JPH05229130A - インクジェット記録ヘッドの表面処理方法 - Google Patents

インクジェット記録ヘッドの表面処理方法

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JPH05229130A
JPH05229130A JP7261892A JP7261892A JPH05229130A JP H05229130 A JPH05229130 A JP H05229130A JP 7261892 A JP7261892 A JP 7261892A JP 7261892 A JP7261892 A JP 7261892A JP H05229130 A JPH05229130 A JP H05229130A
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JP
Japan
Prior art keywords
ink
recording head
jet recording
ink ejection
ink jet
Prior art date
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Pending
Application number
JP7261892A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Ikeda
宏 池田
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
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Publication of JPH05229130A publication Critical patent/JPH05229130A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 微小なインク吐出口を有するインク吐出口面
に、撥液性が経時的に変化しない安定した撥液処理を形
成する方法を提供する。 【構成】 インクジェット記録ヘッド1のインク吐出口
9が開口された端面に、インク吐出口9から窒素ガスを
排出させた状態で、パーフロロアルキルシランの1%ト
リクロロトリフルオロエタン溶液に浸漬後、自然乾燥し
て加熱処理を行なう。ついで、処理膜が形成された面を
トリクロロトリフルオロエタンを含浸したコットンワイ
パーで拭き取る。これによりインク吐出口面上に残留し
た未反応のパーフロロアルキルシランが除去されるか
ら、安定な表面処理膜が形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録ヘ
ッドのインク吐出口面の表面処理方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】インクジェット記録法は、インク吐出口
より記録液体の液滴を飛翔させ、それを紙などの被記録
部材に付着させて記録を行なうものである。このような
インクジェット記録法に用いられる記録ヘッドのインク
吐出口面の表面物性は、記録液体であるインクの吐出安
定性に多大の影響を与える。すなわち、インク吐出口周
辺に記録インクの飛散や流出等により、インク溜まりが
生じると、インク吐出口面の表面状態が不均一になり、
記録インクが吐出口から噴射される際に、その吐出方向
の変化が生じ、また、インク滴の飛翔速度や粒径にばら
つき等が発生して、記録品位の低下をもたらすことが知
られている。さらに、インク吐出口周辺部の全面が記録
インクで覆われると、記録ヘッドがインク滴吐出不能に
陥ることもある。
【0003】これらの問題点を解決する方法として、イ
ンク吐出口の周辺部に表面処理剤の皮膜を形成して、イ
ンク吐出口の周辺部に記録インクを付着しにくいように
することが行なわれている。表面処理剤による皮膜は、
インクジェットヘッドを表面処理剤中に浸漬するか、あ
るいは、表面処理剤をスプレー塗布または蒸着、スパッ
タリング等の方法により形成して、インク吐出口周辺部
を撥液処理することが知られている。
【0004】従来試みられている撥液処理膜として、特
開昭56−89569号公報や特開平2−164548
号公報に記載されているように、フッ素含有有機基をも
つシラン化合物で形成する例がある。
【0005】しかしながら、このようなフッ素含有有機
基をもつシラン化合物によってインク吐出口端面を処理
したインクジェット記録ヘッドを使用した場合、ワイピ
ング等のメンテナンス操作により、インク吐出口面の撥
液性が経時的に変化することがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点に鑑みてなされたもので、撥液性が経時的に変化し
ない安定した撥液処理を形成できインクジェット記録ヘ
ッドの表面処理方法を提供することを目的とするもので
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数のインク
吐出口が開口されたノズル面に処理剤を塗布するインク
ジェット記録ヘッドの表面処理方法において、前記イン
ク吐出口を有する端面に少なくとも1の加水分解性基お
よび少なくとも1のフッ素含有有機基が結合しているシ
リコン原子をもつフルオロシランを塗布して熱処理を行
なった後に、前記インク吐出口を有する端面を前記フル
オロシランを可溶な溶剤にて洗浄することを特徴とする
ものである。
【0008】
【作用】本発明によれば、インク吐出口端面に少なくと
も1の加水分解性基および少なくとも1のフッ素含有有
