JP3134474B2 - インクジェット記録ヘッドの表面処理方法 - Google Patents

インクジェット記録ヘッドの表面処理方法

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JP3134474B2 JP8636692A JP8636692A JP3134474B2 JP 3134474 B2 JP3134474 B2 JP 3134474B2 JP 8636692 A JP8636692 A JP 8636692A JP 8636692 A JP8636692 A JP 8636692A JP 3134474 B2 JP3134474 B2 JP 3134474B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録ヘ
ッドのインク吐出口面の表面処理方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】インクジェット記録法は、インク吐出口
より記録液体の液滴を飛翔させ、それを紙などの被記録
部材に付着させて記録を行なうものである。このような
インクジェット記録法に用いられる記録ヘッドのインク
吐出口面の表面物性は、記録液体であるインクの吐出安
定性に多大の影響を与える。すなわち、インク吐出口周
辺に記録インクの飛散や流出等により、インク溜まりが
生じると、インク吐出口面の表面状態が不均一になり、
記録インクが吐出口から噴射される際に、その吐出方向
の変化が生じ、また、インク滴の飛翔速度や粒径にばら
つき等が発生して、記録品位の低下をもたらすことが知
られている。さらに、インク吐出口周辺部の全面が記録
インクで覆われると、記録ヘッドがインク滴吐出不能に
陥ることもある。
【0003】これらの問題点を解決する方法として、イ
ンク吐出口の周辺部に表面処理剤の皮膜を形成して、イ
ンク吐出口の周辺部に記録インクを付着しにくいように
することが行なわれている。表面処理剤による皮膜は、
インクジェットヘッドを表面処理剤中に浸漬するか、あ
るいは、表面処理剤をスプレー塗布または蒸着、スパッ
タリング等の方法により形成することが知られている。
【0004】しかしながら、上述した従来の方法では、
表面処理剤がインク吐出口内のインク流路内壁に回り込
んでしまうことがあった。回り込みの量が大きいときに
は、インク吐出口を塞いでしまうこともあった。表面処
理剤が撥インク性である場合に、インク吐出口のインク
流路内壁に表面処理剤の回り込みが発生すると、インク
流路内壁がインクに対し撥液性になり、インクメニスカ
スの後退が生じる。その結果、飛翔効率の低下、噴射周
波数の低下等を誘発してしまうという問題がある。
【0005】表面処理剤の回り込みを防止するために、
特開昭63−122560号公報に記載されているよう
に、ノズル内部に液体または固体を充填して表面処理を
行ない、処理後に充填した液体や固体を除去する方法も
提案されているが、充填工程と除去工程を必要とし、工
数がかかるという問題がある。しかも、充填物がノズル
内に残留し、インク飛翔に悪影響を及ぼす場合がある。
さらに、表面処理方法として、インクジェットヘッドを
表面処理剤中に浸漬する方法を用いた場合、ヘッドを処
理液に浸漬して引き上げたときに、インク吐出口面に処
理液が不均一に残留し、乾燥時にムラを発生させ、処理
膜にクラックが発生したり、インクの飛翔特性にバラツ
キが生じる原因となる場合がある。
【0006】また、特開昭60−183161号公報
や、特開昭63−122557号公報に記載されている
ように、吐出口から気体を噴射させておいて、表面処理
を行なう方法も提案されている。この方法では、液体ま
たは固体を充填した場合に比べ、除去工程を必要とせ
ず、ノズル内に充填物の残留がないという利点がある。
しかし、表面処理方法として、インクジェットヘッドを
表面処理剤中に浸漬する方法を用いた場合に、処理液の
ムラが生じやすいという問題点は、依然として解決され
ていない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点に鑑みてなされたもので、微小なインク吐出口を有
するインク吐出口面に、均一な表面処理膜が形成できる
