JPS63122557A - 吐出口を有する端面の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、インクなどの小液滴を吐出・飛翔させるため
の、吐出口を有する端面の処理方法に関するものである
。

更に詳述すれば、本発明は、例えばインクを微細口（オ
リフィス）から小滴として吐出・飛翔させ、被記録面へ
の付着を以て記録を行うインクジェット記録装置を構成
する際に、当該記録ヘッドの吐出口端面処理に好適な表
面処理方法に関するものである。

〔従来の技術〕

現在知られている各種記録方式のうち、記録時に騒音の
発生がほとんどないノンインパクト記録方式であって、
且つ、高速記録が可能であり、しかも、普通紙に特別の
定着処理を必要とせずに記録が行える所謂インクジェッ
ト記録方式は極めて有用な記録方式であると認められて
いる。

かかるインクジェット記録方式はインクと称される記録
液の小液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）を飛翔させ、それを紙な
どの被記録部材に付着させて記録を行うものである。

第２図は、このようなインクジェット記録方式において
用いられる代表的な記録ヘッドの断面構成図である０図
示した記録ヘッドにおいて、微細な中空を有する導管２
（ガラス、セラミックス。

金属等により形成され、且つ、記録液Ｉにの流路６の一
部を形成する）の外周囲には、この導管２内に満たされ
ている記録液Ｉにを吐出口４より吐出させるために、例
えばピエゾ素子３が付設されている。

また、導管２の一方の端部（図の左方）にはインク貯蔵
槽（図示せず）が別個に設けられている。そして、この
インク貯蔵槽から導管２内に記録液■にを供給するため
に（矢印Ｐで示す）、貯蔵槽と導管２との間には、例え
ばシリコーン樹脂チューブ等で形成されているバイブ５
が接続されている。

このような記録ヘッド１において、導管２の終端部に設
けられた吐出オリフィス４の表面物質は、吐出オリフィ
ス４より記録液ＩＫを常時安定して吐出させる上で極め
て重要である。

すなわち、記録ヘッド１の使用時に吐出オリフィス４の
外回り表面に記録液が回り込み、吐出オリフィス４付近
の一部にでも液溜りが生ずると、流路６内の記録液Ｉに
が吐出オリフィス４から吐出される際にその飛翔方向が
正規の方向（所定方向）から離脱するようになる。また
、液溜りの状態の不安定に基づいて、インクが吐出され
る毎にその飛翔方向が変化するという不都合が生じ、液
滴吐出による良好な記録が行えなくなる。

さらに、吐出オリフィス４の回り全面が記録液ＩＨの膜
で覆われると、所謂スプラッシュ現象が生じて記録液の
散乱が起り、安定した記録が行えなくなる。或は、吐出
オリフィス４を覆う液溜りが大きくなると、記録ヘッド
の液滴吐出が不能状態に陥ることもある。

そこで、これらの問題点を解決するため、予め作成され
たヘッドを撥液剤中に浸漬するか、あるいは撥液剤をス
プレー塗布もしくは蒸着・スパッタリングするなどの方
法によって吐出オリフィスの外回り表面を処理すること
が知られている。

〔発明が解決しようとした問題点］ しかしながら、従来から知られているこれらの方法では
撥液剤がインク流路の内壁面にも廻り込んでしまうこと
があった。すると、内壁面が流路を満たす液体に対して
撥液性になり、吐出オリフィスにおいて形成されるメニ
スカスが非吐出時に吐出オリフィスとは逆の方向に移動
すること（メニスカスの後退）が生じる。その結果、吐
出効率の低下・液滴発生周波数の低下を招来し、高速記
録が行えなくなるという欠点が生じる。

また、オリフィス内に処理剤と混じり合わない液体また
は固体を詰め、処理後その液体または固体を取り出すと
いう方法も考えられるが、手間がかかるうえ、オリフィ
ス内に液体または固体が残ってしまい、インクや吐出に
悪影響を与えることも有り得る。

