JP5137454B2

JP5137454B2 - インクジェット記録ヘッド、インクジェット記録カートリッジ、およびインクジェット記録ヘッドの製造方法

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Publication number: JP5137454B2
Application number: JP2007114608A
Authority: JP
Inventors: 顕後藤; 実野澤; 良行東家; 忠喜稲本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-04-24
Filing date: 2007-04-24
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2027-04-24
Also published as: JP2007313890A

Description

本発明は、物流時等にヘッド面を保護する保護テープが貼り付けられるインクジェット記録ヘッド、インクジェット記録カートリッジ、およびインクジェット記録ヘッドの製造方法に関する。特にヘッドの吐出口形成面表面の一部領域に対して改質が施され保護テープの粘着性が調整されたインクジェット記録ヘッド、インクジェット記録カートリッジ、およびインクジェット記録ヘッドの製造方法に関する。

近年、デジタルカメラ等の高解像度化が進むに伴って、高記録品位の写真を記録可能な記録装置が普及しつつある。中でも記録媒体に向けてインクを吐出することで記録を行うインクジェット記録装置が普及しており、そのインクジェット記録装置に用いられるインクジェット記録ヘッドは、種々の方式によりインク滴を吐出するものが知られている。インクを吐出するために利用するエネルギとして、熱を利用するインクジェット記録ヘッドは、高密度のマルチノズル化を比較的容易に実現でき、高解像度、高画質で、また高速な記録を可能とするものである。記録の高品位化の一方で、従来のビジネス文書やＷｅｂページを記録する要求も無くなったわけではなく、むしろ画像および文字の高記録品位化と記録速度の高速度化の両立が求められている。

この対応策として、文字を記録する際には吐出インク滴が大きく、濃度の濃い顔料ブラックインク（Ｂｋ）で記録を行い、Ｗｅｂページを記録する際には顔料ブラックインク（Ｂｋ）とカラーインクのシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）を併用する。そして、写真の記録を行う場合には、カラーインクのみを使用して記録を行うという記録方法を用いた記録装置が市販されている。

近年のインクジェット記録装置は高画質記録を実現するために、吐出するインク滴の大きさはますます小さくなっており、その量は数ｐｌとなっている。そして、この数ｐｌのインク滴を吐出する吐出口の口径は１０μｍ程度であり、吐出口と連通するように構成されたノズルを形成するノズル壁の厚さも、薄い部分では１０μｍ程度となっている。このような吐出インクの微細化に伴い、吐出するインクの着弾位置精度を高めるために、これらの吐出口が形成されている面（吐出口形成面）には撥インク処理が施されている（特許文献３、特許文献４）。また、上記のように微細に加工された吐出口を物流に供されている間保護するために、吐出口形成面に、保護テープが貼り付けられる(特許文献１、特許文献２、特許文献５)。その保護テープは、記録ヘッドを使用する時に、ユーザが剥がすことになる。

特開平０５−０８４９２５号公報特開平１１−３４８３１６号公報特開２００２−３５５９７９号公報特開２００３−２６６７２０号公報特開２００４−１４８７４６号公報

記録ヘッドに貼り付けられる保護テープは、主として基材と粘着層とから構成される。粘着層の粘着力が強いと剥がす際に吐出口部が破壊されてしまうおそれがある。そのため、粘着力の弱い粘着層を備えた保護テープを用いることがもとめられる。しかし、その粘着力が弱すぎる場合には、自動機による記録ヘッドの製造時の搬送や、梱包の際に保護テープごと記録ヘッドをクランプする時に、保護テープが剥がれ落ちてしまうおそれがあった。保護テープが貼られた部分をクランプしない構成も試みたが、搬送による振動や、加減速による風圧の変化によって剥がれることもあり、保護テープが十分な機能を発揮できないこともあった。

特に、吐出口形成面には、上述したとおり全領域にわたって撥インク剤が塗布されているため、保護テープを貼った直後の保護テープの密着力は弱く剥がれを助長していた。また吐出口形成面と保護テープの粘着層とは完全に剥がれなくても、部分的に１μｍ浮いただけでその部分に毛細管現象によってインクが滲み出してしまい、そのインクは輸送中などに固着し、ユーザが使用する際には吐出不良の原因となってしまう。

以上の点を解消する目的で、保護テープの粘着層に対して加工を加え、粘着力を領域によって変更した構成が提案されている（特開２００６−２１２７９６号公報）。この提案では、吐出口周辺は粘着力を弱く、その周縁では粘着力を強くする構成を開示している。これによって、保護テープの剥れを防止するとともに、保護テープを剥がした際の吐出口付近の破壊を防止することができる。しかしこの構成では、粘着力の異なる領域を区分した保護テープを記録ヘッドに貼り付けるに際して位置決めを正しく行なう必要があり、貼り付け工程が大掛かりなものとなる虞がある。また、粘着力の異なる領域が正しく対応する位置に合わせられない場合には上述した課題を引き起こす虞がある。また、たとえば、完成した記録ヘッドに対して保護テープを貼り付け位置決めを行なった後、粘着力を変えたい個所に局所的にＵＶ線を照射して所望する粘着力に変化させる構成とする場合には、製造工程や製造装置が複雑で大掛かりなものとなってしまう。

