JPH0789077A

JPH0789077A - インクジェット記録ヘッドの表面処理方法

Info

Publication number: JPH0789077A
Application number: JP23770393A
Authority: JP
Inventors: Motoaki Sato; 元昭佐藤; Shigeo Togano; 滋雄戸叶
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-09-24
Filing date: 1993-09-24
Publication date: 1995-04-04

Abstract

(57)【要約】【目的】安定した吐出が行なえ、高速記録に十分適用
され得るインクジェット記録ヘッドの表面処理方法を提
供する。【構成】パーフルオロ構造を持つ高分子化合物中に無
機あるいは有機微粒子を充填した樹脂組成物をインクジ
ェットオリフィス面に塗布するインクジェット記録ヘッ
ドの表面処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般にインクと呼ばれ
る記録液を吐出口から小滴として吐出、飛翔させ、この
小滴の被記録面への付着にて記録を行うインクジェット
記録装置の記録ヘッドの表面処理に関し、特にインク吐
出口が設けられているインク吐出口面の表面処理に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、記録ヘッドのオリフィス（吐
出口）から記録液（インク）を吐出することにより記録
情報を行うインクジェット記録装置が、低騒音、高速記
録等の点で優れた記録装置として知られている。

【０００３】図１は、通常のインクジェット記録ヘッド
の構成を例示する展開斜視図である。

【０００４】この記録ヘッドにおいてはガラスやセラミ
ックス等で形成された基板１１の上に、吐出圧発生素子
１２が設置され、感光性樹脂硬化膜１３をフォトリソグ
ラフィー法でパターニングすることにより吐出圧発生素
子１２に対応する液流路１５及びオリフィス１４、さら
には液室１６が形成されている。

【０００５】その感光性樹脂硬化膜１３の上には、例え
ばガラス、セラミックス、金属の上で形成された天板１
７が、接着剤１９により積層固着されている。

【０００６】また、天板１７には記録液供給口１８が形
成されている。

【０００７】このような構成の記録ヘッドにおいて、オ
リフィス１４を囲む基板１１、感光性樹脂硬化膜１３及
び天板１７の表面の物理的性質（物理特性）は、オリフ
ィス１４から記録液を常時安定して吐出させる上で、極
めて重要である。

【０００８】すなわち、オリフィス１４の外回り表面部
（オリフィス周縁部）に記録液が回込んで、その一部に
でも液溜りが生じると、流路１５の記録液がオリフィス
１４から吐出される際に、その飛翔方向が正規の所定方
向から離脱するようになり、さらには、液溜り状態の不
安定さから、吐出されるごとにその飛翔方向が乱れると
いう不都合が生じ、そのため安定した液吐出が行えずに
良好な記録が行えなくなる。

【０００９】また更に、オリフィス１４の外回り表面全
体が記録液の膜で覆われると、いわゆるスプラッシュ現
象が生じて記録液の散乱が起こり、安定した記録が行え
なくなる。また、オリフィスの外回り表面部を覆う液溜
りが大きくなると、記録ヘッドの液吐出が不能状態に陥
ることすらある。

【００１０】また、図１に示したような通常の記録ヘッ
ドでは、シリコン（基板１）、ガラス（天板１７）、樹
脂（感光性樹脂硬化膜１３）のように異なる材料が使用
されることが多い。そして記録液、オリフィス周縁部に
おいて、それら三種の中で最も漏れやすい材質の部分か
ら漏れる。通常のインク（記録液）に対しては、上述の
三種の材料のうちガラスが一番インクとの界面張力が低
いので、その部分からインクは漏れる。そのガラス部分
は、ヘッドの製造上や性能上好ましいので通常使用され
ている材料であり、インク漏れを防ぐ目的で別の材料を
使用することは製造上、性能上、コスト上望ましくな
い。

