JPH05138889A - Ink jet recording head - Google Patents
Ink jet recording headInfo
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- JPH05138889A JPH05138889A JP12498392A JP12498392A JPH05138889A JP H05138889 A JPH05138889 A JP H05138889A JP 12498392 A JP12498392 A JP 12498392A JP 12498392 A JP12498392 A JP 12498392A JP H05138889 A JPH05138889 A JP H05138889A
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Abstract
Description
【０００１】本発明は、一般にインクと呼ばれる記録液
を微細口（オリフィス）から小滴として吐出、飛翔さ
せ、この小滴の被記録面への付着を以て記録を行うイン
クジェット記録装置の記録ヘッド、特に、インク吐出口
周縁に改良を加えたインクジェット記録ヘッドに関す
る。The present invention relates to a recording head of an ink jet recording apparatus, in which a recording liquid generally called ink is ejected and ejected as a small droplet from a fine opening (orifice), and the droplet is adhered to a recording surface, particularly a recording head. The present invention relates to an inkjet recording head having an improved ink discharge port peripheral edge.
【０００２】現在知られる各種記録方式の中でも、記録
時に騒音の発生がほとんどないノンインパクト記録方式
であって、且つ、高速記録が可能であり、しかも、普通
紙に特別の定着処理を必要とせずに記録の行える所謂イ
ンクジェット記録法は、極めて有用な記録方式であると
認められている。このインクジェット記録法について
は、これ迄にも様々な方式が提案され、改良が加えられ
て商品化されたものもあれば、現在もなお、実用化への
努力が続けられているものもある。Among various recording methods known at present, it is a non-impact recording method in which noise is hardly generated during recording, high-speed recording is possible, and a special fixing process is not required for plain paper. The so-called ink jet recording method that can perform recording on the disc is recognized as an extremely useful recording method. Regarding this ink jet recording method, various methods have been proposed so far, some of which have been improved and commercialized, and some of which are still being put into practical use.
【０００３】インクジェット記録法は、要するに、イン
クと称される記録液の小液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）を飛翔
させ、それを紙等の被記録部材に付着させて記録を行う
ものである。そして、記録液滴の発生及び生じた液滴の
飛翔方向を制御する為の制御方法等に基づき、このイン
クジェット記録法は、幾つかの方式に大別される。In the ink jet recording method, in short, recording is performed by ejecting small droplets of a recording liquid called ink and adhering the droplets to a recording member such as paper. The inkjet recording method is roughly classified into some methods based on a control method for controlling the generation of recording droplets and the flight direction of the generated droplets.
【０００４】それ等の中で、代表的な方式の一つは、例
えばＵＳＰ３５９６２７５（Ｓｗｅｅｔ方式）、ＵＳＰ
３２９８０３０（Ｌｅｗｉｓ ａｎｄ Ｂｒｏｗｎ方
式）等に開示されている方式であって、連続振動発生法
によって帯電量の制御された液滴流を発生させ、この帯
電量の制御された液滴流を、一様の電界が掛けられてい
る偏向電極間を飛翔させることで、液滴の飛翔軌道を制
御しつつ被記録部材上に記録を行うものである。そし
て、この方式は、一般にコンティニアス方式とも略称さ
れている。Among them, one of typical methods is, for example, USP3596275 (Sweet method), USP.
3298030 (Lewis and Brown method) and the like, in which a droplet flow whose charge amount is controlled is generated by a continuous vibration generation method, and the droplet flow whose charge amount is controlled is uniformized. By flying between the deflection electrodes to which the electric field is applied, the flight trajectory of the liquid droplets is controlled and recording is performed on the recording target member. This method is also generally called a continuous method.
【０００５】これと対比される代表的な他の方式は、例
えばＵＳＰ３７４７１２０に開示されている方式（Ｓｔ
ｅｍｍｅ方式）である。この方式は、記録のための液体
を吐出するオリフィスを有する記録ヘッドに付設されて
いるピエゾ振動素子に、電気的な記録信号を印加し、こ
の電気的記録信号をピエゾ振動素子の機械的振動に変
え、その機械的振動に従って必要時毎に前記オリフィス
より液滴を吐出飛翔させて被記録部材に付着させること
で記録を行うものである。Another typical method to be compared with this is the method disclosed in, for example, USP3747120 (St.
emme method). In this method, an electric recording signal is applied to a piezoelectric vibration element attached to a recording head having an orifice for discharging a liquid for recording, and this electric recording signal is converted into mechanical vibration of the piezoelectric vibration element. Instead, recording is performed by ejecting and ejecting droplets from the orifices and adhering them to the recording member whenever necessary in accordance with the mechanical vibration.
