WO1994008793A1 - Ink jet head having improved jet port surface, and ink jet apparatus equipped with the ink jet head - Google Patents

Ink jet head having improved jet port surface, and ink jet apparatus equipped with the ink jet head Download PDF

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PCT/JP1993/001495
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Makiko Kimura
Hiroshi Sugitani
Sadayuki Sugama
Hiroyuki Ishinaga
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Canon Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • ink jet head with improved ink outlet surface ink jet device with the ink jet head
  • the present invention relates to an ink jet head having an improved discharge port surface capable of achieving a stable ink discharge state at all times.
  • the present invention relates to an ink jet rig equipped with an ink head having the improved discharge port surface.
  • the present invention includes a method of manufacturing an ink jet head having an improved discharge surface. Doctor
  • the ink jet recording method is a non-impact recording method that generates almost no noise during recording, and is capable of high-speed recording among various recording methods known at present. It has been evaluated as an effective recording method that has attracted attention and is commonly used.
  • such an ink jet recording method adopts a form in which the ink is discharged from the discharge port by using heat to cause film boiling in the ink.
  • the ink jet recording method that uses a large amount of heat is the preferred recording method from the viewpoint of the stability of the ink ejection direction.
  • FIG. 1 schematically shows a discharge port surface of an ink jet head subjected to a conventional water-repellent treatment.
  • reference numeral 101 denotes a water-repellent film
  • 102 denotes an ink supply port
  • 103 denotes a grooved top plate formed integrally with a nozzle 'liquid chamber' flow path / nozzle forming surface.
  • Reference numeral 104 denotes a discharge port
  • reference numeral 104a denotes a discharge port surface provided with a discharge port
  • reference numeral 105 denotes a substrate having an element for discharging ink from the discharge port.
  • the water-repellent film 1 is formed on almost the entire discharge port surface 4a.
  • US Pat. No. 5,212,134 discloses that the periphery of one discharge port has a region having good solvent wettability (so-called hydrophilic). Area), the area between the discharge ports with good solvent wettability is divided by a non-wettable area (so-called water-repellent area) on the discharge port face of the ink jet head. The form is disclosed. Further, in this publication, an ink jet head in which the nozzle plate surface around the nozzle is annularly formed as a region having solvent non-wetting property, and the remaining portion is defined as a region having solvent wetting property. The shape of the discharge port surface is also disclosed.
  • ink mist adhering to the water-repellent region on the periphery of the discharge port aggregates to form a diameter of about 50 m to 100; / m.
  • the contact angle with water in the water-repellent area is large, so that the water-repellent area reaches the hydrophilic area separating the discharge ports while increasing the fluidity.
  • the ink mist is further wrapped up, the size is further increased, the fluidity is further increased, the water repellent area on the periphery of the adjacent discharge port is overcome, and finally the liquid reaches the discharge port.
  • the enlargement of the ink mist on the discharge port surface is further promoted by applying the cabbing.
  • relatively small ink mist collects along the edge of the cap and becomes larger. Become.
  • Another object of the present invention is to provide an ink jet head capable of substantially passivating an ink mist adhering to a discharge port surface.
  • Another object of the present invention is to transfer the ink mist generated on the discharge port surface to a combined state so that the ink mist does not move when the catching means is brought into contact with the discharge port surface.
  • An object of the present invention is to provide an ink jet head which can substantially immobilize an ink droplet remaining on the discharge port surface when the means is separated from the discharge port surface.
  • Another object of the present invention is to provide an ink jet apparatus provided with the above-mentioned ink jet head.
  • Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing the above-mentioned ink jet head.
  • a band-shaped hydrophilic area along the direction of arrangement of the discharge ports in a region at a predetermined distance from the discharge port with respect to the discharge port surface of the ink jet head, and this region is formed on the discharge port surface.
  • a groove-like structure is formed in which the side water-repellent area and the bottom area are hydrophilic.
  • the present invention relates to a head and a continuous type ink jet used in a bubble jet system which is one of the on-demand type ink jet systems and a piezo system which is another one. It can be applied to both the head of the head type and the head of the electrostatic suction type ink jet type.
  • These heads are at least a discharge port for discharging ink, an ink flow path communicating with the discharge port, and an energy-generating device that generates energy for causing ink discharge provided in the ink flow path. And In any case, it is important to provide at least a concave hydrophilic region at a predetermined distance from the discharge port on the discharge port surface.
  • a first representative embodiment of the ink jet head provided by the present invention is provided with a water-repellent region in the vicinity of a discharge port provided on a discharge port surface, and a predetermined area from the discharge port. It is characterized by having a concave band-shaped hydrophilic region (hereinafter, simply referred to as a band-shaped hydrophilic region) in a region that is far away and adjacent to the water-repellent region.
  • a concave band-shaped hydrophilic region hereinafter, simply referred to as a band-shaped hydrophilic region
  • a water-repellent region is provided in an area around a discharge port provided on a discharge port surface, A water-repellent region that is a predetermined distance away from the water-repellent region and has a plurality of hydrophilic regions partially scattered in a region adjacent to the water-repellent region.
  • a third typical aspect of the ink jet head provided by the present invention includes a water-repellent region in a region around a discharge port provided on a discharge port surface, From the water-repellent area It is characterized in that it has a concave band-shaped hydrophilic region (hereinafter simply referred to as a band-like lyophilic region) in a region adjacent to the region.
  • a concave band-shaped hydrophilic region hereinafter simply referred to as a band-like lyophilic region
  • the ink around the discharge port becomes a hydrophilic region before growing large. Ink mist can be pulled in and captured.
  • the ink droplet moves directly on the discharge port surface and reaches the discharge port because it is captured in the band-shaped hydrophilic region. And the effect of ink drops is eliminated.
  • the ink adheres to the discharge port surface because of the ink elimination effect of the minute water-repellent part and the ink separation effect of the minute hydrophilic part. It does not collect ink drops.
  • Ink droplets with a large droplet diameter can be divided by the hydrophilic part interspersed with ink droplets, and the ink droplet can be captured by the hydrophilic part, so that the movement of the ink droplet toward the discharge port can be suppressed. The occurrence of defects can be prevented.
  • the water-repellent region of the present invention in which the hydrophilic portions are interspersed acts so that the ink mist existing on the discharge port surface is taken into the hydrophilic portion in the process of growing into a large-diameter ink droplet.
  • the ink droplets which have already become large in diameter, are split at the hydrophilic part and act to retain them, so that at least the distance between adjacent dotted hydrophilic regions is dispersed at least. It is preferable to arrange them at intervals where possible. Therefore, the interval between the lyophilic areas that are scattered is set to an interval of about 500 m or less, which is equivalent to the diameter at which the ink droplets attached to the discharge port surface start to move.
  • the interval between the scattered hydrophilic regions is more preferably in the range of several m / zm to about 300 m, and more preferably in the range of about 65 to 200 im. This is because the minimum ink droplet diameter at which the ink droplet starts to move is about 100 m, so that the ink droplet having this diameter can be taken into the hydrophilic part well. Or be able to split at the hydrophilic part That's because.
  • the ink mist is caused by the impact of the ink ejected from the ing ejection port of the ink head, which scans the opposite side of the recording paper for recording, on the recording paper.
  • a typical example is a fine mist-like ink generated when a part of the landing ink rebounds.
  • the ink mist generated in this way is a result of the ink mist on the recording paper. With a slight time lag from the impact, it scatters to the ink jet head side. At this time, the ink X head has already been scanned to discharge the next ink.
  • the ink mist adheres to the discharge port surface remote from the vicinity of the discharge port.
  • the area where the ink mist adheres and the area where the ink droplets are grown are located about 1.5 mm from about 800 urn from the discharge port. Area.
  • the ink jet head after performing a predetermined printing using the ink jet head having the entire surface of the discharge port water-repellent treated.
  • the result of visual observation of the state of the discharge port surface with a microscope will be described. In any case, cleaning of the ejection port surface is not performed during printing.
  • the ink droplets attached to the discharge port surface had a droplet diameter of about 50 / m, and were almost uniformly distributed on the discharge port surface. .
  • the ink mist having a droplet diameter of about 50 m uniformly distributed on the ejection port surface was reduced. Larger diameter ink droplets of about 100 m in diameter were found to be unevenly distributed. This is because the ink mist adheres further to the discharge port surface as recording continues, and It is probable that the commencement of coalescence with the ink mist caused the movement of the ink attached to the discharge port surface, resulting in uneven distribution of the ink droplets. Therefore, it is determined that the ink droplet diameter of about 100 m is the minimum droplet diameter that moves on the discharge port surface.
  • the ink mist and the ink droplets were further coalesced at the discharge outlet surface, and the ink droplets had a diameter of about 300 to 400 / zm. With such an ink droplet diameter, the range of movement is widened, and the surrounding ink droplets and ink mist can be easily combined.
  • the diameter of the ink droplet became larger, and the ink droplet had a diameter of about 500 / m. With such an ink droplet, the ink droplet moves further in a wide range, and the ink droplet may reach the vicinity of the discharge port, and sometimes the ink droplet may reach some of the discharge ports. It was found to enter.
  • the ink mist 21 with a droplet diameter of about 50 to 100 / m adhered to the discharge port surface that has been subjected to the water-repellent treatment on the entire surface is scattered as the recording is performed.
  • the ink droplet grows gradually while absorbing the ink mist and the surrounding ink, and the ink droplet diameter increases, and moves on the discharge port surface. It becomes 2.
  • the attached ink droplet 22 of about 500 / m moves on the discharge port surface and exists in the peripheral area of the discharge port 20, the reciprocal scanning of the ink jet head is reset.
  • the ink drop easily reaches the discharge port 20 due to the momentary inertial force.
  • the diameter of the ink droplet during the movement process is — 0; it grows to about um to l mm, and the rate of closing the discharge port becomes even higher.
  • the ink contacts the cap contact area 24 on the discharge port surface.
  • the clusters are forcibly aggregated to form an extremely large ink aggregate as shown in 23. Once this was formed, it was observed that by moving the cap away from the discharge port surface, the ink aggregate immediately moved to the discharge port side.
  • the ink droplet moving on the discharge port surface toward the discharge port is drawn into the hydrophilic region and captured.
  • the ink droplet diameter existing on the discharge port surface is maintained at about 100 // m or less due to the distribution, and the ink droplet having a large diameter is kept at 100 / m. m.
  • the ink droplets can be captured so that the ink droplets adhering to the discharge port surface do not reach the discharge port.
  • FIG. 3 a typical example of a discharge surface to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.
  • Fig. 3 multiple outlets D with a diameter of about 30 // m are arranged intermittently at a constant array density in the approximate center area of the outlet port surface, and the area around the outlets is water-repellent.
  • the central water-repellent area E is defined.
  • the first and second groove-like hydrophilic regions CI and C2 are adjacent to the central water-repellent region E at a predetermined distance H from the plurality of discharge port arrays D and are on both sides along the discharge port rows. It is provided over W.
  • first and second external hydrophilic regions B 1 and B 2 in which a plurality of island-shaped hydrophilic grooves are intermittently provided in the water-repellent region are provided.
  • the first and second grooved hydrophilic regions CI and C2 have a separation distance H from the discharge port of about 35 to 110 zm and a width W of 100 yum to 400 m. It is provided.
  • the first and second groove-like hydrophilic regions CI and C2 are configured as band-like grooves, and the ink moving from the outside of the discharge port surface is captured in the groove and the discharge port is formed. Functioning to prevent
  • first and second outer hydrophilic areas Bl and B2 are 600 mm from the edge of the discharge port D! Provided in the range of ⁇ 1.8 mm.
  • the outer hydrophilic region acts on a wide-range moving object with an ink droplet diameter of about 500 m. In this way, the distance between adjacent island-shaped hydrophilic regions should be within a range of about 65 to 200 m.
  • these groove-shaped hydrophilic regions are formed by performing a water-repellent treatment on the surface of a resin-made discharge port forming substrate material and performing laser irradiation when a water-repellent film is provided. That is, by irradiating a laser from the water-repellent film side and shaving the surface of the discharge port forming substrate, a part of the water-repellent film is removed and a hydrophilic region is formed. Therefore, the cross-sectional shape of the processed groove-shaped hydrophilic region 5 is, as shown in the groove-shaped hydrophilic region 5 schematically shown in FIG. 11 (B), the bottom portion and the groove wall rising from the bottom portion. The surface of the resin substrate is partially exposed, and this portion becomes a hydrophilic region, and the remaining groove walls are formed of a water-repellent film.
  • the ink droplets trapped in the grooved hydrophilic region processed in this way are in a state where the ink adheres well to the bottom part of the groove and part of the groove wall, making it extremely difficult to move the discharge port surface. Become. It can be easily removed depending on the cleaning of the discharge port surface described later.
  • the depth of the groove formed on the discharge port surface is about 0.2 to 0.6 m when the thickness of the water-repellent film is 0.1 to 0.2 ⁇ m. .
  • the cap is brought into contact with the discharge port surface for the purpose of improving the discharge characteristics of the ink, but when the cap comes into contact with the discharge port surface, the droplet diameter of the ink is reduced.
  • the enlargement is as shown in Fig. 2.However, in order to disperse such ink droplets efficiently, the water-repellent area with the hydrophilic part scattered only in the area surrounded by the cap is used. Alternatively, a configuration may be adopted in which a hydrophilic portion dotted water-repellent region exists at the boundary of the cap contact region.
  • first hydrophilic region C 1 and the second hydrophilic region C 2 may be band-shaped as described above, but retain a small ink mixture and maintain the effect of the water-repellent region around the discharge port. If it can be performed, the configuration may be substantially the same as that of the external hydrophilic region in which the belt portion is appropriately divided.
  • first and second groove-like hydrophilic regions C 1 and C 2 and / or first and second outer hydrophilic regions B 1 and B 2 are provided on both sides of the discharge port.
  • the configuration in which only one of the first groove-shaped hydrophilic regions C1 and the first external hydrophilic region B1 is provided and processing is performed on only one side of the discharge port as a boundary is also included. It is.
  • the present invention functions effectively under recording conditions such as high-frequency recording, high-duty single printing, and high-printing speed recording, in which the occurrence of ink mist increases.
  • the present invention since the number of ink droplets reaching the discharge port is reduced, the amount of ink to be removed from the discharge port surface is reduced, so that the cleaning pressure can be reduced, and the life of the water-repellent portion is improved in this respect. Is done.
  • FIGS. 5 to 13 show specific patterns of the water-repellent region and the hydrophilic region on the discharge port surface to which the present invention is applied.
  • the outlet surface of the ink jet head is subjected to a water-repellent treatment on the entire surface, and is then subjected to various patterns of hydrophilic regions shown below.
  • FIG. 5 is an embodiment of a more specific processing pattern of the discharge port surface of the present invention.
  • the pattern of the hydrophilic region shown in FIG. 5 is formed in the discharge port arrangement direction on both sides of the discharge port 4 provided over the discharge port plate 1 over a width and at a predetermined distance from the discharge port 4.
  • a groove-shaped hydrophilic region 5 which is parallel and is provided in a band shape on both sides of the discharge port 4 is provided, and a further outer water-repellent treatment is performed from the discharge port 4 via the groove-shaped hydrophilic region 5 described above.
  • the discharge port surface 8 includes an external hydrophilic portion 6 in which a plurality of island-shaped hydrophilic regions are provided intermittently.
  • the distances H 1 and H 2 from the discharge port to the grooved hydrophilic region 5 and the widths W l and W 2 of the grooved hydrophilic region 5 are selected according to the type of ink and the discharge port diameter, etc. Will be described later. It is desirable that the length of the groove-like hydrophilic region 5 is equal to or longer than the discharge port arrangement width.
  • the shape of the island of the external hydrophilic region 6 in which a plurality of island-like hydrophilic regions are intermittently provided outside the groove-like hydrophilic region 5 does not matter basically, but the island-like lyophilic portion is captured in this portion. Since it is necessary to exhibit the function of suppressing the movement of the ink droplets, it is desirable that a more preferable shape has corners rather than circles. In Fig. 5, a hexagonal shape is used. For the area of the islands and the spacing, the optimum ranges are shown in Experiments 1, 2, and 3 described below.
