JPH068448A - インクジェット記録ヘッドの表面処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズル孔を有するノズル表平面に転写される
含フッ素高分子膜の欠損部分をなくすと共に、含フッ素
高分子膜の膜厚を均一にする。 【構成】 インクジェット記録ヘッドのノズル孔を有す
るノズル表平面に含フッ素高分子膜として含フッ素高分
子膜を形成する工程において、含フッ素高分子を含む撥
水剤を塗布した支持体表面とノズル孔を有するノズル表
平面とを押し付けた状態で、加熱等により含フッ素高分
子膜をノズル孔を有するノズル表平面に密着させ、さら
に、溶媒または熱により支持体のみを選択的に溶解させ
ることによって含フッ素系高分子膜のみをノズル孔を有
するノズル表平面に付着させる。

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装
置に用いるインクジェット記録ヘッドの製造方法に関わ
る。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録ヘッドのノズル孔を
有するノズル表平面では、充分な撥水性がないと、イン
ク吐出時にインクダレを生じ、吐出安定性、方向性が悪
くなることがあった。そこで、ノズル孔を有するノズル
表平面を撥水性とする方法が特開昭５５−６５５６４号
公報に示されている。さらに、特開昭６３−２３９０６
３号公報では、ノズル孔を有するノズル表平面への撥水
膜の形成方法の１つとして、支持体上に設けられた表面
処理剤をインクジェット記録ヘッドのインク吐出口が形
成されているインク吐出面に転写させる方法が示されて
いる。更に詳細には、表面処理剤が塗布された支持体面
とインクジェット記録ヘッドのインク吐出口が形成され
ているインク吐出面とを密着させ両者を剥すことによ
り、表面処理剤をインクジェット記録ヘッドのインク吐
出口が形成されているインク吐出面に転写している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来技術
では、支持体上の撥水剤をノズル孔を有するノズル孔表
平面に転写する工程で、支持体とノズル孔を有するノズ
ル孔表平面とを引き剥した場合、転写前の支持体上の撥
水剤の厚さが均一であっても、ノズル孔を有するノズル
表平面に形成される撥水膜の膜厚は不均一であったり、
支持体とノズル孔を有するノズル表平面とを引き剥す工
程で撥水膜が部分的に転写されず、形成された撥水膜に
欠損部分を生じてしまうことがあった。また、従来の撥
水膜の転写方法によってノズル孔を有するノズル表平面
に撥水膜を形成したインクジェット記録ヘッドを用いて
印刷を行なった場合、ノズル付近の膜厚が不均一である
ためにインク滴の吐出方向が乱れたり、インク滴吐出時
に撥水膜の欠損部分にインク滴が付着し除去できないた
めにインクダレが生じ、インク滴の吐出方向や安定性が
悪くなる。さらに、撥水膜欠損部分が存在するために、
欠損部分より撥水膜の剥離が起こり、撥水膜の持続性を
著しく小さくするばかりでなく、剥離した撥水膜がノズ
ル孔を有するノズル表平面に残存するためにインクダレ
が非常に多くなり、インク吐出が不能になるという課題
を解決できていなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録ヘッドの表面処理方法は、インクジェット記録ヘッ
ドのノズル孔を有するノズル表平面に含フッ素高分子膜
を形成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、含フッ素高分子を含む撥水剤を塗布した支持体
表面とノズル孔を有するノズル表平面とを接触させ、溶
媒または熱により支持体のみを選択的に除去することに
よって含フッ素系高分子の撥水膜をノズル孔を有するノ
ズル表平面に付着させることを特徴とする。

【０００５】

【実施例】図１はインクジェット記録ヘッドの概略図で
ある。１は圧力室であり、ＰＺＴ素子または発熱体等に
よってインク吐出のための圧力を得る部分である。２は
インク流路、３はインク吐出ノズルである。

【０００６】図２は、本発明の表面処理方法によって、
含フッ素高分子膜により撥水処理された図１のインク吐
出ノズル３付近の拡大図である。インクジェット記録ヘ
ッド基材４のノズル孔５を有するノズル表平面６には含
フッ素高分子膜７が形成されている。

