JP2014148143A - Liquid discharge head, image forming apparatus and manufacturing method of liquid discharge head - Google Patents

Liquid discharge head, image forming apparatus and manufacturing method of liquid discharge head Download PDF

Info

Publication number
JP2014148143A
JP2014148143A JP2013019439A JP2013019439A JP2014148143A JP 2014148143 A JP2014148143 A JP 2014148143A JP 2013019439 A JP2013019439 A JP 2013019439A JP 2013019439 A JP2013019439 A JP 2013019439A JP 2014148143 A JP2014148143 A JP 2014148143A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
head
liquid
water
water repellent
nozzle surface
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.)
Granted
Application number
JP2013019439A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5893575B2 (en
Inventor
Yasukazu Nihei
靖和 二瓶
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.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
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 Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2013019439A priority Critical patent/JP5893575B2/en
Publication of JP2014148143A publication Critical patent/JP2014148143A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5893575B2 publication Critical patent/JP5893575B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a liquid discharge head which prevents liquid from infiltrating into a gap between head modules, improves chemical durability of a water repellent film on a side surface neighboring a nozzle-side surface and, when exchanging a head module, causes no trouble occurring on the water repellent film on the side surface of the head module; an image forming apparatus; and a manufacturing method of the liquid discharge head.SOLUTION: A side surface 202 of a head module 72-i, which opposes a neighboring head module with a gap 160 interposed therebetween, includes a water repellent film 204. The water repellent film 204 on the side surface 202 is formed in such a manner as to be thick at the side of a nozzle surface 72A and become thinner stepwise or continuously as it moves away from the side of the nozzle surface 72A.

Description

本発明は液体吐出ヘッド、画像形成装置および液体吐出ヘッドの製造方法に係り、特に、複数のヘッドモジュールを繋ぎ合わせて形成される液体吐出ヘッドおよび液体吐出ヘッドの製造方法に関する。   The present invention relates to a liquid discharge head, an image forming apparatus, and a method for manufacturing a liquid discharge head, and more particularly, to a liquid discharge head formed by connecting a plurality of head modules and a method for manufacturing the liquid discharge head.

液体吐出ヘッドにより高速印字を実現するためには、複数のヘッドモジュールを繋ぎ合わせたラインヘッドによる1パススキャン方式を採用する必要がある。このラインヘッドを低コストで実用するためには、個々のヘッドモジュールを交換可能な構成にすることが必要となる。これにより例えば1個のモジュールが不良を生じた場合ラインヘッド全体を交換することなく、対象モジュールのみを交換することで低いメンテナンスコストを実現することができる。   In order to realize high-speed printing with a liquid discharge head, it is necessary to adopt a one-pass scanning method using a line head in which a plurality of head modules are connected. In order to put this line head into practical use at a low cost, it is necessary to make it possible to replace individual head modules. Thereby, for example, when one module is defective, a low maintenance cost can be realized by replacing only the target module without replacing the entire line head.

個々のヘッドモジュールを交換可能な構成とすると、おのずとヘッドモジュール間に隙間が生じる。ヘッドモジュール間に隙間が生じると、印字の際、ノズルから吐出したインクミストなどが隙間に入り込んだり、メンテナンス時にノズル面をワイプすることで、ノズル面のインクが隙間に押し込まれたりする。隙間に入り込んだインクは、液状の場合、インク垂れの原因となり、印字中に記録媒体を汚す原因となっている。また、インクが乾燥増粘固化した場合は、メンテナンス時に掻き出してノズルを詰まらせる原因となる。したがって、ヘッドモジュール間の隙間内部にインクが入り込まない構成とすることが望まれている。   If each head module is configured to be replaceable, a gap is naturally generated between the head modules. When a gap is generated between the head modules, ink mist discharged from the nozzles enters the gap during printing, or ink on the nozzle surface is pushed into the gap by wiping the nozzle surface during maintenance. The ink that has entered the gap causes ink dripping when in the liquid state, and causes the recording medium to become dirty during printing. In addition, when the ink is dried, thickened and solidified, the ink is scraped out during maintenance and becomes a cause of clogging the nozzle. Therefore, it is desired that the ink does not enter the gap between the head modules.

例えば、下記の特許文献1には、複数のヘッドモジュールを繋ぎ合わせてラインヘッドを形成し、テープを貼り付けることでヘッドモジュール間の隙間内部にインクが侵入するのを防ぐことが記載されている。   For example, Patent Document 1 below describes that a plurality of head modules are connected to form a line head, and a tape is applied to prevent ink from entering the gap between the head modules. .

また、特許文献2には、ラインヘッドではないが、複数の記録ヘッドユニットを並べてキャリッジに搭載する構成において、ユニットの側面に撥水剤を塗布することが記載されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228688 describes that a water repellent is applied to the side surface of a unit in a configuration in which a plurality of recording head units are arranged and mounted on a carriage, although they are not line heads.

特開2008−30361号公報JP 2008-30361 A 特開平3−136854号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-136854

しかしながら、特許文献1のようなラインヘッドは、個々のヘッドモジュール間を封止固定したり穴埋めしたりすることで、ヘッドモジュール間の隙間内部にインクが侵入するのを防ぐので、個々のヘッドモジュールが交換可能な構成ではない。   However, the line head as disclosed in Patent Document 1 prevents the ink from entering the gap between the head modules by sealing and fixing the gaps between the individual head modules, so that the individual head modules Is not a replaceable configuration.

ところで、複数のヘッドモジュールを繋ぎ合わせたラインヘッドは、ヘッドモジュール間の隙間が小さいほど液体は毛細管現象によって、より奥深く侵入していく現象が生じる。なお、この毛細管力による液面の上昇高さh(m)は、以下の公式で与えられる。   By the way, in a line head in which a plurality of head modules are connected, a phenomenon in which the liquid penetrates deeper due to capillary action occurs as the gap between the head modules is smaller. In addition, the rising height h (m) of the liquid level due to the capillary force is given by the following formula.

[但し、T=表面張力(N/m)、θ=接触角、ρ=液体の密度(kg/m)、g=重力加速度(m/s)、r=管の内径(半径)(m)]
上記式から分かるように、液体の表面張力Tが高いほど毛細管力による液侵入が顕著になる。特に、液体として表面張力の高い水系インクを用いる場合には、水系インクの表面張力は40mN/m程度であり、一般の溶剤系インクの20mN/mよりも表面張力が高く、毛細管現象が生じ易い。
[However, T = surface tension (N / m), θ = contact angle, ρ = liquid density (kg / m 3 ), g = gravity acceleration (m / s 2 ), r = inner diameter (radius) of the tube ( m)]
As can be seen from the above equation, the higher the surface tension T of the liquid, the more significant the liquid intrusion due to the capillary force. In particular, when a water-based ink having a high surface tension is used as the liquid, the surface tension of the water-based ink is about 40 mN / m, and the surface tension is higher than 20 mN / m of a general solvent-based ink, so that capillary action is likely to occur. .

また、上記式から分かるように、この毛細管現象を抑制するためには、接触角θを高くする(cosθを小さくする)ことが有効である。即ち、ヘッドモジュール間の隙間のヘッドモジュール側面に特許文献2のような撥水処理を施すことで毛細管現象を抑制することができる。   Further, as can be seen from the above equation, it is effective to increase the contact angle θ (decrease cos θ) in order to suppress this capillary phenomenon. That is, the capillary phenomenon can be suppressed by performing water repellent treatment as in Patent Document 2 on the side surface of the head module in the gap between the head modules.

しかしながら、隙間のヘッドモジュール側面に撥水処理を施すためには、ヘッドモジュール間には、ある程度の距離が必要である。しかし、ヘッドモジュール間の隙間が大きいと、ラインヘッドにおける印字抜けの原因となる。よって、隙間部を補正するように、ノズル配置を平行四辺形にする、ヘッドモジュールの配置を千鳥配置とすることが行われているが、千鳥配置とした場合は、ラインヘッドの記録媒体の紙送り方向の幅が大きくなるので、システムの大型化に繋がっていた。   However, in order to perform water repellent treatment on the side of the head module in the gap, a certain distance is required between the head modules. However, if the gap between the head modules is large, it may cause printing failure in the line head. Therefore, in order to correct the gap portion, the nozzle arrangement is a parallelogram, and the head module is arranged in a staggered arrangement. Since the width in the feed direction is large, the system was enlarged.

このように、ヘッドモジュール間の隙間は狭くする必要があるが、ヘッドモジュール間の隙間を狭くするためには、ヘッドモジュール側面に厚塗り表面処理を行うことができなかった。特に、高画質な高密度ノズルを有するヘッドにおいては、モジュール間の間隔が狭いため、表面処理により形成される膜厚にも制限があった。   As described above, it is necessary to narrow the gap between the head modules. However, in order to narrow the gap between the head modules, the thick coating surface treatment cannot be performed on the side surface of the head module. In particular, in a head having a high-density nozzle with high image quality, there is a limit to the film thickness formed by the surface treatment because the interval between modules is narrow.

そして、ヘッドモジュール側面はノズル面と同様にインクやノズル洗浄液などのアルカリ液体に常に曝される環境であるので、インクやノズル洗浄液に対する化学的耐久性が重要となり、特にヘッドモジュール側面の撥水膜においては、ノズル面側片端から浸漬化学的攻撃を受けることになる。従って、ノズル面側近傍の側面の撥水材料は化学的耐久性が特に必要となる。   Since the side surface of the head module is always exposed to an alkaline liquid such as ink and nozzle cleaning liquid, like the nozzle surface, chemical durability against the ink and nozzle cleaning liquid is important. In this case, the nozzle surface is subjected to an immersion chemical attack from one end. Therefore, the water repellent material on the side surface in the vicinity of the nozzle surface side needs to have chemical durability.

また、ヘッドモジュール側面の撥水膜の膜厚を均一に厚くすると、隣接するヘッドモジュールの距離が近いため、ヘッドモジュール交換時にヘッドモジュール側面の撥水膜同士が接触してしまい、ヘッドモジュール側面の撥水膜が引きずられて剥がれてしまうなど支障が生じる。   Also, if the water repellent film on the side of the head module is uniformly thick, the water repellent films on the side of the head module come into contact with each other when the head module is replaced because the distance between adjacent head modules is short. Problems occur such as the water-repellent film being dragged and peeled off.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ヘッドモジュール間の隙間への液体の入り込みを防止するとともに、ノズル面側近傍の側面の撥水膜の化学的耐久性を向上し、ヘッドモジュール交換時にヘッドモジュール側面の撥水膜に支障が生じることのない液体吐出ヘッド、画像形成装置および液体吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, while preventing the liquid from entering the gap between the head modules, and improving the chemical durability of the water-repellent film on the side surface near the nozzle surface side, It is an object of the present invention to provide a liquid discharge head, an image forming apparatus, and a method for manufacturing the liquid discharge head that do not hinder the water-repellent film on the side of the head module when the head module is replaced.

本発明は前記目的を達成するために、液体を吐出する複数のノズルが配置されたノズル面を有するヘッドモジュールを複数連続して繋ぎ合わせた液体吐出ヘッドであって、隣り合うヘッドモジュールと隙間を介して対向するヘッドモジュールの側面には、撥水膜を有し、側面の撥水膜は、ノズル面側の膜厚が厚く、ノズル面側から離れるに従って膜厚が段階的又は連続的に薄く形成されている液体吐出ヘッドを提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides a liquid ejection head in which a plurality of head modules each having a nozzle surface on which a plurality of nozzles for ejecting liquid are arranged are connected to each other. The side of the head module facing each other has a water-repellent film, and the water-repellent film on the side surface is thicker on the nozzle surface side, and the film thickness decreases stepwise or continuously as the distance from the nozzle surface side increases. Provided is a liquid discharge head that is formed.