【００１１】以上説明したように、従来の記録ヘッドに
おいては、オリフィスの周縁部に記録液の液留りが生じ
ると、安定な吐出が行えなくなる。しかも、この傾向は
ノズル密度を上げて、高精細な記録を行う場合や、高周
波数で駆動する、すなわち高速記録をねらう場合に、非
常に顕著に現れるので、記録ヘッドの性能を向上させる
上で大きな問題となっている。

【００１２】そこで、図１に示すように、少なくともオ
リフィス１４の周縁部にいわゆる撥液処理を施すことに
より、インクをはじく撥液処理層２０を形成し、上述の
問題を解決せんとする提案が、従来より数多く公開され
ている。

【００１３】これらの問題を解決する方法の１つとし
て、従来から吐出口を囲む外表面をシリコーンオイル、
アラビヤゴム等で処理して撥水または撥油性（撥液性）
にする方法が実公昭４８−３６１８８号公報等に記載さ
れている。

【００１４】しかし、これらの方法は記録ヘッドを形成
するガラス、金属、樹脂等の基材との密着性が悪いため
に耐久性がなく、硬化は不十分なものに過ぎなかった。
また撥液性も十分ではなく、例えばシリコーン系の物質
では水系のインクに対して撥液性を示しても、アルコー
ル系、ケトン系、エステル系等の有機溶剤系インクに対
しては、ほとんど撥液性を示さなかった。

【００１５】さらにフルオロアルキルアルコキシシラン
等でインクジェット記録ヘッドの吐出口周縁部を処理し
て撥液性にした例（特開昭５６−８９５６６９号）も有
るが、処理を完全にするには高温（１５０℃以上）で長
時間加熱するか、高ｐＨの溶液（例えばアミン溶液）中
で加熱する等、吐出口を形成する材料を破壊する恐れの
ある処理が必要であった。また、従来から知られている
撥液処理を施したインクジェット記録ヘッドではオリフ
ィス材料と撥水樹脂との密着性が十分でなく、オリフィ
ス材料の表面を化学改質したり、シランカップリング剤
処理層をオリフィス材料、撥水樹脂間に設けなければな
らなかったりして非常に処理が煩雑であった。

【００１６】またワイパーでインクを除去する際、撥液
処理層の機械的耐久性が不十分でワイパーにより削られ
たり、剥れを生じたりすることがあった。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】インクジェット記録ヘ
ッドに形成する撥液処理層２０は、単に撥水性のみが良
好であるだけでなく、通常のインクジェット記録装置と
記録を行う際における撥液処理層の耐久性の点について
も十分でなければ実用的ではない。以下、その耐久性に
ついて述べる。

【００１８】インクジェット記録法を実施する場合に
は、たとえオリフィス周縁部に撥液処理が施されていて
も、オリフィス周縁部は常に記録液と接しているので、
ポリウレタンフォーム等の吸収体でオリフィス面を拭
き、付着したインクを吸い取るという回復操作がなされ
るのが通常である。したがって、撥液処理層は、吸収体
によりこすられても剥離しない程度の密着性や層が破壊
しない程度の耐摩耗性が必要とされる。これらの耐久性
が不十分であると、初期はともかく、ヘッドを使用して
いるうちに撥液処理層が徐々に剥離したり、抜け落ちた
りして撥液効果を示さなくなり、安定な吐出印字ができ
なくなってしまう。

【００１９】このようなインクジェット記録ヘッドに必
要とされる耐久性において、従来の撥液処理剤にて形成
した撥液処理層では十分ではない場合があった。

【００２０】さらには、図１に示したインクジェットヘ
ッドのように、オリフィスを取り囲む部材が複数の異な
る材質から成っている場合には、そのどの材質とも密着
性が良い撥液処理剤にて形成した撥液処理層を形成しな
ければならない。従来の撥液処理剤にて形成した撥液処
理層は、特に、この点について不十分である場合があっ
た。

