JP4627422B2 - Method for manufacturing droplet discharge head - Google Patents

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Description

本発明は液滴吐出ヘッドの製造方法に関する。 The present invention relates to the manufacture how the droplet discharge head.

例えば、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像形成装置としては、記録液の液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室(吐出室、圧力室、加圧室、インク流路等とも称される。)と、この液室内の液体を加圧するためのエネルギーを発生するアクチュエータ手段とを備えた液滴吐出ヘッドを記録ヘッドとして搭載したものがある。   For example, as an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, a copying apparatus, a plotter, etc., a nozzle that discharges a recording liquid droplet and a liquid chamber (discharge chamber, pressure chamber, pressurizing chamber, ink flow path) communicating with the nozzle are used. And a droplet discharge head equipped with an actuator means for generating energy for pressurizing the liquid in the liquid chamber as a recording head.

このような液滴吐出ヘッドにおいて、ノズルから液滴を吐出するために、ノズルの形状及び精度は、滴体積や滴速度など滴吐出特性に大きな影響を与えることから、ノズルの吐出側表面に撥水膜(撥インク膜)を形成することによって、ノズルの吐出側表面の均一性を高めることで、滴吐出特性の安定化が図られている。   In such a droplet discharge head, in order to discharge droplets from the nozzle, the shape and accuracy of the nozzle greatly affect the droplet discharge characteristics such as the droplet volume and droplet velocity. By forming a water film (ink repellent film), the uniformity of the discharge side surface of the nozzle is improved, so that the droplet discharge characteristics are stabilized.

従来のこのよう撥水層を形成した液滴吐出ヘッドとしては、例えば特許文献1に記載されているように、ステンレスやシリコンなどからなるノズル形成部材にフッ素樹脂重合膜を形成した後、加熱処理してフッ素樹脂重合膜を硬化させたものがある。
特開2003−72086号公報
As a conventional droplet discharge head having such a water-repellent layer, for example, as described in Patent Document 1, a fluororesin polymer film is formed on a nozzle forming member made of stainless steel, silicon, or the like, followed by heat treatment. In this case, the fluororesin polymer film is cured.
JP 2003-72086 A

また、特許文献2に記載されているように、樹脂材料からなるノズル形成部材を用いて、撥水層と樹脂層との密着性を改善するため、ノズル形成部材とフッ素系撥水剤との間にSiO膜を形成したものがある。
特開2003−341070号公報
Further, as described in Patent Document 2, in order to improve the adhesion between the water repellent layer and the resin layer using a nozzle forming member made of a resin material, the nozzle forming member and the fluorine-based water repellent are used. Some have an SiO 2 film formed between them.
JP 2003-341070 A

さらに、特許文献3に記載されているように、ノズルの周辺部が、支持基体の片面にテトラフルオロエチレンを一成分とする共重合体を含む有機樹脂層を、そしてその反対面には接着層により構成される撥インク層にて被覆されてなるものがある。
特開平10−305582号公報
Further, as described in Patent Document 3, the peripheral portion of the nozzle has an organic resin layer containing a copolymer containing tetrafluoroethylene as one component on one side of the support base, and an adhesive layer on the opposite side. There are those coated with an ink repellent layer constituted by
Japanese Patent Laid-Open No. 10-305582

また、特許文献4に記載されているように、シリコーン油をプラズマ重合して、撥インク層を形成したものがある。
特開2003−72085号公報
Further, as described in Patent Document 4, there is one in which an ink repellent layer is formed by plasma polymerization of silicone oil.
JP 2003-72085 A

一方、ノズル形成部材にノズル孔を加工する方法としては、ノズルが連通する液室を形成した液室構成部材にノズル形成部材となる樹脂部材を予め接合した後、ノズル形成部材にエキシマレーザーを用いてノズル孔を加工する方法が知られている。
特開平2−121842号公報 特開平1−108056号公報
On the other hand, as a method of processing the nozzle hole in the nozzle forming member, an excimer laser is used for the nozzle forming member after a resin member serving as the nozzle forming member is bonded in advance to a liquid chamber constituting member in which a liquid chamber communicating with the nozzle is formed. There are known methods for processing nozzle holes.
JP-A-2-121842 JP-A-1-108056

上述したように、従来の液滴吐出ヘッドにあっては、ノズル形成部材と撥水層の密着力性を改善するための試みが行なわれているが、ノズル形成部材を金属部材で形成した場合のフッ素樹脂系撥水層との密着性は未だ十分に改善されておらず、ワイピングなどで撥水層の表面を擦過した場合に、撥水層が界面から剥離するという課題がある。   As described above, in the conventional droplet discharge head, attempts have been made to improve the adhesion between the nozzle forming member and the water-repellent layer, but the nozzle forming member is formed of a metal member. The adhesiveness with the fluororesin water repellent layer is not sufficiently improved, and there is a problem that the water repellent layer peels off from the interface when the surface of the water repellent layer is rubbed by wiping or the like.

また、フッ素系樹脂層で撥インク層(撥水層)を形成した場合、表面張力30mN/m程度以上の染料インク、顔料インクでは良好な撥インク性を持たせることが可能であったが、15〜30mN/mの表面張力の低いインクや、フッ素系界面活性剤を添加したインクでは、十分な撥インク性を得ることができないという課題がある。   In addition, when an ink repellent layer (water repellent layer) is formed of a fluorine-based resin layer, it was possible to have good ink repellency with dye ink and pigment ink having a surface tension of about 30 mN / m or more. Ink with low surface tension of 15 to 30 mN / m and ink added with a fluorosurfactant have a problem that sufficient ink repellency cannot be obtained.

この場合、上述したように、特許文献4に記載されているように、シリコーン樹脂皮膜を形成することにより、インク移動性の良い撥水層を形成することができるが、従来は、液状のシリコーン樹脂材料を真空蒸着する方法や、シリコーンオイルをプラズマ重合することによってシリコーン樹脂被膜を形成している。   In this case, as described above, a water-repellent layer having good ink mobility can be formed by forming a silicone resin film as described in Patent Document 4, but conventionally, a liquid silicone has been used. A silicone resin film is formed by vacuum deposition of a resin material or plasma polymerization of silicone oil.

そのため、シリコーン樹脂被膜の成膜時に真空処理をする必要があり、設備が大掛かりでコストが高くなる。また、真空蒸着やプラズマ重合等の方法によりシリコーン樹脂皮膜を形成する場合、成膜時間が長く形成される皮膜が非常に薄いため、ピンホール等の欠陥を生じやすいという課題がある。また、真空蒸着やプラズマ重合等の方法では皮膜を厚くすることが困難であり、ワイピングやインクに対する十分な耐久性を確保することが難しいという課題がある。   For this reason, it is necessary to perform a vacuum treatment when forming the silicone resin coating, which requires large equipment and high cost. In addition, when a silicone resin film is formed by a method such as vacuum deposition or plasma polymerization, there is a problem that defects such as pinholes are likely to occur because the film formed for a long time is very thin. Further, it is difficult to thicken the film by a method such as vacuum deposition or plasma polymerization, and there is a problem that it is difficult to ensure sufficient durability against wiping or ink.

さらに、従来の液滴吐出ヘッドにあってはノズルへの撥水層のはみ出しという課題がある。つまり、特に、先穴を加工したノズル形成部材に撥水層被膜を厚く形成する場合、どうしてもノズル内に撥水層がはみ出し、ノズルからの液滴の噴射方向に悪影響を与えることになる。この場合、ディスペンサーでエアーをノズルから噴出しながら塗布する方法などが考えられているが、十分な効果が得られていない。   Furthermore, the conventional droplet discharge head has a problem that the water-repellent layer protrudes from the nozzle. That is, in particular, when a thick water-repellent layer coating is formed on the nozzle forming member with the tip hole processed, the water-repellent layer inevitably protrudes into the nozzle, which adversely affects the direction in which droplets are ejected from the nozzle. In this case, a method of applying air from a nozzle with a dispenser is considered, but a sufficient effect is not obtained.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、高耐久な高撥水膜を持つ高精度のノズルを得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to obtain a highly accurate nozzle having a highly durable and highly water repellent film .

上記の課題を解決するため、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、
液滴を吐出するノズルを形成する金属部材からなるノズル形成部材を有し、前記ノズルが連通する液室内の液体を加圧して前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記金属部材のノズル穴に相当する部位に先穴加工し、
前記金属部材の両面に液状のポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を前記先穴加工により形成された先穴に入り込んで閉塞するように塗布し、吐出面側にのみ撥水層を形成し、
流路形成側より先穴加工周辺部にレーザーを照射し、流路側のノズル近傍部のポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂とノズルエッジのポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂と撥水層とを除去する
構成とした。
In order to solve the above problems, a method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention includes:
In a manufacturing method of a droplet discharge head, which has a nozzle forming member made of a metal member that forms a nozzle for discharging a droplet, pressurizes a liquid in a liquid chamber to which the nozzle communicates, and discharges the droplet from the nozzle.
Processing the front hole in the portion corresponding to the nozzle hole of the metal member,
Wherein a liquid polyimide resin or a polyamide resin on both surfaces of the metallic member was coated so as to close Nde write enters first hole formed by said destination drilling, only to form a water-repellent layer on the discharge side,
A laser is irradiated from the flow path forming side to the peripheral portion of the tip hole processing to remove the polyimide resin or polyamide resin in the vicinity of the nozzle on the flow path side, the polyimide resin or polyamide resin on the nozzle edge, and the water repellent layer.

ここで、前記撥水層の形成は、有機ケイ素化合物層及びフッ素系撥水層が順次積層形成される構成とした。 Here, the water-repellent layer was formed by sequentially laminating an organic silicon compound layer and a fluorine-based water-repellent layer.

また、前記撥水層の形成は、シリコーン樹脂の塗布により形成される構成とできる。The water repellent layer can be formed by applying a silicone resin.

この場合、前記撥水層の形成は、ケイ素酸化膜層及びシリコーン樹脂が順次積層形成される構成とできる。In this case, the water-repellent layer can be formed by sequentially laminating a silicon oxide film layer and a silicone resin.

本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、金属部材のノズル穴に相当する部位に先穴加工し、金属部材の両面に液状のポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を先穴下降により形成された先穴に入り込んで閉塞するように塗布し、吐出面側にのみ撥水層を形成し、流路形成側より先穴加工周辺部にレーザーを照射し、流路側のノズル近傍部のポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂とノズルエッジのポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂と撥水層とを除去する構成としたので、高耐久な高撥水膜を持つ高精度のノズルを得ることができる。
According to the method for manufacturing a liquid droplet ejection head according to the present invention, the front hole is processed in a portion corresponding to the nozzle hole of the metal member, and liquid polyimide resin or polyamide resin is formed on both surfaces of the metal member by lowering the front hole. Nde write enters above the hole was coated so as to close, only to form a water-repellent layer on the discharge side, by irradiating a laser Sakiana processing periphery than the flow path forming side, polyimide resin near the nozzle portion of the flow path side Alternatively, since the polyamide resin and the polyimide resin at the nozzle edge or the polyamide resin and the water repellent layer are removed, a highly accurate nozzle having a highly durable and highly water repellent film can be obtained.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る液滴吐出ヘッドの第1実施形態について図1ないし図3を参照して説明する。なお、図1は同ヘッドの分解斜視説明図、図2は同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図、図3は同ヘッドの液室短手方向(ノズルの並び方向)の断面説明図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, a first embodiment of a droplet discharge head according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is an exploded perspective view of the head, FIG. 2 is a cross-sectional view of the head along the longitudinal direction of the liquid chamber, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the head in the lateral direction of the liquid chamber (nozzle arrangement direction). It is.

この液滴吐出ヘッドは、流路ユニット1とアクチュエータユニット2とを接合し、流路ユニット1をフレーム部材3上に固定するとともに、フレーム部材3内部にアクチュエータユニット2を収納し、更に流路ユニット1を覆うノズルカバー4を装着したものである。   This droplet discharge head joins the flow path unit 1 and the actuator unit 2, fixes the flow path unit 1 on the frame member 3, houses the actuator unit 2 inside the frame member 3, and further flows the flow path unit. Nozzle cover 4 covering 1 is mounted.

流路ユニット1は、例えば単結晶シリコン基板を異方性エッチングして形成した流路板11と、この流路板11の下面に接合した例えばニッケル電鋳で形成した振動板12と、流路板11の上面に接合したノズル板13とを接合して積層し、これらによって液滴(インク滴)を吐出するノズル14が連通する流路であるノズル連通路15及び液室16、液室16にインクを供給するための共通液室18に連通するインク供給口19などを形成している。   The channel unit 1 includes, for example, a channel plate 11 formed by anisotropic etching of a single crystal silicon substrate, a diaphragm 12 formed by, for example, nickel electroforming bonded to the lower surface of the channel plate 11, a channel The nozzle plate 13 joined to the upper surface of the plate 11 is joined and laminated, and the nozzle communication path 15, the liquid chamber 16, and the liquid chamber 16, which are channels through which the nozzles 14 that discharge liquid droplets (ink droplets) communicate with each other. An ink supply port 19 that communicates with a common liquid chamber 18 for supplying ink to the liquid is formed.

アクチュエータユニット2は、流路ユニット1の振動板12を変形させて液室16内のインクを加圧するための圧力発生手段(アクチュエータ手段)である電気機械変換素子としての2列の積層型圧電素子21と、この圧電素子21を接合固定する基板22とを備えている。なお、圧電素子21の間には支柱部23を設けている。この支柱部23は圧電素子部材を分割加工することで圧電素子21と同時に形成した部分であるが、駆動電圧を印加しないので単なる支柱となる。   The actuator unit 2 deforms the vibration plate 12 of the flow path unit 1 to pressurize the ink in the liquid chamber 16 and is a two-row stacked piezoelectric element as an electromechanical conversion element that is a pressure generating means (actuator means). 21 and a substrate 22 to which the piezoelectric element 21 is bonded and fixed. A strut portion 23 is provided between the piezoelectric elements 21. The column portion 23 is a portion formed simultaneously with the piezoelectric element 21 by dividing the piezoelectric element member. However, since the drive voltage is not applied, the column portion 23 is a simple column.

また、このアクチュエータユニット2では、圧電素子21に図示しない駆動回路(駆動IC)に接続するためのFPCなどの電装基板24を接続して、ユニットを構成している。電装基板24もユニット構成部材とすることで、取り扱いが容易になる。   In the actuator unit 2, the piezoelectric element 21 is connected to an electrical board 24 such as an FPC for connection to a drive circuit (drive IC) (not shown) to constitute a unit. By using the electric circuit board 24 as a unit component, the handling becomes easy.

フレーム部材3には、アクチュエータユニット2を収納する貫通部31及び共通液室18となる凹部、この共通液室18に外部からインクを供給するためのインク供給穴32を形成している。このフレーム部材3は、例えばエポキシ系樹脂などの熱硬化性樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成している。   The frame member 3 is formed with a penetrating portion 31 for accommodating the actuator unit 2, a recess serving as the common liquid chamber 18, and an ink supply hole 32 for supplying ink to the common liquid chamber 18 from the outside. The frame member 3 is formed by injection molding with, for example, a thermosetting resin such as an epoxy resin or polyphenylene sulfite.

そして、これらの流路ユニット1とアクチュエータユニット2とを接着剤で接合し、更にアクチュエータユニット2をフレーム部材3に接着剤で接合して流路ユニット1とアクチュエータユニット2を一体的に固定している。   Then, the flow path unit 1 and the actuator unit 2 are bonded with an adhesive, and the actuator unit 2 is bonded to the frame member 3 with an adhesive to fix the flow path unit 1 and the actuator unit 2 integrally. Yes.

そして、これにノズルカバー4を取付けることで、ノズル板15の周縁部(ヘッド外周部)を被覆して、ノズル板13表面に付着するインクが内部に侵入しないようにしている。   By attaching the nozzle cover 4 to this, the peripheral portion (head outer peripheral portion) of the nozzle plate 15 is covered so that the ink adhering to the surface of the nozzle plate 13 does not enter the inside.

ここで、流路板11は、例えば結晶面方位(110)の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液(KOH)などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、ノズル連通路15a、加圧液室16となる凹部や穴部を形成したものであるが、単結晶シリコン基板に限られるものではなく、その他のステンレス基板や感光性樹脂などを用いることもできる。   Here, the flow path plate 11 is formed by, for example, subjecting a single crystal silicon substrate having a crystal plane orientation (110) to anisotropic etching using an alkaline etching solution such as an aqueous potassium hydroxide solution (KOH), so that the nozzle communication path 15a, Although the recessed part and the hole part used as the pressurized liquid chamber 16 are formed, it is not restricted to a single crystal silicon substrate, Other stainless steel substrates, photosensitive resin, etc. can also be used.

振動板12は、ニッケルの金属プレートから形成したもので、例えばエレクトロフォーミング法(電鋳法)で作製しているが、この他、金属板や金属と樹脂板との接合部材などを用いることもできる。この振動板12に圧電素子21及び支柱部23を接着剤接合し、更にフレーム部材3を接着剤接合している。   The diaphragm 12 is formed from a nickel metal plate, and is manufactured by, for example, an electroforming method (electroforming method). In addition, a metal plate or a joining member between a metal and a resin plate may be used. it can. The piezoelectric element 21 and the column portion 23 are bonded to the diaphragm 12 with an adhesive, and the frame member 3 is further bonded with an adhesive.

ノズル板13は各液室16に対応して直径10〜30μmのノズル14を形成し、流路板1に接着剤接合している。このノズル板13は、後述するように、金属部材からなるノズル形成部材の表面に所要の層を介して最表面に撥水層を形成したものである。   The nozzle plate 13 forms a nozzle 14 having a diameter of 10 to 30 μm corresponding to each liquid chamber 16 and is bonded to the flow path plate 1 with an adhesive. As will be described later, the nozzle plate 13 is formed by forming a water repellent layer on the outermost surface of a nozzle forming member made of a metal member via a required layer.

圧電素子21は、圧電材料51と内部電極52とを交互に積層した積層型圧電素子(ここではPZT)である。この圧電素子21の交互に異なる端面に引き出された各内部電極52には個別電極53及び共通電極54が接続されている。なお、この実施形態では、圧電素子21の圧電方向としてd33方向の変位を用いて液室16内インクを加圧する構成としているが、圧電素子21の圧電方向としてd31方向の変位を用いて加圧液室16内インクを加圧する構成とすることもできる。また、1つの基板22に1列の圧電素子21が設けられる構造とすることもできる。   The piezoelectric element 21 is a stacked piezoelectric element (here, PZT) in which piezoelectric materials 51 and internal electrodes 52 are alternately stacked. An individual electrode 53 and a common electrode 54 are connected to each internal electrode 52 drawn out to the alternately different end faces of the piezoelectric element 21. In this embodiment, the ink in the liquid chamber 16 is pressurized using the displacement in the d33 direction as the piezoelectric direction of the piezoelectric element 21, but the displacement in the d31 direction is used as the piezoelectric direction of the piezoelectric element 21. A configuration may be adopted in which the ink in the liquid chamber 16 is pressurized. Alternatively, a structure in which one row of piezoelectric elements 21 is provided on one substrate 22 may be employed.