本発明は上述した課題に対して、製法上特別な工程や装置を必要とせず、保護テープの記録ヘッドからの剥離力を、保護テープ自体を加工せずに対応できるインクジェット記録ヘッドを提供することを目的とする。

また本発明は、記録ヘッドの吐出口形成面を改質して、単一の粘着能力を備えた保護テープを貼り付けても記録ヘッドとの粘着状態（記録ヘッドからの剥離力）が領域によって異なるようにしたインクジェット記録ヘッドを提供することを目的とする。

また本発明は、保護テープが製造時や搬送時に剥がれ落ちない十分な粘着力と、剥がす際に容易に剥がれ、吐出口部を破損しないように吐出口形成面が改質されたインクジェット記録ヘッドを提供することを目的とする。

また本発明は、上記のインクジェット記録ヘッドを用いたインクジェット記録カートリッジを提供することを目的とする。また、このようなインクジェット記録ヘッドを特別な製造工程を付加することなく製造する記録ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

本発明のインクジェット記録ヘッドは、複数のインク吐出口によって形成される吐出口列を備えた吐出口形成面に対して保護テープが貼り付けられたインクジェット記録ヘッドにおいて、前記吐出口形成面の前記吐出口列の両端部に位置する吐出口よりも吐出口列の延在方向の外側の領域に対して表面改質が施されており、該外側の領域の前記保護テープに対する剥離強度が他の領域の剥離強度よりも相対的に高く、前記吐出口列の延在方向の各端部の吐出口の外側で表面改質が施された領域同士は、前記吐出口列の延在方向において表面改質が施された領域によってつながっていないこと特徴とする。

また、本発明のインクジェット記録ヘッドは、複数のインク吐出口を列状に備えた吐出口形成面に対して保護テープが貼り付けられて物流に供されるインクジェット記録ヘッドにおいて、前記吐出口形成面の前記吐出口列の両端部に位置する吐出口よりも吐出口列の延在方向の外側の領域の前記保護テープに対する剥離強度が他の領域よりも相対的に高い領域となっており、剥離強度が他の領域よりも相対的に高い領域は表層酸素量が他の領域よりも相対的に高いことを特徴とする。

また、本発明のインクジェット記録カートリッジは、前記インクジェット記録ヘッドと、前記インクジェット記録ヘッドに供給されるインクを収容するインクタンクと、を備え、前記インクジェット記録ヘッドと前記インクタンクとが組み合わされて記録装置に対して着脱されることを特徴とする。

また、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、複数のインク吐出口を列状に備えた吐出口形成面を備えた記録ヘッドチップと、該記録ヘッドチップが取り付けられる枠体と、を備えて構成されるインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
エネルギ線を照射して前記記録ヘッドチップを前記枠体に対して仮固定する工程で、前記記録ヘッドチップの吐出口形成面の前記吐出口列の両端部に位置する吐出口よりも吐出口列の延在方向の外側の領域に対して前記エネルギ線を照射して、表層酸素量を他の領域よりも相対的に高い領域として加工したことを特徴とする。

本発明によれば、保護テープを貼るインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面の特定部分に紫外線などのエネルギ線を照射して表面改質を施すことで、その部分における表層酸素濃度を他の領域に対して相対的に高めることができる。これにより保護テープの粘着層との密着力（剥離強度）を高めることができる。その結果、粘着力の弱い粘着層をもつ保護テープでも製造時や搬送時に剥がれ落ちない保護テープの十分な粘着力によるヘッドの保護を達成できる。また、使用時にユーザが保護テープを剥がす際に容易に剥がれ、吐出口部を破損することもない。すなわち、物流時のヘッドの保護を目的とした十分な粘着性と、使用開始前に保護テープを剥す際に吐出口を破損しないことを目的とした容易な剥れ性という相反する特性を両立できる。

また、ヘッドチップを枠体に仮固定する際のエネルギ線の照射を利用して同じ工程内で照射領域を調整するだけで吐出口形成面の特定の領域にエネルギ線を照射することができ、特別な製造工程や装置を必要とせずに表面改質処理を行なうことができる。

（第１の実施形態）
（記録装置の全体構成）
図１は、本発明の第１の実施形態のインクジェットカートリッジを着脱可能なインクジェット記録装置の斜視図である。インクジェット記録装置１０１には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のインクを吐出する複数の吐出口からなる平行な３列の列状の吐出口（吐出口列）を備えたカラー用インクジェットカートリッジ１０４が備えられている。さらにインクジェット記録装置１０１には、ブラック（Ｂｋ）のインクを吐出する吐出口列を備えたブラック用インクジェットカートリッジ（以後、Ｂｋカートリッジともいう）１０３が備えられている。これらのカートリッジには、インクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドと、インクジェット記録ヘッドに供給するインクを収容するインクタンクとが備えられている。更にこれらの２つのカートリッジを保持するキャリッジ１０５、キャリッジ１０５のガイドシャフト１０６、キャリッジ１０５の走査方向の位置を読み取るエンコーダフィルム１１３、キャリッジ１０５を駆動させる不図示のキャリッジモータ、信号伝達ケーブル１０７等から構成されている。また、インクジェット記録装置のホームポジションには、記録休止時などにインクジェット記録ヘッドを保護したり、インクジェット記録ヘッドからのインク吐出状態を維持するために用いられるキャップ１０９、１１１が配されている。さらには、記録時にインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面に付着したインクを拭い去るクリーニングブレード１０８、１１０が配されている。また、インクジェット記録装置の操作部１１２を備えている。