【０００６】これが、所謂、オンデイマンド方式であ
る。以上にその概要を説明したインクジェット記録技術
に於いて適用される記録ヘッドは、その代表的なものと
して例えば図１に示す様な構造を有している。即ち、例
えばガラス、セラミクス、金属等で形成され、且つ記録
液ＩＫの流路６の一部を形成する、微細な中空を有する
導管２の外周囲には、導管２内に満たされている記録液
ＩＫを吐出オリフィス４より吐出させる為の手段であ
る、例えばピエゾ素子３が付設されて、記録ヘッド１が
構成されている。導管２の一方の端部には別に設けられ
ている不図示の貯蔵槽より導管２内に、矢印Ｐで示す様
に記録液ＩＫを供給する為に貯蔵槽と導管２との間を連
結し、流路６の一部を構成する例えばポリ塩化ビニール
等で形成されているパイプ５が接続されている。This is the so-called on-demand method. A recording head applied in the ink jet recording technology whose outline has been described above has a typical structure as shown in FIG. 1, for example. That is, the outer circumference of the conduit 2 having a minute hollow, which is formed of, for example, glass, ceramics, metal, etc. and forms a part of the flow path 6 of the recording liquid IK, is filled in the conduit 2. The recording head 1 is configured by additionally providing, for example, a piezo element 3, which is a means for ejecting the liquid IK from the ejection orifice 4. In order to supply the recording liquid IK into the conduit 2 from a storage tank (not shown) separately provided at one end of the conduit 2, the storage tank and the conduit 2 are connected to each other. A pipe 5, which is a part of the flow path 6 and is made of, for example, polyvinyl chloride, is connected.
【０００７】今、この様な記録ヘッド１に於いては、導
管２の終端部に設けられた吐出オリフィス４の回りの表
面の物性は、吐出オリフィス４より記録液ＩＫを常時安
定して吐出させる上で極めて重要である。In such a recording head 1, the physical properties of the surface around the discharge orifice 4 provided at the end of the conduit 2 are such that the recording liquid IK is constantly discharged from the discharge orifice 4 in a stable manner. Extremely important above.
【０００８】即ち、吐出オリフィス４は、例えば図示さ
れている様に、導管２と連続一体的に導管２の終端部を
形成する様に設けられても良いし、或いは、所定径の穴
の設けられた吐出オリフィス板を導管２の終端部に付設
して吐出オリフィス４としても良いが、何れにしても記
録ヘッド１の使用時に吐出オリフィス４の外回り表面に
記録液が回り込んで、吐出オリフィス４付近の一部にで
も液溜りが生ずると、流路６内の記録ＩＫが吐出オリフ
ィス４から吐出される際、その飛翔方向が正規の方向
（所定方向）から、離脱する様になり、更には、液溜り
の状態の不安定さから、吐出される毎に、その飛翔方向
が凶区になるという不都合が生じ、安定した液滴吐出が
行えず、良好な記録が行えなくなる。又、更には、吐出
オリフィス４の回り全面が記録液ＩＫの膜で覆われる
と、所謂スプラッシュ現象が生じて記録液の散乱が起
り、これ又、安定した記録が行えなくなる。或いは又、
吐出オリフィス４を覆う液溜りが大きくなると、記録ヘ
ッドの液滴吐出が不能状態に陥ることすらある。That is, the discharge orifice 4 may be provided so as to continuously and integrally form the end portion of the conduit 2 as shown in the drawing, or a hole having a predetermined diameter may be provided. The discharge orifice plate may be attached to the end of the conduit 2 to form the discharge orifice 4. However, in any case, when the recording head 1 is used, the recording liquid wraps around the outer peripheral surface of the discharge orifice 4 and the discharge orifice 4 If a liquid pool occurs even in a part of the vicinity, when the recording IK in the flow path 6 is ejected from the ejection orifice 4, the flight direction of the recording IK deviates from the normal direction (predetermined direction). Due to the instability of the state of the liquid pool, the flying direction becomes a bad zone each time it is ejected, so that stable droplet ejection cannot be performed and good recording cannot be performed. Furthermore, if the entire surface around the ejection orifice 4 is covered with a film of the recording liquid IK, a so-called splash phenomenon occurs and the recording liquid is scattered, and stable recording cannot be performed. Alternatively,
If the liquid pool covering the ejection orifice 4 becomes large, the ejection of droplets from the recording head may even be disabled.
【０００９】本発明は、上記の点に鑑み成されたもので
あって、使用の際には常時所定の方向に実質的に均一液
体量を以て安定した吐出が行え、高速記録に充分適用さ
れ得る記録ヘッドを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and can be applied to high-speed recording at a time of use, because stable ejection can be performed with a substantially uniform liquid amount at all times. An object is to provide a recording head.
【００１０】そして、このような目的を達成する本発明
は、インクの流路として細孔を有し、この細孔の一端を
吐出口として前記インクの小滴を吐出、飛翔させ、この
インク小滴の被記録面への付着を以て記録を行うインク
ジェット記録ヘッドであって、少なくとも前記吐出口の
周縁部が一般式Ｒ・Ｓｉ・Ｘ3（但し、Ｒは炭素数１〜
２０のフルオロアルキル基、フルオロアリル基、フルオ
ロシクロアルキル基、フルオロアルカリル基、フルオロ
アルキルアリル基の内から選ばれる基で、その基に於け
るフッ素とフッ素以外の元素との元素数での比率が１：
１以上の含フッ素基である。Ｘはハロゲン、炭素数１〜
５のアルコキシ基、アルキル基、アシロキシ基から選ば
れる加水分解性基またはヒドロキシ基である。）で示さ
れる化合物で処理されていることを特徴とするものであ
る。According to the present invention which achieves such an object, there is a fine hole as an ink flow path, and one end of this fine hole is used as an ejection port to eject and fly the small droplets of the ink. an inkjet recording head for recording with a deposition on a recording surface of the droplets, the peripheral edge portion of at least the discharge opening formula R · Si · X 3 (where, R represents 1 to carbon atoms
A group selected from the group consisting of 20 fluoroalkyl groups, fluoroallyl groups, fluorocycloalkyl groups, fluoroalkaryl groups, and fluoroalkylallyl groups, and the ratio of the number of elements of fluorine and elements other than fluorine in the groups. Is 1:
One or more fluorine-containing groups. X is halogen and has 1 to 1 carbon atoms
5 is a hydrolyzable group or a hydroxy group selected from an alkoxy group, an alkyl group and an acyloxy group. ) Is treated with a compound represented by the formula (1).