このように構成した液滴吐出ヘッドヘッドにおいては、圧電素子21に対して選択的に20〜50Vの駆動パルス電圧を印加することによって、パルス電圧が印加された圧電素子21が積層方向に伸長して振動板12をノズル14方向に変形させ、液室16の容積/体積変化によって加圧液室16内の記録液が加圧され、ノズル14から記録液の滴が吐出(噴射)される。   In the droplet discharge head configured as described above, by selectively applying a drive pulse voltage of 20 to 50 V to the piezoelectric element 21, the piezoelectric element 21 to which the pulse voltage is applied extends in the stacking direction. Then, the diaphragm 12 is deformed in the direction of the nozzle 14, the recording liquid in the pressurizing liquid chamber 16 is pressurized by the volume / volume change of the liquid chamber 16, and droplets of the recording liquid are ejected (jetted) from the nozzle 14.

そして、液滴の吐出に伴って加圧液室16内の液圧力が低下し、このときのインク流れの慣性によって加圧液室16内には若干の負圧が発生する。この状態の下において、圧電素子21への電圧の印加をオフ状態にすることによって、振動板12が元の位置に戻って加圧液室16が元の形状になるため、さらに負圧が発生する。このとき、共通液室18から加圧液室16内に記録液が充填される。そこで、ノズル14のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のために圧電素子21にパルス電圧を印加し液滴を吐出させる。   As the liquid droplets are ejected, the liquid pressure in the pressurized liquid chamber 16 decreases, and a slight negative pressure is generated in the pressurized liquid chamber 16 due to the inertia of the ink flow at this time. Under this state, when the voltage application to the piezoelectric element 21 is turned off, the diaphragm 12 returns to the original position, and the pressurized liquid chamber 16 becomes the original shape. To do. At this time, the recording liquid is filled into the pressurized liquid chamber 16 from the common liquid chamber 18. Therefore, after the vibration of the meniscus surface of the nozzle 14 is attenuated and stabilized, a pulse voltage is applied to the piezoelectric element 21 to discharge the droplet for the next droplet discharge.

なお、このヘッドの駆動方法については上記の例(押し打ち)に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや引き−押し打ちを行うこともできる。   Note that the driving method of the head is not limited to the above example (pushing), and it is also possible to perform striking or pulling-pushing depending on the direction to which the driving waveform is given.

次に、この第1実施形態の液滴吐出ヘッドにおけるノズル板13について図4をも参照して説明する。なお、同図は同ノズル板のノズル部分の拡大断面説明図である。
このノズル板13は、金属部材からなり、ノズル先穴61を形成した基材としてのノズル形成部材62の液滴吐出面62a側に、ポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂層(以下「ポリイミド/ポリアミド樹脂層」という。)63が、このポリイミド/ポリアミド樹脂層63上に有機ケイ素化合物層64が、この有機ケイ素化合物層64上にフッ素系撥水層65が、それぞれ順次積層形成されている。なお、これらのポリイミド/ポリアミド樹脂層63、有機ケイ素化合物層64及びフッ素系撥水層65の開口部分をノズルエッジ14aと称し、ノズルエッジ14aとノズル先穴51とを併せてノズル14という。
Next, the nozzle plate 13 in the droplet discharge head of the first embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the figure is an expanded sectional explanatory drawing of the nozzle part of the nozzle plate.
This nozzle plate 13 is made of a metal member, and a polyimide resin or polyamide resin layer (hereinafter referred to as “polyimide / polyamide resin layer”) is formed on the liquid droplet ejection surface 62a side of a nozzle forming member 62 as a base material on which a nozzle tip hole 61 is formed. 63), an organic silicon compound layer 64 is formed on the polyimide / polyamide resin layer 63, and a fluorine-based water repellent layer 65 is sequentially formed on the organic silicon compound layer 64. The opening portions of the polyimide / polyamide resin layer 63, the organosilicon compound layer 64, and the fluorine-based water repellent layer 65 are referred to as a nozzle edge 14a, and the nozzle edge 14a and the nozzle tip hole 51 are collectively referred to as a nozzle 14.

ノズル形成部材62は、上述したように金属部材からなるが、Ni電鋳によって形成することで、ノズル径を精度よく形成できるとともに、レーザー加工の際に高精度なマスクの役割を果たし、フッ素系撥水層の穴径を精度よく形成することができるようになる。   Although the nozzle forming member 62 is made of a metal member as described above, the nozzle diameter can be accurately formed by forming by Ni electroforming, and also serves as a high-accuracy mask during laser processing. The hole diameter of the water repellent layer can be formed with high accuracy.

ポリイミド/ポリアミド樹脂層63を形成する材料としては種々のものが使用可能であるが、後述するように、液状の樹脂材料を塗布することが好ましく、このような材料としてはユピファイン(商品名、宇部興産製)、ケミタイト(商品名、東芝ケミカル製)などが市販されている。   Various materials can be used as the material for forming the polyimide / polyamide resin layer 63, but as described later, it is preferable to apply a liquid resin material. Kosan), Chemite (trade name, manufactured by Toshiba Chemical Co., Ltd.) and the like are commercially available.

このポリイミド/ポリアミド樹脂層63は、膜厚が厚くなると、滴吐出面側の径精度の劣化をもたらし、薄すぎるとピンホール等の発生により、有機ケイ素化合物層64やフッ素系撥水層65の剥離を引き起こすことになる。このため、この樹脂層63の膜厚としては、0.1〜5μmの範囲にすることが好ましい。この範囲とすることにより、ノズル径の精度を損ねることなく、ポリイミド/ポリアミド樹脂層のピンホールによる撥水層の密着不良も防止することができる。   When the film thickness of the polyimide / polyamide resin layer 63 is increased, the accuracy of the diameter of the droplet discharge surface is deteriorated. When the film is too thin, pinholes or the like are generated, and the organic silicon compound layer 64 or the fluorine-based water repellent layer 65 It will cause peeling. For this reason, the film thickness of the resin layer 63 is preferably in the range of 0.1 to 5 μm. By setting this range, it is possible to prevent poor adhesion of the water-repellent layer due to pinholes in the polyimide / polyamide resin layer without impairing the accuracy of the nozzle diameter.

そして、ポリイミド/ポリアミド樹脂層63は、上述したように、液状の状態でノズル形成部材62にコーティングすることによって、0.1〜5μmの範囲の膜厚を容易に得ることができ、ノズル径精度を損なうことなく、ポリイミド/ポリアミド樹脂層のピンホールによる撥水層の密着不良を防止することができる。   And as above-mentioned, the polyimide / polyamide resin layer 63 can obtain easily the film thickness of the range of 0.1-5 micrometers by coating the nozzle formation member 62 in a liquid state, and nozzle diameter accuracy. The adhesion failure of the water repellent layer due to the pinhole of the polyimide / polyamide resin layer can be prevented without impairing the resistance.

有機ケイ素化合物層64の形成には、蒸着法や適当な溶媒に溶かしてのスピンコートなども利用可能である。有機ケイ素化合物層63の膜厚は、密着力が確保できる範囲で必要最小限の厚さとすることが、工程時間、材料費(コスト)から見て有利である。有機ケイ素化合物層64の膜厚があまり厚くなると、エキシマレーザーでのノズル孔加工に支障が出る場合が生じる。   For the formation of the organosilicon compound layer 64, vapor deposition or spin coating dissolved in a suitable solvent can be used. It is advantageous from the viewpoint of process time and material cost (cost) that the thickness of the organic silicon compound layer 63 is set to the minimum necessary thickness within a range in which adhesion can be secured. If the film thickness of the organosilicon compound layer 64 is too thick, there may be a problem in the nozzle hole processing with an excimer laser.

すなわち、ポリイミド/ポリアミド樹脂層63はきれいにノズル孔形状加工されていても、有機ケイ素化合物層64の一部が十分に加工されず、加工残りになることがある。したがって、具体的には密着力が確保でき、エキシマレーザー加工時に有機ケイ素化合物層64が残らない範囲として、膜厚1Å〜300Åの範囲が好ましく、より好ましくは、10Å〜100Åの範囲内である。   That is, even if the polyimide / polyamide resin layer 63 is cleanly processed into a nozzle hole shape, a part of the organosilicon compound layer 64 may not be processed sufficiently and may remain as a processing residue. Therefore, specifically, the adhesive strength can be ensured, and the range in which the organosilicon compound layer 64 does not remain at the time of excimer laser processing is preferably in the range of 1 to 300 mm, more preferably in the range of 10 to 100 mm.

本発明者らの実験によると、有機ケイ素化合物層64の膜厚が30Åでも密着性は十分であり、エキシマレーザー加工性についてはまったく問題がないことが確認された。また、有機ケイ素化合物層64の膜厚が300Åでは僅かな加工残りが観察されたが、使用可能範囲であり、300Åを超えるとかなり大きな加工残りが発生し、使用不可能なノズル異形の発生が確認された。   According to the experiments by the present inventors, it was confirmed that the adhesion was sufficient even when the thickness of the organosilicon compound layer 64 was 30 mm, and there was no problem with the excimer laser processability. Further, although a slight processing residue was observed when the thickness of the organosilicon compound layer 64 was 300 mm, it was within the usable range, and when it exceeded 300 mm, a considerably large processing residue was generated, resulting in the generation of an unusable nozzle profile. confirmed.

この有機ケイ素化合物層64としては、ジメチルシロキサン系樹脂がポリイミド/ポリアミド樹脂層62及びフッ素系撥水層65の双方と相性が良く、密着力を向上する上で好ましい。   As the organic silicon compound layer 64, a dimethylsiloxane-based resin has good compatibility with both the polyimide / polyamide resin layer 62 and the fluorine-based water-repellent layer 65, and is preferable for improving the adhesion.

フッ素系撥水層65に使用するフッ素系撥水材料としては、いろいろな材料が知られているが、ここでは変性パーフルオロポリオキセタン(ダイキン工業(株)製、商品名:オプツールDSX)を用いて、膜厚(層厚)が1Å以上30Å以下の範囲内になるように蒸着することで必要な撥水性を得ている。変性パーフルオロポリオキセタンをフッ素系撥水剤として使用することにより、ワイピング耐久性が向上するとともに、エキシマレーザー加工性が良好になるので、耐久性と加工性を両立することができる。   Various materials are known as the fluorine-based water-repellent material used for the fluorine-based water-repellent layer 65. Here, modified perfluoropolyoxetane (trade name: OPTOOL DSX, manufactured by Daikin Industries, Ltd.) is used. Thus, the necessary water repellency is obtained by vapor deposition so that the film thickness (layer thickness) is in the range of 1 to 30 mm. By using the modified perfluoropolyoxetane as the fluorine-based water repellent, wiping durability is improved and excimer laser processability is improved, so that both durability and processability can be achieved.

実験結果では変性パーフルオロポリオキセタンの厚さは、10Åでも20Å、30Åでも撥水性、ワイピング耐久性能に差は見られなかった。よって、コストなどを考慮すると、より好ましくは、1Å〜20Åの範囲内である。   As a result of the experiment, there was no difference in water repellency and wiping durability performance even when the thickness of the modified perfluoropolyoxetane was 10 mm, 20 mm, or 30 mm. Therefore, when cost etc. are considered, More preferably, it exists in the range of 1? -20 ?.

このように、この液滴吐出ヘッドによれば、金属部材からなるノズル形成部材の滴吐出面側にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂層、有機ケイ素化合物層及びフッ素系撥水層が順次積層形成されている構成としたので、フッ素系撥水層と有機ケイ素系化合物層と密着するため、ノズル形成部材との密着力が向上して、ワイピングなどに対する撥水層の耐久性が向上する。   Thus, according to this droplet discharge head, the polyimide resin or polyamide resin layer, the organosilicon compound layer, and the fluorine-based water repellent layer are sequentially laminated on the droplet discharge surface side of the nozzle forming member made of a metal member. Since it is configured, the fluorine-based water-repellent layer and the organic silicon-based compound layer are in close contact with each other, thereby improving the adhesion with the nozzle forming member and improving the durability of the water-repellent layer against wiping and the like.

ここで、フッ素系撥水層の膜厚が1Å以上300Å以下とすることができる。これは、有機ケイ素化合物とフッ素系撥水層が化学的結合によって密着するため、フッ素系撥水層の膜厚を非常に薄くすることができるようになり、この結果、必要材料の使用量が低減し、処理時間も短縮できて、コストを低減することができる。   Here, the film thickness of the fluorine-based water repellent layer can be 1 to 300 mm. This is because the organosilicon compound and the fluorine-based water-repellent layer are in close contact with each other by chemical bonding, so that the film thickness of the fluorine-based water-repellent layer can be made extremely thin. The processing time can be reduced and the cost can be reduced.

また、フッ素系撥水層を変性パーフルオロポリオキセタンから形成することで、ワイピング耐久性とエキシマレーザー加工性を両立することができる。これは、有機ケイ素化合物とフッ素系撥水層の密着性が高いことから、有機ケイ素化合物の膜厚、フッ素系撥水層の膜厚を薄くすることができて、エキシマレーザーによる加工が容易になるためである。   Further, by forming the fluorine-based water repellent layer from modified perfluoropolyoxetane, both wiping durability and excimer laser processability can be achieved. This is because the adhesion between the organosilicon compound and the fluorine-based water-repellent layer is high, so the thickness of the organosilicon compound and the fluorine-based water-repellent layer can be reduced, making it easy to process with an excimer laser. It is to become.

さらに、有機ケイ素化合物層がジメチルシロキサン系化合物からなる層であることで、より密着性を改善し、撥水層を薄くすることができる。   Furthermore, since the organosilicon compound layer is a layer made of a dimethylsiloxane compound, the adhesion can be further improved and the water repellent layer can be made thinner.

次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法の第1実施形態として上記第1実施形態の液滴吐出ヘッドのノズル板13の製造工程を例にして図5を参照して説明する。
この実施形態では、図5(a)に示すように、ノズル先穴61の加工がされた金属のノズル形成部材62の滴吐出面62a側に液状のポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂を塗布し、硬化させてポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層63を形成した後、図5(b)に示すように、ポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層63上に有機ケイ素化合物層64を形成し、更に図5(c)に示すように、有機ケイ素化合物層64上にフッ素系撥水層65を形成する。
Next, as a first embodiment of the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, a manufacturing process of the nozzle plate 13 of the droplet discharge head according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
In this embodiment, as shown in FIG. 5A, a liquid polyimide resin or polyamide resin is applied to the side of the droplet discharge surface 62a of the metal nozzle forming member 62 in which the nozzle tip hole 61 has been processed and cured. After the polyimide resin / polyamide resin layer 63 is formed, an organosilicon compound layer 64 is formed on the polyimide resin / polyamide resin layer 63 as shown in FIG. 5B, and further as shown in FIG. In addition, a fluorine-based water repellent layer 65 is formed on the organosilicon compound layer 64.

この段階では塗布によって形成されるポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層63の一部がノズル形成部材62のノズル先穴61内にはみ出した(閉塞する場合も含む)はみ出し部63aとなっているので、このままではノズルとしての機能を持たない。そこで、図5(d)に示すように、流路面側(液室面側)からレーザー光66を照射し、ノズル先穴61内にはみ出している樹脂(はみ出し部53a)を除去する。   At this stage, a part of the polyimide resin / polyamide resin layer 63 formed by coating protrudes into the nozzle tip hole 61 of the nozzle forming member 62 (including a case where it closes) to become an extended portion 63a. Does not function as a nozzle. Therefore, as shown in FIG. 5D, the laser beam 66 is irradiated from the flow path surface side (liquid chamber surface side) to remove the resin protruding from the nozzle tip hole 61 (the protruding portion 53a).

このとき、レーザー光66は、液室面側から照射することによって、金属部材であるノズル形成部材62をマスクとして使用することができ、ノズル径相当に絞る必要がなく、全面露光でもノズルを形成でき、極めて生産性に優れている。   At this time, by irradiating the laser beam 66 from the liquid chamber surface side, the nozzle forming member 62 which is a metal member can be used as a mask, and it is not necessary to narrow down to the nozzle diameter, and the nozzle is formed even in the entire surface exposure. And is extremely productive.

また、ポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層63は極めて薄いので、ポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂のフィルムを貼って形成した場合のように、滴吐出面側がマスク(ノズル形成部材62)から離れていないため、ノズル径精度も極めて精度良く形成できる。   In addition, since the polyimide resin / polyamide resin layer 63 is extremely thin, the droplet discharge surface side is not separated from the mask (nozzle forming member 62) as in the case where the polyimide resin / polyamide resin film is pasted. It can be formed with extremely high accuracy.

そこで、具体的に説明すると、図5(a)に示すように、ノズル先穴61を形成した金属部材からなるノズル形成部材62に液状のポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂を塗布する。この塗布は、スピンコート、ロールコートなどで実施することができる。これを硬化させることでポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層63を形成するが、このとき、ノズル先穴61内に樹脂が侵入してしまうので、はみ出し部63aが形成される。   Specifically, as shown in FIG. 5A, a liquid polyimide resin or polyamide resin is applied to a nozzle forming member 62 made of a metal member in which a nozzle tip hole 61 is formed. This application can be performed by spin coating, roll coating, or the like. By curing this, the polyimide resin / polyamide resin layer 63 is formed. At this time, since the resin enters the nozzle tip hole 61, the protruding portion 63a is formed.

次いで、図5(b)に示すように、ポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層63の表面に有機ケイ素化合物層64を形成する。   Next, as shown in FIG. 5B, an organosilicon compound layer 64 is formed on the surface of the polyimide resin / polyamide resin layer 63.

