JP4092772B2

JP4092772B2 - Ink jet recording head and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP4092772B2
Application number: JP11826398A
Authority: JP
Inventors: 健伊藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1998-04-28
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2018-04-28
Also published as: JPH11309856A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に用いる樹脂製インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録ヘッドはインク流路を含むほとんどの部分に樹脂を用いることは、加工組立が容易で製造の低コスト化が出来るという点からガラス、金属に比べて有利である。
【０００３】
しかし、樹脂を用いたインクジェット記録ヘッドに水性インクを用いる場合、通常樹脂表面は撥水性が高いため、樹脂部が水性インクに触れる部分で濡れが悪くなるため、インク充填の際インク流路内に気泡を取り残してしまったり、流路内に発生した気泡に対して排出操作を行っても排出することが困難であり、斜め射出を起こしたりひどいときにはドット抜けを起こす。
【０００４】
そこで、インク流路内の樹脂表面を水性インクの濡れを良くするために特開昭６０−２４９５７号公報では酸処理・プラズマ処理等により樹脂表面に極性基を生成させて親水化処理をすることが提案されている。また、特公平２−５４７８４号公報では染料水溶液をインク流路面と接触させた状態で加湿し、あらかじめ流路面に染料を吸着または浸透させることにより濡れを良くする方法も提案されている。またインクと接する樹脂表面であるインク流路に親水性高分子を表面グラフトすることにより濡れを良くする方法も提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの方法で前述前半の２つの樹脂表面の親水化処理はいずれも一時的なものであり持続性に乏しいため、インクジェット記録ヘッドにインクが充填されていない状態で放置すると、インク流路内の親水化処理の効果が失われる。
【０００６】
後半の１つは表面の極性基を大きくし埋没を防止しているため、親水化処理の効果に持続性は期待できるが、組み立て後にグラフト処理をすると複雑なインク流路すべてを処理することは非常に困難であり、またノズル面の濡れ性に影響を与え出射特性に影響がでることもある。また、組立前にグラフト処理をしても組立時に接着剤等を使用すればその接着剤の撥水性の影響を受けてしまう。
【０００７】
本発明は前記課題を解決するためのものであり、インクジェット記録ヘッドのインク流路内の親水性を恒久的に維持することにより、インク流路内における様々な気泡によるトラブルを未然に防げるとともに組み立ての工程を簡便にすることの出来るインクジェット記録ヘッドおよびその製造方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記構成を採ることにより達成される。
【０００９】
１．インクジェット記録装置に用いるインクジェット記録ヘッドにおいて、駆動部とノズル部材を貼り合わせてなるインクジェット記録ヘッドで貼り合わせ部とインクに接する部分が樹脂からなっていて、官能基を有する樹脂の表面に、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン及びポリビニルアミンから選ばれる少なくとも１つのカチオン性の高い樹脂層、さらにその上に、構造内に酸無水物を含む樹脂、構造内に複数のカルボキシル基を含む樹脂、アクリル系モノマーの重合反応物から選ばれる親水性有機物の層を順次重ねた樹脂で構成されることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
２．前記親水性有機物が構造内に酸無水物を含む樹脂であることを特徴とする１記載のインクジェット記録ヘッド。
３．前記親水性有機物が構造内に複数のカルボキシル基を含む樹脂であることを特徴とする１記載のインクジェット記録ヘッド。
４．前記親水性有機物がアクリル系モノマーの重合反応物であることを特徴とする１記載のインクジェット記録ヘッド。
５．前記官能基は、−ＣＯＯＨ、−ＯＨ、−ＯＯＨから選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする１乃至４の何れか１記載のインクジェット記録ヘッド。
６．インクジェット記録装置に用いるインクジェット記録ヘッドの製造方法において、駆動部とノズル部材を貼り合わせてなるインクジェット記録ヘッドで貼り合わせ部とインクに接する部分が樹脂からなっていて、官能基を有する該樹脂の表面にポリエチレンイミン、ポリアリルアミン及びポリビニルアミンから選ばれる少なくとも１つのカチオン性の高い樹脂を反応させて付け、さらにその上に、構造内に酸無水物を含む樹脂、構造内に複数のカルボキシル基を含む樹脂、アクリル系モノマーから選ばれる親水性有機物を反応させて造ることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
７．前記親水性有機物を反応させて後、アルカリ金属を含む液に漬け、純水で洗浄することを特徴とする６記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
８．前記親水性有機物が構造内に酸無水物を含む樹脂であることを特徴とする６または７記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
９．前記親水性有機物が構造内に複数のカルボキシル基を含む樹脂であることを特徴とする６または７記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
１０．前記親水性有機物がアクリル系モノマーであることを特徴とする６または７記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
１１．前記官能基は、−ＣＯＯＨ、−ＯＨ、−ＯＯＨから選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする６乃至１０の何れか１記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
１２．前記カチオン性の高い樹脂を反応させる前に、プラズマ、オゾン、及びコロナ放電から選ばれる少なくとも１つの表面処理により前記樹脂からなっているインクに接する部分の表面を処理することにより前記官能基を生成させることを特徴とする６乃至１１の何れか１記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
【００１７】
この樹脂の表面処理は本インクジェット記録ヘッドの主たる構成要素の部材を組み立てる前に行っても良いし、処理できる範囲で組み立ててから行っても良い。
【００１８】