【００２１】本出願人は、そのような課題を解決する撥
液処理剤を先に出願した。その出願明細書には、非晶性
熱可塑性フッ素樹脂撥液処理層を樹脂上にシランカップ
リング剤あるいは有機チタネート化合物を介して被覆し
たインクジェット記録ヘッドが記載されている。

【００２２】例えば前記ヘッド（基板１１がシリコン、
天板１７がガラス、樹脂硬化膜１３）の撥液処理層、上
記の組成物により形成すれば、従来の撥液水処理剤を用
いたよりも撥液持続性および耐摩耗性が向上した撥液処
理層が得られる。

【００２３】しかしながら、上記の組成物は、撥液持続
性、ブレード拭きに対する耐久性は十分ながら、オリフ
ィスプレートに対する前処理工程が多く品質管理及びコ
スト等の面で改善が必要であり、より簡単で効果的撥水
方法が求められる。

【００２４】本発明では、そのような課題を解決するた
めになされたものであり、その目的は、撥液処理剤中に
充填剤を添加し、膜の耐久性を向上させることにある。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
せんとするものであり、その要旨はパーフルオロ構造を
持つ非晶質熱可塑性樹脂中に無機あるいは有機微粒子を
充填してなる樹脂組成物をインクジェットオリフィス面
に塗布したことを特徴とするインクジェット記録ヘッド
の表面処理方法にある。

【００２６】以下本発明を更に詳細に説明する。

【００２７】本発明の表面処理方法において用いられる
パーフルオロ構造を持つ高分子化合物としてはパーフル
オロヘテロ環構造を有する非晶質の熱可塑性樹脂である
ＣＴＸ−８０５Ｘ（旭硝子（株）社製）、ＣＴＸ−８０
５Ａ（旭硝子（株）社製）、テフロンＡＦ（デュポン社
製）等が挙げられる。またパーフルオロヘテロ環構造の
非晶質熱可塑性樹脂に充填される無機微粒子としては酸
化チタン、酸化アルミニウム、タングステン、炭化タン
グステン、酸化タングステン、窒化アルミニウム、セリ
ウムポリッシングパウダー、酸化カドニウム、酸化鉄、
窒化珪素、酸化マグネシウム、二酸化珪素、硫酸バリウ
ム、カオリンクレー、スピネル等が挙げられ、有機微粒
子としてはポリアクリルアミド、ナイロンパウダー、ポ
リメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、ポリスチレ
ン、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、アクリル
酸−スチレン共重合体等が挙げられ、その他テフロン系
としてルブロンＬ−２（ダイキン（株）社製）、ルブロ
ンＬ−５Ｆ（ダイキン（株）社製）、ＴＦ９２０２（ヘ
キスト社製）、ＡＤ−１（旭硝子（株）社製）、テフロ
ン３０Ｊ（三井デュポン社製）、ミクロバール（積水化
成品工業（株）社製）、ポリビニルベンゼン、スチレン
−ジビニルベンゼン共重合体、ベンゾグアナミン系樹脂
エポスターＳ（日本触媒（株）社製）またシリコン系と
してはトスパール１０３（東芝シリコーン（株）社
製）、トスパール１０８（東芝シリコーン（株）社
製）、トレフィル−９２５（東レ（株）社製）等が挙げ
られる。

【００２８】微粒子の粒径範囲は０．０１〜２ミクロン
が好ましい。微粒子の粒径が２ミクロンを越えると撥液
効果が悪化し、０．０１ミクロン未満では耐摩耗性等耐
久性が悪化し好ましくなく、上記範囲が好ましい。

【００２９】前記充填微粒子表面は有機チタネートある
いはシランカップリング剤で処理し、表面濡れ性を制御
することによりポリマー溶液の分散安定性及びオリフィ
ス材料に対する密着性を向上させることができる。また
シランカップリング剤は少なくともその構造中にパーフ
ルオロ基を一つ含んでいることが好ましい。

