventually become the nozzles 4 are formed. The polyimide layer 34 for joining with a flow-path board is formed in the surface on the opposite side.
In addition, although Ni can be applied as a material of the metal plate 31, the present invention is not limited to this.

図6(a)に示すノズル孔を設けた金属板31に対し、図6(b)に示すように、流路板1と接着させる所定の熱可塑性接着剤と金属板31との間において、接着性を良好にする機能を担保する中間層としてポリイミド層34を塗布形成する。   As shown in FIG. 6B, the metal plate 31 provided with the nozzle holes shown in FIG. 6A, between the predetermined thermoplastic adhesive to be bonded to the flow path plate 1 and the metal plate 31. A polyimide layer 34 is applied and formed as an intermediate layer that ensures the function of improving adhesiveness.

次に、図6(c)、(d)に示すように、ノズル面側に裏回ったポリイミド樹脂を、酸素プラズマ照射により除去する。
続いて図6(e)に示すように、ノズル面側にSiO2層32を100nmの膜厚に形成し、図6(f)に示すように撥水層33を10nmの膜厚に形成する。
Next, as shown in FIGS. 6C and 6D, the polyimide resin that has turned back to the nozzle surface side is removed by oxygen plasma irradiation.
Subsequently, as shown in FIG. 6E, the SiO 2 layer 32 is formed with a thickness of 100 nm on the nozzle surface side, and the water repellent layer 33 is formed with a thickness of 10 nm as shown in FIG. .

SiO2層32の形成方法としては、下記(1)〜(4)が挙げられる。
(1)SiO2を真空中で蒸発させて薄膜形成する。または、Siを蒸発させ酸素プラズマ中を通過させて誘電体を基板上で形成する真空蒸着法を適用する。
(2)SiO2をターゲットとし、Arプラズマ等により原子やクラスターを叩き出して薄膜形成する酸化物スパッタリング法を適用する。
(3)Siをターゲットとし、酸素を含む反応性ガスで酸化しながら基板上に薄膜形成する反応性スパッタリング法を適用する。
(4)Siをターゲットとするスパッタリング工程と酸化処理工程とを異なるゾーンで繰り返し行うメタモードスパッタリング法を適用する。
Examples of the method for forming the SiO 2 layer 32 include the following (1) to (4).
(1) SiO 2 is evaporated in vacuum to form a thin film. Alternatively, a vacuum deposition method in which Si is evaporated and passed through oxygen plasma to form a dielectric on the substrate is applied.
(2) An oxide sputtering method in which a thin film is formed by striking atoms and clusters with Ar plasma or the like using SiO 2 as a target.
(3) A reactive sputtering method in which a thin film is formed on a substrate while being oxidized with a reactive gas containing oxygen and using Si as a target is applied.
(4) A meta-mode sputtering method in which a sputtering process using Si as a target and an oxidation treatment process are repeated in different zones is applied.

上記図13に示して説明したように、SiO2層32と金属板の界面の、加水分解成分の侵入を効果的に防止することが必要である。
界面への加水分解成分の侵入には、物理的侵入と化学的侵入とがある。
As shown in FIG. 13 above, it is necessary to effectively prevent the entry of hydrolysis components at the interface between the SiO 2 layer 32 and the metal plate.
The penetration of the hydrolysis component into the interface includes physical penetration and chemical penetration.

先ず、SiO2層32と金属板の界面に加水分解成分が物理的に侵入しないように、SiO2層32を連続膜となるように形成する。ここで、連続膜とは、形成面全面に亘って欠陥無く被覆していることを意味する。具体的には、少なくとも20nm以上の膜厚に形成することが必要である。
図7に示すように、SiO2層の膜厚を20nm以上とすることにより、ピンホール穴の形成を確実に防止できる。
First, hydrolysis component in the interface of the SiO 2 layer 32 and the metal plate so as not to physically penetrate, formed to be a SiO 2 layer 32 as a continuous film. Here, the continuous film means that the entire formation surface is covered with no defects. Specifically, it is necessary to form at least a film thickness of 20 nm or more.
As shown in FIG. 7, the formation of pinhole holes can be reliably prevented by setting the thickness of the SiO 2 layer to 20 nm or more.