次いで、図5(c)に示すように、有機ケイ素化合物層64上にフッ素系撥水層65を形成する。このフッ素系撥水層65を形成する方法としては、フッ素系撥水剤をスピンコータ、ロールコータ、スプレーコータ、スクリーン印刷などの方法で塗布することもできるが、本発明者らの実験によると、真空蒸着で成膜する方法が撥水層65の密着性の向上につながることが確認された。   Next, as shown in FIG. 5C, a fluorine-based water repellent layer 65 is formed on the organosilicon compound layer 64. As a method for forming the fluorine-based water repellent layer 65, a fluorine-based water repellent can be applied by a method such as a spin coater, a roll coater, a spray coater, or screen printing. According to the experiments by the present inventors, It was confirmed that the method of forming a film by vacuum deposition leads to improvement in the adhesion of the water repellent layer 65.

また、真空蒸着についても、上記有機ケイ素化合物層64を形成した後、そのまま同じ真空チャンバ内で実施することで、さらに良い効果が得られることが確認された。これは、有機ケイ素化合物層64を形成した後、一旦真空チャンバからワークを取り出すと不純物などが表面に付着することにより、密着性が損なわれるものと推測される。   In addition, it was confirmed that a better effect can be obtained by performing the vacuum deposition as it is in the same vacuum chamber after forming the organosilicon compound layer 64. This is presumed that, after the organic silicon compound layer 64 is formed, once the workpiece is taken out from the vacuum chamber, impurities and the like adhere to the surface, and thus the adhesion is impaired.

また、フッ素系撥水材料については、種々の材料が知られているが、ここでは、フッ素非晶質化合物として、シラン変性パーフロロポリエーテルを使用することで、特にインクに対する必要な撥水性を得ることができることが確認された。   Various types of fluorine-based water repellent materials are known. Here, the use of silane-modified perfluoropolyether as the fluorine amorphous compound provides the necessary water repellency particularly for ink. It was confirmed that it can be obtained.

そこで、図5(d)に示すように、ノズル形成部材62をマスクとして液室面側からエキシマレーザー光66を照射することによって、ポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層63のはみ出し部63aを、このはみ出し部63a上に載る有機ケイ素化合物層64及びフッ素系撥水層65を含めて除去することによって、ノズルエッジ14a形成する。これによりノズル先穴61及びノズルエッジ14aを含むノズル14が形成される。   Therefore, as shown in FIG. 5D, the protrusion 63a of the polyimide resin / polyamide resin layer 63 is formed by irradiating the excimer laser light 66 from the liquid chamber surface side with the nozzle forming member 62 as a mask. The nozzle edge 14a is formed by removing the organic silicon compound layer 64 and the fluorine-based water repellent layer 65 placed on 63a. Thereby, the nozzle 14 including the nozzle tip hole 61 and the nozzle edge 14a is formed.

このように、ポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を金属部材に液状の状態でコーティングしてポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層を形成することによって、ポリイミド/ポリアミド樹脂層の膜厚を0.1〜5μmの範囲に容易にすることができて、高耐久性の高精度のノズルを形成することができる。   Thus, by forming a polyimide resin / polyamide resin layer by coating polyimide resin or polyamide resin on a metal member in a liquid state, the film thickness of the polyimide / polyamide resin layer can be easily in the range of 0.1 to 5 μm. Therefore, a highly durable and highly accurate nozzle can be formed.

また、金属部材はノズル穴に相当する部位が樹脂をコーティングする前に先穴加工されていることで、この先穴をマスクとしてノズルを形成することができて、ノズル径精度を高精度にすることができる。   In addition, the metal member is pre-hole processed before the resin is coated on the portion corresponding to the nozzle hole, so that the nozzle can be formed using the tip hole as a mask, and the nozzle diameter accuracy is increased. Can do.

さらに、金属部材に各層を積層した後、先穴加工部にレーザーを照射し、先穴をマスクとして、ポリイミド樹脂層又はポリアミド樹脂層、有機ケイ素化合物層及びフッ素系撥水層のはみ出しを除去して、ノズルのエッジを形成することにより。レーザー径を絞る必要がなくなり、広域照射で多くのノズルを同時に加工することができて、コストダウンを図れる。   Furthermore, after laminating each layer on the metal member, the tip-hole processed part is irradiated with laser, and the polyimide resin layer or polyamide resin layer, the organosilicon compound layer, and the fluorine-based water repellent layer are removed using the tip hole as a mask. By forming the edge of the nozzle. There is no need to reduce the diameter of the laser, and a large number of nozzles can be processed simultaneously with wide-area irradiation, thus reducing costs.

次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法の第2実施形態として上記第1実施形態の液滴吐出ヘッドのノズル板13の製造工程を例にして図6を参照して説明する。
この実施形態では、ポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂は金属、特にSUSやNiとの被着性が高く、かつエポキシ接着剤等との接着力も高いことから、金属面に塗布することにより接着力改善の効果が得られる。また、安定で溶剤にも強く、インク等の液に接液してもほとんど劣化しない。そこで、これらの特性をいかすため、ポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂を金属部材からなるノズル形成部材の両面に塗布し、流路面側にポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂からなる接着改善層を形成する。
Next, a manufacturing process of the nozzle plate 13 of the droplet discharge head of the first embodiment will be described as a second embodiment of the method of manufacturing a droplet discharge head according to the present invention with reference to FIG.
In this embodiment, the polyimide resin or polyamide resin has high adhesion to metals, particularly SUS and Ni, and also has high adhesion to epoxy adhesives, etc., so that it can be applied to a metal surface to improve adhesion. Is obtained. Moreover, it is stable and resistant to solvents, and hardly deteriorates even when it comes into contact with a liquid such as ink. Therefore, in order to take advantage of these characteristics, polyimide resin or polyamide resin is applied to both surfaces of a nozzle forming member made of a metal member, and an adhesion improving layer made of polyimide resin or polyamide resin is formed on the flow path surface side.

ポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂の塗布方法は、ディップ法などでもよいし、スピンコータ、ロールコータで片面ずつ塗る手法でもよい。このとき、ノズル内がポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂で閉塞されるため、レーザーによってノズル内部の樹脂を除去する。この場合、照射径はノズル近傍部を除去できればよいので、ノズルをレーザーで形成する場合ほど高精度を必要とせず、多穴を同時加工でき、生産性が高くなる。   The application method of the polyimide resin or the polyamide resin may be a dipping method or the like, or may be a method of applying one side at a time with a spin coater or a roll coater. At this time, since the inside of the nozzle is blocked with polyimide resin or polyamide resin, the resin inside the nozzle is removed by a laser. In this case, since it is sufficient that the irradiation diameter can be removed from the vicinity of the nozzle, high accuracy is not required as in the case where the nozzle is formed by a laser, and multiple holes can be processed at the same time, thereby increasing productivity.

これを具体的に説明すると、図6(a)に示すように、先穴61の加工がされた金属のノズル形成部材62の両面に液状のポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂をスピンコート、ロールコートなどを用いて塗布し、硬化させてポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層63を形成する。この場合、先穴61内もポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂が入り込む。   More specifically, as shown in FIG. 6A, a liquid polyimide resin or polyamide resin is spin-coated, roll-coated, etc. on both surfaces of the metal nozzle forming member 62 in which the front hole 61 is processed. The polyimide resin / polyamide resin layer 63 is formed by applying and curing. In this case, polyimide resin or polyamide resin also enters the tip hole 61.

その後、図6(b)に示すように、吐出面側のポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層63の表面に有機ケイ素化合物64を形成し、更に図6(c)に示すように、有機ケイ素化合物64上にフッ素系撥水層65を形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 6 (b), an organosilicon compound 64 is formed on the surface of the polyimide resin / polyamide resin layer 63 on the discharge surface side. Further, as shown in FIG. A fluorine-based water repellent layer 65 is formed on the substrate.

次いで、図6(d)に示すように、所定のマスクを用いてノズル先穴61を含む所要の領域に液室面側からエキシマレーザー光66を照射することによって、ノズル形成部材62の液室側のポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層63を除去して、残存部分のポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層63を接合改善層67として残し、また、ノズル形成部材62をマスクとして液室面側からエキシマレーザー光66を照射することによって、ノズル先穴61内のポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層63及びこれに続くノズルエッジ14a部分のポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層63並びに有機ケイ素化合物層64及びフッ素系撥水層65を除去することによって、ノズル14を形成する。   Next, as shown in FIG. 6D, the liquid chamber of the nozzle forming member 62 is irradiated by irradiating a predetermined region including the nozzle tip hole 61 from the liquid chamber surface side using a predetermined mask. The polyimide resin / polyamide resin layer 63 on the side is removed, and the remaining polyimide resin / polyamide resin layer 63 is left as a bonding improvement layer 67, and the excimer laser light 66 is applied from the liquid chamber surface side using the nozzle forming member 62 as a mask. , The polyimide resin / polyamide resin layer 63 in the nozzle tip hole 61, the polyimide resin / polyamide resin layer 63, the organosilicon compound layer 64, and the fluorine-based water repellent layer 65 in the nozzle edge 14 a subsequent thereto are removed. By doing so, the nozzle 14 is formed.

このように、金属部材の両面にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を塗布し、吐出面側にのみ有機ケイ素化合物層、フッ素系撥水層を形成し、流路形成側より先穴加工周辺部にレーザーを照射し、流路側のノズル近傍部のポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂とノズルエッジのはみ出し部を除去することにより、流路側には接合性改善膜、吐出面側には高撥水の基盤となる膜の両方を同時に形成することができて、高撥水でかつ信頼性の高いヘッドを低コストで形成することができる。   In this way, a polyimide resin or a polyamide resin is applied to both surfaces of the metal member, an organosilicon compound layer and a fluorine-based water repellent layer are formed only on the discharge surface side, and a laser is applied to the peripheral portion of the tip hole processing from the flow path formation side. By irradiating and removing the polyimide resin or polyamide resin in the vicinity of the nozzle on the flow channel side and the protruding portion of the nozzle edge, the adhesion improving film on the flow channel side and the film that becomes the base of high water repellency on the discharge surface side Both can be formed simultaneously, and a highly water-repellent and highly reliable head can be formed at low cost.

ここで、フッ素系撥水層について説明する。フッ素系撥水層を形成するための撥水性材料としては、フッ素原子を有する有機化合物、特にフルオロアルキル基を有する有機物を使用することができる。また、ジメチルシリキサン骨格を有する有機ケイ素化合物等も撥水剤材料である。   Here, the fluorine-based water repellent layer will be described. As the water repellent material for forming the fluorine-based water repellent layer, an organic compound having a fluorine atom, particularly an organic substance having a fluoroalkyl group can be used. An organosilicon compound having a dimethylsiloxane skeleton is also a water repellent material.

フッ素原子を有する有機化合物としては、フルオロアルキルシラン、フルオロアルキル基を有するアルカン、カンボン酸、アルコール、アミン等が好ましい。具体的には、フルオロアルキルシランとしては、ヘプタデカフルオロ−1、1、2、2−テトラハイドロデシルトリメトキシシラン、ヘプタデカフルオロ−1、1、2、2−テトラハイドロトリクロオシラン;フルオロアルキル基を有するアルカンとしては、オクタフルオロシクロブタン、パーフルオロメチルシクロヘキサン、パーフルオローnーヘキサン、パーフルオローnーヘプタン、テトラデカフルオロー2ーメチルペンタン、パーフルオロドデカン、パーフルオロオイコサン;フルオロオアルキル基を有するカルボン酸としては、パーフルオロデカン酸、パーフルオロオクタン酸;フルオロアルキル基を有するアルコールとしては、3、3、4、4、5、5、5−ヘプタフルオロー2ーペンタノール;フルオロアルキル基を有するアミンとしては、ヘプタデカフルオロー1、1、2、2−テトラハイドロデシルアミン等を挙げることができる。   As the organic compound having a fluorine atom, fluoroalkylsilane, alkane having a fluoroalkyl group, cambonic acid, alcohol, amine and the like are preferable. Specifically, the fluoroalkylsilane includes heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrodecyltrimethoxysilane, heptadecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrotrichlorosilane; fluoroalkyl As the alkane having a group, octafluorocyclobutane, perfluoromethylcyclohexane, perfluoro-n-hexane, perfluoro-n-heptane, tetradecafluoro-2-methylpentane, perfluorododecane, perfluoroeucosane; and carboxylic acid having a fluoroalkyl group Perfluorodecanoic acid, perfluorooctanoic acid; alcohols having a fluoroalkyl group include 3, 3, 4, 4, 5, 5, 5-heptafluoro-2-pentanol; The emissions can include heptadecafluoro over 1,1,2,2-tetrahydro-decyl amine.

また、ジメチルシロキサン骨格を有する有機ケイ素化合物としては、α,w−ビス(3ーアミノプロピル)ポリジメチルシロキサン、α、w−ビス(3ーグリシドキシプロピル)ポリジメチルシロキサン、α,w−ビス(ビニル)ポリジメチルシロキサン等を挙げることができる。   Examples of the organosilicon compound having a dimethylsiloxane skeleton include α, w-bis (3-aminopropyl) polydimethylsiloxane, α, w-bis (3-glycidoxypropyl) polydimethylsiloxane, α, w-bis (vinyl). ) Polydimethylsiloxane and the like.

さらに、別の撥水性材料として、シリコン原子を有する有機化合物、特にアルキルシロキサン基を有する有機化合物が使用できる。アルキルシロキサン基を有する有機化合物としては、含アルキルシロキサンエポキシ樹脂組成物を構成する分子中にアルキルシロキサン基、及び環状脂肪族エポキシ基を2個以上有する含アルキルシロキサンエポキシ樹脂としては、例えば、上記の一般式(a)及び(b)で表される構造単位を含む高分子化合物(A)が挙げられる。   Furthermore, as another water-repellent material, an organic compound having a silicon atom, particularly an organic compound having an alkylsiloxane group can be used. Examples of the organic compound having an alkylsiloxane group include the alkylsiloxane group having two or more alkylsiloxane groups and cyclic aliphatic epoxy groups in the molecule constituting the alkylsiloxane epoxy resin composition. The polymer compound (A) containing the structural unit represented by general formula (a) and (b) is mentioned.

Figure 0004627422
Figure 0004627422

上記のような構造を有する化合物は他の撥水性化合物と併用する際にバインダーとしての機能も果たす。つまり、撥インク性の組成物の塗布適性を高め、溶剤蒸発後の乾燥性を高める乾燥塗膜としての作業性を向上させる機能も与える。   The compound having the above structure also functions as a binder when used in combination with other water-repellent compounds. That is, it improves the workability of the ink-repellent composition and improves the workability as a dry coating film that improves the drying property after evaporation of the solvent.

撥水層の膜厚は、5μm以下が好ましく、より好ましくは2μm以下である。膜厚が5μmを超える場合、塗膜の乾燥が遅くなり生産性が悪くなったり、機械的耐久性が損なわれたりする場合があり、ワイピングしたときに剥がれが生じるおそれがある。   The film thickness of the water repellent layer is preferably 5 μm or less, more preferably 2 μm or less. When the film thickness exceeds 5 μm, drying of the coating film may be delayed, productivity may be deteriorated, and mechanical durability may be impaired, and peeling may occur when wiping is performed.

また、撥水層の形成は、前述したように、真空下での蒸着であっても良いし、適当な溶媒に溶解させて塗布しても良い。   Further, as described above, the water-repellent layer may be formed by vapor deposition under vacuum, or may be applied after being dissolved in an appropriate solvent.

前者について言えば、例えば、真空排気ポンプにて真空槽内を所定の真空度まで排気した後、撥水性材料を400℃で気化せしめて真空槽に導入し、真空雰囲気を調整するとともに、高周波電源から放電電極に電力を供給してRFグロー放電を起こさせ、プラズマ雰囲気下に液滴吐出ヘッドのノズル面を表面処理して、ノズル面上に撥水膜を形成することができる。なお、材料及び真空槽内の真空度によっては、常温〜200℃程度の低温での撥水膜を形成することもできる。   Speaking of the former, for example, after evacuating the inside of the vacuum chamber to a predetermined degree of vacuum with a vacuum exhaust pump, the water repellent material is vaporized at 400 ° C. and introduced into the vacuum chamber, the vacuum atmosphere is adjusted, and the high frequency power supply Then, power is supplied to the discharge electrode to cause RF glow discharge, and the nozzle surface of the droplet discharge head is surface-treated in a plasma atmosphere to form a water repellent film on the nozzle surface. Depending on the material and the degree of vacuum in the vacuum chamber, a water-repellent film at a low temperature of about room temperature to about 200 ° C. can be formed.

また、後者について言えば、例えば、撥水性材料を有機溶剤に溶解させ、ワイヤーバーやドクターブレードなどの治具でコーティングすることができるし、スピンコーターによって回転塗布することもできるし、スプレーによって塗布することもできるし、塗工液を満たした容器に浸漬塗工(ディッピング)することもできる。   As for the latter, for example, a water-repellent material can be dissolved in an organic solvent and coated with a jig such as a wire bar or a doctor blade, or can be applied by spin coating with a spin coater or by spraying. It can also be dip coated (dipped) in a container filled with a coating solution.

次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの第2実施形態について図7を参照して説明する。なお、同図は同実施形態の液滴吐出ヘッドにおけるノズル板13のノズル部分の拡大説明図である。
このノズル板13は、金属部材からなり、ノズル先穴71を形成した基材としてのノズル形成部材72の液滴吐出面72aに、ポリイミド/ポリアミド樹脂層73が、このポリイミド/ポリアミド樹脂層73上に撥水層となるシリコーン樹脂層75が順次積層形成されている。なお、これらのポリイミド/ポリアミド樹脂層73、シリコーン樹脂層75の開口部分をノズルエッジ14aと称し、ノズルエッジ14aとノズル先穴71とを併せてノズル74という。
Next, a second embodiment of the droplet discharge head according to the present invention will be described with reference to FIG. This figure is an enlarged explanatory view of the nozzle portion of the nozzle plate 13 in the droplet discharge head of the same embodiment.
The nozzle plate 13 is made of a metal member, and a polyimide / polyamide resin layer 73 is formed on the polyimide / polyamide resin layer 73 on a droplet discharge surface 72a of a nozzle forming member 72 as a base material on which a nozzle tip hole 71 is formed. In addition, a silicone resin layer 75 serving as a water repellent layer is sequentially laminated. The opening portions of the polyimide / polyamide resin layer 73 and the silicone resin layer 75 are referred to as a nozzle edge 14a, and the nozzle edge 14a and the nozzle tip hole 71 are collectively referred to as a nozzle 74.

ノズル形成部材72は、上述したように金属部材からなるが、Ni電鋳によって形成することで、ノズル径を精度よく形成できるとともに、レーザー加工の際に高精度なマスクの役割を果たし、フッ素系撥水層の穴径を精度よく形成することができるようになる。   Although the nozzle forming member 72 is made of a metal member as described above, the nozzle diameter can be accurately formed by forming by Ni electroforming, and also serves as a high-accuracy mask during laser processing. The hole diameter of the water repellent layer can be formed with high accuracy.