【００３０】本発明の表面処理方法は特定溶剤可溶性の
パーフルオロ化合物あるいは一般有機溶剤に可溶なパー
フルオロ化合物中に溶剤不溶性の含フッ素化合物を添加
分散させることにより撥水持続性を低下させることなく
機械強度を向上させることができる。

【００３１】また上記微粒子を充填した樹脂をオリフィ
ス面に被覆する方法としてはキャスト法あるいはディッ
プ法あるいは転写法が採用し得る。

【００３２】また本発明は図１に示した如き記録ヘッド
に限定されることなくいかなるタイプの記録ヘッドでも
吐出オリフィスより液体を吐出させるものであれば本発
明に適用されるものである。

【００３３】

【実施例】以下本発明を実施例に基づいて更に詳細に説
明する。

【００３４】［実施例１］吸収体のベルイーター（カネ
ボウ製）を所定の大きさにカットし、その吸収体を撥水
剤に浸漬し、引き上げたものを溝付天板のオリフィス面
に押しつけながら移動させることにより塗布を行った。
撥液処理剤としては、サイトップＣＴＸ−８０５Ａ（旭
硝子（株）製）の５％溶液をＣＴ−ｓｏｌｖ．１００
（沸点１００℃、旭硝子（株）製）で０．５％まで希釈
したものを使用した。充填剤としては酸化チタニウム
（ＴｉｔａｎｉｕｍＯｘｉｄｅＰ２５日本アエロ
ジル（株）製）をＫＰ−８０１Ｍ、ＭＦ６０．５％溶
液で表面処理したものをＣＴＸ−８０５Ａ溶液量に対し
て０．１％添加した。

【００３５】塗布が完了した溝付天板をトレーに入れ、
１５０℃のオーブン中に２時間半投入し、熱乾燥させ
た。この時投入後３０分間は溝付天板及びトレーの温度
が所定の１５０℃に上昇するのに使われるので、実際の
熱乾燥時間は２時間である。

【００３６】２時間半後徐冷し、８０度以下になったと
ころでオーブンより取り出した。撥液処理が終了した溝
付天板に対し、エキシマレーザー等により、吐出オリフ
ィスを形成し、吐出圧発生素子を有する基板と貼り合せ
を行なった。

【００３７】［実施例２］実施例１と同様に、同じ吸収
体を用い、同じ方法で溝付天板に塗布を行なった。撥液
処理剤としては、サイトップＣＴＸ−８０５Ａ（旭硝子
製）の５ｗｔ％溶液をＣＴ−ｓｏｌｖ．１８０（沸点１
８０℃、旭硝子製）で０．５ｗｔ％まで希釈したものを
使用した。

【００３８】充填剤としては酸化チタニウム（Ｔｉｔａ
ｎｉｕｍＯｘｉｄｅＰ２５日本アエロジル製）を
チタンポリマーＢ−４（日本曹達（株）製）で表面処理
したものをＣＴＸ−８０５Ａ溶液量に対して０．１％添
加した。

【００３９】塗布が完了した溝付天板をトレーに入れ、
１５０℃のオーブン中に２時間半投入し、熱乾燥させ
た。この時投入後３０分間は溝付天板及びトレーの温度
が所定の１５０℃に上昇するのに使われるので、実際の
熱乾燥時間は２時間である。

【００４０】２時間半後徐冷し、８０度以下になったと
ころでオーブンより取り出した。撥液処理が終了した溝
付天板に対し、エキシマレーザー等により、吐出オリフ
ィスを形成し、吐出圧発生素子を有する基板と貼り合せ
を行なった。