本発明によれば、ヘッドモジュールを複数繋ぎ合わせた液体吐出ヘッドの、各ヘッドモジュールの側面は撥水膜を有しており、側面の撥水膜は、ノズル面側の膜厚が厚く、ノズル面側から離れるに従って膜厚が段階的又は連続的に薄く形成されているので、毛細管現象を抑制することができ、ヘッドモジュール同士の隙間に液体が入り込むことを防止することができる。したがって、ヘッドモジュール同士の隙間から液体が垂れ流れたり、隙間に入った液体が乾燥し、固まった固形物がワイプ時などに出てきてノズル詰まりを起こしたりすることを防止することができる。   According to the present invention, a side surface of each head module of a liquid discharge head in which a plurality of head modules are connected has a water-repellent film, and the water-repellent film on the side surface has a thick film on the nozzle surface side. Since the film thickness is thinly formed stepwise or continuously as the distance from the surface side increases, the capillary phenomenon can be suppressed and the liquid can be prevented from entering the gap between the head modules. Accordingly, it is possible to prevent the liquid from dripping from the gap between the head modules, the liquid entering the gap being dried, and solidified solid matter coming out at the time of wiping or the like to cause nozzle clogging.

また、本発明によれば、側面の撥水膜は、ノズル面側の膜厚が厚く、ノズル面側から離れるに従って膜厚が段階的又は連続的に薄く形成されているので、ノズル面側近傍の側面の撥水膜の化学的耐久性が向上されている。   Further, according to the present invention, the water-repellent film on the side surface has a thick film on the nozzle surface side, and the film thickness is formed to be thin stepwise or continuously as the distance from the nozzle surface side increases. The chemical durability of the side water-repellent film is improved.

更に、本発明によれば、側面の撥水膜は、ノズル面側の膜厚が厚く、ノズル面側から離れるに従って膜厚が段階的又は連続的に薄く形成されているので、ヘッドモジュール交換時には、ヘッドモジュール側面の撥水膜同士が接触することが抑制される。   Furthermore, according to the present invention, the water-repellent film on the side surface has a thick film on the nozzle surface side and is formed to be thin stepwise or continuously as the distance from the nozzle surface side increases. The water repellent films on the side surfaces of the head module are prevented from contacting each other.

したがって、本発明によれば、ヘッドモジュール間の隙間への液体の入り込みを防止するとともに、ノズル面側近傍の側面の撥水膜の化学的耐久性を向上し、ヘッドモジュール交換時にヘッドモジュール側面の撥水膜に支障が生じることのない液体吐出ヘッドを提供することができる。   Therefore, according to the present invention, the liquid can be prevented from entering the gaps between the head modules, and the chemical durability of the water-repellent film on the side surface near the nozzle surface side is improved. It is possible to provide a liquid discharge head that does not hinder the water repellent film.

本発明の他の態様に係る液体吐出ヘッドは、ヘッドモジュールの隙間は200μm以下であることが好ましい。   In the liquid ejection head according to another aspect of the present invention, the gap between the head modules is preferably 200 μm or less.

本発明は、200μm以下という非常に狭い隙間のときに特に有効である。   The present invention is particularly effective in the case of a very narrow gap of 200 μm or less.

本発明の他の態様に係る液体吐出ヘッドは、撥水膜の最大膜厚は、20μm以下であることが好ましい。   In the liquid ejection head according to another aspect of the present invention, the maximum film thickness of the water repellent film is preferably 20 μm or less.

撥水膜の最大膜厚が20μm以下であれば、ヘッドモジュール交換時におけるヘッドモジュール側面の撥水膜同士の接触を好適に抑制することができる。   If the maximum film thickness of the water repellent film is 20 μm or less, it is possible to suitably suppress contact between the water repellent films on the side surface of the head module when the head module is replaced.

本発明の他の態様に係る液体吐出ヘッドは、撥水膜は、前記側面の全面に形成されていることが好ましい。   In the liquid discharge head according to another aspect of the present invention, the water repellent film is preferably formed on the entire side surface.

一般的に、ヘッドモジュール側面のノズル面近傍側に部分的に撥水処理をすると、隙間に入り込んだ液体は毛細管力により吸い上げられ、撥水処理されていないヘッドモジュール側面の親水部に液体が溜まってしまう。また、撥水面の近傍に親水面があると、撥水部に侵入した液体は一般的に親水部に移動しやすい。したがって、毛細管力による液体の吸い上げをより抑制するために、側面全面に撥水処理を施しておくことが好ましい。   In general, when a part of the head module side surface near the nozzle surface is subjected to water repellency, the liquid that has entered the gap is sucked up by capillary force, and the liquid accumulates in the hydrophilic part of the side of the head module that has not been subjected to water repellency. End up. If there is a hydrophilic surface in the vicinity of the water repellent surface, the liquid that has entered the water repellent portion generally tends to move to the hydrophilic portion. Therefore, in order to further suppress the liquid suction due to the capillary force, it is preferable to perform water repellent treatment on the entire side surface.

本発明の他の態様に係る液体吐出ヘッドは、液体は、水を主溶媒とする水系インクであることが好ましい。   In the liquid discharge head according to another aspect of the present invention, the liquid is preferably water-based ink containing water as a main solvent.

水を主溶媒とする水系インクは、表面張力が高く、毛細管現象が生じ易い。本発明は、表面張力が高い水系インクを用いるときに特に有効である。   A water-based ink containing water as a main solvent has a high surface tension and is prone to capillary action. The present invention is particularly effective when an aqueous ink having a high surface tension is used.

本発明の他の態様に係る液体吐出ヘッドは、ヘッドモジュールが水平面に対して傾いて設置される液体吐出ヘッドであって、側面の撥水膜は、傾きで下側になる方が厚く、傾きで上側になるに従って膜厚が段階的又は連続的に薄く形成されていることが好ましい。   A liquid discharge head according to another aspect of the present invention is a liquid discharge head in which a head module is installed to be inclined with respect to a horizontal plane, and the water-repellent film on the side surface is thicker on the lower side with an inclination. It is preferable that the film thickness is thinned stepwise or continuously toward the upper side.

ヘッドモジュールは傾けて使用されるケースが多く、この場合傾き下側のノズル面に液体は付着滞留しやすい。それに伴い、ワイプによるメンテナンス実施時等にヘッドモジュール間隙間に入り込む液体量も、傾き下側の側面側が相対的に多くなる。よって、傾き下側の撥水膜が相対的に高い化学的耐久性が必要となる。したがって、傾きで下側になる方が傾きで上側になる方よりも膜厚が段階的又は連続的に厚く形成されていることで、化学的耐久性をより向上させることができる。   In many cases, the head module is used while being tilted. In this case, the liquid tends to adhere and stay on the nozzle surface on the lower side of the tilt. Accordingly, the amount of liquid that enters the gap between the head modules when performing maintenance by wiping or the like also relatively increases on the side surface on the lower side of the inclination. Therefore, a relatively high chemical durability is required for the water-repellent film on the lower side of the inclination. Therefore, the chemical durability can be further improved by forming the film thickness stepwise or continuously thicker on the lower side of the inclination than on the upper side of the inclination.

本発明の他の態様に係る液体吐出ヘッドは、撥水膜の表面粗さRaは、10nm以下であることが好ましい。   In the liquid discharge head according to another aspect of the present invention, the surface roughness Ra of the water repellent film is preferably 10 nm or less.

本発明の他の態様に係る液体吐出ヘッドによれば、撥水膜の表面粗さRaが10nm以下であるので、撥水性の良好な膜を形成することができる。また、撥水膜の表面粗さRaを上記範囲とすることにより、例えば、霧状の液体などが、ヘッドモジュール間の隙間に入り込んだとしても、表面粗さが低いので、動的撥水性(滑落性)を向上させることができるので、撥水膜上の液体を流れ易くすることができる。したがって、ヘッドモジュール間に液体が入り込むことを防止することができる。   According to the liquid ejection head according to another aspect of the present invention, since the surface roughness Ra of the water repellent film is 10 nm or less, a film having good water repellency can be formed. Further, by setting the surface roughness Ra of the water-repellent film within the above range, for example, even when mist-like liquid enters the gap between the head modules, the surface roughness is low, so that the dynamic water-repellent ( (Sliding property) can be improved, so that the liquid on the water-repellent film can easily flow. Therefore, liquid can be prevented from entering between the head modules.

本発明は前記目的を達成するために、本発明の態様に係る液体吐出ヘッドを備える画像形成装置を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention provides an image forming apparatus including a liquid ejection head according to an aspect of the present invention.

本発明の画像形成装置によれば、ヘッドモジュール間の隙間への液体の入り込みを防止するとともに、ノズル面側近傍の側面の撥水膜の化学的耐久性を向上し、ヘッドモジュール交換時にヘッドモジュール側面の撥水膜に支障が生じることのない画像形成装置を提供することができる。   According to the image forming apparatus of the present invention, the liquid is prevented from entering the gap between the head modules, and the chemical durability of the water-repellent film on the side surface in the vicinity of the nozzle surface side is improved. It is possible to provide an image forming apparatus in which the side water-repellent film is not hindered.

本発明は前記目的を達成するために、液体を吐出する複数のノズルが配置されたノズル面を有するヘッドモジュールを複数連続して繋ぎ合わせた液体吐出ヘッドの製造方法であって、隣り合うヘッドモジュールと隙間を介して対向するヘッドモジュールの側面に、ノズル面側の膜厚が厚く、ノズル面側から離れるに従って膜厚が段階的又は連続的に薄く撥水材料を塗布する工程と、撥水材料を乾燥し撥水膜を形成する工程と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法を提供する。   In order to achieve the above object, the present invention is a method of manufacturing a liquid ejection head in which a plurality of head modules having nozzle surfaces on which a plurality of nozzles for ejecting liquid are arranged are continuously connected, and adjacent head modules And a step of applying a water-repellent material to the side surface of the head module facing through a gap with a thick film on the nozzle surface side and gradually decreasing in thickness as the distance from the nozzle surface side increases. And a step of forming a water-repellent film to provide a method for manufacturing a liquid discharge head.

本発明によれば、隣り合うヘッドモジュールと隙間を介して対向するヘッドモジュールの側面に、撥水膜を有し、側面の撥水膜は、ノズル面側の膜厚が厚く、ノズル面側から離れるに従って膜厚を段階的又は連続的に薄く形成されている液体吐出ヘッドを製造することができる。したがって、本発明によれば、ヘッドモジュール間の隙間への液体の入り込みを防止するとともに、ノズル面側近傍の側面の撥水膜の化学的耐久性を向上し、ヘッドモジュール交換時にヘッドモジュール側面の撥水膜に支障が生じることのない液体吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。   According to the present invention, the water repellent film is provided on the side surface of the head module facing the adjacent head module through a gap, and the water repellent film on the side surface is thick on the nozzle surface side, from the nozzle surface side. A liquid discharge head having a thin film thickness that is stepwise or continuously formed with increasing distance can be manufactured. Therefore, according to the present invention, the liquid can be prevented from entering the gaps between the head modules, and the chemical durability of the water-repellent film on the side surface near the nozzle surface side is improved. It is possible to provide a method of manufacturing a liquid discharge head that does not cause a problem in the water repellent film.

本発明の他の態様に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、塗布する工程において、ノズル面側から離れるに従って膜厚を段階的に薄く撥水材料を塗布するときは、ディスペンサーの塗布回数を段階的に変化させて撥水材料を塗布することが好ましい。   In the method of manufacturing a liquid discharge head according to another aspect of the present invention, in the step of applying, when the water repellent material is applied in a stepwise manner as the distance from the nozzle surface decreases, the number of times the dispenser is applied stepwise. It is preferable to apply the water repellent material while changing to the above.

