JP2014097667A - インクジェットヘッド、インクジェットヘッドの製造方法およびインクジェット記録方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ノズルプレートの周囲にキャップ受け部材を有し、該キャップ受け部材は基材上に撥インク層を設けたものであり、該撥インク層が、該キャップ受け部材の基材のキャップ受け面の全面、側面の全面及び裏面の一部を覆っていることを特徴とするインクジェットヘッド。
【選択図】図4
Description
前記インクジェットヘッドについて図を交えて説明する。
インクは図示されていないインク供給チューブを通って、図示されていないインクタンクよりインクジェットヘッドAに供給される。
キャップ受け部材3が記録媒体と対抗する面(前面)はキャップ受け面とも呼ばれ、ノズルの回復動作時に、インクを吸引するためのキャップと密着し、キャップ内部の負圧を保つ機能を有する。従って、キャップ受け面は平滑であることが好ましい。
撥インク層3aは熱溶融性のフッ素樹脂を含有することが好ましい。フッ素樹脂を含有する撥インク層は、幅広いインク種に対し、優れた撥インク性を有するとともに、アルカリインクが浸透しにくく耐久性に優れる。
前記エポキシ接着剤は、エポキシ化合物と硬化剤を組み合わせて用いる。
インクは、あらゆるインクが適用可能であり、酸性水性インク、pH6〜11の弱アルカリ性水性インク、溶剤インク、紫外線硬化性インク、高アルカリ性インク等が挙げられるが、本発明が特に腐食による剥がれ防止効果を発揮するインクは高アルカリ性インクである。
前記水溶性有機溶媒としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリエチレングリコール、エタノール、プロパノール等が挙げられる。
(キャップ受け部材1の作製)
厚さ1.1mmのステンレス板(SUS316製)を打ち抜いてキャップ受け部材の基材を作製した。キャップ受け面の表面粗さRaは0.81μmであり、側面の表面荒さRaは1.45μmであった。
キャップ受け部材1の作製において、撥インク材料1の塗布を、撥インク材料2をスプレー塗布して室温で乾燥した後、撥インク材料3をスプレー塗布して室温で乾燥する方法に変えたほかは同様にして、キャップ受け部材2を作製した。なお、撥インク材料2と撥インク材料3の塗布量は同じであり、積層された全撥インク層の熱処理後の厚みが5μmとなるように塗布した。
キャップ受け部材1の作製において、図2のようにキャップ受け部材の間隔を3mm空けて並べ、キャップ受け部材の側面にも塗布液が着滴するように、撥インク材料をキャップ受け面の垂直方向から45度傾けた方向から、スプレー塗布したほかは、同様にしてキャップ受け部材3を作製した。
キャップ受け部材3の作製において、撥インク材料1の塗布を、撥インク材料2をスプレー塗布して室温で乾燥した後、撥インク材料3をスプレー塗布して室温で乾燥する方法に変えたほかは同様にして、キャップ受け部材4を作製した。なお、撥インク材料2と撥インク材料3の塗布量は同じであり、積層された全撥インク層の熱処理後の厚みが5μmとなるように塗布した。
キャップ受け部材3の作製において、熱処理後の撥インク層の一部が裏面を濡らして、端部から0.5mmの幅で裏面を覆うように、塗布液に流動性があるうちに、350℃のオーブンに投入したほかは、同様にしてキャップ受け部材5を作製した。
キャップ受け部材5の作製において、撥インク材料1の塗布、乾燥を、下記の(撥インク材料2と撥インク材料3の積層塗布、乾燥)に変えたほかは同様にして、キャップ受け部材6を作製した。なお、撥インク材料2と撥インク材料3の塗布量は同じであり、積層された全撥インク層の熱処理後の厚みが5μmとなるように塗布した。
撥インク材料2をスプレー塗布して室温で乾燥した後、撥インク材料3をスプレー塗布し、室温で乾燥する途中で、熱処理後の撥インク層の一部が裏面を濡らして、端部から0.5mmの幅で裏面を覆うように、塗布液に流動性があるうちに、350℃のオーブンに投入した。
キャップ受け部材5の作製において、基材を厚さ0.9mmのステンレス板(SUS316製)(キャップ受け面の表面粗さRaは0.92μmであり、側面の表面荒さRaは1.46μmである。)とした以外は、同様にしてキャップ受け部材7を作製した。
キャップ受け部材6の作製において、基材を厚さ0.9mmのステンレス板(SUS316製)(キャップ受け面の表面粗さRaは0.92μmであり、側面の表面荒さRaは1.46μmである。)としたほかは同様にして、キャップ受け部材8を作製した。
キャップ受け部材5の作製において、基材を厚さ2.5mmのアルミダイカストの成型品(キャップ受け面の表面粗さRaは0.99μmであり、側面の表面荒さRaは1.42μmであった。)とした以外は、同様にしてキャップ受け部材9を作製した。
キャップ受け部材6の作製において、基材を厚さ2.5mmのアルミダイカストの成型品(キャップ受け面の表面粗さRaは0.99μmであり、側面の表面荒さRaは1.42μmであった。)としたほかは同様にして、キャップ受け部材10を作製した。
キャップ受け部材5の作製において、基材を厚さ1.5mmのアルミダイカストの成型品(キャップ受け面の表面粗さRaは0.87μmであり、側面の表面荒さRaは0.87μmである。)とした以外は、同様にしてキャップ受け部材11を作製した。