本発明のインクジェット記録ヘッドのインク射出原理は、図１の模式図に示す如く、駆動部分１の変位により加圧されたインク２がノズルプレート３のノズル４より射出されてインク滴５を形成するものである。尚、本発明のインクジェットヘッドはインク流路、インク流路にインクを供給するインク導入路、インク流路に対応した位置にノズルを有するノズルプレートを有し、その駆動部分は圧電性セラミック基体上に電極膜及び樹脂皮膜をこの順に設けたものである。
【００１９】
以下、本発明について更に述べる。
【００２０】
本発明において、インクジェット記録ヘッドの材料としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリサルホン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリメチルメタアクリレート、ポリイミド、ポリアリレート、フッ素系ポリマー、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリパラキシリレン、クロロプレンゴム、ＳＢＲ、ＢＲ、ＮＢＲ、ウレタンゴム、シリコーンゴム等があげられる。
【００２１】
本発明において、これらの樹脂には、ヘッドの材料自体が上記の樹脂の場合、他の材質の材料の上に上記のごとき樹脂をコーティングしたもの、あるいは樹脂を含む構成部材からなるもの即ち構成部材の一部に上記のごとき疎水性樹脂が用いられているもので、その部分もインクに接するならいずれも含まれる。
【００２２】
これら樹脂の表面は、該ヘッドのインクと接する面の少なくとも一部が、カチオン性の高い樹脂を反応させる前に、プラズマ、オゾン、コロナ放電等の処理により活性化することが望ましい。
【００２３】
その代表的なものとしてプラズマ処理によるものは、例えば次の処理を具体例として挙げることができる。
【００２４】
（処理条件）
装置：平行平板型反応装置
原料ガス：酸素
ガス流量：５０ｓｃｃｍ
圧力：１０Ｐａ
放電方法：高周波（１３．５６ＭＨｚ、出力２００Ｗ）
処理時間：２分間
他に有効なプラズマ処理として、マイクロ波を用いた方法等が挙げられ、採用するガスも酸素に限らず、窒素、アルゴン、炭酸ガス、アンモニアや他のガス又は酸素と不活性ガスの混合ガス等が挙げられる。
【００２５】
本発明におけるカチオン性の高い樹脂とは水に溶解するとプラスに荷電するもので、特にこれに限定されるものではないが、例えばポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン等が挙げられる。分子量としてはＭｎで１００以上が好ましく、更に好ましくはＭｎで１０００〜１００，０００である。
【００２６】
カチオン性の高い樹脂はプラズマ処理、オゾン処理、コロナ放電処理等を行ったインクジェット記録ヘッドの樹脂部の表面に存在する官能基（−ＣＯＯＨ、−ＯＨ、−ＯＯＨなど）と反応して樹脂表面に固定される。
【００２７】
カチオン性の高い樹脂を反応させるには、代表的にはポリエチレンイミン、ポリアリルアミンの水溶液を塗布・乾燥し、４０℃以上に加熱処理する。もしくは４０℃以上にした上記水溶液に浸漬した後、純水で洗浄することにより行うことが出来る。この場合水溶液の濃度は、０．０１〜５％程度のものが良く用いられる。
【００２８】
次に親水性有機物とは、酸無水物を含む樹脂、カルボキシル基を含む樹脂もしくはカルボキシル基を含むアクリル系モノマーより合成される樹脂である。酸無水物を含む樹脂としては、メチルビニルエーテル／無水マレイン酸交互共重合体等の無水マレイン酸を含む共重合体、カルボキシル基を含む樹脂としてはポリアクリル酸、ポリメタクリル酸等、アクリル酸、メタクリル酸等のカルボキシル基を含むモノマーと他のアクリル酸系モノマーの共重合体、アクリル系モノマーとしてはアクリル酸、メタアクリル酸等が挙げられるがこれに限定されるものではない。共重合体に関しては、共重合比が（酸無水物を含む構成単位）：（その他の構成単位）もしくは（カルボキシル基を含む構成単位）：（その他の構成単位）が、１：９９〜１００：０が好ましく、更に好ましくは１０：９０〜１００：０である。
【００２９】
親水性有機物の分子量としてはＭｎで１０００〜１０，０００，０００であり、更に好ましくは１０，０００〜１，０００，０００である。
【００３０】
親水性有機物としてアクリル酸系モノマー重合体を用いる場合は、カチオン性の高い樹脂をＭｎ１０，０００以上にするのが好ましい。親水性有機物はその中に含む酸無水物やカルボキシル基、もしくはアクリル系モノマーの活性二重結合と、インクジェット記録ヘッドの樹脂部表面に存在するカチオン性の高い樹脂とが反応して樹脂表面に固定される。
【００３１】
親水性有機物を反応させるには、例えばメチルビニルエーテル−無水マレイン酸交互共重合体、カルボキシビニルポリマー、メタクリル酸の水溶液を塗布・乾燥し、４０℃以上に加熱処理する。もしくは４０℃以上にした上記水溶液に浸漬した後、純水で洗浄することにより行うことが出来る。
【００３２】
樹脂に親水性有機物を反応させた後は、アルカリ金属を含む液で洗浄し乾燥させると親水化処理がより確かなものとなり、その効果が長持ちするので好ましい。この時アルカリ金属を含む液は、アルカリ性であることがより好ましい。
【００３３】
インクジェット記録ヘッドにおいて、駆動部とノズル部材を貼り合わせる接着に際しては、その接着部は、十分洗浄の後、水分を十分に与えてから、圧着するのが好ましい。
【００３４】
また、樹脂表面にグラフト重合させて、親水性を得る場合においては、その記録ヘッドを形成する前述のごとき樹脂の上に、代表的にはアクリル酸、メタアクリル酸、アクリルアミド、メタクリル酸２−ヒドロキシエチル（ＨＥＭＡ）、メタクリル酸２−ヒドロキシプロピル（ＨＰＭＡ）等のモノマーをグラフトさせることもできる。
【００３５】
樹脂表面がグラフトされて親水性になっているかどうかは、液適法等で水接触角を測定して確認することが出来る。
【００３６】
本発明のインクジェット記録ヘッドに適用できるインクとして好ましくは、着色剤として色素染料、分散染料又は分散顔料を３〜２０重量％；多くの場合アニオン系、ノニオン系又はカチオン系の界面活性剤を０．０５〜５重量％（分散系の場合、分散助剤を着色剤に対して２０〜１２０重量％）；保湿剤として尿素又はアミン類を０．０１〜５重量％；溶媒として多価アルコール又はそれらのエーテル誘導体を５〜７０重量％含有する水系のものである。これらのうち界面活性剤としてアニオン系又はノニオン系のものを用い、溶媒として多価アルコール又はそれらのエーテル誘導体を用いることが、本発明のインクジェット記録ヘッドの射出性能を補完するのに有利である。
【００３７】
着色剤としては、特に限定無く公知のものを用いることが出来る。
【００３８】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明の態様はこれに限定されない。
【００３９】
実施例１
インク流路と貼り合わせ面のポリマー修飾処理は以下のように行った。
【００４０】
ポリマー修飾処理したくない部分にマスキングテープを貼って保護した駆動部とノズル穴の空いたノズルプレートにプラズマ処理（２００Ｗ、５ｍｉｎ）を行い、ポリエチレンイミン（商品名：エポミンＰ−１０００日本触媒社製、以下同じ）１％水溶液を塗布・乾燥する。６０℃で５時間ベークした後１００℃の０．１Ｎ塩酸水溶液で洗浄し、純水で十分すすいだあと乾燥させた。
【００４１】
続いてメチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体（商品名：ＧＡＮＴＲＥＺＡＮ−１６９ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｐｅｃｉａｌｉｔｙＰｒｏｄｕｃｔｓＩｎｃ．，製、以下同じ）０．５％水溶液を塗布・乾燥した。６０℃で８時間ベークした後１００℃の純水で洗浄し乾燥させた。水接触角を液適法で測定し、部材の表面にポリマーが修飾され親水性が付与されたことを確認した。
【００４２】
その後、部材の貼付面を純水で濡らしポリマー修飾した表面に水分を含ませた状態で部材を合わせて圧力をかけながら乾燥させた。
【００４３】
実施例２
ポリマー修飾処理したくない部分にマスキングテープを貼って保護した駆動部とノズル穴の空いたノズルプレートにプラズマ処理（２００Ｗ、５ｍｉｎ）行い、ポリアリルアミン（商品名：ＰＡＡ−Ｈ日東紡績社製、以下同じ）１％水溶液を塗布・乾燥させた。６０℃で５時間ベークした後１００℃の０．１Ｎ塩酸水溶液で洗浄し、純水で十分すすいだあと乾燥させた。
【００４４】
続いてメチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体０．５％水溶液を塗布・乾燥した。６０℃で８時間ベークした後１００℃の純水で洗浄し乾燥させた。水接触角を液適法で測定し、部材の表面にポリマーが修飾され親水性が付与されたことを確認した。
【００４５】
その後、部材の貼付面を純水で濡らしポリマー修飾した表面に水分を含ませた状態で部材を合わせて圧力をかけながら乾燥させた。
【００４６】
実施例３
ポリマー修飾処理したくない部分にマスキングテープを貼って保護した駆動部とノズル穴の空いたノズルプレートにプラズマ処理（２００Ｗ、５ｍｉｎ）行い、８０℃のポリエチレンイミン１％水溶液に３０ｍｉｎ漬けた。
【００４７】
取り出し純水で十分すすぎ洗浄をした後、６０℃のメチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体０．５％水溶液に３０ｍｉｎ漬けた。
【００４８】
取り出し純水で十分すすぎ洗浄をし乾燥した後、水接触角を液適法で測定し、部材の表面にポリマーが修飾され親水性が付与されたことを確認した。その後、部材の貼付面を純水で濡らしポリマー修飾した表面に水分を含ませた状態で部材を合わせて圧力をかけながら乾燥させた。
【００４９】
実施例４
ポリマー修飾処理したくない部分にマスキングテープを貼って保護した駆動部とノズル穴の空いたノズルプレートにプラズマ処理（２００Ｗ、５ｍｉｎ）行い、８０℃のポリアリルアミン１％水溶液に３０ｍｉｎ漬けた。
【００５０】
取り出しすすぎ洗浄後、６０℃のメチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体０．５％水溶液に３０ｍｉｎ漬けた。取り出し純水で十分すすぎ洗浄をし乾燥した後、水接触角を液適法で測定し、部材の表面にポリマーが修飾され親水性が付与されたことを確認した。
【００５１】
その後、部材の貼付面を純水で濡らしポリマー修飾した表面に水分を含ませた状態で部材を合わせて圧力をかけながら乾燥させた。
【００５２】
実施例５
ポリマー修飾処理したくない部分にマスキングテープを貼って保護した駆動部とノズル穴の空いたノズルプレートにプラズマ処理（２００Ｗ、５ｍｉｎ）行い、８０℃のポリエチレンイミン１％水溶液に３０ｍｉｎ漬けた。
【００５３】
取り出し純水で十分すすぎ洗浄をした後、６０℃のカルボキシビニルポリマー（和光純薬社製、以下同じ）０．５％水溶液に３０ｍｉｎ漬けた。取り出し純水で十分すすぎ洗浄をし乾燥した後、水接触角を液適法で測定し、部材の表面にポリマーが修飾され親水性が付与されたことを確認した。
【００５４】
その後、部材の貼付面を純水で濡らしポリマー修飾した表面に水分を含ませた状態で部材を合わせて圧力をかけながら乾燥させた。
【００５５】
実施例６
ポリマー修飾処理したくない部分にマスキングテープを貼って保護した駆動部とノズル穴の空いたノズルプレートにプラズマ処理（２００Ｗ、５ｍｉｎ）行い、８０℃のポリエチレンイミン１％水溶液に３０ｍｉｎ漬けた。
【００５６】
取り出し純水で十分すすぎ洗浄をした後、６０℃のメタクリル酸１０％水溶液に３０ｍｉｎ漬けた。取り出し純水で十分すすぎ洗浄をし乾燥した後、水接触角を液適法で測定し、部材の表面にポリマーが修飾され親水性が付与されたことを確認した。その後、部材の貼付面を純水で濡らしポリマー修飾した表面に水分を含ませた状態で部材を合わせて圧力をかけながら乾燥させた。
【００５７】
実施例７〜１２
実施例１〜６それぞれに部材を合わせて乾燥したあと０．１ＮＮａＯＨ水溶液に２ｍｉｎ漬け、十分純水で洗浄し乾燥させた。
【００５８】
実施例１３・１４
実施例３・４それぞれに親水性有機物を反応させ洗浄したあとに、０．１ＮＮａＯＨ水溶液に２ｍｉｎ漬け、十分純水で洗浄し乾燥させた。部材の貼付面を純水で濡らしポリマー修飾した表面に水分を含ませた状態で部材を合わせて圧力をかけながら乾燥させた。
【００５９】
比較例１
ポリマー修飾処理したくない部分にマスキングテープを貼って保護した駆動部とノズル穴の空いたノズルプレートにプラズマ処理（２００Ｗ、５ｍｉｎ）を行い、ポリエチレンイミン１％水溶液を塗布・乾燥した。６０℃で５時間ベークした後１００℃の０．１Ｎ塩酸水溶液で洗浄し、純水で十分すすぎ乾燥した。
【００６０】
部材の貼付面を純水で濡らしポリマー修飾した表面に水分を含ませた状態で部材を合わせて圧力をかけながら乾燥させた。
【００６１】
比較例２
ポリマー修飾処理したくない部分にマスキングテープを貼って保護した駆動部とノズル穴の空いたノズルプレートにプラズマ処理（２００Ｗ、５ｍｉｎ）を行い、ポリアリルアミン１％水溶液を塗布・乾燥した。続いて６０℃で５時間ベークした後１００℃の０．１Ｎ塩酸水溶液で洗浄し、純水で十分すすぎ乾燥した。
【００６２】
部材の貼付面を純水で濡らしポリマー修飾した表面に水分を含ませた状態で部材を合わせて圧力をかけながら乾燥させた。
【００６３】
比較例３
ポリマー修飾処理したくない部分にマスキングテープを貼って保護した駆動部とノズル穴の空いたノズルプレートにプラズマ処理（２００Ｗ、５ｍｉｎ）を行い、６０℃のメチルビニルエーテル−無水マレイン酸共重合体０．５％水溶液に３０ｍｉｎ漬ける。部材を十分純水で洗浄し乾燥した。
【００６４】
部材の貼付面を純水で濡らし表面に水分を含ませた状態で部材を合わせて圧力をかけながら乾燥させた。
【００６５】
比較例４
ポリマー修飾処理したくない部分にマスキングテープを貼って保護した駆動部とノズル穴の空いたノズルプレートにプラズマ処理（２００Ｗ、５ｍｉｎ）を行い、８０℃のポリエチレンイミン１％水溶液に３０ｍｉｎ漬けた。
【００６６】
取り出し純水で十分すすぎ洗浄をした後、６０℃のアクリルアミド１０％水溶液に３０ｍｉｎ漬けた。次に部材を十分純水で洗浄し乾燥した。
【００６７】
部材の貼付面を純水で濡らしポリマー修飾した表面に水分を含ませた状態で部材を合わせて圧力をかけながら乾燥させた。
【００６８】
比較例５
プラズマ処理したくない部分にマスキングテープを貼って保護した駆動部とノズル穴の空いたノズルプレートにプラズマ処理（２００Ｗ、５ｍｉｎ）を行った。
【００６９】
部材の貼付面を純水で濡らし表面に水分を含ませた状態で部材を合わせて圧力をかけながら乾燥させた。
【００７０】
実施例、比較例ともに実装し記録ヘッドにインクタンクからインクを入れ出射可能になるまでに消費するインクの量で評価した。またノズルの接着力を見るために貼り付けたノズルプレートを引き剥がすのに要した力（ノズルプレート付着力）を評価した。
【００７１】
ノズルプレートの評価は以下の方法で行った。
【００７２】