図２（ａ）は、Ｂｋカートリッジ１０３の主要部を示した斜視図である。Ｂｋカートリッジ１０３には発熱抵抗体でインクを加熱して吐出させるチップ状のインクジェット記録ヘッド（以下、記録素子または記録ヘッドチップともいう）１２３と、記録素子１２３にインクジェット記録装置１０１からの駆動信号等を伝達する電気配線基板１２０が備えられている。さらにＢｋカートリッジ１０３の記録素子１２３は、紫外線硬化型の接着剤でインクタンク１２７に固定されており、記録素子１２３と電気配線基板１２０との電気的接続部を保護する封止部１２４を備えている。インクタンク１２７には、Ｂｋインクカートリッジ１０３をキャリッジ１０５に装着する際に用いるガイド１２１、一方側の２つの突き当て基準面１２５、１２６、他方側にも不図示の基準面が設けられている。

図２（ｂ）は、カラー用インクジェットカートリッジ（以下、Ｃｌカートリッジともいう）１０４の主要部を示した斜視図である。Ｃｌカートリッジ１０４には、Ｂｋカートリッジ１０３と同様の、記録素子１３３、電気配線基板１３０、封止部１３４、インクタンク１３７が備えられている。そして、インクタンク１３７には、これもＢｋカートリッジ１０３と同様の、一方側の２つの突き当て基準面１３５、１３６、他方側の不図示の基準面が設けられている。

図３は、射出成型によって形成し、内部にインクろ過フィルタ（不図示）を溶着して得たインクタンク１３７の筐体（枠体）の所定の位置に、記録素子１３３と電気配線基板１３０とを電気的に接続したユニットＦを固定する様子を模式的に表した斜視図である。なお、インクタンク１３７の固定機構や記録素子１３３と電気配線基板１３０とを電気的に接続したユニット（以下、単にユニットともいう）Ｆの保持機構、観察機構等は、簡略化のため省いている。同図において、紫外線硬化型接着剤１４６は、記録素子１３３をインクタンク１３７の枠体に固定するためのものであり、光ファイバ１４５は紫外線硬化型接着剤１４６を硬化させる際に紫外線を照射するものである。電気配線基板１３０には電気配線基板１３０と記録素子１３３とを接続するためのインナーリード１４７と、電気接続パッド１４８とが設けられている。

図４（ａ）、（ｂ）はＢｋカートリッジ１０３とＣｌカートリッジ１０４とにそれぞれ保護テープを貼り付けた状態を示している。図においてタグテープ１２９、１３９は、ユーザが保護テープを剥がす際に持つ部分であり、この部分には粘着層は設けられていない。また、保護テープ１２８、１３８上には、電気配線基板１２０、１３０やインクタンク１２７、１３７等の部分に貼り付くのを防止するために粘着層の接触面積が少なくなるように加工されたディンプル加工部１５１、１６１が設けられている。

Ｂｋカートリッジ１０３もＣｌカートリッジ１０４も略同様の構造を有しているため、ここからはＢｋカートリッジ１０３を例にとって説明する。
上記のような、Ｂｋカートリッジ１０３を用いるインクジェット記録装置１０１では、インクタンク１２７内のインクが無くなった場合には、Ｂｋカートリッジ１０３ごと新しい物に交換するため、市場にはＢｋカートリッジ１０３の形態で流通している。市場で流通する際には輸送中の衝撃やインクを乾燥から保護する必要があり、特に記録素子１２３部は傷やゴミ、インクの固着等に対してとてもデリケートであり、これらから保護するためにフィルム状の保護テープ１２８を用いて保護した形で流通される。

保護テープ１２８は、ポリエチレンテレフタレート等でできた基材と、アクリル系あるいはホットメルト系の粘着層からなり、記録素子１２３の有する吐出口を塞ぐように粘着層を記録素子１２３の面に密着させて吐出口を保護する。Ｂｋカートリッジ１０３を新品の物と交換する際には、ユーザはＢｋカートリッジ１０３の記録素子１２３部に貼られた保護テープ１２８を引き剥がしてインクジェット記録装置１０１に装着する。

図５は、保護テープ１３８が貼られたＣｌカートリッジ１０４の記録素子１３３を示した図である。インク滴を吐出する吐出口１４１が直線上に配列されて、各色毎の吐出口列１４２Ｃ、１４３Ｍ、１４４Ｙが形成されている。吐出口１４１を有する吐出口形成面Ｇには、保護テープ１３８が各色の吐出口列１４２Ｃ、１４３Ｍ、１４４Ｙの全てを覆うように貼り付けられている。