ディスペンサーの塗布回数を段階的に変化させて撥水材料を塗布することで、ノズル面側から離れるに従って膜厚を段階的に薄く撥水材料を塗布することができる。したがって、本発明によれば、ヘッドモジュール間の隙間への液体の入り込みを防止するとともに、ノズル面側近傍の側面の撥水膜の化学的耐久性を向上し、ヘッドモジュール交換時にヘッドモジュール側面の撥水膜に支障が生じることのない液体吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。   By applying the water repellent material by changing the number of times of application of the dispenser stepwise, the water repellent material can be applied in a stepwise manner with decreasing film thickness as the distance from the nozzle surface side increases. Therefore, according to the present invention, the liquid can be prevented from entering the gaps between the head modules, and the chemical durability of the water-repellent film on the side surface near the nozzle surface side is improved. It is possible to provide a method of manufacturing a liquid discharge head that does not cause a problem in the water repellent film.

本発明の他の態様に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、塗布する工程において、ノズル面側から離れるに従って膜厚を連続的に薄く撥水材料を塗布するときは、ディスペンサーの塗布速度を徐々に変化させて撥水材料を塗布することが好ましい。   In the method of manufacturing a liquid discharge head according to another aspect of the present invention, in the step of applying, when applying a water-repellent material with a film thickness that is continuously reduced as the distance from the nozzle surface increases, the application speed of the dispenser is gradually increased. It is preferable to apply the water repellent material in a changed manner.

ディスペンサーの塗布速度を徐々に変化させて撥水材料を塗布することで、ノズル面側から離れるに従って膜厚を連続的に薄く撥水材料を塗布することができる。したがって、本発明によれば、ヘッドモジュール間の隙間への液体の入り込みを防止するとともに、ノズル面側近傍の側面の撥水膜の化学的耐久性を向上し、ヘッドモジュール交換時にヘッドモジュール側面の撥水膜に支障が生じることのない液体吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。   By applying the water-repellent material while gradually changing the application rate of the dispenser, the water-repellent material can be applied continuously with a thinner film thickness as the distance from the nozzle surface side increases. Therefore, according to the present invention, the liquid can be prevented from entering the gaps between the head modules, and the chemical durability of the water-repellent film on the side surface near the nozzle surface side is improved. It is possible to provide a method of manufacturing a liquid discharge head that does not cause a problem in the water repellent film.

本発明の液体吐出ヘッド、画像形成装置、液体吐出ヘッドの製造方法によれば、ヘッドモジュール間の隙間への液体の入り込みを防止するとともに、ノズル面側近傍の側面の撥水膜の化学的耐久性を向上し、ヘッドモジュール交換時にヘッドモジュール側面の撥水膜に支障が生じることのない液体吐出ヘッド、画像形成装置、液体吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。   According to the liquid ejection head, the image forming apparatus, and the liquid ejection head manufacturing method of the present invention, the liquid is prevented from entering the gap between the head modules, and the chemical durability of the water-repellent film on the side surface near the nozzle surface side is prevented. It is possible to provide a liquid discharge head, an image forming apparatus, and a method of manufacturing the liquid discharge head that improve the performance and do not cause a problem with the water-repellent film on the side surface of the head module when the head module is replaced.

インクジェット記録装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an ink jet recording apparatus. インクジェットヘッドの斜視図である。It is a perspective view of an inkjet head. 図2に示すインクジェットヘッドの構成例を示す平面図である。It is a top view which shows the structural example of the inkjet head shown in FIG. 図3の一部拡大図である。FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. 3. 図3に示すヘッドモジュールの平面透視図である。FIG. 4 is a plan perspective view of the head module shown in FIG. 3. 本発明に係るヘッドモジュールの断面図である。It is sectional drawing of the head module which concerns on this invention. 本発明に係るヘッドモジュール側面の斜視図である。It is a perspective view of the side of a head module concerning the present invention. 本発明に係るヘッドモジュールの断面図である。It is sectional drawing of the head module which concerns on this invention. ヘッドモジュールの側面図である。It is a side view of a head module.

以下、添付図面に従って本発明に係る液体吐出ヘッドおよび液体吐出ヘッドの製造方法の好ましい実施の形態について説明する。なお、以下では、液体吐出ヘッドの一例として、インクジェットヘッドについて説明する。また、このインクジェットヘッドを有するインクジェット記録装置について説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a liquid discharge head and a method of manufacturing a liquid discharge head according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, an ink jet head will be described as an example of the liquid discharge head. An ink jet recording apparatus having this ink jet head will be described.

≪インクジェット記録装置の全体構成≫
まず、インクジェット記録装置の全体構成について説明する。図1は、インクジェット記録装置の全体構成を示した構成図である。
<< Overall configuration of inkjet recording apparatus >>
First, the overall configuration of the ink jet recording apparatus will be described. FIG. 1 is a configuration diagram showing the overall configuration of the ink jet recording apparatus.

このインクジェット記録装置10は、描画部16の圧胴(描画ドラム70)に保持された記録媒体24(便宜上「用紙」と呼ぶ場合がある。)にインクジェットヘッド72M、72K、72C、72Yから複数色のインクを打滴して所望のカラー画像を形成する圧胴直描方式のインクジェット記録装置であり、インクの打滴前に記録媒体24上に処理液(ここでは凝集処理液)を付与し、処理液とインク液を反応させて記録媒体24上に画像形成を行なう2液反応(凝集)方式が適用されたオンデマンドタイプの画像形成装置である。   The inkjet recording apparatus 10 includes a plurality of colors from inkjet heads 72M, 72K, 72C, and 72Y on a recording medium 24 (sometimes referred to as “paper” for convenience) held on an impression cylinder (drawing drum 70) of the drawing unit 16. Is an impression cylinder direct drawing type ink jet recording apparatus that forms a desired color image by applying ink droplets of the ink. A treatment liquid (here, an aggregating treatment liquid) is applied onto the recording medium 24 before ink droplet ejection, This is an on-demand type image forming apparatus to which a two-liquid reaction (aggregation) method for forming an image on a recording medium 24 by reacting a treatment liquid and an ink liquid is applied.

図示のように、インクジェット記録装置10は、主として、給紙部12、処理液付与部14、描画部16、乾燥部18、定着部20、および排出部22を備えて構成される。   As shown in the figure, the ink jet recording apparatus 10 mainly includes a paper feed unit 12, a treatment liquid application unit 14, a drawing unit 16, a drying unit 18, a fixing unit 20, and a discharge unit 22.

(給紙部)
給紙部12は、記録媒体24を処理液付与部14に供給する機構であり、当該給紙部12には、枚葉紙である記録媒体24が積層されている。給紙部12には、給紙トレイ50が設けられ、この給紙トレイ50から記録媒体24が一枚ずつ処理液付与部14に給紙される。
(Paper Feeder)
The paper supply unit 12 is a mechanism that supplies the recording medium 24 to the treatment liquid application unit 14, and a recording medium 24 that is a sheet is stacked on the paper supply unit 12. The paper feed unit 12 is provided with a paper feed tray 50, and the recording medium 24 is fed from the paper feed tray 50 to the processing liquid application unit 14 one by one.

本例のインクジェット記録装置10では、記録媒体24として、紙種や大きさ(用紙サイズ)の異なる複数種類の記録媒体24を使用することができる。給紙部12において各種の記録媒体をそれぞれ区別して集積する複数の用紙トレイ(不図示)を備え、これら複数の用紙トレイの中から給紙トレイ50に送る用紙を自動で切り換える態様も可能であるし、必要に応じてオペレータが用紙トレイを選択し、若しくは交換する態様も可能である。なお、本例では、記録媒体24として、枚葉紙(カット紙)を用いるが、連続用紙(ロール紙)から必要なサイズに切断して給紙する構成も可能である。   In the inkjet recording apparatus 10 of this example, a plurality of types of recording media 24 having different paper types and sizes (paper sizes) can be used as the recording medium 24. A mode is also possible in which a plurality of paper trays (not shown) are provided in the paper feed unit 12 to separately collect various recording media and the paper to be sent to the paper feed tray 50 is automatically switched from among the plurality of paper trays. In addition, a mode is also possible in which the operator selects or replaces the paper tray as necessary. In this example, a sheet (cut paper) is used as the recording medium 24, but a configuration in which continuous paper (roll paper) is cut to a required size and fed is also possible.

(処理液付与部)
処理液付与部14は、記録媒体24の記録面に処理液を付与する機構である。処理液は、描画部16で付与されるインク中の色材(本例では顔料)を凝集させる色材凝集剤を含んでおり、この処理液とインクとが接触することによって、インクは色材と溶媒との分離が促進される。
(Processing liquid application part)
The processing liquid application unit 14 is a mechanism that applies the processing liquid to the recording surface of the recording medium 24. The treatment liquid contains a color material aggregating agent that agglomerates the color material (pigment in this example) applied in the ink provided by the drawing unit 16, and the ink comes into contact with the colorant when the treatment liquid comes into contact with the ink. And the solvent are promoted.

図1に示すように、処理液付与部14は、給紙胴52、処理液ドラム54、および処理液塗布装置56を備えている。処理液ドラム54は、記録媒体24を保持し、回転搬送させるドラムである。処理液ドラム54は、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)55を備え、この保持手段55の爪と処理液ドラム54の周面の間に記録媒体24を挟み込むことによって記録媒体24の先端を保持できるようになっている。処理液ドラム54は、その外周面に吸着穴を設けるとともに、吸着穴から吸引を行なう吸引手段を接続してもよい。これにより記録媒体24を処理液ドラム54の周面に密着保持することができる。   As shown in FIG. 1, the treatment liquid application unit 14 includes a paper feed drum 52, a treatment liquid drum 54, and a treatment liquid application device 56. The treatment liquid drum 54 is a drum that holds and rotates and conveys the recording medium 24. The processing liquid drum 54 is provided with a claw-shaped holding means (gripper) 55 on the outer peripheral surface thereof, and the recording medium 24 is sandwiched between the claw of the holding means 55 and the peripheral surface of the processing liquid drum 54 to thereby remove the recording medium 24. The tip can be held. The treatment liquid drum 54 may be provided with suction holes on the outer peripheral surface thereof and connected to suction means for suction from the suction holes. As a result, the recording medium 24 can be held in close contact with the peripheral surface of the treatment liquid drum 54.

処理液ドラム54の外側には、その周面に対向して処理液塗布装置56が設けられる。処理液塗布装置56は、処理液が貯留された処理液容器と、この処理液容器の処理液に一部が浸漬されたアニックスローラと、アニックスローラと処理液ドラム54上の記録媒体24に圧接されて計量後の処理液を記録媒体24に転移するゴムローラとで構成される。この処理液塗布装置56によれば、処理液を計量しながら記録媒体24に塗布することができる。   A processing liquid coating device 56 is provided outside the processing liquid drum 54 so as to face the peripheral surface thereof. The processing liquid coating device 56 includes a processing liquid container in which the processing liquid is stored, an anix roller partially immersed in the processing liquid in the processing liquid container, and the recording medium 24 on the anix roller and the processing liquid drum 54. And a rubber roller that transfers the measured processing liquid to the recording medium 24. According to the processing liquid application device 56, the processing liquid can be applied to the recording medium 24 while being measured.