次に、SiO2層32と金属板の界面への加水分解成分の化学的侵入を防止するためには、SiO2層中の疎水性構造であるSi−O−Siを厚く形成することが必要である。
図8に示すように、SiO2層の膜厚を100nm以上とすることにより、透気や透湿を確実に防止できる。
Next, in order to prevent chemical entry of the hydrolysis component into the interface between the SiO 2 layer 32 and the metal plate, it is necessary to form a thick Si—O—Si which is a hydrophobic structure in the SiO 2 layer. It is.
As shown in FIG. 8, by setting the thickness of the SiO 2 layer to 100 nm or more, air permeability and moisture permeability can be reliably prevented.

すなわち、SiO2層の膜厚と、加水分解成分の界面への浸透との関係を、物理的侵入と化学的侵入とに分けて図示すると、図9のような傾向を示すことがわかった。 That is, when the relationship between the film thickness of the SiO 2 layer and the penetration of the hydrolysis component into the interface is divided into physical penetration and chemical penetration, it is found that the tendency shown in FIG. 9 is exhibited.

なお、前記SiO2層は、この下地層として金属層を形成してもよい。
金属層は、Ta、Al、V、Cr、Zr、Ti、W、Fe、Mo、Mg、Ni、Co、Sn、Zn、Cd、Pd、Pb、Cu、Agのいずれかを適用できる。これにより、前記SiO2層の密着性を高めることができる。
The SiO 2 layer may form a metal layer as the base layer.
Any of Ta, Al, V, Cr, Zr, Ti, W, Fe, Mo, Mg, Ni, Co, Sn, Zn, Cd, Pd, Pb, Cu, and Ag can be applied to the metal layer. Thereby, the adhesion of the SiO 2 layer can be enhanced.

次に、図6(f)に示した撥水層33について説明する。
撥水層33は、前記SiO2層形成用チャンバーと、共通のチャンバー内で形成することができる。具体的には、先ず、SiO2を蒸着することにより面上に下面処理が施され、更には、撥インク処理剤として、例えば下記一般式(1)、及び一般式(2)に示すような分子内に少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を用いて蒸着により撥水層33を形成する。例えば、パーフルオロポリエーテル鎖の末端にアルコキシシラン残基を有する化合物である変性パーフルオロオキセタン(商品名オプツールDSX(ダイキン工業社製)をフッ素系撥インク処理剤として使用することで、ワイピング耐久性が向上し、且つインク接液信頼性も確保できる。
なお、撥水層33の形成方法は、蒸着には限定されず、ディップ・スピンコーティング等その他のコーティング方法でもよい。
Next, the water repellent layer 33 shown in FIG.
The water repellent layer 33 can be formed in the same chamber as the SiO 2 layer forming chamber. Specifically, first, a lower surface treatment is performed on the surface by vapor-depositing SiO 2. Further, as an ink repellent treatment agent, for example, as shown in the following general formula (1) and general formula (2): The water repellent layer 33 is formed by vapor deposition using a compound having at least one perfluoroalkyl group and at least one alkoxysilyl group in the molecule. For example, by using a modified perfluorooxetane (trade name Optool DSX (manufactured by Daikin Industries, Ltd.), a compound having an alkoxysilane residue at the end of the perfluoropolyether chain, as a fluorine-based ink repellent treatment, wiping durability In addition, ink contact reliability can be secured.
The method of forming the water repellent layer 33 is not limited to vapor deposition, and other coating methods such as dip / spin coating may be used.

F{CF(CF3)−CF2O}n−CF(CF3)−X−Si(OR)3・・・(1)
F{CF(CF3)−CF2O}n−CF(CF3)−X−Si(OR)2R・・・(2)
F {CF (CF 3) -CF 2 O} n-CF (CF 3) -X-Si (OR) 3 ··· (1)
F {CF (CF 3) -CF 2 O} n-CF (CF 3) -X-Si (OR) 2 R ··· (2)

撥水層33を上記材料を用いて形成することにより、優れた撥インク性が発揮され、下地層であるSiO2層を経由して界面への侵入を効果的に防止される。 By forming the water repellent layer 33 using the above-mentioned material, excellent ink repellency is exhibited, and penetration into the interface is effectively prevented via the SiO 2 layer as the underlayer.

