JPH11235826A - Ink jet recording head - Google Patents

Ink jet recording head

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Publication number
JPH11235826A
JPH11235826A JP4083498A JP4083498A JPH11235826A JP H11235826 A JPH11235826 A JP H11235826A JP 4083498 A JP4083498 A JP 4083498A JP 4083498 A JP4083498 A JP 4083498A JP H11235826 A JPH11235826 A JP H11235826A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
polymer
recording head
repellent film
jet recording
Prior art date
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Pending
Application number
JP4083498A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Manabu Sawada
学 澤田
Koji Yoshizawa
孝二 吉澤
Aki Takigawa
亜樹 瀧川
Katsuyuki Osawa
克之 大澤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
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Publication of JPH11235826A publication Critical patent/JPH11235826A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet recording head having a low cost ink-repellent film which is superior in abrasion resistance and has a sufficient ink repellence stable for a long time. SOLUTION: A block polymer consisting of a pair of polymer including fluoroalkyl radical and polymer including non-cyclic hydrocarbon and a polymeric material are mixed to be dissolved in a solution or the block polymer is dispersed into the polymeric material, then it is coated on a nozzle face to be dried and subjected to a heating treatment so that an ink-repellent film is formed. When a content rate of the block polymer is in a range of 0.5-7 weight %, it is possible to obtain the ink-repellent film having a superior ink repellence of which contact angle to ink with a low surface tension is not less than 85 deg. and a superior abrasion resistance wherein the number of times of wiping for starting peeling is not less than 10,000.

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】この発明は、インクジェット
記録装置に用いられるインクジェット記録ヘッドのノズ
ル面に形成される撥インク性皮膜に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink repellent film formed on a nozzle surface of an ink jet recording head used in an ink jet recording apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2はインクジェット記録ヘッド(以下
記録ヘッドと略称する)の一例の構成を示す断面図であ
り、図3はその部分拡大図である。記録ヘッドは、イン
ク管路3を形成するための溝が形成された流路基板1
と、その溝側の面に接合されてインク管路3を形成させ
る振動板2とで構成されている。このような記録ヘッド
のインク管路3にインク供給源9から供給されたインク
が、インク加圧室32で急激に加圧されてインクノズル34
のノズル開口部35からインク滴となって吐出され、記録
媒体上に付着し記録する。図2の場合では、圧電素子4
によってインクが加圧される。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a sectional view showing an example of the structure of an ink jet recording head (hereinafter simply referred to as a recording head), and FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. The recording head is a flow path substrate 1 in which a groove for forming the ink conduit 3 is formed.
And a vibrating plate 2 joined to the groove-side surface to form an ink conduit 3. The ink supplied from the ink supply source 9 to the ink conduit 3 of such a recording head is rapidly pressurized in the ink pressurizing chamber 32, and
The ink is ejected from the nozzle opening 35 as an ink droplet, adheres to the recording medium, and performs recording. In the case of FIG.
Pressurizes the ink.

【0003】インクが吐出されるインクノズル34のノズ
ル開口部35には、振動板2としてのガラス板や金属板、
流路基板1としてのシリコン基板や金属基板や樹脂基板
などが使用されている。これらの材料の表面にはインク
が付着し拡散し易く、ノズル開口部35の近傍にインクが
付着すると吐出するインクの直進性が悪くなり、インク
滴の飛行に偏向を生じ、印字が乱れるなどして、画像品
質が著しく低下し、場合によっては、インク不吐出ノズ
ルを発生させたりする。このため、そのままでは実用に
供することができない。
[0003] A glass plate or a metal plate as the diaphragm 2 is provided in a nozzle opening 35 of an ink nozzle 34 from which ink is discharged.
A silicon substrate, a metal substrate, a resin substrate, or the like is used as the flow path substrate 1. Ink adheres and spreads easily on the surface of these materials, and if ink adheres to the vicinity of the nozzle opening 35, the straightness of the ejected ink deteriorates, which causes deflection of the ink droplet flight and disturbs printing. As a result, the image quality is remarkably reduced, and in some cases, an ink non-discharge nozzle is generated. Therefore, it cannot be put to practical use as it is.