ノズルプレートを貼り付けたヘッドを、プルテスター上の台の上に固定する。ノズルプレートの片方の端部をはがし、持ち上げ荷重センサーと直結した「はさみ」ではさみこむ。荷重センサーユニットを持ち上げ、ノズルプレートをはがし、その時にかかる荷重を測定する。その時の値をノズルプレートの幅で割り単位幅（１ｍｍ）当たりの値に直し評価値とした。
【００７３】
【表１】

【００７４】
表１を見れば明らかなごとく、本発明内の実施例１〜１４のものは、本発明外の比較例１〜５に比して、正常に射出可能になるまでの消費インク量が少ない場合が多い。更に特記すべきは１ヶ月間保管後の特性であり、この場合は例外なく、本発明内のものは、保存前と特性がほとんど変わらないのに比べ、本発明外のものは、保存前に特性が良いものは特性が大きく劣化していることがわかる。
【００７５】
付着力は、本発明内のものは例外なく５０ｇ／ｍｍ以上を示し、実用化可能範囲内であるが、本発明外のものは５０ｇ／ｍｍ以下のものが多く、この点でも問題がある。消費インク量と付着力を総合して特性の良いものは、本発明外の比較例１〜５にはないことがわかる。
【００７６】
特に、処理後０．１ＮのＮａＯＨ水溶液に漬け、純水で洗浄した実施例１３、１４は消費インク量特性が優れていることがわかる。
【００７７】
参考例１〜７
インク流路と貼り合わせ面のグラフト処理は以下のように行った。
【００７８】
モノマーもしくはモノマー溶液を容器に満たし十分真空脱気し溶存酸素を取り除く。グラフト処理したくない部分にマスキングテープを貼って保護した駆動部とノズル穴の開いたノズルプレートにプラズマ処理（２００Ｗ、５ｍｉｎ）を行い、耐真空容器に入れ真空脱気する。真空脱気して溶存酸素を取り除いたモノマーもしくはモノマー溶液をこの容器に部材が浸るぐらいまで入れる。この容器を真空封緘し使用モノマー、反応方法によってそれぞれ適した温度の恒温下で適した時間グラフト重合反応を進行させた。
【００７９】
駆動部とノズルプレートを十分洗浄後、水接触角を液適法で測定し、駆動部の表面および貼り付け面とノズルプレートの表面および貼付面にグラフト重合され親水性が付与されたことを確認した。その後、貼付面を純水で濡らしグラフトした表面に水分を含ませた状態で駆動部とノズルプレートを合わせて圧力をかけながら乾燥させる。その後実装しヘッドにインクタンクからインクを入れ射出可能になるまでに消費するインク量および１ヶ月間常温常圧の空気中に保管してあったヘッドにインクタンクからインクを入れ射出可能になるまでに消費するインクの量で評価した。又、貼り付けたノズルプレートを引き剥がすのに要した力(ノズルプレート付着力)を前記と同一の方法で評価した。
【００８０】
【表２】

【００８１】
表２を見ると明らかなごとく、いずれも消費インク量、付着力ともに、充分な実用性ある特性を持っていることがわかる。
【００８２】
比較として以下の３種の記録ヘッドを作製し評価を行った。
【００８３】
比較例６
実施例１で用いた駆動部とノズルプレートをエポキシ系接着剤（商品名：エポテック３５３ＮＤ、以下同じ）で貼り合わせた。
【００８４】
比較例７
プラズマ処理したくない部分にマスキングテープを貼って保護した駆動部とノズル穴の開いたノズルプレートにプラズマ処理（２００Ｗ、５ｍｉｎ）行った。駆動部にエポキシ系接着剤を塗りノズルプレートを合わせて圧力をかけて密着し接着させる。
【００８５】
比較例８
駆動部とノズルプレートをエポキシ系接着剤で張り合わせた後、プラズマ処理したくない部分にマスキングテープを貼りプラズマで親水化処理した。
【００８６】
【表３】

