JPH09314846A - Ink jet recording device - Google Patents
Ink jet recording deviceInfo
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- JPH09314846A JPH09314846A JP14133996A JP14133996A JPH09314846A JP H09314846 A JPH09314846 A JP H09314846A JP 14133996 A JP14133996 A JP 14133996A JP 14133996 A JP14133996 A JP 14133996A JP H09314846 A JPH09314846 A JP H09314846A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
装置に関する。[0001] The present invention relates to an ink jet recording apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】インクジェットプリンタは、液状のイン
クを貯蔵するインクタンクからポンプ及び圧力調整弁を
介し、一定の圧力に調圧されたインクをノズル内に導入
し、このノズル内に設けられた電歪素子により高周波で
励振される。この励振の効果により、ノズルのオリフィ
スから噴出したインクは粒子化され、帯電されたインク
粒子は、偏向電極で偏向されて被印字物上の所定の位置
に印字される。2. Description of the Related Art Ink jet printers introduce ink, which is adjusted to a constant pressure, into a nozzle from an ink tank which stores liquid ink, through a pump and a pressure adjusting valve, and an electric power provided in the nozzle. Excited at high frequency by the strain element. Due to the effect of this excitation, the ink ejected from the orifice of the nozzle is made into particles, and the charged ink particles are deflected by the deflection electrode and printed at a predetermined position on the printing object.
【０００３】ノズル部は大気中に配置されているため、
オリフィスの吐出部の周囲ににじみでたインクは、装置
の停止後も付着して時間の経過と共に乾燥し固化する。
また、使用後、装置を長期間停止することによって、ノ
ズルの外部に付着したインクだけでなく内部に残留する
インクも乾燥固化し、インク中に含有している樹脂や染
料等が異物となってノズル部目詰まりを起こす原因とな
っている。Since the nozzle portion is arranged in the atmosphere,
The ink bleeding around the ejection portion of the orifice adheres even after the apparatus is stopped and dries and solidifies with the passage of time.
In addition, by stopping the device for a long time after use, not only the ink adhering to the outside of the nozzle but also the ink remaining inside is dried and solidified, and the resin and dye contained in the ink become foreign matter. It is the cause of nozzle clogging.
【０００４】このようなノズル部の目詰まりを防止する
ための技術は、例えば、特開平4−39055 号公報に記載
のように、インクノズルを取り囲むような洗浄室を設け
ると共に、洗浄室のインクノズルからのインク粒子の飛
行経路にあたる部分を開口部となし、かつ開口部を蓋体
で閉鎖するように構成し、この洗浄室内でノズルの先端
部に洗浄液を供給して洗浄する技術が開示されている。A technique for preventing such clogging of the nozzle portion is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-39055, in which a cleaning chamber surrounding the ink nozzle is provided and the ink in the cleaning chamber is filled with ink. Disclosed is a technique in which a portion corresponding to the flight path of ink particles from a nozzle is formed as an opening and the opening is closed by a lid, and a cleaning liquid is supplied to the tip of the nozzle in the cleaning chamber for cleaning. ing.
【０００５】また、特開平6−210857 号公報には、イン
クを吐出するノズルプレート基板に酸化物微粒子層を形
成し、さらにその上に含フッ素シリコンカップリング剤
溶液を塗布してから溶媒の沸点以上まで加熱し、さらに
ノズルプレートを溶媒ですすぎ、未反応の含フッ素シリ
コンカップリング剤を除去することによってノズルプレ
ート表面に撥水撥油処理を施し、インクの付着を防止し
インクの直進性を改善して印字品質の向上を図る技術が
開示されている。Further, in JP-A-6-210857, an oxide fine particle layer is formed on a nozzle plate substrate for ejecting ink, and a fluorine-containing silicon coupling agent solution is applied on the oxide fine particle layer, and then the boiling point of the solvent. The nozzle plate surface is water- and oil-repellent treated by heating to the above temperature, rinsing the nozzle plate with a solvent, and removing the unreacted fluorine-containing silicon coupling agent, preventing ink from adhering and making the ink go straight. Techniques for improving print quality have been disclosed.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかし、特開平4−390
55号公報では、洗浄液供給用の流路や開閉用部材等を必
要とするため、装置が複雑化，大型化するほか洗浄液と
して有機溶剤を用いる場合は、有機溶剤の蒸発揮散によ
って環境問題を生じる。[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-390
In Japanese Patent Publication No. 55, since a flow path for cleaning liquid supply, an opening / closing member, etc. are required, the apparatus becomes complicated and large, and when an organic solvent is used as the cleaning liquid, evaporation of the organic solvent causes environmental problems. .
【０００７】さらに、インクが洗浄液により過度に希釈
されると、インクの粘度を低下させるため、インクの粒
子化が不安定になるという問題等も生じる。Further, if the ink is excessively diluted with the cleaning liquid, the viscosity of the ink is lowered, and there is a problem that the particle formation of the ink becomes unstable.
【０００８】また、特開平6−210857 号公報では、イン
クが吐出するノズルプレート基板に含フッ素シリコンカ
ップリング層を形成することによって、高撥水撥油性を
得ているが、そのためには先ず基板上に酸化物微粒子層
を塗布，加熱して形成し表面エネルギを高めるための前
処理や、酸化物微粒子層を塗布する際にはマスキング作
業等が不可欠であり、作業性は必ずしも容易ではなく、
また製造工程が増えることも免れない。Further, in JP-A-6-210857, high water / oil repellency is obtained by forming a fluorine-containing silicon coupling layer on a nozzle plate substrate from which ink is ejected. Pretreatment for coating and heating the oxide fine particle layer on the surface to increase the surface energy, and masking work when applying the oxide fine particle layer are indispensable, and workability is not always easy.
In addition, the number of manufacturing processes will increase.
【０００９】本発明の目的は、第１に装置構成を複雑化
させることなく、インクの付着を改善しノズル部目詰ま
りを防止することのできる帯電制御式のインクジェット
記録装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a charge control type ink jet recording apparatus capable of improving ink adhesion and preventing nozzle clogging without complicating the apparatus structure. .
【００１０】第２には、量産性を容易にして信頼性の向
上を図れる帯電制御式のインクジェット記録装置を提供
することにある。Secondly, to provide a charge control type ink jet recording apparatus which can facilitate mass production and improve reliability.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、加圧さ
れたインクとオリフィスプレートを備え、インク粒子を
噴出するノズル部と、インク粒子に文字電圧信号を与え
る帯電電極部と、文字電圧信号を与えられたインク粒子
が静電場を通過する際に方向を偏向させる偏向電極部
と、印字に使用しないインクを回収するガター部とを備
え、前記偏向されたインク粒子により被印字物に記録を
行う帯電制御式のインクジェット記録装置で、前記オリ
フィスプレート部材を酸化物系セラミックス材を適用し
型成形するとともに、オリフィス細孔内周面を含む内外
表面に、前記セラミックス材と密着性が強固で、かつ耐
摩耗性に優れたフッ素系化合物層を均一に形成したこと
により達成される。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pressurized ink and an orifice plate for ejecting ink particles, a charging electrode section for applying a character voltage signal to the ink particles, and a character voltage. A deflection electrode unit that deflects the direction of ink particles given a signal when passing through an electrostatic field and a gutter unit that collects ink that is not used for printing are recorded on the printing object by the deflected ink particles. In the charging control type ink jet recording apparatus for performing the above, the orifice plate member is molded by applying an oxide ceramic material, and the inner and outer surfaces including the inner peripheral surface of the orifice pores have strong adhesion to the ceramic material. It is achieved by uniformly forming a fluorine-based compound layer having excellent wear resistance.
【００１２】上記フッ素化合物の構造は、化１の化合物
から成る。The structure of the above-mentioned fluorine compound comprises the compound of Chemical formula 1.
【００１３】[0013]
【化１】 Ｒｆ−Ｘ−Ｙ−Ｓｉ（Ｒ）n（Ｏ−Ｒ′）3-n …（化１） 〔式中、Ｒｆはパーフルオロポリオキシアルキル基、Ｘ
は結合基でアミド基，エステル基，メチレンオキシ基、
Ｙは炭素数３〜６のアルキル基またはアミノ基で架橋し
たアルキル基またはエーテル基で架橋したアルキル基、
Ｒは水素またはメチル基、Ｒ′は炭素数１または２のア
ルキル基、ｎは０または１〕 また、パーフルオロポリオキシアルキル基は化２，化
３，化４構造のオキシアルキレンの繰り返し鎖を単独、
またはこれらの混合系を含有する。Embedded image Rf—X—Y—Si (R) n (OR ′) 3-n (Chemical formula 1) [wherein Rf is a perfluoropolyoxyalkyl group, X
Is a bonding group, an amide group, an ester group, a methyleneoxy group,
Y is an alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, an alkyl group bridged with an amino group, or an alkyl group bridged with an ether group,
R is hydrogen or a methyl group, R'is an alkyl group having 1 or 2 carbon atoms, n is 0 or 1] Further, the perfluoropolyoxyalkyl group is a repeating chain of oxyalkylene having a chemical formula 2, chemical formula 3, chemical formula 4 structure. Alone,
Alternatively, it contains a mixed system thereof.
【００１４】[0014]
【化２】 −（ＣＦ2−Ｏ）− …（化２）[Image 2] - (CF 2 -O) - ... ( of 2)
【００１５】[0015]
【化３】 −（Ｃ2Ｆ4−Ｏ）− …（化３）## STR3 ## - (C 2 F 4 -O) - ... ( Formula 3)
【００１６】[0016]
【化４】 −（Ｃ3Ｆ6−Ｏ）− …（化４） 尚、具体的なパーフルオロポリオキシアルキル基の例
は、下記に示す一般の潤滑剤として多用される、ダイキ
ン工業（株）製のデムナムＳＨまたはDupont社製のクラ
イトックス１５７ＦＳがあげられる。Embedded image - (C 3 F 6 -O) - ... Examples of (Formula 4) The specific perfluoropolyoxyalkylene group is frequently used as a lubricant generally shown below, Daikin Industries (Co. ) Manufactured by Demnum SH or Krytox 157FS manufactured by Dupont.
【００１７】デムナムＳＨ：F(-C3F6-O-)m-，クライト
ックス１５７ＦＳ：F(-CF(CF3)−CF2-O-)n-CF(CF3)- 化１の具体的な構造を以下に示す。Demnum SH: F (-C 3 F 6 -O-) m-, Krytox 157FS: F (-CF (CF 3 ) -CF 2 -O-) n-CF (CF 3 )- The specific structure is shown below.
【００１８】[0018]
【化５】 F(-C3F6-O-)m-CONH-C2H4-NH-C3H6-Si(CH3)(O-CH3)2 …（化５）[Formula 5] F (-C 3 F 6 -O-) m-CONH-C 2 H 4 -NH-C 3 H 6 -Si (CH 3 ) (O-CH 3 ) 2 ... (Formula 5)
【００１９】[0019]
【化６】 F(-C3F6-O-)m-CONH-C2H4-NH-C3H6-Si(O-CH3)3 …（化６）Embedded image F (-C 3 F 6 -O-) m-CONH-C 2 H 4 -NH-C 3 H 6 -Si (O-CH 3 ) 3 (Chemical formula 6)
【００２０】[0020]
【化７】 F(-C3F6-O-)m-CONH-C3H6-Si(O-C2H5)3 …（化７）[Chemical formula 7] F (-C 3 F 6 -O-) m-CONH-C 3 H 6 -Si (OC 2 H 5 ) 3 ... (Chemical formula 7)
【００２１】[0021]
【化８】 F(-C3F6-O-)m-COO-C3H6-O-C3H6-Si(O-CH3)3 …（化８）Embedded image F (-C 3 F 6 -O-) m-COO-C 3 H 6 -OC 3 H 6 -Si (O-CH 3 ) 3 ... (Chemical formula 8)
【００２２】[0022]
【化９】 F(-C3F6-O-)m-COO-CH(CH3)-CH2-O-C3H6-Si(O-CH3)3 …（化９）Embedded image F (-C 3 F 6 -O-) m-COO-CH (CH 3 ) -CH 2 -OC 3 H 6 -Si (O-CH 3 ) 3 (Chemical formula 9)
【００２３】[0023]
【化１０】 F(-C3F6-O-)m-CH2-O-C3H6-O-C3H6-Si(O-CH3)3 …（化１０）Embedded image F (-C 3 F 6 -O-) m-CH 2 -OC 3 H 6 -OC 3 H 6 -Si (O-CH 3 ) 3 (Chemical formula 10)
【００２４】[0024]
【化１１】 F(-C3F6-O-)m-COO-C3H6-O-C3H6-Si(CH3)(O-CH3)2 …（化１１）Embedded image F (-C 3 F 6 -O-) m-COO-C 3 H 6 -OC 3 H 6 -Si (CH 3 ) (O-CH 3 ) 2 (Chemical formula 11)
【００２５】[0025]
【化１２】 F(-C3F6-O-)m-CH2-O-CH(CH3)-CH2-O-C3H6-Si(CH3)(O-CH3)2 …（化１２）Embedded image F (-C 3 F 6 -O-) m-CH 2 -O-CH (CH 3 ) -CH 2 -OC 3 H 6 -Si (CH 3 ) (O-CH 3 ) 2 … ( Chemical 12)
【００２６】[0026]
【化１３】 F(-C3F6-O-)m-CH2-O-C3H6-Si(CH3)(O-CH3)2 …（化１３）Embedded image F (-C 3 F 6 -O-) m-CH 2 -OC 3 H 6 -Si (CH 3 ) (O-CH 3 ) 2 (Chemical formula 13)
【００２７】[0027]
【化１４】 F(-C3F6-O-)m-CH2-O-C3H6-Si(O-CH3)3 …（化１４）Embedded image F (-C 3 F 6 -O-) m-CH 2 -OC 3 H 6 -Si (O-CH 3 ) 3 (Chemical formula 14)
【００２８】[0028]
【化１５】 F(-C3F6-O-)m-COO-C3H6-Si(O-CH3)3 …（化１５）Embedded image F (-C 3 F 6 -O-) m-COO-C 3 H 6 -Si (O-CH 3 ) 3 (Chemical formula 15)
【００２９】[0029]
【化１６】 F(-CF(CF3)-CF2-O-)n-CF(CF3)-CONH-C2H4-NH-C3H6-Si(CH3)(O-CH3)2 …（化１６）Embedded image F (-CF (CF 3 ) -CF 2 -O-) n-CF (CF 3 ) -CONH-C 2 H 4 -NH-C 3 H 6 -Si (CH 3 ) (O-CH 3 ) 2 … (Chemical 16)
【００３０】[0030]
【化１７】 F(-CF(CF3)-CF2-O-)n-CF(CF3)-CONH-C2H4-NH-C3H6-Si(O-CH3)3…（化１７）Embedded image F (-CF (CF 3 ) -CF 2 -O-) n-CF (CF 3 ) -CONH-C 2 H 4 -NH-C 3 H 6 -Si (O-CH 3 ) 3 ... (Chemical 17)
【００３１】[0031]
【化１８】 F(-CF(CF3)-CF2-O-)n-CF(CF3)-CONH-C3H6-Si(O-C2H5)3 …（化１８）Embedded image F (-CF (CF 3 ) -CF 2 -O-) n-CF (CF 3 ) -CONH-C 3 H 6 -Si (OC 2 H 5 ) 3 (Chemical formula 18)
【００３２】[0032]
【化１９】 F(-CF(CF3)-CF2-O-)n-CF(CF3)-COO-C3H6-O-C3H6-Si(O-CH3)3 …（化１９）Embedded image F (-CF (CF 3 ) -CF 2 -O-) n-CF (CF 3 ) -COO-C 3 H 6 -OC 3 H 6 -Si (O-CH 3 ) 3 … ( 19)
【００３３】[0033]
【化２０】 F(-CF(CF3)-CF2-O-)n-CF(CF3)-COO-CH(CH3)-CH2-O-C3H6-Si(O-CH3)3 （化２０）Embedded image F (-CF (CF 3 ) -CF 2 -O-) n-CF (CF 3 ) -COO-CH (CH 3 ) -CH 2 -OC 3 H 6 -Si (O-CH 3 ). 3 (Chemical 20)
【００３４】[0034]
【化２１】 F(-CF(CF3)-CF2-O-)n-CF(CF3)-CH2-O-C3H6-O-C3H6-Si(O-CH3)3…（化２１）Embedded image F (-CF (CF 3 ) -CF 2 -O-) n-CF (CF 3 ) -CH 2 -OC 3 H 6 -OC 3 H 6 -Si (O-CH 3 ) 3 … ( 21)
【００３５】[0035]
【化２２】 F(-CF(CF3)-CF2-O-)n-CF(CF3)-COO-C3H6-O-C3H6-Si(CH3)(O-CH3)2 …（化２２）Embedded image F (-CF (CF 3 ) -CF 2 -O-) n-CF (CF 3 ) -COO-C 3 H 6 -OC 3 H 6 -Si (CH 3 ) (O-CH 3 ). 2 (Chem. 22)
【００３６】[0036]
【化２３】 F(-CF(CF3)-CF2-O-)n-CF(CF3)-CH2-O-CH(CH3)-CH2-O-C3H6-Si(CH3)(O-CH3)2 …（化２３）Embedded image F (-CF (CF 3 ) -CF 2 -O-) n-CF (CF 3 ) -CH 2 -O-CH (CH 3 ) -CH 2 -OC 3 H 6 -Si (CH 3 ) (O-CH 3 ) 2 … (Chemical formula 23)
【００３７】[0037]
【化２４】 F(-CF(CF3)-CF2-O-)n-CF(CF3)-CH2-O-C3H6-Si(CH3)(O-CH3)2 …（化２４）Embedded image F (-CF (CF 3) -CF 2 -O-) n-CF (CF 3) -CH 2 -OC 3 H 6 -Si (CH 3) (O-CH 3) 2 ... ( of 24)
【００３８】[0038]
【化２５】 F(-CF(CF3)-CF2-O-)n-CF(CF3)-CH2-O-C3H6-Si(O-CH3)3 …（化２５）Embedded image F (-CF (CF 3 ) -CF 2 -O-) n-CF (CF 3 ) -CH 2 -OC 3 H 6 -Si (O-CH 3 ) 3 (Chemical formula 25)
【００３９】[0039]
【化２６】 F(-CF(CF3)-CF2-O-)n-CF(CF3)-COO-C3H6-Si(O-CH3)3 …（化２６） （式中 ｍ＝平均１４，ｎ＝平均２４） また、本発明でオリフィスプレート部材は、アルミナも
しくはジルコニア等の酸化物系セラミックスを適用する
ことが望ましい。Embedded image F (-CF (CF 3 ) -CF 2 -O-) n-CF (CF 3 ) -COO-C 3 H 6 -Si (O-CH 3 ) 3 (Chemical formula 26) (wherein m = average 14, n = average 24) Further, in the present invention, it is desirable to apply oxide ceramics such as alumina or zirconia to the orifice plate member.
【００４０】また、本発明でフッ素系化合物層は、アル
ミナもしくはジルコニアセラミックスと化学的に結合す
る末端にシラノール基を含有するパーフルオロポリオキ
シアルキル系の化合物からなる層であることが望まし
い。In the present invention, the fluorine compound layer is preferably a layer made of a perfluoropolyoxyalkyl compound having a silanol group at the end chemically bound to alumina or zirconia ceramics.
【００４１】また、本発明でフッ素系化合物層は、化合
物の分子量が２０００〜６０００の範囲内に調整されて
いることが望ましい。In the present invention, the fluorine compound layer is preferably adjusted so that the molecular weight of the compound is in the range of 2000 to 6000.
【００４２】さらに、本発明の目的は、加圧されたイン
クとオリフィスプレートを備え、インク粒子を噴出する
ノズル部と、インク粒子に文字電圧信号を与える帯電電
極部と、文字電圧信号を与えられたインク粒子が静電場
を通過する際に方向を偏向させる偏向電極部と、印字に
使用しないインクを回収するガター部とを備え、偏向さ
れたインク粒子により被印字物に記録を行う帯電制御式
のインクジェット記録装置で、オリフィスプレート部材
を含むノズル部，帯電電極，偏向電極及びガター部によ
り構成されるノズルヘッド部材表面の一部、あるいは全
てにフッ素系化合物層を均一に形成したことにより達成
される。Further, an object of the present invention is to provide a pressurized ink and an orifice plate for ejecting ink particles, a charging electrode section for applying a character voltage signal to the ink particles, and a character voltage signal. A charging control system that includes a deflection electrode unit that deflects the direction when ink particles pass through an electrostatic field and a gutter unit that collects ink that is not used for printing, and that records on an object to be printed with the deflected ink particles This is achieved by forming a fluorine compound layer uniformly on a part or all of the surface of the nozzle head member composed of the nozzle part including the orifice plate member, the charging electrode, the deflection electrode and the gutter part. It
【００４３】尚、上記でオリフィスプレート部材を除い
た、他のノズル構成部品，帯電電極，偏向電極及びガタ
ー部には、テフロン等のコーティング法，イオンプレー
ティング法，蒸着法等の別手段による撥水，撥油処理を
施してもよい。The nozzle components other than the orifice plate member, the charging electrode, the deflection electrode, and the gutter portion are repelled by another means such as a coating method using Teflon, an ion plating method, a vapor deposition method, or the like. Water or oil repellent treatment may be applied.
【００４４】[0044]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図１及
び図２を用いて説明する。図１は本発明による帯電制御
式のインクジェット記録装置の概略図である。図２は図
１の撥水，撥油処理したオリフィスプレート部の断面図
を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic view of a charge control type inkjet recording apparatus according to the present invention. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the orifice plate portion of FIG.
【００４５】図１で、図示されていない加圧源により所
定の圧力に調圧されたインク７は、ノズル部１に供給さ
れる。ノズル部１のインク室４に流入したインク７はオ
リフィス６から噴出される。ノズル部１に一体的に設け
られた電歪素子８に励振電圧を与えて、オリフィス６径
に応じた一定周波数で振動させることにより、噴出イン
クに振動が伝わり、規則正しいインク粒子９が発生す
る。In FIG. 1, the ink 7 adjusted to a predetermined pressure by a pressure source (not shown) is supplied to the nozzle section 1. The ink 7 flowing into the ink chamber 4 of the nozzle portion 1 is ejected from the orifice 6. By applying an excitation voltage to the electrostrictive element 8 provided integrally with the nozzle unit 1 and causing it to vibrate at a constant frequency according to the diameter of the orifice 6, the vibration is transmitted to the ejected ink, and regular ink particles 9 are generated.
【００４６】インク粒子９が分離するタイミングに応じ
て、帯電電極１０に文字信号電圧が印加され、電圧に応
じた帯電量が粒子に帯電される。さらに、帯電されたイ
ンク粒子９は一定電圧が印加されている偏向電極１１内
の静電界中を通過する際、それぞれの帯電量に応じた偏
向を受け、図中矢印方向にＶｃの速度で搬送される被印
字物１２に到達し、被印字物１２上に画像を形成する。A character signal voltage is applied to the charging electrode 10 according to the timing of separation of the ink particles 9, and the particles are charged with a charge amount corresponding to the voltage. Further, when the charged ink particles 9 pass through the electrostatic field in the deflection electrode 11 to which a constant voltage is applied, they are deflected according to their respective charge amounts, and are conveyed in the direction of the arrow at the speed of Vc. Reaching the printed material 12 to be printed, an image is formed on the printed material 12.
【００４７】一方、帯電されないインク粒子９は、偏向
を受けないため直進し、ガター１３で回収された後、循
環系を介して再利用される構成となっている。On the other hand, the non-charged ink particles 9 are not deflected and thus go straight, are collected by the gutter 13, and are reused through the circulation system.
【００４８】さらに、インク７を供給するノズル部１に
ついてより詳しく説明する。ノズル部１はノズルボデー
２，ノズルボデー３，インク室４，オリフィスプレート
５，オリフィス６及び電歪素子８等から構成されてお
り、この中でオリフィス部材にのみ撥水，撥油処理が施
されている。Further, the nozzle portion 1 for supplying the ink 7 will be described in more detail. The nozzle portion 1 is composed of a nozzle body 2, a nozzle body 3, an ink chamber 4, an orifice plate 5, an orifice 6, an electrostrictive element 8 and the like, of which only the orifice member is subjected to water and oil repellency treatment. .
【００４９】また、オリフィスプレート５には、中央部
にインク７を吐出する直径数十μｍのオリフィス６が開
孔され、ノズル部１の吐出側に設けられている。ノズル
ボデー２は、電歪素子８を固設するノズルボデー３に、
インク７の洩れを防止するためＯリング１４を介してネ
ジ等で締結固定されている。Further, the orifice plate 5 is provided with an orifice 6 having a diameter of several tens of μm for ejecting the ink 7 in the central portion and is provided on the ejection side of the nozzle portion 1. The nozzle body 2 is the same as the nozzle body 3 on which the electrostrictive element 8 is fixed.
In order to prevent the ink 7 from leaking, it is fastened and fixed with screws or the like via an O-ring 14.
【００５０】図２は撥水，撥油処理を施したオリフィス
プレートの拡大断面図である。図に示すように、本実施
例ではオリフィスプレート５は、インクに対する耐腐食
性，耐薬品性あるいは成形加工の容易な、アルミナもし
くはジルコニア等の酸化物系のセラミックス材を用い
て、型で成形されている。オリフィス６の直径精度は、
機械加工一切なしで公差２μｍ以下の高精度の成形加工
がなされている。FIG. 2 is an enlarged sectional view of the orifice plate which has been subjected to water and oil repellent treatment. As shown in the figure, in the present embodiment, the orifice plate 5 is molded by a mold using an oxide ceramic material such as alumina or zirconia that has corrosion resistance to ink, chemical resistance or is easy to mold. ing. The diameter accuracy of the orifice 6 is
High-precision molding with a tolerance of 2 μm or less is performed without any machining.
【００５１】そして、インク７を吐出するオリフィス６
細孔面を含む、オリフィスプレート５吐出外面及び内壁
面には、インクが付着しにくいような高撥水，撥油性の
フッ素系化合物層１６が化学反応により形成されてい
る。The orifice 6 for ejecting the ink 7
A highly water-repellent and oil-repellent fluorine-based compound layer 16 is formed by a chemical reaction on the outer surface and the inner wall surface of the orifice plate 5 including the pore surface to prevent ink from adhering thereto.
【００５２】オリフィスプレート５を未処理のままにし
ておくと、インクは印刷品質の向上の面から、浸透性，
吸着性の高い多種多様なインクが使用されており、界面
活性剤を含めて多くの添加剤が混入しているため、常時
インクと接するオリフィスプレート５は、印字終了後に
装置を放置するとインク付着が進行し、オリフィス６径
は所定値より縮小し、ついには目詰まり状態となるが、
上述のフッ素系化合物層１６を形成することにより、イ
ンクが付着しにくいので、オリフィス６の目詰まりを防
止することができる。If the orifice plate 5 is left untreated, the ink will have a high permeability and a good print quality.
Since a wide variety of highly adsorptive inks are used and many additives are mixed in, including surfactants, the orifice plate 5 that is always in contact with the ink will not adhere to the ink if the device is left after printing. As it progresses, the diameter of the orifice 6 is reduced below a predetermined value, and finally it becomes a clogged state.
By forming the above-mentioned fluorine-based compound layer 16, it is possible to prevent clogging of the orifice 6 because the ink hardly adheres.
【００５３】次に、オリフィスプレート５に表面処理し
たフッ素系化合物層の形成方法について説明する。先
ず、オリフィスプレート５を超音波洗浄器等を使用して
脱脂洗浄を行い、フッ素系化合物は、化５ないし化２６
で表されるパーフルオロポリオキシアルキル基を使用し
た。Next, a method for forming the surface-treated fluorine-containing compound layer on the orifice plate 5 will be described. First, the orifice plate 5 is degreased and cleaned using an ultrasonic cleaner or the like.
A perfluoropolyoxyalkyl group represented by
【００５４】化５ないし化２６で表されるフッ素系化合
物を、トリクロロトリフロロエタン（商品名：フロンソ
ルベントＳ−３）中に０.１〜５ｗｔ％ の濃度で溶解さ
せた溶液を作り、容器に入れてオリフィスプレート５を
１０〜３０分間浸した後、１００〜１５０℃の温度で１
０〜３０分間加熱して、表面に結合させた。Fluorine compounds represented by Chemical formulas 5 to 26 were dissolved in trichlorotrifluoroethane (trade name: Freon Solvent S-3) at a concentration of 0.1 to 5 wt% to prepare a solution. And then dip the orifice plate 5 for 10 to 30 minutes, and then 1 at a temperature of 100 to 150 ° C.
Heated for 0-30 minutes to bond to the surface.
【００５５】このようにして形成したフッ素系化合物層
１６は、酸化物系セラミックス材のオリフィスプレート
５表面の水酸基と、化学的に反応し密着性が強固であ
り、剥離することなく長期的にも安定性を確保できる。The fluorine-based compound layer 16 thus formed chemically reacts with the hydroxyl group on the surface of the orifice plate 5 made of an oxide-based ceramic material to have strong adhesion, and is not peeled off for a long time. Stability can be secured.
【００５６】また、これらの化５ないし化２６からなる
化合物層の厚さは、極めて薄くても十分な撥水，撥油効
果が得られ、実際的には１〜１０ｎｍ程度の薄膜で均一
に形成されるため、直径数１０μｍのオリフィス６細孔
部にも、当初の設定寸法を縮小させることなく、容易に
施すことができる。Further, even if the compound layer consisting of the chemical formulas 5 to 26 is extremely thin, a sufficient water and oil repellency effect can be obtained, and in reality, it is a uniform thin film of about 1 to 10 nm. Since it is formed, it can be easily applied to the orifice 6 fine hole portion having a diameter of several 10 μm without reducing the initially set dimension.
【００５７】一方、フッ素系化合物層１６を形成したオ
リフィスプレート５の、水との接触角は表１に示すよう
に、これらの化５ないし化２６のいずれも、ほぼ１１０
〜１２０度の範囲内にある。On the other hand, as shown in Table 1, the contact angle of water with the orifice plate 5 on which the fluorine-containing compound layer 16 is formed is approximately 110 in all of the chemical formulas 5 to 26.
Within the range of 120 degrees.
【００５８】[0058]
【表１】 [Table 1]
【００５９】しかし、実機に使用するインクとの接触角
は、いずれも６０度前後に半減するが、界面活性剤の入
った浸透性の高いインク中に一カ月間放置した後の接触
角も６０度前後と変わらなかった。また、実際の使用条
件を想定し、インク溶剤を注ぎながら、ＪＫワイパーに
より１０００回擦った後の接触角は６０度を維持してお
り、撥水，撥油性を損なわないことが判った。However, the contact angle with the ink used in the actual machine is halved to about 60 degrees, but the contact angle after leaving for 1 month in the highly penetrative ink containing the surfactant is also 60. It was the same as before and after. Further, assuming actual use conditions, the contact angle after being rubbed 1000 times with the JK wiper while pouring the ink solvent was maintained at 60 degrees, and it was found that water repellency and oil repellency were not impaired.
【００６０】さらに、フッ素系化合物層を形成したオリ
フィスプレート５を、実機試験機のノズル部に装着して
印字試験を実施したところ、印字乱れはなく、またオリ
フィスプレート５の内外表面にもインクの付着は殆ど見
られず、ノズル部の目詰り防止に非常に効果的であるこ
とを確認した。Further, when the printing test was carried out by mounting the orifice plate 5 on which the fluorine compound layer was formed in the nozzle portion of the actual machine tester, there was no print disturbance, and ink was also printed on the inner and outer surfaces of the orifice plate 5. Almost no adhesion was observed, and it was confirmed that it was very effective in preventing clogging of the nozzle part.
【００６１】通常、インク７を吐出するオリフィス６部
は、インクの粒子化を効果的に行うために、励振周波数
に対する適正なインクの吐出圧力Ｐと速度Ｖが設定され
る。帯電制御式のインクジェット記録装置では、機種が
数多くあり、それに対応したオリフィス寸法が選定さ
れ、Ｐ，Ｖ値の最適値が設計される。Normally, the orifice 6 portion for ejecting the ink 7 is set with an appropriate ink ejection pressure P and velocity V with respect to the excitation frequency in order to effectively atomize the ink. There are many types of charge control type ink jet recording apparatuses, the orifice size corresponding to them is selected, and the optimum P and V values are designed.
【００６２】オリフィス直径寸法は数十μｍの微細孔で
あり、インク７が付着し乾燥固化すると、初期設定値が
大きく変動して圧損が増大し、インク圧力，速度とも設
定範囲からはずれてしまうため、印字の制御が不可能に
なる。The orifice diameter is a fine hole of several tens of μm, and when the ink 7 adheres and is dried and solidified, the initial set value largely changes and the pressure loss increases, and both the ink pressure and the speed deviate from the set range. , Printing control becomes impossible.
【００６３】しかし、フッ素系化合物層をオリフィス６
に形成しても、その厚み寸法は、僅か１〜１０ｎｍ程度
であるため設定範囲を超えることはない。また、インク
が付着しにくいことと、フッ素のもつ低表面エネルギに
より優れた耐摩耗性が得られるため、流体摩擦による摩
耗も皆無であり、さらに、オリフィス径が変動しないの
でＰＶ値も安定化し、印字の制御が容易にできる。However, the fluorine-containing compound layer is used as the orifice 6
Even if formed, the thickness dimension thereof does not exceed the set range because it is only about 1 to 10 nm. In addition, since it is difficult for ink to adhere and the low surface energy of fluorine provides excellent wear resistance, there is no wear due to fluid friction, and the orifice diameter does not fluctuate, so the PV value is stable, Printing can be easily controlled.
【００６４】図３はオリフィスプレート５に形成したフ
ッ素化合物層の概念説明図である。フッ素系化合物層１
６は、オリフィスプレート５表面の水酸基と、フッ素化
合物のシラノール基１７とが化学的に反応して強固に結
合されるものである。また、最表面にはシラノール基１
７と反応結合したパーフルオロポリオキシアルキル基１
８が、高密度で多数配置された分子集合体層を構成す
る。このため、最表面側にフッ素が存在して撥水，撥油
の被膜が形成されるものである。特に、パーフルオロポ
リオキシアルキル基１８の分子量は２０００〜６０００
の範囲にあるのに対し、市販の処理剤は分子量７００以
下と小さく、本実施例の表面処理面は、市販の処理剤と
比較して、一桁高い分子量に調整されており、撥水，撥
油性に対しより効果的な分子集合体層に改善されてい
る。FIG. 3 is a conceptual explanatory view of the fluorine compound layer formed on the orifice plate 5. Fluorine compound layer 1
No. 6 is a compound in which the hydroxyl group on the surface of the orifice plate 5 and the silanol group 17 of the fluorine compound chemically react and are firmly bonded. In addition, 1 silanol group is on the outermost surface.
Perfluoropolyoxyalkyl group 1 reactively bonded to 7
8 constitutes a molecular assembly layer in which a large number are arranged at high density. Therefore, fluorine is present on the outermost surface side to form a water and oil repellent coating film. Particularly, the molecular weight of the perfluoropolyoxyalkyl group 18 is 2000 to 6000.
In contrast, the commercially available treating agent has a small molecular weight of 700 or less, and the surface-treated surface of this example has a molecular weight adjusted to an order of magnitude higher than that of the commercially available treating agent. The molecular assembly layer is more effective for oil repellency.
【００６５】尚、オリフィスプレート５を樹脂材で成形
した場合、上記方法によりフッ素化合物層を形成できる
が、樹脂表面に接着促進層としてＡｌ2Ｏ3膜を塗布し、
その上に上記方法によるフッ素化合物層を形成すること
によって、より効果的な密着強度を得ることが可能であ
る。When the orifice plate 5 is formed of a resin material, the fluorine compound layer can be formed by the above method. However, an Al 2 O 3 film is applied as an adhesion promoting layer on the resin surface,
It is possible to obtain more effective adhesion strength by forming a fluorine compound layer by the above method on it.
【００６６】また、本実施例ではアルミナもしくはジル
コニア等の酸化物系セラミックス材、もしくは樹脂等を
使用するため、材料コストが非常に安価であり、また成
形加工だけで機械加工が一切ないため量産性に優れ、コ
スト低減が図れる。Further, in the present embodiment, since the oxide-based ceramic material such as alumina or zirconia, or the resin is used, the material cost is very low, and the molding process alone does not involve any machining process. Excellent in cost reduction.
【００６７】図４は本発明の他の実施例を示す帯電制御
式のインクジェット記録装置の説明図である。本実施例
では、インクジェット記録装置を構成するノズル部１，
帯電電極１０，偏向電極１１，ガター部１３等それぞれ
の表面にフッ素系化合物層１６を形成して撥水，撥油処
理を施した循環経路となっている。但し、この場合で、
フッ素系化合物層１６を形成するオリフィスプレート５
部材を除いてはテフロンコーティングや真空蒸着法等の
別手段による撥水，撥油処理を施した構成にしても同様
の効果を得られる。FIG. 4 is an explanatory view of a charge control type ink jet recording apparatus showing another embodiment of the present invention. In this embodiment, the nozzle unit 1, which constitutes the ink jet recording apparatus,
A fluorine-based compound layer 16 is formed on the surface of each of the charging electrode 10, the deflection electrode 11, the gutter portion 13 and the like to provide a water / oil repellent circulation path. However, in this case,
Orifice plate 5 that forms the fluorine compound layer 16
The same effect can be obtained even if the structure is subjected to water and oil repellency treatment by another means such as Teflon coating or vacuum vapor deposition method except for the members.
【００６８】インクジェット記録装置に適用されるイン
ク７は、浸透性，吸着性あるいは速乾性が強いため、運
転時に洩れたり、組立て調整時に飛散すると部品に吸着
して汚し、また印字後に長期的に放置すると、付着した
インク７が乾燥固化してしまうため、各構成部品が機能
的に支障を来す等のトラブルを生じる。特に、印字に使
用されないインク７を回収するガター１３では、回収し
たインク７が内壁に付着し、あるいは循環流路に気泡を
混入して残ったインク７が、逆流して入り口部に滞留
し、そのまま乾燥固化するとガター１３部が目詰まりを
起し、インク７の回収ができず、インク洩れを生じ周囲
環境を汚染するなどのトラブルを発生する。これらを防
止するために、定期的に各部品を拭いたり、洗浄する等
の保守，管理が容易ではない。Since the ink 7 applied to the ink jet recording apparatus has strong penetrability, adsorptivity or quick drying property, if it leaks during operation or if it scatters during assembly and adjustment, it is adsorbed on parts and contaminated and left for a long time after printing. Then, the adhered ink 7 is dried and solidified, which causes troubles such as functionally impairing each component. In particular, in the gutter 13 that collects the ink 7 that is not used for printing, the collected ink 7 adheres to the inner wall, or the ink 7 left by mixing bubbles in the circulation channel flows backward and stays at the inlet. If it is dried and solidified as it is, 13 parts of the gutter will be clogged, the ink 7 cannot be collected, ink leakage will occur and the surrounding environment will be contaminated. In order to prevent these, it is not easy to perform maintenance and management such as periodically wiping or cleaning each component.
【００６９】しかし、これらの煩雑な作業も、装置構成
を複雑化させることなく、極めて簡単な装置及び作業で
フッ素系化合物層を形成して、撥水，撥油処理をするだ
けでメインテナンスフリー化が図れるものであり、その
上、量産性が容易で、低コスト化が図れる。However, even with these complicated operations, the maintenance-free operation can be achieved by forming the fluorine compound layer with an extremely simple apparatus and operation without water-repellent treatment without complicating the apparatus structure. In addition, mass productivity is easy, and cost can be reduced.
【００７０】以上、本発明をコンテイニュアス型のイン
クジェット記録装置に適用した場合について説明した
が、オンデマンド型あるいはその他のインクを噴出させ
て記録させる装置に用いても、同様の作用，効果を得る
ことができる。The case where the present invention is applied to a continuous type ink jet recording apparatus has been described above. However, the same operation and effect can be obtained even when used in an on-demand type or other apparatus for ejecting and recording ink. You can
【００７１】[0071]
【発明の効果】本発明によれば、単にインク７を吐出す
るオリフィスプレート５部材を、酸化物系のセラミック
スを適用して型により成形加工して、その表面にフッ素
系化合物層１６を形成することにより撥水，撥油効果が
得られるので、装置構成を複雑化させることなく、ノズ
ル部１の目詰まりを防止できる。According to the present invention, the orifice plate 5 member for simply ejecting the ink 7 is molded with a mold by applying oxide ceramics, and the fluorine compound layer 16 is formed on the surface thereof. As a result, water and oil repellency can be obtained, so that clogging of the nozzle portion 1 can be prevented without complicating the device configuration.
【００７２】また、本発明による表面処理は、化学反応
で強固に結合するので、耐久性に優れインクジェット記
録装置の信頼性の向上が図れる。Further, since the surface treatment according to the present invention firmly bonds by a chemical reaction, the durability is excellent and the reliability of the ink jet recording apparatus can be improved.
【００７３】さらに、本発明によれば、装置構成を複雑
化させることなく、極めて簡単な装置及び作業でフッ素
系化合物層を形成できるので、量産性が容易であり低コ
スト化が図れる。Further, according to the present invention, since the fluorine compound layer can be formed by an extremely simple apparatus and work without complicating the apparatus structure, mass productivity is easy and cost reduction can be achieved.
【図１】本発明の一実施例による帯電制御式のインクジ
ェット記録装置の説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram of a charge control type ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の撥水，撥油処理したオリフィスプレート
部の断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of the orifice plate portion of FIG.
【図３】オリフィスプレートに形成したフッ素化合物層
の説明図。FIG. 3 is an explanatory view of a fluorine compound layer formed on an orifice plate.
【図４】本発明の他の実施例による帯電制御式のインク
ジェット記録装置の説明図。FIG. 4 is an explanatory view of a charge control type ink jet recording apparatus according to another embodiment of the present invention.
１…ノズル、２，３…ノズルボデー、４…インク室、５
…オリフィスプレート、６…オリフィス、７…インク、
８…電歪素子、９…インク粒子、１０…帯電電極、１１
…偏向電極、１２…被印字物、１３…ガター。1 ... Nozzle, 2, 3 ... Nozzle body, 4 ... Ink chamber, 5
... Orifice plate, 6 ... Orifice, 7 ... Ink,
8 ... Electrostrictive element, 9 ... Ink particles, 10 ... Charging electrode, 11
Deflection electrodes, 12 ... Printed material, 13 ... Gutter.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 峯岸 孝壽 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部 内 (72)発明者 佐藤 富義 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部 内 (72)発明者 栗原 聡 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所電化機器事業部多賀本部 内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takatoshi Minegishi 1-1-1 Higashi Taga-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Incorporated company Hitachi, Ltd. Electrical Equipment Division Taga Headquarters (72) Inventor Fumiyoshi Sato Hitachi City, Ibaraki Prefecture East 1-1-1 Taga-cho, Electric Appliances Division, Hitachi Ltd., Ltd. (72) Inventor, Satoshi Kurihara 1-1-1, Higashi-Tagacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Taga Headquarters, Electrical Equipment Division, Hitachi, Ltd. Within
Claims (1)
を備え、インク粒子を噴出するノズルと、前記インク粒
子に文字電圧信号を与える帯電電極部と、前記文字電圧
信号を与えられた前記インク粒子が静電場を通過する際
に方向を偏向させる偏向電極部と、印字に使用しないイ
ンクを回収するガターとを備え、前記偏向されたインク
粒子により被印字物に記録を行う帯電制御式のインクジ
ェット記録装置において、前記オリフィスプレートを酸
化物系セラミックス材を適用し型成形し、オリフィス細
孔内周面を含む内外表面に、前記セラミックス材と密着
性が強固で、耐摩耗性に優れたフッ素系化合物層を均一
に形成したことを特徴とするインクジェット記録装置。1. A nozzle provided with pressurized ink and an orifice plate for ejecting ink particles, a charging electrode section for applying a character voltage signal to the ink particles, and the ink particles to which the character voltage signal is applied. Charging control type ink jet recording that includes a deflection electrode portion that deflects the direction when the toner passes through the electrostatic field, and a gutter that collects ink not used for printing, and that records on an object to be printed by the deflected ink particles. In the apparatus, the orifice plate is die-molded by applying an oxide ceramic material, and the inner and outer surfaces including the inner peripheral surface of the orifice pores have a strong adhesion to the ceramic material and a fluorine-based compound excellent in wear resistance. An ink jet recording apparatus having a uniform layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14133996A JPH09314846A (en) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | Ink jet recording device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14133996A JPH09314846A (en) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | Ink jet recording device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09314846A true JPH09314846A (en) | 1997-12-09 |
Family
ID=15289665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14133996A Pending JPH09314846A (en) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | Ink jet recording device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09314846A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009202582A (en) * | 2008-01-28 | 2009-09-10 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | Ink-jet recording device |
| JP2015136823A (en) * | 2014-01-21 | 2015-07-30 | キヤノン株式会社 | Liquid ejection head and method of manufacturing the same |
-
1996
- 1996-06-04 JP JP14133996A patent/JPH09314846A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009202582A (en) * | 2008-01-28 | 2009-09-10 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | Ink-jet recording device |
| EP2082883A3 (en) * | 2008-01-28 | 2009-10-21 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co. Ltd. | Inkjet recording apparatus |
| JP2015136823A (en) * | 2014-01-21 | 2015-07-30 | キヤノン株式会社 | Liquid ejection head and method of manufacturing the same |
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