JP4424751B2 - インクジェットヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子が設けられた基板と、インクを吐出する吐出口が設けられ、前記吐出口と連通するインクの通路の壁を有し、前記壁を前記基板側にして前記基板と接合された部材を有するインクジェットヘッドにおいて、
前記部材の前記の壁から前記吐出口が開口している側の表面までが、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物の縮合生成物および光重合性樹脂組成物を含む材料の硬化物により形成されたものであることを特徴とするインクジェットヘッドである。
また、本発明のインクジェットヘッドを製造するための材料は、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物の縮合生成物および光重合性樹脂組成物を含むものである。
インクを吐出する吐出口が設けられ前記吐出口と連通するインクの通路の壁を有する部材を備えたインクジェットヘッドの製造方法において、
フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物と光重合性樹脂組成物とを含むノズル材料の層を基板上に設ける工程と、
前記層に対して露光および現像を行うことにより、露光が行われた部分を硬化させ、露光が行われなかった部分を除去することで前記吐出口を形成して前記部材を形成する工程と、
を有するインクジェットヘッドの製造方法である。
更に、本発明の第二のインクジェットヘッドの製造方法は、
インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子が設けられた基板上に、インク通路パターンとして溶解性樹脂材料層を形成する工程と、
前記溶解性樹脂材料層上にインク通路壁として、重合性コーティング樹脂層を形成する工程と、
前記エネルギー発生素子上の前記コーティング樹脂層にインクを吐出する吐出口を形成する工程と、
溶解性樹脂材料層を溶解して除去する工程と、
を含み、
前記コーティング樹脂層が、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物の縮合物および光重合性樹脂組成物を含むインクジェットヘッドの製造方法である。
ノズル材料樹脂を基板上にコーティングすることと、
ノズル材料をパターン露出および現像して、インク射出開口部を有するノズルプレートを形成することと、
インク射出圧力発生素子を有する基板上にノズルプレートを接着することとを含む。
溶解性樹脂材料を使って、インク射出圧力発生素子を有する基板上にインク通路パターンを形成することと、
本発明の重合性コーティング樹脂をインク通路壁として溶解性樹脂材料層上に塗布して、コーティング樹脂を形成することと、
インク射出圧力発生素子上方のコーティング樹脂層を除去することにより、インク射出開口部を形成することと、
溶解性樹脂材料パターンを溶解させることとを含み、
前記コーティング樹脂層は、加水分解性シラン化合物および重合性樹脂組成物の縮合生成物を含む。
加水分解性縮合生成物は、以下の手順により調製した。
インクジェットヘッドは、図1〜図8の上記の方法に示す手順に従って製造した。
インクジェットヘッドは、実施態様1と同様に製造したが、組成物1の代わりに表2に示す組成物2を下層として塗布し、この下層の塗布およびプリベークを2回繰り返し、最上層として上記組成物1を塗布した。
インクジェットヘッドは、実施態様1と同様に作製したが、組成物1の代わりに、表3に示す組成物3を使用した。
表3に示す組成物3を使用して、インクジェットヘッドを実施態様1と完全に同様に作製したが、塗布およびプリベークは1回のみ行い、コーティング樹脂層の厚さは、インク通路パターン上で20μmだった。
実施態様1他で得られたインクジェット記録ヘッドにインクBCI−3Bk(Cannon)を充填し、印刷を行った。高品質の画像が得られた。
<ワイピング耐久性の評価>
このインクジェットヘッドのノズル表面にインクをスプレーして、HNBRゴムブレードを使ってワイピング動作を30000回実施した後に再度印刷すると、ワイピング以前と同じ高品質が得られた。したがって、ワイピング耐久性が優れていることが実証された。
さらに、このインクジェットヘッドに上記のインクを充填した後、60℃で2ヶ月間保存した。印刷品質は、保存以前と同じだった。
さらに、インクジェットヘッド用のインクBCI−3Bkに対する前進および後退接触角は、どちらも大きい。また、液体撥水性は優れていた(表4)。
このインクジェットヘッドの表面粗さは、走査プローブモデルの顕微鏡JSPM−4210を使用して、接触モードで測定した。指数Raによる表面粗さは0.2〜0.3nmであり(10平方μm上を走査する)、このノズル材料の表面は非常に平坦かつ滑らかであることが確認された(表4)。
さらに、ESCA(化学分析用の電子分光法)による表面分析は、Quantum 2000(Ulvac−phi)により6°の測定角度で行った。
2 インク射出圧力生成要素
3 通路パターン
4 コーティング樹脂層
5 マスク
6 射出開口部
7 インク供給開口部
Claims (38)
- インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子が設けられた基板と、インクを吐出する吐出口が設けられ、前記吐出口と連通するインクの通路の壁を有し、前記壁を前記基板側にして前記基板と接合された部材を有するインクジェットヘッドにおいて、
前記部材の前記の壁から前記吐出口が開口している側の表面までが、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物の縮合生成物および光重合性樹脂組成物を含む材料の硬化物により形成されたものであることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 前記光重合性樹脂組成物が、カチオン光重合性樹脂組成物である、請求項1に記載のインクジェットヘッド。
- 前記カチオン光重合性樹脂組成物がエポキシ化合物を含む、請求項2に記載のインクジェットヘッド。
- 前記カチオン光重合性樹脂組成物が、室温で固体であるエポキシ化合物を含む、請求項3に記載のインクジェットヘッド。
- 前記縮合生成物が、前記フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物とフッ素含有基を持たない加水分解性シラン化合物とから得られるものである請求項1乃至4のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。
- 前記フッ素含有基を持たない加水分解性シラン化合物が光重合性基を有する、請求項5に記載のインクジェットヘッド。
- 前記フッ素含有基を持たない加水分解性シラン化合物が、カチオン重合性基を有する、請求項5に記載のインクジェットヘッド。
- 前記カチオン重合性基がエポキシ基である、請求項7に記載のインクジェットヘッド。
- 前記フッ素含有基を持たない加水分解性シラン化合物が、少なくとも1つのアルキル置換基を有するシラン、少なくとも1つのアリール置換基を有するシラン、または非加水分解性置換基を持たないシランから選択される、請求項5に記載のインクジェットヘッド。