処理液付与部14で処理液が付与された記録媒体24は、処理液ドラム54から中間搬送部26を介して描画部16の描画ドラム70へ受け渡される。   The recording medium 24 to which the processing liquid is applied by the processing liquid applying unit 14 is transferred from the processing liquid drum 54 to the drawing drum 70 of the drawing unit 16 via the intermediate transport unit 26.

(描画部)
描画部16は、描画ドラム(第2の搬送体)70、用紙抑えローラ74、およびインクジェットヘッド72M,72K,72C,72Yを備えている。描画ドラム70は、処理液ドラム54と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)71を備える。描画ドラム70に固定された記録媒体24は、記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面にインクジェットヘッド72M,72K,72C,72Yからインクが付与される。
(Drawing part)
The drawing unit 16 includes a drawing drum (second transport body) 70, a sheet pressing roller 74, and inkjet heads 72M, 72K, 72C, and 72Y. The drawing drum 70 includes a claw-shaped holding means (gripper) 71 on the outer peripheral surface thereof, like the processing liquid drum 54. The recording medium 24 fixed to the drawing drum 70 is conveyed with the recording surface facing outward, and ink is applied to the recording surface from the inkjet heads 72M, 72K, 72C, 72Y.

インクジェットヘッド72M,72K,72C,72Yはそれぞれ、記録媒体24における画像形成領域の最大幅に対応する長さを有するフルライン型のインクジェット方式の記録ヘッド(インクジェットヘッド)とすることが好ましい。インク吐出面には、画像形成領域の全幅にわたってインク吐出用のノズルが複数配列されたノズル列が形成されている。各インクジェットヘッド72M,72K,72C,72Yは、記録媒体24の搬送方向(描画ドラム70の回転方向)と直交する方向に延在するように設置される。   Each of the inkjet heads 72M, 72K, 72C, and 72Y is preferably a full-line inkjet recording head (inkjet head) having a length corresponding to the maximum width of the image forming area in the recording medium 24. On the ink ejection surface, a nozzle row in which a plurality of nozzles for ink ejection are arranged over the entire width of the image forming area is formed. Each inkjet head 72M, 72K, 72C, 72Y is installed so as to extend in a direction orthogonal to the conveyance direction of the recording medium 24 (the rotation direction of the drawing drum 70).

描画ドラム70上に密着保持された記録媒体24の記録面に向かって各インクジェットヘッド72M,72K,72C,72Yから、対応する色インクの液滴が吐出されることにより、処理液付与部14で予め記録面に付与された処理液にインクが接触し、インク中に分散する色材(顔料)が凝集され、色材凝集体が形成される。これにより、記録媒体24上での色材流れなどが防止され、記録媒体24の記録面に画像が形成される。   The droplets of the corresponding color ink are ejected from the respective ink jet heads 72M, 72K, 72C, 72Y toward the recording surface of the recording medium 24 held tightly on the drawing drum 70. The ink comes into contact with the treatment liquid previously applied to the recording surface, and the color material (pigment) dispersed in the ink is aggregated to form a color material aggregate. Thereby, the color material flow on the recording medium 24 is prevented, and an image is formed on the recording surface of the recording medium 24.

なお、本例では、CMYKの標準色(4色)の構成を例示したが、インク色や色数の組合せについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インク、特別色インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能であり、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。   In this example, the configuration of CMYK standard colors (four colors) is illustrated, but the combination of ink colors and the number of colors is not limited to this embodiment, and light ink, dark ink, and special colors are used as necessary. Ink may be added. For example, it is possible to add an inkjet head that discharges light-colored ink such as light cyan and light magenta, and the arrangement order of the color heads is not particularly limited.

描画部16で画像が形成された記録媒体24は、描画ドラム70から中間搬送部28を介して乾燥部18の乾燥ドラム76へ受け渡される。   The recording medium 24 on which an image is formed by the drawing unit 16 is transferred from the drawing drum 70 to the drying drum 76 of the drying unit 18 via the intermediate conveyance unit 28.

(乾燥部)
乾燥部18は、色材凝集作用により分離された溶媒に含まれる水分を乾燥させる機構であり、図1に示すように、乾燥ドラム76、および溶媒乾燥装置78を備えている。
(Drying part)
The drying unit 18 is a mechanism for drying moisture contained in the solvent separated by the color material aggregation action, and includes a drying drum 76 and a solvent drying device 78 as shown in FIG.

乾燥ドラム76は、処理液ドラム54と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)77を備え、この保持手段77によって記録媒体24の先端を保持できるようになっている。   Similar to the treatment liquid drum 54, the drying drum 76 includes a claw-shaped holding unit (gripper) 77 on the outer peripheral surface thereof, and the holding unit 77 can hold the leading end of the recording medium 24.

溶媒乾燥装置78は、乾燥ドラム76の外周面に対向する位置に配置され、複数のIRヒータ82と、各IRヒータ82の間にそれぞれ配置された温風噴出しノズル80とで構成される。   The solvent drying device 78 is disposed at a position facing the outer peripheral surface of the drying drum 76, and includes a plurality of IR heaters 82 and hot air ejection nozzles 80 disposed between the IR heaters 82.

各温風噴出しノズル80から記録媒体24に向けて吹き付けられる温風の温度と風量、各IRヒータ82の温度を適宜調節することにより、様々な乾燥条件を実現することができる。   Various drying conditions can be realized by appropriately adjusting the temperature and air volume of the hot air blown toward the recording medium 24 from each hot air jet nozzle 80 and the temperature of each IR heater 82.

また、乾燥ドラム76の表面温度は50℃以上に設定されている。記録媒体24の裏面から加熱を行なうことによって乾燥が促進され、定着時における画像破壊を防止することができる。なお、乾燥ドラム76の表面温度の上限については、特に限定されるものではないが、乾燥ドラム76の表面に付着したインクをクリーニングするなどのメンテナンス作業の安全性(高温による火傷防止)の観点から75℃以下(より好ましくは60℃以下)に設定されることが好ましい。   The surface temperature of the drying drum 76 is set to 50 ° C. or higher. Drying is accelerated by heating from the back surface of the recording medium 24, and image destruction during fixing can be prevented. The upper limit of the surface temperature of the drying drum 76 is not particularly limited, but from the viewpoint of safety of maintenance work such as cleaning ink adhering to the surface of the drying drum 76 (preventing burns due to high temperature). It is preferably set to 75 ° C. or lower (more preferably 60 ° C. or lower).

乾燥ドラム76の外周面に、記録媒体24の記録面が外側を向くように(即ち、記録媒体24の記録面が凸側となるように湾曲させた状態で)保持し、回転搬送しながら乾燥することで、記録媒体24のシワや浮きの発生を防止でき、これらに起因する乾燥ムラを確実に防止することができる。   The recording drum 24 is held on the outer peripheral surface of the drying drum 76 so that the recording surface of the recording medium 24 faces outward (that is, in a state where the recording surface of the recording medium 24 is convex), and is dried while being rotated and conveyed By doing so, it is possible to prevent the recording medium 24 from being wrinkled or lifted, and to reliably prevent uneven drying due to these.

乾燥部18で乾燥処理が行なわれた記録媒体24は、乾燥ドラム76から中間搬送部30を介して定着部20の定着ドラム84へ受け渡される。   The recording medium 24 that has been dried by the drying unit 18 is transferred from the drying drum 76 to the fixing drum 84 of the fixing unit 20 via the intermediate conveyance unit 30.

(定着部)
定着部20は、定着ドラム84、ハロゲンヒータ86、定着ローラ88、およびインラインセンサ90で構成される。定着ドラム84は、処理液ドラム54と同様に、その外周面に爪形状の保持手段(グリッパー)85を備え、この保持手段85によって記録媒体24の先端を保持できるようになっている。
(Fixing part)
The fixing unit 20 includes a fixing drum 84, a halogen heater 86, a fixing roller 88, and an inline sensor 90. Like the processing liquid drum 54, the fixing drum 84 includes a claw-shaped holding unit (gripper) 85 on its outer peripheral surface, and the holding unit 85 can hold the leading end of the recording medium 24.

定着ドラム84の回転により、記録媒体24は記録面が外側を向くようにして搬送され、この記録面に対して、ハロゲンヒータ86による予備加熱と、定着ローラ88による定着処理と、インラインセンサ90による検査が行なわれる。   With the rotation of the fixing drum 84, the recording medium 24 is conveyed with the recording surface facing outward. The recording surface is preheated by the halogen heater 86, fixed by the fixing roller 88, and by the inline sensor 90. Inspection is performed.

ハロゲンヒータ86は、所定の温度(例えば、180℃)に制御される。これにより、記録媒体24の予備加熱が行なわれる。   The halogen heater 86 is controlled to a predetermined temperature (for example, 180 ° C.). Thereby, the recording medium 24 is preheated.

定着ローラ88は、乾燥させたインクを加熱加圧することによってインク中の自己分散性熱可塑性樹脂微粒子を溶着し、インクを皮膜化させるためのローラ部材であり、記録媒体24を加熱加圧するように構成される。具体的には、定着ローラ88は、定着ドラム84に対して圧接するように配置されており、定着ドラム84との間でニップローラを構成するようになっている。これにより、記録媒体24は、定着ローラ88と定着ドラム84との間に挟まれ、所定のニップ圧(例えば、0.15MPa)でニップされ、定着処理が行なわれる。   The fixing roller 88 is a roller member for heating and pressurizing the dried ink to weld the self-dispersing thermoplastic resin fine particles in the ink to form a film of the ink. The fixing roller 88 is configured to heat and press the recording medium 24. Composed. Specifically, the fixing roller 88 is disposed so as to be in pressure contact with the fixing drum 84, and constitutes a nip roller with the fixing drum 84. As a result, the recording medium 24 is sandwiched between the fixing roller 88 and the fixing drum 84 and nipped at a predetermined nip pressure (for example, 0.15 MPa), and a fixing process is performed.

また、定着ローラ88は、熱伝導性の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプを組み込んだ加熱ローラによって構成され、所定の温度(たとえば60〜80℃)に制御される。この加熱ローラで記録媒体24を加熱することによって、インクに含まれる熱可塑性樹脂微粒子のTg温度(ガラス転移点温度)以上の熱エネルギーが付与され、熱可塑性樹脂微粒子が溶融される。これにより、記録媒体24の凹凸に押し込み定着が行なわれるとともに、画像表面の凹凸がレベリングされ、光沢性が得られる。   The fixing roller 88 is configured by a heating roller in which a halogen lamp is incorporated in a metal pipe such as aluminum having good thermal conductivity, and is controlled to a predetermined temperature (for example, 60 to 80 ° C.). By heating the recording medium 24 with this heating roller, thermal energy equal to or higher than the Tg temperature (glass transition temperature) of the thermoplastic resin fine particles contained in the ink is applied, and the thermoplastic resin fine particles are melted. As a result, pressing and fixing are performed on the unevenness of the recording medium 24, and the unevenness of the image surface is leveled to obtain glossiness.

なお、図1の実施形態では、定着ローラ88を1つだけ設けた構成となっているが、画像層厚みや熱可塑性樹脂微粒子のTg特性に応じて、複数段設けた構成でもよい。   In the embodiment of FIG. 1, only one fixing roller 88 is provided. However, a configuration in which a plurality of fixing rollers 88 are provided may be employed depending on the thickness of the image layer and the Tg characteristics of the thermoplastic resin fine particles.

一方、インラインセンサ90は、記録媒体24に定着された画像について、チェックパターンや水分量、表面温度、光沢度などを計測するための計測手段であり、CCDラインセンサなどが適用される。   On the other hand, the in-line sensor 90 is a measuring means for measuring a check pattern, a moisture content, a surface temperature, a glossiness, and the like for an image fixed on the recording medium 24, and a CCD line sensor or the like is applied.