キャップ受け部材11の作製において、基材のキャップ受け面の表面粗さRaを0.91μm、側面の表面荒さRaを1.47μmとした以外は、同様にしてキャップ受け部材12を作製した。
キャップ受け部材12の作製において、塗布後室温で風を当て、溶媒が蒸発して、キャップ受け部材を鉛直に立てても塗布液が流れなくなってから、塗布面を上に向けて350℃のオーブンに投入し、5時間熱処理した。
WYKOにてJIS B 0601で規定されるRa(中心線表面粗さ)を測定した。
キャップ受け部材の基材に塗布する塗布液である撥インク材料1、2、3を下記に記す。
撥インク材料2:ポリフロンPTFE EK−1909S21L(ダイキン工業製)
撥インク材料3:ネオフロンFEP ND−4(ダイキン工業製)
なお、溶媒を除いたPTFEの融点は327℃であり、撥インク材料1による撥インク層の融点も327℃となる。FEPの融点は270℃であり、撥インク材料2による撥インク層の融点は270℃以下になる。
熱処理後、キャップ受け部材1〜13の塗布面を観察したところ、キャップ受け部材1、2の撥インク層は、ほぼキャップ受け面のみに塗布されていた。キャップ受け部材3、4、13の撥インク層はキャップ受け面及び側面の全面が塗布されており、裏面は塗布されていなかった。キャップ受け部材5〜12の撥インク層は、キャップ受け面及び側面の全面が塗布されており、裏面は端部から約0.5mmまで塗布されていた。
図3に記載の構成からなるチップを下記の方法に従って作製した。
キャップ受け部材1のキャップ受け面の開口部からチップを差込み、該キャップ受け面とノズルプレートの面と位置を合わせ、間隙に下記エポキシ接着剤を注入して、60℃で3時間加熱硬化した。
上記によりキャップ受け部材1を接着したチップの取り出し電極に、外部の駆動信号発生回路と接続されたFPCをACFにより接続した。
エピコート807(ビスフェノールF型エポキシ樹脂;ジャパンエポキシレジン製) 10質量部
2−エチル−4−メチルイミダゾール 1質量部
(インクジェットヘッド2〜13の作製)
インクジェットヘッド1の作製において、キャップ受け部材1をキャップ受け部材2〜13に変えたほかは、同様にして、インクジェットヘッド2〜13を作製した。
前記インクジェットヘッド1〜13を用いて、下記の高アルカリ性インクを1日当たり8時間出射する操作を1ヶ月間続けた。毎日、出射前にキャップ受け面にキャップを密着しインクの吸引を行い、出射終了後は、撥インク層を観察した後、キャップ受け面にキャップを密着した状態で、翌日の出射まで保管した。
水 100質量部
グリセリン 100質量部
NaOH 8質量部
(評価基準)
○:1ヶ月経過後も剥がれなし
△:20日経過まで剥がれないが、1ヶ月未満で剥がれが発生
×:8日後までに剥がれが発生
結果を表1に示す。
1a 撥インク層
2 筐体
3 キャップ受け部材
3a 撥インク層
3b キャップ受け部材の基材
3c キャップ受け部材の基材のキャップ受け面
3d キャップ受け部材の基材の側面
3e キャップ受け部材の基材の裏面
4 接着剤層
5 接着剤層
11 ノズルプレート
11a ノズル
12 チャネル
13 隔壁
14 カバープレート
15 マニホールド
16 共通インク室
A インクジェットヘッド
B 記録媒体
C 切断面
X インクジェットヘッドの移動方向
Y 記録媒体の移動方向
Z 上方向
Claims (6)
- ノズルプレートの周囲にキャップ受け部材を有し、該キャップ受け部材は基材上に撥インク層を設けたものであり、該撥インク層が、該キャップ受け部材の基材のキャップ受け面の全面、側面の全面及び裏面の一部を覆っていることを特徴とするインクジェットヘッド。
- 前記インクジェットヘッドが更に筐体を有し、該筐体と前記キャップ受け部材の裏面が接着、封止されており、前記キャップ受け部材の裏面の前記撥インク層に覆われている領域と該領域を越えた該裏面に渡り、キャップ受け部材と筐体とがエポキシ接着剤により接着されていることを特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッド。
- 前記キャップ受け部材の基材の側面が、該基材のキャップ受け面より表面粗さが大きいことを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェットヘッド。
- 前記撥インク層が熱溶融性のフッ素樹脂を含有することを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のインクジェットヘッド。
- 請求項1〜4の何れか1項に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記キャップ受け部材のキャップ受け面と側面に撥インク膜を塗布後、キャップ受け部材のキャップ受け面を上にして、撥インク層の融点以上で加熱処理することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
- 請求項1〜4の何れか1項に記載のインクジェットヘッド又は請求項5に記載のインクジェットヘッドの製造方法により製造されたインクジェットヘッドにより、0.1N〜10NのNaOHまたはKOHの溶液であるアルカリ性のインクを出射することを特徴とするインクジェット記録方法。
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