ここでも、ポリイミド/ポリアミド樹脂層73を形成する材料としては種々のものが使用可能であるが、前記実施例と同様に、液状の樹脂材料を塗布することが好ましく、このような材料としてはユピファイン(商品名、宇部興産製)、ケミタイト(商品名、東芝ケミカル製)などが市販されている。   Again, various materials can be used as the material for forming the polyimide / polyamide resin layer 73, but it is preferable to apply a liquid resin material as in the above-described embodiment. (Trade name, manufactured by Ube Industries), chemitite (trade name, manufactured by Toshiba Chemical) and the like are commercially available.

このポリイミド/ポリアミド樹脂層73は、膜厚が厚くなると、滴吐出面側の径精度の劣化をもたらし、薄すぎるとピンホール等の発生により、シリコーン樹脂層75の剥離を引き起こすことになる。このため、この樹脂層73の膜厚としては、0.1〜5μmの範囲にすることが好ましい。この範囲とすることにより、ノズル径の精度を損ねることなく、ポリイミド/ポリアミド樹脂層のピンホールによるシリコーン樹脂層75の密着不良も防止することができる。   When the polyimide / polyamide resin layer 73 is thick, it causes deterioration of the diameter accuracy on the droplet discharge surface side. When the polyimide / polyamide resin layer 73 is too thin, the silicone resin layer 75 is peeled off due to generation of pinholes or the like. For this reason, the thickness of the resin layer 73 is preferably in the range of 0.1 to 5 μm. By setting it as this range, the adhesion failure of the silicone resin layer 75 by the pinhole of a polyimide / polyamide resin layer can also be prevented, without impairing the precision of a nozzle diameter.

そして、ポリイミド/ポリアミド樹脂層73は上述したように状態でノズル形成部材72にコーティングすることによって、0.1〜5μmの範囲の膜厚を容易にえることができ、高耐久性の高撥水性のノズル板を容易に得ることができる。   The polyimide / polyamide resin layer 73 can be easily coated with the nozzle forming member 72 in the state as described above to easily obtain a film thickness in the range of 0.1 to 5 μm, and has high durability and high water repellency. The nozzle plate can be easily obtained.

シリコーン樹脂層75を形成するためのシリコーン樹脂としては、室温硬化型や加熱硬化型の液状シリコーンレジン若しくはエラストマーなどがあるが、いずれも比較的硬度が低いため、膜厚は耐摩耗性の点から厚いものが好ましい。しかしながら、撥水層であるシリコーン樹脂層75の膜厚が厚くなると、ノズルの径精度を維持することが困難となり、両者のバランスから1μm〜20μm程度の範囲であることが好ましく、より好ましくは5〜10μmの範囲内である。シリコーン樹脂層75の膜厚を1μm〜20μmの範囲内とすることで耐摩耗性とノズル径精度とを両立することができる。   Examples of the silicone resin for forming the silicone resin layer 75 include room temperature curable and heat curable liquid silicone resins or elastomers, but all have relatively low hardness, so the film thickness is from the point of wear resistance. Thick ones are preferred. However, when the thickness of the silicone resin layer 75 which is a water repellent layer is increased, it is difficult to maintain the nozzle diameter accuracy, and it is preferably in the range of about 1 μm to 20 μm from the balance between the two, more preferably 5 It is in the range of -10 μm. By setting the film thickness of the silicone resin layer 75 within the range of 1 μm to 20 μm, both wear resistance and nozzle diameter accuracy can be achieved.

このように、金属部材からなるノズル形成部材の滴吐出面側にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂層及びシリコーン樹脂が順次積層形成されている構成とすることにより、シリコーン樹脂とノズル形成部材の密着力が高くなり、撥水層の耐久性が向上する。   As described above, the polyimide resin or polyamide resin layer and the silicone resin are sequentially laminated on the droplet discharge surface side of the nozzle forming member made of a metal member, so that the adhesion between the silicone resin and the nozzle forming member is high. Thus, the durability of the water repellent layer is improved.

次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの第3実施形態について図8を参照して説明する。なお、図8は同実施形態に係る液滴吐出ヘッドのノズル板のノズル部分の拡大説明図である。
このノズル板13は、上記第2実施形態に係る液滴吐出ヘッドのノズル板13に形成した、ポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層73とシリコーン樹脂層75との間に、Si酸化膜層74を形成したものである。
Next, a third embodiment of the droplet discharge head according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is an enlarged explanatory view of the nozzle portion of the nozzle plate of the droplet discharge head according to the embodiment.
In this nozzle plate 13, a Si oxide film layer 74 is formed between the polyimide resin / polyamide resin layer 73 and the silicone resin layer 75 formed on the nozzle plate 13 of the droplet discharge head according to the second embodiment. Is.

シリコーン樹脂層75のより一層の密着性の改善手段として、ポリイミド/ポリアミド樹脂層73とシリコーン樹脂層75の間にSi酸化膜層74を形成することが有効である。このSi酸化膜層74の形成には、スパッタリング、イオンビーム蒸着、イオンプレーティング、CVD(化学蒸着法)、P−CVD(プラズマ蒸着法)などが適しているが、液相のSi系プライマーを塗布し、ベークする方法でも良い。   As a means for improving the adhesion of the silicone resin layer 75, it is effective to form a Si oxide film layer 74 between the polyimide / polyamide resin layer 73 and the silicone resin layer 75. Sputtering, ion beam vapor deposition, ion plating, CVD (chemical vapor deposition), P-CVD (plasma vapor deposition), etc. are suitable for forming this Si oxide film layer 74, but a liquid phase Si-based primer is used. The method of apply | coating and baking may be used.

ここで、Si酸化膜層74の膜厚は、シリコーン樹脂層75の密着力が確保できる範囲で、必要最小限の厚さとすることが、工程時間、材料費(コスト)から見て有利である。このSi酸化膜層74の膜厚があまり厚くなると、エキシマレーザーでノズル孔加工をするときに支障が生じるおそれがある。つまり、ポリイミド/ポリアミド樹脂層73はきれいにノズル孔形状加工されていても、Si酸化膜層74の一部が十分に加工されず、加工残りになることがある。   Here, it is advantageous from the viewpoint of process time and material cost that the Si oxide film layer 74 has a necessary minimum thickness as long as the adhesion of the silicone resin layer 75 can be secured. . If the film thickness of the Si oxide film layer 74 becomes too thick, there is a possibility that trouble may occur when nozzle holes are processed with an excimer laser. That is, even if the polyimide / polyamide resin layer 73 is neatly processed into a nozzle hole shape, a part of the Si oxide film layer 74 may not be sufficiently processed and may remain as a processing residue.

したがって、具体的には、密着力が確保でき、エキシマレーザー加工時にSi酸化膜層74が残らない範囲として、Si酸化膜層74の膜厚は、1Å〜300Åの範囲内であることが好ましく、より好ましくは10Å〜100Åの範囲内である。本発明者らによる実験結果では、Si酸化膜層74の膜厚が30Åでも密着性は十分であり、エキシマレーザーによる加工性についてもまったく問題がないことが確認された。また、Si酸化膜層74の膜厚が300Åでは僅かな加工残りが観察されたが使用可能範囲であり、300Åを超えるとかなり大きな加工残りが発生し、使用不可能なノズル異形が見られるようになることが確認された。   Therefore, specifically, as the range in which the adhesion can be secured and the Si oxide film layer 74 does not remain at the time of excimer laser processing, the thickness of the Si oxide film layer 74 is preferably in the range of 1 to 300 mm, More preferably, it is in the range of 10 to 100 inches. As a result of experiments by the present inventors, it was confirmed that even if the thickness of the Si oxide film layer 74 is 30 mm, the adhesion is sufficient, and there is no problem with the workability by the excimer laser. In addition, although a slight processing residue was observed when the thickness of the Si oxide film layer 74 was 300 mm, it was within the usable range, and when it exceeded 300 mm, a considerably large processing residue was generated, so that an unusable nozzle profile could be seen. It was confirmed that

このように、金属部材からなるノズル形成部材の滴吐出面側にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂層、Si酸化膜層、シリコーン樹脂が順次積層形成されている構成とすることにより、シリコーン樹脂とノズル形成部材の密着力が一層高くなり、撥水層の耐久性(耐摩耗性、耐剥離性)が向上する。   As described above, the polyimide resin or polyamide resin layer, the Si oxide film layer, and the silicone resin are sequentially laminated on the droplet discharge surface side of the nozzle forming member made of a metal member, so that the silicone resin and the nozzle forming member are formed. The adhesion of the water repellent layer is further improved, and the durability (abrasion resistance and peel resistance) of the water repellent layer is improved.

次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法の第3実施形態について上記第3実施形態に係る液滴吐出ヘッドのノズル板13を例にして図9を参照して説明する。
この実施形態では、図9(a)に示すように、ノズル先穴71の加工がされた金属のノズル形成部材72の滴吐出面72a側に液状のポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂を塗布し、硬化させてポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層73を形成した後、図9(b)に示すように、ポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層73上にSi酸化膜層74を形成し、更に図9(c)に示すように、Si酸化膜層74上にシリコーン樹脂層75を形成する。
Next, a third embodiment of the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention will be described with reference to FIG. 9 taking the nozzle plate 13 of the droplet discharge head according to the third embodiment as an example.
In this embodiment, as shown in FIG. 9A, a liquid polyimide resin or polyamide resin is applied to the droplet discharge surface 72a side of the metal nozzle forming member 72 in which the nozzle tip hole 71 has been processed and cured. After the polyimide resin / polyamide resin layer 73 is formed, an Si oxide film layer 74 is formed on the polyimide resin / polyamide resin layer 73 as shown in FIG. 9B, and further as shown in FIG. 9C. Then, a silicone resin layer 75 is formed on the Si oxide film layer 74.

この段階では塗布によって形成されるポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層73の一部がノズル形成部材72のノズル先穴71内にはみ出した(閉塞する場合も含む)はみ出し部73aとなっているので、このままではノズルとしての機能を持たない。そこで、図9(d)に示すように、流路面側(液室面側)からレーザー光76を照射し、ノズル先穴71内にはみ出している樹脂(はみ出し部63a)を除去する。   At this stage, a part of the polyimide resin / polyamide resin layer 73 formed by coating protrudes into the nozzle tip hole 71 of the nozzle forming member 72 (including the case where it closes), so that the protruding portion 73a remains. Does not function as a nozzle. Therefore, as shown in FIG. 9D, the laser beam 76 is irradiated from the flow path surface side (liquid chamber surface side), and the resin protruding from the nozzle tip hole 71 (the protruding portion 63a) is removed.

このとき、レーザー光76は、液室面側から照射することによって、金属部材であるノズル形成部材72をマスクとして使用することができ、ノズル径相当に絞る必要がなく、全面露光でもノズルを形成でき、極めて生産性に優れている。   At this time, by irradiating the laser beam 76 from the liquid chamber surface side, the nozzle forming member 72, which is a metal member, can be used as a mask. And is extremely productive.

また、ポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層73は極めて薄いので、ポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂のフィルムを貼って形成した場合のように、滴吐出面側がマスク(ノズル形成部材62)から離れていないため、ノズル径精度も極めて精度良く形成できる。   Further, since the polyimide resin / polyamide resin layer 73 is extremely thin, the droplet discharge surface side is not separated from the mask (nozzle forming member 62) as in the case where the polyimide resin / polyamide resin film is pasted. It can be formed with extremely high accuracy.

そこで、具体的に説明すると、図9(a)に示すように、ノズル先穴71を形成した金属部材からなるノズル形成部材72に液状のポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂を塗布する。この塗布は、スピンコート、ロールコートなどで実施することができる。これを硬化させることでポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層73を形成するが、このとき、ノズル先穴71内に樹脂が侵入してしまうので、はみ出し部73aが形成される。   Specifically, as shown in FIG. 9A, a liquid polyimide resin or polyamide resin is applied to a nozzle forming member 72 made of a metal member in which a nozzle tip hole 71 is formed. This application can be performed by spin coating, roll coating, or the like. By curing this, the polyimide resin / polyamide resin layer 73 is formed. At this time, since the resin enters the nozzle tip hole 71, the protruding portion 73a is formed.

次いで、図9(b)に示すように、ポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層73の表面にSi酸化膜層74を形成する。   Next, as shown in FIG. 9B, a Si oxide film layer 74 is formed on the surface of the polyimide resin / polyamide resin layer 73.

次いで、図9(c)に示すように、Si酸化膜層74上にシリコーン樹脂層75を形成する。このシリコーン樹脂層75を形成する方法としては、シリコーン樹脂撥水剤をスピンコータ、ロールコータ、スプレーコータ、スクリーン印刷などの方法で塗布することができる。   Next, as shown in FIG. 9C, a silicone resin layer 75 is formed on the Si oxide film layer 74. As a method of forming the silicone resin layer 75, a silicone resin water repellent can be applied by a method such as a spin coater, a roll coater, a spray coater, or screen printing.

そこで、図9(d)に示すように、ノズル形成部材72をマスクとして液室面側からエキシマレーザー光76を照射することによって、ポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層73のはみ出し部73aを、このはみ出し部73a上に載るSi酸化膜層74及びシリコーン樹脂層75を含めて除去することによって、ノズルエッジ14a形成する。これによりノズル先穴71及びノズルエッジ14aを含むノズル14が形成される。   Therefore, as shown in FIG. 9 (d), by using the nozzle forming member 72 as a mask and irradiating the excimer laser beam 76 from the liquid chamber surface side, the protruding portion 73a of the polyimide resin / polyamide resin layer 73 is formed. The nozzle edge 14a is formed by removing the Si oxide film layer 74 and the silicone resin layer 75 placed on the layer 73a. Thereby, the nozzle 14 including the nozzle tip hole 71 and the nozzle edge 14a is formed.

このように、ポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を金属部材に液状の状態でコーティングしてポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層を形成することによって、ポリイミド/ポリアミド樹脂層の膜厚を0.1〜5μmの範囲に容易にすることができて、高耐久性の高精度のノズルを形成することができる。   Thus, by forming a polyimide resin / polyamide resin layer by coating polyimide resin or polyamide resin on a metal member in a liquid state, the film thickness of the polyimide / polyamide resin layer can be easily in the range of 0.1 to 5 μm. Therefore, a highly durable and highly accurate nozzle can be formed.

また、金属部材はノズル穴に相当する部位が樹脂をコーティングする前に先穴加工されていることで、この先穴をマスクとしてノズルを形成することができて、ノズル径精度を高精度にすることができる。   In addition, the metal member is pre-hole processed before the resin is coated on the portion corresponding to the nozzle hole, so that the nozzle can be formed using the tip hole as a mask, and the nozzle diameter accuracy is increased. Can do.

さらに、金属部材に各層を積層した後、先穴加工部にレーザーを照射し、先穴をマスクとして、ポリイミド樹脂層又はポリアミド樹脂層、Si酸化膜層及びシリコーン樹脂層のはみ出しを除去して、ノズルのエッジを形成することにより。レーザー径を絞る必要がなくなり、広域照射で多くのノズルを同時に加工することができて、コストダウンを図れる。   Furthermore, after laminating each layer on the metal member, the tip hole processed portion is irradiated with laser, and using the tip hole as a mask, the protrusion of the polyimide resin layer or polyamide resin layer, Si oxide film layer and silicone resin layer is removed, By forming the edge of the nozzle. There is no need to reduce the diameter of the laser, and a large number of nozzles can be processed simultaneously with wide-area irradiation, thus reducing costs.

次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法の第4実施形態として上記第3実施形態の液滴吐出ヘッドのノズル板13の製造工程を例にして図10を参照して説明する。
この実施形態では、ポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂は金属、特にSUSやNiとの被着性が高く、かつエポキシ接着剤等との接着力も高いことから、金属面に塗布することにより接着力改善の効果が得られる。また、安定で溶剤にも強く、インク等の液に接液してもほとんど劣化しない。そこで、これらの特性をいかすため、ポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂を金属部材からなるノズル形成部材の両面に塗布し、流路面側にポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂からなる接着改善層を形成する。
Next, as a fourth embodiment of the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, a manufacturing process of the nozzle plate 13 of the droplet discharge head of the third embodiment will be described as an example with reference to FIG.
In this embodiment, the polyimide resin or polyamide resin has high adhesion to metals, particularly SUS and Ni, and also has high adhesion to epoxy adhesives, etc., so that it can be applied to a metal surface to improve adhesion. Is obtained. Moreover, it is stable and resistant to solvents, and hardly deteriorates even when it comes into contact with a liquid such as ink. Therefore, in order to take advantage of these characteristics, polyimide resin or polyamide resin is applied to both surfaces of a nozzle forming member made of a metal member, and an adhesion improving layer made of polyimide resin or polyamide resin is formed on the flow path surface side.

ポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂の塗布方法は、ディップ法などでもよいし、スピンコータ、ロールコータで片面ずつ塗る手法でもよい。このとき、ノズル内がポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂で閉塞されるため、レーザーによってノズル内部の樹脂を除去する。この場合、照射径はノズル近傍部を除去できればよいので、ノズルをレーザーで形成する場合ほど高精度を必要とせず、多穴を同時加工でき、生産性が高くなる。   The application method of the polyimide resin or the polyamide resin may be a dipping method or the like, or may be a method of applying one side at a time with a spin coater or a roll coater. At this time, since the inside of the nozzle is blocked with polyimide resin or polyamide resin, the resin inside the nozzle is removed by a laser. In this case, since it is sufficient that the irradiation diameter can be removed from the vicinity of the nozzle, high accuracy is not required as in the case where the nozzle is formed by a laser, and multiple holes can be processed at the same time, thereby increasing productivity.

これを具体的に説明すると、図10(a)に示すように、先穴71の加工がされた金属のノズル形成部材72の両面に液状のポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂をスピンコート、ロールコートなどを用いて塗布し、硬化させてポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層73を形成する。この場合、先穴71内もポリイミド樹脂或いはポリアミド樹脂が入り込む。   Specifically, as shown in FIG. 10A, a liquid polyimide resin or polyamide resin is spin-coated, roll-coated, etc. on both surfaces of the metal nozzle forming member 72 in which the leading hole 71 is processed. The polyimide resin / polyamide resin layer 73 is formed by applying and curing. In this case, polyimide resin or polyamide resin also enters the tip hole 71.