【００４１】［比較例１］実施例１と同じ溝付天板を成
形後ＵＶ／Ｏ₃ 処理１０分したのちアミン系シランカッ
プリング剤、あるいはエポキシ系シランカップリング
剤、好ましくはアミン系シランカップリング剤を水ある
いは水／エタノール水溶液５〜０．０５ｗｔ％に希釈し
た溶液中に１分間浸漬後、大容量の純水中で２回洗浄し
た。その後風乾し、その後実施例１と同様に、同じ吸収
体を用い、同じ方法で溝付天板に塗布した。撥液処理剤
としては、サイトップＣＴＸ−８０５Ａ（旭硝子製）ま
たはＣＴＸ−８０５Ｅ（旭硝子製）をＣＴ−ｓｏｌｖ．
１００（沸点１００℃ 旭硝子製）で０．５ｗｔ％に希
釈したものを使用した。塗布が完了した溝付天板をトレ
ーに入れ、１５０℃のオーブン中に２時間半投入し、熱
乾燥させた。この時投入後３０分間は溝付天板及びトレ
ーの温度が所定の１５０℃に上昇するのに使われるの
で、実際の熱乾燥時間は２時間である。

【００４２】２時間半後徐冷し、８０度以下になったと
ころでオーブンより取り出した。撥液処理が終了した溝
付天板に対し、エキシマレーザー等により、吐出オリフ
ィスを形成し、吐出圧発生素子を有する基板と貼り合せ
を行なった。

【００４３】次に本発明の特定のポリマーで処理したイ
ンクジェット記録ヘッドの撥液性の性能を調べるため
に、基材への塗布性、初期特性、撥液持続性等の評価を
行なった。その内容を以下に示す。［評価内容］（１）基材への塗布性能塗布性→塗布ムラの有無基材との密着性→溶剤クラック、剥れ（溝天、あるい
は吐出エレメント６０℃インク中に保存しチェックプレ
ッシャークッカーテスト２０時間後チェック）（２）初期特性初期接触角→接触角（前進及び後退）（３）撥液持続性撥液持続性→試験前後の接触角の変化（後退接触角は
θ_R2）（６０℃インク浸漬）耐摩耗性→試験前後の接触角の変化（後退接触角はθ
_R2）（こすり耐久試験機を使用、１５００００回）ＰＣＴ→試験前後の接触角の変化（後退接触角は
θ_R2）（インク浸漬のまま１２０℃、２ａｔｍ、２０時
間後チェック）評価結果を以下に示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【表２】

【００４６】

【表３】

【００４７】

【表４】

【００４８】

【表５】表１のように実施例２では、６０℃インク浸漬１か月
後、ＰＣＴ２０時間後にわずかにエッジ部に剥れが生じ
た。耐インク性については実施例１，２、比較例１につ
いては処理とほとんど変化が無かった。

【００４９】次に表２の初期特性の接触角の測定結果を
載せたが、ここでの接触角の測定方法に関して説明す
る。通常カタログ等に記載されている接触角は前進接触
角といわれるものである。測定は図２ののようにイン
クを滴下させた後、ステージを下げ、離れた液滴の角度
を読む。

【００５０】これに対し、インクジェットの撥水性評価
では、後退接触角を用いた。これは図２の，のよう
に１度インクを滴下し、ぬらしたのちにインクを吸い取
り、その時残った液滴の角度を測定するものである。こ
こで初めに出すインクの量により後退接触角θ_R1と後退
接触角θ_R2に分けて測定を行なった。従来の接触角はθ
_R1で示すものである。θ_R1とθ_R2を比較した場合、当然
θ_R2の方が厳しい条件となるため、撥水性の差を出やす
くなり評価には有効である。

【００５１】表２を見るかぎりでは初期撥水性能に関し
ては各実施例、比較例ともほとんど差がない。またイン
クジェットヘッドオリフィス表面のθ_R2≧７０度という
一様の基準もクリヤーしている。