（特徴的構成）
そして、吐出口形成面Ｇには記録の信頼性向上のために全領域にわたってフッ素を含む含アルキルシロキサンエポキシ樹脂によってインクをはじく撥インク処理が成されている。また、記録素子１３３の短手方向に沿った長手方向両端部（吐出口形成面１３３の吐出口列１４２Ｃ、１４３Ｍ、１４４Ｙの両端部に位置する吐出口１４１よりも吐出口列の延在方向の外側の領域）にある帯状の照射領域１１に、保護テープ１３８を貼る前に、ホーヤカンデオオルトロニクス（株）ＥＸＥＣＵＲ３０００を用いて紫外線（以下、ＵＶ光ともいう）を照射した。

ここで、素材にＵＶ光を照射することによる表面改質について説明する。短波長の紫外線から照射されるエネルギは高いレベルであり分子結合を切断したり、化学反応を促進するフォトンエネルギを有している。ＵＶ光を照射すると、まず酸素Ｏ₂にＵＶ光があたりオゾンＯ₃が生成され、その後その生成されたオゾンＯ₃に紫外線や熱が吸収されることによりオゾンＯ₃が分解し活性酸素Ｏ^*が生成されて、この活性酸素Ｏ^*が素材表面の有機物を酸化あるいは除去する。また、用いるＵＶ光の波長によっては、ＵＶ光のエネルギは有機物内の共有結合エネルギよりも高くなり、分子内共有結合を直接切断し分解することでウェット洗浄では得られない有機物除去効果を得ることができる場合もある。また、生成された活性酸素と結合反応してアシル基（COH）、ヒドロキシル基（OH）、カルボキシル基（COOH）などが吐出口形成面Ｇに形成されて、吐出口形成面Ｇにおける表層酸素量が増大し、化学結合効率が改善される。

保護テープ１３８と記録素子１３３との剥離強度の関係が、照射するＵＶ光のエネルギ密度に応じて変化することを図６に示す。剥離強度は図７示すような測定装置を用いて測定した。測定試料に対して保護テープ１３８を貼り付けたものを用意し、保護テープ１３８のタグテープ１３９部分をクランプ２００に取り付ける。クランプ２００はステージ２０２上に取り付けられたプッシュプルゲージ２０１と連結されている。保護テープ１３８を引き剥がす方向にステージ２０２を移動させて保護テープ１３８を引き剥がす。この時のプッシュプルゲージ２０１によって剥離強度が測定される。本件においてステージ２０２の移動速度は１６５ｍｍ／secとしている。

ここで、剥離強度の測定について更に説明する。表面改質を施していない領域の保護テープに対する剥離強度とは、記録ヘッドの吐出口形成面に対して表面改質を施していない物品の吐出口形成面全体に保護テープを貼り付けた状態で、上記試験機によって測定した場合をいう。一方、表面改質を施した領域の保護テープに対する剥離強度とは、記録ヘッドの吐出口形成面の特定の領域（吐出口形成面の吐出口列の両端部に位置する吐出口よりも吐出口列の延在方向の外側の領域）に対して表面改質を施した物品の吐出口形成面全体に保護テープを貼り付けた状態で、上記試験機によって測定した場合をいう。したがって、表面改質を施した領域のみの剥離強度を測定しているものではないが、表面改質した領域の剥離強度が支配的に表れる。なお、表面改質を施して完成された記録ヘッドの吐出口形成面の表面改質を施した領域の剥離強度と、表面改質を施していない領域の剥離強度の測定は、次のように行なうことができる。すなわち、吐出口形成面全体に貼り付けられた保護テープに対して、表面改質した個所を含む領域と、表面改質を施していない領域との２箇所において等しい幅で切り込みを入れる。そして、それぞれの領域ごとに個別に上記のような剥離強度試験機を用いて測定することで領域ごとの剥離強度を測定することができる。

剥離強度の数値は用いる保護テープの材質や接着層を構成する接着剤の種類で変動するため、相対的な関係を満足することが本発明では重要である。

図６は、吐出口形成面に対して照射するＵＶ光のエネルギ密度（照射強度）と剥離強度との関係を示している。このグラフによればＵＶ光の照射強度が高くなるにつれて剥離強度が高まることが読み取れる。ここで、図８に表面改質を施していない記録ヘッドに対して保護テープを貼り付けた状態で２５℃、２年間相当の保存試験を行なった際の結果を示す。この結果によれば、保存期間の経過によって剥離強度は、次第に強くなっていくことが理解できる。保存試験後の表面改質が施されていない記録ヘッドの剥離強度は１２０N／ｍであった。また、表面改質を施した記録ヘッドの保存試験後の剥離強度は１５０N／ｍであった。つまり、剥離強度は経時によって変化するものの、相対的に剥離強度の高い領域の剥離強度と相対的に剥離強度が低い領域の剥離強度との相対関係は維持されている。この例では表面改質を施していない記録ヘッドの剥離強度に対して表面改質を施した記録ヘッドの剥離強度は１．２倍程度となっている。