【０００７】（実施例１）図３は本発明の、インクジェ
ット記録ヘッドの表面処理方法の第１の表面処理工程を
示す図である。図３ａは、インクジェット記録ヘッド基
材のインク吐出ノズル部分の断面図であり、インクジェ
ット記録ヘッド基材４、ノズル孔５、ノズル孔５を有す
るノズル表平面６を示した。図３ｂは支持体８の表面９
上に含フッ素高分子膜７及び含フッ素高分子膜７の表平
面１０が形成されている図である。図３ｃは、ノズル孔
５を有するノズル表平面６と含フッ素高分子膜７の表平
面１０とを接触させ、加熱乾燥してノズル孔５を有する
ノズル表平面６と含フッ素高分子膜７の表平面１０とを
密着させた図である。図３ｄはノズル孔５を有するノズ
ル表平面６に密着した含フッ素高分子膜７及び支持体８
の不要部分１１を除去した図である。図３ｅは支持体８
の可溶性溶媒１２中に、支持体８、含フッ素高分子膜
７、インクジェット記録ヘッド基材４を浸漬させた図で
ある。図３ｆは、支持体８の可溶性溶媒１２からインク
ジェット記録ヘッド基材４を取り出した図で、支持体８
は、含フッ素高分子膜７の表平面１３から除去されてい
る。次に、ノズル孔５は含フッ素高分子膜７で塞がれて
いるため、ノズル孔５を塞いでいる部分の含フッ素高分
子膜７を除去する。図３ｇは、ノズル孔５を塞いでいた
含フッ素高分子膜を除去して、インクジェット記録ヘッ
ドの表面処理が完了した図である。具体的には、ノズル
孔５以外の部分を金属プレート等で遮光した状態でレー
ザー光あるいは紫外光を照射したり、ノズル孔と同径の
ピンを押し込むとにより、ノズル孔５を塞ぐ部分の含フ
ッ素高分子膜を除去した。

【０００８】ここで、本発明の含フッ素高分子膜７及び
支持体８について説明する。含フッ素高分子膜７の支持
体８の表面９への付着は、デッピング法、転写法、水面
展開膜の転写、スプレーコティング、キャストコーティ
ング、ブレードコーティング等から適宜選択して行なわ
れる。含フッ素高分子膜７は、溶剤可溶性含フッ素重合
体で非晶質であることが好ましい。例えば、ポリジパー
フルオロアルキルフマレート、テフロンＡＦ（デュポン
社の登録商標）、サイトップ（旭硝子社の登録商標）の
ような溶媒可溶性含フッ素重合体、あるいは、ジパーフ
ルオロアルキルフマレートとスチレンとの交互共重合
体、三フッ化塩化エチレンとビニルエーテルとの交互共
重合体、四フッ化エチレンとビニルエステルとの交互共
重合体などの含フッ素エチレンとビニルエステルとの交
互共重合体もしくはその類似体ないし誘導体が好ましく
用いられる。溶媒としては、フッ化液体、例えばフロリ
ナート（３Ｍ社の登録商標）、ガルデン、（モンテフル
オス社の登録商標）、トリフルオロメチルベンゼン、ハ
イドロクロロフルオロカーボン等が好ましく用いられ
る。また、フッ素重合体の濃度としては、０．０１〜７
重量％の範囲である。支持体８の材質は、インクジェッ
ト記録ヘッド基材４に対して不活性な液体に対して可溶
性であることが選択の条件である。

【０００９】実施例１の具体例について述べる。

【００１０】インクジェット記録ヘッドの基材４として
ポリサルホン、含フッ素高分子膜７としてサイトップ、
支持体８として水溶性のポリビニルアルコールフィル
ム、支持体８の可溶性溶媒１２として水を用いた。ま
ず、支持体８の表面に含フッ素高分子膜７を形成する方
法を述べる。サイトップを溶解したフロリナート系溶液
をデッピング法あるいは、スピンコート法によりポリビ
ニルアルコールフィルム表面に塗布した。約５分間放置
した後、ノズル孔５を有するノズル表平面６と前記ポリ
ビニルアルコールフィルム表面に形成された含フッ素高
分子膜７とを接触させ、約１５０℃に加熱乾燥して含フ
ッ素高分子膜７とノズル孔５を有するノズル表平面６と
を密着させた。ノズル孔５を有する、ノズル表平面６か
らはみ出した部分の含フッ素高分子膜及び支持体を切断
して、ノズル孔５を有するノズル表平面６上のみに、含
フッ素高分子膜及び支持体が乗っている状態とした。イ
ンクジェット記録ヘッド基材４を水に漬けてポリビニル
アルコールフィルムを溶解させた。含フッ素高分子膜の
表面を顕微鏡で観察したところ、含フッ素高分子膜の部
分的な欠損は発見されなかった。また、含フッ素高分子
膜の膜厚はノズル孔を有するノズル表平面において極め
て均一であった。最後に、ノズル孔５を塞ぐ部分の含フ
ッ素高分子膜を紫外光照射により光分解してのインク吐
出用のノズル孔を確保した。