【００８７】
表３の結果をみると、接着剤を用いたものは付着力が充分でも消費インク量に問題があり、グラフト重合層のないものは１ヶ月保管後の消費インク量及び付着力に問題が出るため、いずれも実用性に乏しいことがわかる。
【００８８】
【発明の効果】
本発明により、インクジェット記録ヘッドのインク流路内の親水性を恒久的に維持することにより、インク流路内における様々な気泡によるトラブルを未然に防げるとともに組み立ての工程を簡便にすることの出来るインクジェット記録ヘッドおよびその製造方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェットヘッドのインク射出原理の模式図。
【符号の説明】
１駆動部分
２インク
３ノズルプレート
４ノズル
５インク滴[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin-made ink jet recording head used in an ink jet recording apparatus and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Ink jet recording heads are advantageous over glass and metal in that resin is used in almost all parts including the ink flow path because processing and assembly are easy and manufacturing costs can be reduced.
[0003]
However, when water-based ink is used for an ink jet recording head using a resin, the resin surface is usually highly water-repellent, so that the resin part becomes poorly wetted when it comes into contact with the water-based ink. If bubbles are left behind, or if bubbles are generated in the flow path, it is difficult to discharge them, causing oblique injection or missing dots when severe.
[0004]
Therefore, in order to improve the wettability of the water-based ink on the resin surface in the ink flow path, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-24957 performs a hydrophilic treatment by generating polar groups on the resin surface by acid treatment or plasma treatment. Has been proposed. Japanese Examined Patent Publication No. 2-54784 proposes a method in which wetness is improved by humidifying a dye aqueous solution in contact with the ink channel surface and adsorbing or penetrating the dye to the channel surface in advance. In addition, a method has been proposed in which wetting is improved by surface grafting a hydrophilic polymer on an ink flow path which is a resin surface in contact with ink.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in these methods, the hydrophilic treatments of the two resin surfaces in the first half are both temporary and poor in sustainability. Therefore, if the ink jet recording head is left unfilled, the ink flow path The effect of the hydrophilic treatment inside is lost.
[0006]
In the latter half, the surface polar groups are enlarged to prevent burial, so the effect of the hydrophilization treatment can be expected to be sustained. It is very difficult, and it affects the wettability of the nozzle surface and may affect the emission characteristics. Even if grafting is performed before assembly, if an adhesive or the like is used during assembly, the adhesive is affected by the water repellency of the adhesive.
[0007]
The present invention is for solving the above-mentioned problems, and by permanently maintaining the hydrophilicity in the ink flow path of the ink jet recording head, troubles caused by various bubbles in the ink flow path can be prevented and assembled. An object of the present invention is to provide an ink jet recording head capable of simplifying the above process and a method for producing the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The object of the present invention is achieved by adopting the following configuration.
[0009]
1. In the ink jet recording head used in the ink jet recording apparatus, the bonding portion and the portion in contact with the ink jet recording head formed by bonding a driving unit and a nozzle member consist resin, the tree fat surface that having a functional group , At least one highly cationic resin layer selected from polyethyleneimine, polyallylamine and polyvinylamine , a resin containing an acid anhydride in the structure, a resin containing a plurality of carboxyl groups in the structure, an acrylic type an ink jet recording head according to claim Rukoto consists of successively superimposed resin layers of hydrophilic organic materials selected from the polymerization reaction of a monomer.
2. 2. The ink jet recording head according to 1, wherein the hydrophilic organic substance is a resin containing an acid anhydride in the structure.
3. 2. The ink jet recording head according to 1, wherein the hydrophilic organic substance is a resin containing a plurality of carboxyl groups in the structure.
4). 2. The ink jet recording head according to 1, wherein the hydrophilic organic substance is a polymerization reaction product of an acrylic monomer.
5. The inkjet recording head according to any one of 1 to 4, wherein the functional group is at least one selected from -COOH, -OH, and -OOH.
6). In a method of manufacturing an ink jet recording head for use in an ink jet recording apparatus, a surface of the resin having a functional group, wherein a portion of the ink jet recording head in which a drive unit and a nozzle member are bonded is in contact with the bonding portion and the ink. At least one highly cationic resin selected from polyethyleneimine, polyallylamine and polyvinylamine is allowed to react with the resin, and further , a resin containing an acid anhydride in the structure and a plurality of carboxyl groups in the structure A method for producing an ink jet recording head, comprising producing by reacting a hydrophilic organic material selected from a resin and an acrylic monomer .
7). 7. The method of manufacturing an ink jet recording head according to 6, wherein the hydrophilic organic substance is reacted, then immersed in a liquid containing an alkali metal and washed with pure water.
8). 8. The method of manufacturing an ink jet recording head according to claim 6, wherein the hydrophilic organic material is a resin containing an acid anhydride in the structure.
9. 8. The method for producing an ink jet recording head according to 6 or 7, wherein the hydrophilic organic substance is a resin containing a plurality of carboxyl groups in the structure.
10. 8. The method of manufacturing an ink jet recording head according to 6 or 7, wherein the hydrophilic organic substance is an acrylic monomer.
11. 11. The method of manufacturing an ink jet recording head according to any one of 6 to 10, wherein the functional group is at least one selected from —COOH, —OH, and —OOH.
12 Before reacting the highly cationic resin, the functional group is generated by treating the surface of the portion made of the resin with at least one surface treatment selected from plasma, ozone, and corona discharge. Any one of 6 thru | or 11 characterized by making it the manufacturing method of the inkjet recording head characterized by the above-mentioned.
[0017]
The surface treatment of the resin may be performed before assembling the main constituent members of the ink jet recording head, or may be performed after assembling within a processable range.
[0018]
As shown in the schematic diagram of FIG. 1, the ink ejection principle of the ink jet recording head of the present invention is such that the ink 2 pressurized by the displacement of the driving portion 1 is ejected from the nozzle 4 of the nozzle plate 3 to form ink droplets 5. Is. The ink jet head of the present invention has an ink flow path, an ink introduction path for supplying ink to the ink flow path, and a nozzle plate having a nozzle at a position corresponding to the ink flow path. The electrode film and the resin film are provided in this order.
[0019]
The present invention will be further described below.
[0020]
In the present invention, examples of the material for the inkjet recording head include polyethylene, polypropylene, polystyrene, ABS resin, polyethylene terephthalate, polysulfone, polyamide, polyacetal, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyimide, polyarylate, fluorine-based polymer, urea resin, Melamine resin, phenol resin, polyurethane, vinyl chloride, vinylidene chloride, polyvinyl acetate, epoxy resin, phenol resin, melamine resin, ABS resin, polyparaxylylene, chloroprene rubber, SBR, BR, NBR, urethane rubber, silicone rubber, etc. Can be given.
[0021]
In the present invention, in the case where the material of the head itself is the above-mentioned resin, these resins are formed by coating the above-described resin on the material of another material, or composed of a structural member containing the resin, that is, the structural member As described above, a hydrophobic resin as described above is used for a part of the resin, and any part of the resin that is in contact with the ink is included.
[0022]
It is desirable that at least a part of the surface of the head in contact with the ink is activated by a treatment such as plasma, ozone, or corona discharge before the highly cationic resin is reacted.
[0023]
As a typical example of the plasma processing, the following processing can be given as a specific example.
[0024]
(Processing conditions)
Apparatus: Parallel plate reactor raw material gas: oxygen gas flow rate: 50 sccm
Pressure: 10Pa
Discharge method: High frequency (13.56 MHz, output 200 W)
Treatment time: 2 minutes Other effective plasma treatments include methods using microwaves, etc. The gas used is not limited to oxygen, but is inert with nitrogen, argon, carbon dioxide, ammonia, other gases or oxygen Gas mixed gas etc. are mentioned.
[0025]
The highly cationic resin in the present invention is positively charged when dissolved in water, and is not particularly limited, but examples thereof include polyethyleneimine, polyallylamine, and polyvinylamine. The molecular weight is preferably 100 or more in terms of Mn, and more preferably 1000 to 100,000 in terms of Mn.
[0026]
A highly cationic resin reacts with a functional group (—COOH, —OH, —OOH, etc.) present on the surface of the resin portion of an ink jet recording head subjected to plasma treatment, ozone treatment, corona discharge treatment, etc. on the resin surface. Fixed.
[0027]
In order to react a highly cationic resin, typically, an aqueous solution of polyethyleneimine or polyallylamine is applied and dried, followed by heat treatment at 40 ° C. or higher. Alternatively, it can be performed by immersing in the above aqueous solution at 40 ° C. or higher and then washing with pure water. In this case, an aqueous solution having a concentration of about 0.01 to 5% is often used.
[0028]
The hydrophilic organic substance is a resin synthesized from a resin containing an acid anhydride, a resin containing a carboxyl group, or an acrylic monomer containing a carboxyl group. Examples of the resin containing an acid anhydride include a copolymer containing maleic anhydride such as a methyl vinyl ether / maleic anhydride alternating copolymer, and examples of the resin containing a carboxyl group include polyacrylic acid, polymethacrylic acid, acrylic acid, methacrylic acid, and the like. A copolymer of a monomer containing a carboxyl group such as an acid and another acrylic acid monomer, and acrylic monomers include, but are not limited to, acrylic acid and methacrylic acid. As for the copolymer, the copolymerization ratio is (99 to 100): (constituent unit containing acid anhydride): (other constituent unit) or (constituent unit containing carboxyl group): (other constituent unit) 0 is preferable, and more preferably 10:90 to 100: 0.
[0029]
The molecular weight of the hydrophilic organic substance is 1000 to 10,000,000 as Mn, and more preferably 10,000 to 1,000,000.
[0030]
When an acrylic acid-based monomer polymer is used as the hydrophilic organic substance, it is preferable that the highly cationic resin is Mn 10,000 or more. Hydrophilic organic substances are fixed to the resin surface by reacting the active double bonds of acid anhydrides, carboxyl groups, or acrylic monomers contained in them with the highly cationic resin present on the resin surface of the inkjet recording head. Is done.
[0031]
In order to react the hydrophilic organic substance, for example, an aqueous solution of methyl vinyl ether-maleic anhydride alternating copolymer, carboxyvinyl polymer, and methacrylic acid is applied and dried, and heat-treated at 40 ° C. or higher. Alternatively, it can be performed by immersing in the above aqueous solution at 40 ° C. or higher and then washing with pure water.
[0032]