【0004】更に、記録ヘッドを使用する場合には、必
ずノズル面5の表面の汚れやインクを払拭するために、
定期的な保守指令あるいは印字状態の監視データによる
印字不良除去指令によって、ノズル面5はインクジェッ
ト記録装置に備えられているワイパーによってその表面
を擦られる。したがって、撥インク性皮膜6はこのワイ
パによる機械的な摩擦に耐えることも要求される。この
耐擦性能としては、1万(10K) 〜4万(40K) 回のワイピ
ングに耐えることを要求される。この回数はインクの付
着状況によって変わり、付着し難い表面の場合には少な
く、付着し易い表面の場合には多くなる。
Further, when a recording head is used, it is necessary to wipe off dirt and ink on the surface of the nozzle surface 5 without fail.
The nozzle surface 5 is rubbed by a wiper provided in the ink jet recording apparatus in response to a periodic maintenance command or a print defect removal command based on print state monitoring data. Therefore, the ink repellent film 6 is also required to withstand the mechanical friction caused by the wiper. This rubbing resistance is required to withstand 10,000 (10K) to 40,000 (40K) wiping operations. The number of times varies depending on the adhesion state of the ink, and is small in the case of a surface that is not easily attached, and is large in the case of a surface that is easily attached.

【0005】そこで、インクがノズル開口部35に付着
し、ノズル面5上を拡散するのを防止するために、ノズ
ル開口部35の周辺あるいはノズル面5全体に撥インク処
理としての撥インク性皮膜6が形成されている。図2及
び図3の場合には、ノズル面5に直接に撥インク性皮膜
6が形成されているが、別途準備したノズル板に撥イン
ク性皮膜を形成し、そのノズル板をノズル面5に接合し
ている記録ヘッドもある。
In order to prevent the ink from adhering to the nozzle opening 35 and diffusing on the nozzle surface 5, an ink-repellent film as an ink-repellent treatment is provided around the nozzle opening 35 or on the entire nozzle surface 5. 6 are formed. 2 and 3, the ink-repellent film 6 is formed directly on the nozzle surface 5, but the ink-repellent film is formed on a separately prepared nozzle plate, and the nozzle plate is attached to the nozzle surface 5. Some recording heads are joined.

【0006】このような撥インク処理としては各種の方
法が提案されている。一般的に、撥インク性をもつ材
料、例えば弗化物重合体を直接にノズル面5上に塗布し
ても、その密着強度は非常に弱いので、撥インク性材料
が直接にノズル面5あるいはノズル板(以下ではノズル
面5で代表させる)上に形成されることはない。ノズル
面5に密着性のよい材料に、弗化物重合体のような撥イ
ンク性材料を分散させて密着性を確保する方法として
は、特開昭57-157765 号公報に開示されている粉体静電
塗装による方法や、特開昭60-183161 号公報に開示され
ている弗化物重合体とニッケルとの共析メッキによる方
法、特開昭60-255441 号公報に開示されている弗素樹脂
や弗素樹脂粒子を分散させた樹脂による方法などがあ
る。これらの方法では、撥インク性を良くするためにそ
の成分を増加すると耐擦性が低下して不十分となり、両
特性を両立させることが困難である。また、共析メッキ
の場合には、弗化物重合体をニッケル中に分散させてい
るため、インク中の成分、特にアルカリ性成分によって
ニッケルが腐食されることも問題である。
Various methods have been proposed for such ink repellent treatment. In general, even if a material having ink repellency, for example, a fluoride polymer, is directly applied to the nozzle surface 5, the adhesion strength is very weak, so that the ink repellent material is directly applied to the nozzle surface 5 or the nozzle surface. It is not formed on a plate (hereinafter, represented by the nozzle surface 5). A method for dispersing an ink-repellent material such as a fluoride polymer in a material having good adhesion to the nozzle surface 5 to secure the adhesion is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-157765. A method using electrostatic coating, a method using eutectoid plating of a fluoride polymer and nickel disclosed in JP-A-60-183161, a method using a fluorine resin disclosed in JP-A-60-255441, There is a method using a resin in which fluorine resin particles are dispersed. In these methods, when the component is increased in order to improve the ink repellency, the rub resistance is lowered and becomes insufficient, and it is difficult to achieve both properties. Further, in the case of eutectoid plating, since a fluoride polymer is dispersed in nickel, there is a problem that nickel is corroded by components in the ink, particularly, alkaline components.