【００１１】次に、本発明の前記表面処理を施したイン
クジェット記録ヘッドを記録装置に装着して印字試験を
行なったところ、ドット抜けや印字乱れ等のトラブルは
発生せず、良好な撥水処理がなされたことを確認した。
次に、インクジェット記録ヘッドを染料インクに浸漬し
７０℃で５日間保持した後、同様の印字試験を行なっ
た。印字は初期特性と変わらず、撥インク効果は十分で
あった。染料インクを注入しながらシリコンゴムによる
擦り試験をしたところ、試験後もノズル孔を有するノズ
ル表平面の水との接触角は１００度以上あり、撥水効果
はほとんど劣化せず長時間にわたって印字品質の高いイ
ンクジェット記録ヘッドを達成できた。

【００１２】（実施例２）図４は、本発明のインクジェ
ット記録ヘッドの表面処理方法を示す、第２の表面処理
工程である。図４ａは、インクジェット記録ヘッド基材
のインク吐出ノズル部分の断面図であり、インクジェッ
ト記録ヘッド基材４、ノズル孔５、ノズル孔５を有する
ノズル表平面６を示した。図４ｂは支持体１３の表面９
上に含フッ素高分子膜７及び含フッ素高分子膜７の表平
面１０が形成されている図である。図４ｃは、ノズル孔
５を有するノズル表平面６と含フッ素高分子膜７の表平
面１０とを接触させた図である。図４ｄは、含フッ素高
分子膜７を加熱乾燥する過程で、支持体１３が溶解し、
含フッ素高分子膜７の表面１４から流れ落ちていること
を示す。図４ｅは、ノズル孔５を有するノズル表平面６
には含フッ素高分子膜７のみが密着していることを示
す。図４ｆは、含フッ素高分子膜７の不要部分１５を除
去した図である。図４ｇは、ノズル孔５を塞いでいた含
フッ素高分子膜を除去して、インクジェット記録ヘッド
の表面処理が完了した図である。具体的には、ノズル孔
５以外の部分に金属プレートを遮光した状態でレーザー
光あるいは紫外光を照射したり、ノズル孔と同径のピン
を押し込むとにより、ノズル孔５を塞ぐ部分の含フッ素
高分子膜を分解して除去した。

【００１３】ここで本発明に用いられる支持体１３の具
体的材料について説明する。支持体１３は、含フッ素高
分子膜７の加熱乾燥段階あるいは乾燥後に溶解し、しか
もその温度はインクジェット記録ヘッド基材４と含フッ
素高分子膜７が溶解または著しい変形をおこす温度であ
ってはならない。具体的には、パラフィンワックス等の
常温では固体でありかつ融点が１００℃以下のものであ
れば何等問題はない。ただし、融点１００℃以下は本発
明に用いる支持体をなんら限定するものではなく、イン
クジェット記録ヘッド基材及び含フッ素高分子膜が溶解
あるいは著しい変形を起こすものでなければ何等制限は
ない。