ここで、上記一般式(1)、(2)に示す化合物よりなる撥水処理材は、下地層であるSiO2層への反応と同様に、反応が進行していき、最終的には反応点近傍の立体障害が密になってくると終結する。このいわゆるカップリング反応の間、反応点はその周りを取り巻くパーフルオロアルキル基により下地層であるSiO2の末端OH基にますます近づくことが困難となり、その結果、下地層であるSiO2とは結合せずに、カップリング物がノズル表面に付着した状態で存在するものが多く生成する。
これらカップリング物も、金属とSiO2との界面への水、加水分解因子物質の侵入を防ぐ働きをする。
Here, the water repellent treatment material comprising the compounds represented by the general formulas (1) and (2) proceeds in the same manner as the reaction to the SiO 2 layer as the underlayer, and finally the reaction. It ends when the steric hindrance near the point becomes dense. During this so-called coupling reaction, the reaction point becomes more difficult to approach the terminal OH group of SiO 2 as the underlayer due to the perfluoroalkyl groups surrounding it, and as a result, what is SiO 2 as the underlayer? Many of the coupling objects are present in a state of being attached to the nozzle surface without being bonded.
These coupled products also serve to prevent water and hydrolysis factor substances from entering the interface between the metal and SiO 2 .

撥水層33の形成方法としては、例えば、図10に示すように、先ず、下地層であるSiO2層32の表面に予め微細凹凸を形成しておき、この上に上記撥水処理材を用いて撥水層33を形成する。
なお、後に行われるワイピングにより撥水層33のうちSiO2層32の表面凹凸より表面に出ている部分は除去されてしまうことから、撥水層33の膜厚をSiO2層32の表面粗さ(Ra)以上としておけば、SiO2層32の表面凹凸内を撥水膜で埋めることができる。
As a method for forming the water repellent layer 33, for example, as shown in FIG. 10, first, fine irregularities are formed in advance on the surface of the SiO 2 layer 32 which is the base layer, and the water repellent treatment material is applied thereon. The water repellent layer 33 is formed using the same.
Since the portion of the water repellent layer 33 that protrudes from the surface irregularities of the SiO 2 layer 32 is removed by wiping performed later, the film thickness of the water repellent layer 33 is reduced to the surface roughness of the SiO 2 layer 32. If the thickness is not less than (Ra), the surface irregularities of the SiO 2 layer 32 can be filled with a water repellent film.

次に、上述したインク液滴吐出ヘッドの駆動方式について図3を参照して説明する。
例えば、押し打ち方式で駆動する場合には、所定の制御部(図示せず)から、目的とする画像に応じて複数の圧電素子12に、20〜50Vの駆動パルス電圧が選択的に印加される。
パルス電圧が印加された圧電素子12が変位して振動板2をノズル板3方向に変形させるようになり、これによって液室6の容積(体積)が変化し、液室6内の液体が加圧され、ノズル板3のノズル4からインク液滴が吐出される。
Next, the driving method of the ink droplet discharge head described above will be described with reference to FIG.
For example, in the case of driving by a pushing method, a drive pulse voltage of 20 to 50 V is selectively applied to a plurality of piezoelectric elements 12 according to a target image from a predetermined control unit (not shown). The
The piezoelectric element 12 to which the pulse voltage is applied is displaced to deform the vibration plate 2 in the direction of the nozzle plate 3, whereby the volume (volume) of the liquid chamber 6 is changed and the liquid in the liquid chamber 6 is added. The ink droplets are discharged from the nozzles 4 of the nozzle plate 3.

インク液滴が吐出することに伴い、液室6内の圧力が低下していき、このときのインク液流れの慣性によって、液室6内には若干の負圧が発生する。
この状態の下において、圧電素子12への電圧の印加をオフ状態にすることによって、振動板2が元の位置に戻って液室6が元の形状になるため、さらに負圧が発生する。
続いて、所定のインク液供給パイプから供給されるインク液は、液室6内に充填され、次の駆動パルスの印加に応じてノズル4から吐出されるようになされる。
As the ink droplets are ejected, the pressure in the liquid chamber 6 decreases, and a slight negative pressure is generated in the liquid chamber 6 due to the inertia of the ink liquid flow at this time.
Under this state, the application of voltage to the piezoelectric element 12 is turned off, so that the diaphragm 2 returns to the original position and the liquid chamber 6 has the original shape, so that further negative pressure is generated.
Subsequently, the ink liquid supplied from a predetermined ink liquid supply pipe is filled in the liquid chamber 6 and discharged from the nozzle 4 in response to the application of the next drive pulse.

次に、上述した本発明のインク液滴吐出ヘッドを具備する画像形成装置について、その一例を示して説明する。
なお、図11は、画像形成装置の機構部の平面説明図であり、図12は、画像形成装置の全体構成の側面説明図である。
Next, an example of the image forming apparatus including the above-described ink droplet discharge head according to the present invention will be described.
11 is an explanatory plan view of a mechanism portion of the image forming apparatus, and FIG. 12 is an explanatory side view of the overall configuration of the image forming apparatus.