【0007】撥インク性皮膜6とノズル面5との密着性
を確保するための別の手段としては以下のような手段が
ある。特開平4-158046号公報に開示されているもので
は、シリコーン樹脂中に弗素系界面活性剤を所定比率混
合して塗布し熱処理することによって、弗素系界面活性
剤を速やかに樹脂表面に移行させ、樹脂親和性部分が樹
脂側に相溶し、撥インク性部分が空気側に配向すること
によって、撥インク性と耐擦性とを両立させようとして
いる。また、特開平4-279358号公報に開示されているも
のでは、ノズル板に酸化膜を形成しその酸化膜上へSiを
含むカップリング剤を有するアンカーコート層を設け、
更にその上に主鎖に含弗素ヘテロ環状構造を含有する重
合体の薄層膜を形成しており、特開平6-328688号公報に
開示されているものでは、ノズル板表面上にジルコニア
薄層膜を形成し、その上に含弗素シリコンカップリング
剤からなる層を設けている。
As another means for ensuring the adhesion between the ink-repellent film 6 and the nozzle surface 5, there are the following means. In the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-158046, a fluorine-based surfactant is mixed with a silicone resin in a predetermined ratio, applied and heat-treated to quickly transfer the fluorine-based surfactant to the resin surface. The resin-affinity portion is compatible with the resin side, and the ink-repellent portion is oriented toward the air, so that both ink repellency and abrasion resistance are to be achieved. Further, disclosed in JP-A-4-279358, an oxide film is formed on a nozzle plate, and an anchor coat layer having a coupling agent containing Si is provided on the oxide film,
Further, a thin film of a polymer containing a fluorine-containing heterocyclic structure in the main chain is formed thereon. According to the method disclosed in JP-A-6-328688, a thin zirconia layer is formed on the surface of the nozzle plate. A film is formed, and a layer made of a fluorine-containing silicon coupling agent is provided thereon.

【0008】一方、近年、インクジェット記録方式にお
いては、画像品質への高解像度化や高コントラスト化、
カラー化、高速化等の要求が強く、インク受容媒体への
高浸透性を有するインクへの改良、インクの長期溶解・
分散安定性の改良が実施されている。これらの改良方策
としては、主としてアルコール類、エーテル類、界面活
性剤等がインク組成物中に添加される。しかし、これら
の添加物は概してその表面張力が低く、インクの表面張
力を低下させる。インクの表面張力が低下すると、ノズ
ル面5におけるインクの接触角が低下し、前述したよう
な、ノズル面5へのインク付着及び拡散がより発生し易
くなる。
On the other hand, in recent years, in the ink jet recording system, high resolution and high contrast for image quality have been required.
There are strong demands for colorization and high speed, etc., and improvements to inks that have high permeability to ink receiving media,
Improvements in dispersion stability have been implemented. As these improvement measures, alcohols, ethers, surfactants and the like are mainly added to the ink composition. However, these additives generally have low surface tension and reduce the surface tension of the ink. When the surface tension of the ink decreases, the contact angle of the ink on the nozzle surface 5 decreases, and the adhesion and diffusion of the ink to the nozzle surface 5 as described above more easily occur.