上記の如く構成された定着部20によれば、乾燥部18で形成された薄層の画像層内の熱可塑性樹脂微粒子が定着ローラ88によって加熱加圧されて溶融されるので、記録媒体24に固定定着させることができる。また、定着ドラム84の表面温度を50℃以上に設定することで、定着ドラム84の外周面に保持された記録媒体24を裏面から加熱することによって乾燥が促進され、定着時における画像破壊を防止することができるとともに、画像温度の昇温効果によって画像強度を高めることができる。   According to the fixing unit 20 configured as described above, the thermoplastic resin fine particles in the thin image layer formed by the drying unit 18 are heated and pressurized by the fixing roller 88 and melted. Can be fixed and fixed. Further, by setting the surface temperature of the fixing drum 84 to 50 ° C. or higher, drying is promoted by heating the recording medium 24 held on the outer peripheral surface of the fixing drum 84 from the back surface, thereby preventing image destruction during fixing. In addition, the image intensity can be increased by the effect of increasing the image temperature.

また、インク中にUV硬化性モノマーを含有させた場合は、乾燥部で水分を充分に揮発させた後に、UV照射ランプを備えた定着部で、画像にUVを照射することで、UV硬化性モノマーを硬化重合させ、画像強度を向上させることができる。   In addition, when a UV curable monomer is contained in the ink, after the water is sufficiently volatilized in the drying unit, the image is irradiated with UV at the fixing unit equipped with a UV irradiation lamp. The monomer can be cured and polymerized to improve the image strength.

(排出部)
図1に示すように、定着部20に続いて排出部22が設けられている。排出部22は、排出トレイ92を備えており、この排出トレイ92と定着部20の定着ドラム84との間に、これらに対接するように渡し胴94、搬送ベルト96、張架ローラ98が設けられている。記録媒体24は、渡し胴94により搬送ベルト96に送られ、排出トレイ92に排出される。
(Discharge part)
As shown in FIG. 1, a discharge unit 22 is provided following the fixing unit 20. The discharge unit 22 includes a discharge tray 92, and a transfer drum 94, a conveyance belt 96, and a tension roller 98 are provided between the discharge tray 92 and the fixing drum 84 of the fixing unit 20 so as to be in contact therewith. It has been. The recording medium 24 is sent to the conveying belt 96 by the transfer drum 94 and discharged to the discharge tray 92.

また、図には示されていないが、本例のインクジェット記録装置10には、上記構成の他、各インクジェットヘッド72M,72K,72C,72Yにインクを供給するインク貯蔵/装填部、処理液付与部14に対して処理液を供給する手段を備えるとともに、各インクジェットヘッド72M,72K,72C,72Yのクリーニング(ノズル面のワイピング、パージ、ノズル吸引等)を行なうヘッドメンテナンス部や、用紙搬送路上における記録媒体24の位置を検出する位置検出センサ、装置各部の温度を検出する温度センサなどを備えている。   Although not shown in the drawing, the ink jet recording apparatus 10 of this example has an ink storage / loading unit for supplying ink to each of the ink jet heads 72M, 72K, 72C, and 72Y, and a treatment liquid application, in addition to the above-described configuration. A means for supplying a processing liquid to the unit 14, and a head maintenance unit for cleaning each of the inkjet heads 72M, 72K, 72C, 72Y (wiping, purging, nozzle suction, etc. of the nozzle surface), A position detection sensor for detecting the position of the recording medium 24, a temperature sensor for detecting the temperature of each part of the apparatus, and the like are provided.

〔インクジェットヘッドの構成〕
図2に、インクジェットヘッドの斜視図を示す。図2では、インクジェットヘッド72の下方(斜め下方向)から吐出面を見上げた様子が図示されている。このインクジェットヘッド72は、インクジェット記録装置の描画部に設置されるプリントヘッドであり、複数個のヘッドモジュール72−iを用紙幅方向に並べて繋ぎ合わせて長尺化したフルライン型のバーヘッド(シングルパス印字方式のページワイドヘッド)となっている。ここでは17個のヘッドモジュール72−iを繋ぎ合わせた例を示しているが、モジュールの構成、モジュールの個数及び配列形態については、図示の例に限定されない。符号104は、複数のヘッドモジュール72−iを固定するための枠体となるハウジング(バー状のラインヘッドを構成するためのハウジング)、符号106は、各ヘッドモジュール72−iに接続されたフレキシブル基板である。
[Configuration of inkjet head]
FIG. 2 is a perspective view of the inkjet head. FIG. 2 illustrates a state in which the ejection surface is looked up from below the ink jet head 72 (obliquely downward direction). The ink-jet head 72 is a print head installed in a drawing section of an ink-jet recording apparatus, and is a full-line bar head (single-line head) in which a plurality of head modules 72-i are aligned and connected in the paper width direction. Page wide head with pass printing). Here, an example in which 17 head modules 72-i are connected is shown, but the configuration of the modules, the number of modules, and the arrangement form are not limited to the illustrated examples. Reference numeral 104 denotes a housing (housing for constituting a bar-shaped line head) serving as a frame for fixing a plurality of head modules 72-i, and reference numeral 106 denotes a flexible member connected to each head module 72-i. It is a substrate.

図3は、ヘッド72の構造例を示す平面図であり、ヘッド72をノズル面72A側から見た図である。また、図4は図3の一部拡大図である。   FIG. 3 is a plan view showing a structural example of the head 72, and is a view of the head 72 as seen from the nozzle surface 72A side. FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG.

図3に示すように、ヘッド72はn個のヘッドモジュール72−i(i=1,2,3,…,n)を長手方向(記録媒体24(図1参照)の搬送方向と直交する方向)に沿ってつなぎ合わせた構造を有し、記録媒体の全幅に対応する長さにわたって複数のノズル(図3中不図示)が設けられている。   As shown in FIG. 3, the head 72 has n head modules 72-i (i = 1, 2, 3,..., N) perpendicular to the transport direction of the longitudinal direction (recording medium 24 (see FIG. 1)). ), And a plurality of nozzles (not shown in FIG. 3) are provided over a length corresponding to the entire width of the recording medium.

各ヘッドモジュール72−iは、ヘッド72における短手方向の両側からヘッドモジュール支持部材72Bによって支持されている。また、ヘッド72の長手方向における両端部はヘッド支持部材72Dによって支持されている。   Each head module 72-i is supported by a head module support member 72B from both sides of the head 72 in the short direction. Further, both end portions of the head 72 in the longitudinal direction are supported by a head support member 72D.

図4に示すように、各ヘッドモジュール72−i(n番目のヘッドモジュール72−n)は、複数のノズルがマトリクス状に配列された構造を有している。図4において符号151Aを付して図示した斜めの実線は、複数のノズルが一列に並べられたノズル列を表している。   As shown in FIG. 4, each head module 72-i (n-th head module 72-n) has a structure in which a plurality of nozzles are arranged in a matrix. In FIG. 4, an oblique solid line denoted by reference numeral 151A represents a nozzle row in which a plurality of nozzles are arranged in a row.

図5(a)は、ヘッドモジュール72−iの平面透視図であり、図5(b)はその一部の拡大図である。   Fig.5 (a) is a plane perspective view of the head module 72-i, and FIG.5 (b) is the one part enlarged view.

記録媒体24上に形成されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド72におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッドモジュール72−iは、図5(a)、(b)に示すように、インク吐出口であるノズル151と、各ノズル151に対応する圧力室152等からなる複数のインク室ユニット(記録素子単位としての液滴吐出素子)153を千鳥でマトリクス状に(2次元的に)配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向(記録媒体24の搬送方向と直交する方向;主走査方向)に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔(投影ノズルピッチ)の高密度化を達成している。   In order to increase the dot pitch formed on the recording medium 24, it is necessary to increase the nozzle pitch in the head 72. As shown in FIGS. 5A and 5B, the head module 72-i of this example includes a plurality of ink chamber units each including a nozzle 151 that is an ink discharge port, a pressure chamber 152 corresponding to each nozzle 151, and the like. (Droplet discharge elements as recording element units) 153 has a structure in which the zigzag is arranged in a matrix (two-dimensionally), and thereby, the head longitudinal direction (direction orthogonal to the transport direction of the recording medium 24); High density of the substantial nozzle interval (projection nozzle pitch) projected along the main scanning direction is achieved.

各ノズル151に対応して設けられている圧力室152は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部の一方にノズル151が設けられ、他方に供給口154が設けられている。なお、圧力室152の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形(菱形、長方形など)、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。   The pressure chamber 152 provided corresponding to each nozzle 151 has a substantially square planar shape, the nozzle 151 is provided at one of the diagonal corners, and the supply port 154 is provided at the other. ing. The shape of the pressure chamber 152 is not limited to this example, and the planar shape may have various forms such as a quadrangle (rhombus, rectangle, etc.), a pentagon, a hexagon, other polygons, a circle, and an ellipse.

かかる構造を有するインク室ユニット153を図5(b)に示す如く、主走査方向に沿う行方向および主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向に沿って一定の配列パターンで格子状に多数配列させることにより、本例の高密度ノズルヘッドが実現されている。   As shown in FIG. 5B, the ink chamber units 153 having such a structure are arranged in a fixed manner along a row direction along the main scanning direction and an oblique column direction having a constant angle θ that is not orthogonal to the main scanning direction. By arranging a large number of patterns in a lattice pattern, the high-density nozzle head of this example is realized.

即ち、主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってインク室ユニット153を一定のピッチdで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチPはd×cosθとなり、主走査方向については、各ノズル151が一定のピッチPで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が1インチ当たり2400個(2400ノズル/インチ)におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。   That is, with a structure in which a plurality of ink chamber units 153 are arranged at a constant pitch d along the direction of an angle θ with respect to the main scanning direction, the pitch P of the nozzles projected in the main scanning direction is d × cos θ. Thus, in the main scanning direction, each nozzle 151 can be handled equivalently as a linear arrangement with a constant pitch P. With such a configuration, it is possible to realize a high-density nozzle configuration in which the number of nozzle rows projected so as to be aligned in the main scanning direction is 2400 per inch (2400 nozzles / inch).

<ヘッドモジュール側面の構成>
次にヘッドモジュール側面の構成について説明する。図6は、ヘッドモジュールの断面図であり、図7は側面の斜視図である。
<Configuration of head module side>
Next, the configuration of the side surface of the head module will be described. 6 is a cross-sectional view of the head module, and FIG. 7 is a side perspective view.

図6に示すように、隣り合うヘッドモジュールと対向する側面202は撥水膜204が形成されている。なお、本発明において「撥水膜」とは、水の静的接触角が60°以上の膜のことである。   As shown in FIG. 6, a water repellent film 204 is formed on the side surface 202 facing the adjacent head module. In the present invention, the “water repellent film” is a film having a static contact angle of water of 60 ° or more.

撥水膜の成膜方法は、特に限定されず、撥水材料を塗布、乾燥することで成膜することができる。具体的には、後述する方法で成膜を行うことができる。   The method for forming the water repellent film is not particularly limited, and the film can be formed by applying and drying a water repellent material. Specifically, film formation can be performed by a method described later.

撥水膜の材料としては、フルオロカーボン系の撥水材料を用いることができる。   As a material for the water repellent film, a fluorocarbon water repellent material can be used.

撥水膜の膜厚は、ヘッドモジュール72−i間の距離により決定される。   The film thickness of the water repellent film is determined by the distance between the head modules 72-i.