【００１１】以下、本発明を図面に従って具体的に説明
する。The present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
【００１２】尚、本発明に於いては、吐出オリフィス４
付近に問題の解決が絞られているものであるから、以後
に於いては記録ヘッドの吐出オリフィスを含む部分のみ
を抽出して詳述するが、本発明の主旨の沿うものであれ
ば、例えば図１に示した如き記録ヘッドに限定されるこ
とはなく、如何なるタイプの記録ヘッドでも、吐出オリ
フィスより液体を吐出させるものであれば本発明に適用
されるものである。又、図１に示す様に導管２の終端部
が吐出オリフィス４を形成するタイプだけでなく、導管
２の端部に、所定径の穴の設けられた導管２とは別のオ
リフィス板を付設して、吐出オリフィス４を形成したタ
イプの場合も本発明に包含される。Incidentally, in the present invention, the discharge orifice 4
Since the solution to the problem is narrowed down to the vicinity, only the portion including the ejection orifice of the recording head will be extracted and described in detail below, but if it is in accordance with the gist of the present invention, for example, The present invention is not limited to the recording head as shown in FIG. 1, and any type of recording head can be applied to the present invention as long as the liquid is ejected from the ejection orifice. Further, as shown in FIG. 1, not only the type in which the terminal end of the conduit 2 forms the discharge orifice 4, but an orifice plate different from the conduit 2 provided with a hole of a predetermined diameter is attached to the end of the conduit 2. The present invention also includes a case where the discharge orifice 4 is formed.
【００１３】図２には、記録ヘッドの先端部である吐出
オリフィス８の設けられている部分７（吐出オリフィス
部分）の模式的拡大断面図が示される。吐出オリフィス
部分７の吐出オリフィス８をその端部とし、吐出オリフ
ィス８を囲む外壁表面部分には、流路１０（図に於いて
は、吐出オリフィス部分７のところのみが示されている
が、実際には、記録液の満たされている貯蔵槽まで続い
ている）を満たす記録液に対して撥液性である物質で表
面処理されて撥液膜９が形成されている。この場合、流
路１０の少なくとも一部を形成し、撥液膜９の設けられ
る部材１１は形成される流路１０の壁面１２，１３が少
なくとも、記録液に対して親液性であることが望まし
い。FIG. 2 is a schematic enlarged cross-sectional view of a portion 7 (ejection orifice portion) where the ejection orifice 8 which is the tip of the recording head is provided. The discharge orifice 8 of the discharge orifice portion 7 is the end portion thereof, and the flow path 10 (only the discharge orifice portion 7 is shown in the drawing is shown in the outer wall surface portion surrounding the discharge orifice 8; The liquid repellent film 9 is formed by surface treatment with a substance that is liquid repellent with respect to the recording liquid that fills the storage tank filled with the recording liquid). In this case, the member 11 that forms at least a part of the flow channel 10 and is provided with the liquid repellent film 9 is such that at least the wall surfaces 12 and 13 of the flow channel 10 that are formed are lyophilic with respect to the recording liquid. desirable.
【００１４】図３、図４に、本発明の目的をより効果的
に達成する、夫々、別の好適な実施態様の模式的拡大断
面図を示す。3 and 4 are schematic enlarged cross-sectional views showing another preferred embodiment for achieving the object of the present invention more effectively.
【００１５】図３に示される記録ヘッドの先端部分１４
は、図１の場合と異なる点として、吐出オリフィス８を
囲む外表面に曲率をもたせ、吐出オリフィス８を囲む該
曲率を有する部分に、撥液膜９を形成したものである。The tip portion 14 of the recording head shown in FIG.
1 is different from the case of FIG. 1 in that the outer surface surrounding the discharge orifice 8 has a curvature, and the liquid repellent film 9 is formed in the portion having the curvature surrounding the discharge orifice 8.
【００１６】図４に於いては、この曲率をもたせる代り
に、テーパーをつけ、該テーパー部の吐出オリフィス８
を囲む部分に撥液膜９を形成したものである。In FIG. 4, instead of having this curvature, a taper is provided and the discharge orifice 8 of the taper portion is provided.
The liquid repellent film 9 is formed in the portion surrounding the.
【００１７】図３、図４に示すものは、図２に示すもの
と上記の点で異なり、他の点では同様であるが吐出オリ
フィス８を囲む部分にこの様な曲率やテーパーを設ける
ことにより、一層効果的に、記録液滴の吐出安定性と液
滴発生周波数の向上を計ることが出来るものである。The structure shown in FIGS. 3 and 4 is different from that shown in FIG. 2 in the above points and is similar in other points, but by providing such a curvature or taper in the portion surrounding the discharge orifice 8. Further, it is possible to more effectively improve the ejection stability of the recording droplet and the droplet generation frequency.
【００１８】次に、図５（ａ）及びこの図５（ａ）をＡ
−Ｂ線で切った図５（ｂ）及び図６によって、本発明の
他の実施態様が示される。Next, FIG. 5A and this FIG.
Figures 5 (b) and 6 taken along line -B show another embodiment of the invention.