図９は、記録素子１３３上の表層７μｍの深さの酸素量を、Ｘ線光電子分光法（ＥＳＣＡ）を用いて測定した結果をグラフで表したものである。図５に示すように記録ヘッドの吐出口形成面Ｇに対してＵＶ光照射処理を行ない照射領域１１を形成したものの吐出口形成面Ｇの矢印１２に沿った方向の記録素子１３３上の表層７μｍの深さの酸素量を示している。本構成では、距離０ｍｍから距離３ｍｍの部分が照射領域１１に相当する部分であり、図９に示されるように、この部分の酸素量はそれ以外の部分よりも増えている。つまり、上述の通り、ＵＶ光により生成された活性酸素と結合反応してアシル基（COH）、ヒドロキシル基（OH）、カルボキシル基（COOH）などが吐出口形成面Ｇに形成されて、吐出口形成面Ｇにおける化学結合効率が改善されていることを意味している。なお、簡略化のために図９には示さないが、ＵＶ光照射位置の表面酸素量の増加に伴い、撥インク層最表面の他の元素Ｆ，Ｃなどは減少している。

本発明は、このような表面改質に着目したものであり、ＵＶ光を照射することによって記録素子１３３表面の酸素量を増大させ、保護テープ１３８との粘着力（記録ヘッドから保護テープを剥がす剥離強度とも表現できる）を高めるものである。つまり、記録素子１３３の表面改質を行った部分は、保護テープ１３８を貼り付けた際の粘着力は表面改質を行なっていない部分に対して強くなる傾向にあり、またその部分の撥インク性は低くなる傾向（相対的に親インク性を示す傾向）にある。

なお、本実施形態においては、製造工程あるいは製品運搬中に必要な剥離強度を考慮して、照射するＵＶ光のエネルギ密度を７０Ｊ／ｃｍ²とした。図７を参照して、この時の剥離強度を算出すると８０N／ｍ程度であり、表面改質を施していない記録ヘッドの剥離強度に対して表面改質を施した記録ヘッドの剥離強度は１．６倍程度となっている。この照射するＵＶ光のエネルギ密度は使用環境に応じて適宜変更することが望ましい。

なお、表面改質を施していない記録ヘッドの剥離強度に対して表面改質を施した記録ヘッドの剥離強度の相対差は、保護テープの吐出口形成面に対する粘着性の確保と剥離する際の剥離しやすさなどを考慮して１．２倍程度から２．０倍程度までは実用範囲である。操作しやすさや製造しやすさなどを考慮すると表面改質を施していない記録ヘッドの剥離強度に対して表面改質を施した記録ヘッドの剥離強度は１．２倍程度から１．６倍程度の相対差が好ましい。

本実施形態においてＵＶ光を照射した照射領域１１は、各ノズル列の最端部に位置する吐出口から距離Ｌだけ離れており、たとえＵＶ光照射によって照射領域１１の撥インク性が低下してインク溜まりができても吐出口には干渉しないようになっている。本実施形態では記録素子１３３の構造上問題なく、吐出口からできるだけ離れた距離であるＬ＝０．２ｍｍとした。また、吐出口列１４２Ｃ、１４３Ｍ、１４４Ｙにはそれぞれ１９２個の吐出口が２列に配列されているが、各列の両端部には記録にかかわらないダミーの吐出口が４個ずつ計１６個配置されている。これによって更に、照射領域１１の撥インク性が低下してインク溜まりができた場合の吐出信頼性を向上させている。保護テープ１３８はこの記録素子１３８両端部の照射領域１１の少なくとも一方にかかるような状態で記録素子１３８の吐出口１４１を有する吐出口形成面に貼り付けられている。

なお、本実施形態では保護テープ１３８の粘着層としてアクリル系を用いたが、ユーザが保護テープ１３８を剥がす時点で吐出口部が破壊されない程度の粘着力を有したものであれば、シリコン系やホットメルト系でもよい。もちろん、使用される保護テープの基材の材質も保護テープ１３８を剥がす時点で吐出口部が破壊されないという目的を達成できるものであれば各種の材料が使用可能である。

また、本実施形態では吐出口列の最端部に配置された吐出口から照射領域１１までの距離Ｌを０．２ｍｍとしたが、これに限定するものではなく記録素子の仕様に応じてこの距離は変更可能である。

このように、保護テープ１３８を貼り付ける記録素子両端部の所定の照射領域に、所定のエネルギ密度のＵＶ光を照射することで、記録素子の撥インク層最表面における密着力が改善される。したがって保護テープ１３８が貼り付けられた際には、記録素子の照射領域１１において、製造時や搬送時に剥がれ落ちない十分な粘着力と、剥がす際に容易に剥がれ、吐出口部を破損しない程度の粘着力を得ることができた。

（第２の実施形態）
図１０は、本発明の第２の実施形態に係るインクジェット記録カートリッジを表した図である。第１の実施形態と同様に、記録素子１３３に保護テープ１３８が貼り付けられている。本実施形態は用いた機材も含めて略第１の実施形態と同じであるが、ＵＶ光を照射する領域が異なる。