ヘッドモジュール72−i間の距離が大きくなると、隙間部を補正するようにノズルを配置しなくてはならないため、許容できるヘッドモジュール間距離は、ノズル間距離の2/3以下である。例えば、1200dpiの高密度ヘッドの場合、最低ノズル間距離は、300μmであるため、許容できるモジュール間距離は200μm以下であり、100μm以下とすることが好ましい。   When the distance between the head modules 72-i becomes large, the nozzles must be arranged so as to correct the gap, and therefore the allowable distance between the head modules is 2/3 or less of the distance between the nozzles. For example, in the case of a 1200 dpi high-density head, the minimum inter-nozzle distance is 300 μm, so the allowable inter-module distance is 200 μm or less, and preferably 100 μm or less.

したがって、撥水膜は、100μmより更に薄いことが好ましく、ヘッドモジュールの両側に形成されるため、モジュール間距離の1/2以下である50μm以下とすることが好ましく、1/5以下である20μm以下とすることがさらに好ましい。   Therefore, the water-repellent film is preferably thinner than 100 μm, and is formed on both sides of the head module. Therefore, the water-repellent film is preferably 50 μm or less, which is 1/2 or less of the distance between modules, and 20 μm which is 1/5 or less. More preferably, it is as follows.

そして、ヘッドモジュール72−iの側面202の撥水膜204は、ノズル面72A側の膜厚が厚く、ノズル面72A側から離れるに従って膜厚が段階的又は連続的に薄く形成されている。なお、図6及び図7では、ノズル面72A側の膜厚が厚く、ノズル面72A側から離れるに従って膜厚を連続的に薄く撥水膜204を形成したものを示している。   The water repellent film 204 on the side surface 202 of the head module 72-i has a thick film thickness on the nozzle surface 72A side, and is formed to be thin stepwise or continuously as the distance from the nozzle surface 72A side increases. 6 and 7 show a case where the water repellent film 204 is formed so that the film thickness on the nozzle surface 72A side is thick and the film thickness is continuously reduced as the distance from the nozzle surface 72A side increases.

図6から分かるように、ノズル面72A側の膜厚が厚く、ノズル面72A側から離れるに従って膜厚が段階的又は連続的に薄く撥水膜204が形成されていることで、ヘッドモジュール同士の隙間160はノズル面72A側から段階的又は連続的に広がっている。   As can be seen from FIG. 6, the film thickness on the nozzle surface 72A side is thick and the water repellent film 204 is formed thinly stepwise or continuously as the distance from the nozzle surface 72A side increases. The gap 160 spreads stepwise or continuously from the nozzle surface 72A side.

ヘッドモジュール同士の隙間160はノズル面72A側から段階的又は連続的に広がっていることで、毛細管現象を抑制することができ、ヘッドモジュール同士の隙間に液体が入り込むことを防止することができる。したがって、ヘッドモジュール同士の隙間から液体が垂れ流れたり、隙間に入った液体が乾燥し、固まった固形物がワイプ時などに出てきてノズル詰まりを起こしたりすることを防止することができる。   Since the gap 160 between the head modules spreads stepwise or continuously from the nozzle surface 72A side, the capillary phenomenon can be suppressed, and the liquid can be prevented from entering the gap between the head modules. Accordingly, it is possible to prevent the liquid from dripping from the gap between the head modules, the liquid entering the gap being dried, and solidified solid matter coming out at the time of wiping or the like to cause nozzle clogging.

そして、撥水膜204は、ノズル面72A側の膜厚が厚く形成されているので、ノズル面側近傍のインクやノズル洗浄液に対する化学的耐久性は確保されている。   Since the water repellent film 204 is formed with a large film thickness on the nozzle surface 72A side, chemical durability against the ink and nozzle cleaning liquid in the vicinity of the nozzle surface side is ensured.

また、撥水膜204は、ノズル面側の膜厚が厚く、ノズル面側から離れるに従って膜厚が段階的又は連続的に薄く形成されていることで、ヘッドモジュール交換時には、ヘッドモジュール側面の撥水膜同士が接触することが抑制される。   Further, the water repellent film 204 has a thick film on the nozzle surface side and is formed to be thin stepwise or continuously as the distance from the nozzle surface is increased. It is suppressed that water films contact.

したがって、ヘッドモジュール間の隙間への液体の入り込みを防止するとともに、ノズル面側近傍の側面の撥水膜の化学的耐久性を向上し、ヘッドモジュール交換時にヘッドモジュール側面の撥水膜に支障が生じることのない液体吐出ヘッドを提供することができる。   This prevents liquid from entering the gaps between the head modules, improves the chemical durability of the water-repellent film on the side surface near the nozzle surface, and interferes with the water-repellent film on the side surface of the head module when replacing the head module. A liquid discharge head that does not occur can be provided.

なお、図6及び図7では、図8(a)のように、ノズル面72A側の膜厚が厚く、ノズル面72A側から離れるに従って膜厚を連続的に薄く撥水膜204を形成したものを示したが、図8(b)及び図8(c)のように、ノズル面72A側の膜厚が厚く、ノズル面72A側から離れるに従って膜厚を段階的に薄く撥水膜304(404)を形成したものであっても、ヘッドモジュール間の隙間への液体の入り込みを防止するとともに、ノズル面側近傍の側面の撥水膜の化学的耐久性を向上し、ヘッドモジュール交換時にヘッドモジュール側面の撥水膜に支障が生じることのない液体吐出ヘッドを提供することができる。   6 and 7, as shown in FIG. 8A, the film thickness on the nozzle surface 72 </ b> A side is thick, and the water repellent film 204 is formed to be continuously thinner as the distance from the nozzle surface 72 </ b> A is increased. However, as shown in FIGS. 8B and 8C, the film thickness on the nozzle surface 72A side is thick, and the film thickness is gradually reduced as the distance from the nozzle surface 72A side increases. ) Prevents the liquid from entering the gap between the head modules and improves the chemical durability of the water-repellent film on the side surface near the nozzle surface. It is possible to provide a liquid discharge head in which the side water-repellent film is not hindered.

なお、ここで、図8(b)の撥水膜304は2段階であり、図8(c)の撥水膜404は5段階であるものを示したが、撥水膜は2段階以上でノズル面72A側の膜厚が厚く、 ノズル面72A側から離れるに従って膜厚が段階的に薄く形成されていれば良い。   Here, the water repellent film 304 in FIG. 8B has two stages and the water repellent film 404 in FIG. 8C has five stages, but the water repellent film has two stages or more. The film thickness on the nozzle surface 72A side should be thick, and the film thickness should be gradually reduced as the distance from the nozzle surface 72A side increases.

そして、撥水膜204(304,404)は、ヘッドモジュール側面202の全面に形成されていることが好ましい。   The water repellent film 204 (304, 404) is preferably formed on the entire surface of the head module side surface 202.

一般的に、ヘッドモジュール側面のノズル面近傍側に部分的に撥水処理をすると、隙間に入り込んだ液体は毛細管力により吸い上げられ、撥水処理されていないヘッドモジュール側面の親水部に液体が溜まってしまう。また、撥水面の近傍に親水面があると、撥水部に侵入した液体は一般的に親水部に移動しやすい。したがって、毛細管力による液体の吸い上げをより抑制するために、側面全面に撥水処理を施しておくことが好ましい。   In general, when a part of the head module side surface near the nozzle surface is subjected to water repellency, the liquid that has entered the gap is sucked up by capillary force, and the liquid accumulates in the hydrophilic part of the side of the head module that has not been subjected to water repellency. End up. If there is a hydrophilic surface in the vicinity of the water repellent surface, the liquid that has entered the water repellent portion generally tends to move to the hydrophilic portion. Therefore, in order to further suppress the liquid suction due to the capillary force, it is preferable to perform water repellent treatment on the entire side surface.

また、撥水膜204(304,404)の表面粗さRaは、10nm以下であることが好ましい。   The surface roughness Ra of the water repellent film 204 (304, 404) is preferably 10 nm or less.

撥水膜の表面粗さRaが10nm以下であるので、撥水性の良好な膜を形成することができる。また、撥水膜の表面粗さRaを上記範囲とすることにより、例えば、霧状の液体などが、ヘッドモジュール間の隙間に入り込んだとしても、表面粗さが低いので、動的撥水性(滑落性)を向上させることができるので、撥水膜上の液体を流れ易くすることができる。したがって、ヘッドモジュール間に液体が入り込むことを防止することができる。   Since the surface roughness Ra of the water repellent film is 10 nm or less, a film having good water repellency can be formed. Further, by setting the surface roughness Ra of the water-repellent film within the above range, for example, even when mist-like liquid enters the gap between the head modules, the surface roughness is low, so that the dynamic water-repellent ( (Sliding property) can be improved, so that the liquid on the water-repellent film can easily flow. Therefore, liquid can be prevented from entering between the head modules.

更に、図9においてヘッドモジュールの側面図を示すように、ヘッドモジュール72−iが水平面に対して傾いて設置される場合には、傾きで下側になる方が厚く、傾きで上側になるに従って膜厚が段階的又は連続的に薄く形成されていることが好ましい。   Further, as shown in the side view of the head module in FIG. 9, when the head module 72-i is installed with an inclination with respect to the horizontal plane, the lower side is thicker and the upper side is higher. It is preferable that the film thickness is formed thin stepwise or continuously.

ヘッドモジュール72−iは傾けて使用されるケースが多く、この場合傾き下側のノズル面に液体210は付着滞留しやすい。それに伴い、ワイプによるメンテナンス実施時等にヘッドモジュール間隙間に入り込む液体量も、傾き下側の側面側が相対的に多くなる。よって、傾き下側の撥水膜が相対的に高い化学的耐久性が必要となる。したがって、傾きで下側になる方が厚く、傾きで上側になるに従って膜厚が段階的又は連続的に薄く形成されていることで、化学的耐久性をより向上させることができる。   In many cases, the head module 72-i is used while being tilted. In this case, the liquid 210 tends to adhere and stay on the nozzle surface on the lower side of the tilt. Accordingly, the amount of liquid that enters the gap between the head modules when performing maintenance by wiping or the like also relatively increases on the side surface on the lower side of the inclination. Therefore, a relatively high chemical durability is required for the water-repellent film on the lower side of the inclination. Therefore, the chemical durability can be further improved by forming the thin film stepwise or continuously as the inclination is thicker on the lower side and on the upper side of the inclination.

<撥水膜の成膜方法>
次に撥水膜の成膜方法について説明する。なお、以下に記載の製造方法は一例であり、本発明はこれに限定されない。撥水膜は上述したように、ノズル面72A側の膜厚が厚く、ノズル面72A側から離れるに従って膜厚を段階的又は連続的に薄く形成する。
<Method for forming water-repellent film>
Next, a method for forming a water repellent film will be described. The manufacturing method described below is an example, and the present invention is not limited to this. As described above, the water-repellent film has a large film thickness on the nozzle surface 72A side, and is formed to be thin stepwise or continuously as the distance from the nozzle surface 72A side increases.

ヘッドモジュールとしては、例えば、高密度ノズル、高密度流路構造のノズルプレートがあり、さらに高密度圧電体および駆動用電極配線が形成された基板が隣接して配置されたシリコン基板にエポキシ樹脂材料による流路部材が接着されたヘッド筐体からなるヘッドモジュールを使用する。このヘッドモジュールに、例えば、以下の材料、方法により、側面への撥水処理を行うことができる。   Examples of the head module include a high-density nozzle and a nozzle plate having a high-density flow path structure, and an epoxy resin material on a silicon substrate on which a substrate on which a high-density piezoelectric body and driving electrode wiring are formed is disposed adjacent to the head module. A head module including a head housing to which a flow path member is attached is used. This head module can be subjected to water repellent treatment on the side surfaces by, for example, the following materials and methods.