【００１９】記録ヘッド１６は、インクを通す溝１７を
有するガラス、セラミクスと一般に感熱記録に用いられ
る発熱ヘッド部１８（図では薄膜ヘッドが示されている
が、これに限定されるものではない）とを接着して得ら
れる。発熱ヘッド部１８は酸化シリコン等で形成される
保護膜１９、アルミニウム電極２０1、２０2、ニクロム
等で形成される発熱抵抗体層２１、蓄熱層２２、アルミ
ナ等の放熱性の良い基板２３より成っている。The recording head 16 is a glass having a groove 17 through which ink passes, a ceramics and a heating head portion 18 generally used for thermal recording (thin film is shown in the figure, but not limited to this). It is obtained by bonding and. The heating head 18 protective film 19 formed of silicon oxide or the like, aluminum electrodes 20 1, 20 2, a heating resistor layer 21 formed of nichrome or the like, from the heat storage layer 22, having a good heat radiating property substrate 23 made of alumina or the like Made of
【００２０】インク２４は吐出オリフィス２５まで来て
おり、メニスカス２６を形成している。吐出オリフィス
２５を囲む外壁表面には撥液膜９が形成されている。The ink 24 reaches the ejection orifice 25 and forms a meniscus 26. A liquid repellent film 9 is formed on the outer wall surface surrounding the discharge orifice 25.
【００２１】今、電極２０1，２０2に電気信号が加わる
と、発熱ヘッド１８のｎで示される部分が急激に発熱
し、ここに接しているインク２４に気泡が発生し、その
圧力でメニスカス２６が破壊されインク２４が吐出しオ
リフィス２５より小滴２７となり、被記録部材２８に向
って飛翔する。Now, when an electric signal is applied to the electrodes 20 1 and 20 2 , the portion of the heat generating head 18 indicated by n rapidly generates heat, and bubbles are generated in the ink 24 in contact therewith, and the meniscus is generated by the pressure. 26 is destroyed, and the ink 24 is ejected to form a small droplet 27 from the orifice 25, which flies toward the recording member 28.
【００２２】図６には図５（ａ）に示すヘッドを多数並
べたマルチヘッドの外観図を示す。該マルチヘッドはマ
ルチ溝３１を有するガラス板２９と、図５（ａ）に説明
したものと同様な発熱ヘッド３０を接着してつくられて
いる。この図示例に於いても、マルチ溝３１の先端（吐
出オリフィスを包含）の外壁面には撥液膜９が形成され
ている。FIG. 6 shows an external view of a multi-head in which many heads shown in FIG. 5 (a) are arranged. The multi-head is made by bonding a glass plate 29 having multi-grooves 31 and a heating head 30 similar to that described in FIG. Also in this illustrated example, the liquid repellent film 9 is formed on the outer wall surface of the tip of the multi-groove 31 (including the discharge orifice).
【００２３】叙上のように本発明は、吐出オリフィスを
囲む記録ヘッド外表面を本発明に特有の化合物で処理し
て撥液性にすることにより、水系、非水系インクを問わ
ず安定したインクジェット記録を行うことが出来る。ま
た吐出エネルギーの著しい低減およびそれに付随した高
速記録が可能となった。またスプラッシュすることなく
記録液滴（インク小滴）が吐出するのでカブリのない良
好な記録が得られる。従来から吐出オリフィスを囲む外
表面をシリコーンオイル、アラビヤゴム等で処理して撥
水または撥油性にする方法は実公昭４８−３６１８８号
公報等によって公知である。しかしこれらの方法は吐出
オリフィスを形成するガラス、金属等の部材との接着性
が悪いために耐久性がなく、目的とする効果は初期的な
ものにすぎなかった。また撥液性も充分ではなく、例え
ばシリコーン系の物質では水系のインクに対して撥液性
を示しても、アルコール系、ケトン系、エステル系等の
有機溶剤系インクに対しては全く撥液性を示さなかっ
た。本発明は上記の点に鑑み成されたものであって、水
系非水系のインクを問わず撥液性に極めて優れ、また吐
出オリフィス形成部材と強固に結合するため、永久的に
撥液性が持続する記録ヘッドを提供する。As described above, according to the present invention, the outer surface of the recording head surrounding the ejection orifice is treated with a compound peculiar to the present invention to make it liquid repellent, so that stable ink jet regardless of water-based ink or non-water-based ink is obtained. You can record. In addition, it has become possible to significantly reduce ejection energy and to perform high-speed recording accompanying it. Further, since the recording droplets (ink droplets) are ejected without splashing, good recording without fog can be obtained. Conventionally, a method of treating the outer surface surrounding the discharge orifice with silicone oil, arabic rubber or the like to make it water-repellent or oil-repellent is known from Japanese Utility Model Publication No. 36-18888. However, these methods have poor durability because of poor adhesion to members such as glass and metal forming the discharge orifice, and the intended effect was only initial. Also, the liquid repellency is not sufficient. For example, even if a silicone-based substance exhibits liquid repellency with respect to water-based ink, it is completely liquid-repellent with respect to alcohol-based, ketone-based, ester-based, etc. organic solvent-based ink. Showed no sex. The present invention has been made in view of the above points, and is extremely excellent in liquid repellency regardless of water-based non-aqueous ink, and since it is firmly bonded to the ejection orifice forming member, it has permanent liquid repellency. Provide a continuous recording head.