よって本発明の目的は、上述の点に鑑み、所定の方向に
実質的均一な液体堡を常に安定して吐出し得るようにす
る吐出口を有する端面の処理方法を提供することにある
。

また本発明のその他の目的は、高速記録に充分適用し得
る記録ヘッドを作成するため、ヘッドの吐出口端面のみ
を簡単な操作で表面処理する方法を提供することにある
。

（問題点を解決するための手段） かかる目的を達成するために、本発明に係る処理方法で
は、小液滴の吐出口端面を処理する際に、前記吐出口か
ら所定の気体を噴射させつつ、当該吐出口端面を処理剤
に暴露する。

（実施例） 以下、実施例に基づいて本発明の詳細な説明する。

本発明を適用したインクジェット記録ヘッドの吐出口端
面の表面処理方法では、まずオリフィスのインク供給側
から窒素・空気等の気体を圧入し、その気体がオリフィ
ス内を通って絶えず吐出口より吹き出している状態にし
ておき、吐出口を処理剤に暴露することにより、当該処
理剤がオリフィス内に廻り込むことなく吐出口端面のみ
表面処理されるようにする。

吐出口端面を撥液性にする処理剤としては、ウンデカフ
ルオロペンチルトリメトキシシラン。

トリデカフルオロへキシルトリメトキシシラン。

パーフルオロドデシルトリメトキシシラン。

１．１．２．２−テトラフルオロエチルトリクロロシラ
ン、ペンタフルオロフェニルジメチルクロロシラン、　
２．２．３．３−テトラフルオロシクロブチル等の実公
昭５６−８９５６９号公報によりて公知の下記一般式で
示される化合物等を使用することができる。

一般式二Ｒ−５ｌ−ｘ、（但し、Ｒは炭素数１〜２０の
フルオロアルキル基、フルオロアリル基、フルオロシク
ロアルキル基、フルオロアルカリル基、フルオロアルキ
ルアリル基の内から選ばれる基で、その基におけるフッ
素とフッ素以外の元素との元素数での比率が１＝１以上
の含フッ素基である。Ｘはハロゲン、炭素数１〜５のア
ルコキシ基、アルキル基、アシロキシ基から選ばれる加
水分解性基またはヒドロキシ基である。）吐出口端面を
親液性にする処理剤としては、界面活性剤やオクタデシ
ルジメチル［３−（ｈリメトキシシリル）プロピル］ア
ンモニウムクロライド、Ｎ−β（アミノエチル）γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチ
ル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のシ
ランカップリング剤や表面を酸化する硫酸や発煙硝酸等
を使用することができる。

夫直■ユ 第２図は、ヘッドを多数並べたマルチヘッドの吐出オリ
フィス部分を示す、ここで、吐出口端面は、ガラス７、
感光性樹脂８．有機保護膜９．蓄熱層１０．基板１１か
ら成っている。このようなヘッドを作成し、インク供給
管１２を窒素ボンベに接続し、圧力０．１ｋｇ／ｃｒｒ
？、流量２ＩＬ／＋ｉｎで吐出口１３の方向に窒素を流
しながら、フッ素系離型剤Ｆ５−１１６　（ダイキン工
業株式会社：商品名）をダイフロン５−３（ダイキン工
業株式会社；商品名）で約３倍に希釈した溶液中に３０
秒間浸漬し、自然乾燥後、窒素の流入を止めた。

次に、下記組成のインクを作成し、濾過後、上記マルチ
ヘッドに下記条件で連続信号印加を行ったところ、良好
なインク滴吐出の応答がなされた。

また、表面処理を行わなかったヘッドでは、吐出口端面
のガラス７に液溜りが生じ、満足な印字が得られなかっ
た。

３０ボルト 叉＾１ユ 実施例１と同様に、マルチヘッドのインク供給管１２を
窒素ボンベに接続し、窒素を圧力０．１ｋｇ／ｃｒｒ？
、流量２ＩＬ／１１ｉｎで流しながら、５０℃に加熱し
た硫酸溶液中に吐出端面を２分間浸漬し、引き上げ乾燥
後、窒素の流入を止めた。