【0009】このような状況においては、上記のような
従来技術による撥インク性皮膜6を検討し直してみる
と、特開平4-158046号公報に開示されているものでは、
インクの接触角が最大で78度であり、撥インク性が十分
とは言えず、また、特開平4-279358号公報及び特開平6-
328688号公報に開示されているものでは、製造工程が多
く、しかも耐擦性が十分には確保し難い。このように、
従来技術による撥インク性皮膜では、十分な撥インク性
と耐擦性とを得ることができない。
In such a situation, when the ink repellent film 6 according to the prior art as described above is examined again, it is found that the one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-158046 is as follows.
The contact angle of the ink is 78 degrees at the maximum, and the ink repellency is not sufficient, and JP-A-4-279358 and JP-A-6-279358
In the method disclosed in Japanese Patent No. 328688, the number of manufacturing steps is large, and it is difficult to ensure sufficient abrasion resistance. in this way,
The conventional ink repellent film cannot provide sufficient ink repellency and abrasion resistance.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、上
記のような従来技術の問題点を解消して、コストが安
く、耐擦性能に優れ、長期にわたって安定かつ十分な撥
インク性能をもつ撥インク性皮膜を備えた記録ヘッドを
提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a low-cost, excellent abrasion resistance, stable and sufficient ink repellency for a long period of time. An object of the present invention is to provide a recording head having an ink-repellent film.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明においては、イ
ンク加圧室やインクノズル等からなるインク管路を有
し、インクノズルの開口部であるノズル面に撥インク性
皮膜を備えているインクジェット記録ヘッドにおいて、
撥インク性皮膜が、1対の弗化アルキル基含有重合体及
び非環式炭化水素重合体からなるブロック重合体と高分
子材料とを溶媒に混合溶解させて形成した皮膜、または
前記ブロック重合体を高分子材料に分散させて形成した
皮膜である(請求項1の発明)。
According to the present invention, there is provided an ink jet printer having an ink conduit having an ink pressurizing chamber, an ink nozzle and the like, and having an ink repellent film on a nozzle surface which is an opening of the ink nozzle. In the recording head,
An ink-repellent film formed by mixing and dissolving a polymer and a block polymer comprising a pair of a fluoroalkyl group-containing polymer and an acyclic hydrocarbon polymer in a solvent, or the block polymer Is a film formed by dispersing in a polymer material (the invention of claim 1).

【0012】1対の弗化アルキル基含有重合体及び非環
式炭化水素重合体からなるブロック重合体と高分子材料
とで撥インク性皮膜を形成しているので、ノズル面と十
分な接合強度を確保できる高分子材料中に、ブロック重
合体の非環式炭化水素重合体がアンカーとして強固に保
持され、表面に出ている弗化アルキル基含有重合体が十
分な撥インク性を発揮する。
Since the ink-repellent film is formed of a pair of a block polymer composed of a pair of a fluoroalkyl group-containing polymer and an acyclic hydrocarbon polymer and a polymer material, sufficient bonding strength with the nozzle surface is obtained. The acyclic hydrocarbon polymer of the block polymer is firmly held as an anchor in the polymer material capable of ensuring the above, and the polymer having an alkyl fluoride group exposed on the surface exhibits sufficient ink repellency.

【0013】請求項1の発明において、非環式炭化水素
重合体がアクリル系重合体であり、高分子材料が紫外線
硬化性樹脂または熱硬化性樹脂である(請求項2の発
明)。アクリル系重合体と紫外線硬化性樹脂または熱硬
化性樹脂とは非常に接着性がよく、しかも高分子材料の
硬化時にアクリル重合体がより強固に高分子材料に保持
され、アンカー効果がより強く発揮される。
In the first aspect of the present invention, the acyclic hydrocarbon polymer is an acrylic polymer, and the polymer material is an ultraviolet-curable resin or a thermosetting resin (the second aspect of the invention). Acrylic polymer and UV curable resin or thermosetting resin have very good adhesion, and when polymer material is cured, acrylic polymer is more firmly held by polymer material, and anchor effect is exhibited more strongly Is done.

【0014】請求項1の発明において、ブロック重合体
が高分子材料中に0.5 〜7重量%含有されている(請求
項3の発明)。ブロック重合体の割合が0.5 〜7重量%
の範囲は、検討結果によれば、十分な接触角と十分な耐
擦性能が得られる範囲に相当する。
In the first aspect of the invention, the block polymer is contained in the polymer material in an amount of 0.5 to 7% by weight (the third aspect of the invention). 0.5 to 7% by weight of block polymer
According to the examination results, the range corresponds to a range in which a sufficient contact angle and a sufficient abrasion resistance can be obtained.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】この発明による記録ヘッドの実施
の形態について実施例を用いて説明する。なお、記録ヘ
ッドの構成は従来技術と同じであるから、図2及び図3
の構成によって説明する。流路基板1にはシリコンウェ
ハを使用し、振動板2にはガラス板を使用して図2に示
した構造の記録ヘッドを作成した。この記録ヘッドのノ
ズル開口部35の直径は数十μm である。以下の方法によ
って、この記録ヘッドのノズル面5に撥インク性皮膜6
を形成した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a recording head according to the present invention will be described with reference to examples. Since the configuration of the recording head is the same as that of the prior art, FIGS.
The configuration will be described. Using a silicon wafer for the flow path substrate 1 and a glass plate for the vibration plate 2, a recording head having the structure shown in FIG. The diameter of the nozzle opening 35 of this recording head is several tens μm. The ink repellent film 6 is formed on the nozzle surface 5 of the recording head by the following method.
Was formed.