撥水材料としては、シランカップリング型フルオロカーボン系撥水剤(商品名ダイキン製オプツール、エフトーン、Harves製デュラサーフなど)を用いることができる。本ディスペンサーは、テフロン(登録商標)チューブを外部からローラ押し圧かけることで、液体を順次送り出すことができる。したがって、低粘度の液体を塗布する場合に、液量の制御を容易に行うことができる。   As the water repellent material, a silane coupling type fluorocarbon water repellent (trade name Daikin Optool, F tone, Harves Durasurf, etc.) can be used. This dispenser can sequentially feed out liquids by applying pressure to the Teflon (registered trademark) tube from outside with a roller. Therefore, when applying a low-viscosity liquid, the liquid amount can be easily controlled.

本ディスペンサーで塗布する際は、チューブ先端をヘッドモジュール側面に近接配置し、液滴面の先端部が常にヘッドモジュール側面に接触させながら、チューブを移動させていく。これにより、撥水材料を均一に塗布することができる。   When applying with this dispenser, the tube tip is placed close to the side of the head module, and the tube is moved while the tip of the droplet surface is always in contact with the side of the head module. Thereby, the water repellent material can be uniformly applied.

なお、最大膜厚の狙いとしてはモジュール間隙間の12.5%(隣接モジュールとの膜厚合計値でヘッドモジュール間隙間の25%)を最大値と設定した。これ以上膜厚が厚くなるとモジュール交換時に対面するヘッドの側面部と接触してダメージを与える。塗布膜厚は、例えば、ヘッドの隙間仕様を150μmと想定した場合、目標塗布膜厚はMax20μm以下と設定する。   As a target for the maximum film thickness, 12.5% between module gaps (25% between head module gaps as a total film thickness with adjacent modules) was set as the maximum value. If the film thickness becomes thicker than this, it will be damaged by coming into contact with the side surface of the head facing when the module is replaced. For example, when the gap specification of the head is assumed to be 150 μm, the target coating thickness is set to Max 20 μm or less.

撥水膜を形成するには、例えば、下記のようにすることができる。   For example, the water repellent film can be formed as follows.

[A.多段膜厚の形成]
塗布する回数を段階的に変化させることで多段膜厚制御を行う。
[A. Formation of multi-stage film thickness]
Multistage film thickness control is performed by changing the number of times of coating stepwise.

例えば、最もノズル面に近い辺は10回塗りを行い、ノズル面から遠い辺になるほど塗布回数を低減して行く。使用する材料により塗布回数は変化するが、ダイキン製オプツールの場合、20回塗りでの膜厚は0.7μm程度である。なお、複数回塗布する場合は、塗布間で乾燥を行うが、室温での乾燥時間は数分程度とする。塗布回数を20、15、10、5回と4水準で徐々にノズル面から遠ざかるほど塗布回数を少なくする。側面を塗布した後に、完全な乾燥固定のために室温大気中放置で24時間放置する。なお、このように撥水膜を形成した場合、放置後に水による静的接触角評価と滑落性評価を行うと、ダイキン製オプツールでは接触角が100°、滑落角が30°であった。   For example, the side closest to the nozzle surface is applied 10 times, and the number of times of application is reduced toward the side farther from the nozzle surface. The number of coatings varies depending on the material used, but in the case of Daikin OPTOOL, the film thickness after 20 coatings is about 0.7 μm. In addition, when apply | coating several times, although drying is performed between application | coating, the drying time at room temperature shall be about several minutes. The number of times of application is decreased as the distance from the nozzle surface is gradually increased at four levels of 20, 15, 10, 5 times. After the side surfaces are applied, they are left in the air at room temperature for 24 hours for complete drying and fixing. In addition, when the water repellent film was formed in this way, when the static contact angle evaluation and the sliding property evaluation with water were performed after standing, the contact angle was 100 ° and the sliding angle was 30 ° in the Daikin optool.

[B.単段膜厚の形成]
多段膜厚の制御と同様に、塗布回数を2水準で制御することで単段膜厚の制御を行う。
[B. Formation of single-stage film thickness]
Similar to the control of the multi-stage film thickness, the single-stage film thickness is controlled by controlling the number of coatings at two levels.

例えば、最もノズル面に近い辺とそこから2ライン目のみ20回積層塗布を行い、それ以降は5回塗布とする。なお、多段膜厚の制御に比べて塗布時間の低減効果がある。   For example, only the side closest to the nozzle surface and the second line from that side are subjected to 20 layers of coating, and thereafter the coating is performed 5 times. Note that there is an effect of reducing the coating time as compared with the control of the multistage film thickness.

[C.傾斜膜厚の形成]
ディスペンサーの塗布速度を徐々に変化することで無段階傾斜膜厚の制御を行う。
[C. Formation of graded film thickness]
The stepless gradient film thickness is controlled by gradually changing the application speed of the dispenser.

例えば、ノズル面に近い辺側はv=0.5mm/secの塗布速度とし、ノズル面から離れるに従い1辺あたりΔv=3mm/sec増加させる。10ライン塗布の場合は、0.5mm/secから徐々に増加して27.5mm/secが最大塗布速度となる。なお、膜厚は、最大部で約0.3μm程度であった。   For example, the side near the nozzle surface has a coating speed of v = 0.5 mm / sec, and increases by Δv = 3 mm / sec per side as the distance from the nozzle surface increases. In the case of 10 line application, the maximum application speed is 27.5 mm / sec, gradually increasing from 0.5 mm / sec. The film thickness was about 0.3 μm at the maximum part.

なお、ヘッドモジュールが斜めに使用されることを想定して、傾き下側且つノズル面側が最も膜厚が厚くなるよう塗布することもできる。この場合は、同一ライン上でも塗布速度を変化させることでライン上の膜厚を傾斜変化させることができる。例えば、傾き下側に相当する側面側で且つノズル面に近い側をv=0.1mm/secから塗布を開始し、徐々に塗布速度を上げて行く。塗布は隣接ラインで逆方向走査となるため、折り返し点で速度変化が逆方向になるように塗布速度のプログラミングを行う。   Assuming that the head module is used obliquely, the coating can be performed so that the film thickness becomes the thickest on the lower side and the nozzle surface side. In this case, the film thickness on the line can be changed by changing the coating speed on the same line. For example, coating is started from v = 0.1 mm / sec on the side surface corresponding to the lower side of the tilt and close to the nozzle surface, and the coating speed is gradually increased. Since the application is scanned in the reverse direction on the adjacent line, the application speed is programmed so that the speed change is in the reverse direction at the turning point.

ヘッドモジュールを連接した簡易ラインヘッドを試作して、水系顔料インクの浸漬による耐久評価試験を行った。モジュールは4個連接してモジュール間の隙間は150μmとなるように調整した。   A simple line head connected with a head module was prototyped, and an endurance evaluation test was conducted by immersion in water-based pigment ink. Four modules were connected, and the gap between the modules was adjusted to 150 μm.

この連接モジュールのノズル面にインクが浸漬するようにして浸漬放置した。なお、インクの温度は60℃とした。そして、インクは一定時間おきに補充し、常にインクがノズル面に浸っている状態を保持した。また、インクを循環して常に一定量がノズル面に浸漬するような方法も試験した。   The ink was immersed in the nozzle surface of the connection module and left to stand. The ink temperature was 60 ° C. The ink was replenished at regular intervals, and the ink was always immersed in the nozzle surface. A method was also tested in which the ink was circulated and a constant amount was always immersed in the nozzle surface.

(サンプル1)
側面に撥水処理がないヘッドモジュールで上記の簡易ラインヘッドを試作した。
(Sample 1)
The above simple line head was prototyped with a head module having no water repellent treatment on the side.

(サンプル2)
側面の撥水膜の厚み制御をしていない、膜厚約0.1μmの単層膜が形成されたヘッドモジュールで上記の簡易ラインヘッドを試作した。
(Sample 2)
The above-mentioned simple line head was prototyped with a head module in which a single-layer film having a film thickness of about 0.1 μm was formed without controlling the thickness of the side water-repellent film.

(サンプル3)
ダイキン製オプツールで上記に記載した[A.多段膜厚の形成]の方法により多段膜が形成されたヘッドモジュールで上記の簡易ラインヘッドを試作した。
(Sample 3)
As described above in the Daikin Optool [A. The above simple line head was prototyped with a head module in which a multi-stage film was formed by the method of “Formation of multi-stage film thickness”.

(サンプル4)
Harves製デュラサーフを用いて膜厚20μm以上の圧膜形成したヘッドモジュールで上記の簡易ラインヘッドを試作した。
(Sample 4)
The above simple line head was prototyped with a head module in which a pressure film having a film thickness of 20 μm or more was formed using Durasurf manufactured by Harves.

[評価及び結果]
まずヘッドモジュールを並べてラインヘッドを試作する時にサンプル1〜3は特に問題なくラインヘッド化を進めることができたが、膜厚の厚いサンプル4は隣接モジュールに近接配置するハンドリング時に隣接モジュールと接触して双方の撥水面にキズもしくは擦れ跡が生じる事態が散発した。接触痕の観察は顕微鏡により行った。接触痕の部分には形状効果でその後インクが入りやすく、膜厚が薄いもしくは撥水膜がないことで加速度的に優先的に周囲の撥水劣化を引き起こす。実用上においてはこのモジュール交換作業はユーザーにて行うことが前提となるため、隣接モジュールに接触しやすいサンプル4の形態は設計仕様上実用性少なく、採用は厳しいと判断した。
[Evaluation and results]
First, when the head modules were arranged side by side and the line head was prototyped, Samples 1 to 3 were able to proceed to the line head without any particular problem. However, the thick sample 4 was in contact with the adjacent module during the handling of the adjacent module. As a result, scratches or rubbing traces occurred on both water-repellent surfaces. The contact mark was observed with a microscope. The contact mark portion is likely to be filled with ink afterwards due to the shape effect, and the thinness of the film or the absence of the water-repellent film causes the surrounding water-repellent deterioration preferentially in an accelerated manner. In practical use, it is assumed that this module replacement operation is performed by the user. Therefore, the form of the sample 4 that easily contacts the adjacent module is less practical in terms of design specifications, and it has been determined that adoption is severe.

インクの浸漬時間に対して隙間へのインクの侵入具合を目視観察したところ、側面撥水処理がないサンプル1では50時間浸漬の時点ですでに隙間へのインクの侵入が確認された。そして、単層膜が形成されたサンプル2の隙間には150時間浸漬の時点で隙間へのインクの侵入が確認された。また、多段膜が形成されたサンプル3は500時間浸漬の時点までインクの侵入が確認されなかった。   When the invasion state of the ink into the gap was visually observed with respect to the immersion time of the ink, in the sample 1 without the side water repellent treatment, the invasion of the ink into the gap was already confirmed at the time of immersion for 50 hours. Then, it was confirmed that the ink entered the gap of Sample 2 where the single-layer film was formed when immersed for 150 hours. Further, in the sample 3 on which the multi-stage film was formed, no invasion of ink was confirmed until the time of immersion for 500 hours.

なお、この試験の際、目視による確認だけでなく、側面に設けられた撥水膜の水による静的接触角(単位 °)を測定している。測定は、ノズル面に近い側の側面とした。測定結果を下記の表に示す。   In this test, not only visual confirmation but also a static contact angle (unit: °) by water of the water repellent film provided on the side surface is measured. The measurement was performed on the side surface close to the nozzle surface. The measurement results are shown in the following table.