  • Reference numeral 7 is a broken line indicating a contact portion of the cap means contacting
  • FIG. 6 shows a modification of the hydrophilic region pattern shown in FIG.
  • FIG. 6 shows a band-like hydrophilic region 5 in a region at a predetermined distance from the discharge port on both sides of the discharge port, and an external hydrophilic region 6 in which hexagonal island-like hydrophilic portions are scattered outside the band-like hydrophilic region 5.
  • the schematic configuration is the same as that of FIG. 5, but in particular, a convex portion is provided intermittently outside the groove-like hydrophilic region 5. The convex portion is provided so as to complement the space between the island-shaped hydrophilic portions provided intermittently in the external hydrophilic region 6.
  • the groove-like hydrophilic region 5 and the external hydrophilic region 6 are adjacent to each other with continuity, and ink droplets adhering to the discharge outlet surface are favorably removed. Can be incorporated into the hydrophilic region.
  • FIG. 7 shows a modification of the hydrophilic region pattern of FIG. 5, in which only the groove-like hydrophilic region 5 is provided in a region on both sides of the discharge port 4 and at a predetermined distance from the discharge port 4. Since the ink mist adhering to the vicinity of the discharge port 4 moves at least to the groove-like hydrophilic region 5 and is captured, the initial object of the present invention can be sufficiently achieved.
  • the groove-like hydrophilic region 5 may of course have a convex portion like the groove-like hydrophilic region 5 shown in FIG.
  • FIG. 8 adopts a configuration in which the hydrophilic region pattern of FIG. 5 is modified and a groove-like hydrophilic region 5 and an outer hydrophilic region 6 are provided only on one side of the discharge port surface 8 with the discharge port 4 as a boundary.
  • the ink jet head in which the pattern of the hydrophilic area is provided on the discharge port surface 8 as shown in FIG. 8 can be used only when moving in a predetermined direction in a scanning ink jet apparatus. This is effective when recording is performed by discharging ink.
  • the ink mist basically adheres to the discharge port surface 8 on the downstream side in the scanning movement direction while discharging the ink. If the groove-like hydrophilic area 5 and the external hydrophilic area 6 are provided only in the area, the ink drops adhere to the discharge port and a good ink can be obtained. The discharge state can be maintained.
  • FIG. 9 is a modified example of the hydrophilic region pattern shown in FIG. 5 and can be regarded as a modified example of FIG. 8.
  • This configuration can be considered as a modification of the hydrophilic region pattern shown in FIG.
  • the hydrophilic region pattern shown in FIG. 9 is used not only on the downstream side in the scanning direction where a large amount of ink adheres but also on the upstream side in the scanning direction in an apparatus that performs unidirectional printing. Even if ink mist may adhere, the ink mist can be captured by the groove-shaped hydrophilic region 5, and the ink mist is prevented from reaching the discharge port 4. The ejection state can be maintained.
  • FIG. 10 shows a modification of the outer hydrophilic region 6 of the hydrophilic region pattern shown in FIG. 5, in which the pattern of the outer hydrophilic region 6 is a rectangular island-shaped hydrophilic portion orthogonal to the direction of the arrangement of the ejection openings 4. Are arranged in a line.
  • the shape of the island-shaped hydrophilic portion of the outer hydrophilic region 6 may be a rectangular shape as shown in FIG. 10, but the shape is such that the width is narrower as the discharge port 4 side is the bottom side and the distance from the discharge port 4 increases. A triangular pattern may be used.
  • reference numeral 7 indicates the contact portion of the cap, and the external water-retaining area 6 and the contact portion of the cap overlap. Like this outside By overlapping the hydrophilic region 6 with the contact portion of the cap, the growth of ink droplets caused by the cabbing operation as shown in Fig. 2 can be divided by the external hydrophilic region 6, so that the It is possible to satisfactorily suppress a growing ink droplet from reaching the discharge port 4. '
  • FIGS. 11 (A) and (B) are modified examples of the hydrophilic region pattern shown in FIG. 5, in which the configuration of the external hydrophilic region 6 is changed to a band-shaped grooved hydrophilic region 9 parallel to the grooved hydrophilic region 5. It has been changed. Such deformation can be easily formed only by changing the mask pattern when forming the lyophilic region pattern.
  • FIG. 11 (B) shows a cross-sectional view of (A).
  • the groove-shaped hydrophilic region 9 is characterized in that the groove is formed several times deeper than the groove-shaped hydrophilic region 5.
  • the deep groove-like hydrophilic region 9 can capture the ink mist adhering to the discharge port surface 8 from the initial stage, and further has an effect of dividing the ink passing through the groove-like hydrophilic region 9. Is further enhanced.
  • the region where the groove-shaped hydrophilic region 9 is provided corresponds to the contact position 7 of the cap contacting the discharge port surface 8, and thus is related to the contact position 7 of the cap.
  • the depth of the groove-like hydrophilic region 9 is specifically 20 to 30 / m.
  • the groove-like hydrophilic region 5 and the groove-like hydrophilic region 9 are formed by irradiating an excimer laser after performing a water-repellent treatment on the discharge port surface. By performing the laser processing in this manner, the material constituting the outlet surface is scraped off, and the water-repellent portion is removed. Therefore, in order to form hydrophilic regions with different depths, two or more hydrophilic regions with different depths are exchanged by exchanging the mask so that the region to be formed deeply is irradiated with laser light multiple times. Regions can be formed. FIG.
  • FIG. 13 shows a modified example of the hydrophilic area pattern shown in FIG. 5, in which the discharge ports 4 are arranged along the arrangement direction of the discharge ports 4 1 so as to surround the discharge ports 4 1 corresponding to the discharge ports 4 1.
  • an arc-shaped hydrophilic groove 51 is provided in a row.
  • a first external hydrophilic region 61 having a triangular shape having a base on the side of the discharge port is arranged in a line, and further on the outside thereof, in the direction of arrangement of the discharge ports 41.
  • a triangular second external hydrophilic region 6 1 ′ having a base on the discharge port side is provided in a row.
  • the first and second outer hydrophilic regions 61, 61 ' are arranged in a staggered manner so as to complete the mutual arrangement interval.
  • the second external hydrophilic region 6 1 ′ The water-repellent region gradually becomes narrower toward the discharge port 41 due to the presence of the second external hydrophilic region 61 ′ or the provision of the second external hydrophilic region 61 ′.
  • the ink droplet is divided by the second external hydrophilic region 6 1 ′.
  • the ink droplet that has passed through the second external hydrophilic region 61 ' is taken in by the first external hydrophilic region 61, and its movement is restricted. Therefore, the movement of the ink from the outside of the discharge port surface is favorably suppressed.
  • the ink head having the discharge port surface to which the present invention is applied can solve various problems caused by the ink mixture, and can solve the problem of the conventional water repellent region. It has unpredictable effects from its composition.
  • the ink droplets existing on the discharge port surface can be dispersed and trapped very reliably, so that the ink jet reaches the discharge port. Thus, a bad shadow that causes a non-discharge state is prevented.
  • FIG. 14 is a view for explaining a state in which the discharge port face 8 is cleaned by the edge 12 of the cleaning blade 11.
  • the cleaning blade 11 removes ink droplets and ink mist existing in the central water-repellent region E around the groove-shaped hydrophilic region 5 and the discharge port 4 provided on the discharge port surface 8. It is to be removed from the discharge port surface 8 by relatively rubbing in the direction of the arrow.
  • the cleaning blade 11 moves the discharge port surface 8 relatively in the direction of the arrow by scanning movement of the ink jet head.
  • the ink droplet held in the groove of the hydrophilic region 5 is scraped by the edge 12 and removed from the groove.
  • the removed ink droplet moves as a larger ink droplet 10 while uniting the ink mist existing in the central water-repellent region E.
  • the ink is successively united by the cleaning blade 11 and moves on the discharge port surface 8, so that the ink droplets existing on the discharge port surface 8 can be wiped off well. Since the ink to be wiped moves as a very large lump on the discharge port surface 8, even if the lump of ink passes through the discharge port 4 together with the blade, the surface tension of the ink is increased. Is in an extremely large state, so that ink does not enter the discharge port.
  • a grooved top plate 3 integrally including a liquid chamber (not shown), a flow path 31 and a discharge port plate 1 is prepared by an injection molding method (step 1).
  • 1A and 1B respectively show the front and back surfaces of the discharge port plate on which the discharge ports are formed.
  • the discharge port plate 1 has 64 discharge ports formed at 360 dpi.
  • the surface 1A of the discharge port plate 1 of the grooved ceiling 3 thus formed is subjected to a water-repellent treatment (step 2).
  • the water repellent application range is not the entire surface of the discharge port but rather a certain application range including the cap contact range, but this is behind when applying the water repellent and when drying. This is to prevent the situation.
  • the water-repellent application area is A
  • the pitch is 0.5 mm from the end of the discharge port surface.
  • the water repellent may be applied to the entire surface of the discharge port forming surface.
  • the water-repellent treatment was performed by a transfer method, and the coating thickness was 0 ', 1 to 0.2 ⁇ m.
  • the water-repellent treatment is not limited to the transfer method, and any ordinary coating method such as a roll coating method can be used.
  • the coating thickness of the water repellent is not limited to the above range. However, if the thickness is smaller than the above range, the water repellent effect cannot be sufficiently obtained, and if the thickness is too large, it is easily repelled by cleaning. The water film peels off.
  • the excimer laser ELA is applied to the water-repellent film formed on the surface 1A of the discharge port plate 1 through a mask MS having a predetermined opening corresponding to a position where a hydrophilic portion is to be formed. Then, a hydrophilic region is formed (step 3).
  • the power of the excimer laser at this time is 200 mj / cm 2 , when the thickness of the water-repellent is 0.1 to 0.2 m, and is the case with one pulse to several pulses.
  • step 4 using an excimer laser, check whether the back 1B side of the discharge port plate 1 A discharge port 4 is formed by irradiating a laser at an incident angle 0 of 5 to 10 degrees (step 4). Note that carbon adheres to the discharge port forming surface during laser processing. This is done by removing the carbon from the discharge port forming surface by applying an adhesive tape and peeling off.
  • the grooved top plate 3 thus processed is bonded to a substrate having a heating resistor, which is a means for discharging ink from the nozzle, and a desired ink jet head is formed. obtain.
  • the material of the grooved ceiling 3 must be selected from materials limited by restrictions such as moldability and ink wettability, but in the present invention, polysulfone is used. It is used.
  • the polysulfone is a material showing hydrophilicity to the ink, and the contact angle to the ink is about 60 degrees.
  • a polymer having a fluorine-containing heterocyclic structure in the main chain specifically, CYTOP CTX-105 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), CYTOP CTX — 800 (Asahi Glass Co., Ltd.), alternating copolymers of fluoroolefin and vinyl ether, specifically, for example, commercially available Noremi Flon (Asahi Glass Co., Ltd.), Flonate (DIC Co., Ltd.), Cefralco (Central Glass Co., Ltd.), C-1 (Daikin Glass Co., Ltd.), Triflon (Mitsui Petrochemical Glass Co., Ltd.), KYNA R—S LZK YNAR-ADS (AT OCH EM Co., Ltd.), A photo-radical polymerizable fluororesin composition comprising a reactive oligomer and a diluent monomer, specifically, for example, commercially available DEFENSA (manufactured by Asah
  • Site CTX-105 can be suitably used.
  • the contact angle of the ink with the site CTX-105 is about 70 degrees.
  • the water repellent is selected so that the relative difference in the contact angle of the ink between the region subjected to the water repellent treatment and the region subjected to the hydrophilic treatment becomes about 10 degrees or more.
  • good ink mist measures can be achieved.
  • the groove-shaped hydrophilic region 5 is formed at a predetermined distance H from the discharge port and parallel to the discharge port arrangement direction.
  • the distances HI and H2 from the discharge port shown in FIG. 5 to the groove-like hydrophilic region 5 and the widths Wl and W2 of the groove-like hydrophilic region 5 can be appropriately set. However, this is an important factor in suppressing discharge failure due to ink mist present on the discharge port surface.
  • the discharge port may depend on the diameter of the ink mist present in the central water-repellent area E of the discharge port surface 8. 4 and the groove-shaped hydrophilic region 5 are brought into communication by the ink mist. In such a situation, the ink existing in the groove-like hydrophilic region 5 may be led to the discharge port 4, which is not preferable. Further, the state in which the ink is guided to the discharge port 4 differs depending on the diameter of the discharge port 4. Therefore, the distances HI and H2 from the discharge port 4 to the groove-like hydrophilic area 5 need to be defined to be larger than the diameter of the discharge port.
  • the distances H 1 and H 2 from the discharge port 4 to the groove-like hydrophilic area 5 are far apart, for example, the ink mist present in the central water-repellent area E can easily move. Ink droplets (drop size of 100 m or more) are formed, and the ink droplets move to the discharge port 4, which may cause a discharge failure. Therefore, the distance is preferably set so that the ink mist adhering to the central water-repellent region E can be easily drawn into the groove-shaped hydrophilic region 5.
  • the distances H 1 and H 2 satisfying these conditions are preferably in a range of about 1.2 times or more and 3.5 times or less of the discharge port diameter when expressed based on the discharge port diameter.
  • the diameter of the discharge port is about 30 / m, it is about 35 to 110 zm.
  • the ink The groove can be favorably held in the groove-shaped hydrophilic region 5 without allowing the stove to reach the discharge port portion.
  • the widths W l and W 2 of the groove-like hydrophilic region 5 are not preferred to be too narrow because the ink mist on the discharge port surface needs to be well captured.
  • the minimum diameter of the ink that starts to move on the discharge port surface is smaller than 100 / m, the hydrophilic region reliably captures the ink droplets moving on the discharge port surface with high reliability. I don't like it from the point of view. Therefore, it is desirable that the widths Wl and W2 of the hydrophilic region be at least 100 / m or more.
  • the upper limits of the widths Wl and W2 of the hydrophilic region are such that increasing the width is excellent in capturing ink mist moving on the discharge port surface, but the discharge port surface is almost It is not preferable because the entire area becomes hydrophilic.
  • the width W 1, W 2 of the groove-like hydrophilic region is preferably about 400 m or less. Above this width, ink may remain in the groove-like hydrophilic area after cleaning, and if left in this state for a long period of time, the groove-like hydrophilic area 5 will not function sufficiently. And it can no longer achieve its initial purpose.
  • the distance L between the patterns is such that the hydrophilic portion of the water-repellent region dotted with the hydrophilic portion is provided at the intersection of the squares with a pitch of 0.4 mm. It shows the adjacent distance between the hydrophilic portions provided at the intersections of these squares.
  • six types of adjacent intervals L of the samples No. 1 to 6 shown in Table 1 were set. Five sample samples were prepared for each case.
  • the area S per pattern is such that the hydrophilic portion of the water repellent region dotted with hydrophilic portions is provided at the intersection of the squares with a pitch of 0.4 mm. It indicates the area per one hydrophilic part provided in.
  • the area S per one of six types of patterns of the samples No. 7 to 12 shown in Table 2 was set. Samples Five samples were prepared for each case.
  • the obtained sample ink jet head is the same as in Experiment 1. Recording was performed under the recording conditions, and evaluated using the same evaluation method as in Experiment 1.
  • Non-discharged state occurs in all heads of the test sample From Experiment 3, it is understood that the distribution density of the hydrophilic portion per unit area is preferably about 35% to 65%. Is done.
  • the water-repellent area and the hydrophilic area can be formed with the various patterns as described above with respect to the discharge port surface.
  • the ink jet head which has been subjected to a predetermined processing on the discharge port surface as described above, is mounted on the following apparatus and recorded. Good recording can be achieved by applying the signal.
  • FIG. 15 is a diagram schematically showing a device on which an ink jet head to which the present invention is applied is mounted.
  • a spiral groove 50 of a lead screw 500 5 rotates through a driving force transmission gear 5 0 1 1, 5 0 9 in conjunction with a forward / reverse rotation of a drive motor 5 0 1 3.
  • the carriage HC that engages with 04 has a pin (not shown) and is moved back and forth in the directions of arrows a and b.
  • the carriage HC is equipped with an inkjet cartridge IJC.