その後、図10(b)に示すように、吐出面側のポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層73の表面にSi酸化膜層74を形成し、更に図10(c)に示すように、Si酸化膜層74上にシリコーン樹脂層75を形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 10B, a Si oxide film layer 74 is formed on the surface of the polyimide resin / polyamide resin layer 73 on the discharge surface side, and further, as shown in FIG. A silicone resin layer 75 is formed on 74.

次いで、図10(d)に示すように、所定のマスクを用いてノズル先穴71を含む所要の領域に液室面側からエキシマレーザー光76を照射することによって、ノズル形成部材72の液室側のポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層73を除去して、残存部分のポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層73を接合改善層77として残し、また、ノズル形成部材72をマスクとして液室面側からエキシマレーザー光76を照射することによって、ノズル先穴71内のポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層73及びこれに続くノズルエッジ14a部分のポリイミド樹脂/ポリアミド樹脂層73並びにSi酸化膜層74及びシリコーン樹脂層75を除去することによって、ノズル14を形成する。   Next, as shown in FIG. 10D, the liquid chamber of the nozzle forming member 72 is irradiated by irradiating a predetermined region including the nozzle tip hole 71 from the liquid chamber surface side using a predetermined mask. The polyimide resin / polyamide resin layer 73 on the side is removed, and the remaining polyimide resin / polyamide resin layer 73 is left as the bonding improvement layer 77. Also, the excimer laser light 76 is applied from the liquid chamber surface side using the nozzle forming member 72 as a mask. The polyimide resin / polyamide resin layer 73 in the nozzle tip hole 71 and the polyimide resin / polyamide resin layer 73, the Si oxide film layer 74, and the silicone resin layer 75 at the nozzle edge 14 a subsequent thereto are removed. Thus, the nozzle 14 is formed.

このように、金属部材の両面にポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を塗布し、吐出面側にのみSi酸化膜層、シリコーン樹脂層を形成し、流路形成側より先穴加工周辺部にレーザーを照射し、流路側のノズル近傍部のポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂とノズルエッジのはみ出し部を除去することにより、流路側には接合性改善膜、吐出面側には高撥水の基盤となる膜の両方を同時に形成することができて、高撥水でかつ信頼性の高いヘッドを低コストで形成することができる。   In this way, a polyimide resin or a polyamide resin is applied to both surfaces of the metal member, a Si oxide film layer and a silicone resin layer are formed only on the discharge surface side, and a laser is irradiated from the flow path formation side to the front hole processing peripheral part. By removing the polyimide resin or polyamide resin in the vicinity of the nozzle on the flow path side and the protruding part of the nozzle edge, both the adhesion improving film on the flow path side and the film that becomes the base of high water repellency on the discharge surface side A head that can be formed simultaneously and has high water repellency and high reliability can be formed at low cost.

上述したようなノズル板を使用した液滴吐出ヘッドを搭載した画像形成装置(インクジェット記録装置)は、ノズル面が十分な撥インク性を持つことで極めて印字品質の優れた装置となる。特に、撥インク性の出にくい表面張力の低いインク、具体的には15〜30N/m程度のインクにおいて、大きな効果を発揮する。また、フッ素系の撥水剤に濡れやすいフッ素系界面活性剤を含むインクについても大きな効果を発揮する。   An image forming apparatus (inkjet recording apparatus) equipped with a droplet discharge head using a nozzle plate as described above is an apparatus with extremely excellent print quality because the nozzle surface has sufficient ink repellency. In particular, a large effect is exhibited in an ink having a low surface tension that is difficult to produce ink repellency, specifically, an ink of about 15 to 30 N / m. In addition, a large effect is exhibited also with respect to an ink containing a fluorine-based surfactant that easily wets a fluorine-based water repellent.

本発明に係るシリコーン樹脂の撥インク膜(撥水層)を形成したノズル板と、従来使用されているNi−PTFEの共析めっきを施し、350℃・60分の加熱処理をしたノズル板の各インクに対する撥インク性を表1に示している。なお、インクの条件は、表面張力:20mN/m、35mN/m、フッ素系界面活性剤:含有、含有しないとした。   A nozzle plate formed with an ink-repellent film (water-repellent layer) of a silicone resin according to the present invention, and a nozzle plate subjected to heat treatment at 350 ° C. for 60 minutes after performing a conventional eutectoid plating of Ni-PTFE. Table 1 shows the ink repellency for each ink. The ink conditions were as follows: surface tension: 20 mN / m, 35 mN / m, fluorine surfactant: contained or not contained.

Figure 0004627422
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この表1から分かるように、従来方法によるノズル板では、表面張力20mN/mのインク、及びフッ素系界面活性剤を含有するインクに対して撥インク性(撥水性)が得られなかった。これに対し、本発明に係るノズル板によれば、上記全ての条件のインクに対して良好な撥インク性を得ることができた。   As can be seen from Table 1, with the nozzle plate according to the conventional method, ink repellency (water repellency) could not be obtained with respect to ink having a surface tension of 20 mN / m and ink containing a fluorosurfactant. In contrast, according to the nozzle plate of the present invention, it was possible to obtain good ink repellency with respect to the ink of all the above conditions.

次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドを搭載した本発明に係る画像形成装置の一例について図11及び図12を参照して説明する。なお、図10は本発明に係る画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図11は同装置の要部平面説明図である。
この画像形成装置は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド101とガイドレール102とでキャリッジ103を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ104でタイミングベルト105を介して図11で矢示方向(主走査方向)に移動走査する。
Next, an example of an image forming apparatus according to the present invention equipped with the droplet discharge head according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is an explanatory side view for explaining the overall configuration of the image forming apparatus according to the present invention, and FIG. 11 is an explanatory plan view of the main part of the apparatus.
In this image forming apparatus, a carriage 103 is slidably held in a main scanning direction by a guide rod 101 and a guide rail 102 which are horizontally mounted on left and right side plates (not shown), and a timing belt 105 is slid by a main scanning motor 104. 11 to move and scan in the arrow direction (main scanning direction) in FIG.

このキャリッジ103には、例えば、それぞれイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(Bk)のインク滴を吐出する本発明に係る液滴吐出ヘッドからなる4個の記録ヘッド107を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。   On this carriage 103, for example, four recording heads 107 each comprising a droplet discharge head according to the present invention for discharging yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk) ink droplets, respectively. Are arranged in a direction crossing the main scanning direction and the ink droplet discharge direction is directed downward.

記録ヘッド107を構成する液滴吐出ヘッドとしては、前述したように圧電素子などの圧電アクチュエータを用いて液滴を吐出するヘッドの他にも、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて記録液の膜沸騰を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどをインク(液体)を吐出するためのエネルギー発生手段として備えたものなどを使用できる。なお、異なる色を吐出する複数のノズル列を備えた1又は複数の液滴吐出ヘッドで記録ヘッドを構成することもできる。   As the droplet discharge head constituting the recording head 107, recording is performed using an electrothermal conversion element such as a heating resistor in addition to a head that discharges droplets using a piezoelectric actuator such as a piezoelectric element as described above. Thermal actuators that use liquid film boiling, shape memory alloy actuators that use metal phase changes due to temperature changes, electrostatic actuators that use electrostatic force, etc., as energy generating means for ejecting ink (liquid) Can be used. Note that the recording head can also be configured by one or a plurality of liquid droplet ejection heads provided with a plurality of nozzle rows that eject different colors.

キャリッジ103には、記録ヘッド107に各色のインクを供給するための各色のサブタンク108を搭載している。このサブタンク108にはインク供給チューブ109を介して図示しないメインタンク(インクカートリッジ)からインクが補充供給される。   The carriage 103 is equipped with a sub tank 108 for each color for supplying each color ink to the recording head 107. Ink is supplied to the sub tank 108 from a main tank (ink cartridge) (not shown) via an ink supply tube 109.

一方、給紙カセット110などの用紙積載部(圧板)111上に積載した用紙112を給紙するための給紙部として、用紙積載部111から用紙112を1枚ずつ分離給送する半月コロ(給紙ローラ)113及び給紙ローラ113に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド114を備え、この分離パッド114は給紙ローラ113側に付勢されている。   On the other hand, as a paper feeding unit for feeding paper 112 stacked on a paper stacking unit (pressure plate) 111 such as a paper feeding cassette 110, a half-moon roller (separately feeding paper 112 one by one from the paper stacking unit 111) A separation pad 114 made of a material having a large friction coefficient is provided opposite to the sheet feeding roller 113 and the sheet feeding roller 113, and the separation pad 114 is urged toward the sheet feeding roller 113 side.

そして、この給紙部から給紙された用紙112を記録ヘッド107の下方側で搬送するための搬送部として、用紙112を静電吸着して搬送するための搬送ベルト121と、給紙部からガイド115を介して送られる用紙112を搬送ベルト121との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ122と、略鉛直上方に送られる用紙112を略90°方向転換させて搬送ベルト121上に倣わせるための搬送ガイド123と、押さえ部材124で搬送ベルト121側に付勢された先端加圧コロ125とを備えている。また、搬送ベルト121表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ126を備えている。   As a transport unit for transporting the paper 112 fed from the paper feed unit below the recording head 107, a transport belt 121 for electrostatically attracting and transporting the paper 112, and a paper feed unit A counter roller 122 for transporting the paper 112 fed through the guide 115 while sandwiching it between the transport belt 121 and the paper 112 fed substantially vertically upward is changed by about 90 ° and copied on the transport belt 121. A conveying guide 123 for adjusting the pressure and a tip pressure roller 125 urged toward the conveying belt 121 by a pressing member 124. Further, a charging roller 126 which is a charging unit for charging the surface of the conveyance belt 121 is provided.

ここで、搬送ベルト121は、無端状ベルトであり、搬送ローラ127とテンションローラ128との間に掛け渡されて、副走査モータ131からタイミングベルト132及びタイミングローラ133を介して搬送ローラ127が回転されることで、図11のベルト搬送方向(副走査方向)に周回するように構成している。なお、搬送ベルト121の裏面側には記録ヘッド107による画像形成領域に対応してガイド部材129を配置している。   Here, the conveyance belt 121 is an endless belt, is stretched between the conveyance roller 127 and the tension roller 128, and the conveyance roller 127 is rotated from the sub-scanning motor 131 via the timing belt 132 and the timing roller 133. By doing so, it is configured to circulate in the belt conveyance direction (sub-scanning direction) of FIG. A guide member 129 is disposed on the back side of the conveyance belt 121 in correspondence with the image forming area formed by the recording head 107.

また、図11に示すように、搬送ローラ127の軸には、スリット円板134を取り付け、このスリット円板134のスリットを検知するセンサ135を設けて、これらのスリット円板134及びセンサ135によってエンコーダ136を構成している。   As shown in FIG. 11, a slit disk 134 is attached to the shaft of the transport roller 127, and a sensor 135 for detecting the slit of the slit disk 134 is provided. An encoder 136 is configured.

帯電ローラ126は、搬送ベルト121の表層に接触し、搬送ベルト121の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に各2.5Nをかけている。   The charging roller 126 is arranged so as to contact the surface layer of the conveyor belt 121 and rotate following the rotation of the conveyor belt 121, and applies 2.5N to both ends of the shaft as a pressing force.

また、キャリッジ103の前方側には、図10に示すように、スリットを形成したエンコーダスケール142を設け、キャリッジ103の前面側にはエンコーダスケール142のスリットを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ143を設け、これらによって、キャリッジ103の主走査方向位置を検知するためのエンコーダ144を構成している。   Further, as shown in FIG. 10, an encoder scale 142 having slits is provided on the front side of the carriage 103, and an encoder sensor comprising a transmissive photosensor that detects the slits of the encoder scale 142 on the front side of the carriage 103. The encoder 144 for detecting the position of the carriage 103 in the main scanning direction is configured by these.

さらに、記録ヘッド107で記録された用紙112を排紙するための排紙部として、搬送ベルト121から用紙112を分離するための分離部と、排紙ローラ152及び排紙コロ153と、排紙される用紙112をストックする排紙トレイ154とを備えている。   Further, as a paper discharge unit for discharging the paper 112 recorded by the recording head 107, a separation unit for separating the paper 112 from the conveying belt 121, a paper discharge roller 152 and a paper discharge roller 153, and paper discharge A paper discharge tray 154 for stocking the paper 112 to be printed.

また、背部には両面給紙ユニット161が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット161は搬送ベルト121の逆方向回転で戻される用紙112を取り込んで反転させて再度カウンタローラ122と搬送ベルト121との間に給紙する。   A double-sided paper feeding unit 161 is detachably attached to the back. The double-sided paper feeding unit 161 takes in the paper 112 returned by the reverse rotation of the transport belt 121, reverses it, and feeds it again between the counter roller 122 and the transport belt 121.

さらに、図12に示すように、キャリッジ103の走査方向の一方側の非印字領域には、記録ヘッド107のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構191を配置している。   Further, as shown in FIG. 12, a maintenance / recovery mechanism 191 for maintaining and recovering the state of the nozzles of the recording head 107 is disposed in a non-printing area on one side of the carriage 103 in the scanning direction.

この維持回復機構191は、記録ヘッド107の各ノズル面(ここでの「ノズル面」はノズル板13の最表面即ちフッ素系撥水層65の表面又はシリコーン樹脂75の表面を言う。)をキャピングするための各キャップ192a〜192d(区別しないときは「キャップ192」という。)と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード193と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行なうときの液滴を受ける空吐出受け194などを備えている。   The maintenance and recovery mechanism 191 caps each nozzle surface of the recording head 107 (here, “nozzle surface” refers to the outermost surface of the nozzle plate 13, that is, the surface of the fluorine-based water repellent layer 65 or the surface of the silicone resin 75). Caps 192a to 192d (referred to as “cap 192” when not distinguished), a wiper blade 193 that is a blade member for wiping the nozzle surface, and recording to discharge the thickened recording liquid An empty discharge receptacle 194 for receiving droplets when performing empty discharge for discharging droplets that do not contribute is provided.

このように構成した画像形成装置においては、給紙部から用紙112が1枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙112はガイド115で案内され、搬送ベルト121とカウンタローラ122との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド123で案内されて先端加圧コロ125で搬送ベルト121に押し付けられ、略90°搬送方向を転換される。   In the image forming apparatus configured as described above, the sheets 112 are separated and fed one by one from the sheet feeding unit, and the sheet 112 fed substantially vertically upward is guided by the guide 115, and includes the conveyance belt 121 and the counter roller 122. The leading end is guided by the conveying guide 123 and pressed against the conveying belt 121 by the leading end pressure roller 125, and the conveying direction is changed by approximately 90 °.

このとき、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ126に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト21が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト121上に用紙112が給送されると、用紙112が搬送ベルト121に静電力で吸着され、搬送ベルト121の周回移動によって用紙112が副走査方向に搬送される。   At this time, a positive output and a negative output are alternately repeated from the high voltage power source to the charging roller 126 by a control circuit (not shown), that is, an alternating voltage is applied, and a charging voltage pattern in which the conveying belt 21 is alternating, that is, In the sub-scanning direction, which is the circumferential direction, plus and minus are alternately charged in a band shape with a predetermined width. When the paper 112 is fed onto the conveyance belt 121 charged alternately with plus and minus, the paper 112 is attracted to the conveyance belt 121 by electrostatic force, and the paper 112 is conveyed in the sub-scanning direction by the circular movement of the conveyance belt 121. Is done.

そこで、キャリッジ103を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド107を駆動することにより、停止している用紙112にインク滴を吐出して1行分を記録し、用紙112を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙112の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙112を排紙トレイ154に排紙する。   Therefore, by driving the recording head 107 according to the image signal while moving the carriage 103, ink droplets are ejected onto the stopped paper 112 to record one line, and after the paper 112 is conveyed by a predetermined amount, Record the next line. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the paper 112 has reached the recording area, the recording operation is finished, and the paper 112 is discharged onto the paper discharge tray 154.

また、両面印刷の場合には、表面(最初に印刷する面)の記録が終了したときに、搬送ベルト121を逆回転させることで、記録済みの用紙112を両面給紙ユニット161内に送り込み、用紙112を反転させて(裏面が印刷面となる状態にして)再度カウンタローラ122と搬送ベルト121との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベル121上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ154に排紙する   In the case of double-sided printing, when recording on the front surface (surface to be printed first) is completed, the recording belt 112 is fed into the double-sided paper feeding unit 161 by rotating the conveyor belt 121 in the reverse direction. The paper 112 is reversed (with the back surface being the printing surface), and is fed again between the counter roller 122 and the conveyor belt 121. The timing is controlled, and the sheet is conveyed onto the conveyor bell 121 as described above. After recording on the back side, the sheet is discharged to the discharge tray 154.

また、印字(記録)待機中にはキャリッジ103は維持回復機構191側に移動されて、キャップ192で記録ヘッド107のノズル面がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ192で記録ヘッド107をキャッピングした状態でノズルから記録液を吸引し(「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という。)し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行い、この回復動作によって記録ヘッド107のノズル面に付着したインクを清掃除去するためにワイパーブレード193でワイピングを行なう。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。これによって、記録ヘッド107の安定した吐出性能を維持する。   Further, during printing (recording) standby, the carriage 103 is moved to the maintenance / recovery mechanism 191 side, and the nozzle surface of the recording head 107 is capped by the cap 192. To prevent. In addition, the recording liquid is sucked from the nozzle in a state where the recording head 107 is capped with the cap 192 (referred to as “nozzle suction” or “head suction”), and a recovery operation is performed to discharge the thickened recording liquid or bubbles. Wiping is performed by the wiper blade 193 in order to clean and remove ink adhering to the nozzle surface of the recording head 107 by this recovery operation. In addition, an idle ejection operation for ejecting ink not related to recording is performed before the start of recording or during recording. Thereby, the stable ejection performance of the recording head 107 is maintained.

このように、本発明に係る画像形成装置においては、ワイピングなどに対する撥水層の耐久性に優れた本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えているので、長期に亘り、安定して高画質画像を形成することができる。   As described above, the image forming apparatus according to the present invention includes the liquid droplet ejection head according to the present invention that is excellent in durability of the water-repellent layer against wiping and the like, and thus can stably provide a high-quality image over a long period of time. Can be formed.

次に、この画像形成装置で用いる記録液(インク)について説明する。
本発明に係る画像形成装置に用いられる記録液は、色材として、顔料、染料のいずれでも用いることができ、また、混合して用いることもできる。
Next, a recording liquid (ink) used in the image forming apparatus will be described.
The recording liquid used in the image forming apparatus according to the present invention can be used as a color material, either a pigment or a dye, or can be used as a mixture.