After the hydrophilic organic substance is reacted with the resin, it is preferable to wash with a liquid containing an alkali metal and to dry, since the hydrophilic treatment becomes more reliable and the effect is prolonged. At this time, the liquid containing an alkali metal is more preferably alkaline.
[0033]
In the ink jet recording head, when the drive unit and the nozzle member are bonded to each other, it is preferable that the bonded portion is sufficiently washed and then sufficiently water-hydrated before being pressure-bonded.
[0034]
Further, by graft polymerizing the tree fat surface, in the case of obtaining a hydrophilic, that on the foregoing, such as a resin for forming the recording head, typically acrylic acid, methacrylic acid, acrylamide, methacrylic acid 2- Monomers such as hydroxyethyl (HEMA) and 2-hydroxypropyl methacrylate (HPMA) can also be grafted.
[0035]
Whether the resin surface is grafted or not can be confirmed by measuring the water contact angle by a liquid suitability method or the like.
[0036]
The ink that can be applied to the ink jet recording head of the present invention is preferably 3 to 20% by weight of a dye dye, a disperse dye or a disperse pigment as a colorant; 05 to 5% by weight (in the case of a dispersion, the dispersion aid is 20 to 120% by weight with respect to the colorant); urea or amines as a humectant 0.01 to 5% by weight; polyhydric alcohols or solvents as solvents An aqueous derivative containing 5 to 70% by weight of an ether derivative. Of these, it is advantageous to use an anionic or nonionic surfactant as the surfactant and a polyhydric alcohol or an ether derivative thereof as the solvent to supplement the ejection performance of the inkjet recording head of the present invention.
[0037]
As a coloring agent, a well-known thing can be used without limitation.
[0038]
【Example】
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, the aspect of this invention is not limited to this.
[0039]
Example 1
The polymer modification treatment of the ink flow path and the bonded surface was performed as follows.
[0040]
Plasma treatment (200W, 5min) is applied to the drive part protected by masking tape on the part where the polymer modification treatment is not desired and the nozzle plate with a nozzle hole, polyethylene imine (trade name: Epomin P-1000, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) The same applies hereinafter) 1% aqueous solution is applied and dried. After baking at 60 ° C. for 5 hours, it was washed with a 0.1N hydrochloric acid aqueous solution at 100 ° C., sufficiently rinsed with pure water and then dried.
[0041]
Subsequently, a 0.5% aqueous solution of methyl vinyl ether-maleic anhydride copolymer (trade name: GANTREZ AN-169 International Specialty Products Inc., the same applies hereinafter) was applied and dried. After baking at 60 ° C. for 8 hours, it was washed with pure water at 100 ° C. and dried. The water contact angle was measured by an appropriate liquid method, and it was confirmed that the polymer was modified on the surface of the member to impart hydrophilicity.
[0042]
Thereafter, the surface of the member was wetted with pure water and the surface was subjected to polymer modification so that moisture was contained, and the members were combined and dried while applying pressure.
[0043]
Example 2
Plasma treatment (200 W, 5 min) is applied to the drive part protected by masking tape on the part where the polymer modification treatment is not desired and the nozzle plate with a nozzle hole, and polyallylamine (trade name: PAA-H manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., below) The same) 1% aqueous solution was applied and dried. After baking at 60 ° C. for 5 hours, it was washed with a 0.1N hydrochloric acid aqueous solution at 100 ° C., sufficiently rinsed with pure water and then dried.
[0044]
Subsequently, a 0.5% aqueous solution of methyl vinyl ether-maleic anhydride copolymer was applied and dried. After baking at 60 ° C. for 8 hours, it was washed with pure water at 100 ° C. and dried. The water contact angle was measured by an appropriate liquid method, and it was confirmed that the polymer was modified on the surface of the member to impart hydrophilicity.
[0045]
Thereafter, the surface of the member was wetted with pure water and the surface was subjected to polymer modification so that moisture was contained, and the members were combined and dried while applying pressure.
[0046]
Example 3
Plasma treatment (200 W, 5 min) was performed on the drive plate protected with masking tape on the portion where the polymer modification treatment was not desired, and the nozzle plate with the nozzle holes formed, and then immersed in a 1% aqueous solution of polyethyleneimine at 80 ° C. for 30 min.
[0047]
After taking out and sufficiently rinsing and washing with pure water, it was immersed in a 0.5% aqueous solution of methyl vinyl ether-maleic anhydride copolymer at 60 ° C. for 30 min.
[0048]
After taking out and thoroughly rinsing with pure water and drying, the water contact angle was measured by a liquid method, and it was confirmed that the polymer was modified on the surface of the member to impart hydrophilicity. Thereafter, the surface of the member was wetted with pure water and the surface was subjected to polymer modification so that moisture was contained, and the members were combined and dried while applying pressure.
[0049]
Example 4
Plasma treatment (200 W, 5 min) was performed on a drive plate protected with a masking tape on a portion where the polymer modification treatment was not desired, and a nozzle plate with a nozzle hole, and then immersed in a polyallylamine 1% aqueous solution at 80 ° C. for 30 min.
[0050]
After taking out and rinsing, it was immersed in a 0.5% aqueous solution of methyl vinyl ether-maleic anhydride copolymer at 60 ° C. for 30 min. After taking out and thoroughly rinsing with pure water and drying, the water contact angle was measured by a liquid method, and it was confirmed that the polymer was modified on the surface of the member to impart hydrophilicity.
[0051]
Thereafter, the surface of the member was wetted with pure water and the surface was subjected to polymer modification so that moisture was contained, and the members were combined and dried while applying pressure.
[0052]
Example 5
Plasma treatment (200 W, 5 min) was performed on the drive plate protected with masking tape on the portion where the polymer modification treatment was not desired, and the nozzle plate with the nozzle holes formed, and then immersed in a 1% aqueous solution of polyethyleneimine at 80 ° C. for 30 min.
[0053]
After taking out and sufficiently rinsing and washing with pure water, it was soaked in a 0.5% aqueous solution of carboxyvinyl polymer (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, the same below) at 60 ° C. for 30 min. After taking out and thoroughly rinsing with pure water and drying, the water contact angle was measured by a liquid method, and it was confirmed that the polymer was modified on the surface of the member to impart hydrophilicity.
[0054]
Thereafter, the surface of the member was wetted with pure water and the surface was subjected to polymer modification so that moisture was contained, and the members were combined and dried while applying pressure.
[0055]
Example 6
Plasma treatment (200 W, 5 min) was performed on the drive plate protected with masking tape on the portion where the polymer modification treatment was not desired, and the nozzle plate with the nozzle holes formed, and then immersed in a 1% aqueous solution of polyethyleneimine at 80 ° C. for 30 min.
[0056]
After taking out and sufficiently rinsing and washing with pure water, it was immersed in a 10% aqueous solution of methacrylic acid at 60 ° C. for 30 minutes. After taking out and thoroughly rinsing with pure water and drying, the water contact angle was measured by a liquid method, and it was confirmed that the polymer was modified on the surface of the member to impart hydrophilicity. Thereafter, the surface of the member was wetted with pure water and the surface was subjected to polymer modification so that moisture was contained, and the members were combined and dried while applying pressure.
[0057]
Examples 7-12
The members were combined with each of Examples 1 to 6, dried, then immersed in a 0.1N NaOH aqueous solution for 2 minutes, sufficiently washed with pure water, and dried.
[0058]
Examples 13 and 14
Each of Examples 3 and 4 was washed by reacting a hydrophilic organic substance, then immersed in a 0.1N NaOH aqueous solution for 2 min, sufficiently washed with pure water and dried. The surface of the member was wetted with pure water and the polymer-modified surface was moistened, and the members were combined and dried while applying pressure.
[0059]
Comparative Example 1
Plasma treatment (200 W, 5 min) was applied to the drive part protected by masking tape applied to the part where the polymer modification treatment was not desired and the nozzle plate with the nozzle hole, and a 1% aqueous solution of polyethyleneimine was applied and dried. After baking at 60 ° C. for 5 hours, it was washed with a 0.1N hydrochloric acid aqueous solution at 100 ° C., rinsed thoroughly with pure water, and dried.
[0060]
The surface of the member was wetted with pure water and the polymer-modified surface was moistened, and the members were combined and dried while applying pressure.
[0061]
Comparative Example 2
Plasma treatment (200 W, 5 min) was applied to the drive part protected by masking tape applied to the part where the polymer modification treatment was not desired and the nozzle plate with the nozzle hole provided, and a 1% aqueous solution of polyallylamine was applied and dried. Subsequently, it was baked at 60 ° C. for 5 hours, washed with a 0.1N hydrochloric acid aqueous solution at 100 ° C., and sufficiently rinsed and dried with pure water.
[0062]
The surface of the member was wetted with pure water and the polymer-modified surface was moistened, and the members were combined and dried while applying pressure.
[0063]
Comparative Example 3
Plasma treatment (200 W, 5 min) was performed on the drive part protected by masking tape applied to the part where the polymer modification treatment was not desired, and the nozzle plate with the nozzle holes, and a methyl vinyl ether-maleic anhydride copolymer at 60 ° C. Soak in a 5% aqueous solution for 30 min. The member was sufficiently washed with pure water and dried.
[0064]
In a state where the pasting surface of the member was wet with pure water and the surface contained moisture, the members were combined and dried while applying pressure.
[0065]
Comparative Example 4
Plasma treatment (200 W, 5 min) was carried out on the drive part protected by masking tape on the part not to be subjected to the polymer modification treatment and a nozzle plate with a nozzle hole, and immersed in a 1% aqueous solution of polyethyleneimine at 80 ° C. for 30 min.
[0066]
The sample was taken out and thoroughly rinsed with pure water, and then immersed in an aqueous 10% acrylamide solution at 60 ° C. for 30 minutes. Next, the member was sufficiently washed with pure water and dried.
[0067]
The surface of the member was wetted with pure water and the polymer-modified surface was moistened, and the members were combined and dried while applying pressure.
[0068]
Comparative Example 5
Plasma treatment (200 W, 5 min) was performed on the drive plate and the nozzle plate with a nozzle hole that were protected by applying a masking tape to a portion where the plasma treatment was not desired.
[0069]
In a state where the pasting surface of the member was wet with pure water and the surface contained moisture, the members were combined and dried while applying pressure.
[0070]
Both the example and the comparative example were mounted, and the evaluation was made based on the amount of ink consumed before ink can be ejected from the ink tank into the recording head. Further, the force (nozzle plate adhesion force) required to peel off the adhered nozzle plate to see the adhesive force of the nozzle was evaluated.
[0071]
The nozzle plate was evaluated by the following method.
[0072]