  • Reference numeral 5002 denotes a paper pressing plate, which presses the paper against the platen 5000 in the carriage moving direction.
  • 5 0 8 is a photobra, which checks the presence of the carriage lever 5 0 6 in this area and switches the rotation direction of the motor 5 13 For home position detection.
  • Reference numeral 501 denotes a cap member for supporting the front of the recording head, and reference numeral 502 denotes a member for supporting the cap.
  • Reference numeral 501 denotes suction means for sucking the inside of the cap. Perform the suction recovery of the recording head via 3.
  • Reference numeral 501 denotes a cleaning blade, and reference numeral 501 denotes a member which allows the blade to move in the front-rear direction. These members are supported by a main body support plate 501-18. It goes without saying that a well-known cleaning blade can be applied to this example instead of this mode.
  • Reference numeral 501 denotes a lever for starting a suction recovery operation.
  • reference numeral 106 denotes a CPU including an interface for inputting a recording signal as an external input, and a program ROM for storing a control program executed by the CPU and various data (the above-described recording data).
  • Dynamic RAM which stores the number of print dots and the number of times the inkjet head is replaced, etc. It is a thing.
  • the driving means 102 has a gate array for controlling the supply of recording data to the ink head 103, and the head is controlled by the data of the interface, program ROM, and RAM. Move.
  • Reference numeral 171 denotes frequency setting means for changing the driving frequency of the driving means 172. In this embodiment, the setting of the high-speed frequency and the normal recording frequency is changed.
  • a cleaning means (hereinafter also referred to as a blade) for cleaning the discharge port surface of the ink head.
  • Reference numeral 175 denotes blade cleaning means for removing the ink adhered to the blade that has been subjected to the ink jet cleaning and cleaning the blade.
  • Reference numeral 177 denotes a caving unit which performs data processing during recording, performs caving when any inconvenience occurs, performs normal suction recovery, and calibrates during standby.
  • FIG. 17 schematically shows the state of the casting applied to the ink jet head IJH and the state of the cleaning for convenience. Therefore, the relative positional relationship between the cap unit 177 and the blade 174 is not limited to the illustrated one.
  • the ink jet head in the following description is an ink jet head having a discharge port surface having the surface configuration shown in FIG.
  • the Inkjet Head IJH For the Inkjet Head IJH, after the record is made, the Inkjet Head IJH is set to the specified Inkhead Head along the head movement direction. On the way to the home position The nozzle 174 rubs against the discharge port surface of the ink jet head to clean the discharge port surface. At that time, the blade 174 first contacts the side face 175 of the ink jet head IJH. Thereafter, the ink jet head IJH moves in the head moving direction, so that the blade 174 becomes the first outer hydrophilic area B 1 and the first groove-shaped hydrophilic area. The discharge port surface is cleaned in the order of the area C 1, the central water-repellent area E, the second groove-shaped hydrophilic area C 2, and the second outer hydrophilic area B 2.
  • the cleaning surface of blade 174 rubs against the side surface 175 of the ink jet head IJH.
  • the ink attached to the cleaning surface of blade 174 can be removed.
  • the discharge port surface can be cleaned with a clean blade 174, so that the cleaning state can be maintained in a good condition.
  • the side of the ink jet head IJH to which the blade 174 rubs may be provided with an absorber or an aluminum plate as a separate member.
  • the cleaning condition of the blade is further improved by providing the cleaning device.
  • the discharge port surface is cabbed by the cap means 177B. This protects the discharge port surface of the ink jet head IJH and activates the suction pump 177C connected to the cap means 177B. With this, suction recovery of the discharge port can be performed.
  • an absorbing member 177A for absorbing ink discharged from the discharge port is accommodated in the cap means 177B.
  • the cleaning operation may be performed before the ink jet head is released from the capping state and the recording is started.
  • the ink droplet adhering to the ejection port surface can be removed satisfactorily by performing the recovery operation, and the printing state can be improved from the start of recording.
  • Example 1 The present invention will be further described with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
  • Example 1
  • a top plate 3 with grooves of 64 nozzles and 360 dpi was prepared by injection molding.
  • the CTX-105 was applied as a water-repellent agent at 0.1 / m by transferring over almost the entire surface of the discharge port.
  • a heat treatment was applied to the grooved top plate 3 including the discharge port surface subjected to the water-repellent treatment, and the water-repellent was thermally cured to form the water-repellent film 1.
  • the area corresponding to the hydrophilic part on the discharge port surface is 0.4 mm for Wl and W2, 0.05 mm for HI and H2 as shown in Fig.
  • the shape of the island is hexagonal, and the area is
  • the excimer laser was irradiated through a mask having a predetermined opening so as to satisfy a condition of 0.15 mm 2 and a hydrophilic region area per unit area of 40%.
  • E key Shima laser power thicknesses of water repellent was 0.1 111 2 0 0111] For Dearu '/ cm 2. 1 pulse. Thereafter, using an excimer laser, the discharge port was formed by irradiating the discharge port forming surface from the back surface opposite to the discharge port forming surface at an angle of 0 ° with an angle of 0 °.
  • Example 2 An ink jet head was prepared in the same manner as in Example 1, except that the entire surface of the discharge port was subjected to a water-repellent treatment and no processing was performed. Comparative Example 2
  • An ink jet head was prepared in the same manner as in Example 1 except that the entire surface of the discharge port was not subjected to any processing, that is, a state of a so-called hydrophilic region was maintained.
  • Example 1 Comparative Example 1
  • Comparative Example 2 Comparative Example 2
  • ink jet heads of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 thus prepared were mounted on the above-described ink jet apparatus, and ink was discharged from all the discharge ports at a driving frequency of 6.2 kHz.
  • the so-called solid printing was reciprocally printed 60 lines on A4 size recording paper, and this was performed continuously for 5 sheets.
  • the ink jet head of the second embodiment is mounted on the above-described ink jet apparatus, and the ink is discharged from all the discharge ports at a driving frequency of 6.2 kHz. Solid printing was performed on A4 size recording paper in a 60-line direction, and this was performed continuously for 5 sheets.
  • a water-repellent region is provided in a region near the discharge port on the discharge port forming surface, and a band-like hydrophilic region is formed in a region away from the discharge port by a predetermined distance.
  • a water-repellent area in which hydrophilic areas are scattered other than the water-repellent area near the discharge port is formed. All the ink droplets attached to the discharge port surface after being ejected are drawn into the hydrophilic area formed around the discharge port without growing large on the discharge port surface, and are retained or moved in the direction away from the discharge port. Therefore, even if printing is performed under conditions such as high-speed printing and high-frequency driving, unnecessary ink attached to the discharge port surface prevents the occurrence of discharge ink distortion and non-discharge, resulting in high-quality printing. Highly reliable printing is obtained.