【００２４】本発明のヘッドの撥液処理剤としては下記
一般式（Ａ）で示される化合物を使用する。As the liquid repellent treatment agent for the head of the present invention, a compound represented by the following general formula (A) is used.
【００２５】Ｒ・Ｓｉ・Ｘ3…（Ａ） （但し、式中のＲは炭素数１〜２０のフルオロアルキル
基、フルオロアリル基、フルオロシクロアルキル基、フ
ルオロアルカリル基、フルオロアルキルアリル基の内か
ら選ばれる基で、その基に於けるフッ素とフッ素以外の
元素との元素数での比率が１：１以上の含フッ素基であ
る。Ｘはハロゲン、炭素数１〜５のアルコキシ基、アル
キル基、アシロキシ基から選ばれる加水分解性基または
ヒドロキシ基である。）次に、本発明で使用する一般式
（Ａ）の化合物の好ましい具体例を示す。R.Si.X 3 (A) (wherein R represents a fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a fluoroallyl group, a fluorocycloalkyl group, a fluoroalkaryl group or a fluoroalkylallyl group) A fluorine-containing group having a ratio of the number of elements of fluorine and elements other than fluorine in the group of 1: 1 or more, wherein X is a halogen, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, It is a hydrolyzable group or a hydroxy group selected from an alkyl group and an acyloxy group.) Next, preferred specific examples of the compound of the general formula (A) used in the present invention are shown.
【００２６】[0026]
【外１】 [Outer 1]
【００２７】[0027]
【外２】 [Outside 2]
【００２８】本発明のヘッドは、あらかじめ作成された
ヘッドを前記の撥液剤の原液または稀釈液中に浸漬する
か、またはスプレー塗布或いは蒸気、スパッタリングな
どの方法により作成することができる。或いはヘッド作
成工程中の適当な段階で撥液処理を行うこともできる。
前者の場合にはインク流路の内壁面に撥液剤が廻りこま
ないように、あらかじめ流路内に撥液剤と混和しない液
体（例えば水）を充填しておくことが好ましい。The head of the present invention can be prepared by immersing a previously prepared head in the stock solution or diluting solution of the liquid repellent, or by spray coating, steam, sputtering or the like. Alternatively, the liquid repellent treatment can be performed at an appropriate stage in the head forming process.
In the former case, it is preferable to fill a liquid (for example, water) that is immiscible with the liquid repellent in the flow path in advance so that the liquid repellent does not wrap around the inner wall surface of the ink flow path.
【００２９】以下に実施例にて本発明の記録ヘッドにつ
き更に詳述するが、本発明はこれらによって限定される
ものではない。Hereinafter, the recording head of the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto.
【００３０】[0030]
【実施例】図５（ａ）の如き発熱ヘッドをまず作成し
た。アルミナ基板２３は厚さ１ｍｍであり、保護層１９
はＳｉＯ2スパッタリングで作成され、厚み０．５μ
ｍ、電極２０1，２０2はアルミニウム蒸着法で作成さ
れ、厚み６０００Å、発熱抵抗体層２１はＺｒＢ2スパ
ッタリングで作成され、厚み６００Å、蓄熱層２２はＳ
ｉＯ2スパッタリングで作成され、厚み４μｍである。EXAMPLE A heating head as shown in FIG. 5A was first prepared. The alumina substrate 23 has a thickness of 1 mm, and has a protective layer 19
Is made by SiO 2 sputtering and has a thickness of 0.5μ
m, the electrodes 20 1 and 20 2 are formed by an aluminum vapor deposition method, the thickness is 6000 Å, the heating resistor layer 21 is formed by ZrB 2 sputtering, the thickness is 600 Å, and the heat storage layer 22 is S.
It is created by iO 2 sputtering and has a thickness of 4 μm.
【００３１】又、発熱体部分（図５（ａ）中ｎの部分）
の大きさは２００μｍ×２００μｍであり、マルチヘッ
ドに対応して発熱体部分のピッチは２５０μｍである。
次に厚み１．３ｍｍのガラス板をダイヤモンドカッター
で切削し、巾２００μｍ、深さ約２００μｍの溝１７を
作成した。Further, a heating element portion (n portion in FIG. 5A)
Is 200 μm × 200 μm, and the pitch of the heating elements is 250 μm corresponding to the multi-head.
Next, a glass plate having a thickness of 1.3 mm was cut with a diamond cutter to form a groove 17 having a width of 200 μm and a depth of about 200 μm.
【００３２】これらを図６に示す形に接着し、マルチヘ
ッドを作成した。溝間のピッチは２５０μｍである。次
に吐出オリフィスの外壁面を研摩した後、蒸溜水でよく
洗浄し乾燥した。次に各マルチヘッド内の流路に共通に
水銀を入れた。撥液処理剤としてウンデカフルオロペン
チルトリメトキシシランの１％トリクロロトリフルオロ
エタン溶液を調整した。前記ヘッドのオリフィス面を撥
液処理剤に浸漬し引き上げてドライヤーで熱風を送り乾
燥した。These were adhered in the shape shown in FIG. 6 to make a multi-head. The pitch between the grooves is 250 μm. Next, after polishing the outer wall surface of the discharge orifice, it was thoroughly washed with distilled water and dried. Next, mercury was commonly added to the flow paths in each multi-head. A 1% trichlorotrifluoroethane solution of undecafluoropentyltrimethoxysilane was prepared as a liquid repellent agent. The orifice surface of the head was dipped in a liquid repellent treatment, pulled up, and dried by sending hot air with a dryer.