方法を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、複数
のインク吐出口が開口されたインク吐出口面に処理剤を
塗布するインクジェット記録ヘッドの表面処理方法にお
いて、前記インク吐出口より気体を噴出させるとともに
前記インク吐出口面を処理剤に浸漬し、前記インク吐出
口面を前記処理剤の液面と角度をもって離脱させ、か
つ、前記角度を前記インク吐出口面に余分な処理液が残
留しないような角度とし、前記インク吐出口面を前記処
理剤より引き上げた後、前記気体の噴出を止めることを
特徴とするものであり、請求項2の発明は、請求項1に
記載のインクジェット記録ヘッドの表面処理方法におい
て、前記インク吐出口に連通するインク供給口より所定
の気体を供給することにより前記インク吐出口より当該
気体を噴出させることを特徴とするものである。
【0009】
【作用】本発明によれば、表面処理に際して吐出口に連
通するインク供給口より気体を供給することにより吐出
口より気体を噴射させ、処理液に浸漬し、ついで、吐出
口面を処理剤液面と角度をもって引き上げる。この角度
は、インク吐出口面に余分な処理液が残留しないような
角度とする。吐出口より気体を噴射させることにより、
当該処理液が吐出口内に侵入することがなく、また、イ
ンク吐出口面を処理剤液面と角度をもたせて引き上げる
ことにより、処理剤自体の表面張力と重力によって、イ
ンク吐出口面に付着した余分の処理剤をかきおとすよう
にすることができ、インク吐出口面に表面処理膜を均一
に形成することができる。インク吐出口面を処理剤より
引き上げた後、気体の噴出を止める。
【0010】
【実施例】図2は、本発明に用いられるインクジェット
記録ヘッドの概略の断面図である。図中、1はインクジ
ェット記録ヘッド、2はヘッドチップ、3はヒーター基
板、4はチャンネル基板、5はヒートシンク、6はイン
クマニホルド、7はインク供給管、8はインク供給口、
9はインク吐出口である。インクジェット記録ヘッド1
は、ヒートシンク5と、このヒートシンク5の上面前部
に配置されたヘッドチップ2、および、このヘッドチッ
プ2の上面に開口するインク供給口8が形成された側面
を覆うように配置されたインクマニホルド6とを備えて
いる。ヘッドチップ2、インクマニホルド6は、それら
の前端面が同一平面上に形成されている。インクマニホ
ルド6は、インク供給管7を有し、インクジェットプリ
ンタとして組み込まれた場合に、図示しないインクタン
クに接続される。ヒートシンク5、ヘッドチップ2は、
ヒーター基板3とチャンネル基板4から構成されてお
り、チャンネル基板に形成されたインク供給口8は、イ
ンク吐出口9に連通している。
【0011】図3は、図2のインクジェット記録ヘッド
におけるヘッドチップ2の概略の断面図である。図中、
3はヒーター基板、4はチャンネル基板、8はインク供
給口、9はインク吐出口、10はヒーター、11はピッ
ト層、12はピット、13はインク流路である。なお、
ヒーター10に通電するための電極や保護層等の図示は
省略した。この実施例では、解像度400DPIに対応
するピッチ(63.5μm)で、128個のノズルが配
列されたインクジェット記録ヘッドを作成した。
【0012】このインクジェット記録ヘッド1に表面処
理を行なう方法について説明する。図1は、第1の実施
例におけるインクジェット記録ヘッド1を処理剤に浸漬
し、引き上げる状態の説明図である。14は処理液であ
り、インクジェット記録ヘッド1を適当な手段により把
持して、インクマニホルド6にインク供給管7から処理
液に対して不活性な気体を供給させながら、処理液14
に浸漬する。供給する気体は、処理液に対して不活性で
あり、インク流路内に残留物をもたらさないものを選択
する。処理液に所定時間浸漬した後、処理液から引き上
げる。この実施例では、処理液に浸漬する際と、処理液
から引き上げる際に、処理液面とインク吐出口面と角度
を持たせたことにより、インクジェット記録ヘッド1の
インク吐出口周辺部に付着した余分な処理液が、処理液
自身の表面張力と重力によって除去され、インク吐出口
面に余分な処理液が残留しない。そのため、処理膜がむ
らなく均一にインク吐出口面に形成される。
【0013】なお、この実施例では、処理液に浸漬する