  • the cleaning interval can be lengthened, the durability of the head itself can be improved, the cleaning pressure can be reduced, and the durability of the water-repellent portion of the head can be improved. Can be improved.
  • the cleaning interval can be lengthened, it is possible to suitably cope with high-speed recording.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a conventional ink jet head which has been subjected to a water-repellent treatment over substantially the entire discharge port surface.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram schematically illustrating the behavior of an ink mist adhering to a discharge port surface of a conventional ink jet head.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram schematically illustrating an example of a surface state of a discharge port surface of an ink jet head of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an outline of a method of processing a discharge port surface of an ink jet head according to the present invention along the steps.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an example of a surface state of a discharge port surface of the ink jet head of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view showing another example of the surface state of the ejection port surface of the ink jet head of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view showing another example of the surface state of the ejection port surface of the ink jet head of the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view showing another example of the surface state of the ejection port surface of the ink jet head of the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view showing another example of the surface state of the ejection port surface of the ink jet head of the present invention.
  • FIG. 10 is a plan view showing another example of the surface state of the discharge port surface of the ink jet head of the present invention.
  • FIG. 11 (A) is a plan view showing another example of the surface state of the discharge port surface of the ink jet head of the present invention
  • FIG. 11 (B) is a plan view of FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line a—a ′.
  • FIG. 12 is a plan view schematically showing another example of the surface state of the discharge port surface of the ink jet head of the present invention.
  • FIG. 13 is a plan view schematically showing another example of the surface state of the discharge port surface of the ink jet head of the present invention.
  • FIG. 14 shows the discharge port surface of the ink jet head to which the present invention is applied.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a state of cleaning a.
  • FIG. 15 is a perspective view schematically showing an ink jet apparatus equipped with an ink jet head to which the present invention is applied.
  • FIG. 16 is a block diagram schematically showing a recording control mechanism of the ink jet apparatus.
  • Figure 17 is a diagram schematically showing the relative relationship between the ink jet head of the ink jet apparatus, the cap means and the cleaning blade.

Landscapes

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Description

明 細 書
改善されたイ ンク吐出口面を備えたイ ンク ジュ ッ トへッ ド、 該ィ ンク ジヱ ッ トへッ ドを備えたイ ンク ジヱ ッ ト装置
日月の
本発明は、 常時安定したイ ンクの吐出状態を達成できる改善され た吐出口面を備えたイ ンク ジェ ッ トヘッ ドに関する。 また本発明は 該改善された吐出口面を備えたイ ンク ジュ ッ トへッ ドを備えたイ ン ク ジニ ッ ト装匱に関する。 さ らに本発明は改善された吐出口面を備 えたイ ンク ジ ッ トへッ ドの製造方法を包含する。 背 醫
イ ンク ジ ッ ト記録方式は、 現在知られている各種記録方式の中 でも、 記録時に騒音の発生がほとんどないノ ンイ ンパク ト記録方式 であって、 かつ、 高速記録が可能であるなどの点で注目を集める有 効な記録方式であると評価され一般に使用されている。
ところで、 このようなイ ンク ジェ ッ ト記録方式においては、 熱を 利用 し、 イ ンクに膜沸騰を生起させるこ とで吐出口からイ ンクを吐 出させる形態を採用する ものがあり、 このような熱を利用するイ ン ク ジエ ツ ト記録方式がィ ンクの吐出方向の安定性の観点から好ま し い記録方式である。
ところが、 実際に記録を実行した場合、 記録信号に応答して吐出 される主たるイ ンク滴に付随して、 該主たるイ ンク滴に遅れて吐出 口から飛翔する微小イ ンクが発生する場合がある。 また、 主たるィ ンク滴が記録紙に着弾した場合、 着弾の際にイ ンクが跳返る現象が 生じ極めて微細なイ ンクの滴が記録領域中に発生する場合もある。 こ う した微小イ ンク （以下、 イ ンク ミ ス トと呼ぶこ とがある。 ） が 発生するとイ ンク ジヱ ッ トへッ ドの吐出口面に付着し、 イ ンクの液 溜りが生じるこ とがしばしばある。 こ う した液溜りの発生は、 吐出 口からのイ ンク滴の吐出を不安定にしたり、 イ ンクの不吐出を引き 起こす等の問題の発生につながるこ とが知られている。
従来、 こ う した問題を解決するために、 特願平 4 — 2 1 1 9 5 9 号に開示されるよう に吐出口が設けられた吐出口面に撥水処理を施 すこ とが行われていた。 図 1 は、 従来の撥水処理が施されたイ ンク ジヱ ッ トへッ ドの吐出口面を模式的に示している。 図 1 において、 1 0 1 は撥水膜、 1 0 2 はイ ンク供铪口、 1 0 3 はノズル ' 液室 ' 流路 · ノ ズル形成面を一体成形によ り作り上げた溝付天板、 1 0 4 は吐出口、 1 0 4 aは吐出口が設けられた吐出口面、 1 0 5 はイ ン クを吐出口から吐出させるための素子を有する基板である。 撥水膜 1 は、 図 1 では吐出口面 4 aのほぼ全面に形成されている。
このように吐出口面 1 0 4 aのほぼ全面に撥水膜 1 0 1 を形成し た場合、 吐出口の周辺部分におけるイ ンクの滞留が少な く なり、 前 述したィ ンクの不安定吐出等の問題はある程度改善される。 しかし、 連続した長期間の、 高周波駆動で、 高印字スピー ドで、 髙デューテ ィ 一で、 記録を実行する場合には、 発生するイ ンク ミ ス 卜の量が多 く 、 吐出口面にイ ンクの滴が次第に滞留するようになる。
従来においては、 イ ンク ミ ス トが吐出口面に付着するこ とによる イ ンク吐出伏態の劣化については前述のように認識されてはいるが、 吐出口面に付着したイ ンク ミ ス 卜がどのようにしてイ ンク吐出状態 の変化をもたらすかについては十分に認識されていない。
以下に、 吐出口面に付着したイ ングミ ス トがどのようにしてイ ン ク吐出状態の変化をもたらすかを簡略に説明する。
図 1 のようにノ ズル形成面のほぼ全面に撥水処理を行った構成で は、 イ ンク ミ ス トは吐出口から離れた領域に次第に多く 付着する傾 向にあることが発明者等の検討の結果わかった。 例えば、 吐出口か ら約 5 0 0 / mから 1 m m程度離れた領域では直径が 3 0 0 fi mか ら 5 0 0 z m程度に大型に成長したイ ンク ミ ス ト集合体が多数存在 する。 撥水領域では水 （イ ンク） に対する接触角が大きいために流 動性が大き く （水に対する接触角が 8 0度を越えると一層顕著なも のとなる。 ） 、 このよう に大型に成長したイ ンク ミ ス トは、 特に、 記録へッ ド自体を記録がなされる領域を往復走査させる装置構成の 場合、 往復動から生ずる慣性力をき つかけと してあるいは自重によ つて容易に移動しはじめ、 ついに吐出口に到達するこ とになり、 こ のよう に成長したイ ンク ミ ス トは部分的に対応する 1 〜 2 ノ ズルの 吐出口に引き込まれ不吐出を発生させる現象を生じた。
一方、 吐出口面における表面処理の形態のひとつと して、 米国特 許第 5 1 2 1 1 3 4号には、 1 つの吐出口の周縁を良好な溶剤湿潤 性をもつ領域部分 （いわゆる親水領域） と し、 良好な溶剤湿濶性を もつ各吐出口間を溶剤非湿潤性をもつ領域部分 （いわゆる撥水領域） で分断する構成のイ ンク ジエ ツ トへッ ドの吐出口面の形態が開示さ れている。 さ らに、 この公報にはノズル周囲のノズルプレー ト面が 環状に溶剤非湿潤性をもつ領域とされ、 残りの部分が溶剤湿潤性を もつ領域とされているイ ンク ジエ ツ トへッ ドの吐出口面の形態も開 示されている。
このような形態のイ ンク ジヱ ッ トへッ ドでは、 例えば吐出口周縁 の撥水領域部分に付着したイ ンク ミ ス トが集合化して、 直径約 5 0 mから 1 0 0 ;/ m程度に成長した場合、 撥水領域の水に対する接 触角が大きいために流動性を増しながら、 吐出口間を分断する親水 領域に達する。 そしてこの領域においてもイ ンク ミ ス トを更に捲き 込み一層大型化し、 さらに流動性を増大させ、 隣接した吐出口周縁 の撥水領域部分を乗り越え、 ついには吐出口に到達してしま う。
また、 吐出口面のイ ンク ミ ス トの大型化は、 キヤ ッ ビングを施す こ とによって一層助長されるこ とになる。 つま り、 イ ンク ミ ス トが 付着している吐出口面にキャ ップが当接するとキャ ップの縁を伝つ て比較的小さなイ ンク ミ ス トが集合し大型化するこ とになる。
このように大型になったイ ンク滴は、 キャ ップが離間するときに 吐出口面に残るが、 極めて大型であるため容易に吐出口面を移動し て吐出口に到達してしまい、 吐出口内に引き込まれ不吐出を発生さ せる現象を生じる。 発明の要約
本発明は従来技術における上述した課題を解決し、 改善された吐 出口面を備えたイ ンク ジエ ツ トへッ ドを提供することを目的とする。 本発明の他の目的は、 長期の連続したイ ンク吐出状態でありなが らク リ ーニング部材による吐出口面のク リ ーニング回数を極めて少 なく抑制してもイ ンクの吐出状態を安定化させるこ とができるイ ン ク ジヱ ッ トへッ ドを提供するこ とにある。
本発明の他の目的は、 吐出口面に付着したイ ンク ミ ス トを実質的 に不動態化するこ とができるイ ンク ジエ ツ トへッ ドを提供すること
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本発明の他の目的は、 吐出口面に生じたイ ンク ミ ス トをキヤ ツ ビ ング手段を吐出口面に接触させる際、 移動状態にならないような合 体状態に移行せしめ、 キヤ ッ ビング手段を吐出口面から離す際吐出 口面に残存したイ ンク滴に実質的に不動状態化できるイ ンク ジエ ツ トへッ ドを提供するこ とにある。
さらに、 本発明の他の目的は上述のイ ンク ジエ ツ トへッ ドを備え たイ ンク ジュ ッ ト装置を提供するこ とにある。
また、 本発明の他の目的は上述のイ ンク ジエ ツ トへッ ドの製造方 法を提供するこ とにある。
上記目的を達成する本発明は、 本発明者等が実験を介して鋭意検 討を行った結果に基づいて完成に至ったものである。
即ち、 イ ンク ジヱ ッ トへッ ドの吐出口面に対し、 吐出口から所定 距離隔てた領域に吐出口の配列方向に沿った帯状親水領域、 この領 域は吐出口面に形成された撥水層をへッ ド基板の一部とともに取り 去るこ とで側面撥水領域、 底面領域が親水領域とされた溝状の構造 で構成されている。 このような配列方向に沿った帯状の溝を少なく とも備えるこ とで、 吐出口近傍に付着したイ ンク ミ ス トを親水領域 に移動させてしまい吐出口の周囲からイ ンク ミ ス 卜の存在を除去す るとと もに、 吐出口面に付着したイ ンク ミ ス 卜の成長を抑制するこ とができるとの知見を得るに至った。 本発明はこの知見に基づき完 成に至ったものである。 B月の び ま し 、 の ^日月
本発明は、 オンデマン ドタイプのイ ンク ジヱ ッ ト方式の 1 つであ るバブルジヱ ッ ト方式や別の 1 つである ピエゾ方式に使用されるへ ッ ド、 コンティニユアスタイプのイ ンク ジヱ ッ ト方式のへッ ド、 及 び静電吸引タイプのイ ンク ジェ ッ ト方式のヘッ ドのいずれにも適用 できる。 これらのヘッ ドは少なく とも、 インクを吐出する吐出口と、 吐出口に連通したイ ンク流路と、 イ ンク流路内に設けられたイ ンク の吐出を生起させるエネルギーを発生するエネルギー発生衆子とを 備えている。 いずれの場合においても吐出口面の吐出口から所定距 離隔てた領域に凹状の親水領域を少な く とも備えることが重要であ る。
本発明によ り提供されるイ ンク ジエ ツ トへッ ドの代表的な第 1 の 態様は、 吐出口面に設けられた吐出口周囲近傍域に撥水領域を備え、 上記吐出口から所定距離離れた領域であって、 上記撥水領域に隣接 した領域中に凹状形状の帯状親水領域 （以下、 単に帯状親水領域と いう。 ） を有するこ とを特徴とする。
また、 本発明によ り提供されるイ ンク ジエ ツ トへッ ドの代表的な 第 2の態様は、 吐出口面に設けられた吐出口周囲近傍域に撥水領域 を備え、 上記吐出口から所定距離離れた領域であって、 上記撥水領 域に隣接した領域中に多数の親水領域を部分的に点在して有する撥 水領域と、 を有するこ とを特徴とする。
また、 本発明によ り提供されるイ ンク ジエ ツ トへッ ドの代表的な 第 3の態様は、 吐出口面に設けられた吐出口周囲近傍域に撥水領域 を備え、 上記吐出口から所定距離離れた領域であって、 上記撥水領 域に隣接した領域中に凹状形状の帯状親水領域 （以下、 単に帯状親 水領域という。 ） を有するこ とを特徴とする。
帯状親水領域を吐出口から所定距離離れた領域であって、 上記撥 水領域に隣接した領域中に設けるこ とで、 吐出口周囲のイ ンク ミ ス トが大型に成長するまえに親水領域にイ ンク ミ ス トを引き込み捕獲 することができる。 また、 吐出口に対して吐出口面を移動するイ ン ク滴があっても帯状親水領域に捕獲されるため直接吐出口に対して イ ンク滴が吐出口面を移動して到達するこ とがな く なりイ ンク滴の 影響が及ばなく なる。
また、 親水部分を点在させた撥水領域を備えたこ とによって、 微 小な撥水部分によるィ ン ク排除効果と微小な親水部分に依るィ ン ク 分離効果とから吐出口面に付着したイ ンク滴を集合化させるこ とが ない。 また滴径の大きなイ ンク滴を点在させた親水部分によって分 割でき、 しかも親水部分でイ ンク滴を捕獲できるため吐出口にむか うイ ンク滴の移動を抑制するこ とができ、 記録不良の発生を防止す るこ とができる。