【0016】ノズル面5への接着強度を確保するための
高分子材料としてシリコン及びガラスに優れた接着性を
もつカルドエポキシ樹脂を選び、この樹脂をジエチレン
グリコールジメチルエーテルに10重量%溶解して樹脂溶
液とし、1対の弗化アルキル基含有重合体及び非環式炭
化水素重合体からなるブロック重合体である弗素樹脂セ
グメントとアクリル樹脂セグメントとからなるブロック
重合体を、メチルエチルケトンとメチルイソブチルケト
ンの1/1の混合液に30重量%分散させて分散液とし、
樹脂溶液と分散液とを混合して十分に攪拌し、カルドエ
ポキシ樹脂の固形分に対するブロック重合体の固形分の
割合が0〜8重量%の範囲内でその割合を変化させた分
散液を調整した。
A cardo epoxy resin having excellent adhesion to silicon and glass is selected as a polymer material for securing the adhesive strength to the nozzle surface 5, and this resin is dissolved in diethylene glycol dimethyl ether at 10% by weight to form a resin solution. A block polymer comprising a fluororesin segment and an acrylic resin segment, which is a block polymer comprising a pair of a fluoroalkyl group-containing polymer and an acyclic hydrocarbon polymer, is prepared by mixing 1/1 of methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone. Disperse 30% by weight in a mixture of
The resin solution and the dispersion are mixed and sufficiently stirred to prepare a dispersion in which the ratio of the solid content of the block polymer to the solid content of the cardo epoxy resin is changed within a range of 0 to 8% by weight. did.

【0017】約20mm厚の発泡ポリウレタンフォームシー
トを用いて、フォームシートの表面と分散液面が同じに
なるようにこの分散液をフォームシートに充填し、記録
ヘッドのインクノズル34から空気を吹き出しながら、ノ
ズル面5にこのフォームシートを軽く接触させて分散液
をノズル面5に塗布し(キッスコーティング法)、その
まま3.5 分間溶媒を乾燥させた後、空気の吹き出しを止
めて150 ℃で15分間プリベークした後、200 ℃で1時間
加熱して、樹脂を硬化させ、約0.5 μm 厚の撥インク性
皮膜6を形成した。
Using a foamed polyurethane foam sheet having a thickness of about 20 mm, this dispersion is filled in the foam sheet so that the surface of the foam sheet and the dispersion liquid surface are the same, and air is blown out from the ink nozzles 34 of the recording head. Then, the foam sheet was gently brought into contact with the nozzle surface 5 to apply the dispersion liquid to the nozzle surface 5 (kiss coating method), and the solvent was dried for 3.5 minutes. Thereafter, the resin was heated at 200 ° C. for 1 hour to cure the resin, thereby forming an ink-repellent film 6 having a thickness of about 0.5 μm.

【0018】上記のカルドエポキシ樹脂のカルドとは錨
のことであり、樹脂の鎖の端部が鉤状に湾曲している樹
脂のことをカルドエポキシ樹脂という。ブロック重合体
のアクリル樹脂セグメントをできるだけ強力に保持する
ためにこの樹脂を採用している。勿論、この発明におい
ては普通のエポキシ樹脂に代えることもできる。また、
1対の弗化アルキル基含有重合体及び非環式炭化水素重
合体からなるブロック重合体とは、弗化アルキル基を
A、非環式炭化水素をBとした場合に、 〔AA・・・A〕−〔B・・・BB〕 と示される構造のブロック重合体であり、実施例に用い
たものでは、〔AA・・・A〕が弗素樹脂セグメントで
あり、〔B・・・BB〕がアクリル樹脂セグメントであ
る。
The cardo of the cardo epoxy resin is an anchor, and a resin in which the ends of the resin chain are curved in a hook shape is called a cardo epoxy resin. This resin is employed to hold the acrylic resin segment of the block polymer as strongly as possible. Of course, in the present invention, ordinary epoxy resin can be used. Also,
A block polymer comprising a pair of a fluorinated alkyl group-containing polymer and an acyclic hydrocarbon polymer is defined as AA when the fluorinated alkyl group is A and B is the acyclic hydrocarbon. A]-[B ... BB] is a block polymer having a structure represented by the following formula. In the examples used, [AA ... A] is a fluororesin segment, and [B ... BB] Is an acrylic resin segment.