The head with the nozzle plate attached is fixed on the base on the pull tester. Peel off one end of the nozzle plate and insert it with “scissors” directly connected to the lifting load sensor. Lift the load sensor unit, peel off the nozzle plate, and measure the load applied at that time. The value at that time was divided by the width of the nozzle plate and converted to a value per unit width (1 mm) to obtain an evaluation value.
[0073]
[Table 1]

[0074]
As is apparent from Table 1, the ink consumption in the first to fourteenth embodiments of the present invention is smaller than that of the first to fifth comparative examples outside the present invention until the ink can be ejected normally. There are many. Furthermore, it should be noted that the characteristics after storage for one month are not exceptions. In this case, the characteristics in the present invention are almost the same as those before storage, while those outside the present invention are before storage. It can be seen that those with good characteristics have greatly deteriorated characteristics.
[0075]
The adhesive force within the present invention is 50 g / mm or more without exception, and is within the practical range, but many outside the present invention are 50 g / mm or less, which is also problematic. It can be seen that there are no inks with good characteristics in terms of the amount of ink consumed and the adhesive force in Comparative Examples 1 to 5 outside the present invention.
[0076]
In particular, it can be seen that Examples 13 and 14, which were soaked in a 0.1N NaOH aqueous solution after the treatment and washed with pure water, had excellent ink consumption characteristics.
[0077]
Reference Examples 1-7
The grafting process of the ink flow path and the bonded surface was performed as follows.
[0078]
Fill the container with the monomer or monomer solution and degas it sufficiently to remove dissolved oxygen. Plasma treatment (200 W, 5 min) is performed on the drive part protected by masking tape applied to the part that is not desired to be grafted and the nozzle plate with the nozzle hole opened, and then vacuum deaeration is put in a vacuum resistant container. The monomer or monomer solution from which dissolved oxygen has been removed by vacuum degassing is placed in this container until the member is immersed. The container was sealed in a vacuum, and the graft polymerization reaction was allowed to proceed for a suitable time at a constant temperature suitable for the monomer used and the reaction method.
[0079]
After thoroughly washing the drive unit and the nozzle plate, the water contact angle was measured by a liquid method, and it was confirmed that hydrophilicity was imparted by graft polymerization on the surface and the pasting surface of the drive unit and the surface and the pasting surface of the nozzle plate. . Thereafter, the application surface is wetted with pure water and dried while applying pressure with the drive unit and nozzle plate in a state where moisture is contained in the grafted surface. After that, the amount of ink consumed until the ink can be ejected from the ink tank after being mounted, and until the ink can be ejected from the ink tank to the head that has been stored in air at normal temperature and pressure for one month. The amount of ink consumed was evaluated. Further, the force (nozzle plate adhesion force) required to peel off the adhered nozzle plate was evaluated by the same method as described above.
[0080]
[Table 2]