機基が結合しているシリコン原子をもつフルオロシラン
を塗布し熱処理を行なった後に、熱処理によりインク吐
出口端面の基材と強固に結合せずに残留しているフルオ
ロシランを、溶剤にて洗浄することにより除去すること
ができ、撥液性が経時的に変化しない安定した撥液処理
膜を形成することができる。
【0009】
【実施例】実施例について説明する。フルオロシランを
インクジェット記録ヘッドのインク吐出口端面に塗布
し、熱処理を行なうことにより、フルオロシランとイン
ク吐出口端面の基材であるSiとの間にシロキサン結合
が生じ、フルオロシランが強固にインク吐出端面の基材
のSiと結合する。また、フルオロシラン分子間の脱水
縮合によるシロキサン結合も生成される。この際に、良
好な撥液性を示すフッ素含有有機基が表面に並ぶように
配向される。しかし、上記のごとくシロキサン結合を生
成し、強固な処理膜を形成するフルオロシラン分子は、
1〜数分子程度であるため、反応に関与できないフルオ
ロシラン分子が強固に形成された処理膜上に残留する。
この場合、残留したフルオロシラン分子は、無秩序に積
層しており、ワイピング等のメンテナンス動作によって
影響を受け、処理膜の表面状態が変化することになる。
つまり、良好な撥液性を示すフッ素含有有機基が必ずし
も表面に並ばないため、撥液性が低下してしまう。
【0010】この実施例においては、フルオロシランを
インクジェット記録ヘッドのインク吐出口端面に塗布し
た後、熱処理を行ない、ついで、フルオロシランを溶解
可能な溶剤を用いて、インク吐出口端面を洗浄すること
により、シロキサン結合に関与していないフルオロシラ
ン分子が除去されて、インク吐出口端面の撥液処理膜上
に残留しない。そのため、撥液性が経時的に変化しない
安定した撥液処理膜を形成することができる。
【0011】この実施例に使用するフルオロシランは、
シリコン原子に結合した少なくとも1の加水分解性基お
よび少なくとも1のフッ素含有有機基をもつものから選
ばれる。また、フルオロシランは、下記一般式に示され
るものから選ばれる。 R−Si−X3 Xは加水分解性基であり、好ましくは炭素数1〜5のア
ルコキシ基がよい。Rはフッ素含有有機基であり、炭素
数1〜20のフルオロアルキル基、フルオロアルコキシ
アルキル基またはフルオロアリル基等より選ばれ、好ま
しくは、炭素数7以上のパーフルオロアルキル基がよ
い。
【0012】具体例について説明する。図1は本発明に
用いられるインクジェット記録ヘッドの一例の概略断面
図である。図中、1はインクジェット記録ヘッド、2は
ヘッドチップ、3はヒーター基板、4はチャンネル基
板、5はヒートシンク、6はインクマニホルド、7はイ
ンク供給管、8はインク供給口、9はインク吐出口であ
る。インクジェット記録ヘッド1は、ヒートシンク5
と、このヒートシンク5の上面前部に配置されたヘッド
チップ2、および、このヘッドチップ2の上面に開口す
るインク供給口8が形成された側面を覆うように配置さ
れたインクマニホルド6とを備えている。ヘッドチップ
2、インクマニホルド6は、それらの前端面が同一平面
上に形成されている。インクマニホルド6は、インク供
給管7を有し、インクジェットプリンタとして組み込ま
れた場合に、図示しないインクタンクに接続される。ヒ
ートシンク5、ヘッドチップ2は、ヒーター基板3とチ
ャンネル基板4から構成されており、チャンネル基板に
形成されたインク供給口8は、インク吐出口9に連通し
ている。
【0013】図1に示すインクジェット記録ヘッドは、
解像度が400DPIであり、それに対応するピッチ
(63.5μm)で、128個のノズルが配列されてい
る。図1におけるヘッドチップ2の概略の断面図を図2
に示す。図中、3はヒーター基板、4はチャンネル基
板、8はインク供給口、9はインク吐出口、10はヒー
ター、11はピット層、12はピット、13はインク流
路である。なお、ヒーター10に通電するための電極や
保護層等の図示は省略した。
【0014】このインクジェット記録ヘッド1のインク
供給管7より、圧力0.5[kg/cm2 ]、流量1
[l/min]で窒素ガスを導入し、マニホルド6から
インク供給口8およびインク流路13を経て、インク吐
出口9より窒素ガスを排出させた。窒素ガスを排出させ
るのは、インク吐出口9からインク流路13内に処理液
を侵入させないためである。窒素ガスを排出させた状態
のインクジェット記録ヘッド1を、パーフロロアルキル
シランC8 17CH2 CH2 Si(OCH3 3の1%
トリクロロトリフルオロエタン溶液を処理液として用
い、その中に20秒間浸漬して処理液より引き上げ、自
然乾燥後、窒素ガスの排出を止めた。ついで、このイン
ク吐出口面に形成された処理膜を120℃で30分の加
熱を行なった。最後に、インク吐出口面上に残留した未
反応のパーフロロアルキルシランC817CH2 CH2
Si(OCH3 3 をトリクロロトリフルオロエタンを
含浸したコットンワイパーで拭き取り、表面処理膜を形
成した。
【0015】このインクジェット記録ヘッドに、水60
wt%、ジエチレングリコール38wt%、染料2wt
%で構成されている水性インクを用いて噴射テストを行
なった。この水性インクの粘度は3[cp]、表面張力
は40[dyne/cm]である。インク噴射テストの
結果は、良好なインク吐出応答がなされ、また、飛翔イ
ンクの方向性も良好であった。次に、摩擦試験を行なっ
た。この記録ヘッドのインク吐出口面を200[gw/
cm2 ]の荷重をかけたコットンワイパーを用いて撥液
処理膜を擦り、往復回数と後退接触角の関係を調べた。
図3は試験結果を示す線図である。実線で示した実施例