本発明の親水部分を点在させた撥水領域では、 吐出口面に存在す るイ ンク ミ ス トを大径のイ ンク滴に成長する途中の過程で親水部分 内に取り込むように作用する、 あるいはすでに大径となったイ ンク 滴を親水部分で分割して取り込み保持するように作用させるこ とか ら、 隣接する点在親水領域の間隔を少な く とも大径のイ ンク滴を分 散できる間隔に配置するこ とが好ま しい。 したがって、 点在する親 水領域の間隔は、 吐出口面に付着したイ ンク滴が移動を行い始める 径に相当する 5 0 0 m程度以下の間隔とする。 点在する親水領域 の間隔は、 よ り好ま しく は数 / z mから 3 0 0 m程度、 さ らに好ま しく は 6 5〜 2 0 0 i m程度の範囲が好ま しい。 これは、 イ ンク滴 が移動しはじめる状態になる最小イ ンク滴径が約 1 0 0 m程度で あるため、 この程度の滴径を有するイ ンク滴を良好に親水部分内に 取り込むことができるか、 あるいは親水部分で分割できるよう にす るためである。
以下、 吐出口面におけるイ ンク ミ ス 卜の発生及び成長について説 明し、 前述の数値範囲が適当であるこ とを説明する。
イ ンク ミ ス トは、 記録のために記録紙対向面を走査されるイ ンク ジェ ッ トへッ ドのイ ング吐出口から吐出されたイ ンクが記録紙に着 弾した際にその衝撃によって着弾イ ンクの一部が跳ね返るこ とによ つて発生する微小な霧状のイ ンクが代表的なものである。 （この他 にはイ ンク吐出口から吐出された主たるイ ンク滴に伴って飛散する 微小なイ ンク もある。 ） このようにして発生したイ ンク ミ ス トは記 録紙へのイ ンクの着弾から僅かなタイムラグをもってイ ンク ジヱ ッ トヘッ ド側に飛散してく る。 このときイ ンク ジ X ッ トヘッ ドはすで に次のイ ンクを吐出するために走査移動している。 したがって、 ィ ンク ミ ス トは吐出口の近傍から離れた吐出口面に付着するこ とにな る。 このようにイ ンク ミ ス トが付着する領域やイ ンク滴の成長が見 られる領域は、 本発明者等の検討によれば吐出口から約 8 0 0 u rn から 1 . 5 m m程度離れた領域であった。
こ こで、 図 1 に示されるような吐出口面全面を撥水処理したイ ン ク ジエ ツ トへッ ドを用いて所定の印字を実行した後のイ ンク ジヱ ッ トへッ ドの吐出口面の様子を顕微鏡による目視観察した結果を説明 する。 なお、 いずれの場合も記録の途中には吐出口面のク リ ーニン グは行つていない。
まず、 所定の印字を実行したところ、 吐出口面に付着したイ ンク 滴は滴径が 5 0 / m程度のものであり、 吐出口面に対してほぼ均等 に分布している状態であつた。
次に、 さ らに所定の印字を実行した後、 吐出口面を観察したとこ ろ、 吐出口面に均等に分布していた滴径が 5 0 m程度のイ ンク ミ ス トが減少し、 それよ り も大径の約 1 0 0 m程度の滴怪のイ ンク 滴が不均一に存在するよう になっていた。 これは記録を続行するこ とでイ ンク ミ ス トがさらに吐出口面に付着するとともに、 隣接する イ ンク ミ ス ト との間で合体が始まるこ とで吐出口面に付着したイ ン クの移動が生じイ ンク滴の分布が不均一になったものと考えられる。 したがって、 1 0 0 m程度のイ ンク滴径が吐出口面を移動する最 小滴径であると判断される。
さらに所定の印字を実行すると、 イ ンク ミ ス ト及びイ ンク滴は吐 出口面でさ らに合体し、 滴径が 3 0 0〜4 0 0 /z m程度のイ ング滴 になっていた。 この程度のイ ンク滴径は、 移動の範囲も広く なり、 さらに周囲のイ ンク滴やイ ンク ミス トを合体させやすい状況にある。 さらに印字を実行したところイ ンク滴径はさらに大き くなり、 5 0 0 / m程度の滴径のイ ンク滴になっていた。 この程度のイ ンク滴にな るとさ らに広範囲に移動するところとなり、 吐出口の近傍までイ ン ク滴が到達する場合があり、 ときと して吐出口のいくつかにイ ンク 滴が入り込むこ とが判明した。
以上で得られた実験結果に基づいて、 従来のイ ンク ジ ッ トへッ ドの吐出口面における付着イ ンク ミ ス 卜の挙動を図 2を用いて説明 する。 全面に撥水処理が施された吐出口面に付着した滴径約 5 0〜 1 0 0 / m程度のイ ンク ミ ス ト 2 1 は、 記録が铳行されるに従い、 あらたに飛散してく るイ ンク ミ ス トや周辺のイ ングを吸収しながら 徐々に成長しイ ンク滴径を大き く し、 吐出口面を移動するようにな り、 5 0 0 m程度の付着イ ンク滴 2 2 になる。 この 5 0 0 / m程 度の付着イ ンク滴 2 2が吐出口面を移動し吐出口 2 0の周辺領域に 存在するようになると、 イ ンク ジエ ツ トへッ ドの往復走査の リ タ一 ン時の慣性力でイ ンク滴が容易に吐出口 2 0 に至ってしまう。 と く に、 吐出口から 1 . 5 mm程度離れた領域に存在するイ ンク滴が吐 出口近傍にまで移動した場合には、 移動の工程でそのイ ンク滴径は —層成長して 6 0 0 ;um〜 l mm程度にまでに成長することになり、 吐出口を閉鎖して しまう割合は一層高く なる。
また、 成長したイ ンク滴が存在する吐出口面に対してキヤ ッ ピン グを行う場合、 吐出口面のキャ ップの当接領域 2 4 に対して、 イ ン クが強制的に集約され 2 3で示すような極めて大きなイ ンク集合体 が形成されてしま う。 いったんこれが形成されて しま う と、 キヤ ッ プを吐出口面から離間させるこ とで即座にイ ンク集合体は吐出口側 に移動してしま う こ とが見られた。
本発明によれば、 帯状の親水領域を吐出口の配列方向に沿って設 けているため、 吐出口面を吐出口に向かって移動してく るイ ンク滴 を親水領域に引き込み捕獲するこ とができる。 また、 島状の親水領 域は、 その分布によって吐出口面に存在するイ ンク滴径を 1 0 0 // m程度以下に維持するとと もに、 大きな径のイ ンク滴を 1 0 0 / m 以下に分割できる。 さ らに吐出口面に付着するイ ンク滴が吐出口に 至らないようにイ ンク滴を捕獲するこ ともできる。
以上の説明を踏まえた上で、 図 3に基づき本発明が適用される吐 出口面の代表的な一例を説明する。 図 3は、 吐出口面のほぼ中央領 域に口径約 3 0 // mの吐出口 Dが一定の配列密度で間欠的に複数配 列しており、 その周囲近傍は撥水処理が施された中央撥水領域 Eと されている。 そして、 複数の吐出口列 Dから所定距離 Hだけ隔てて 中央撥水領域 Eに隣接し且つ吐出口列に沿って両側には、 第 1 、 第 2の溝状親水領域 C I , C 2が幅 Wにわたつて設けられている。 ま た、 その外側には撥水領域中に島状親水溝を間欠的に複数設けた第 1、 第 2外部親水領域 B 1 , B 2が設けられている。
上記第 1、 2の溝状親水領域 C I , C 2は、 吐出口からの離間距 離 Hを約 3 5〜 1 1 0 z m、 幅 Wを 1 0 0 yu m〜 4 0 0 〃 mと して 設けられている。 この第 1、 2の溝状親水領域 C I , C 2は、 帯状 の溝と して構成されており、 吐出口面の外側から移動して く るイ ン クを溝内に捕獲して吐出口に対して至ら しめないように機能してい る o
また、 第 1 、 第 2外部親水領域 B l , B 2は吐出口 Dの縁から、 6 0 0 Π！〜 1. 8 mmの範囲に設けた。 この外部親水領域はイ ン ク滴径が約 5 0 0 m程度の広範囲の移動を行う ものに作用するよ うに隣接する島状親水領域の間隔を約 6 5〜 2 0 0 mの範囲内と する。
また、 これら溝状に加工される親水領域は樹脂製の吐出口形成基 板材料の表面に撥水処理を行い撥水膜を設けたところでレーザー加 ェするこ とによって形成される。 すなわち、 撥水膜側から レーザー を照射し、 吐出口形成基板の表面を削り とるこ とで撥水膜の一部が 取り除かれ親水領域が形成されるのである。 したがって、 加工され た溝状親水領域 5の断面形状は、 図 1 1 ( B ) に模式的に示される 溝状親水領域 5のように、 その底面部分及び底面部分から立ち上が る溝壁の一部に樹脂製基板の表面が露出 しこの部分が親水領域とな り、 残りの溝壁は撥水膜によって構成されている。
このように加工された溝状親水領域に捕獲されたイ ンク滴は、 溝 の底面部分と溝壁の一部にイ ンクが良好に付着し、 極めて吐出口面 を移動しにく い状態となる。 なお、 後述する吐出口面のク リ ーニン グによっては容易に取り除かれる。
ここで吐出口面に形成される溝の深さは、 撥水膜の厚みを 0 . 1 〜 0 . 2 〃 mと した時 0 . 2〜 0 . 6 m程度とするこ とが好ま し い。
ところで、 吐出口面に対しては、 イ ンクの吐出特性を改善する目 的でキャ ップが当接されるが、 キャ ップが吐出口面に当接するこ と でイ ンクの滴径が肥大するこ とは図 2 に示したとおりであるが、 こ のようなイ ンク滴を効率よ く 分散するために、 キャ ップによって囲 まれた領域内のみに親水部分点在撥水領域を持たせてもよ く 、 キヤ ップ当接領域の境界に親水部分点在撥水領域が存在する構成に して もよい。
なお、 第 1 親水領域 C 1 、 第 2親水領域 C 2 は、 前述したように 帯状と してもよいが、 微小なイ ンク ミ ス 卜を保持し吐出口周辺の撥 水領域の効果を維持するこ とができるのであれば、 帯状部分を適宜 分断した実質的に外部親水領域と同様な構成と してもよい。 なお、 本発明は、 図 3 に示されるよう に吐出口の両側に第 1 、 第 2溝状親水領域 C 1 , C 2及び/または第 1、 第 2外部親水領域 B 1 , B 2を設ける構成のほか、 第 1 溝状親水領域 C 1 と第 1 外部親水領 域 B 1 のみを設けるような、 吐出口を境と していずれか一方の側に のみ加工を施す構成も包含される ものである。
本発明は、 特に高周波数記録、 高デューティ一印字、 高印字スピー ド記録などイ ンク ミ ス トの発生が増大するような記録条件下で有効 に機能する。
本発明によれば、 吐出口に至るイ ンク滴が減少するため、 吐出口 面から除去すべきイ ンクが減少するので、 ク リ ーニング圧力を減少 でき、 この点から撥水部分の寿命が向上される。
本発明が適用される吐出口面の撥水領域と親水領域との具体的な パターンを図 5から図 1 3 までに示す。 イ ンク ジヱ ッ トへッ ドの吐 出口面はその全面に撥水処理が施されたうえで以下に示す親水領域 のパターンが各種施されている。
図 5 は本発明のよ り具体的な吐出口面の加工パターンの実施例で ある。
図 5で示される親水領域のパターンは、 吐出口板 1 に幅 £ に渡つ て設けられた吐出口 4の両側であって、 吐出口 4から所定距離隔て られた領域に吐出口配列方向に平行で、 かつ吐出口 4の両側に帯状 に設けられた溝状親水領域 5を備えるとともに、 吐出口 4から上述 した溝状親水領域 5を介してさ らに外側の撥水処理が施された吐出 口面 8に複数の島状親水領域を間欠的に設けた外部親水部 6 を備え る。
吐出口から溝状親水領域 5 までの距離 H 1， H 2、 溝状親水領域 5の幅 W l , W 2はイ ンクの種類、 吐出口径等により選定されるが、 好適な数値の選定については後述する。 なお、 溝状親水領域 5の長 さは、 吐出口配列幅と同等かも しく はそれ以上であるこ とが望ま し い。 また、 溝状親水領域 5の外側に複数の島状親水領域を間欠的に設 けた外部親水領域 6の島の形状は基本的には問わないが、 島状の親 水部分はこの部分に捕獲するイ ンク滴の移動を抑制する機能を発揮 する必要から、 よ り好適な形状と しては丸よ り も角を備えている方 が望ま しい。 図 5では六角形状を採用 している。 島状部分の面積や 配置間隔などについては後述する実験 1 、 実験 2、 実験 3 によって 最適な範囲を示す。 なお、 7 は吐出口面 8に当接されるキャ ップ手 段の当接部分を示す破線である。
図 6 は、 図 5 に示される親水領域パターンの変形例を示すもので ある。 図 6 は、 吐出口の両側であって、 吐出口から所定距離離れた 領域に帯状親水領域 5 と、 その外側に六角形状の島状親水部分を点 在させた外部親水領域 6 と、 を備えている点で概略構成は図 5 と同 様であるが、 特に溝状親水領域 5の外方に間欠的に凸部が設けられ ている。 この凸部は外部親水領域 6 に間欠的に設けられた島状親水 部分の間を補完するように設けられて構成されている。
溝状親水領域 5の形状をこのように変更するこ とで、 溝状親水領 域 5 と外部親水領域 6 とが連続性をもって隣接することになり、 吐 出口面に付着したイ ンク滴を良好に親水領域に取り込むこ とができ る。
図 7 は、 図 5の親水領域パターンの変形例で、 吐出口 4の両側で あって、 吐出口 4から所定距離離れた領域に溝状親水領域 5のみを 設けた構成である。 吐出口 4 の近傍に付着するイ ンク ミ ス トは少な く とも溝状親水領域 5 に移動して捕獲されるこ とになるため、 本発 明の初期の目的は十分達成できる。 この溝状親水領域 5 はもちろん 図 6 に示される溝状親水領域 5 のように凸状部分を備えていても良 い。
図 8 は、 図 5の親水領域パターンを変形し、 溝状親水領域 5 と外 部親水領域 6 とを吐出口 4 を境に吐出口面 8の一方の側にのみ設け た構成を採用する。 吐出口面 8 に図 8のような親水領域のパターンが設けられたイ ン ク ジエ ツ トへッ ドは、 走査型のイ ンク ジヱ ッ ト装置において所定の —方向に移動するときにのみィ ンクを吐出 して記録を行う ような場 合に有効となる。 すなわち、 このような装置では基本的にイ ンクを 吐出 しながら走査移動する方向の下流側の吐出口面 8にイ ンク ミ ス 卜が付着するこ とになる。 したがって、 イ ンク ミ ス トが付着する.領 域にのみ溝状親水領域 5 と外部親水領域 6 とを設ければ、 付着した イ ンク滴が吐出口に至るこ とがな く良好なイ ンク吐出状態を維持す るこ とができるこ とになる。
図 9 は、 図 5 に示される親水領域パータ ンの変形例であるととも に、 図 8の変形例ともみなせる もので、 図 8の親水領域パターンの 構成に加えて、 溝状親水領域 5 を吐出口 4の両側に設けている。 こ の構成は、 さらに図 7 に示される親水領域パターンの変形例と もみ なせる ものである。
図 9の親水領域パターンは、 図 8 において説明したように一方向 記録を実行する装置において、 多量にイ ンク ミ ス トが付着する走査 方向の下流側だけでなく 、 走査方向の上流側にィ ンク ミ ス トが付着 するこ とがあっても、 溝状親水領域 5 によってイ ンク ミ ス トを捕獲 でき、 吐出口 4 にイ ンク ミ ス トを至らせるこ とが抑制され安定した イ ンク吐出状態を維持できる。
図 1 0 は、 図 5 に示される親水領域パータ ンの外部親水領域 6の 変形例であり、 外部親水領域 6のパターンを吐出口 4配列方向に対 して直交する長方形状の島状親水部分を一列に配列した構成とされ ている。
この外部親水領域 6の島状親水部分の形状は図 1 0 に示されるよ うな長方形状でも良いが、 吐出口 4側を底辺と し、 吐出口 4から遠 ざかるにしたがって幅が狭く なるような三角形状のパターンなどで もよい。 なお、 図中 7 はキャ ップの当接部分を示しており、 外部親 水領域 6 とキャ ップの当接部分とが重なっている。 このよう に外部 親水領域 6 とキャ ップの当接部分とを重ねるこ とで、 図 2で示した ようなキヤ ッ ビング動作によって生じるイ ンク滴の成長を外部親水 領域 6で分割できるため、 キヤ ッ ビングによって成長するようなィ ンク滴が吐出口 4 に到達するこ とを良好に抑制できる。 '
図 1 1 ( A ) , ( B ) は、 図 5 に示される親水領域パターンの変 形例であり、 外部親水領域 6の構成を溝状親水領域 5 に平行な帯状 の溝状親水領域 9 に変えたものとされている。 このような変形は親 水領域パターンを形成する場合のマスクパターンを変更するだけで 容易に形成するこ とができる。
図 1 1 ( B ) に （A ) の断面図を示す。 溝状親水領域 9 は、 溝状 親水領域 5 に比べ溝の深さを数倍深く形成していることが特長であ る。 このように深い溝状親水領域 9 は吐出口面 8に付着したイ ンク ミ ス トを初期段階から捕獲することができ、 さ らには溝状親水領域 9を通過するイ ンクを分断する効果が一層増強される。 また、 この 溝状親水領域 9が設けられる領域は吐出口面 8 に当接されるキヤ ッ プの当接位置 7 に相当しており、 このようにキャ ップの当接位置 7 に関連して溝状親水領域 9を設けるこ とでキャ ップがなされること で成長するイ ンク滴が溝状親水領域 9で捕獲できる。 点は図 1 0の 外部親水領域 6 と同様の効果を有する ものである。
溝状親水領域 9の深さは、 具体的には 2 0〜 3 0 / mとするこ と が好ま しい。 後述するが溝状親水領域 5 と溝状親水領域 9 は、 吐出 口面に撥水処理を施した後にエキシマレーザーを照射するこ とによ つて形成される。 このよう にレーザー加工を行う ことによって、 吐 出口面を構成する材料が削り取られ撥水部分が取り除かれる。 した がって、 深さの異なる親水領域を形成するためには、 深く形成した い領域に対し複数回レーザー照射がなされるよう にマスクを交換す ることで深さの異なる二つ以上の親水領域を形成することができる。 図 1 2 は、 図 5 に示される溝状親水領域 5 と外部親水領域 6 のパ ターンと図 1 1 ( A ) . ( B ) に示される溝状親水領域 9のパター ンとを組み合わせたものであ り、 両者の有する優れた効果を相乗的 に発揮するこ とができる。
図 1 3 は、 図 5 に示される親水領域パターンの変形例であり、 吐 出口 4 1 の配列方向に沿って、 各吐出口 4 1 に対応して吐出口 4 1 を囲むように吐出口 4 1 の両側に円弧状の親水溝 5 1 が一列設けら れている。 そして、 その外側には吐出口 4 1 の配列方向に沿って、 吐出口側に底辺をもつ三角形状の第 1 外部親水領域 6 1 が一列と、 さらにその外側に吐出口 4 1 の配列方向に沿って、 吐出口側に底辺 をもつ三角形状の第 2外部親水領域 6 1 ' が一列設けられている。 第 1 、 第 2 の外部親水領域 6 1， 6 1 ' は、 互いの配列間隔を捕 完するように、 千鳥状に配列されている。