際と、処理液から引き上げる際の処理液面とインク吐出
口面と角度をほぼ45゜としたが、これに限られるもの
ではない。浸漬中における角度は、この角度に維持して
もよく、あるいは、他の角度に変えてもよく、角度が変
動するように揺動させるようにしてもよい。また、処理
液に浸漬する際と、処理液から引き上げる際の角度が同
一である必要もない。
【0014】図1の第1の実施例の具体例について図
2,図3を参照しながら説明する。インクジェット記録
ヘッド1のインク供給管7より、圧力[0.5kg/c
2 ]、流量1[l/min]で窒素ガスを導入し、イ
ンクマニホルド6からインク供給口8およびインク流路
5を経て、インク吐出口9よりその窒素ガスを排出さ
せ、このインクジェット記録ヘッドを、図に示すように
処理液面に対して45°の角度となるように保持した。
この窒素ガスをインク吐出口9より排出させているイン
クジェット記録ヘッド1を、シリコーン樹脂(東レ・ダ
ウ・コーニング株式会社製:商品名SR2411)の1
%トルエン溶液中に20秒間浸漬し、処理液より引き上
げ、自然乾燥後、窒素ガスの排出を止めた。ついで、こ
のインク吐出口面に形成された処理膜を120℃で1時
間の加熱を行ない、硬化・焼成を行なったところ、イン
ク吐出口内への処理剤の侵入がなく、さらに、インク吐
出口面にムラのない均一な表面処理膜を得ることができ
た。
【0015】このインクジェット記録ヘッドに、水60
wt%、ジエチレングリコール38wt%、染料2wt
%で構成されている水性インクを用いて噴射テストを行
なった。この水性インクの粘度は3[cp]、表面張力
は40[dyne/cm]である。インク噴射テストの
結果は、良好なインク吐出応答がなされ、また、飛翔イ
ンクの方向性も良好であった。
【0016】図4は、第2の実施例の説明図である。図
中、図1と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略
する。15は回転中心の位置である。この実施例では、
インクジェット記録ヘッド1を適当なアームで把持し、
アームを回転中心15で回転させるようにした。インク
ジェット記録ヘッド1は、処理液14から引き上げられ
る際に、斜めに引き上げられ、処理液面と角度を持つこ
とになり、上述した作用が達成できる。
【0017】具体例としては、第1の実施例と同様に、
インクジェット記録ヘッドのインク供給管7より、圧力
0.5[kg/cm2 ]、流量1[l/min]の窒素
ガスを導入し、マニホルド6から図3に示すインク供給
口8およびインク流路13を経てインク吐出口9よりそ
の窒素ガスを排出させた。このインクジェット記録ヘッ
ド1を、フッ素シリコーン樹脂(旭硝子株式会社製)の
1%の2−メチル−2−プロパノール溶液を処理液とし
て、その中に20秒間浸漬し、回転駆動モーター(図示
せず)により処理液中より引き上げ、自然乾燥後、窒素
ガスの排出を止めた。ついで、このインク吐出口面に形
成された処理膜を120℃で1時間の加熱を行ない、硬
化・焼成を行なったところ、インク吐出口内への処理剤
侵入がなく、さらに、インク吐出口面にムラのない均一
な表面処理膜が得られた。
【0018】このインクジェット記録ヘッドに、第1の
実施例で説明したものと同じ水性インクを使用し、イン
ク噴射テストを行なったところ、良好なインク吐出応答
がなされ、また飛翔インクの方向性も良好であった。
【0019】比較例を図5について説明する。図中、図
1と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。
実施例1と同一条件、すなわち、インクジェット記録ヘ
ッド1のインク供給管7より、圧力0.5[kg/cm
2 ]、流量1[l/min]の窒素ガスを導入し、マニ
ホルド6から、図3に示すインク供給口8およびインク
流路13を経てインク吐出口9よりその窒素ガスを排出
させた。このインクジェット記録ヘッドを、シリコーン
樹脂(東レ・ダウ・コーニング株式会社製:商品名SR
2411)の1%トルエン溶液中に20秒間浸漬した
後、処理液より垂直に引き上げたところ、インク吐出口
面に処理液が残留し、自然乾燥後は処理膜にムラが形成
された。窒素ガスの排出を止め、ついで、このインク吐
出口面に形成された処理膜120℃で1時間の加熱を行