この画像形成装置においては、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド101と所定のガイドレールとでキャリッジ103を主走査方向に摺動自在に保持しており、このキャリッジは、主走査モータ104で駆動プーリ106Aと従動プーリ106Bとの間に張架したタイミングベルト105を介して矢示方向(主走査方向)に移動走査するようになされている。
キャリッジ103には、例えば、それぞれイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)のインク滴を吐出する、本発明の液滴吐出ヘッドからなる4個の記録ヘッド107y、107c、107m、107kが主走査方向と交叉する方向に配列されており、インク滴吐出方向を下方に向けて装着されている。
In this image forming apparatus, a carriage 103 is slidably held in a main scanning direction by a guide rod 101 which is a guide member horizontally mounted on left and right side plates (not shown) and a predetermined guide rail. The main scanning motor 104 moves and scans in the direction indicated by the arrow (main scanning direction) via a timing belt 105 stretched between the driving pulley 106A and the driven pulley 106B.
On the carriage 103, for example, four recording heads 107y including the droplet discharge heads of the present invention, which respectively discharge yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K) ink droplets, 107c, 107m, and 107k are arranged in a direction crossing the main scanning direction, and are mounted with the ink droplet ejection direction facing downward.

一方、給紙カセット110などの用紙積載部(圧板)111上に積載した用紙112を給紙するための給紙部として、用紙積載部111から用紙112を1枚ずつ分離給送する半月コロ(給紙ローラ)113及び給紙ローラ113に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド114を備えており、この分離パッド114は給紙ローラ113側に付勢されている。   On the other hand, as a paper feeding unit for feeding paper 112 stacked on a paper stacking unit (pressure plate) 111 such as a paper feeding cassette 110, a half-moon roller (separately feeding paper 112 one by one from the paper stacking unit 111) A separation pad 114 made of a material having a large friction coefficient is provided opposite to the sheet feeding roller 113 and the sheet feeding roller 113, and the separation pad 114 is urged toward the sheet feeding roller 113 side.

そして、給紙部から給紙された用紙112を液滴吐出ヘッド107k〜107yの下方側で搬送するため、用紙112を静電吸着して搬送するための搬送ベルト121と、給紙部からガイド115を介して送られる用紙112を搬送ベルト121との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ122と、略鉛直上方に送られる用紙112を略90°方向転換させて搬送ベルト121上に倣わせるための搬送ガイド123と、押さえ部材124で搬送ベルト121側に付勢された押さえコロ125とが備えられている。また、搬送ベルト121表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ126が備えられている。   In order to convey the sheet 112 fed from the sheet feeding unit below the droplet discharge heads 107k to 107y, a conveyance belt 121 for electrostatically adsorbing and conveying the sheet 112, and a guide from the sheet feeding unit The counter roller 122 for transporting the paper 112 sent via the belt 115 sandwiched between the transport belt 121 and the paper 112 fed substantially vertically upward is turned approximately 90 ° to follow the transport belt 121. For this purpose, a conveying guide 123 and a pressing roller 125 urged toward the conveying belt 121 by a pressing member 124 are provided. In addition, a charging roller 126 that is a charging unit for charging the surface of the conveyance belt 121 is provided.

用紙を搬送する搬送ベルト121は、無端状ベルトであり、搬送ローラ127とテンションローラ128との間に掛け渡されて、副走査モータ131からタイミングベルト132及びタイミングローラ133を介して搬送ローラ127が回転されることで、ベルト搬送方向(副走査方向)に周回するように構成されている。
また、搬送ローラ127の軸には、スリット円板134が取り付けられており、このスリット円板134のスリットを検知するセンサ135を設け、これらのスリット円板134及びセンサ135によってロータリエンコーダ136を構成している。
The conveyance belt 121 that conveys the sheet is an endless belt, is stretched between the conveyance roller 127 and the tension roller 128, and the conveyance roller 127 passes from the sub-scanning motor 131 via the timing belt 132 and the timing roller 133. By rotating, it is configured to circulate in the belt conveyance direction (sub-scanning direction).
A slit disk 134 is attached to the shaft of the transport roller 127, and a sensor 135 that detects the slit of the slit disk 134 is provided. The rotary encoder 136 is configured by the slit disk 134 and the sensor 135. is doing.