【００１４】実施例２の具体例について述べる。

【００１５】インクジェット記録ヘッドの基材４として
ポリサルホン、含フッ素高分子膜７としてサイトップ、
支持体１３として融点が約６０℃のパラフィンワクスを
用いた。まず、支持体８の表面に含フッ素高分子膜７を
形成する方法を述べる。サイトップを溶解したフロリナ
ート系溶液をデッピング法あるいは、スピンコート法に
よりポリビニルアルコールフィルム表面に塗布した。約
５分間放置した後、ポリサルホン製のインクジェット記
録ヘッド基材４のノズル孔５を有するノズル表平面６と
前記パラフィンワクス表面に形成された含フッ素高分子
膜７とを接触させ、約１５０℃に加熱乾燥して含フッ素
高分子膜７とノズル孔５を有するノズル表平面６とを密
着させた。また、支持体１３に用いられたパラフィンワ
クスは含フッ素高分子膜７の加熱乾燥の途中で溶解して
含フッ素高分子膜表面からは除去された。ノズル孔５を
有するノズル表平面６からはみ出した部分の含フッ素高
分子膜を切断して、ノズル孔５を有するノズル表平面６
上のみに含フッ素高分子膜が乗っている状態とした。含
フッ素高分子膜の表面を顕微鏡で観察したところ、含フ
ッ素高分子膜の部分的な欠損は発見されなかった。ま
た、含フッ素高分子膜の膜厚はノズル孔を有するノズル
表平面において極めて均一であった。最後に、ノズル孔
５を塞ぐ部分の含フッ素高分子膜を紫外光照射により光
分解してのインク吐出用のノズル孔を確保した。

【００１６】次に、本発明の前記表面処理を施した、イ
ンクジェット記録ヘッドを記録装置に装着して印字試験
を行なったところ、ドット抜けや印字乱れ等のトラブル
は発生せず、良好な撥水処理がなされたことを確認し
た。次に、インクジェット記録ヘッドを染料インクに浸
漬し７０℃で５日間保持した後、同様の印字試験を行な
った。印字は初期特性と変わらず、撥インク効果は十分
であった。染料インクを注入しながらシリコンゴムによ
る擦り試験をしたところ、試験後もノズル孔を有するノ
ズル表平面の水との接触角は１００度以上あり、撥水効
果はほとんど劣化せず長時間いにわたって、印字品質の
高いインクジェット記録ヘッドを達成できた。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、含フ
ッ素高分子の含フッ素高分子膜が部分的な欠損部分を発
生することなく、均一にノズル孔を有するノズル表平面
に転写される。含フッ素高分子膜の部分的な欠損が発生
しないため、含フッ素高分子膜の密着性が非常に優れ、
インクジェット記録ヘッドの耐久時間が大幅に延長され
る。

【００１８】さらに本発明に関して、支持体上の含フッ
素高分子膜をノズル孔を有するノズル表平面に転写する
工程で、支持体とノズル孔を有するノズル表平面に必ず
しも圧力を加える必要がないことを発見した。支持体、
含フッ素高分子膜、ノズル孔を有するノズル表平面が重
なりあっている状態のまま含フッ素高分子膜を加熱乾燥
させれば、含フッ素高分子膜は十分にノズル孔を有する
ノズル表平面に密着する。また、支持体とノズル孔を有
するノズル表平面とに圧力を加えない方が含フッ素高分
子膜の膜厚が均一であった。この効果は、含フッ素高分
子膜をノズル孔を有するノズル表平面に密着させた後、
含フッ素高分子膜を表面に有する支持体を溶解させる工
程を行なうことによって初めて実現されるもので本発明
の大きな特徴であるある。従来の転写法では、支持体と
ノズル孔を有するノズル表平面に圧力を加えて含フッ素
高分子膜をノズル孔を有するノズル表平面に密着させた
後、含フッ素高分子膜の乾燥前に支持体を引き剥して含
フッ素高分子膜を転写していため本発明の様な均一な膜
厚を得ることは出来なかった。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェット記録ヘッドの概略を示す図。

【図２】本発明の表面処理を施された、インクジェット
記録ヘッドのインク吐出ノズル孔付近の拡大した図。

【図３】本発明の表面処理工程の第１の実施例を示す
図。

【図４】本発明の表面処理工程の第２の実施例を示す
図。

【符号の説明】

１ 圧力室 ２ インク流路 ３ インク吐出ノズル ４ ヘッド基材 ５ ノズル孔 ６ ノズル孔を有するノズル表平面 ７ 含フッ素高分子膜 ８ 支持体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェット記録ヘッドのノズル孔を
   有するノズル表平面に含フッ素高分子膜を形成するイン
   クジェット記録ヘッドの表面処理方法において、含フッ
   素高分子を含む撥水剤を塗布した支持体表面とノズル孔
   を有するノズル表平面とを接触させ、溶媒または熱によ
   り支持体のみを選択的に除去することによって含フッ素
   系高分子の撥水膜をノズル孔を有するノズル表平面に付
   着させ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。