【００３３】次に下記組成のインクを作成し、瀘過後、
上記マルチヘッドに下記条件で連続信号印加を行ったと
ころ良好なインク滴吐出の応答が為された。又、ヘッド
作成にあたり撥水処理を行わなかった例では数分後には
スプラッシュ現象が生じ、満足な印字が得られなかっ
た。Next, an ink having the following composition was prepared, and after filtration,
When a continuous signal was applied to the above multi-head under the following conditions, a good ink droplet ejection response was obtained. Further, in the case where the water repellent treatment was not carried out when the head was produced, a splash phenomenon occurred after a few minutes, and satisfactory printing could not be obtained.
【００３４】インク組成 ・黒色染料ソルボンブラックＰＵＬ（オリエント化学
製） １０（重量）部 ・エチルアルコール ８０（重量）部 ・エチレングリコール １０（重量）部電気条件 ・印加パルス巾 １０μｓｅｃ ・周波数 １０ＫＨｚ ・パルス電圧（発熱体１個当り） ３０Ｖ Ink composition : Black dye Sorbone Black PUL (manufactured by Orient Chemical Co.) 10 (weight) part-Ethyl alcohol 80 (weight) part-Ethylene glycol 10 (weight) part Electrical conditions -Applied pulse width 10 μsec-Frequency 10 KHz-Pulse Voltage (per heating element) 30V
【００３５】なお、撥液処理剤を上記のウンデカフルオ
ロペンチルトリメトキシシランから前記（２）〜（１
４）の化合物に代えて他は上記と同様に実施した結果、
何れも良好なインク滴の吐出状態が観察された。The liquid repellent agent is selected from the above-mentioned (2) to (1) from the above undecafluoropentyltrimethoxysilane.
As a result of performing the same as above except that the compound of 4) was replaced,
In each case, a good ink droplet ejection state was observed.
【図１】本発明に係るインクジエット記録ヘッドの典型
的な例を示す模式的説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a typical example of an ink jet recording head according to the present invention.
【図２】本発明の好適な実施態様を各々示す模式的拡大
断面図である。FIG. 2 is a schematic enlarged cross-sectional view showing a preferred embodiment of the present invention.
【図３】本発明の好適な実施態様を各々示す模式的拡大
断面図である。FIG. 3 is a schematic enlarged sectional view showing a preferred embodiment of the present invention.
【図４】本発明の好適な実施態様を各々示す模式的拡大
断面図である。FIG. 4 is a schematic enlarged cross-sectional view showing a preferred embodiment of the present invention.
【図５】（ａ）（ｂ）は本発明による記録ヘッドの好適
な一例の要部縦断面図および同横断面図である。5A and 5B are a longitudinal sectional view and a lateral sectional view of a main part of a preferred example of the recording head according to the present invention.
【図６】本発明によるマルチ型式の記録ヘッドの外観斜
視図である。FIG. 6 is an external perspective view of a multi-type recording head according to the present invention.
１ 記録ヘッド ２ 導管 ３ ピエゾ素子 ４，８ 吐出オリフィス ５ パイプ ６ 流路 ７，１４，１５ 記録ヘッド先端部 ９ 撥液膜 １０ 流路 １１ 部材 １２，１３ 流路壁面 １７ 液室 １８ 発熱ヘッド部 １９ 保護層 ２０ 電極 ２１ 発熱抵抗体層 ２２ 蓄熱層 ２３ 基板 ３２ 溝 1 Recording Head 2 Conduit 3 Piezo Element 4,8 Discharge Orifice 5 Pipe 6 Channel 7, 14, 15 Recording Head Tip 9 Liquid Repellent Film 10 Channel 11 Member 12, 13 Channel Wall 17 Liquid Chamber 18 Heating Head 19 Protective layer 20 Electrode 21 Heating resistor layer 22 Heat storage layer 23 Substrate 32 Groove
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成４年６月１７日[Submission date] June 17, 1992
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】発明の名称[Name of item to be amended] Title of invention
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【発明の名称】 インクジェット記録ヘッドの製造方法Patent application title: INKJET RECORDING HEAD MANUFACTURING METHOD
【手続補正２】[Procedure Amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正３】[Procedure 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００１[Correction target item name] 0001
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【０００１】本発明は、一般にインクと呼ばれる記録液
を微細口（オリフィス）から小滴として吐出、飛翔さ
せ、この小滴の被記録面への付着を以て記録を行うイン
クジェット記録装置の記録ヘッド製造方法に関する。The present invention relates to a method of manufacturing a recording head for an ink jet recording apparatus, in which a recording liquid generally called ink is ejected and ejected as a small droplet from a fine opening (orifice), and the droplet is adhered to a recording surface for recording. Regarding
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００８[Correction target item name] 0008
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【０００８】即ち、吐出オリフィス４は、例えば図示さ
れている様に、導管２と連続一体的に導管２の終端部を
形成する様に設けられても良いし、或いは、所定径の穴
の設けられた吐出オリフィス板を導管２の終端部に付設
して吐出オリフィス４としても良いが、何れにしても記
録ヘッド１の使用時に吐出オリフィス４の外回り表面に
記録液が回り込んで、吐出オリフィス４付近の一部にで
も液溜りが生ずると、流路６内の記録ＩＫが吐出オリフ
ィス４から吐出される際、その飛翔方向が正規の方向
（所定方向）から、離脱する様になり、更には、液溜り
の状態の不安定さから、吐出される毎に、その飛翔方向
が区区になるという不都合が生じ、安定した液滴吐出が
行えず、良好な記録が行えなくなる。又、更には、吐出
オリフィス４の回り全面が記録液ＩＫの膜で覆われる
と、所謂スプラッシュ現象が生じて記録液の散乱が起
り、これ又、安定した記録が行えなくなる。或いは又、
吐出オリフィス４を覆う液溜りが大きくなると、記録ヘ
ッドの液滴吐出が不能状態に陥ることすらある。That is, the discharge orifice 4 may be provided so as to continuously and integrally form the end portion of the conduit 2 as shown in the drawing, or a hole having a predetermined diameter may be provided. The discharge orifice plate may be attached to the end of the conduit 2 to form the discharge orifice 4. However, in any case, when the recording head 1 is used, the recording liquid wraps around the outer peripheral surface of the discharge orifice 4 and the discharge orifice 4 If a liquid pool occurs even in a part of the vicinity, when the recording IK in the flow path 6 is ejected from the ejection orifice 4, the flight direction of the recording IK deviates from the normal direction (predetermined direction). Due to the instability of the state of the liquid pool, the flying direction becomes different each time it is ejected, so that stable droplet ejection cannot be performed and good recording cannot be performed. Furthermore, if the entire surface around the ejection orifice 4 is covered with a film of the recording liquid IK, a so-called splash phenomenon occurs and the recording liquid is scattered, and stable recording cannot be performed. Alternatively,
If the liquid pool covering the ejection orifice 4 becomes large, the ejection of droplets from the recording head may even be disabled.