- 前記縮合生成物が、前記フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物と、光重合性基を有する加水分解性シラン化合物と、少なくとも1つのアルキル置換基を有するシラン、少なくとも1つのアリール置換基を有するシラン、および非加水分解性置換基を持たないシランから選択される少なくとも一つの加水分解性シラン化合物と、の縮合生成物である、請求項1に記載のインクジェットヘッド。
- 前記非加水分解性置換基Rfが、炭素原子に結合した少なくとも5個のフッ素原子を有する、請求項11に記載のインクジェットヘッド。
- 前記縮合生成物が、前記フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物を少なくとも2種類含み、これらのシラン化合物が異なる数のフッ素原子を有する、請求項11に記載のインクジェットヘッド。
- 前記縮合生成物を得るための加水分解性シラン化合物の全量に基づいて、前記フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物のモル割合が、0.5〜20モル%である、請求項5に記載のインクジェットヘッド。
- (A)フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物を含む縮合生成物と、(B)光重合性樹脂組成物との重量混合比(A):(B)が、0.001:1〜1:1である、請求項1乃至請求項16の何れかに記載のインクジェットヘッド。
- 前記壁よりも前記表面の方が撥水性が高い、請求項1乃至17のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。
- 前記表面の表面粗さRaが5.0nm以下である、請求項1乃至18のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。
- 前記壁は前記基板の前記エネルギー発生素子が設けられている面と対向する、請求項1乃至19のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド。
- フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物の縮合生成物および光重合性樹脂組成物を含む、インクジェットヘッドを製造するための材料。
- インクを吐出する吐出口が設けられ前記吐出口と連通するインクの通路の壁を有する部材を備えたインクジェットヘッドの製造方法において、
フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物と光重合性樹脂組成物とを含むノズル材料の層を基板上に設ける工程と、
前記層に対して露光および現像を行うことにより、露光が行われた部分を硬化させ、露光が行われなかった部分を除去することで前記吐出口を形成して前記部材を形成する工程と、
を有するインクジェットヘッドの製造方法。 - インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子が設けられた基板上に、インク通路パターンとして溶解性樹脂材料層を形成する工程と、
前記溶解性樹脂材料層上にインク通路壁として、重合性コーティング樹脂層を形成する工程と、
前記エネルギー発生素子上の前記コーティング樹脂層にインクを吐出する吐出口を形成する工程と、
溶解性樹脂材料層を溶解して除去する工程と、
を含み、
前記コーティング樹脂層が、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物の縮合物および光重合性樹脂組成物を含むインクジェットヘッドの製造方法。 - 前記基板はインクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子を備えていることを特徴とする請求項22に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記部材の前記吐出口が開口している側の表面を撥液性とする請求項23に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記光重合性樹脂組成物がカチオン光重合性樹脂組成物である、請求項22または23に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記カチオン光重合性樹脂組成物がエポキシ化合物を含む、請求項26に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記カチオン光重合性樹脂組成物が、室温で固体状態のエポキシ化合物を含む、請求項27に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記縮合生成物が、前記フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物およびフッ素含有基を持たない加水分解性シラン化合物との縮合生成物である、請求項22または23に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記フッ素含有基を持たない加水分解性シラン化合物が、光重合性基を有する加水分解性シラン化合物である、請求項29に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記光重合性基を有する加水分解性シラン化合物が、カチオン重合基を有する加水分解性シラン化合物である、請求項30に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記光重合性基を有する加水分解性シラン化合物が、エポキシ基を有する加水分解性シラン化合物である、請求項30に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記フッ素含有基を持たない加水分解性シラン化合物が、少なくとも1つのアルキル置換基を有するシラン、少なくとも1つのアリール置換基を有するシラン、および非加水分解性置換基を持たないシランから選択されるものである、請求項29に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記縮合生成物が、フッ素含有基を有する加水分解性シラン化合物と、光重合性基を有する加水分解性シラン化合物と、少なくとも1つのアルキル置換基を有するシラン、少なくとも1つのアリール置換基を有するシラン、および非加水分解性置換基を持たないシランから選択される加水分解性シラン化合物と、の縮合生成物である請求項22または23に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
- 前記非加水分解性置換基Rfが、炭素原子に結合した少なくとも5個のフッ素原子を有する、請求項35に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
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