ない、焼成を行なったところ、ムラが発生し、約4μm
の厚膜化した部分の処理膜にクラックが発生した。
【0020】このインクジェット記録ヘッドに、第1の
実施例で説明したものと同じ水性インクを使用し、イン
ク噴射テストを行なったところ、クラックの発生した箇
所から処理膜の剥離が起こり、方向性の劣化等、画質の
低下が引き起こされた。
【0021】これらの具体的な試験結果からも分かるよ
うに、本発明によれば、インク吐出口面にムラのない均
一な表面処理膜が得られ、比較例に比して、良好なイン
ク吐出応答がなされ、また飛翔インクの方向性も良好で
あった。
【0022】なお、上述した実施例では、インクジェッ
ト記録ヘッドの引き上げの方向は、ヘッドチップのノズ
ル列に対して、直角な方向であったが、インクジェット
記録ヘッドを90゜回転させた状態、すなわち、ノズル
列の方向に引き上げるようにしてもよく、あるいは、対
角線の方向のように、斜めの方向に引き上げるようにし
てもよい。
【0023】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、表面処理に際して、インク吐出口より気体を
噴射させ、処理液に浸漬し、インク吐出口面を処理剤液
面と角度をもって引き上げるようにしたので、当該処理
液をノズル内に侵入させることなく処理可能になり、さ
らに、インク吐出口面にムラやそれに起因するクラック
等の欠陥のない均一な表面処理膜を形成することが可能
となるという効果がある。また、インク吐出口に連通す
るインク供給口より気体を供給する場合には、気体供給
を容易に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1の実施例の説明図である。
【図2】 本発明に用いられるインクジェット記録ヘッ
ドの概略の断面図である。
【図3】 図2のインクジェット記録ヘッドにおけるヘ
ッドチップの概略の断面図である。
【図4】 第2の実施例の説明図である。
【図5】 比較例の説明図である。
【符号の説明】
1 インクジェット記録ヘッド、2 ヘッドチップ、3
ヒーター基板、4チャンネル基板、5 ヒートシン
ク、6 インクマニホルド、7 インク供給管、8 イ
ンク供給口、9 インク吐出口、10 ヒーター、11
ピット層、12 ピット、13 インク流路、14
処理液。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 吉彦 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社 海老名事業所内 (56)参考文献 特開 昭62−39252(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/16 B41J 2/135

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のインク吐出口が開口されたインク
    吐出口面に処理剤を塗布するインクジェット記録ヘッド
    の表面処理方法において、前記インク吐出口より気体を
    噴出させるとともに前記インク吐出口面を処理剤に浸漬
    し、前記インク吐出口面を前記処理剤の液面と角度をも
    って離脱させ、かつ、前記角度を前記インク吐出口面に
    余分な処理液が残留しないような角度とし、前記インク
    吐出口面を前記処理剤より引き上げた後、前記気体の噴
    出を止めることを特徴とするインクジェット記録ヘッド
    の表面処理方法。
  2. 【請求項2】 前記インク吐出口に連通するインク供給
    口より所定の気体を供給することにより前記インク吐出
    口より当該気体を噴出させることを特徴とする請求項1
    に記載のインクジェット記録ヘッドの表面処理方法。
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JP4999056B2 (ja) * 2005-09-27 2012-08-15 株式会社リコー インクジェットヘッド用ノズル板、ヘッドおよびこれを用いたインクジェット記録装置、方法、インクジェット記録用インク

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