次に実施例１と同組成のインクを作成し、上記ヘッドに
対し同条件で連続信号印加を行ったところ、良好なイン
ク滴吐出の応答がなされた。

また、表面処理を行わなかったヘッドでは、吐出口端面
のガラス７に液溜りが生じ、インク滴が正規の飛翔方向
から離脱する現象がみられ、満足な印字が得られなかっ
た。これに対し、処理済みの上記ヘッドでは吐出口端面
が一様に濡れており、特定の材質部分への液溜りはみら
れなかった。

逃３１　（＋１１ マルチヘッドのインク供給管１２から圧縮空気を注入し
、アセチレン系非イオン界面活性剤サーフィノール６１
（８侶化学工業（株）：商品名）に１分間浸漬後、自然
乾燥を行い、圧縮空気の注入を止めた。

次に、実施例２と同様に連続信号印加を行ったところ、
実施例２と同じく吐出口端面が一様に濡れる様になり、
良好なインク滴吐出の応答がなされた。

〔発明の効果〕

以上述べたとおり、本発明によれば気体を圧入しながら
処理剤中に暴露すればよいので、容易かつ短時間の操作
にて吐出口端面のみを表面処理することができる。

また、本発明をインクジェット記録方式に係る記録ヘッ
ドに通用した場合には、上記発明の効果に加えて、次に
述べるような格別の効果が得られる。

すなわち、吐出口端面の構成材料が異っていると、当該
記録ヘッドの使用時に記録液が特定の材質の部分に溜り
、記録液の飛翔方向が正規の方向から離脱することがあ
るが、撥液性の処理剤を使用して本発明に従った表面処
理を行った場合には、容易に端面が一様に撥液化される
ため、吐出方向を安定させて良好な記録が得られる。ま
た当該記録ヘッドを親液性処理剤にて処理すると端面が
一様に濡れ易くなるため、スプラッシュ現象も生じなく
なり、吐出が安定する。この様に、吐出口の構成材料が
異っていたとしても簡単な操作で吐出口端面の性質を一
様にすることができるので、安定したインク滴の吐出を
得るために吐出口端面の材料を変更する必要がない。

また本発明では、オリフィス中に気体を注入するので、
ワックスや液体を注入して処理剤に暴露する場合に比べ
、暴露後注入した物質を取り去る必要がなく、細く複雑
な形状のオリフィスであっても残留物の記録液や吐出へ
の影響を除去することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明を適用したマルチヘッドの模式第２図は
一般的な記録ヘッドの一例を示す断面構成図である。 １・・・記録ヘッド、 ２・・・導管、 ３・・・ピエゾ素子、 ４・・・吐出口、 ５・・・パイプ、 ７・・・ガラス、 ８・・・感光性樹脂、 ９・・・有機保設膜、 ｌＯ・・・蓄熱層、 １１・・・基板、 １２・・・インク供給管、 １３・・・吐出口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）小液滴を吐出するための吐出口を有する端面の処理
   方法において、 前記吐出口から所定の気体を噴射させつつ、当該吐出口
   を有する端面を処理剤に暴露することを特徴とした吐出
   口を有する端面の処理方法。 ２）前記吐出口に連通する細管を介して前記気体を圧入
   することにより、前記吐出口から当該気体を噴出させる
   ことを特徴とした特許請求の範囲第１項に記載の吐出口
   を有する端面の処理方法。 ３）前記細管によりインクの流路を形成し、当該インク
   の小液滴を前記吐出口から吐出・飛翔させることを特徴
   とした特許請求の範囲第２項に記載の吐出口を有する端
   面の処理方法。 ４）前記吐出口として、複数の異種材質により形成した
   インクジェット記録ヘッドを用いることを特徴とした特
   許請求の範囲第３項に記載の吐出口を有する端面の処理
   方法。