〔顔料〕
記録液に用いる顔料として、特に限定はないが、例えば以下に挙げる顔料が好適に用いられる。また、これら顔料は複数種類を混合して用いても良い。
有機顔料としては、アゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、インジゴ系、チオインジゴ系、ペリレン系、イソインドレノン系、アニリンブラック、アゾメチン系、ローダミンBレーキ顔料、カーボンブラック等が挙げられる。
[Pigment]
Although there is no limitation in particular as a pigment used for a recording liquid, For example, the pigments listed below are used suitably. Moreover, you may use these pigments in mixture of multiple types.
Examples of organic pigments include azo, phthalocyanine, anthraquinone, quinacridone, dioxazine, indigo, thioindigo, perylene, isoindolenone, aniline black, azomethine, rhodamine B lake pigment, and carbon black. It is done.

無機顔料として酸化鉄、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、紺青、カドミウムレッド、クロムイエロー、金属粉が挙げられる。   Examples of inorganic pigments include iron oxide, titanium oxide, calcium carbonate, barium sulfate, aluminum hydroxide, barium yellow, bitumen, cadmium red, chrome yellow, and metal powder.

これらの顔料の粒子径は0.01〜0.30μmで用いることが好ましく、0.01μm以下では粒子径が染料に近づくため、耐光性、フェザリングが悪化してしまう。また、0.30μm以上では、吐出口の目詰まりや画像形成装置内のフィルタでの目詰まりが発生し、吐出安定性を得ることができない。   The particle diameter of these pigments is preferably 0.01 to 0.30 [mu] m. If the particle diameter is 0.01 [mu] m or less, the light resistance and feathering are deteriorated because the particle diameter approaches that of the dye. On the other hand, if it is 0.30 μm or more, clogging of the discharge port or clogging with a filter in the image forming apparatus occurs, and discharge stability cannot be obtained.

ブラック顔料インクに使用されるカーボンブラックとしては、ファーネス法、チャネル法で製造されたカーボンブラックで、一次粒径が、15〜40ミリミクロン、BET法による比表面積が、50〜300平方メートル/g、DBP吸油量が、40〜150ml/100g、揮発分が0.5〜10%、pH値が2〜9を有するものが好ましい。   The carbon black used in the black pigment ink is carbon black produced by the furnace method and the channel method, the primary particle size is 15 to 40 millimicrons, the specific surface area by the BET method is 50 to 300 square meters / g, The DBP oil absorption is preferably 40 to 150 ml / 100 g, the volatile content is 0.5 to 10%, and the pH value is 2 to 9.

このようなものとしては、例えば、No.2300、No.900、MCF−88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B(以上、三菱化学製)、Raven700、同5750、同5250、同5000、同3500、同1255(以上、コロンビア製)、Regal400R、同330R、同660R、MogulL、Monarch700、同800、同880、同900、同1000、同1100、同1300、Monarch1400(以上、キャボット製)、カラーブラックFW1、同FW2、同FW2V、同FW18、同FW200、同S150、同S160、同S170、プリンテックス35、同U、同V、同140U、同140V、スペシャルブラック6、同5、同4A、同4(以上、デグッサ製)等を使用することができるが、これらに限定されるものではない。   As such a thing, for example, no. 2300, no. 900, MCF-88, no. 33, no. 40, no. 45, no. 52, MA7, MA8, MA100, no. 2200B (Mitsubishi Chemical), Raven700, 5750, 5250, 5000, 3500, 1500 (Columbia), Regal 400R, 330R, 660R, MoguL, Monarch 700, 800, 880, 900, 1000, 1100, 1300, Monarch 1400 (manufactured by Cabot), color black FW1, FW2, FW2V, FW18, FW200, S150, S160, S170, Printex 35, U, the same V, the same 140U, the same 140V, the special black 6, the same 5, the same 4A, the same 4 (manufactured by Degussa) and the like can be used, but are not limited thereto.

カラー顔料の具体例を以下に挙げる。
有機顔料としてアゾ系、フタロシアニン系、アントラキノン系、キナクリドン系、ジオキサジン系、インジゴ系、チオインジゴ系、ペリレン系、イソインドレノン系、アニリンブラック、アゾメチン系、ローダミンBレーキ顔料、カーボンブラック等が挙げられ、無機顔料として酸化鉄、酸化チタン、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、バリウムイエロー、紺青、カドミウムレッド、クロムイエロー、金属粉等が挙げられる。
色別により具体的には以下のものが挙げられる。
Specific examples of color pigments are listed below.
Examples of organic pigments include azo, phthalocyanine, anthraquinone, quinacridone, dioxazine, indigo, thioindigo, perylene, isoindolenone, aniline black, azomethine, rhodamine B lake pigment, and carbon black. Examples of inorganic pigments include iron oxide, titanium oxide, calcium carbonate, barium sulfate, aluminum hydroxide, barium yellow, bitumen, cadmium red, chrome yellow, and metal powder.
Specific examples according to color are as follows.

イエローインクに使用できる顔料の例としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー1、同2、同3、同12、同13、同14、同16、同17、同73、同74、同75、同83、同93、同95、同97、同98、同114、同128、同129、同151、同154等が挙げられるが、これらに限られるものではない。   Examples of pigments that can be used for yellow ink include C.I. I. Pigment Yellow 1, 2, 2, 3, 12, 14, 16, 17, 17, 73, 74, 75, 83, 93, 95, 97, 98, 114, 128, 129, 151, 154, etc., but are not limited thereto.

マゼンタインクに使用できる顔料の例としては、例えば、C.I.ピグメントレッド5、同7、同12、同48(Ca)、同48(Mn)、同57(Ca)、同57:1、同112、同123、同168、同184、同202等が挙げられるが、これらに限られるものではない。     Examples of pigments that can be used in magenta ink include C.I. I. Pigment Red 5, 7, 12, 48 (Ca), 48 (Mn), 57 (Ca), 57: 1, 112, 123, 168, 184, 202, etc. However, it is not limited to these.

シアンインクに使用できる顔料の例としては、例えば、C.I.ピグメントブルー1、同2、同3、同15:3、同15:34、同16、同22、同60、C.I.バットブルー4、同60等が挙げられるが、これらに限られるものではない。   Examples of pigments that can be used for cyan ink include C.I. I. Pigment blue 1, 2, 3, 15: 3, 15:34, 16, 22, 22, 60, C.I. I. Examples thereof include, but are not limited to, Bat Blue 4 and 60.

また、本発明に係る画像形成装置で使用する各インクに含有される顔料は、本発明に係る液滴吐出ヘッドのために新たに製造されたものでも使用可能である。   Further, the pigment contained in each ink used in the image forming apparatus according to the present invention can be used even if it is newly manufactured for the droplet discharge head according to the present invention.

以上に挙げた顔料は高分子分散剤や界面活性剤を用いて水性媒体に分散させることでインクジェット用記録液とすることができる。このような有機顔料粉体を分散させるための分散剤としては、通常の水溶性樹脂や水溶性界面活性剤を用いることができる。   The pigments listed above can be made into an inkjet recording liquid by dispersing them in an aqueous medium using a polymer dispersant or a surfactant. As a dispersant for dispersing such organic pigment powder, a normal water-soluble resin or a water-soluble surfactant can be used.

水溶性樹脂の具体例としては、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン誘導体、α,β−エチレン性不飽和カルボン酸の脂肪族アルコールエステル等、アクリル酸、アクリル酸誘導体、マレイン酸、マレイン酸誘導体、イタコン酸、イタコン酸誘導体、フマール酸、フマール酸誘導体等から選ばれた少なくとも2つ以上の単量体からなるブロック共重合体、あるいはランダム共重合体、又はこれらの塩等が挙げられる。これらの水溶性樹脂は、塩基を溶解させた水溶液に可溶なアルカリ可溶型樹脂であり、これらの中でも重量平均分子量3000〜20000のものが、インクジェット用記録液に用いた場合に、分散液の低粘度化が可能であり、かつ分散も容易であるという利点があるので特に好ましい。   Specific examples of water-soluble resins include styrene, styrene derivatives, vinyl naphthalene derivatives, aliphatic alcohol esters of α, β-ethylenically unsaturated carboxylic acids, acrylic acid, acrylic acid derivatives, maleic acid, maleic acid derivatives, itacon. Examples thereof include block copolymers consisting of at least two monomers selected from acids, itaconic acid derivatives, fumaric acid, fumaric acid derivatives, etc., random copolymers, or salts thereof. These water-soluble resins are alkali-soluble resins that are soluble in an aqueous solution in which a base is dissolved. Among them, a resin having a weight average molecular weight of 3000 to 20000 is used as a dispersion when used in an inkjet recording liquid. It is particularly preferred because of the advantages that it can be reduced in viscosity and can be easily dispersed.

高分子分散剤と自己分散型顔料を同時に使うことは、適度なドット径を得られるため好ましい組み合わせである。その理由は明かでないが、以下のように考えられる。   The simultaneous use of the polymer dispersant and the self-dispersing pigment is a preferable combination because an appropriate dot diameter can be obtained. The reason is not clear, but it is thought as follows.

高分子分散剤を含有することで記録紙への浸透が抑制される。その一方で、高分子分散剤を含有することで自己分散型顔料の凝集が抑えられるため、自己分散型顔料が横方向にスムーズに拡がることができる。そのため、広く薄くドットが拡がり、理想的なドットが形成できると考えられる。   By containing the polymer dispersant, the penetration into the recording paper is suppressed. On the other hand, since the aggregation of the self-dispersing pigment is suppressed by containing the polymer dispersant, the self-dispersing pigment can smoothly spread in the lateral direction. Therefore, it is considered that the dots spread widely and thinly and ideal dots can be formed.

また、本発明で分散剤として使用できる水溶性界面活性剤の具体例としては、下記のものが挙げられる。例えば、アニオン性界面活性剤としては、高級脂肪酸塩、アルキル硫酸塩、アルキルエーテル硫酸塩、アルキルエステル硫酸塩、アルキルアリールエーテル硫酸塩、アルキルスルホン酸塩、スルホコハク酸塩、アルキルアリル及びアルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸エステル塩、アルキルアリルエーテルリン酸塩等が挙げられる。又、カチオン性界面活性剤としては、アルキルアミン塩、ジアルキルアミン塩、テトラアルキルアンモニウム塩、ベンザルコニウム塩、アルキルピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩等が挙げられる。更に両性界面活性剤としては、ジメチルアルキルラウリルベタイン、アルキルグリシン、アルキルジ(アミノエチル)グリシン、イミダゾリニウムベタイン等が挙げられる。又、ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、グリセリンエステル、ソルビタンエステル、ショ糖エステル、グリセリンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビタンエステルのポリオキシエチレンエーテル、ソルビトールエステルのポリオキシエチレンエーテル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、アミンオキシド、ポリオキシエチレンアルキルアミン等が挙げられる。   Moreover, the following are mentioned as a specific example of the water-soluble surfactant which can be used as a dispersing agent by this invention. For example, anionic surfactants include higher fatty acid salts, alkyl sulfates, alkyl ether sulfates, alkyl ester sulfates, alkyl aryl ether sulfates, alkyl sulfonates, sulfosuccinates, alkyl allyls and alkyl naphthalene sulfonic acids. Examples thereof include salts, alkyl phosphates, polyoxyethylene alkyl ether phosphate esters, and alkyl allyl ether phosphates. Examples of the cationic surfactant include alkylamine salts, dialkylamine salts, tetraalkylammonium salts, benzalkonium salts, alkylpyridinium salts, imidazolinium salts, and the like. Furthermore, examples of the amphoteric surfactant include dimethylalkyl lauryl betaine, alkyl glycine, alkyl di (aminoethyl) glycine, imidazolinium betaine and the like. Nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl allyl ether, polyoxyethylene polyoxypropylene glycol, glycerin ester, sorbitan ester, sucrose ester, glycerin ester polyoxyethylene ether, sorbitan Examples thereof include polyoxyethylene ethers of esters, polyoxyethylene ethers of sorbitol esters, fatty acid alkanolamides, polyoxyethylene fatty acid amides, amine oxides, and polyoxyethylene alkylamines.

また、顔料は親水性基を有する樹脂によって被覆し、マイクロカプセル化することで、分散性を与えることもできる。   Further, the pigment can be provided with dispersibility by coating with a resin having a hydrophilic group and encapsulating the pigment.

水不溶性の顔料を有機高分子類で被覆してマイクロカプセル化する方法としては、従来公知のすべての方法を用いることが可能である。従来公知の方法として、化学的製法、物理的製法、物理化学的方法、機械的製法などが挙げられる。具体的には、次の(1)ないし(10)を挙げることができる。   As a method for coating a water-insoluble pigment with an organic polymer and microencapsulating, all conventionally known methods can be used. Conventionally known methods include chemical production methods, physical production methods, physicochemical methods, mechanical production methods, and the like. Specifically, the following (1) to (10) can be mentioned.

(1)界面重合法:2種のモノマーもしくは2種の反応物を、分散相と連続相に別々に溶解しておき、両者の界面において両物質を反応させて壁膜を形成させる方法である。   (1) Interfacial polymerization method: A method in which two types of monomers or two types of reactants are separately dissolved in a dispersed phase and a continuous phase, and both substances are reacted at the interface between them to form a wall film. .

(2)in−situ重合法:液体または気体のモノマーと触媒、もしくは反応性の物質2種を連続相核粒子側のどちらか一方から供給して反応を起こさせ壁膜を形成させる方法)である。 (2) In-situ polymerization method: a method in which a liquid or gas monomer and catalyst, or two reactive substances are supplied from either one of the continuous phase core particles to cause a reaction to form a wall film) is there.

(3)液中硬化被膜法:芯物質粒子を含む高分子溶液の滴を硬化剤などにより、液中で不溶化して壁膜を形成する方法である。   (3) In-liquid cured coating method: A method in which a wall film is formed by insolubilizing droplets of a polymer solution containing core material particles in a liquid with a curing agent or the like.

(4)コアセルベーション(相分離)法:芯物質粒子を分散している高分子分散液を、高分子濃度の高いコアセルベート(濃厚相)と希薄相に分離させ、壁膜を形成させる方法である。   (4) Coacervation (phase separation) method: a method in which a polymer dispersion in which core material particles are dispersed is separated into a coacervate (concentrated phase) and a dilute phase having a high polymer concentration to form a wall membrane. is there.

(5)液中乾燥法:芯物質を壁膜物質の溶液に分散した液を調製し、この分散液の連続相が混和しない液中に分散液を入れて、複合エマルションとし、壁膜物質を溶解している媒質を徐々に除くことで壁膜を形成させる方法である。   (5) In-liquid drying method: A liquid in which a core material is dispersed in a solution of a wall membrane material is prepared, and the dispersion is put into a liquid in which the continuous phase of this dispersion is not mixed to form a composite emulsion. In this method, the wall film is formed by gradually removing the dissolved medium.

(6)融解分散冷却法:加熱すると液状に溶融し常温では固化する壁膜物質を利用し、この物質を加熱液化し、その中に芯物質粒子を分散し、それを微細な粒子にして冷却し壁膜を形成させる方法である。   (6) Melt dispersion cooling method: Utilizing a wall film material that melts into a liquid state upon heating and solidifies at room temperature, this material is heated and liquefied, core material particles are dispersed therein, and then cooled to fine particles. This is a method for forming a wall film.

(7)気中懸濁被覆法:粉体の芯物質粒子を流動床によって気中に懸濁し、気流中に浮遊させながら、壁膜物質のコーティング液を噴霧混合させて、壁膜を形成させる方法である。   (7) Air suspension coating method: Powder core material particles are suspended in the air by a fluidized bed, and the wall membrane material coating solution is sprayed and mixed while suspended in the air stream to form a wall membrane. Is the method.

(8)スプレードライング法:カプセル化原液を噴霧してこれを熱風と接触させ、揮発分を蒸発乾燥させ壁膜を形成させる方法である。   (8) Spray drying method: A method in which an encapsulated stock solution is sprayed and brought into contact with hot air to evaporate and dry the volatile matter to form a wall film.

(9)酸析法:アニオン性基を含有する有機高分子化合物類のアニオン性基の少なくとも一部を塩基性化合物で中和することで水に対する溶解性を付与し色材と共に水性媒体中で混練した後、酸性化合物で中性または酸性にし有機化合物類を析出させ色材に固着せしめた後に中和し分散させる方法である。   (9) Acid precipitation method: At least a part of the anionic group of the organic polymer compound containing an anionic group is neutralized with a basic compound to provide water solubility and in an aqueous medium together with the coloring material. After kneading, it is neutralized or acidified with an acidic compound, organic compounds are precipitated and fixed on a colorant, and then neutralized and dispersed.

(10)転相乳化法:水に対して分散能を有するアニオン性有機高分子類と色材とを含有する混合体を有機溶媒相とし、前記有機溶媒相に水を投入するかもしくは、水に前記有機溶媒相を投入する方法である。   (10) Phase inversion emulsification method: A mixture containing an anionic organic polymer having dispersibility in water and a coloring material is used as an organic solvent phase, and water is added to the organic solvent phase or water In which the organic solvent phase is charged.

マイクロカプセルの壁膜物質を構成する材料として使用される有機高分子類(樹脂)としては、例えば、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリウレア、エポキシ樹脂、ポリカーボネート、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、多糖類、ゼラチン、アラビアゴム、デキストラン、カゼイン、タンパク質、天然ゴム、カルボキシポリメチレン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、セルロース、エチルセルロース、メチルセルロース、ニトロセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、酢酸セルロース、ポリエチレン、ポリスチレン、(メタ)アクリル酸の重合体または共重合体、(メタ)アクリル酸エステルの重合体または共重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、アルギン酸ソーダ、脂肪酸、パラフィン、ミツロウ、水ロウ、硬化牛脂、カルナバロウ、アルブミンなどが挙げられる。   Examples of organic polymers (resins) used as the material constituting the microcapsule wall membrane material include polyamide, polyurethane, polyester, polyurea, epoxy resin, polycarbonate, urea resin, melamine resin, phenol resin, and polysaccharide. , Gelatin, gum arabic, dextran, casein, protein, natural rubber, carboxypolymethylene, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, cellulose, ethyl cellulose, methyl cellulose, nitrocellulose, hydroxyethyl cellulose, acetic acid Cellulose, polyethylene, polystyrene, (meth) acrylic acid polymer or copolymer, (meth) acrylic acid ester polymer or copolymer, (meth) acrylic acid (Meth) acrylic acid ester copolymer, styrene- (meth) acrylic acid copolymer, styrene-maleic acid copolymer, sodium alginate, fatty acid, paraffin, beeswax, water wax, hardened beef tallow, carnauba wax, albumin, etc. .