【００５２】表３では６０℃インク浸漬試験前後の接触
角の変化を示した。浸漬１か月までではどの例もθ_R2の
低下は少ない。表４は擦り試験前後の接触角の変化を示
しているがここでも実施例１，２、比較例１ともにθ_R2
≧７０度を満足している。特に実施例１，２については
初期の値よりの低下はほとんどない。比較例では顕微鏡
観察上では確認できない微小な傷が生じており接触角が
低下している。表５はＰＣＴ前後の接触角変化を示して
いるが試験条件が一番厳しいために２０時間後の接触角
の低下は一番大きい。実施例１，２及び比較例１はθ_R2
≧７０度を維持出来た。以上まとめると実施例１，２と
比較例１が撥水持続性と機械的耐久性が優れていること
がわかった。特に実施例１，２では特定の表面処理を基
材に施さなくても機械的耐久性を向上させるとともに基
材との密着性を維持することが出来た。

【００５３】実施例１については比較例に比べ工程数も
簡略化され実用上最も優れている。本発明の撥液処理を
施したインクジェット記録ヘッドの吐出観察印字試験を
行なったところ、吐出信号印加周波数２〜１０ＫＨｚ全
ノズル同時駆動でも常に所定の方向に安定した吐出が行
なえた。また印字物も縦線のヨレやベタ印字のしろ抜け
等の問題も発生することなく良好であった。

【００５４】［実施例３］吸収体のベルイーター（カネ
ボウ製）を所定の大きさにカットし、その吸収体を撥水
剤に浸漬し、引き上げたものを溝付天板のオリフィス面
に押しつけながら移動させることにより塗布を行なっ
た。（膜厚２ミクロン）撥液処理剤としては、サイトッ
プＣＴＸ−８０５Ａ（旭硝子社製）の５％溶液を使用し
た。充填剤としてはセフボン−ＣＭＡ（（ＣＦ）_n 、平
均粒径２ミクロン）を主剤樹脂に対して１．０ｗｔ％添
加した。これに超音波洗浄１０分間かけ完全に分散させ
た。

【００５５】塗布が完了した溝付天板をトレーに入れ、
１５０℃のオーブン中に２時間半投入し、熱乾燥させ
た。この時投入後３０分間は溝付天板及びトレーの温度
が所定の１５０℃に上昇するのに使われるので、実際の
熱乾燥時間は２時間である。

【００５６】２時間半後徐冷し、８０度以下になったと
ころでオーブンより取り出した。撥液処理が終了した溝
付天板に対し、エキシマレーザー等により、吐出オリフ
ィスを形成し、吐出圧発生素子を有する基板と貼り合せ
を行なった。

【００５７】［実施例４］実施例３と同様に、同じ吸収
体を用い、同じ方法で溝付天板に塗布を行なった。（膜
厚２ミクロン）撥液処理剤としては、サイトップＣＴＸ
−８０５Ａ（旭硝子（株）製）の５ｗｔ％溶液を使用し
た。不溶性樹脂としてはセフボン−ＣＭＦ（（ＣＦ）
_n 、平均粒径０．１ミクロン）を主剤樹脂に対して１．
０ｗｔ％添加し、実施例３と同様の方法で分散させた。

【００５８】塗布が完了した溝付天板をトレーに入れ、
１５０℃のオーブン中に２時間半投入し、熱乾燥させ
た。この時投入後３０分間は溝付天板及びトレーの温度
が所定の１５０℃に上昇するのに使われるので、実際の
熱乾燥時間は２時間である。

【００５９】２時間半後徐冷し、８０度以下になったと
ころでオーブンより取り出した。撥液処理が終了した溝
付天板に対し、エキシマレーザー等により、吐出オリフ
ィスを形成し、吐出圧発生素子を有する基板と貼り合せ
を行なった。

【００６０】［実施例５］実施例３と同様に、同じ吸収
体を用い、同じ方法で溝付天板に塗布を行なった。（膜
厚２ミクロン）撥液処理剤としては、サイトップＣＴＸ
−８０５Ａ（旭硝子（株）製）の５ｗｔ％溶液を使用し
た。不溶性樹脂としてはセフボン−ＣＭＦ（（ＣＦ）
_n 、平均粒径０．１ミクロン）を主剤樹脂に対して１．
０ｗｔ％添加し、実施例３と同様の方法で分散させた。