上記試験結果により、ノズル面側の膜厚が厚く、ノズル面側から離れるに従って膜厚が段階的に薄く形成されている撥水膜をヘッドモジュールの側面に形成することで、ヘッドモジュール間の隙間への液体の入り込みを防止することができ、ノズル面側近傍の側面の撥水膜の化学的耐久性が向上することができることが分かる。   Based on the above test results, a gap between the head modules is formed by forming a water-repellent film on the side surface of the head module. It can be seen that the liquid can be prevented from entering the surface, and the chemical durability of the water-repellent film on the side surface in the vicinity of the nozzle surface side can be improved.

次にヘッドモジュールが傾いて使用された場合の実施例を記載する。ヘッドモジュールはインクジェットヘッド記録装置内で描画ドラムの接線方向と平行にノズル面が近接するように配置するため、ヘッドモジュールはおのずと傾いて使用される。ヘッドモジュールが傾いた状態で印字動作を行うと、ノズルから吐出したインクは重力作用でノズル面から傾き下側に流れ出し、おのずと傾き下側のヘッドモジュール側面に相対的にインクが接することが確認された。ヘッドモジュールが傾いた状態で印字動作を続けたところ、上記サンプル2と同様な膜厚約0.1μmの単層膜が側面に形成されたヘッドモジュールでは経時で傾き下側の側面から撥水性が劣化していくことが確認された。撥水性の劣化はインクの濡れ方で判断した。環境温度は室温で経時時間として約10ヶ月で撥水性が傾き下側で劣化してインクの濡れ広がりが見受けられ、かつインクが流れにくく付着したままの状態となることが確認された(撥水性が低下するとインクが濡れ広がり、かつ流れにくい)。この結果をふまえ、ヘッドモジュールの側面の傾き下側の部分の膜厚を厚くして上記サンプル3同様な傾斜膜厚処理を施したところ、同様の10ヶ月でも側面撥水性の劣化が生じていないことが確認された。   Next, an embodiment in which the head module is used tilted will be described. Since the head module is arranged in the ink jet head recording apparatus so that the nozzle surfaces are close to each other in parallel with the tangential direction of the drawing drum, the head module is used by being inclined. When printing is performed with the head module tilted, it is confirmed that the ink ejected from the nozzles flows downward from the nozzle surface due to gravity, and the ink is naturally in contact with the side of the head module on the tilted lower side. It was. When the printing operation was continued while the head module was tilted, the head module in which a single layer film having a film thickness of about 0.1 μm was formed on the side surface as in the case of the sample 2 described above. It was confirmed that it deteriorated. The deterioration of water repellency was judged by how the ink got wet. It was confirmed that the environmental temperature was about 10 months at room temperature and the water repellency deteriorated on the lower side of the slope and the ink was wet and spread, and the ink was difficult to flow and remained attached (water repellency). When the ink drops, the ink spreads and hardly flows). Based on this result, the film thickness of the lower part of the side of the side of the head module was increased and the film thickness treatment similar to that of Sample 3 was performed. As a result, the side water repellency was not deteriorated even in the same 10 months. It was confirmed.

傾きは約10°の場合と約25°の場合の2種で検証し、双方の傾き角度で同様の効果が確認された。   The tilt was verified in two cases of about 10 ° and about 25 °, and the same effect was confirmed at both tilt angles.

10…インクジェット記録装置、12…給紙部、14…処理液付与部、16…描画部、18…乾燥部、20…定着部、22…排出部、24…記録媒体、70…描画ドラム、72…インクジェットヘッド、72A…ノズル面、72−i…ヘッドモジュール、160…隙間、202…(ヘッドモジュールの)側面、204,304,404…撥水膜、210…液体   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Inkjet recording device, 12 ... Paper feed part, 14 ... Processing liquid provision part, 16 ... Drawing part, 18 ... Drying part, 20 ... Fixing part, 22 ... Discharge part, 24 ... Recording medium, 70 ... Drawing drum, 72 ... Inkjet head, 72A ... Nozzle surface, 72-i ... head module, 160 ... gap, 202 ... side surface (head module), 204, 304, 404 ... water repellent film, 210 ... liquid

Claims (11)

液体を吐出する複数のノズルが配置されたノズル面を有するヘッドモジュールを複数連続して繋ぎ合わせた液体吐出ヘッドであって、
隣り合うヘッドモジュールと隙間を介して対向するヘッドモジュールの側面には、撥水膜を有し、
前記側面の撥水膜は、前記ノズル面側の膜厚が厚く、前記ノズル面側から離れるに従って膜厚が段階的又は連続的に薄く形成されている液体吐出ヘッド。
A liquid discharge head in which a plurality of head modules each having a nozzle surface on which a plurality of nozzles for discharging liquid are arranged are continuously connected,
On the side of the head module facing the adjacent head module through a gap, a water repellent film is provided,
The water repellent film on the side surface is a liquid discharge head in which the film thickness on the nozzle surface side is thick and the film thickness is gradually or continuously decreased as the distance from the nozzle surface side increases.
前記ヘッドモジュールの隙間は、200μm以下である請求項1に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid ejection head according to claim 1, wherein a gap between the head modules is 200 μm or less. 前記撥水膜の最大膜厚は、20μm以下である請求項1又は2に記載の液体吐出ヘッド。   3. The liquid ejection head according to claim 1, wherein a maximum film thickness of the water repellent film is 20 μm or less. 前記撥水膜は、前記側面の全面に形成されている請求項1から3のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。   4. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the water repellent film is formed on an entire surface of the side surface. 5. 前記液体は、水を主溶媒とする水系インクである請求項1から4のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid discharge head according to claim 1, wherein the liquid is water-based ink having water as a main solvent. 前記ヘッドモジュールが水平面に対して傾いて設置される前記液体吐出ヘッドであって、前記側面の撥水膜は、傾きで下側になる方が厚く、傾きで上側になるに従って膜厚が段階的又は連続的に薄く形成されている請求項1から5のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid ejection head in which the head module is installed to be inclined with respect to a horizontal plane, and the water-repellent film on the side surface is thicker on the lower side with an inclination, and the film thickness is stepwise as it becomes an upper side with an inclination. Or the liquid discharge head of any one of Claim 1 to 5 currently formed thinly. 前記撥水膜の表面粗さRaは、10nm以下である請求項1から6のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッド。   The liquid discharge head according to claim 1, wherein the water-repellent film has a surface roughness Ra of 10 nm or less. 請求項1から7のいずれか1項に記載の液体吐出ヘッドを備える画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the liquid ejection head according to claim 1. 液体を吐出する複数のノズルが配置されたノズル面を有するヘッドモジュールを複数連続して繋ぎ合わせた液体吐出ヘッドの製造方法であって、
隣り合うヘッドモジュールと隙間を介して対向するヘッドモジュールの側面に、前記ノズル面側の膜厚が厚く、前記ノズル面側から離れるに従って膜厚が段階的又は連続的に薄く撥水材料を塗布する工程と、
前記撥水材料を乾燥し撥水膜を形成する工程と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法。
A method of manufacturing a liquid discharge head in which a plurality of head modules having a nozzle surface on which a plurality of nozzles for discharging liquid are arranged are continuously connected,
The water repellent material is applied to the side surface of the head module facing the adjacent head module with a gap, and the film thickness on the nozzle surface side is thick and the film thickness is gradually or continuously reduced as the distance from the nozzle surface side increases. Process,
And a step of drying the water repellent material to form a water repellent film.
前記塗布する工程において、前記ノズル面側から離れるに従って膜厚を段階的に薄く撥水材料を塗布するときは、
ディスペンサーの塗布回数を段階的に変化させて撥水材料を塗布する請求項9に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
In the step of applying, when applying a water repellent material in a stepwise thin film thickness away from the nozzle surface side,
The method of manufacturing a liquid ejection head according to claim 9, wherein the water repellent material is applied by changing the number of times of application of the dispenser stepwise.
前記塗布する工程において、前記ノズル面側から離れるに従って膜厚を連続的に薄く撥水材料を塗布するときは、
ディスペンサーの塗布速度を徐々に変化させて撥水材料を塗布する請求項9に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
In the step of applying, when applying a water repellent material with a thin film thickness as it gets away from the nozzle surface side,
The method for manufacturing a liquid discharge head according to claim 9, wherein the water-repellent material is applied by gradually changing the application speed of the dispenser.
JP2013019439A 2013-02-04 2013-02-04 Liquid discharge head, image forming apparatus, and liquid discharge head manufacturing method Expired - Fee Related JP5893575B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013019439A JP5893575B2 (en) 2013-02-04 2013-02-04 Liquid discharge head, image forming apparatus, and liquid discharge head manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013019439A JP5893575B2 (en) 2013-02-04 2013-02-04 Liquid discharge head, image forming apparatus, and liquid discharge head manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014148143A true JP2014148143A (en) 2014-08-21
JP5893575B2 JP5893575B2 (en) 2016-03-23

Family

ID=51571523

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013019439A Expired - Fee Related JP5893575B2 (en) 2013-02-04 2013-02-04 Liquid discharge head, image forming apparatus, and liquid discharge head manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5893575B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011079272A (en) * 2009-10-09 2011-04-21 Fujifilm Corp Inkjet head comprising a plurality of head modules and method of replacing head modules
JP2012045751A (en) * 2010-08-25 2012-03-08 Seiko Epson Corp Liquid ejecting apparatus
JP2012066205A (en) * 2010-09-24 2012-04-05 Seiren Co Ltd Ink-jet recording device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011079272A (en) * 2009-10-09 2011-04-21 Fujifilm Corp Inkjet head comprising a plurality of head modules and method of replacing head modules
JP2012045751A (en) * 2010-08-25 2012-03-08 Seiko Epson Corp Liquid ejecting apparatus
JP2012066205A (en) * 2010-09-24 2012-04-05 Seiren Co Ltd Ink-jet recording device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5893575B2 (en) 2016-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5620726B2 (en) Liquid discharge head and ink jet recording apparatus
JP5177869B2 (en) Inkjet recording device
US8282188B2 (en) Inkjet head cleaning apparatus, image recording apparatus and inkjet head cleaning method
JP5177868B2 (en) Ink jet recording apparatus and droplet ejection detection method
JP6625484B2 (en) Nozzle surface wiping device, liquid ejection device, and head cleaning method
JP5356463B2 (en) Nozzle surface cleaning device and droplet discharge device
JP2009241316A (en) Liquid droplet delivering device
US8262195B2 (en) Recording head cleaning apparatus, image recording apparatus and recording head cleaning method
JP5952669B2 (en) Liquid ejection device and liquid ejection head moisturizing device
US9481176B2 (en) Image printing apparatus
US8960849B2 (en) Method for analyzing positional deviation of head modules, recording medium, and method for adjusting inkjet head
JP2013049246A (en) Inkjet head, system and method for cleaning inkjet head
JP2013173264A (en) Wiping unit for liquid droplet ejection head
JP6112990B2 (en) Liquid discharge head maintenance method, liquid discharge head
JP5893575B2 (en) Liquid discharge head, image forming apparatus, and liquid discharge head manufacturing method
JP2010082492A (en) Treatment liquid applicator and image forming device
JP5280887B2 (en) Head cleaning apparatus, image recording apparatus, and head cleaning method
JP5936512B2 (en) Liquid discharge head and image recording apparatus
JP5832407B2 (en) Method for manufacturing liquid discharge head
JP5911779B2 (en) Image recording apparatus and control method thereof
JP2013169651A (en) Inkjet head cleaning system and maintenance method of inkjet head
JP5885300B2 (en) Droplet discharge head and nozzle surface maintenance system
US20120229581A1 (en) Image forming method and image forming device
JP2016155288A (en) Image surface recovery roller and manufacturing method of the same, roller set and image surface recovery method
JP2010221566A (en) Head cleaning device, image recorder, and head cleaning method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150409

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160219

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160224

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160224

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5893575

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees