JPH10217484A - Formation of ink repellent layer and ink jet head - Google Patents

Formation of ink repellent layer and ink jet head

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JPH10217484A
JPH10217484A JP2388297A JP2388297A JPH10217484A JP H10217484 A JPH10217484 A JP H10217484A JP 2388297 A JP2388297 A JP 2388297A JP 2388297 A JP2388297 A JP 2388297A JP H10217484 A JPH10217484 A JP H10217484A
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JP
Japan
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ink
repellent layer
layer
forming
nozzle
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Application number
JP2388297A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideo Yasutomi
英雄 保富
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10217484A publication Critical patent/JPH10217484A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming an ink repellent layer having high formation strength with respect to a member to be formed. SOLUTION: An ink repellent layer 320 is formed on the nozzle plate 303 of a printer head in an ink jet printer. The method for forming an ink repellent layer 320 having in intermediate layer and an uppermost ink repellent layer comprises a first step for forming the intermediate layer containing a material having high affinity to both the nozzle plate 303 and the ink repellent layer on the surface of the nozzle plate 303 through plasma polymerization, and a second step for forming the uppermost layer containing a material having low affinity to the nozzle plate on the intermediate layer through plasma polymerization.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、撥インク層をイン
クに接する部材の表面に形成する撥インク層形成方法お
よびこれを用いたインクジェットヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink-repellent layer forming method for forming an ink-repellent layer on a surface of a member which is in contact with ink, and an ink jet head using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、インクジェットプリンタのプ
リンタヘッドに圧電素子を用いたものがある。このよう
なプリンタヘッドでは、電圧の印加によって駆動される
圧電素子のひずみによって、圧電素子とノズルプレート
とによって形成される所定の空間(インクチャンネル)
内のインクが加圧される。加圧されたインクは、ノズル
プレートに設けられたノズルよりインクドロップとなっ
て記録シートに向かって飛翔し、記録シート上に画像を
形成することができる。
2. Description of the Related Art Heretofore, there has been an ink jet printer using a piezoelectric element as a print head. In such a printer head, a predetermined space (ink channel) formed by the piezoelectric element and the nozzle plate due to the distortion of the piezoelectric element driven by the application of a voltage.
The ink inside is pressurized. The pressurized ink forms ink drops from the nozzles provided on the nozzle plate and flies toward the recording sheet, thereby forming an image on the recording sheet.

【0003】このインクが飛翔してくるノズルプレート
のノズルの周縁部からは、インクドロップを飛翔させる
前後に、少量ではあるがインクが不必要に流出すること
がある。流出したインクは、ノズル周縁部にインク溜り
を形成し、インクドロップの大きさをばらつかせたり、
インクドロップの飛翔方向を変化させたりしてしまう。
A small amount of ink may unnecessarily flow out of the periphery of the nozzle of the nozzle plate from which the ink is flying before and after the ink drop is made to fly. The spilled ink forms an ink puddle on the periphery of the nozzle, causing the size of the ink drop to fluctuate,
It changes the flight direction of the ink drop.

【0004】ノズル周縁部にインク溜りを形成させない
ようにするために、特公平3−43065号公報に開示
された、ノズル周縁部に撥液層を形成する技術が知られ
ている。この特公平3−43065号公報に開示された
インクジェット記録ヘッドのノズル周縁部には、組成が
R・Si・X3(R;フルオロアルキル基、フルオロア
リール基、フルオロシクロアルキル基およびフルオロア
ルキルアリール基から選ばれる炭素数2〜12の基、
X;アルコキシ基およびアシロキシ基から選ばれる炭素
数1または2の加水分解性基、ハロゲン基またはアルキ
ル基)からなる撥液層が形成される。
[0004] In order to prevent the formation of ink pools at the peripheral portion of the nozzle, there is known a technique for forming a liquid-repellent layer at the peripheral portion of the nozzle as disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-43065. In the ink jet recording head disclosed in Japanese Patent Publication No. 3-43065, the composition of R.Si.X3 (R; a fluoroalkyl group, a fluoroaryl group, a fluorocycloalkyl group and a fluoroalkylaryl group A group having 2 to 12 carbon atoms selected,
X; a liquid-repellent layer comprising a hydrolyzable group having 1 or 2 carbon atoms selected from an alkoxy group and an acyloxy group, a halogen group or an alkyl group) is formed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな撥液層は、あらかじめ形成されたノズルプレートが
撥液剤中に浸漬され、この浸漬によりノズルプレート表
面に付着した撥液剤が熱硬化されることにより形成され
るため、撥液層の厚みによってノズル穴は細り、目詰ま
りを起こすことがあり、1つの記録ヘッドに設けられる
複数のノズル穴の大きさは不均一となる。このノズル穴
の大きさの不均一は、特に、小さな径のドットの印字に
大きく影響し、著しく画像品質を低下させる原因となっ
ている。
However, such a liquid-repellent layer is formed by immersing a nozzle plate formed in advance in a liquid-repellent agent, and the liquid-repellent agent attached to the nozzle plate surface is thermally cured by the immersion. Therefore, the nozzle holes may be narrowed and clogged depending on the thickness of the liquid-repellent layer, and the sizes of the plurality of nozzle holes provided in one recording head are not uniform. This non-uniform size of the nozzle holes greatly affects the printing of small-diameter dots, in particular, and causes a significant reduction in image quality.

【0006】このように液相を用いることによる撥液層
形成方法には問題があり、ノズル穴の細り、目詰まりを
起こさせない、気相を用いることによる撥液層形成方法
が考えられているが、撥液層の形成強度は十分であると
はいえない。
As described above, there is a problem in the method of forming a liquid-repellent layer by using a liquid phase, and a method of forming a liquid-repellent layer by using a gaseous phase, which does not cause narrowing and clogging of nozzle holes, has been considered. However, the formation strength of the liquid-repellent layer is not sufficient.

【0007】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、その目的は、被形成部材との形成
強度の高い撥インク層形成方法を提供することである。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a method for forming an ink-repellent layer having a high forming strength with a member to be formed.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、インクを撥する撥インク層をインクに接する部材の
表面に形成する撥インク層形成方法である。
The invention described in claim 1 is an ink-repellent layer forming method for forming an ink-repellent layer for repelling ink on a surface of a member in contact with the ink.

【0009】本撥インク層形成方法は、部材とも表面層
とも親和性が高い材料を含む中間層を部材の表面に形成
する第1の工程と、部材とは親和性の低い材料を含む撥
インク性の表面層を第1の工程によって形成された中間
層の表面に形成する第2の工程とを含んでいる。
The ink-repellent layer forming method includes a first step of forming an intermediate layer containing a material having a high affinity for both the member and the surface layer on the surface of the member, and an ink-repelling method containing a material having a low affinity for the member. A second step of forming a neutral surface layer on the surface of the intermediate layer formed by the first step.

【0010】請求項1に記載の発明によると、部材とは
親和性の低い材料を含む撥インク性の表面層は、部材と
も表面層とも親和性が高い材料を含む中間層を介して、
部材の表面に接着される。これにより、被形成部材との
形成強度の高い撥インク層形成方法を提供することがで
きる。
According to the first aspect of the present invention, the ink-repellent surface layer containing a material having low affinity with the member is provided via an intermediate layer containing a material having high affinity with both the member and the surface layer.
Glued to the surface of the member. Accordingly, it is possible to provide a method for forming an ink-repellent layer having high formation strength with a member to be formed.

【0011】請求項2に記載の発明は、インクを吐出す
るノズルの周辺に中間層を介して撥インク層を設け、中
間層をノズルおよび撥インク層に対して親和性を有する
材料で形成したことを特徴とするインクジェットヘッド
である。
According to the second aspect of the present invention, an ink-repellent layer is provided around an nozzle for discharging ink via an intermediate layer, and the intermediate layer is formed of a material having an affinity for the nozzle and the ink-repellent layer. An ink jet head characterized in that:

【0012】請求項2に記載の発明によると、ノズルの
周辺の撥インク層は中間層を介して設けられ、この中間
層はノズルおよび撥インク層に対して親和性を有する材
料で形成される。これにより、被形成部材との形成強度
の高い撥インク層を有するインクジェットヘッドを提供
することができる。
According to the second aspect of the present invention, the ink-repellent layer around the nozzle is provided with an intermediate layer interposed therebetween, and the intermediate layer is formed of a material having an affinity for the nozzle and the ink-repellent layer. . Accordingly, it is possible to provide an ink jet head having an ink-repellent layer having high formation strength with a member to be formed.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、まず、
本発明における実施の形態の1つである撥インク層形成
方法による撥インク層を有する、インクジェットプリン
タのプリンタヘッドについて説明し、次に、本発明に関
わる撥インク層形成方法について説明する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
A printer head of an ink-jet printer having an ink-repellent layer by an ink-repellent layer forming method according to one embodiment of the present invention will be described, and then, an ink-repellent layer forming method according to the present invention will be described.

【0014】図1は、インクジェットヘッド3に、本発
明に関わる撥インク層を有する、インクジェットプリン
タ1の概略構成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an ink jet printer 1 having an ink repellent layer according to the present invention in an ink jet head 3.

【0015】インクジェットプリンタ1は、用紙やOH
Pシートなどの記録媒体である記録シート2と、インク
ジェット方式のプリンタヘッドであるインクジェットヘ
ッド3と、インクジェットヘッド3を保持するキャリッ
ジ4と、キャリッジ4を記録シート2の記録面に平行に
往復移動させるための揺動軸5、6と、キャリッジ4を
揺動軸5、6に沿って往復駆動させる駆動モータ7と、
駆動モータ7の回転をキャリッジの往復運動に変えるた
めのタイミングベルト9、アイドルプーリ8とを含んで
いる。
[0015] The ink jet printer 1 uses paper or OH.
A recording sheet 2 that is a recording medium such as a P sheet, an inkjet head 3 that is an inkjet printer head, a carriage 4 that holds the inkjet head 3, and the carriage 4 is reciprocated in parallel with the recording surface of the recording sheet 2. Shafts 5 and 6 for driving, a drive motor 7 for reciprocatingly driving the carriage 4 along the swing shafts 5 and 6,
A timing belt 9 for changing the rotation of the drive motor 7 into a reciprocating motion of the carriage and an idle pulley 8 are included.

【0016】また、インクジェットプリンタ1は、記録
シート2を搬送経路にそって案内するガイド板を兼ねる
プラテン10と、プラテン10との間の記録シート2を
押さえ浮きを防止する紙押さえ板11と、記録シート2
を排出するための排出ローラ12、拍車ローラ13と、
インクジェットヘッド3のインク吐出不良を良好な状態
に回復させる回復系14と、記録シート2を手動で搬送
するための紙送りノブ15とを含んでいる。
The ink jet printer 1 has a platen 10 also serving as a guide plate for guiding the recording sheet 2 along the transport path, a paper pressing plate 11 for pressing the recording sheet 2 between the platen 10 and preventing floating. Recording sheet 2
Roller 12, spur roller 13 for discharging
It includes a recovery system 14 for recovering the ink ejection failure of the inkjet head 3 to a satisfactory state, and a paper feed knob 15 for manually conveying the recording sheet 2.

【0017】記録シート2は、手差しあるいはカットシ
ートフィーダ等の給紙装置によって、インクジェットヘ
ッド3とプラテン10とが対向する記録部へ送り込まれ
る。この際、図示しない紙送りローラの回転量が制御さ
れ、記録部への搬送が制御される。
The recording sheet 2 is fed to a recording section where the ink jet head 3 and the platen 10 face each other by a paper feeding device such as a manual feed or a cut sheet feeder. At this time, the rotation amount of a paper feed roller (not shown) is controlled, and the conveyance to the recording unit is controlled.

【0018】インクジェットヘッド3には、インクを飛
翔させるエネルギ源としての圧電素子であるPZTが用
いられている。PZTには電圧が印加され、ひずみが生
じる。このひずみは、インクで満たされたチャンネルの
容積を変化させる。この容積の変化により、チャンネル
に設けられたノズルからインクが吐出され、記録シート
2への記録が行なわれる。ここで、ノズルはノズルプレ
ートに設けられており、このノズルプレートへ撥インク
層を形成する方法は本発明によるものであるが、これら
については後に詳述する。
The ink jet head 3 uses PZT which is a piezoelectric element as an energy source for flying ink. A voltage is applied to PZT, causing distortion. This distortion changes the volume of the channel filled with ink. Due to this change in volume, ink is ejected from nozzles provided in the channel, and recording on the recording sheet 2 is performed. Here, the nozzle is provided on the nozzle plate, and the method of forming the ink-repellent layer on the nozzle plate is according to the present invention, which will be described in detail later.

【0019】キャリッジ4は、駆動モータ7、アイドル
プーリ8、タイミングベルト9により、記録シート2を
横切る方向である記録シート2の桁方向に主走査し、キ
ャリッジ4に取り付けられたインクジェットヘッド3は
1ライン分の画像を記録する。1ラインの記録が終わる
毎に、記録シート2は縦方向に送られ副走査され、次の
ラインが記録される。
The carriage 4 is driven by the drive motor 7, idle pulley 8, and timing belt 9 in the main scanning direction of the recording sheet 2, which is a direction crossing the recording sheet 2. Record the image for the line. Each time recording of one line is completed, the recording sheet 2 is fed in the vertical direction and sub-scanned, and the next line is recorded.

【0020】記録シート2にはこのように画像が記録さ
れ、記録部を通過した記録シート2は、その搬送方向下
流側に配置された排出ローラ12とこれに圧接される拍
車ローラ13とによって排出される。
The image is recorded on the recording sheet 2 in this manner, and the recording sheet 2 that has passed through the recording section is discharged by a discharge roller 12 disposed downstream of the conveyance direction and a spur roller 13 pressed against the discharge roller 12. Is done.

【0021】図2〜図4は、インクジェットヘッド3の
構成を説明するための図である。図2はインクジェット
ヘッド3の上面図であり、図3は図2のIII−III
線断面図であり、図4は図3のIV−IV線断面図であ
る。
FIGS. 2 to 4 are views for explaining the configuration of the ink jet head 3. FIG. FIG. 2 is a top view of the inkjet head 3, and FIG.
FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3.

【0022】インクジェットヘッド3は、大径ヘッド部
301と小径ヘッド部302とからなる。これら大径ヘ
ッド部301と小径ヘッド部302とは、ノズルプレー
ト303、隔壁304、振動板305、基板306とを
一体に重ねた構成となっている。複数のドット径のイン
クドロップのうち、大径ヘッド部301からは大きなド
ット径のインクドロップが吐出され、小径ヘッド部30
2からは小さなドット径のインクドロップが吐出され
る。
The ink jet head 3 has a large diameter head 301 and a small diameter head 302. The large-diameter head portion 301 and the small-diameter head portion 302 have a configuration in which a nozzle plate 303, a partition wall 304, a vibration plate 305, and a substrate 306 are integrally stacked. Among the ink drops having a plurality of dot diameters, an ink drop having a large dot diameter is ejected from the large diameter head section 301, and
2 ejects an ink drop having a small dot diameter.

【0023】ノズルプレート303は、金属またはセラ
ミックなどからなり、表面320には撥イオン層を有す
る。大径ヘッド部301と小径ヘッド部302とにはそ
れぞれインク307を収容する複数のインクチャンネル
308と、各インクチャンネル308をインク供給室3
10に連結するインクインレット311が形成されてい
る。
The nozzle plate 303 is made of metal, ceramic, or the like, and has a surface 320 having an ion-repellent layer. Each of the large-diameter head section 301 and the small-diameter head section 302 has a plurality of ink channels 308 for accommodating ink 307 and each of the ink channels 308 is connected to the ink supply chamber 3.
An ink inlet 311 connected to the ink inlet 10 is formed.

【0024】図3に示すように、大径ヘッド部301と
小径ヘッド部302とのインクチャンネル308は、大
径ヘッド部301と小径ヘッド部302とが対向する方
向に向かって伸びる長溝状にかつ平行に形成されてい
る。また、インク供給室310とインクチャンネル30
8とは中央線312をはさんで対称に形成されており、
図示しないインクタンクに接続されている。
As shown in FIG. 3, the ink channels 308 of the large-diameter head portion 301 and the small-diameter head portion 302 have a long groove shape extending in the direction in which the large-diameter head portion 301 and the small-diameter head portion 302 face each other. They are formed in parallel. In addition, the ink supply chamber 310 and the ink channel 30
8 is formed symmetrically with respect to the center line 312,
It is connected to an ink tank (not shown).

【0025】隔壁304には、薄肉フィルムが使用され
ており、ノズルプレート303と振動板305との間に
固定されている。なお、隔壁304は所定の張力が加わ
った状態で固定される。
A thin film is used for the partition wall 304, and is fixed between the nozzle plate 303 and the diaphragm 305. The partition 304 is fixed in a state where a predetermined tension is applied.

【0026】振動板305はPZT315を含んでい
る。振動板305の加工は、まず、基板306に絶縁接
着剤で固定され、その後、ダイサー加工によりセパレー
ト溝318、319が形成され分断されることにより行
なわれる。また、この分断によって、各インクチャンネ
ル308に対応するPZT315と、隣接するPZT3
15の間に位置するPZT柱部316と、これらを囲む
周囲壁317とが分離される。
The diaphragm 305 includes the PZT 315. The processing of the vibration plate 305 is performed by first fixing to the substrate 306 with an insulating adhesive, and then forming and separating the separate grooves 318 and 319 by dicer processing. In addition, by this division, the PZT 315 corresponding to each ink channel 308 and the adjacent PZT 3
15 and a peripheral wall 317 surrounding the PZT pillars 316 are separated from each other.

【0027】以上のような構成のインクジェットヘッド
3では、図示しないインクタンクからインク供給室31
0にインク307が供給される。インク供給室310の
インク307は、インクインレット311を介して各イ
ンクチャンネル308に分配される。
In the ink jet head 3 configured as described above, the ink supply chamber 31 is moved from an ink tank (not shown).
0 is supplied with ink 307. The ink 307 in the ink supply chamber 310 is distributed to each ink channel 308 via the ink inlet 311.

【0028】これらのようなインクジェットヘッド3の
動作は、インクジェットプリンタ1の制御部によってコ
ントロールされる。制御部からはPZT315の両端に
設けられた共通電極と個別電極との間に、印字信号であ
る所定の電圧が印加され、PZT315は隔壁304を
押す方向に変形する。PZT315の変形は隔壁304
に伝えられ、これによりインクチャンネル308内のイ
ンク307が加圧され、ノズル309を介してインクド
ロップが記録シート2に向かって飛翔する。
The operation of the ink jet head 3 is controlled by the control unit of the ink jet printer 1. A predetermined voltage, which is a print signal, is applied between the common electrode and the individual electrodes provided at both ends of the PZT 315 from the control unit, and the PZT 315 is deformed in a direction to push the partition 304. The deformation of the PZT 315 is the partition 304
, The ink 307 in the ink channel 308 is pressurized, and the ink drop flies toward the recording sheet 2 via the nozzle 309.

【0029】本実施の形態では、大径および小径のノズ
ルを持つインクジェットヘッドについて説明している
が、ノズルの径は同じ大きさであってもよい。径の大き
さが同じノズルを有しドット径を制御して階調印字を行
なう、インクジェットヘッドに本発明を適用する場合、
ドット径を正確に制御しドット径のばらつきを防止する
ことが特に重要であるため、以下に示す撥インク層形成
方法が効果的である。
In this embodiment, an ink jet head having a large diameter nozzle and a small diameter nozzle has been described, but the diameter of the nozzle may be the same. When applying the present invention to an ink-jet head, performing gradation printing by controlling the dot diameter having the same size nozzle as the nozzle diameter,
Since it is particularly important to accurately control the dot diameter and to prevent variations in the dot diameter, the following ink-repellent layer forming method is effective.

【0030】図5〜図7を用いて、ノズルプレートへの
撥インク層形成方法を説明する。図5は、本発明に関わ
る撥インク層形成方法を説明するためのノズルプレート
303の断面図である。図5(a)は撥インク層が形成
される前のノズルプレート303を示す図であり、図5
(b)は次に示す第1の工程により中間層が形成された
ノズルプレート303を示す図であり、図5(c)は第
2の工程により中間層に重ねて最表層が形成されたノズ
ルプレート303を示す図である。
The method of forming the ink-repellent layer on the nozzle plate will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a cross-sectional view of the nozzle plate 303 for explaining the ink-repellent layer forming method according to the present invention. FIG. 5A is a view showing the nozzle plate 303 before the ink repellent layer is formed.
FIG. 5B is a view showing the nozzle plate 303 on which the intermediate layer is formed by the first step described below, and FIG. 5C is a nozzle having the outermost layer formed on the intermediate layer by the second step. FIG. 4 is a view showing a plate 303.

【0031】上述のようにノズルプレート303には撥
インク層320が形成される。撥インク層320は中間
層と撥インク性を有する最表層とからなり、本撥インク
層形成方法は次の2つの工程を含んでいる。(1)ノズ
ルプレートとも最表層とも親和性が高い材料を含む中間
層を、公知のプラズマ重合(広義にはプラズマCVD)
によりノズルプレートの表面に形成する第1の工程。
(2)ノズルプレートとは親和性の低い材料を含む撥イ
ンク性の最表層を、公知のプラズマ重合により中間層の
表面に形成する工程。
As described above, the ink-repellent layer 320 is formed on the nozzle plate 303. The ink repellent layer 320 includes an intermediate layer and an outermost layer having ink repellency, and the method of forming the ink repellent layer includes the following two steps. (1) An intermediate layer containing a material having a high affinity for both the nozzle plate and the outermost layer is formed by known plasma polymerization (plasma CVD in a broad sense).
A first step of forming on the surface of the nozzle plate.
(2) A step of forming an ink-repellent outermost layer containing a material having low affinity with the nozzle plate on the surface of the intermediate layer by known plasma polymerization.

【0032】これらのプラズマ重合では、中間層を形成
する際にはSi:H、C:Hを、最表層を形成する際に
はF:H、C:Hを原料ガスとして用いる。
In these plasma polymerizations, Si: H and C: H are used as source gases when forming the intermediate layer, and F: H and C: H are used as source gases when forming the outermost layer.

【0033】図6は、ノズルプレート100上に形成さ
れた撥インク層による効果を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of the ink-repellent layer formed on the nozzle plate 100. FIG.

【0034】図示のようなノズル径と、最大フッ素含有
率(原子比率)と、中間層と最表層とからなる膜の膜厚
とを有し、図示のようにニッケルまたはポリイミドから
製造されるノズルプレートa、b、c、dに対して評価
項目に示す接着性、耐久性、撥インク性を評価する。こ
こで、接着性はJIS規格 K5400 6.15に準
ずるテープ剥離テストにより、耐久性は6万回のゴムブ
レード拭き後のインクドロップの直進性のテストによ
り、撥インク性はDIC社製MAT−1002BLイン
クを用いてインクの接触角の計測により評価する。ま
た、ここに、比較例として、中間層を持たないノズルプ
レートeの評価を示す。
A nozzle made of nickel or polyimide as shown, having a nozzle diameter as shown, a maximum fluorine content (atomic ratio), and a film thickness comprising an intermediate layer and an outermost layer. The adhesiveness, durability, and ink repellency shown in the evaluation items are evaluated for the plates a, b, c, and d. Here, the adhesiveness was measured by a tape peeling test according to JIS K5400 6.15, the durability was measured by a straightness test of an ink drop after wiping a rubber blade 60,000 times, and the ink repellency was measured by DIC MAT-1002BL. The evaluation is performed by measuring the contact angle of the ink using the ink. Here, as a comparative example, an evaluation of the nozzle plate e having no intermediate layer is shown.

【0035】ノズルプレートa、b、dでは、中間層に
a−SiC:Hが、また、最表層にa−CF:Hが、上
述のようにして形成される。ノズルプレートcでは他の
ノズルプレート同様に中間層にa−SiC:Hがまた最
表層にa−CF:Hが形成されるが、これらの各層を形
成する際に原料ガスの組成を変化させていく。
In the nozzle plates a, b, and d, a-SiC: H is formed in the intermediate layer and a-CF: H is formed in the outermost layer as described above. In the nozzle plate c, as in other nozzle plates, a-SiC: H is formed in the intermediate layer and a-CF: H is formed in the outermost layer. When forming each of these layers, the composition of the source gas is changed. Go.

【0036】図7は、このノズルプレートcに対して撥
インク層を形成する際の原料ガスの組成の変化を示す図
である。
FIG. 7 is a diagram showing a change in the composition of the source gas when an ink-repellent layer is formed on the nozzle plate c.

【0037】ノズルプレートの表面に成膜を開始すると
きにはSiの含有率は80atm%(原子比率)とし、
成膜に従ってこのSiを徐々に減少させ、中間層の表面
ではSiの含有率を30atm%とする。中間層に重ね
て最表層を形成するが、最表層の成膜を開始するときに
はFの含有率は0とし、成膜に従ってこのFの含有率を
徐々に増加させ、最表層の表面ではFの含有率を30a
tm%とする。
When starting film formation on the surface of the nozzle plate, the Si content is set to 80 atm% (atomic ratio).
This Si is gradually reduced as the film is formed, and the content of Si is set to 30 atm% on the surface of the intermediate layer. The outermost layer is formed on the intermediate layer. When the film formation of the outermost layer is started, the F content is set to 0, and the F content is gradually increased as the film is formed. 30% content
tm%.

【0038】再び図6を参照して評価結果を見てみる。
接着性については、ノズルプレートa、c、dはいずれ
も良好な結果を示しており、撥インク層は強固に接着さ
れているといえる。ノズルプレートbのエッジ部の一部
にはがれが見られたが、実用上支障をきたすようなもの
ではない。ノズルプレートeについては、ノズル周辺に
はがれが見られ、実用上支障を来たすレベルにまで達し
ている。
Referring again to FIG. 6, the evaluation results will be examined.
As for the adhesiveness, all of the nozzle plates a, c, and d show good results, and it can be said that the ink-repellent layer is firmly adhered. Peeling was observed at a part of the edge portion of the nozzle plate b, but this was not a problem in practical use. With respect to the nozzle plate e, peeling was observed around the nozzles, and reached a level that hindered practical use.

【0039】耐久性については、ノズルプレートa、
c、dはいずれも良好な結果を示している。ノズルプレ
ートb、eについては良好な結果とはいえないが、実用
上問題のあるレベルにまでは達していない。インクドロ
ップの直進性は、ノズルから記録シート(エプソン社製
スーパーファイン紙)へのインクドロップの飛翔位置の
ずれをゴムブレード拭き後に計測することによって評価
する。ノズルプレートa、b、c、d、eについて、そ
れぞれ、±10μm以内、±20μm以内、±5μm以
内、±10μm以内、±20μm以内のインクドロップ
の飛翔位置のずれであった。
Regarding the durability, the nozzle plate a,
Both c and d show good results. No good results can be said for the nozzle plates b and e, but they have not yet reached a practically problematic level. The straightness of the ink drop is evaluated by measuring the displacement of the flying position of the ink drop from the nozzle to the recording sheet (Super Fine Paper manufactured by Epson Corporation) after wiping the rubber blade. For the nozzle plates a, b, c, d, and e, the flying positions of the ink drops were within ± 10 μm, within ± 20 μm, within ± 5 μm, within ± 10 μm, and within ± 20 μm, respectively.

【0040】撥インク性については、ノズルプレート
c、b・e、a、dの順で接触角が小さくなっていき、
この順で減少していく結果を得た。
Regarding the ink repellency, the contact angle becomes smaller in the order of nozzle plates c, be, e, a, and d.
The result was decreasing in this order.

【0041】これらの結果を参照して、特に、撥インク
層を有し、図のような条件を持つノズルプレートa、
c、dはいずれも高い接着性、耐久性、撥インク性を有
しており、ノズルプレートbの接着性、耐久性、撥イン
ク性は実用上問題のないレベルに達していることがわか
る。また、これらの結果を参照して、比較例としてあげ
たノズルプレートeについては、特に接着性が実用上支
障を来すほど低いレベルであることが確認される。
With reference to these results, in particular, a nozzle plate a having an ink-repellent layer and having the conditions shown in FIG.
Each of c and d has high adhesiveness, durability, and ink repellency, and it can be seen that the adhesiveness, durability, and ink repellency of the nozzle plate b have reached practically acceptable levels. Also, with reference to these results, it is confirmed that the nozzle plate e given as a comparative example has a particularly low level of adhesiveness that causes practical problems.

【0042】以上のように撥インク層である最表層を形
成する前に部材とも最表層とも親和性の高い中間層を形
成することにより、被形成部材との形成強度の高い撥イ
ンク層形成方法およびこれを用いたインクジェットヘッ
ドが提供される。
As described above, by forming an intermediate layer having a high affinity for both the member and the outermost layer before forming the outermost layer which is the ink-repellent layer, a method for forming an ink-repellent layer having a high formation strength with the member to be formed is provided. And an ink jet head using the same.

【0043】上記の説明では、プラズマ重合の際、層を
形成したときにノズルプレートとも最表層とも親和性が
高くなるようSiを含む気体を原料ガスに用いたが、Z
n、As、St、また、4A族の金属を含む気体を用い
ることも可能である。
In the above description, during plasma polymerization, a gas containing Si was used as a source gas so that the affinity with both the nozzle plate and the outermost layer was increased when the layer was formed.
It is also possible to use a gas containing n, As, St, or a metal of Group 4A.

【0044】また、上記の説明では、プラズマ重合の
際、層を形成したときに撥インク性が高くなるようFを
含む気体を原料ガスに用いたが、他のハロゲンを含む気
体を用いることも可能である。
In the above description, a gas containing F is used as a source gas during plasma polymerization so that the ink repellency is increased when a layer is formed. However, a gas containing another halogen may be used. It is possible.

【0045】なお、本実施の形態では、プラズマ重合の
際に、中間層と最表層とを明確に分離したが、これらを
分離せずに、成膜の開始時において中間層形成用に各ガ
ス類の組成・比率に設定し、成膜するに連れ、ガス流量
・種類を変化させながら徐々にグレーティング層として
変化させ、最表面を撥水化することも可能である。
In the present embodiment, the intermediate layer and the outermost layer were clearly separated during the plasma polymerization, but these were not separated, and each gas for forming the intermediate layer was formed at the start of film formation. It is also possible to set the composition and the ratio of the same and gradually change it as a grating layer while changing the gas flow rate and the kind as the film is formed, thereby making the outermost surface water-repellent.

【0046】このように明確に最表層と中間層との2層
を分離しないことにより、より形成強度の高い撥インク
層を形成することができる。
By not clearly separating the outermost layer and the intermediate layer from each other, an ink-repellent layer having higher formation strength can be formed.

【0047】また、なお、本発明の実施の形態において
は、インクジェットプリンタのプリンタヘッドのノズル
プレートについて説明したが、当然ながら本発明をイン
ク転写プロセスに用いられる、版シリンダ、ブランケッ
トシリンダ等に適用することも可能である。
Further, in the embodiment of the present invention, the nozzle plate of the printer head of the ink jet printer has been described, but the present invention is naturally applied to a plate cylinder, a blanket cylinder, and the like used in an ink transfer process. It is also possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】インクジェットヘッド3に、本発明に関わる撥
インク層を有する、インクジェットプリンタ1の概略構
成を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an ink jet printer 1 having an ink repellent layer according to the present invention in an ink jet head 3. FIG.

【図2】インクジェットヘッド3の構成を説明するため
の上面図である。
FIG. 2 is a top view for explaining the configuration of the inkjet head 3. FIG.

【図3】図2のIII−III線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 2;

【図4】図3のIV−IV線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. 3;

【図5】本発明に関わる撥インク層形成方法を説明する
ためのノズルプレート303の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a nozzle plate 303 for explaining an ink-repellent layer forming method according to the present invention.

【図6】ノズルプレート100上に形成された撥インク
層による効果を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of the ink-repellent layer formed on the nozzle plate 100.

【図7】図5に示すノズルプレートcに対して撥インク
層を形成する際の原料ガスの組成の変化を示す図であ
る。
7 is a diagram showing a change in composition of a source gas when an ink-repellent layer is formed on a nozzle plate c shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

303 ノズルプレート 309 ノズル 320 撥インク層 303 nozzle plate 309 nozzle 320 ink-repellent layer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インクを撥する撥インク層をインクに接
する部材の表面に形成する撥インク層形成方法であっ
て、 前記部材とも表面層とも親和性が高い材料を含む中間層
を前記部材の表面に形成する第1の工程と、 前記部材とは親和性の低い材料を含む撥インク性の前記
表面層を前記第1の工程によって形成された中間層に重
ねて形成する第2の工程とを含む、撥インク層形成方
法。
1. A method for forming an ink-repellent layer, wherein an ink-repellent layer for repelling ink is formed on a surface of a member in contact with ink, wherein an intermediate layer containing a material having high affinity with both the member and the surface layer is formed on the member. A first step of forming on the surface; and a second step of forming the ink-repellent surface layer containing a material having low affinity with the member on the intermediate layer formed in the first step. And a method for forming an ink-repellent layer.
【請求項2】 インクを吐出するノズルの周辺に中間層
を介して撥インク層を設け、前記中間層を前記ノズルお
よび前記撥インク層に対して親和性を有する材料で形成
したことを特徴とする、インクジェットヘッド。
2. An ink-repellent layer is provided around an nozzle for discharging ink via an intermediate layer, and the intermediate layer is formed of a material having an affinity for the nozzle and the ink-repellent layer. Inkjet head.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020144850A1 (en) * 2019-01-11 2020-07-16 コニカミノルタ株式会社 Inkjet head, method of manufacturing inkjet head, and inkjet recording method

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