さらに、記録後の用紙112を排紙する排紙部として、搬送ベルト121から用紙112を分離するための所定の分離爪と、排紙ローラ152及び排紙コロ153と、排紙される用紙112をストックする排紙トレイ154とが設けられている。   Further, as a paper discharge unit for discharging the paper 112 after recording, a predetermined separation claw for separating the paper 112 from the transport belt 121, a paper discharge roller 152 and a paper discharge roller 153, and a paper 112 to be discharged. And a paper discharge tray 154 for stocking.

さらに、キャリッジ103の走査方向の一方側の非印字領域には、液滴吐出ヘッドのノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構156が配置されている。
この維持回復機156は、液滴吐出ヘッドの各ノズル面をキャピングするための各キャップ157と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード158と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け159等を備えている。
キャリッジ103を往路及び復路方向に移動させながら画像信号に応じて液滴吐出ヘッドを駆動し、用紙112にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙112を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙112の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙112を所定の排紙トレイに排紙する。
Furthermore, a maintenance / recovery mechanism 156 for maintaining and recovering the state of the nozzles of the droplet discharge head is disposed in the non-printing area on one side of the carriage 103 in the scanning direction.
The maintenance / recovery machine 156 discharges the thickened recording liquid, each cap 157 for capping each nozzle face of the droplet discharge head, a wiper blade 158 which is a blade member for wiping the nozzle face. Are provided with a blank discharge receptacle 159 for receiving droplets when performing blank discharge for discharging droplets that do not contribute to recording.
While the carriage 103 is moved in the forward and backward directions, the droplet discharge head is driven according to the image signal, ink droplets are discharged onto the paper 112 to record one line, and after the paper 112 is conveyed by a predetermined amount, the next Records lines. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the paper 112 has reached the recording area, the recording operation is finished, and the paper 112 is discharged to a predetermined paper discharge tray.

本発明のインク滴吐出ヘッドの分解斜視図を示す。2 is an exploded perspective view of the ink droplet ejection head of the present invention. FIG. インク滴吐出ヘッドの液室長手方向に沿った概略断面図を示す。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view along the longitudinal direction of the liquid chamber of the ink droplet discharge head. 図2の要部の拡大図を示す。The enlarged view of the principal part of FIG. 2 is shown. インク滴吐出ヘッドの液室短手方向に沿った一例の概略断面図を示す。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an example along the lateral direction of the liquid chamber of the ink droplet discharge head. インク滴吐出ヘッドの液室短手方向に沿った他の一例の概略断面図を示す。The schematic sectional drawing of another example along the liquid chamber short side direction of an ink droplet discharge head is shown. (a)〜(f) ノズル基材の作製工程図を示す。(A)-(f) The preparation process figure of a nozzle base material is shown. SiO2層の膜厚とピンホール数の関係を示す。The relationship between the film thickness of the SiO 2 layer and the number of pinholes is shown. SiO2層の膜厚と透気・透湿との関係を示す。The relationship between the film thickness of the SiO 2 layer and air / moisture permeability is shown. SiO2層の膜厚と加水分解成分の面への浸透との関係を示す。The relationship between the film thickness of the SiO 2 layer and the penetration of the hydrolysis component into the surface is shown. 撥水層の形成状態とワイピング後の状態を示す。The formation state of a water repellent layer and the state after wiping are shown. 本発明の液滴吐出ヘッドを具備する画像形成装置の一例の機構部の概略平面図を示す。1 is a schematic plan view of a mechanism unit of an example of an image forming apparatus including a droplet discharge head of the present invention. 本発明の液滴吐出ヘッドを具備する画像形成装置の全体構成の概略側面図を示す。1 is a schematic side view of an overall configuration of an image forming apparatus including a droplet discharge head according to the present invention. SiO2層の剥離状態の説明図である。It is an explanatory view of a release state of the SiO 2 layer.