これらの中ではカルボン酸基またはスルホン酸基などのアニオン性基を有する有機高分子類を使用することが可能である。また、ノニオン性有機高分子としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールモノメタクリレートまたはそれらの(共)重合体)、2−オキサゾリンのカチオン開環重合体などが挙げられる。特に、ポリビニルアルコールの完全ケン物は、水溶性が低く、熱水には解け易いが冷水には解けにくいという性質を有しており特に好ましい。   Among these, organic polymers having an anionic group such as a carboxylic acid group or a sulfonic acid group can be used. Nonionic organic polymers include, for example, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol monomethacrylate, polypropylene glycol monomethacrylate, methoxypolyethylene glycol monomethacrylate or their (co) polymers, and 2-oxazoline cationic ring-opening polymers. Is mentioned. In particular, a complete saponified product of polyvinyl alcohol is particularly preferable because it has low water solubility and is easily dissolved in hot water but difficult to dissolve in cold water.

また、マイクロカプセルの壁膜物質を構成する有機高分子類の量は、有機顔料またはカーボンブラックなどの水不溶性の色材に対して1重量%以上20重量%以下である。有機高分子類の量を上記の範囲にすることによって、カプセル中の有機高分子類の含有率が比較的低いために、有機高分子類が顔料表面を被覆することに起因する顔料の発色性の低下を抑制することが可能となる。有機高分子類の量が1重量%未満ではカプセル化の効果を発揮しづらくなり、逆に20重量%を越えると、顔料の発色性の低下が著しくなる。さらに他の特性などを考慮すると有機高分子類の量は水不溶性の色材に対し5〜10重量%の範囲が好ましい。   Further, the amount of the organic polymer constituting the wall membrane material of the microcapsule is 1% by weight or more and 20% by weight or less based on the water-insoluble colorant such as an organic pigment or carbon black. By setting the amount of the organic polymer within the above range, the content of the organic polymer in the capsule is relatively low so that the pigment develops due to the organic polymer covering the pigment surface. Can be suppressed. If the amount of the organic polymer is less than 1% by weight, it is difficult to exert the effect of encapsulation. Conversely, if the amount exceeds 20% by weight, the color developability of the pigment is significantly reduced. In consideration of other characteristics, the amount of the organic polymer is preferably in the range of 5 to 10% by weight based on the water-insoluble colorant.

すなわち、色材の一部が実質的に被覆されずに露出しているために発色性の低下を抑制することが可能となり、また、逆に、色材の一部が露出せずに実質的に被覆されているために顔料が被覆されている効果を同時に発揮することが可能となるのである。また、本発明に用いる有機高分子類の数平均分子量としては、カプセル製造面などから、2000以上であることが好ましい。ここで「実質的に露出」とは、例えば、ピンホール、亀裂などの欠陥などに伴う一部の露出ではなく、意図的に露出している状態を意味するものである。
さらに、色材として自己分散性の顔料である有機顔料または自己分散性のカーボンブラックを用いれば、カプセル中の有機高分子類の含有率が比較的低くても、顔料の分散性が向上するために、十分なインクの保存安定性を確保することが可能となるので本発明にはより好ましい。
That is, since a part of the color material is exposed without being substantially covered, it is possible to suppress a decrease in color developability, and conversely, a part of the color material is not substantially exposed without being exposed. Since it is coated, it is possible to simultaneously exhibit the effect that the pigment is coated. The number average molecular weight of the organic polymers used in the present invention is preferably 2000 or more from the viewpoint of capsule production. Here, “substantially exposed” means not the partial exposure associated with defects such as pinholes and cracks, but a state where it is intentionally exposed.
Furthermore, if an organic pigment or self-dispersing carbon black, which is a self-dispersing pigment, is used as a colorant, the dispersibility of the pigment is improved even if the content of the organic polymer in the capsule is relatively low. In addition, since sufficient storage stability of the ink can be secured, it is more preferable for the present invention.

なお、マイクロカプセル化の方法によって、それに適した有機高分子類を選択することが好ましい。例えば、界面重合法による場合は、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリビニルピロリドン、エポキシ樹脂などが適している。in−situ重合法による場合は、(メタ)アクリル酸エステルの重合体または共重合体、(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミドなどが適している。液中硬化法による場合は、アルギン酸ソーダ、ポリビニルアルコール、ゼラチン、アルブミン、エポキシ樹脂などが適している。コアセルベーション法による場合は、ゼラチン、セルロース類、カゼインなどが適している。また、微細で、且つ均一なマイクロカプセル化顔料を得るためには、勿論前記以外にも従来公知のカプセル化法すべてを利用することが可能である。   It is preferable to select an organic polymer suitable for the microencapsulation method. For example, in the case of interfacial polymerization, polyester, polyamide, polyurethane, polyvinyl pyrrolidone, epoxy resin and the like are suitable. In the case of using the in-situ polymerization method, a polymer or copolymer of (meth) acrylic acid ester, (meth) acrylic acid- (meth) acrylic acid ester copolymer, styrene- (meth) acrylic acid copolymer, Polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyamide and the like are suitable. In the case of the liquid curing method, sodium alginate, polyvinyl alcohol, gelatin, albumin, epoxy resin and the like are suitable. In the case of the coacervation method, gelatin, celluloses, casein and the like are suitable. In addition, in order to obtain a fine and uniform microencapsulated pigment, it is possible to use all conventionally known encapsulation methods other than those described above.

マイクロカプセル化の方法として転相法または酸析法を選択する場合は、マイクロカプセルの壁膜物質を構成する有機高分子類としては、アニオン性有機高分子類を使用する。転相法は、水に対して自己分散能または溶解能を有するアニオン性有機高分子類と、自己分散性有機顔料または自己分散型カーボンブラックなどの色材との複合物または複合体、あるいは自己分散性有機顔料または自己分散型カーボンブラックなどの色材、硬化剤およびアニオン性有機高分子類との混合体を有機溶媒相とし、該有機溶媒相に水を投入するか、あるいは水中に該有機溶媒相を投入して、自己分散(転相乳化)化しながらマイクロカプセル化する方法である。上記転相法において、有機溶媒相中に、記録液用のビヒクルや添加剤を混入させて製造しても何等問題はない。特に、直接記録液用の分散液を製造できることからいえば、記録液の液媒体を混入させる方がより好ましい。   When the phase inversion method or the acid precipitation method is selected as the microencapsulation method, anionic organic polymers are used as the organic polymers constituting the wall membrane material of the microcapsules. The phase inversion method is a composite or composite of an anionic organic polymer having self-dispersibility or solubility in water and a colorant such as a self-dispersion organic pigment or self-dispersion carbon black, or a self-dispersion method. A mixture of a colorant such as a dispersible organic pigment or self-dispersing carbon black, a curing agent, and an anionic organic polymer is used as an organic solvent phase, and water is added to the organic solvent phase, or the organic solvent is submerged in water. In this method, a solvent phase is introduced and microencapsulation is performed while self-dispersion (phase inversion emulsification) is performed. In the above phase inversion method, there is no problem even if the organic solvent phase is mixed with a recording liquid vehicle or additives. In particular, it is more preferable to mix a liquid medium of a recording liquid because a dispersion liquid for recording liquid can be directly produced.

一方、酸析法は、アニオン性基含有有機高分子類のアニオン性基の一部または全部を塩基性化合物で中和し、自己分散性有機顔料または自己分散型カーボンブラックなどの色材と、水性媒体中で混練する工程および酸性化合物でpHを中性または酸性にしてアニオン性基含有有機高分子類を析出させて、顔料に固着する工程とからなる製法によって得られる含水ケーキを、塩基性化合物を用いてアニオン性基の一部または全部を中和することによりマイクロカプセル化する方法である。このようにすることによって、微細で顔料を多く含むアニオン性マイクロカプセル化顔料を含有する水性分散液を製造することができる。   On the other hand, in the acid precipitation method, a part or all of the anionic group of the anionic group-containing organic polymer is neutralized with a basic compound, and a colorant such as a self-dispersing organic pigment or self-dispersing carbon black, A water-containing cake obtained by a production method comprising a step of kneading in an aqueous medium and a step of neutralizing and acidifying an acidic compound to precipitate an anionic group-containing organic polymer and fixing it to a pigment, This is a method of microencapsulation by neutralizing a part or all of an anionic group using a compound. By doing in this way, the aqueous dispersion containing the anionic microencapsulated pigment which is fine and contains many pigments can be manufactured.

また、上記に挙げたようなマイクロカプセル化の際に用いられる溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルキルアルコール類;ベンゾール、トルオール、キシロールなどの芳香族炭化水素類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類;クロロホルム、二塩化エチレンなどの塩素化炭化水素類;アセトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル類;メチルセロソルブ、ブチルセロソルブなどのセロソルブ類などが挙げられる。なお、上記の方法により調製したマイクロカプセルを遠心分離または濾過などによりこれらの溶剤中から一度分離して、これを水および必要な溶剤とともに撹拌、再分散を行い、目的とする本発明に用いることができる記録液を得る。以上の如き方法で得られるカプセル化顔料の平均粒径は50nm〜180nmであることが好ましい。   Examples of the solvent used for microencapsulation as described above include alkyl alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol; aromatic hydrocarbons such as benzol, toluol and xylol; methyl acetate Esters such as ethyl acetate and butyl acetate; Chlorinated hydrocarbons such as chloroform and ethylene dichloride; Ketones such as acetone and methyl isobutyl ketone; Ethers such as tetrahydrofuran and dioxane; Cellosolves such as methyl cellosolve and butyl cellosolve Etc. The microcapsules prepared by the above method are once separated from these solvents by centrifugation or filtration, and then stirred and redispersed with water and the necessary solvent, and used for the intended present invention. A recording liquid that can be used is obtained. The average particle diameter of the encapsulated pigment obtained by the above method is preferably 50 nm to 180 nm.

このように樹脂被覆することによって顔料が印刷物にしっかりと付着することにより、印刷物の擦過性を向上させることができる。   By coating the resin in this way, the pigment adheres firmly to the printed material, whereby the scratching property of the printed material can be improved.

〔染料〕
記録液に用いられる染料としては、カラーインデックスにおいて酸性染料、直接性染料、塩基性染料、反応性染料、食用染料に分類される染料で耐水、耐光性が優れたものが用いられる。これら染料は複数種類を混合して用いても良いし、あるいは必要に応じて顔料等の他の色材と混合して用いても良い。これら着色剤は、本発明の効果が阻害されない範囲で添加される。
〔dye〕
As the dye used in the recording liquid, dyes classified into acid dyes, direct dyes, basic dyes, reactive dyes, and food dyes in the color index and having excellent water resistance and light resistance are used. These dyes may be used as a mixture of a plurality of types, or may be used as a mixture with other color materials such as pigments as necessary. These colorants are added within a range that does not impair the effects of the present invention.

(a)酸性染料及び食用染料として、
C.I.アシッド・イエロー 17,23,42,44,79,142
C.I.アシッド・レッド 1,8,13,14,18,26,27,35,37,42,52,82,87,89,92,97,106,111,114,115,134,186,249,254,289
C.I.アシッド・ブルー 9,29,45,92,249
C.I.アシッド・ブラック 1,2,7,24,26,94
C.I.フード・イエロー 3,4
C.I.フード・レッド 7,9,14
C.I.フード・ブラック 1,2
(A) As an acid dye and a food dye,
C. I. Acid Yellow 17, 23, 42, 44, 79, 142
C. I. Acid Red 1,8,13,14,18,26,27,35,37,42,52,82,87,89,92,97,106,111,114,115,134,186,249,254 289
C. I. Acid Blue 9, 29, 45, 92, 249
C. I. Acid Black 1, 2, 7, 24, 26, 94
C. I. Food Yellow 3, 4
C. I. Food Red 7, 9, 14
C. I. Food Black 1, 2

(b)直接染料として、
C.I.ダイレクト・イエロー 1,12,24,26,33,44,50,86,120,132,142,144
C.I.ダイレクト・レッド 1,4,9,13,17,20,28,31,39,80,81,83,89,225,227
C.I.ダイレクト・オレンジ 26,29,62,102
C.I.ダイレクト・ブルー 1,2,6,15,22,25,71,76,79,86,87,90,98,163,165,199,202
C.I.ダイレクト・ブラック 19,22,32,38,51,56,71,74,75,77,154,168,171
(B) As a direct dye,
C. I. Direct yellow 1,12,24,26,33,44,50,86,120,132,142,144
C. I. Direct Red 1,4,9,13,17,20,28,31,39,80,81,83,89,225,227
C. I. Direct orange 26, 29, 62, 102
C. I. Direct blue 1,2,6,15,22,25,71,76,79,86,87,90,98,163,165,199,202
C. I. Direct black 19, 22, 32, 38, 51, 56, 71, 74, 75, 77, 154, 168, 171

(c)塩基性染料として、
C.I.ベーシック・イエロー 1,2,11,13,14,15,19,21,23,24,25,28,29,32,36,40,41,45,49,51,53,63,64,65,67,70,73,77,87,91
C.I.ベーシック・レッド 2,12,13,14,15,18,22,23,24,27,29,35,36,38,39,46,49,51,52,54,59,68,69,70,73,78,82,102,104,109,112
C.I.ベーシック・ブルー 1,3,5,7,9,21,22,26,35,41,45,47,54,62,65,66,67,69,75,77,78,89,92,93,105,117,120,122,124,129,137,141,147,155
C.I.ベーシック・ブラック 2,8
(C) As a basic dye,
C. I. Basic yellow 1, 2, 11, 13, 14, 15, 19, 21, 23, 24, 25, 28, 29, 32, 36, 40, 41, 45, 49, 51, 53, 63, 64, 65 67, 70, 73, 77, 87, 91
C. I. Basic Red 2,12,13,14,15,18,22,23,24,27,29,35,36,38,39,46,49,51,52,54,59,68,69,70 73, 78, 82, 102, 104, 109, 112
C. I. Basic blue 1,3,5,7,9,21,22,26,35,41,45,47,54,62,65,66,67,69,75,77,78,89,92,93 , 105, 117, 120, 122, 124, 129, 137, 141, 147, 155
C. I. Basic Black 2,8

(d)反応性染料として、
C.I.リアクティブ・ブラック 3,4,7,11,12,17
C.I.リアクティブ・イエロー 1,5,11,13,14,20,21,22,25,40,47,51,55,65,67
C.I.リアクティブ・レッド 1,14,17,25,26,32,37,44,46,55,60,66,74,79,96,97
C.I.リアクティブ・ブルー 1,2,7,14,15,23,32,35,38,41,63,80,95等が使用できる。
(D) As a reactive dye,
C. I. Reactive Black 3, 4, 7, 11, 12, 17
C. I. Reactive Yellow 1,5,11,13,14,20,21,22,25,40,47,51,55,65,67
C. I. Reactive Red 1,14,17,25,26,32,37,44,46,55,60,66,74,79,96,97
C. I. Reactive Blue 1, 2, 7, 14, 15, 23, 32, 35, 38, 41, 63, 80, 95, etc. can be used.

〔染料・顔料共通の添加剤、物性〕
本発明に係る画像形成装置で使用する記録液を所望の物性にするため、あるいは乾燥による記録ヘッドのノズルの詰まりを防止するためなどの目的で、色材の他に、水溶性有機溶媒を使用することが好ましい。水溶性有機溶媒には湿潤剤、浸透剤が含まれる。湿潤剤は乾燥による記録ヘッドのノズルの詰まりを防止することを目的に添加される。
[Additives and physical properties common to dyes and pigments]
In order to make the recording liquid used in the image forming apparatus according to the present invention have the desired physical properties or to prevent clogging of the nozzles of the recording head due to drying, a water-soluble organic solvent is used in addition to the colorant. It is preferable to do. The water-soluble organic solvent includes a wetting agent and a penetrating agent. The wetting agent is added for the purpose of preventing clogging of the nozzles of the recording head due to drying.

湿潤剤の具体例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−へキサンジオール、グリセリン、1,2,6−へキサントリオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、1,2,4−ブタントリオール、1,2,3−ブタントリオール、ペトリオール等の多価アルコール類、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の多価アルコールアルキルエーテル類、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等の多価アルコールアリールエ−テル額;N−メチル−2−ピロリドン、N−ヒドロキシエチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、1,3−ジメチルイミダゾリジノン、ε−カプロラクタム等の含窒素複素環化合物;ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、ホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等のアミン類、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノ−ル等の含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、γ−ブチロラクトン等である。これらの溶媒は、水とともに単独もしくは複数混合して用いられる。   Specific examples of the wetting agent include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, 1,3-propanediol, and 2-methyl-1,3-propane. Diol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, glycerin, 1,2,6-hexanetriol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 1,2 Polyhydric alcohols such as 1,4-butanetriol, 1,2,3-butanetriol, and petriol, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene Polyhydric alcohol alkyl ethers such as glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether and propylene glycol monoethyl ether, polyhydric alcohol aryl ethers such as ethylene glycol monophenyl ether and ethylene glycol monobenzyl ether Forehead: Nitrogen-containing heterocyclic compounds such as N-methyl-2-pyrrolidone, N-hydroxyethyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, 1,3-dimethylimidazolidinone, ε-caprolactam; formamide, N-methylformamide, Amides such as formamide and N, N-dimethylformamide; monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monoethylamine, diethylamine, triethyl And amines such as ruamine, sulfur-containing compounds such as dimethyl sulfoxide, sulfolane and thiodiethanol, propylene carbonate, ethylene carbonate, and γ-butyrolactone. These solvents are used alone or in combination with water.

また、浸透剤は記録液と被記録材の濡れ性を向上させ、浸透速度を調整する目的で添加される。浸透剤としては、下記式(I)〜(IV)で表されるものが好ましい。すなわち、下記式(I)のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル系界面活性剤、式(II)のアセチレングリコール系界面活性剤、下記式(III)のポリオキシエチレンアルキルエーテル系界面活性剤ならびに式(IV)のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル系界面活性剤は、液の表面張力を低下させることができるので、濡れ性を向上させ、浸透速度を高めることができる。   Further, the penetrant is added for the purpose of improving the wettability between the recording liquid and the recording material and adjusting the penetration speed. As the penetrant, those represented by the following formulas (I) to (IV) are preferable. That is, a polyoxyethylene alkylphenyl ether surfactant of formula (I) below, an acetylene glycol surfactant of formula (II), a polyoxyethylene alkyl ether surfactant of formula (III) below and formula (IV) The polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether-based surfactant (1) can reduce the surface tension of the liquid, so that the wettability can be improved and the penetration rate can be increased.