【0019】このようにして形成した撥インク性皮膜6
の撥インク性を評価するために、表面張力が35mN/mと
いう低表面張力のインクの接触角を測定し、更に、この
ような撥インク性皮膜6を形成した記録ヘッドを記録装
置に搭載して印字特性と耐擦性とを評価した。耐擦性試
験としてのワイピングの条件は、加重が80g重、ワイピ
ング速度が100mm /sec 、ワイピング材料が厚さ1mmで
硬度40度のシリコーンゴムである。
The ink-repellent film 6 thus formed
In order to evaluate the ink repellency of the ink, the contact angle of the ink having a low surface tension of 35 mN / m was measured, and the recording head having the ink repellent film 6 was mounted on a recording apparatus. The printing characteristics and the abrasion resistance were evaluated. The wiping conditions for the abrasion resistance test were a weight of 80 g, a wiping speed of 100 mm / sec, a wiping material of 1 mm in thickness, and a silicone rubber having a hardness of 40 degrees.

【0020】図1は、このようにして形成した撥インク
性皮膜6のブロック重合体の含有率に対する低表面張力
インクの接触角及び耐擦性試験結果を示した線図であ
る。インクの接触角は、ブロック重合体の含有率の増加
に伴って当初急激に増加し、必要な接触角である85度を
含有率0.5 重量%の点で越え、110 度弱で飽和する。一
方、耐擦性試験としての剥離開始ワイピング回数は、接
触角とは傾向が逆であり、ブロック重合体の含有率の増
加に伴って当初の7万回近いワイピング回数から漸減し
て、含有率が5重量%を越えると、耐擦性の第1目標値
である4万回以上を割り込み、7重量%で第2目標であ
る1万回まで低下している。
FIG. 1 is a graph showing the contact angle of low surface tension ink and the results of abrasion resistance test with respect to the content of the block polymer in the ink repellent film 6 thus formed. The contact angle of the ink rapidly increases initially with an increase in the content of the block polymer, exceeds the required contact angle of 85 ° at a content of 0.5% by weight, and saturates at a little less than 110 °. On the other hand, the number of wipings at the start of peeling as the abrasion resistance test has a tendency opposite to the contact angle, and gradually decreases from the initial number of wipings of nearly 70,000 with an increase in the content of the block polymer. Exceeds 5% by weight, the value exceeds 40,000 times, which is the first target value of the abrasion resistance, and decreases to 10,000 times, the second target at 7% by weight.

【0021】第1目標値の4万回は、5万枚の印刷に対
して1枚1回に近いワイピングを実施することに相当
し、接触角が85度を越える領域では、インクがノズル面
5に付着し難いので5万枚の印刷に対しては十分に余裕
のある耐擦性をもつことに相当する。なお、7重量%を
越えると撥インク性皮膜6の形成そのものが困難とな
る。
The first target value of 40,000 times is equivalent to performing wiping nearly once for 50,000 prints. In a region where the contact angle exceeds 85 degrees, the ink is discharged from the nozzle surface. 5, which is equivalent to having sufficient abrasion resistance for printing 50,000 sheets. If the content exceeds 7% by weight, the formation of the ink repellent film 6 itself becomes difficult.

【0022】上記の結果において、接触角が85度以上の
撥インク性皮膜6を形成した記録ヘッドでは、インクの
ノズル開口部35への付着がなく、吐出したインク滴の偏
向もなく、印字乱れなどの著しい画像品質の劣化や不吐
出ノズルの発生も全くなかった。なお、上記インクで接
触角が85度である撥インク性皮膜6のイオン交換水によ
る接触角は110 度であった。
According to the above results, in the recording head on which the ink repellent film 6 having the contact angle of 85 degrees or more was formed, the ink did not adhere to the nozzle openings 35, the ejected ink droplets did not deflect, and the printing disorder occurred. There was no remarkable deterioration of the image quality and no occurrence of non-discharge nozzles. The contact angle of the ink-repellent film 6 with the above ink having a contact angle of 85 degrees with ion exchanged water was 110 degrees.