このような親水領域パターンとするこ とで、 吐出口面でイ ンク滴 の集合化が始まって吐出口側にイ ンク滴が移動し始めたと しても、 第 2外部親水領域 6 1 ' の存在によってすぐに第 2外部親水領域 6 1 ' に取り込まれるか或いは第 2外部親水領域 6 1 ' を設けたこ とに よって撥水領域が吐出口 4 1 側に向かって徐々に狭く なるため、 ィ ンク滴は第 2外部親水領域 6 1 ' によって分断されるこ とになる。 また、 第 2外部親水領域 6 1 ' を通過したイ ンク滴は第 1 外部親水 領域 6 1 によって取り込まれることになりその移動が制限されるこ とになる。 したがって、 吐出口面の外側からのイ ンクの移動は良好 に抑制される。
例え、 第 1 の外部親水領域 6 1 を通過したイ ンク滴があつたと し ても、 吐出口のほぼ周囲を半円弧状に覆う親水溝 5 1 が存在するた め、 わずかなイ ンク さえも確実に親水溝 5 1 で捕獲し、 イ ンク滴の 吐出口への到達を阻止できる。 親水溝 5 1 の吐出口からの距離 Hは、 これまで説明してきた構成例と同様に 3 5〜 2 0 0 // mの範囲内で 十分な効果を得るこ とができた。 また親水溝 5 1 の幅 Wも 1 0 0〜 4 0 0 / mの範囲とするこ とでイ ンクの取り込みを良好に行う こと ができる。 以上のよう に、 本発明が適用された吐出口面を備えたイ ンク ジェ ッ トへッ ドはイ ンク ミ ス 卜によって引き起こ される各種の問題を解 決でき、 従来の撥水領域の構成からは予想できない効果をもたらす ものである。
上述の構成を採用 したイ ンク ジエ ツ トへッ ドであれば吐出口面に 存在するィ ンク滴を極めて確実に分散化でき、 かつ捕獲できるので、 吐出口にイ ンク ミ ス 卜が到達して不吐出状態を招く ような悪影 が 防止される。
図 1 4 は、 ク リ ーニングブレー ド 1 1 のエッ ジ 1 2 による吐出口 面 8をク リーニングする場合の様子を説明するためのものである。 ク リ ーニングブレー ド 1 1 は吐出口面 8に設けられた溝状親水領域 5、 吐出口 4の周囲の中央撥水領域 Eに存在するイ ンク滴やイ ンク ミ ス トを吐出口面 8を矢印方向に相対的に摺擦移動するこ とによつ て吐出口面 8から取り除く ものである。
つま り、 ク リ ーニングブレー ド 1 1 は、 イ ンク ジヱ ッ トへッ ドが 走査移動されるこ とで吐出口面 8を矢印方向に相対的に摺擦移動す るが、 このとき溝状親水領域 5の溝内に保持されているイ ンク滴を エッ ジ 1 2 によってかき集め溝内から取り去る。 取り去られたイ ン ク滴は中央撥水領域 Eに存在するイ ンク ミ ス トを合体しながらより 大きなイ ンク滴 1 0 となって移動する。
このようにク リ ーニングブレー ド 1 1 によってイ ンクが次々合体 されて吐出口面 8上を移動することで吐出口面 8上に存在するイ ン ク滴が良好に拭い去るこ とができる。 なお、 拭い去られるイ ンクは 非常に大きな塊と して吐出口面 8を移動するため、 吐出口 4の部分 をイ ンクの塊がブレー ドとと もに通過してもイ ンクの表面張力の方 が極めて大きい状態であるこ とから吐出口内にイ ンクが侵入するこ とがない。
上述した所望の親水領域が設けられるイ ンク ジ X ッ トへッ ドは図 4 に示されるような工程に沿って製造される。 まず、 液室 （不図示） 、 流路 3 1 、 吐出口板 1 を一体的に備えた 溝付天板 3を射出成型法によって作成する （ステップ 1 ) 。 なお、 1 A, 1 Bは吐出口が形成される吐出口板の表面と裏面をそれぞれ 示している。 吐出口板 1 には吐出口は 6 4個、 3 6 0 d p i と して 形成されている。
このように形成された溝付天扳 3の吐出口板 1 の表面 1 Aに撥水 処理を施す （ステップ 2 ) 。 撥水剤塗布範囲は、 こ こでは吐出口面 全面ではなく 、 キャ ップ当接範囲を含むある塗布範囲を指定してい るが、 これは、 撥水剤塗布時、 及び乾燥時に裏まわりするのを防ぐ ためである。 例えば、 図 5に示されるようにキャ ップ当接範囲 A, B, Cが吐出口面の端部から 0. 6 mm内方の位置にあるような場 合、 撥水塗布範囲は A, B, Cの各領域で吐出口面の端部から 0. 5 mmの位匱と している。 しかし、 撥水剤が基板の裏側に回り込む 心配がなければ吐出口形成面全面に塗布してあってもよい。 撥水処 理は転写法により行い、 その塗布厚みは 0', 1〜 0. 2 〃mとした。 撥水処理は転写法に限られず、 ロールコタ一法など通常の塗布方法 がいずれも使用できる。 撥水剤の塗布厚みも上述の範囲に限られる ものではないが、 この範囲よ り薄い場合には撥水効果が十分に得ら れず、 あま り厚いとク リ 一二ングなどによって容易に撥水膜が剥離 してしま う。
続いて、 撥水処理が施された吐出口板 1 を含む溝付天扳 3に対し て熱処理を施し、 撥水処理剤を熱硬化させるこ とによって撥水膜を 形成した。 その後、 吐出口板 1 の表面 1 Aに形成された撥水膜に対 して親水部を形成すべき箇所に対応する所定の箇所を開口させたマ スク M Sを介してエキシマレーザー E L Aを照射し、 親水領域を形 成する （ステップ 3 ) 。 このときのエキシマレーザーのパワーは撥 水剤の厚みが 0. 1〜 0. 2 mの場合 2 0 0 m j ノ c m2、 1 パル ス〜数パルスでの 件である。
その後、 エキシマレーザーを用いて、 吐出口板 1 の裏面 1 B側か ら入射角度 0が 5〜 1 0度の範囲でレーザーを照射するこ とによ り 吐出口 4を形成する （ステップ 4 ) 。 なお、 レーザー加工時に吐出 口形成面に炭素が付着するが、 これは粘着テープを貼り付け引き剥 がすこ とによって炭素を吐出口形成面よ り除去する。
そして、 このよう に加工された溝付天板 3 と、 イ ンクをノ ズルか ら吐出させるための手段である発熱抵抗体を有する基板とを接着し 所望りイ ンク ジエ ツ トへッ ドを得る。
こ こで、 溝付天扳 3の材質は、 成形性及びイ ンクの接液性などの 制約より限られた材質の中から選ばなければならない場合が多いが、 本発明では、 ポリサルフ ォ ンが使用されている。 なお、 ポリサルフ オ ンのイ ンクに対して親水性を示す材料であ り、 イ ンクに対する接 触角は約 6 0度程度である。
また、 撥水剤と しては、 例えば主鎖に含フ ッ素へテロ環状構造を 有するポリマー、 具体的にはサイ ト ップ C T X - 1 0 5 (旭硝子社 製） 、 サイ ト ップ C T X— 8 0 5 (旭硝子社製） 、 フルォロォレフ ィ ンと ビニルエーテルとの交互共重合体、 具体的には例えば市販の ノレミ フ ロ ン （旭硝子社製） 、 フルォネー ト （D I C社製） 、 セフ ラ ルコー ト （セ ン ト ラル硝子社製） 、 C一 1 (ダイキン硝子社製） 、 ト リ フロ ン （三井石化硝子社製） 、 K Y NA R— S LZK Y N A R - A D S (AT O C H EM社製） 、 反応性オリ ゴマーと希釈モノ マー からなる光ラ ジカル重合型フ ッ素樹脂組成物、 具体的には例えば市 販の D E F E N S A (D I C社製） 、 共重合櫛形フ ッ素ポ リマー、 具体的には例えば市販の L F— 4 0 (綜研科学社製） 、 フロロ シ リ コ ン、 具体的には例えば市販の K P 8 0 1 M (信越化学社製） 、 パー フ ロ ロ シク ロポ リ マー、 具体的には例えば市販の T e f 1 o n A F (D U P O N社製） などが適用可能である。
これらの材料のうちサイ ト ップ C T X— 1 0 5が好適に使用する こ とができる。 なお、 サイ ト ップ C T X— 1 0 5に対するイ ンクの 接触角は約 7 0度程度である。 本発明においては、 撥水処理の領域と親水処理された領域とのィ ンクの接触角の相対的な差を 1 0度程度も し く はそれ以上になるよ うに撥水剤を選択することで良好なィ ンク ミ ス ト対策を達成できる。 以下では、 吐出口面に形成される溝状親水領域 5、 外部親水領域 6の好適な構成の条件を詳述する。
まず、 溝状親水領域 5は吐出口から所定距離 Hだけ離れて吐出口 配列方向に平行に形成される。 この溝状親水領域 5においては、 図 5で示される吐出口から溝状親水領域 5までの距離 H I , H 2及び 溝状親水領域 5の幅 W l , W 2を適切に設定するこ とが、 吐出口面 に存在するイ ンク ミ ス トによる吐出不良を抑制する上で重要な要素 である。
吐出口 4から溝状親水領域 5までの距離 H 1， H 2は、 あま り狭 いと吐出口面 8の中央撥水領域 Eに存在するィ ンク ミ ス トの滴径に よっては、 吐出口 4 と溝状親水領域 5 とがイ ンク ミ ス トによって連 通状態となってしま う。 このような状況では溝状親水領域 5に存在 しているイ ンクを吐出口 4に導いてしま う ところがあり好ま しく な い。 また、 イ ンクを吐出口 4に導いてしまう状態は吐出口 4の径に よっても異なる ものである。 したがって、 吐出口 4から溝状親水領 域 5までの距離 H I , H 2は、 吐出口の口径よ り も大き く規定され る必要がある。 また、 吐出口 4から溝状親水領域 5までの距離 H 1 , H 2があま り離れていると、 例えば中央撥水領域 Eに存在するイ ン ク ミ ス トが容易に移動できる大きさのイ ンク滴 （滴径 1 0 0 m以 上） となってしまい吐出口 4にイ ンク滴が移動し、 吐出不良を引き 起こすこ とになつてしま う。 したがって、 中央撥水領域 Eに付着し ているイ ンク ミ ス トを溝状親水領域 5に引き込むのに容易な距離と するのがよい。 これらの条件を満足する距離 H 1 , H 2は吐出口径 を基準に して表すと吐出口径の約 1 . 2倍以上 3. 5倍以下程度の範 囲とされるこ とが好ま しい。 具体的には吐出口の口径を約 3 0 / m とすると約 3 5〜 1 1 0 z mである。 この範囲であれば、 イ ンク ミ ス トを吐出口部分に到達させるこ とな く 溝状親水領域 5で良好に保 持しているこ とができる。
—方、 溝状親水領域 5の幅 W l , W 2は、 吐出口面のイ ンク ミ ス トを良好に捕獲している必要があるため、 あま り狭いことは好ま し く ない。 例えば、 吐出口面を移動し始めるイ ンク最小滴径の 1 0 0 / mよ り狭いこ とは、 この親水領域が吐出口面を移動するイ ング滴 を確実に捕獲する機能を信頼性高く 発揮する観点からも好ま しく な い。 よって、 親水領域の幅 W l , W 2は少な く と も 1 0 0 / m以上 であるこ とが望ま しい。 また、 親水領域の幅 W l , W2の上限は、 幅を大き くするこ とは吐出口面を移動するイ ンク ミ ス トを捕獲する 点では優れるこ とになるが、 吐出口面がほぼ全面にわたって親水領 域になってしま うため好ま しく ない。 また、 ク リ ーニングによって 吐出口面に存在するイ ンク滴を拭い去るのに良好な結果を得るため には溝状親水領域の幅 W 1 , W2は 4 0 0 m程度以下が好ま しい。 この幅以上ではク リーニング後に溝状親水領域内にイ ンクが残存す る場合があり、 この状態で長期間放置されてしまう と、 溝状親水領 域 5 と して十分な機能が発揮されな く なり、 初期の目的を達成でき な く なってしま う。
次に、 外部親水領域についての好適な条件を以下の実験に基づき 検討した。 実験 1
本実験では、 島状の親水パターンのみを吐出口の両側に設け、 パ ターン間距離 Lを調整して親水部分点在撥水領域を形成したイ ンク ジヱ ッ トへッ ドの試料を作成した。 なお、 イ ンク ジヱ ッ トへッ ドの 作成は前述したイ ンク ジエ ツ 卜へッ ドの作成方法にしたがって行つ た。
こ こで、 パターン間距離 Lは、 親水部分点在撥水領域の親水部は ピッチ 0. 4 mmのマス目の交点に設けられるようにされており、 これらのマス目の交点に設けられた親水部の隣接間隔を表している。 この実験例では第 1 表に示される試料 N o . 1 〜 6の 6種類の隣接 間隔 Lを設定した。 試料サンプルはそれぞれの場合について 5つづ つ作成した。
得られたイ ンク ジヱ ッ トヘッ ドを用いて、 周波数 6 . 2 K H zで A 4版の記録紙にイ ンクを全吐出口から吐出させるベタ印字を 1 .頁 にっき 6 0行で記録し、 これを途中でク リーニング動作を行う こ と なく 5枚連続して行った。
連続して印字した記録紙に吐出口がイ ンクによって目詰まること で発生する白筋の有無を目視によって観察した。
観察の評価は以下の基準で行った。
〇 ： 供試サンプルのすべてが良好な印字を実行できた場合
△ ： 供試サンプルの 1 つ〜 4つが良好な印字を実行できた場合
： 供試サンプルのすべてのへッ ドで不吐出の状態を発生した場合 実験 1 よ り親水部分の距離 Lは 6 5〜 2 0 0 ( /z m ) 程度が好適 であるこ とが理解される。 実験 2
本実験では、 島状の親水パターンのみを吐出口の両側に設け、 パ ターン 1 つ当たりの面積 Sを調整して親水部分点在撥水領域を形成 した。 なお、 イ ンク ジヱ ッ トへッ ドの作成は前述したイ ンク ジエ ツ トへッ ドの作成方法にしたがって行った。
こ こで、 パターン 1 つ当たりの面積 Sは、 親水部分点在撥水領域 の親水部はピッチ 0 . 4 m mのマス目の交点に設けられるようにさ れており、 これらのマス目の交点に設けられた親水部の 1 つ当たり の面積を表している。 この実験例では第 2表に示される試料 N o . 7〜 1 2の 6種類のパターン 1 つ当たりの面積 Sを設定した。 試料 サンプルはそれぞれの場合について 5つづつ作成した。
なお、 得られたサンプルイ ンク ジヱ ッ トへッ ドは実験 1 と同じ記 録条件で記録を行い、 実験 1 と同じ評価方法で評価した。
観察の評価は以下の基準で行った。
〇 ： 供試サンプルのすべてが良好な印字を実行できた場合
Δ ： 供試サンプルの 1 つ〜 4つが良好な印字を実行できた場合
X ： 供試サンプルのすべてのへッ ドで不吐出の状態を発生した場合 実験 2 よ り島状の親水パターン 1 つ当たりの面積 Sは 0 . 1 0〜 0 . 2 5 ( m m2 ) 程度が好適であるこ とが理解される。 実験 3
本実験では、 島状の親水パターンのみを吐出口の両側に設け、 単 位面積当たりに占める島状の親水パターンの分布密度を調整して親 水部分点在撥水領域を形成した。 なお、 イ ンク ジェ ッ トヘッ ドの作 成は前述したイ ンクジヱッ トへッ ドの作成方法にしたがって行った。
この実験例では第 3表に示される試料 N 0 . 1 3〜 1 8の 6種類 の単位面積当たりに占める島状の親水パターンの分布密度を設定し た。 試料サンプルはそれぞれの場合について 5つづつ作成した。 なお、 得られたサンプルイ ンク ジ ッ トへッ ドは実験 1 と同じ記 録条件で記録を行い、 実験 1 と同じ評価方法で評価した。
観察の評価は以下の基準で行った。
〇 ： 供試サンプルのすべてが良好な印字を実行できた場合
△ : 供試サンプルの 1 つ〜 4つが良好な印字を実行できた場合
X ： 供試サンプルのすべてのへッ ドで不吐出の状態を発生した場合 この実験 3より単位面積当たりの親水部分の占める分布密度は 3 5 %〜 6 5 %程度が好適であるこ とが理解される。
以上のような条件を満足する範囲内で、 吐出口面に対して撥水領 域と親水領域とを前述したような各種のパターンで形成するこ とが できる。
ところで、 上述したような吐出口面に対して所定の加工が施され たイ ンク ジヱ ッ トへッ ドは、 次に示すような装置に搭載されて記録 信号が付与されるこ とで良好な記録を達成するこ とができる。
図 1 5 は本発明が適用されたイ ンク ジエ ツ トへッ ドが搭載される 装置を模式的に示す図である。 図 1 5において、 駆動モータ 5 0 1 3 の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア 5 0 1 1 , 5 0 0 9を介して 回転する リー ドスク リ ュー 5 0 0 5 の螺旋溝 5 0 0 4 に対して係合 するキャ リ ッ ジ H Cはピン （不図示） を有し、 矢印 a , b方向に往 復移動される。 このキャ リ ッ ジ H Cには、 イ ンク ジェ ッ トカー ト リ ッ ジ I J Cが搭載されている。 5 0 0 2 は紙押え板であり、 キヤ リ ッ ジ移動方向にわたって紙をプラテン 5 0 0 0 に対して押圧する。
5 0 0 7. 5 0 0 8はフ ォ ト力ブラで、 キャ リ ッ ジのレバー 5 0 0 6 のこの域での存在を確認して、 モータ 5 0 1 3 の回転方向切換等を 行うためのホームポジシ ョ ン検知手段である。 5 0 1 6 は記録へッ ドの前面をキャ ップするキャ ップ部材 5 0 2 2を支持する部材で、 5 0 1 5はこのキヤップ内を吸引する吸引手段でキヤップ内開口 5 0 2 3 を介して記録ヘッ ドの吸引回復を行う。 5 0 1 7 はク リーニングブ レー ドで、 5 0 1 9 はこのブレー ドを前後方向に移動可能にする部 材であり、 本体支持板 5 0 1 8 にこれらは支持されている。 ブレー ドは、 この形態でな く周知のク リ ーニングブレー ドが本例に適用で きることはいうまでもない。
又、 5 0 1 2は、 吸引回復の操作を開始するためのレバーである。 キヤ リ ッ ジ H Cがホームポジシ ョ ンに移動して く るこ とでキヤ リ ッ ジ HCの一部とカムと 5 0 2 0とが当接する。 これによつてカム 5 0 2 0 が図中左側に移動すると駆動力伝達ギア 5 0 0 9 とカム 5 0 2 0 と が嚙み合い、 その伝達経路がかわる。