本実施形態でＵＶ光を照射する照射領域１３は、第１の実施形態と比較して狭くなっており、記録素子１３３の短手方向の両端部の辺に沿った領域であり、インク吐出口列１４３Ｍの両端の延長部のみに位置する領域である。吐出口列１４３Ｍの端部の吐出口からは第１の実施形態と同様の距離Ｌ＝０．２ｍｍ離れた位置に照射領域１３はある。エネルギ密度７０Ｊ／ｃｍ²のＵＶ光を照射領域１３に照射して、この照射領域１３の少なくとも一方にかかるような状態で記録素子１３３の吐出口１４１を有する吐出口形成面に保護テープ１３８を貼り付けた。

なお、本実施形態で用いた保護テープ１３８には、第１の実施形態で用いた保護テープ１３８の粘着層よりも粘着力の強い粘着層が備えられており、照射領域１３を備えた（表面改質が施された）記録素子に貼り付けた際の剥離強度は１００Ｎ／ｍであった。本実施形態の照射領域１３は、ＵＶ光をスポット的に照射したが剥離強度も十分にあり製造工程内での保護テープ１３８の剥がれの発生は無く、また保護テープ１３８の浮きによってインクが滲むことも無く、十分に使用に耐えうるものであった。

図１０に示されるように表面改質をした領域が狭い構成では、図５に示されるような表面改質をした領域が広い構成に対して次に示すような利点がある。すなわち、表面改質のための処理領域が狭いため加工が容易であること。また、吐出口形成面の中央付近にのみ加工が施されているため、保護テープを剥がす動作として、初期には弱い力を作用させて剥がし始めることができ、続いて剥離力が一時高くなり、その直後には再び剥離力が小さくなる。このような動作によれば、容易に剥がし始めることができ、その後僅かに抵抗があった後、一瞬にして保護テープを剥がすことができ、吐出口から不用意にインクを引き出すような事がない。さらには、表面改質された個所は相対的に親インク性となっており、記録装置に装着されて用いられる際にインクが付着しやすいが、その領域が少ないと、不要なインク溜まりなどができにくい。

図１０に示される領域に対して表面改質を施す製法について説明する。本製法では、保護テープの密着力を向上させるために照射するＵＶ光に、記録素子１３３と電気配線基板１３０とを固定するために従来から用いているＵＶ光を用いることを特徴としている。

図１１は、本製法に係るインクジェット記録カートリッジを製造する方法を最もよく現した斜視図である。保持機構１５は、ユニットＦをインクタンク１３７の突き当て基準によって所定の位置に保持している。インクタンク１３７上のユニットＦが乗せられる部分には予め紫外線硬化型の接着剤が塗布されており、光ファイバ１４５を通ってＵＶ光が所定時間照射され記録素子１３３はインクタンク１３７に固定される。その後、電気配線基板１３０を平坦なホーンと称される器具を用いて加重をかけつつ熱を加えて、電気配線基板１３０をインクタンク１３７に固定する。

上記の記録素子１３３を固定するための接着剤を硬化させるＵＶ光の照射と同時に、照射領域１４にもＵＶ光の照射を行い、照射領域１４における保護テープの密着力を向上させている。その際、ＵＶ光は保持機構１５の側面にも当たることになるが、保持機構１５がＵＶ光を遮ることでＵＶ光が吐出口近傍に照射されるのを防いでいる。

このように、照射領域１４にＵＶ光を照射する工程を特別に設けることなくインクタンク１３７に記録素子１３３を固定する際に用いるＵＶ光を利用して照射領域１４にＵＶ光を照射することで、記録素子１３３と保護テープとの密着力を向上させることができた。もちろん、前述した第１の実施形態、第２の実施形態においても記録素子１３３をタンク１３７の枠体に仮固定する工程で同時に記録ヘッドの吐出口形成面をＵＶ加工することができる。

（第３の実施形態）
図１２は、本発明の第３の実施形態に係るインクジェット記録カートリッジを表した図である。第１および第２の実施形態と同様に記録素子１２３に保護テープ１２８が貼り付けられている。本実施形態ではＢｋカートリッジ１０３を用いており、その他は機材も含めて略第１および第２の実施形態と同じであるが、ＵＶ光を照射する領域をＢｋカートリッジ１０３の記録素子１２３に最適な位置にしてある。

本実施形態でＵＶ光を照射する照射領域２１は、記録素子１２３の短手方向の辺に沿った記録素子１２３の両端部であり、ノズル列の最端部に位置する吐出口から距離Ｎだけ離れている。この照射領域２１は、たとえＵＶ光照射によって照射領域２１の撥インク性が低下してインク溜まりができても吐出口には干渉しないようになっている。本実施形態では記録素子１２３の構造上問題なく、吐出口からできるだけ離れた距離であるＮ＝０．４２ｍｍとした。このような照射領域２１に他の実施形態と同様のエネルギ密度７０Ｊ／ｃｍ²のＵＶ光を照射して、この少なくとも一方の照射領域２１にかかるような状態で記録素子１２３の吐出口２３を有する吐出口形成面に保護テープ１２８を貼り付けた。