【0023】したがって、ブロック重合体の望ましい含
有率は0.5 〜7重量%と言える。なお、ワイピングする
ことよって皮膜6の接触角が低下することはなく、皮膜
6が剥離することによって接触角が低下するので、剥離
することが問題になる。上記の実施例においては、樹脂
として熱硬化性のカルドエポキシ樹脂を用いたが、紫外
線硬化樹脂に置き換えることもできる。また、樹脂を溶
解する溶媒としてジエチレングリコールジメチルエーテ
ルをシクロヘキサノンやジオキサン、メチルエチルケト
ン等に置き換えても同様の結果を得ることができるし、
ブロック重合体を分散させる溶媒もメチルエチルケトン
とメチルイソブチルケトンの1/1の混合液に限定され
るものではない。更に、ブロック重合体の分散液の分散
量を3重量%に変えても同様の結果を得た。
Therefore, it can be said that the desirable content of the block polymer is 0.5 to 7% by weight. Note that the wiping does not reduce the contact angle of the coating 6, and the peeling of the coating 6 reduces the contact angle. In the above embodiment, a thermosetting cardo epoxy resin is used as the resin, but it can be replaced with an ultraviolet curing resin. Similar results can be obtained by replacing diethylene glycol dimethyl ether with cyclohexanone, dioxane, methyl ethyl ketone or the like as a solvent for dissolving the resin,
The solvent in which the block polymer is dispersed is not limited to a 1/1 mixture of methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone. Further, similar results were obtained even when the dispersion amount of the block polymer dispersion was changed to 3% by weight.

【0024】[0024]

【発明の効果】この発明によれば、インク加圧室やイン
クノズル等からなるインク管路を有し、インクノズルの
開口部であるノズル面に撥インク性皮膜を備えているイ
ンクジェット記録ヘッドにおいて、撥インク性皮膜が、
1対の弗化アルキル基含有重合体及び非環式炭化水素重
合体からなるブロック重合体と高分子材料とを溶媒に混
合溶解させて形成した皮膜、または前記ブロック重合体
を高分子材料に分散させて形成した皮膜であるので、ノ
ズル面と十分な接合強度を確保できる高分子材料中に、
ブロック重合体の非環式炭化水素重合体がアンカーとし
て強固に保持され、表面に出ている弗化アルキル基含有
重合体が十分な撥インク性を発揮する。したがって、コ
ストが安く、耐擦性能に優れ、長期にわたって安定かつ
十分な撥インク性能をもつ撥インク性皮膜を備えた記録
ヘッドを提供することができる(請求項1の発明)。
According to the present invention, there is provided an ink jet recording head having an ink conduit comprising an ink pressurizing chamber, an ink nozzle, and the like, and having an ink repellent film on a nozzle surface which is an opening of the ink nozzle. , Ink repellent film,
A film formed by mixing and dissolving a block polymer consisting of a pair of a fluoroalkyl group-containing polymer and an acyclic hydrocarbon polymer and a polymer material in a solvent, or dispersing the block polymer in a polymer material Because it is a film formed by making it, a polymer material that can secure sufficient bonding strength with the nozzle surface,
The acyclic hydrocarbon polymer of the block polymer is firmly held as an anchor, and the alkyl fluoride group-containing polymer on the surface exhibits sufficient ink repellency. Therefore, it is possible to provide a recording head having an ink-repellent film which is inexpensive, has excellent rubbing resistance, and has stable and sufficient ink-repellent performance over a long period of time (the invention of claim 1).

【0025】請求項1の発明において、非環式炭化水素
重合体がアクリル系重合体であり、高分子材料が紫外線
硬化性樹脂または熱硬化性樹脂である。アクリル系重合
体と紫外線硬化性樹脂または熱硬化性樹脂とは非常に接
着性がよく、しかも高分子材料の硬化時にアクリル重合
体がより強固に高分子材料に保持され、アンカー効果が
より強く発揮される。したがって、非環式炭化水素重合
体としてのアクリル系重合体と、高分子材料としての紫
外線硬化性樹脂または熱硬化性樹脂とは、最適の材料の
組み合わせであり、コストが安く、耐擦性能に優れ、長
期にわたって安定かつ十分な撥インク性能をもつ撥イン
ク性皮膜を備えた記録ヘッドを提供することができる
(請求項2の発明)。
In the first aspect of the present invention, the acyclic hydrocarbon polymer is an acrylic polymer, and the polymer material is an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin. Acrylic polymer and UV curable resin or thermosetting resin have very good adhesion, and when polymer material is cured, acrylic polymer is more firmly held by polymer material, and anchor effect is exhibited more strongly Is done. Therefore, an acrylic polymer as an acyclic hydrocarbon polymer and an ultraviolet-curable resin or a thermosetting resin as a polymer material are an optimal combination of materials, and are inexpensive and have low abrasion resistance. It is possible to provide a recording head provided with an ink-repellent film having excellent, long-term stability and sufficient ink-repellent performance (the invention of claim 2).