これらのキヤ ッ ビング、 ク リ ーニング、 吸引回復は、 キャ リ ッ ジ がホームポジシ ョ ン側領域にきたときに リ ー ドスク リ ュー 5 0 0 5 の作用によってそれらの対応位置で所望の処理が行えるように構成 されているが、 周知のタイ ミ ングで所望の作動を行うようにすれば、 本例には何れも適用できる。 上述した装置における記録、 回復などを実行するための制御構成 について図 1 6 に示すブロ ッ クを参照して説明する。 制御回路を示 す同図において、 1 0 6 は外部入力と して記録信号を入力するイ ン ターフェースを含めた C P Uで、 C P Uが実行する制御プログラム を格納するプログラム R O Mや各種データ （上記記録信号やへッ ド に供袷される記録データ等） を保存し、 印字 ドッ ト数やイ ンク ジ工 ッ 卜へッ ドの交換回数等も記憶できておく ダイナ ミ ッ ク型の R A M を含むものである。
駆動手段 1 0 2 はイ ンク ジヱ ッ トへッ ド 1 0 3 に対する記録デー 夕の供袷制御を行うゲー トアレイを有し、 イ ンターフ ヱース、 プロ グラム R O M , R A Mのデータによりヘッ ドを眍動する。 1 7 1 は、 駆動手段 1 7 2の駆動周波数を変更できる周波数設定手段である。 本実施例では、 高速用周波数と、 通常記録周波数を設定変更する。
1 7 4は、 ク リ ーニング手段 （以下ブレー ドともいう。 ） で、 イ ン ク ジェ ッ トヘッ ドの吐出口面をク リーニングする。 1 7 5 はイ ンク ジエ ツ トへッ ドのク リーニングを行ったブレー ドに付着したイ ンク を取り除きブレー ドの清掃を行うためのブレー ドク リーニング手段 である。 1 7 7 はキヤ ッ ビング手段で、 記録中のデータ処理や何ら かの不都合が生じた時にキヤ ッ ビングを行う他、 通常の吸引回復や 待機時のキヤ ッ ビングを行う。
図 1 7 はイ ンク ジヱ ッ トへッ ド I J Hに対して施されるキヤ ツ ビ ングの状態と、 ク リ ーニングの状態とを便宜上合わせて模式的に示 している。 したがって、 キャ ップ手段 1 7 7 とブレー ド 1 7 4 との 相対的位置関係は図示される ものに限定されない。 また、 以下の説 明におけるイ ンク ジエ ツ トへッ ドは、 図 3で示した表面形態の吐出 口面を有するイ ンク ジヱ ッ トへッ ドである。
イ ンク ジヱ ッ トへッ ド I J Hに対しては、 記録がなされた後イ ン ク ジヱ ッ トへッ ド I J Hがへッ ド移動方向に沿ってイ ンク ジ ッ ト へッ ドの所定のホームポジシ ョ ンに向かって移動する途中でブレー ド 1 7 4がイ ンク ジヱ ッ 卜へッ ド I J Hの吐出口面に摺擦する こ と により吐出口面のク リーニングがなされる。 その際、 ブレー ド 1 7 4 は最初にイ ンク ジヱ ッ トへッ ド I J Hの側面 1 7 5 と当接する。 そ の後、 イ ンク ジヱ ッ トへッ ド I J Hがへッ ド移動方向に沿って移動 するこ とでブレー ド 1 7 4 は、 第 1 の外部親水領域 B 1 、 第 1 の溝 状親水領域 C 1 、 中央撥水領域 E、 第 2 の溝状親水領域 C 2、 第 2 の外部親水領域 B 2 の順に吐出口面をク リーニングする。
このようにク リ ーニングの最初にイ ンク ジエ ツ トへッ ド I J Hの 側面 1 7 5 に対してブレー ド 1 7 4 のク リ ーニング面が摺擦するこ とによって、 前回のク リ ーニングによってブレー ド 1 7 4のク リ ー ニング面に付着したイ ンクを取り除く こ とができる。 そのために、 きれいなブレー ド 1 7 4で吐出口面をク リーニングできるのでク リー ニングの状態を良好に保つこ とができる。
なお、 ブレー ド 1 7 4が摺擦するィ ンク ジエ ツ トへッ ド I J Hの 側面 1 7 4 には別部材と して吸収体やアルミ プレー トが設けられて もよ く 、 これらの別部材を備えるこ とでブレー ドの清掃状態が一層 良好となる。
このようにして吐出口面のク リ ーニングがなされた後、 キャ ップ 手段 1 7 7 Bによって吐出口面がキヤ ッ ビングされる。 これによつ てイ ンク ジヱ ッ トヘッ ド I J Hの吐出口面が保護されるとと もに、 キャ ップ手段 1 7 7 Bに連結された吸引ポンプ 1 7 7 Cを作動させ るこ とで吐出口の吸引回復を行う こ とができる。
なお、 キャ ップ手段 1 7 7 B内には吐出口から排出されるイ ンク を吸収するための吸収部材 1 7 7 Aが収納されている。
また、 ク リ ーニング動作は、 イ ンク ジヱ ッ トへッ ドがキャ ッ ピン グ状態から解放され、 記録を開始するまえに行ってもよい。 これに よ り回復動作を行ったこ とで吐出口面に付着しているイ ンク滴を良 好に取り除く こ とができ、 印字状態を記録開始から良好にできる。 実施例
本発明を以下の実施例によ り更に説明するが、 本発明はこれらの 実施例によ り何ら限定される ものではない。 実施例 1
ポリサルフ ォ ンを使用 して、 6 4 ノ ズル 3 6 0 d p i の溝付天版 3を射出成型法によって作成した。 次に、 吐出口面のほぼ全体にわ たつて転写するこ とによ りサイ ト ップ C T X— 1 0 5を撥水剤と し て 0. 1 / m塗布した。 そ して、 撥水処理が施された吐出口面を含 む溝付天版 3に対して熱処理を施し、 撥水剤を熱硬化させるこ とに よって撥水膜 1 を形成した。 その後、 吐出口面に親水部に対応する 部分を図 5で示されるような W l , W 2が 0. 4 mm、 H I , H 2 が 0. 0 5 mm、 島の形状は六角形、 面積が 0. 1 5 mm2、 単位面 積当たりの親水領域面積が 4 0 %の条件を満足するような所定の箇 所を開口させたマスクを介してエキシマレーザーを照射した。 ェキ シマレーザーパワーは撥水剤の厚みが 0. 1 111でぁるため 2 0 0111】' / c m2. 1パルスと した。 その後、 エキシマレーザーを用いて、 吐 出口形成面に吐出口形成面とは反対側の裏面から、 角度 0が 1 0度 の角度で照射して吐出口を形成した。
そして、 このよう に加工された溝付天扳 3 と、 イ ンクをノ ズルか ら吐出させるための手段である発熱体を有す基板を接着し所望のィ ンク ジヱ ッ トへッ ドを得た。 同様に して 5つのへッ ドを作成した。 実施例 2
図 8に示されるパターンとなるべく 、 W 1 が 0. 4 mm、 H I が 0. 0 5 mm, 島の形状は六角形、 面積が 0. 1 5 mm2、 単位面積 当た りの親水領域面積が 4 0 %の条件を満足するような所定の箇所 を開口させたマスクを使用 した他は実施例 1 と同様にして、 イ ンク ジヱ ッ トへッ ドを作成した。 比較例 1
吐出口面を全面撥水処理し、 何ら加工を施さない他は実施例 1 と 同様にしてイ ンク ジヱ ッ トへッ ドを作成した。 比較例 2
吐出口面を全面何ら加工を施さない、 いわゆる親水領域のままの 状態と した他は実施例 1 と同様にしてイ ンク ジヱ ッ トへッ ドを作成 した。
これら作成された実施例 1 、 比較例 1 、 比較例 2のイ ンク ジエ ツ トヘッ ドを前述のインクジヱッ ト装置に搭載し、 駆動周波数 6 . 2 K H z にて、 全吐出口からイ ンクを吐出させる、 いわゆるベタ印字を A 4 版の記録紙に対して 6 0行往復印字し、 これを 5枚連続して行った。
また、 実施例 2のイ ンク ジエ ツ トへッ ドを前述のイ ンク ジヱ ッ ト 装置に搭載し、 躯動周波数 6 . 2 K H z にて、 全吐出口からイ ンク を吐出させる、 いわゆるベタ印字を A 4版の記録紙に対して 6 0行 —方向印字し、 これを 5枚連铳して行った。
得られた印字物を目視で確認し、 イ ンクの不吐出部が白筋と して あらわれるか否かを確かめた。 その結果を第 4表に示す。
観察の評価は以下の基準で行った。
〇 ： 供試サンプルのすべてが良好な印字を実行できた場合
Δ ： 供試サンプルの 1 つ〜 4つが良好な印字を実行できた場合 X ： 供試サンプルのすべてのへッ ドで不吐出の状態を発生した場合 この結果から明らかなように、 本発明が適用される吐出口面を有 したイ ンク ジエ ツ トへッ ドでは高周波数記録であってもイ ンク ミ ス 卜の影罾を受けずに十分に記録を行う こ とが可能である。
以上のように、 本発明によるイ ンク ジヱ ッ トへッ ドにおいては、 吐出口形成面の吐出口近傍領域に撥水領域を備え、 吐出口から所定 距離離れた領域に帯状に親水領域を備え、 更に吐出口近傍撥水領域 以外に親水領域が点在する撥水領域を形成しているので、 イ ンク吐 出後に吐出口面に付着したイ ンク滴は、 吐出口面で大き く成長する ことなく、 すべて吐出口周辺に形成されている親水域に引き込まれ、 保持あるいは吐出口から遠ざかる方向に移動せしめるこ とができる ため高速記録、 高周波数駆動などの条件で記録を行っても、 吐出口 面に付着した不要なイ ンクによる、 吐出イ ンクのよれ ' 不吐出の発 生は防止され、 高品質で信頼性の高い印字が得られる。
これにより、 本発明ヘッ ドではク リ一二ング間隔を長期化でき、 ヘッ ド自体の耐久性を向上できるほか、 ク リ ーニング圧力を低減化 でき、 へッ ドの撥水部の耐久性を向上できる。
また、 本発明装置では、 ク リ一二ング間隔を長期化できるため、 高速記録に好適に対応するこ とができる。
第 1表 料 No. L (// m) 1枚目 2枚目 3枚目 4枚目 5枚目
Λ
sA^r iNO. 1 DO J り A L
SAW" IN 0. Δ 1 OC リ リ Λ A 試料 No. 3 165 〇 〇 Δ Δ A 試料 No. 4 200 〇 〇 Δ Δ △ 試料 No. 5 242 〇 X X X X 試料 No. 6 265 X X X X X 第 2表 試料 No. S (mm2) 1枚目 2枚目 3枚目 4枚目 5枚目
5Pii JNO. , U.U i丄 八 入 v V八
V
sA^r i o. o u.UOU へ Vへ X X 試料 No. 9 0.120 〇 〇 Δ Δ Δ 試料 No.10 0.190 〇 〇 〇 Δ Δ 試料 No.11 0.196 〇 〇 〇 Δ Δ 試料 No.12 0.240 〇 〇 〇 Δ △ 第 3表
Figure imgf000032_0001
第 4表
1枚目 2枚目 3枚目 4枚目 5枚目 実施例 1 〇 〇 〇 Δ Δ 実施例.2 〇 〇 厶 Δ Δ 比較例 1 Δ Δ X X X 比較例 2 Δ Δ Δ Δ △ 図面の簡単な説明
図 1 は、 吐出口面のほぼ全面に渡って撥水処理された従来のイ ン クジエ ツ トへッ ドの概略構成を示す斜視図である。
図 2は、 従来のイ ンク ジヱ ッ トへッ ドの吐出口面に付着したイ ン ク ミ ス トの挙動を模式的に説明する説明図である。
図 3は、 本発明のイ ンク ジ ッ トへッ ドの吐出口面の表面状態の —例を模式的に説明する説明図である。
図 4は、 本発明におけるイ ンクジエ ツ トへッ ドの吐出口面の加工 方法の概略をその工程に沿って説明するフ ローチャー トである。 図 5は、 本発明のイ ンク ジヱ ッ トへッ ドの吐出口面の表面状態の 一例を示す斜視図である。
図 6は、 本発明のインクジエ ツ トへッ ドの吐出口面の表面状態の 他の例を示す平面図である。
図 7は、 本発明のインクジエ ツ トへッ ドの吐出口面の表面状態の 他の例を示す平面図である。
図 8は、 本発明のインクジエ ツ トへッ ドの吐出口面の表面状態の 他の例を示す平面図である。
図 9は、 本発明のインク ジエ ツ トへッ ドの吐出口面の表面状態の 他の例を示す平面図である。
図 1 0は、 本発明のイ ンク ジエツ トへッ ドの吐出口面の表面状態 の他の例を示す平面図である。
図 1 1 ( A ) は、 本発明のイ ンク ジュ ッ トへッ ドの吐出口面の表 面状態の他の例を示す平面図であり、 図 1 1 ( B ) は、 （A ) 図を a — a ' 線で切断した断面図である。
図 1 2は、 本発明のイ ンク ジヱ ッ トへッ ドの吐出口面の表面状態 の他の例を模式的に示す平面図である。
図 1 3は、 本発明のイ ンク ジエ ツ トへッ ドの吐出口面の表面状態 の他の例を模式的に示す平面図である。
図 1 4は、 本発明が適用されたイ ンク ジエ ツ トへッ ドの吐出口面 をク リ ーニングする様子を模式的に示す断面図である。
図 1 5 は、 本発明が適用されたィ ンク ジ ッ トへッ ドが搭載され るイ ンク ジエ ツ ト装置の概略を示す斜視図である。
図 1 6 は、 イ ンク ジエ ツ ト装置の記録制御機構を模式的に示すブ ロ ッ グ図である。
図 1 7 は、 イ ンク ジエ ツ ト装置のイ ンク ジヱ ッ トへッ ドとキヤ ッ プ手段及びク リ ーニングブレー ドとの相対関係を模式的に示す図で め O 0

Claims

請求の範囲
1 . 複数の吐出口と、 該吐出口に連通したイ ンクを吐出するための エネルギー発生素子を有したイ ンク路と、 を備え、 前記吐出口が設 けられた吐出口面に撥水領域を備えたイ ンク ジエ ツ トへッ ドにおい て、
前記吐出口面は、 前記複数の吐出口を備えた領域を囲む中央撥水 領域と、 前記中央撥水領域に隣接した少な く と も一方の領域の前記 複数の吐出口から所定距離離れた領域に、 前記複数の吐出口の配列 方向に沿って設けられた溝状親水領域と、 を備えたこ とを特徴とす るイ ンク ジエ ツ 卜へッ ド。
2 . 前記溝状親水領域は、 帯状の溝であるこ とを特徴とする特許請 求の範囲第 1 項に記載のイ ンク ジエ ツ トへッ ド。
3 . 前記溝状親水領域は、 間欠的な溝であるこ とを特徴とする特許 請求の範囲第 1 項に記載のイ ンク ジェ ッ トヘッ ド。
4 . 前記吐出口面の前記溝状親水領域の外側領域には、 親水性の小 さな溝が複数設けられているこ とを特徴とする特許請求の範囲第 1 項乃至第 3項のいずれかに記載のイ ンク ジ ッ トへッ ド。
5 . 前記溝状親水領域は撥水領域よ り も窪んで設けられており、 前 記吐出口面を構成する基板材料の一部が掘り込まれているこ とを特 徴とする特許請求の範囲第 1 項乃至第 4項のいずれかに記載のイ ン ク ジエ ツ トへッ ト。
6 . 前記溝状親水領域は、 撥水領域に対してレーザー加工するこ と によって設けられるこ とを特徴とする特許請求の範囲第 5項に記載 のイ ンク ジェ ッ トヘッ ド。
7 . 前記溝状親水領域は、 吐出口の直径に対して、 1 . 2倍以上 3 倍以下、 前記吐出口から離れた領域に形成されるこ とを特徴とする 特許請求の範囲第 1 項乃至第 3項のいずれかに記載のイ ンク ジ ッ 卜へッ 卜。
8. 前記溝状親水領域は、 その幅が 1 0 0 ;ζ π！〜 4 0 0 z mの範囲 であるこ とを特徴とする特許請求の範囲第 1 項乃至第 3項のいずれ かに記載のイ ンク ジヱ ッ トへッ ド。
9. 前記親水性の小さな溝が複数形成された溝状親水領域の小さな 溝の間隔は 6 5〜 2 0 0 // mの範囲であるこ とを特徴とする特許請 求の範囲第 4項に記載のイ ンク ジエ ツ トへッ ド。
1 0. 前記親水性の小さな溝が複数形成された溝状親水領域の小さ な溝 1 つ当たりの面積は、 0. 1 0〜 0. 2 5 mm2の範囲であるこ とを特徴とする特許請求の範囲第 4項に記載のィ ンク ジエ ツ トへッ
1 1 . 前記親水性の小さな溝が複数形成された溝状親水領域の小さ な溝が単位面積あたりに占める比率は、 3 5〜 6 5 %の範囲である ことを特徴とする特許請求の範囲第 4項に記載のィ ンク ジ ッ 卜へ ッ Γ 0
1 2. 複数の吐出口と、 該吐出口に連通したイ ンクを吐出するため のエネルギー発生素子を有したイ ンク路と、 を備え、 前記吐出口が 設けられた吐出口面に撥水領域を備えたイ ンク ジエ ツ トへッ ドにお いて、
前記吐出口面は、 前記複数の吐出口を備えた領域を囲む中央撥水 領域と、 前記中央撥水領域に隣接した一方の領域の前記複数の吐出 口から所定距離離れた領域に、 前記複数の吐出口の配列方向に沿つ て設けられた第 1 の溝状親水領域と、 前記中央撥水領域に隣接した 他方の領域の前記複数の吐出口から所定距離離れた領域に、 前記複 数の吐出口の配列方向に沿って設けられた第 2の溝状親水領域と、 を備えたこ とを特徴とするイ ンク ジェ ッ トヘッ ド。
1 3. 前記溝状親水領域は、 帯状の溝であるこ とを特徴とする特許 請求の範囲第 1 2項に記載のイ ンク ジ ッ トへッ ド。
1 4. 前記溝状親水領域は、 間欠的な溝であるこ とを特徴とする特 許請求の範囲第 1 2項に記載のイ ンク ジヱ ッ トへッ ド。
1 5. 前記吐出口面の前記第 1 、 第 2溝状親水領域の外側領域には、 親水性の小さな溝が複数設けられているこ とを特徴とする特許請求 の範囲第 1 2項乃至第 1 4項のいずれかに記載のイ ンク ジエ ツ 卜へ ッ 卜
5 1 6. 前記第 1 、 第 2溝状親水領域は撥水領域よ り も窪んで設けら れており、 前記吐出口面を構成する基板材料の一部が掘り込まれて いるこ とを特徴とする特許請求の範囲第 1 2項乃至第 1 5項のいず れかに記載のイ ンク ジヱ ッ トへッ ド。
1 7. 前記溝状親水領域は、 撥水領域に対してレーザー加工するこ 10 とによって設けられるこ とを特徴とする特許請求の範囲第 1 6項に 記載のイ ンク ジヱ ッ トへッ ド。
1 8. 前記溝状親水領域は、 吐出口の直径に対して、 1 . 2倍以上 3倍以下、 前記吐出口から離れた領域に形成されることを特徴とす る特許請求の範囲第 1 2項乃至第 1 4項のいずれかに記載のイ ンク
15 シヱ ッ トへッ r。
1 9. 前記溝状親水領域は、 その幅が 1 0 0 /z m〜 4 0 0 mの範 囲であることを特徴とする特許請求の範囲第 1 2項乃至第 1 4項の いずれかに記載のイ ンク ジヱ ッ トへッ ド。
2 0. 前記親水性の小さな溝が複数形成された溝状親水領域の小さ 20 な溝の間隔は 6 5〜 2 0 0 / mの範囲であることを特徴とする特許 請求の範囲第 1 5項に記載のイ ンク ジヱ ッ トへッ ド。
2 1 . 前記親水性の小さな溝が複数形成された溝状親水領域の小さ な溝 1 つ当たりの面積は、 0. 1 0〜 0. 2 5 mm2の範囲であるこ とを特徴とする特許請求の範囲第 1 5項に記載のイ ンク ジエ ツ 卜へ
Lkj ッ ド。
2 2. 前記親水性の小さな溝が複数形成された溝状親水領域の小さ な溝が単位面積当たりに占める比率は、 3 5〜 6 5 %の範囲である ことを特徴とする特許請求の範囲第 1 5項に記載のイ ンク ジ ッ ト ぺッ ！ "