符号の説明Explanation of symbols

1 流路板
2 振動板
3 ノズル基材(ノズル板)
4 ノズル
5 連通路
6 加圧液室
7 流体抵抗部
9 連通部
10 供給口
11 連結部
12 積層型圧電素子
13 支持基板
14 圧電材料層
15a,15b 内部電極
17 フレーム部材
18 FPCケーブル
19 駆動回路(ドライバIC)
31 金属板
32 SiO2
33 撥水層
34 ポリイミド層
101 ガイドロッド
103 キャリッジ
104 主走査モータ
105 タイミングベルト
106A 駆動プーリ
106B 従動プーリ
107y、107c、107m、107k 液滴吐出ヘッド
110 給紙カセット
111 用紙積載部(圧板)
112 用紙
113 半月コロ(給紙ローラ)
114 分離パッド
115 ガイド
121 搬送ベルト
122 カウンタローラ
123 搬送ガイド
124 押さえ部材
125 押さえコロ
126 帯電ローラ
127 搬送ローラ
128 テンションローラ
131 副走査モータ
132 タイミングベルト
133 タイミングローラ
134 スリット円板
135 センサ
136 ロータリエンコーダ
152 排紙ローラ
153 排紙コロ
154 排紙トレイ
156 維持回復機構
157 キャップ
158 ワイパーブレード
159 空吐出受け
1 Channel plate 2 Vibration plate 3 Nozzle base material (nozzle plate)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 4 Nozzle 5 Communication path 6 Pressurized liquid chamber 7 Fluid resistance part 9 Communication part 10 Supply port 11 Connection part 12 Laminated piezoelectric element 13 Support substrate 14 Piezoelectric material layer 15a, 15b Internal electrode 17 Frame member 18 FPC cable 19 Drive circuit ( Driver IC)
31 Metal plate 32 SiO 2 layer 33 Water repellent layer 34 Polyimide layer 101 Guide rod 103 Carriage 104 Main scanning motor 105 Timing belt 106A Drive pulley 106B Driven pulley 107y, 107c, 107m, 107k Droplet discharge head 110 Paper feed cassette 111 Paper stacking Part (pressure plate)
112 paper 113 half moon roller (feed roller)
114 Separator pad 115 Guide 121 Conveying belt 122 Counter roller 123 Conveying guide 124 Holding member 125 Pressing roller 126 Charging roller 127 Conveying roller 128 Tension roller 131 Sub-scanning motor 132 Timing belt 133 Timing roller 134 Slit disk 135 Sensor 136 Rotary encoder 152 Exhaust Paper roller 153 Paper discharge roller 154 Paper discharge tray 156 Maintenance / recovery mechanism 157 Cap 158 Wiper blade 159 Empty discharge receptacle

Claims (10)