なお、第１および第２の実施形態における照射領域１１、１３の吐出口からの距離Ｌ＝０．２ｍｍと距離Ｎが異なるのは、Ｃｌカートリッジ用記録素子とＢｋカートリッジ用記録素子の構成上の違いによるものである。つまり、Ｂｋカートリッジ用記録素子の場合Ｃｌカートリッジよりも、ＵＶ光照射領域と吐出口との間の領域においてインクが滲みやすい構成となっていることから、距離Ｌ＜距離Ｎとしている。

このように、保護テープ１２８を貼り付ける記録素子１２３両端部の所定の領域に、所定のエネルギ密度のＵＶ光を照射することで、記録素子１２３の撥インク層最表面における密着力が向上する。したがって保護テープ１２８を貼り付けた際には、記録素子１２３の照射領域２１において、製造時や搬送時に剥がれ落ちない十分な粘着力と、剥がす際に容易に剥がれ、吐出口部を破損しない程度の粘着力を得ることができた。

（第４の実施形態）
図１３は、本発明の第４の実施形態に係るインクジェット記録カートリッジを表した図である。第１、第２および第３の実施形態と同様に記録素子１３３に保護テープ１３８が貼り付けられている。本実施形態では再びＣｌカートリッジを用いており、使用する機材も含めて略第１の実施形態と同じである。本実施形態では保護テープ１３８の貼り方に特徴がある。つまり、第１の実施形態では電気接続部の封止剤１３４には係らないように保護テープ１３８を貼り付けたが、本実施形態では封止剤１３４を含む形で保護テープ１３８を貼り付けている。封止剤１３４の部分は記録素子１３３の保護テープ１３８を貼り付ける面よりも若干隆起していることから、従来の密着力の弱い保護テープではこのような貼り方をすることはできなかった。つまり、強い密着力を得ることができるようになったため封止剤１３４を含む形で貼り付けても保護テープ１３８の基材の弾性によって保護テープが剥がれてしまうことがなく、しっかりと記録素子１３３に貼りついた状態で吐出口を塞ぐことができるようになった。この場合も、製造時や搬送時に剥がれ落ちない十分な粘着力と、剥がす際に容易に剥がれ、吐出口部を破損しない程度の粘着力を得ることができた。

なお、上記の各実施形態において粘着力を高めるための表面改質の手段として紫外線を用いているが、これに限定するものではない。つまり、表面改質手段であれば他の手段（プラズマ照射等）でもよい。

また、上記各実施形態における記録素子とは、シリコン等からなる記録素子基板と、電気配線基板と、それらを接続する接続部とからなるものでもよい。

なお、本発明が適用されたインクジェット記録ヘッドとインクタンクが一体に構成されたインクジェットカートリッジは、ユーザによって使用され、インクが消費されたところで交換することになる。このようなカートリッジは、近年の環境的な観点からの対応の１つとして、回収して再び使用に供されるような回収再生プログラムを検討することも要求される。インクタンクが一体に構成されたインクジェット記録ヘッドカートリッジは、使用直後しばらくは吐出口形成面がインクで濡れた状態である。また、しばらく時間が経過した後（例えば数週間程度）はインクが乾燥して吐出口形成面にインクの固着物が付着した状態となっている。

このような状態の記録ヘッドを清浄化し、吐出口表面の酸素状態を測定した結果を図１４に示す。（この結果は、シアン、マゼンタ、イエローが各色約7.5％デューティの印字パターンを印字してインクを使いきった後の記録ヘッドに対して酸素量を図９で説明した分析と同様に測定した結果である。）図に示されるとおり、表面改質処理が施された領域の酸素量は他の領域よりも多い状態のままであることが確認された。（なお、図９に示す結果に比べ、酸素量が周辺領域と同じになる距離が短いが、図中ＵＶ照射領域と記述された領域と図９の距離３ｍｍ付近とは同じ場所に当たる。）また、図１５に示すとおり剥離強度も初期と同程度であった。なお、保護テープによる剥離強度は吐出口表面がインクで濡れた状態（印字耐久後１Ｗ放置した状態）、インクが乾燥した状態（印字耐久後３Ｍ放置した状態）でも測定した。そして、このような状態で保護テープを貼り付けた場合、保護テープと吐出口形成面との間に、ノズル内などにわずかに残存しているインクが引き出されて濡れてしまい剥離強度はきわめて低い結果となった。したがって、回収再生プログラムなどを実行する場合には、吐出口形成面を清浄化することが肝要である。

このように、インクジェット記録ヘッドの吐出口形成面表面に対して表面改質を行なう構成を採用すると保護テープに対しては何等加工をすることなく適正な粘着力で記録ヘッドに保護テープを貼り付けることができる利点もある。

なお、本例で用いた剥離強度の測定装置においては、測定数値は１割程度の測定ばらつきを有している。また、剥離強度は使用する保護テープの接着強度によって当然に得られる数値は変動するが、いずれの場合にも表面改質した領域が、表面改質を施していない領域と比較して相対的に剥離強度が高いという相対的な関係は正しく表すことができる。