のグラフから分かるように、500回のラビング後も後
退接触角の値は変化せず、また、連続吐出テストにおい
ても良好な結果を示した。
【0016】比較例について説明する。上述した実施例
と同様に、インクジェット記録ヘッド1のインク供給管
7より、圧力0.5[kg/cm2 ]、流量1[l/m
in]の窒素ガスを導入し、マニホルド6からインク供
給口8およびインク流路13を経て、インク吐出口9よ
り窒素ガスを排出させた。窒素ガスを排出させた状態の
インクジェット記録ヘッド1を、パーフロロアルキルシ
ランC8 17CH2 CH2 Si(OCH3 3 の1%ト
リクロロトリフルオロエタン溶液を処理液として用い、
その中に20秒間浸漬して処理液より引き上げ、自然乾
燥後、窒素ガスの排出を止めた。ついで、このインク吐
出口面に形成された処理膜を120℃で30分の加熱を
行なった。
【0017】この比較例のインクジェット記録ヘッドに
実施例の場合と同じ水性インクを使用して、インク噴射
テストを行なったところ、吐出方向の乱れ、ドットサイ
ズの変動等の現象が観察された。
【0018】次に、この比較例のインクジェット記録ヘ
ッドのインク吐出口面を実施例と同様にして摩耗テスト
を行なったところ、図3の点線に示したように摩擦回数
の増加とともに後退接触角が変化した。
【0019】また、このヘッドを用いて連続吐出テスト
を行なったところ、吐出方向の乱れ、ドットサイズの変
動等の現象がテスト前に比べて改善された。この理由
は、摩擦テストによって、インク吐出口面上に残留した
未反応のパーフロロアルキルシランC8 17CH2 CH
2 Si(OCH3 3 がある程度除去されたものと考え
られる。したがって、ラビングの回数によって、インク
吐出口面上に残留した未反応のパーフロロアルキルシラ
ンが徐々に除去できることが分かったが、これは、使用
時間によりインクの吐出特性が変化することを裏付けた
もので好ましい現象ではない。
【0020】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、インク吐出口端面の基材と強固に結合せずに
残留しているフルオロシランを、溶剤で洗浄することに
より除去することにより、撥液性が経時的に変化しない
安定した撥液処理膜を形成することが可能となる。ま
た、これにより、吐出された記録インクの方向性、吐出
速度および粒径が一定となり、長期間にわたって高品位
な記録を行なうことが可能となるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に用いられるインクジェット記録ヘッ
ドの概略の断面図である。
【図2】 図2のインクジェット記録ヘッドにおけるヘ
ッドチップの概略の断面図である。
【図3】 試験結果の説明図である。
【符号の説明】
1 インクジェット記録ヘッド、2 ヘッドチップ、3
ヒーター基板、4チャンネル基板、5 ヒートシン
ク、6 インクマニホルド、7 インク供給管、8 イ
ンク供給口、9 インク吐出口、10 ヒーター、11
ピット層、12 ピット、13 インク流路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のインク吐出口が開口されたノズル
    面に処理剤を塗布するインクジェット記録ヘッドの表面
    処理方法において、前記インク吐出口を有する端面に少
    なくとも1の加水分解性基および少なくとも1のフッ素
    含有有機基が結合しているシリコン原子をもつフルオロ
    シランを塗布して熱処理を行なった後に、前記インク吐
    出口を有する端面を前記フルオロシランを可溶な溶剤に
    て洗浄することを特徴とするインクジェット記録ヘッド
    の表面処理方法。
JP7261892A 1992-02-21 1992-02-21 インクジェット記録ヘッドの表面処理方法 Pending JPH05229130A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0761446A3 (en) * 1995-08-31 1997-11-12 Canon Kabushiki Kaisha Method for producing ink jet recording head and ink jet recording head produced by same
WO2008026455A1 (fr) 2006-08-31 2008-03-06 Konica Minolta Holdings, Inc. Procédé de fabrication de plaque à buse pour tête d'éjection de liquide, plaque à buse pour tête d'éjection de liquide, et tête d'éjection de liquide

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WO2008026455A1 (fr) 2006-08-31 2008-03-06 Konica Minolta Holdings, Inc. Procédé de fabrication de plaque à buse pour tête d'éjection de liquide, plaque à buse pour tête d'éjection de liquide, et tête d'éjection de liquide
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