[0081]
As is apparent from Table 2, it can be seen that both of the consumed ink amount and the adhesion have sufficient practical characteristics.
[0082]
For comparison, the following three recording heads were produced and evaluated.
[0083]
Comparative Example 6
The drive unit and nozzle plate used in Example 1 were bonded together with an epoxy adhesive (trade name: Epotec 353ND, the same applies hereinafter).
[0084]
Comparative Example 7
Plasma treatment (200 W, 5 min) was performed on a drive plate and a nozzle plate with a nozzle hole that were protected by applying a masking tape to a portion where plasma treatment was not desired. An epoxy adhesive is applied to the drive unit, the nozzle plate is aligned, and pressure is applied to adhere and adhere.
[0085]
Comparative Example 8
After the drive unit and the nozzle plate were bonded together with an epoxy adhesive, a masking tape was applied to a portion where plasma treatment was not desired, and hydrophilic treatment was performed using plasma.
[0086]
[Table 3]

[0087]
The results shown in Table 3 show that there is a problem with the amount of ink consumed even when the adhesive is sufficient, and there is a problem with the amount of ink consumed and the adhesion after one month storage without the graft polymerization layer. Therefore, it turns out that all are impractical.
[0088]
【The invention's effect】
According to the present invention, by permanently maintaining the hydrophilicity in the ink flow path of the ink jet recording head, troubles caused by various bubbles in the ink flow path can be prevented and the assembly process can be simplified. A recording head and a manufacturing method thereof can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of an ink ejection principle of an ink jet head of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Drive part 2 Ink 3 Nozzle plate 4 Nozzle 5 Ink droplet

Claims

In the ink jet recording head used in the ink jet recording apparatus, the bonding portion and the portion in contact with the ink jet recording head formed by bonding a driving unit and a nozzle member consist resin, the tree fat surface that having a functional group , At least one highly cationic resin layer selected from polyethyleneimine, polyallylamine and polyvinylamine , a resin containing an acid anhydride in the structure, a resin containing a plurality of carboxyl groups in the structure, an acrylic type an ink jet recording head according to claim Rukoto consists of successively superimposed resin layers of hydrophilic organic materials selected from the polymerization reaction of a monomer.

2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the hydrophilic organic substance is a resin containing an acid anhydride in the structure.

2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the hydrophilic organic substance is a resin containing a plurality of carboxyl groups in the structure.

2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the hydrophilic organic substance is a polymerization reaction product of an acrylic monomer.

5. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the functional group is at least one selected from —COOH, —OH, and —OOH. 6.

In a method of manufacturing an ink jet recording head for use in an ink jet recording apparatus, a surface of the resin having a functional group, wherein a portion of the ink jet recording head in which a drive unit and a nozzle member are bonded is in contact with the bonding portion and the ink. At least one highly cationic resin selected from polyethyleneimine, polyallylamine and polyvinylamine is allowed to react with the resin, and further , a resin containing an acid anhydride in the structure and a plurality of carboxyl groups in the structure A method for producing an ink jet recording head, comprising producing by reacting a hydrophilic organic material selected from a resin and an acrylic monomer .

7. The method of manufacturing an ink jet recording head according to claim 6, wherein the hydrophilic organic substance is reacted and then immersed in a liquid containing an alkali metal and washed with pure water.

8. The method of manufacturing an ink jet recording head according to claim 6, wherein the hydrophilic organic substance is a resin containing an acid anhydride in the structure.

8. The method of manufacturing an ink jet recording head according to claim 6, wherein the hydrophilic organic substance is a resin containing a plurality of carboxyl groups in the structure.

8. The method of manufacturing an ink jet recording head according to claim 6, wherein the hydrophilic organic substance is an acrylic monomer.

The method of manufacturing an ink jet recording head according to claim 6, wherein the functional group is at least one selected from —COOH, —OH, and —OOH.

Before reacting the highly cationic resin, the functional group is generated by treating the surface of the portion made of the resin in contact with at least one surface treatment selected from plasma, ozone, and corona discharge. The method of manufacturing an ink jet recording head according to claim 6, wherein the method is performed.