【手続補正５】[Procedure Amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００９[Correction target item name] 0009
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【０００９】本発明は、上記の点に鑑み成されたもので
あって、使用の際には常時所定の方向に実質的に均一液
体量を以て安定した吐出が行え、高速記録に充分適用さ
れ得る記録ヘッドの製造方法を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of the above points, and can be applied to high-speed recording at a time of use, because stable ejection can be performed with a substantially uniform liquid amount at all times. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a recording head.
【手続補正６】[Procedure correction 6]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１０[Correction target item name] 0010
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００１０】そして、このような目的を達成するための
本願構成は、インク路として細孔を有し、この細孔の一
端を吐出口として前記インクの小滴を吐出、飛翔させ、
前記インク小滴の被記録面への付着をもって記録を行う
インクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記吐
出口の周縁部に対して撥液処理を行うにあたり、前記イ
ンク路内に充填剤を充填した状態で前記撥液処理を行う
ことを特徴とする。このようにインク路内に充填剤を充
填したことで撥液処理剤がインク路内に混入することが
防げ、不要な部分への撥液処理剤の付着を防止でき、吐
出口の周縁部の所望領域にのみ撥液処理を良好に施すこ
とができる。In order to achieve such an object, the structure of the present application has a fine hole as an ink path, and one end of the fine hole is used as an ejection port to eject and fly a small droplet of the ink.
In a method of manufacturing an inkjet recording head that performs recording by adhering the ink droplets to a recording surface, a state in which a filler is filled in the ink path when performing liquid repellent treatment on the peripheral portion of the ejection port The liquid repellent treatment is performed by By thus filling the ink passage with the filler, it is possible to prevent the liquid repellent treatment agent from being mixed in the ink passage, prevent the liquid repellent treatment agent from adhering to an unnecessary portion, and prevent the peripheral portion of the ejection port from being damaged. The liquid repellent treatment can be satisfactorily applied only to the desired region.
【手続補正７】[Procedure Amendment 7]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２３[Name of item to be corrected] 0023
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００２３】叙上のように本発明は、吐出オリフィスを
囲む記録ヘッド外表面を本発明に特有の化合物で処理し
て撥液性にすることにより、水系、非水系インクを問わ
ず安定したインクジェット記録を行うことが出来る。ま
た吐出エネルギーの著しい低減およびそれに付随した高
速記録が可能となった。またスプラッシュすることなく
記録液滴（インク小滴）が吐出するのでカブリのない良
好な記録が得られる。従来から吐出オリフィスを囲む外
表面をシリコーンオイル、アラビヤゴム等で処理して撥
水または撥油性にする方法は実公昭４８−３６１８８号
公報等によって公知である。しかしこれらの方法は吐出
オリフィスを形成するガラス、金属等の部材との接着性
が悪いために耐久性がなく、目的とする効果は初期的な
ものにすぎなかった。また撥液性も充分ではなく、例え
ばシリコーン系の物質では水系のインクに対して撥液性
を示しても、アルコール系、ケトン系、エステル系等の
有機溶剤系インクに対しては全く撥液性を示さなかっ
た。本発明は上記の点に鑑み成されたものであって、水
系非水系のインクを問わず撥液性に極めて優れ、また吐
出オリフィス形成部材と強固に結合するため、永久的に
撥液性が持続する記録ヘッドの製造方法を提供する。As described above, according to the present invention, the outer surface of the recording head surrounding the ejection orifice is treated with a compound peculiar to the present invention to make it liquid repellent, so that stable ink jet regardless of water-based ink or non-water-based ink is obtained. You can record. In addition, it has become possible to significantly reduce ejection energy and to perform high-speed recording accompanying it. Further, since the recording droplets (ink droplets) are ejected without splashing, good recording without fog can be obtained. Conventionally, a method of treating the outer surface surrounding the discharge orifice with silicone oil, arabic rubber or the like to make it water-repellent or oil-repellent is known from Japanese Utility Model Publication No. 36-18888. However, these methods have poor durability because of poor adhesion to members such as glass and metal forming the discharge orifice, and the intended effect was only initial. Also, the liquid repellency is not sufficient. For example, even if a silicone-based substance exhibits liquid repellency with respect to water-based ink, it is completely liquid-repellent with respect to alcohol-based, ketone-based, ester-based, etc. organic solvent-based ink. Showed no sex. The present invention has been made in view of the above points, and is extremely excellent in liquid repellency regardless of water-based non-aqueous ink, and since it is firmly bonded to the ejection orifice forming member, it has permanent liquid repellency. A method of manufacturing a continuous recording head is provided.