金属材料よりなるノズル基材に、液滴を吐出するノズルを具備し、
前記ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成された液滴吐出ヘッドであって、
前記ノズル基材と前記撥水層との間に、SiO2層が連続膜として形成されており、
前記SiO2層上に、前記撥水層が形成されており、
当該撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有していることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
A nozzle substrate made of a metal material is equipped with a nozzle for discharging droplets,
A droplet discharge head in which a water-repellent layer is formed on the droplet discharge surface side of the nozzle substrate,
Between the nozzle substrate and the water repellent layer, a SiO 2 layer is formed as a continuous film,
The water repellent layer is formed on the SiO 2 layer,
The water-repellent layer contains a compound having at least one perfluoroalkyl group and at least one alkoxysilyl group.
前記SiO2層は、平均膜厚が100nm以上であることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。 The droplet discharge head according to claim 1, wherein the SiO 2 layer has an average film thickness of 100 nm or more. 前記撥水層の膜厚が、前記SiO2層の表面粗度(Ra)以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の液滴吐出ヘッド。 3. The droplet discharge head according to claim 1, wherein a film thickness of the water repellent layer is not less than a surface roughness (Ra) of the SiO 2 layer. 前記SiO2層の下地層として金属層を具備し、
当該金属層は、Ta、Al、V、Cr、Zr、Ti、W、Fe、Mo、Mg、Ni、Co、Sn、Zn、Cd、Pd、Pb、Cu、Agのいずれかより形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッド。
Comprising a metal layer as a base layer of the SiO 2 layer;
The metal layer is formed of any one of Ta, Al, V, Cr, Zr, Ti, W, Fe, Mo, Mg, Ni, Co, Sn, Zn, Cd, Pd, Pb, Cu, and Ag. The liquid droplet ejection head according to claim 1, wherein the liquid droplet ejection head is provided.
前記撥水層は、コーティング膜であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッド。   5. The liquid droplet ejection head according to claim 1, wherein the water repellent layer is a coating film. 金属材料よりなるノズル基材に、液滴を吐出するノズルを具備し、前記ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成されており、前記ノズル基材と前記撥水層との間に、SiO2層が連続膜として形成されており、前記SiO2層上に、前記撥水層が形成されており、当該撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有している液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記SiO2層を、SiO2を真空中で蒸発させ薄膜形成する工程、あるいは、Siを蒸発させた酸素プラズマ中を通過させて薄膜形成する工程を具備していることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
A nozzle substrate made of a metal material is provided with a nozzle that discharges droplets, and a water-repellent layer is formed on a droplet discharge surface side of the nozzle substrate, and the nozzle substrate and the water-repellent layer are Between these layers, a SiO 2 layer is formed as a continuous film, and the water repellent layer is formed on the SiO 2 layer. The water repellent layer includes at least one perfluoroalkyl group and at least one perfluoroalkyl group. A method of manufacturing a droplet discharge head containing a compound having two alkoxysilyl groups,
It said SiO 2 layer, a step of forming a thin film evaporation of SiO 2 in a vacuum, or a droplet discharge, characterized in that it comprises the step of by passing the oxygen plasma evaporation of Si form a thin film Manufacturing method of the head.
金属材料よりなるノズル基材に、液滴を吐出するノズルを具備し、前記ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成されており、前記ノズル基材と前記撥水層との間に、SiO2層が連続膜として形成されており、前記SiO2層上に、前記撥水層が形成されており、当該撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有している液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記SiO2層を、SiO2をターゲット材料とする酸化物スパッタリングにより形成する工程を具備していることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
A nozzle substrate made of a metal material is provided with a nozzle that discharges droplets, and a water-repellent layer is formed on a droplet discharge surface side of the nozzle substrate, and the nozzle substrate and the water-repellent layer are Between these layers, a SiO 2 layer is formed as a continuous film, and the water repellent layer is formed on the SiO 2 layer. The water repellent layer includes at least one perfluoroalkyl group and at least one perfluoroalkyl group. A method of manufacturing a droplet discharge head containing a compound having two alkoxysilyl groups,
A method of manufacturing a droplet discharge head, comprising a step of forming the SiO 2 layer by oxide sputtering using SiO 2 as a target material.
金属材料よりなるノズル基材に、液滴を吐出するノズルを具備し、前記ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成されており、前記ノズル基材と前記撥水層との間に、SiO2層が連続膜として形成されており、前記SiO2層上に、前記撥水層が形成されており、当該撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有している液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記SiO2層を、Siをターゲット原料とし酸素含有反応性ガスにより酸化しながら薄膜形成する反応性スパッタリング工程を具備していることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
A nozzle substrate made of a metal material is provided with a nozzle that discharges droplets, and a water-repellent layer is formed on a droplet discharge surface side of the nozzle substrate, and the nozzle substrate and the water-repellent layer are Between these layers, a SiO 2 layer is formed as a continuous film, and the water repellent layer is formed on the SiO 2 layer. The water repellent layer includes at least one perfluoroalkyl group and at least one perfluoroalkyl group. A method of manufacturing a droplet discharge head containing a compound having two alkoxysilyl groups,
A method of manufacturing a droplet discharge head, comprising: a reactive sputtering step in which the SiO 2 layer is formed into a thin film while being oxidized with an oxygen-containing reactive gas using Si as a target material.
金属材料よりなるノズル基材に、液滴を吐出するノズルを具備し、前記ノズル基材の、液滴吐出面側に撥水層が形成されており、前記ノズル基材と前記撥水層との間に、SiO2層が連続膜として形成されており、前記SiO2層上に、前記撥水層が形成されており、当該撥水層は、少なくとも一つのパーフルオロアルキル基と、少なくとも一つのアルコキシシリル基とを有する化合物を含有している液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記SiO2層を、Siをターゲットとするスパッタリング工程と酸化処理工程とを異なるゾーンで繰り返し行うメタモードスパッタリング法により形成する工程を具備していることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
A nozzle substrate made of a metal material is provided with a nozzle that discharges droplets, and a water-repellent layer is formed on a droplet discharge surface side of the nozzle substrate, and the nozzle substrate and the water-repellent layer are Between these layers, a SiO 2 layer is formed as a continuous film, and the water repellent layer is formed on the SiO 2 layer. The water repellent layer includes at least one perfluoroalkyl group and at least one perfluoroalkyl group. A method of manufacturing a droplet discharge head containing a compound having two alkoxysilyl groups,
A method of manufacturing a droplet discharge head, comprising: forming the SiO 2 layer by a meta mode sputtering method in which a sputtering process using Si as a target and an oxidation treatment process are repeated in different zones.
記録信号に応じてノズルから液滴を吐出して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドを具備していることを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus that forms an image on a recording medium by ejecting liquid droplets from a nozzle according to a recording signal,
An image forming apparatus comprising the droplet discharge head according to claim 1.
JP2008067539A 2008-03-17 2008-03-17 Droplet discharge head, droplet discharge head manufacturing method, and image forming device Pending JP2009220412A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008067539A JP2009220412A (en) 2008-03-17 2008-03-17 Droplet discharge head, droplet discharge head manufacturing method, and image forming device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008067539A JP2009220412A (en) 2008-03-17 2008-03-17 Droplet discharge head, droplet discharge head manufacturing method, and image forming device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009220412A true JP2009220412A (en) 2009-10-01