Figure 0004627422
(Rは分岐していても良い炭素数6〜14の炭化水素鎖、kは5〜20)
Figure 0004627422
(R is an optionally branched hydrocarbon chain having 6 to 14 carbon atoms, k is 5 to 20)

Figure 0004627422
(m、nは0〜40)
Figure 0004627422
(M and n are 0 to 40)

Figure 0004627422
(Rは分岐していても良い炭素数6〜14の炭化水素鎖、nは5〜20)
Figure 0004627422
(R is an optionally branched hydrocarbon chain having 6 to 14 carbon atoms, n is 5 to 20)

Figure 0004627422
(Rは炭素数6〜14の炭化水素鎖、m、nは20以下の数)
Figure 0004627422
(R is a hydrocarbon chain having 6 to 14 carbon atoms, m and n are numbers of 20 or less)

前記式(I)〜(IV)の化合物以外では、例えばジエチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、テトラエチレングリコールクロロフェニルエーテル等の多価アルコールのアルキル及びアリールエーテル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック共重合体等のノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、エタノール、2−プロパノール等の低級アルコール類を用いることができるが、特にジエチレングリコールモノブチルエーテルが好ましい。   Other than the compounds of the above formulas (I) to (IV), for example, diethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monoallyl ether, diethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether, tetraethylene glycol chlorophenyl Use alkyl and aryl ethers of polyhydric alcohols such as ethers, nonionic surfactants such as polyoxyethylene polyoxypropylene block copolymers, fluorine-based surfactants, lower alcohols such as ethanol and 2-propanol However, diethylene glycol monobutyl ether is particularly preferable.

本発明に係る画像形成装置で使用する記録液の表面張力は、10〜60N/mであることが好ましく、被記録媒体との濡れ性と液滴の粒子化の両立の観点からは15〜30N/mであることがさらに好ましい。   The surface tension of the recording liquid used in the image forming apparatus according to the present invention is preferably 10 to 60 N / m, and 15 to 30 N from the viewpoint of achieving both wettability with the recording medium and droplet formation. More preferably, it is / m.

同じく記録液の粘度は、1.0〜20mPa・sの範囲内であることが好ましく、吐出安定性の観点からは5.0〜10mPa・sの範囲内であることが好ましい。   Similarly, the viscosity of the recording liquid is preferably in the range of 1.0 to 20 mPa · s, and from the viewpoint of ejection stability, it is preferably in the range of 5.0 to 10 mPa · s.

また、記録液のpHは3〜11の範囲内であることが好ましく、接液する金属部材の腐食防止の観点からはpHは6〜10の範囲内であることがさらに好ましい。   The pH of the recording liquid is preferably in the range of 3 to 11, and more preferably in the range of 6 to 10 from the viewpoint of preventing corrosion of the metal member in contact with the liquid.

さらに、記録液には防腐防黴剤を含有することができる。防腐防黴剤を含有することによって、菌の繁殖を押さえることができ、保存安定性、画質安定性を高めることができる。防腐防黴剤としてはベンゾトリアゾール、デヒドロ酢酸ナトリウム、ソルビン酸ナトリウム、2−ピリジンチオール−1−オキサイドナトリウム、イソチアゾリン系化合物、安息香酸ナトリウム、ペンタクロロフェノールナトリウム等が使用できる。   Further, the recording liquid can contain an antiseptic / antifungal agent. By containing the antiseptic / antifungal agent, the growth of bacteria can be suppressed, and the storage stability and the image quality stability can be improved. As antiseptic / antifungal agents, benzotriazole, sodium dehydroacetate, sodium sorbate, sodium 2-pyridinethiol-1-oxide, isothiazoline compounds, sodium benzoate, sodium pentachlorophenol, and the like can be used.

また、記録液には防錆剤を含有することができる。防錆剤を含有することによって、ヘッド等の接液する金属面に被膜を形成し、腐食を防ぐことができる。防錆剤としては、例えば、酸性亜硫酸塩、チオ硫酸ナトリウム、チオジグリコール酸アンモン、ジイソプロピルアンモニウムニトライト、四硝酸ペンタエリスリトール、ジシクロヘキシルアンモニウムニトライト等が使用できる。   Further, the recording liquid can contain a rust inhibitor. By containing a rust preventive agent, a coating can be formed on the metal surface in contact with the liquid, such as a head, and corrosion can be prevented. As the rust inhibitor, for example, acidic sulfite, sodium thiosulfate, ammonium thiodiglycolate, diisopropylammonium nitrite, pentaerythritol tetranitrate, dicyclohexylammonium nitrite and the like can be used.

さらに、記録液には酸化防止剤を含有することができる。酸化防止剤を含有することによって、腐食の原因となるラジカル種が生じた場合にも酸化防止剤がラジカル種を消滅させることで腐食を防止することができる。   Further, the recording liquid can contain an antioxidant. By containing an antioxidant, even when radical species that cause corrosion are generated, the antioxidant can be prevented by eliminating the radical species.

酸化防止剤としては、フェノール系化合物類、アミン系化合物類が代表的であるがフェノール系化合物類としては、ハイドロキノン、ガレート等の化合物、2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール、ステアリル−β−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)、4,4’−チオビス(3−メチル−6−tert−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−tert−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、テトラキス[メチレン−3(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン等のヒンダードフェノール系化合物が例示され、アミン系化合物類としては、N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、フェニル−β−ナフチルアミン、フェニル−α−ナフチルアミン、N,N’−β−ナフチル−p−フェニレンジアミン、N,N’−ジフェニルエチレンジアミン、フェノチアジン、N,N’−ジ−sec−ブチル−p−フェニレンジアミン、4,4’−テトラメチル−ジアミノジフェニルメタン等が例示される。また、後者としては、硫黄系化合物類、リン系化合物類が代表的であるが、硫黄系化合物としては、ジラウリルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、ラウリルステアリルチオジプロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、ジステアリルβ,β’−チオジブチレート、2−メルカプトベンゾイミダゾール、ジラウリルサルファイド等が例示され、リン系化合物類としては、トリフェニルフォスファイト、トリオクタデシルフォスファイト、トリデシルフォスファイト、トリラウリルトリチオフォスファイト、ジフェニルイソデシルフォスファイト、トリノニルフェニルフォスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールフォスファイト等が例示される。   Typical examples of the antioxidant include phenolic compounds and amine compounds. Examples of the phenolic compounds include hydroquinone and gallate compounds, 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, and stearyl. -Β- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-methylenebis (4-ethyl- 6-tert-butylphenol), 4,4′-thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 1,1,3-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenyl) butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-tert-4-hydroxybenzyl) benzene, Hindered materials such as lith (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) isocyanurate, tetrakis [methylene-3 (3 ′, 5′-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane Phenol compounds are exemplified, and amine compounds include N, N′-diphenyl-p-phenylenediamine, phenyl-β-naphthylamine, phenyl-α-naphthylamine, N, N′-β-naphthyl-p-phenylene. Examples include diamine, N, N′-diphenylethylenediamine, phenothiazine, N, N′-di-sec-butyl-p-phenylenediamine, 4,4′-tetramethyl-diaminodiphenylmethane, and the like. As the latter, sulfur compounds and phosphorus compounds are representative, but as sulfur compounds, dilauryl thiodipropionate, distearyl thiodipropionate, lauryl stearyl thiodipropionate, Examples include myristyl thiodipropionate, distearyl β, β′-thiodibutyrate, 2-mercaptobenzimidazole, dilauryl sulfide and the like, and phosphorus compounds include triphenyl phosphite, trioctadecyl phosphite, tridecyl. Examples include phosphite, trilauryl trithiophosphite, diphenylisodecyl phosphite, trinonylphenyl phosphite, distearyl pentaerythritol phosphite.

また、記録液にはpH調整剤を含有することができる。pH調整剤としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属元素の水酸化物、水酸化アンモニウム、第4級アンモニウム水酸化物、第4級ホスホニウム水酸化物、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、ジエタノールアミン、トリエタノ−ルアミン等のアミン類、硼酸、塩酸、硝酸、硫酸、酢酸等を用いることができる。   The recording liquid can contain a pH adjusting agent. Examples of the pH adjuster include hydroxides of alkali metal elements such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonium hydroxide, quaternary ammonium hydroxide, quaternary phosphonium hydroxide, lithium carbonate, Examples include alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, amines such as diethanolamine and triethanolamine, boric acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, and acetic acid.

ここで、本発明に係る画像形成装置で使用する記録液は、表面張力が15ないし30N/mの範囲内であることが好ましい。このように、表面張力の低い記録液が使用できることで、被記録媒体への記録液の定着性が向上する。また、使用する記録液にフッ素系界面活性剤を含有することが好ましく、これによって、発色性の良い画像形成が可能となる。さらに、顔料系記録液を使用することが好ましく、これにより、被記録媒体が普通紙でも耐侯性、耐水性に優れた高画質の画像形成が可能となる。この場合、顔料系記録液として、自己分散型顔料系記録液、あるいは、高分子分散型顔料系記録液を使用することにより、特に、普通紙でも耐侯性、耐水性、擦過性に優れた高画質の画像形成が可能となる。また、樹脂被覆型顔料系記録液を使用することで、特に普通紙でも耐侯性、耐水性、擦過性に優れた高画質の画像形成が可能となる。   Here, the recording liquid used in the image forming apparatus according to the present invention preferably has a surface tension in the range of 15 to 30 N / m. As described above, since the recording liquid having a low surface tension can be used, the fixability of the recording liquid on the recording medium is improved. In addition, it is preferable that the recording liquid to be used contains a fluorosurfactant, which makes it possible to form an image with good color developability. Furthermore, it is preferable to use a pigment-based recording liquid, which enables high-quality image formation with excellent weather resistance and water resistance even when the recording medium is plain paper. In this case, a self-dispersing pigment-based recording liquid or a polymer-dispersed pigment-based recording liquid is used as the pigment-based recording liquid, so that it is particularly excellent in weather resistance, water resistance, and scratch resistance even on plain paper. Image quality can be formed. In addition, by using a resin-coated pigment-based recording liquid, it is possible to form a high-quality image having excellent weather resistance, water resistance, and scratch resistance even on plain paper.

本発明に係る液滴吐出ヘッドの第1実施形態の一例を示す分解斜視説明図である。1 is an exploded perspective view illustrating an example of a first embodiment of a droplet discharge head according to the present invention. 同ヘッドの液室長手方向に沿う方向の断面説明図である。It is sectional explanatory drawing of the direction along the liquid chamber longitudinal direction of the head. 同じく液室短手方向に沿う断面説明図である。It is a cross-sectional explanatory drawing along a liquid chamber short direction similarly. 同液滴吐出ヘッドのノズル板のノズル部分の拡大断面説明図である。It is an expanded sectional explanatory view of the nozzle part of the nozzle plate of the same droplet discharge head. 本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法の第1実施形態の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of 1st Embodiment of the manufacturing method of the droplet discharge head which concerns on this invention. 本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法の第2実施形態の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of 2nd Embodiment of the manufacturing method of the droplet discharge head which concerns on this invention. 本発明に係る液滴吐出ヘッドの第2実施形態におけるノズル板のノズル部分の拡大断面説明図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional explanatory diagram of a nozzle portion of a nozzle plate in a second embodiment of a droplet discharge head according to the present invention. 本発明に係る液滴吐出ヘッドの第3実施形態におけるノズル板のノズル部分の拡大断面説明図である。It is an expanded sectional explanatory view of the nozzle part of the nozzle plate in a 3rd embodiment of the droplet discharge head concerning the present invention. 本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法の第3実施形態の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of 3rd Embodiment of the manufacturing method of the droplet discharge head which concerns on this invention. 本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法の第4実施形態の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of 4th Embodiment of the manufacturing method of the droplet discharge head which concerns on this invention. 本発明に係る画像形成装置の一例を示す全体構成説明図である。1 is an overall configuration explanatory view showing an example of an image forming apparatus according to the present invention. 同画像形成装置の要部平面説明図である。FIG. 2 is an explanatory plan view of a main part of the image forming apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1…流路ユニット
2…アクチュエータユニット
11…流路板
12…振動板
13…ノズル板
14…ノズル
16…液室
61…ノズル先穴
62…ノズル形成部材
63…ポリイミド/ポリアミド樹脂層
64…有機ケイ素化合物層
65…フッ素系撥水層
71…ノズル先穴
72…ノズル形成部材
73…ポリイミド/ポリアミド樹脂層
74…Si酸化膜層
75…シリコーン樹脂層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Channel unit 2 ... Actuator unit 11 ... Channel plate 12 ... Vibration plate 13 ... Nozzle plate 14 ... Nozzle 16 ... Liquid chamber 61 ... Nozzle tip hole 62 ... Nozzle formation member 63 ... Polyimide / polyamide resin layer 64 ... Organosilicon Compound layer 65 ... Fluorine-based water repellent layer 71 ... Nozzle tip hole 72 ... Nozzle forming member 73 ... Polyimide / polyamide resin layer 74 ... Si oxide film layer 75 ... Silicone resin layer

Claims (4)

液滴を吐出するノズルを形成する金属部材からなるノズル形成部材を有し、前記ノズルが連通する液室内の液体を加圧して前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記金属部材のノズル穴に相当する部位に先穴加工し、
前記金属部材の両面に液状のポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂を前記先穴加工により形成された先穴に入り込んで閉塞するように塗布し、吐出面側にのみ撥水層を形成し、
流路形成側より先穴加工周辺部にレーザーを照射し、流路側のノズル近傍部のポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂とノズルエッジのポリイミド樹脂又はポリアミド樹脂と撥水層とを除去する
ことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
In a manufacturing method of a droplet discharge head, which has a nozzle forming member made of a metal member that forms a nozzle for discharging a droplet, pressurizes a liquid in a liquid chamber to which the nozzle communicates, and discharges the droplet from the nozzle.
Processing the front hole in the portion corresponding to the nozzle hole of the metal member,
Wherein a liquid polyimide resin or a polyamide resin on both surfaces of the metallic member was coated so as to close Nde write enters first hole formed by said destination drilling, only to form a water-repellent layer on the discharge side,
A laser is irradiated from the flow path forming side to the peripheral portion of the front hole processing, and the polyimide resin or polyamide resin in the vicinity of the nozzle on the flow path side and the polyimide resin or polyamide resin on the nozzle edge and the water repellent layer are removed. A method for manufacturing a droplet discharge head.
前記撥水層の形成は、有機ケイ素化合物層及びフッ素系撥水層が順次積層形成されることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。   The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 1, wherein the water repellent layer is formed by sequentially laminating an organic silicon compound layer and a fluorine-based water repellent layer. 前記撥水層の形成は、シリコーン樹脂の塗布により形成されることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。   The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 1, wherein the water repellent layer is formed by applying a silicone resin. 前記撥水層の形成は、ケイ素酸化膜層及びシリコーン樹脂が順次積層形成されることを特徴とする請求項3に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。   4. The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 3, wherein the water repellent layer is formed by sequentially laminating a silicon oxide film layer and a silicone resin.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103482563A (en) * 2012-06-14 2014-01-01 比亚迪股份有限公司 MEMS microstructure preparation method

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008104994A (en) * 2006-10-27 2008-05-08 Mitsubishi Polyester Film Copp Bar holder and coating apparatus equipped with it
KR101270164B1 (en) 2006-12-27 2013-05-31 삼성디스플레이 주식회사 Nozzle plate of inkjet printhead
JP4861859B2 (en) * 2007-03-07 2012-01-25 富士フイルム株式会社 Nozzle plate manufacturing method and liquid discharge head manufacturing method
JP2009214457A (en) * 2008-03-11 2009-09-24 Ricoh Co Ltd Inkjet recording apparatus, and inkjet recording method
JP5532555B2 (en) * 2008-07-04 2014-06-25 株式会社リコー Method for producing liquid repellent layer covering member
JP5085484B2 (en) * 2008-09-25 2012-11-28 富士フイルム株式会社 Liquid repellent film forming method, nozzle plate, ink jet head, and electronic apparatus
US8602523B2 (en) * 2011-11-11 2013-12-10 Xerox Corporation Fluorinated poly(amide-imide) copolymer printhead coatings
JP6603337B2 (en) * 2016-01-28 2019-11-06 京セラ株式会社 Nozzle member, liquid discharge head using the same, and recording apparatus
CN112088094B (en) * 2018-05-09 2022-12-13 柯尼卡美能达株式会社 Ink jet head and image forming method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62202743A (en) * 1986-03-04 1987-09-07 Ricoh Co Ltd Water-repelling treatment method of ink jet nozzle for ink jet recorder
JPH05201005A (en) * 1992-01-30 1993-08-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Delivery nozzle plate for ink jet recording device and manufacture thereof
JP2001010063A (en) * 1999-07-01 2001-01-16 Canon Inc Production of ink-jet head
JP2001260362A (en) * 2000-03-22 2001-09-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method of manufacturing ink jet head
JP2001277502A (en) * 2000-03-31 2001-10-09 Ricoh Co Ltd Liquid drop ejection head and ink jet recorder
JP2003341070A (en) * 2002-05-30 2003-12-03 Ricoh Co Ltd Inkjet head, its manufacturing method, and inkjet head recorder
JP2004249668A (en) * 2003-02-21 2004-09-09 Ricoh Co Ltd Liquid droplet discharge head, ink cartridge and ink jet recording apparatus

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62202743A (en) * 1986-03-04 1987-09-07 Ricoh Co Ltd Water-repelling treatment method of ink jet nozzle for ink jet recorder
JPH05201005A (en) * 1992-01-30 1993-08-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Delivery nozzle plate for ink jet recording device and manufacture thereof
JP2001010063A (en) * 1999-07-01 2001-01-16 Canon Inc Production of ink-jet head
JP2001260362A (en) * 2000-03-22 2001-09-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method of manufacturing ink jet head
JP2001277502A (en) * 2000-03-31 2001-10-09 Ricoh Co Ltd Liquid drop ejection head and ink jet recorder
JP2003341070A (en) * 2002-05-30 2003-12-03 Ricoh Co Ltd Inkjet head, its manufacturing method, and inkjet head recorder
JP2004249668A (en) * 2003-02-21 2004-09-09 Ricoh Co Ltd Liquid droplet discharge head, ink cartridge and ink jet recording apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103482563A (en) * 2012-06-14 2014-01-01 比亚迪股份有限公司 MEMS microstructure preparation method
CN103482563B (en) * 2012-06-14 2016-03-09 比亚迪股份有限公司 A kind of preparation method of MEMS micro-structural

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