【００６１】塗布が完了した溝付天板をトレーに入れ、
１５０℃のオーブン中に２時間半投入し、熱乾燥させ
た。この時投入後３０分間は溝付天板及びトレーの温度
が所定の１８０℃に上昇するのに使われるので、実際の
熱乾燥時間は５時間である。５時間半後徐冷し、８０度
以下になったところでオーブンより取り出した。撥液処
理が終了した溝付天板に対し、エキシマレーザー等によ
り、吐出オリフィスを形成し、吐出圧発生素子を有する
基板と貼り合せを行なった。

【００６２】［比較例２］実施例３と同じ溝付天板を成
形後ＵＶ／Ｏ₃ 処理１０分したのちアミン系シランカッ
プリング剤、あるいはエポキシ系シランカップリング
剤、好ましくはアミン系シランカップリング剤を水ある
いは水／エタノール水溶液５〜０．０５ｗｔ％に希釈し
た溶液中に１分間浸漬後、大容量の純水中で２回洗浄し
た。その後風乾し、その後実施例３と同様に、同じ吸収
体を用い、同じ方法で溝付天板に塗布した。（膜厚２ミ
クロン）撥液処理剤としては、サイトップＣＴＸ−８０
５Ａ（旭硝子製）を使用した。塗布が完了した溝付天板
をトレーに入れ、１５０℃のオーブン中に２時間半投入
し、熱乾燥させた。この時投入後３０分間は溝付天板及
びトレーの温度が所定の１５０℃に上昇するのに使われ
るので、実際の熱乾燥時間は２時間である。

【００６３】２時間半後徐冷し、８０度以下になったと
ころでオーブンより取り出した。撥液処理が終了した溝
付天板に対し、エキシマレーザー等により、吐出オリフ
ィスを形成し、吐出圧発生素子を有する基板と貼り合せ
を行なった。次に本発明の特定のポリマーで処理したイ
ンクジェット記録ヘッドの撥液性の性能を調べるため
に、基材への塗布性、初期特性、撥液持続性等の評価を
行なった。なお、評価内容は前記実施例１〜２及び比較
例１と同様である。評価結果を以下に示す。

【００６４】

【表６】

【００６５】

【表７】

【００６６】

【表８】

【００６７】

【表９】

【００６８】

【表１０】表６のように実施例３では、６０℃インク浸漬１か月
後、ＰＣＴ２０時間後にわずかに剥れが生じた。耐イン
ク性については実施例４，５、比較例２については処理
とほとんど変化が無かった。

【００６９】次に表７の初期特性の接触角の測定結果を
載せたが、ここでの接触角の測定方法に関して説明す
る。通常カタログ等に記載されている接触角は前進接触
角といわれるものである。測定は図２ののようにイン
クを滴下させた後、ステージを下げ、離れた液滴の角度
を読む。

【００７０】これに対し、インクジェットの撥水性評価
では、後退接触角を用いた。これは図２の，のよう
に１度インクを滴下し、ぬらしたのちにインクを吸い取
り、その時残った液滴の角度を測定するものである。こ
こで初めに出すインクの量により後退接触角θ_R1と後退
接触角θ_R2に分けて測定を行なった。従来の接触角はθ
_R1で示すものである。θ_R1とθ_R2を比較した場合、当然
θ_R2の方が厳しい条件となるため、撥水性の差を出やす
くなり評価には有効である。

【００７１】表７を見るかぎりでは初期撥水性能に関し
ては各実施例では前進接触角は１００℃を越え撥水性は
良好である。後退接触角についてもオリフィス表面のθ
_R2≧７０度という基準を上回っている。