2 3 . 前記第 1 、 第 2溝状親水領域の外側にはさ らに付加された溝 状親水領域が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第 1 2 項乃至第 1 4項のいずれかに記載のイ ンク ジ ッ トへッ ド。
2 4 . 前記付加された溝状親水領域は帯状の溝、 あるいは間欠的な 溝であることを特徴とする特許請求の範囲第 2 3項に記載のイ ンク
、ノエ ッ トへッ ト。
2 5 . 前記第 1 溝状親水領域の外側に設けられた第 1 の外方親水領 域には親水性の小さな溝が複数設けられており、 前記第 2溝状親水 領域の外側に設けられた第 2の外方親水領域には親水性の小さな溝 が複数設けられているこ とを特徴とする特許請求の範囲第 1 2項乃 至第 1 4項のいずれかに記載のイ ンク ジヱ ッ トへッ ド。
2 6 . 前記第 1 、 第 2の外方親水領域の外側にはさ らに付加された 溝状親水領域が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第 2 5項に記載のイ ンク ジヱ ッ トへッ ド。
2 7 . 複数の吐出口と、 該吐出口に連通したイ ンクを吐出するため のエネルギー発生素子を有したイ ンク路と、 を備え、 前記吐出口が 設けられた吐出口面に撥水領域を備えたイ ンク ジエ ツ トへッ ドにお いて、
前記吐出口面は、 前記複数の吐出口を備えた領域を囲む中央撥水 領域と、 前記中央撥水領域に隣接した領域のそれぞれに親水性の小 さな溝が複数設けられた親水領域と、 を備えたこ とを特徴とするィ ンク ジエ ツ 卜へッ 卜。
2 8 . 前記親水性の小さな溝が複数形成された親水領域の小さな溝 の間隔は 6 5〜 2 0 0 z mの範囲であるこ とを特徴とする特許請求 の範囲第 2 7項に記載のイ ンク ジェ ッ トヘッ ド。
2 9 . 前記親水性の小さな溝が複数形成された親水領域の小さな溝 1 つ当たりの面積は、 0 . 1 0〜 0 . 2 5 m m2の範囲であることを 特徴とする特許請求の範囲第 2 7項に記載のイ ンクジ ッ トへッ ド。
3 0 . 前記親水性の小さな溝が複数形成された親水領域の小さな溝 が単位面積あたりに占める比率は、 3 5〜 6 5 %の範囲であるこ と を特徴とする特許請求の範囲第 2 7項に記載のイ ンク ジエ ツ トへッ F o
3 1 . 複数の吐出口と、 該吐出口に連通したイ ンクを吐出するため のエネルギー発生素子を有したイ ンク路と、 を備え、 前記吐出口が 設けられた吐出口面に撥水領域を備えたイ ンク ジエ ツ トへッ ドと、 前記吐出口を保護するとともに吐出口の機能を回復するためのキヤ ップ手段と、 を備えたイ ンク ジェ ッ ト装置において、
前記イ ンク ジ X ッ トへッ ドの吐出口面は、 前記複数の吐出ロを備 えた領域を囲む中央撥水領域と、 前記中央撥水領域に隣接した少な く とも一方の領域の前記複数の吐出口から所定距離離れた領域に、 前記複数の吐出口の配列方向に沿って設けられた溝状親水領域と、 を備えたことを特徴とするイ ンク ジ エ ツ ト装置。
3 2 . 前記溝状親水領域は、 帯状の溝であることを特徴とする特許 請求の範囲第 3 1 項に記載のイ ンク ジェ ッ ト装匱。
3 3 . 前記溝状親水領域は、 間欠的な溝であるこ とを特徴とする特 許請求の範囲第 3 1 項に記載のイ ンク ジ ッ ト装置。
3 4 . 前記吐出口面の前記溝状親水領域の外側領域には、 親水性の 小さな溝が複数設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第 3 1 項乃至第 3 3項のいずれかに記載のイ ンク ジヱ ッ ト装置。
3 5 . 前記溝状親水領域は撥水領域よ り も窪んで設けられており、 前記吐出口面を構成する基板材料の一部が掘り込まれているこ とを 特徴とする特許請求の範囲第 3 1 項乃至第 3 4項のいずれかに記載 のイ ンク ジエ ツ ト装置。
3 6 . 前記溝状親水領域は、 撥水領域に対してレーザー加工するこ とによって設けられるこ とを特徴とする特許請求の範囲第 3 5項に 記載のィ ンク ジエ ツ ト装置。
3 7 . 前記溝状親水領域は、 吐出口の直径に対し、 1 . 2倍以上 3 倍以下、 前記吐出口から離れた領域に形成されるこ とを特徴とする 特許請求の範囲第 3 1項乃至第 3 3項のいずれかに記載のイ ンク ジ ヱ ッ 卜装置
3 8. 前記溝状親水領域は、 その幅が 1 0 0 m〜 4 0 0 / mの範 囲であることを特徴とする特許請求の範囲第 3 1 項乃至第 3 3項の いずれかに記載のイ ンク ジヱ ッ ト装置。
3 9. 前記親水性の小さな溝が複数形成された溝状親水領域の小さ な溝の間隔は 6 5〜 2 0 0 mの範囲であるこ とを特徴とする特許 請求の範囲第 3 4項に記載のイ ンク ジエ ツ ト装置。
4 0. 前記親水性の小さな溝が複数形成された溝状親水領域の小さ な溝 1 つ当たりの面積は、 0. 1 0〜 0. 2 5 mm2の範囲であるこ とを特徴とする特許請求の範囲第 3 4項に記載のイ ンク ジ ッ ト装 置。
4 1 . 前記親水性の小さな溝が複数形成された溝状親水領域の小さ な溝が単位面積あたりに占める比率は、 3 5〜 6 5 %の範囲である ことを特徴とする特許請求の範囲第 3 4項に記載のイ ンク ジ ッ ト 装置。
4 2. 複数の吐出口と、 該吐出口に連通したイ ンクを吐出するため のエネルギー発生素子を有したイ ンク路と、 を備え、 前記吐出口が 設けられた吐出口面に撥水領域を備えたイ ンク ジエ ツ トへッ ドと、 前記吐出口を保護するとともに吐出口の機能を回復するためのキヤ ップ手段と、 を備えたイ ンク ジヱ ッ ト装置において、
前記吐出口面は、 前記複数の吐出口を備えた領域を囲む中央撥水 領域と、 前記中央撥水領域に隣接した一方の領域の前記複数の吐出 口から所定距離離れた領域に、 前記複数の吐出口の配列方向に沿つ て設けられた第 1 の溝状親水領域と、 前記中央撥水領域に隣接した 他方の領域の前記複数の吐出口から所定距離離れた領域に、 前記複 数の吐出口の配列方向に沿って設けられた第 2の溝状親水領域と、 を備えたこ とを特徴とするイ ンク ジエ ツ ト装置。
4 3. 前記溝状親水領域は、 帯状の溝であるこ とを特徴とする特許 請求の範囲第 4 2項に記載のイ ンク ジエ ツ ト装置。
4 4. 前記溝状親水領域は、 間欠的な溝であるこ とを特徴とする特 許請求の範囲第 4 2項に記載のイ ンク ジエ ツ ト装置。
4 5. 前記吐出口面の前記第 1 、 第 2溝状親水領域の外側領域には、 親水性の小さな溝が複数設けられているこ とを特徴とする特許請求 の範囲第 4 2項乃至第 4 4項のいずれかに記載のイ ンク ジ ッ ト装 置。
4 6. 前記第 1 、 第 2溝状親水領域は撥水領域よ り も窪んで設けら れており、 前記吐出口面を構成する基板材料の一部が掘り込まれて いるこ とを特徴とする特許請求の範囲第 4 2項乃至第 4 5項のいず れかに記載のイ ンク ジエ ツ ト装置。
4 7. 前記溝状親水領域は、 撥水領域に対してレーザー加工するこ とによって設けられるこ とを特徴とする特許請求の範囲第 4 6項に 記載のィ ンク ジ エ ツ ト装置。
4 8. 前記溝状親水領域は、 吐出口の直径に対して、 1 . 2倍以上 3倍以下、 前記吐出口から離れた領域に形成されることを特徴とす る特許請求の範囲第 4 2項乃至第 4 4項のいずれかに記載のイ ンク ジエ ツ 卜装匱。
4 9. 前記溝状親水領域は、 その幅が 1 0 0 111〜 4 0 0 111の範 囲であるこ とを特徴とする特許請求の範囲第 4 2項乃至第 4 4項の いずれかに記載のイ ンク ジエ ツ ト装置。
5 0. 前記親水性の小さな溝が複数形成された溝状親水領域の小さ な溝の間隔は 6 5〜 2 0 0 / mの範囲であるこ とを特徴とする特許 請求の範囲第 4 5項に記載のイ ンク ジ ッ ト装置。
5 1 . 前記親水性の小さな溝が複数形成された溝状親水領域の小さ な溝 1 つ当たりの面積は、 0. 1 0〜 0. 2 5 mm2の範囲であるこ とを特徴とする特許請求の範囲第 4 5項に記載のイ ンク ジエ ツ ト装 置。
5 2. 前記親水性の小さな溝が複数形成された溝状親水領域の小さ な溝が単位面積あたりに占める比率は、 3 5〜 6 5 %の範囲である ことを特徴とする特許請求の範囲第 4 5項に記載のイ ンク ジエ ツ ト
5 3 . 前記第 1 、 第 2溝状親水領域の外側にはさ らに付加された溝 状親水領域が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第 4 2 項乃至第 4 4項のいずれかに記載のイ ンク ジエ ツ ト装置。
5 4 . 前記付加された溝状親水領域は帯状の溝、 あるいは間欠的な 溝であるこ とを特徴とする特許請求の範囲第 5 3項に記載のイ ンク ジエ ツ 卜装置。
5 5 . 前記第 1 溝状親水領域の外側に設けられた第 1 の外方親水領 域には親水性の小さな溝が複数設けられており、 前記第 2溝状親水 領域の外側に設けられた第 2の外方親水領域には親水性の小さな溝 が複数設けられているこ とを特徴とする特許請求の範囲第 4 2項乃 至第 4 4項のいずれかに記載のイ ンク ジヱ ッ ト装置。
5 6 . 前記第 1 、 第 2の外方親水領域の外側にはさ らに付加された 溝状親水領域が設けられているこ とを特徴とする特許請求の範囲第 5 5項に記載のイ ンク ジヱ ッ ト装置。
5 7 . 複数の吐出口と、 該吐出口に連通したイ ンクを吐出するため のエネルギー発生素子を有したイ ンク路と、 を備え、 前記吐出口が 設けられた吐出口面に撥水領域を備えたイ ンク ジエ ツ トへッ ドと、 前記吐出口を保護するとともに吐出口の機能を回復するためのキヤ ップ手段と、 を備えたイ ンク ジエ ツ ト装置において、
前記吐出口面は、 前記複数の吐出口を備えた領域を囲む中央撥水 領域と、 前記中央撥水領域に隣接した領域のそれぞれに親水性の小 さな溝が複数設けられた親水領域と、 を備えたこ とを特徴とするィ ンク ジヱ ッ ト装置。
5 8 . 前記親水性の小さな溝が複数形成された親水領域の小さな溝 の間隔は 6 5〜 2 0 O z mの範囲であるこ とを特徴とする特許請求 の範囲第 5 7項に記載のイ ンク ジェ ッ ト装置。
5 9 . 前記親水性の小さな溝が複数形成された親水領域の小さな溝 1つ当たりの面積は、 0 . 1 0〜 0 . 2 5 m m2の範囲であるこ とを 特徴とする特許請求の範囲第 5 7項に記載のイ ンク ジエ ツ ト装置。
6 0 . 前記親水性の小さな溝が複数形成された親水領域の小さな溝 が単位面積あたりに占める比率は、 3 5〜 6 5 %の範囲であること を特徴とする特許請求の範囲第 5 7項に記載のイ ンク ジエ ツ ト装置。
6 1 . 複数の吐出口と、 該吐出口に連通したイ ンクを吐出するため のエネルギー発生素子を有したイ ンク路と、 を備えたイ ンク ジエ ツ トへッ ドの製造方法において、
液室と、 液路と、 吐出口形成プレー ト と、 を構成する溝付天板を 設ける工程と、
前記吐出口形成プレー 卜に撥水領域を設ける工程と、
前記撥水領域に対して、 吐出口から所定距離離れた領域で、 上記 撥水領域に隣接した領域内に吐出口の配列方向に沿った帯状親水領 域及び複数の島状親水領域となるパターンを備えたマスクを前記吐 出口形成プレー トに位置決めする工程と、
前記マスクを介して吐出口形成プレー 卜の撥水領域にレーザー照 射するこ とによって前記帯状親水領域及び複数の島状親水領域を加 ェする工程と、
前記吐出口形成プレー 卜にレーザー照射によって吐出口を設ける 工程と、
を有することを特徵とするイ ンク ジエ ツ トへッ ドの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0694400A3 (en) * 1994-07-29 1997-01-22 Canon Kk Ink jet printhead, ink jet printhead cartridge, color jet marking apparatus and method for manufacturing the head
EP0787588A2 (en) * 1996-01-31 1997-08-06 Sony Corporation Print head and method for controlling the spread of fluid around a nozzle orifice

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69616241T2 (de) 1995-06-13 2002-06-27 Canon Kk In lösungsmittel hochlösliches fluor enthaltende epoxidharzzusammensetzung
US5905513A (en) * 1995-10-20 1999-05-18 Lexmark International, Inc. Ink jet printhead body having wiper cleaning zones located on both sides of printhead
DE69832039T2 (de) * 1997-06-04 2006-05-24 Seiko Epson Corp. Tintenstrahlaufzeichnungskopf und tintenstrahlaufzeichnungsgerät
JP3768645B2 (ja) 1997-06-18 2006-04-19 キヤノン株式会社 インクジェット記録ヘッド
EP1020291A3 (en) 1999-01-18 2001-04-11 Canon Kabushiki Kaisha Liquid discharge head and producing method therefor
JP2002079666A (ja) 2000-06-27 2002-03-19 Toshiba Tec Corp インクジェットプリンタヘッド
JP2003300323A (ja) 2002-04-11 2003-10-21 Canon Inc インクジェットヘッド及びその製造方法
US6824250B1 (en) 2003-06-30 2004-11-30 Toshiba Tec Kabushiki Kaisha Ink jet apparatus
KR101222582B1 (ko) * 2003-12-30 2013-01-16 후지필름 디마틱스, 인크. 액적 분사 조립체
JP2016010865A (ja) * 2014-06-27 2016-01-21 セイコーエプソン株式会社 記録装置
JP2019006019A (ja) * 2017-06-26 2019-01-17 セイコーエプソン株式会社 ノズルプレート、液体噴射ヘッド、液体噴射装置及びノズルプレートの製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62126937U (ja) * 1986-02-04 1987-08-12
JPH0288247A (ja) * 1988-09-27 1990-03-28 Canon Inc インクジェット記録ヘッド

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8906379D0 (en) 1989-03-20 1989-05-04 Am Int Providing a surface with solvent-wettable and solvent-non wettable zones
EP0771659B1 (en) * 1990-07-21 2001-12-05 Canon Kabushiki Kaisha Method of manufacturing an ink jet head and ink jet head
JP3275004B2 (ja) 1992-06-30 2002-04-15 オプトワン株式会社 検査装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62126937U (ja) * 1986-02-04 1987-08-12
JPH0288247A (ja) * 1988-09-27 1990-03-28 Canon Inc インクジェット記録ヘッド

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP0631869A4 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0694400A3 (en) * 1994-07-29 1997-01-22 Canon Kk Ink jet printhead, ink jet printhead cartridge, color jet marking apparatus and method for manufacturing the head
US5949454A (en) * 1994-07-29 1999-09-07 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet head, ink jet head cartridge, ink jet recording apparatus and method for making ink jet head
EP0787588A2 (en) * 1996-01-31 1997-08-06 Sony Corporation Print head and method for controlling the spread of fluid around a nozzle orifice
EP0787588A3 (en) * 1996-01-31 1998-03-18 Sony Corporation Print head and method for controlling the spread of fluid around a nozzle orifice
US6257700B1 (en) 1996-01-31 2001-07-10 Sony Corporation Printing apparatus and method for controlling the spread of fluid around a nozzle orifice

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