【0026】請求項1の発明において、ブロック重合体
が高分子材料中に0.5 〜7重量%含有されている。ブロ
ック重合体の割合が0.5 〜7重量%の範囲は、検討結果
によれば、十分な接触角と十分な耐擦性能が得られる範
囲に相当する。したがって、0.5 〜7重量%のブロック
重合体を高分子材料中に含有させることによって、理想
的な撥インク性皮膜を形成することができる(請求項3
の発明)。
In the first aspect, the block polymer is contained in the polymer material in an amount of 0.5 to 7% by weight. According to the examination results, the range of the block polymer in the range of 0.5 to 7% by weight corresponds to a range in which a sufficient contact angle and a sufficient rubbing resistance can be obtained. Therefore, an ideal ink-repellent film can be formed by incorporating 0.5 to 7% by weight of a block polymer in a polymer material.
Invention).

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

【図1】この発明によるインクジェット記録ヘッドの実
施例の撥インク性皮膜の特性を示す線図
FIG. 1 is a diagram showing characteristics of an ink-repellent film of an embodiment of an ink jet recording head according to the present invention.

【図2】インクジェット記録ヘッドの一例の構成を示す
断面図
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an example of an inkjet recording head.

【図3】図2の部分拡大図FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 流路基板 2 振動板 3 インク管路 31 インク供給路 32 インク加圧室 33 インク射出路 34 インクノズル 35 ノズル開口部 4 圧電素子 5 ノズル面 6 撥インク性皮膜 9 インク供給源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flow path board 2 Vibration plate 3 Ink conduit 31 Ink supply path 32 Ink pressurization chamber 33 Ink ejection path 34 Ink nozzle 35 Nozzle opening 4 Piezoelectric element 5 Nozzle surface 6 Ink repellent film 9 Ink supply source

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大澤 克之 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Katsuyuki Osawa Fuji Electric Co., Ltd. 1-1 1-1 Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】インク加圧室やインクノズル等からなるイ
ンク管路を有し、インクノズルの開口部であるノズル面
に撥インク性皮膜を備えているインクジェット記録ヘッ
ドにおいて、 撥インク性皮膜が、1対の弗化アルキル基含有重合体及
び非環式炭化水素重合体からなるブロック重合体と高分
子材料とを溶媒に混合溶解させて形成した皮膜、または
前記ブロック重合体を高分子材料に分散させて形成した
皮膜であることを特徴とするインクジェット記録ヘッ
ド。
1. An ink jet recording head having an ink conduit formed of an ink pressurizing chamber, an ink nozzle, and the like, and having an ink repellent film on a nozzle surface which is an opening of the ink nozzle. A film formed by mixing and dissolving a block polymer comprising a pair of a fluoroalkyl group-containing polymer and an acyclic hydrocarbon polymer and a polymer material in a solvent, or forming the block polymer into a polymer material An ink jet recording head, which is a film formed by dispersion.
【請求項2】非環式炭化水素重合体がアクリル系重合体
であり、高分子材料が紫外線硬化性樹脂または熱硬化性
樹脂であることを特徴とする請求項1に記載のインクジ
ェット記録ヘッド。
2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the acyclic hydrocarbon polymer is an acrylic polymer, and the polymer material is an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin.
【請求項3】ブロック重合体が高分子材料中に0.5 〜7
重量%含有されていることを特徴とする請求項1に記載
のインクジェット記録ヘッド。
3. The polymer according to claim 1, wherein the block polymer is 0.5 to 7%.
2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein said ink jet recording head is contained by weight%.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005047261A (en) * 2003-07-15 2005-02-24 Konica Minolta Medical & Graphic Inc Ink jet printer and print head

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