【００７２】表８では６０℃インク浸漬試験前後の接触
角の変化を示した。浸漬１か月までではどの例もθ_R2の
低下は少ない。表９は擦り試験前後の接触角の変化を示
しているがここでも実施例４，５、比較例２ともにθ_R2
≧７０度を満足している。特に実施例４，５については
初期の値よりの低下はほとんどない。比較例２では顕微
鏡観察上では確認できない微小な傷が生じており接触角
が低下している。表１０はＰＣＴ前後の接触角変化を示
しているが試験条件が一番厳しいために２０時間後の接
触角の低下は一番大きい。実施例３の接触角低下は充填
粒子の径が膜厚と同程度であったために基材に対して密
着性が低下したと考えられる。実施例４，５及び比較例
２はθ_R2≧７０度を維持できた。以上まとめると実施例
４，５と比較例２が撥水持続性と機械的耐久性が優れて
いることがわかった。特に実施例５では熱処理時間を長
くしただけで濡れ性を改善できた。これは充填剤の表面
へのブリーディング、あるいは主剤の分子回転の効果に
より膜表面のパーフルオロ基密度が高くなったためと考
えられる。実施例５については比較例に比べ工程数も簡
略化され実用上最も優れている。本発明の撥液処理を施
したインクジェット記録ヘッドの吐出観察印字試験を行
なったところ、吐出信号印加周波数２〜１０ＫＨｚ全ノ
ズル同時駆動でも常に所定の方向に安定した吐出が行な
えた。また印字物も縦線のヨレやベタ印字のしろ抜け等
の問題も発生することなく良好であった。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の化合物はオ
リフィス表面に半永久的撥液処理層を従来よりも遥かに
容易な処理で形成でき、また常時所定の方向に実質的に
均一液体量をもって安定した吐出を行なえ、高速記録に
十分適用され得るヘッド形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】通常のインクジェット記録ヘッドの構成を例示
する展開斜視図。

【図２】接触角の測定方法を示す説明図。

【符号の説明】

１１基盤１２吐出圧発生素子１３感光性樹脂硬化膜１４オリフィス１５流路１６液室１７天板１９接着剤２０撥液処理層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｋ 3/04 ＫＪＦＣ０８Ｌ 27/12 ＬＧＨＣ０９Ｄ 127/12 ＰＦＨ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パーフルオロ構造を持つ非晶質熱可塑性
樹脂中に無機あるいは有機微粒子を充填してなる樹脂組
成物をインクジェットオリフィス面に塗布したことを特
徴とするインクジェット記録ヘッドの表面処理方法。
【請求項２】前記パーフルオロ構造を持つ非晶質熱可
塑性樹脂が特定パーフルオロ溶剤可溶なパーフルオロ構
造を少なくともその分子中に有する非晶質熱可塑性樹脂
であり、前記無機微粒子が溶剤不溶な含フッ素化合物で
あることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記
録ヘッドの表面処理方法。
【請求項３】前記パーフルオロ構造を持つ非晶質熱可
塑性樹脂が一般有機溶剤に可溶なパーフルオロ構造を少
なくともその分子中に有する非晶質熱可塑性樹脂であ
り、前記無機微粒子が溶剤不溶な含フッ素化合物である
ことを特徴とする請求項２記載のインクジェット記録ヘ
ッドの表面処理方法。
【請求項４】請求項１又は２の樹脂組成物をキャスト
法、ディップ法あるいは転写法によってインクジェット
記録オリフィス面に被覆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。
【請求項５】請求項１又は２のパーフルオロ構造を含
んだ高分子化合物がパーフルオロヘテロ環構造を持つ非
晶質熱可塑性樹脂であ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。
【請求項６】請求項１の充填微粒子表面を有機チタネ
ートあるいはシランカップリング剤で処理し表面濡れ性
を制御しポリマー溶液への分散安定性及びオリフィス材
料に対する密着性を向上させた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。
【請求項７】請求項２又は３の溶剤不溶性含フッ素化
合物がフッ化グラファイトであ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。
【請求項８】請求項５のシランカップリング剤が少な
くともその構造中にパーフルオロ基１つ含んでいること
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。