【手続補正８】[Procedure Amendment 8]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００３５[Correction target item name] 0035
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【００３５】なお、撥液処理剤を上記のウンデカフルオ
ロペンチルトリメトキシシランから前記（２）〜（１
４）の化合物に代えて他は上記と同様に実施した結果、
何れも良好なインク滴の吐出状態が観察された。The liquid repellent agent is selected from the above-mentioned (2) to (1) from the above undecafluoropentyltrimethoxysilane.
As a result of performing the same as above except that the compound of 4) was replaced,
In each case, a good ink droplet ejection state was observed.
【発明の効果】このようにインク路内に充填剤を充填し
たことで撥液処理剤がインク路内に混入することが防
げ、不要な部分への撥液処理剤の付着を防止でき、吐出
口の周縁部の所望領域にのみ撥液処理を良好に施すこと
ができる。By thus filling the ink passage with the filler, it is possible to prevent the liquid repellent treatment agent from being mixed in the ink passage, prevent the liquid repellent treatment agent from adhering to an unnecessary portion, and The liquid repellent treatment can be satisfactorily applied only to a desired region on the peripheral portion of the outlet.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ０５Ｃ 5/00 Ｚ 9045−4Ｄ (72)発明者 太田 徳也 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 松藤 洋治 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Internal reference number FI technical display location // B05C 5/00 Z 9045-4D (72) Inventor Tokuya Ota 3-30 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo No. 2 within Canon Inc. (72) Inventor, Yoji Matsufuji, 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Within Canon Inc.
Claims (1)
孔の一端を吐出口として前記インクの小滴を吐出、飛翔
させ、このインク小滴の被記録面への付着を以て記録を
行うインクジェット記録ヘッドに於いて、少なくとも前
記吐出口の周縁部が、一般式；Ｒ・Ｓｉ・Ｘ3（但し、
Ｒは炭素数１〜２０のフルオロアルキル基、フルオロア
リル基、フルオロシクロアルキル基、フルオロアルカリ
ル基、フルオロアルキルアリル基の内から選ばれる基
で、その基に於けるフッ素とフッ素以外の元素との元素
数での比率が１：１以上の含フッ素基である。Ｘはハロ
ゲン、炭素数１〜５のアルコキシ基、アルキル基、アシ
ロキシ基から選ばれる加水分解性基またはヒドロキシ基
である。）で示される化合物で処理されていることを特
徴とするインクジェット記録ヘッド。1. An ink flow path has pores, and one end of the pores is used as an ejection port for ejecting and ejecting the ink droplets, and the ink droplets are attached to a recording surface for recording. In the inkjet recording head to be performed, at least the peripheral portion of the discharge port is represented by the general formula: R.Si.X 3 (however,
R is a group selected from a fluoroalkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a fluoroallyl group, a fluorocycloalkyl group, a fluoroalkaryl group, and a fluoroalkylallyl group, and fluorine in the group and elements other than fluorine The fluorine-containing group has a ratio of 1: 1 or more in terms of the number of elements. X is a hydrolyzable group selected from halogen, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, an alkyl group and an acyloxy group, or a hydroxy group. ) An ink jet recording head, which is treated with a compound represented by
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP4124983A JPH0757546B2 (en) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | Method for manufacturing ink jet recording head |
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Related Parent Applications (1)
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0757546B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001310471A (en) * | 1999-11-17 | 2001-11-06 | Konica Corp | Method for treating nozzle plate, method for producing nozzle plate, and nozzle plate |
| KR101313974B1 (en) * | 2009-09-02 | 2013-10-01 | 캐논 가부시끼가이샤 | Liquid ejection head |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5575291A (en) * | 1978-12-01 | 1980-06-06 | Hitachi Ltd | Photosensittve resin composition for coating hybrid integrated circuit |
| JPS5743876A (en) * | 1980-08-29 | 1982-03-12 | Canon Inc | Ink jet head |
-
1992
- 1992-05-18 JP JP4124983A patent/JPH0757546B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5575291A (en) * | 1978-12-01 | 1980-06-06 | Hitachi Ltd | Photosensittve resin composition for coating hybrid integrated circuit |
| JPS5743876A (en) * | 1980-08-29 | 1982-03-12 | Canon Inc | Ink jet head |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001310471A (en) * | 1999-11-17 | 2001-11-06 | Konica Corp | Method for treating nozzle plate, method for producing nozzle plate, and nozzle plate |
| KR101313974B1 (en) * | 2009-09-02 | 2013-10-01 | 캐논 가부시끼가이샤 | Liquid ejection head |
| US9050806B2 (en) | 2009-09-02 | 2015-06-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid ejection head |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH0757546B2 (en) | 1995-06-21 |
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