Family

ID=41237734

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008067539A Pending JP2009220412A (en) 2008-03-17 2008-03-17 Droplet discharge head, droplet discharge head manufacturing method, and image forming device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009220412A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011240702A (en) * 2010-05-14 2011-12-01 Xerox Corp Oleophobic surface coating
JP2012213873A (en) * 2011-03-31 2012-11-08 Fujifilm Corp Method of forming water-repellent film, nozzle plate, ink jet head and ink jet recording device
US20140375725A1 (en) * 2013-06-23 2014-12-25 Ricoh Company, Ltd. Liquid ejection head, and image forming apparatus using the liquid ejection head

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011240702A (en) * 2010-05-14 2011-12-01 Xerox Corp Oleophobic surface coating
JP2012213873A (en) * 2011-03-31 2012-11-08 Fujifilm Corp Method of forming water-repellent film, nozzle plate, ink jet head and ink jet recording device
US20140375725A1 (en) * 2013-06-23 2014-12-25 Ricoh Company, Ltd. Liquid ejection head, and image forming apparatus using the liquid ejection head
US9205652B2 (en) 2013-06-23 2015-12-08 Ricoh Company, Ltd. Liquid ejection head, and image forming apparatus using the liquid ejection head

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8303083B2 (en) Liquid ejection head, image forming apparatus employing the liquid ejection head, and method of manufacturing the liquid ejection head
JP5108565B2 (en) Droplet discharge head, method for manufacturing the same, and image recording apparatus including the droplet discharge head
JP2014043029A (en) Liquid discharge head and image formation device
JP5251187B2 (en) Liquid discharge head and liquid discharge apparatus
JP6163983B2 (en) Liquid ejection head and image forming apparatus
JP2009220412A (en) Droplet discharge head, droplet discharge head manufacturing method, and image forming device
JP5085272B2 (en) Liquid ejection head and image forming apparatus
US8911061B2 (en) Nozzle plate, nozzle plate production method, liquid discharge head, and image forming apparatus
JP5471646B2 (en) Liquid ejection head and image forming apparatus
JP5929264B2 (en) Droplet discharge head, ink cartridge, and image forming apparatus
JP5327435B2 (en) Liquid discharge head, method for manufacturing the same, and image forming apparatus
JP2017213713A (en) Liquid discharge head, manufacturing method of the liquid discharge head, liquid discharge unit, and liquid discharge device
JP2013116590A (en) Liquid droplet ejection head and image forming apparatus
JP5168756B2 (en) Liquid ejection head and image forming apparatus
JP5728934B2 (en) Head recovery device and image forming apparatus
JP2004090297A (en) Liquid drop ejection head and inkjet recorder
JP7540237B2 (en) LIQUID EJECTION HEAD, HEAD MODULE, LIQUID CARTRIDGE, LIQUID EJECTION UNIT, AND LIQUID EJECTION APPARATUS
JP4039557B2 (en) Droplet discharge head and manufacturing method thereof, ink cartridge, ink jet recording apparatus, image forming apparatus, and apparatus for discharging droplets
JP5896275B2 (en) Droplet discharge head and image forming apparatus
JP5338715B2 (en) Liquid ejection head and image forming apparatus
JP2003094653A (en) Ink-jet head
JP2012224081A (en) Method of manufacturing nozzle member, method of manufacturing liquid discharge head, the liquid discharge head and image forming device
JP2003094648A (en) Droplet discharge head
JP4219111B2 (en) Manufacturing method of ink jet head flow path plate, ink jet head, and ink jet recording apparatus
JP2003320663A (en) Liquid drop ejection head and its manufacturing method, ink cartridge and ink jet recorder