従来のインクジェット記録装置の斜視図である。（ａ）は、Ｂｋカートリッジの主要部を示した斜視図であり、（ｂ）は、Ｃｌカートリッジの主要部を示した斜視図である。記録素子と電気配線基板とを電気的に接続したユニットを、インクタンクに固定する様子を表した斜視図である。（ａ）は、Ｂｋカートリッジに、（ｂ）は、Ｃｌカートリッジにそれぞれ保護テープを貼り付けた状態を示している。本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録カートリッジを表した図である。照射するＵＶ光のエネルギ密度に応じて、変化していく保護テープと記録素子との剥離強度の関係をグラフに表した図である。剥離強度の測定装置の概略を示す図である。剥離強度の経時変化を示すグラフである。記録素子上の酸素量を測定した結果をグラフで表したものである。本発明の第２の実施形態に係るインクジェット記録カートリッジを表した図である。本発明の第３の実施形態に係るインクジェット記録カートリッジを製造する方法を表した斜視図である。本発明の第４の実施形態に係るインクジェット記録カートリッジを表した図である。本発明の第５の実施形態に係るインクジェット記録カートリッジを表した図である。使用後の記録素子上の酸素量を測定した結果をグラフで表したものである。インクジェット記録ヘッドカートリッジの各種状態での保護テープの剥離強度を測定した表である。

符号の説明

１１、１３、１４、２１照射領域
１５保持機構
２３吐出口
１２３、１３３記録素子
１３４封止剤
１２７、１３７インクタンク
１２８、１３８保護テープ
１４１吐出口
１４５光ファイバ
１４６紫外線硬化型接着剤

Claims

複数のインク吐出口によって形成される吐出口列を備えた吐出口形成面に対して保護テープが貼り付けられたインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記吐出口形成面の前記吐出口列の両端部に位置する吐出口よりも吐出口列の延在方向の外側の領域に対して表面改質が施されており、該外側の領域の前記保護テープに対する剥離強度が他の領域の剥離強度よりも相対的に高く、前記吐出口列の延在方向の各端部の吐出口の外側で表面改質が施された領域同士は、前記吐出口列の延在方向において表面改質が施された領域によってつながっていないこと特徴とするインクジェット記録ヘッド。
前記保護テープに対する剥離強度が相対的に高い領域の剥離強度は、相対的に低い領域の剥離強度の１．２倍ないし１．６倍の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
前記吐出口形成面の前記保護テープに対する剥離強度が相対的に高い領域は相対的に親インク性を示す領域であり、前記保護テープに対する剥離強度が相対的に低い領域は相対的に撥インク性を示す領域であることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド。
前記保護テープは、フィルム状の基材の一方の表面に粘着層が塗布されて構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
前記吐出口列は複数の吐出口列で構成されており、前記吐出口形成面の各吐出口列間の領域では前記表面改質が施されていない請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドと、前記インクジェット記録ヘッドに供給されるインクを収容するインクタンクと、を備え、前記インクジェット記録ヘッドと前記インクタンクとが組み合わされて記録装置に対して着脱されることを特徴とするインクジェット記録カートリッジ。
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法において、エネルギ照射して前記吐出口形成面を有する記録ヘッドチップを該記録ヘッドチップが取り付けられる枠体に対して仮固定する工程で、前記領域に対してエネルギ照射して表層酸素量を他の領域よりも相対的に高い領域とする加工を施すことを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
エネルギ照射されて表面改質処理された前記吐出口形成面の領域は、前記インクジェット記録ヘッドが物流に供される際に貼り付けられる保護テープに対する剥離強度が他の領域よりも相対的に高くなっていることを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
前記吐出口形成面は、少なくとも前記吐出口列を被覆するように撥インク性の液体が塗布されており、
前記外側の領域に施される表面改質は、前記撥インク性の液体が塗布された該外側の領域にエネルギ照射して表面酸素量を増大させる表面改質であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド。
前記吐出口形成面は、少なくとも前記吐出口列を被覆するように撥インク性の液体が塗布されており、
前記外側の領域に施される表面改質は、前記撥インク性の液体が塗布された該外側の領域にエネルギ照射して表面酸素量を増大させる表面改質であることを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録カートリッジ。
前記吐出口形成面は、少なくとも前記吐出口列を被覆するように撥インク性の液体が塗布されており、
前記外側の領域に施される表面改質は、前記撥インク性の液体が塗布された該外側の領域にエネルギ照射して表面酸素量を増大させる表面改質であることを特徴とする請求項７もしくは請求項８に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
前記撥インク性の液体は、フッ素を有するアルキルシロキサンエポキシ樹脂を含有することを特徴とする請求項９に記載のインクジェット記録ヘッド。
前記撥インク性の液体は、フッ素を有するアルキルシロキサンエポキシ樹脂を含有することを特徴とする請求項１０に記載のインクジェット記録カートリッジ。
前記撥インク性の液体は、フッ素を有するアルキルシロキサンエポキシ樹脂を含有することを特徴とする請求項１１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。