JP2008162187A - Liquid discharge head, method for manufacturing the liquid discharge head, and liquid discharge apparatus including the liquid discharge head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液室に充填された液体に対する濡れ性が向上されたノズルシートを備える液体吐出ヘッド及びこの液体吐出ヘッドの製造方法並びにこの液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置に関する。 The present invention relates to a liquid discharge head including a nozzle sheet with improved wettability with respect to a liquid filled in a liquid chamber, a method for manufacturing the liquid discharge head, and a liquid discharge apparatus including the liquid discharge head.
液体を吐出する装置としては、例えば対象物となる記録紙に対してインクを吐出させて、画像や文字を印刷するインクジェット型のプリンタ装置(以下、プリンタ装置)がある。このインクジェット型のプリンタ装置は、印刷時における騒音が極めて小さく、高速印刷が可能であり、しかも普通紙に対してインクを定着させるための特別な処理を必要としないといった特徴を有する。 As an apparatus for ejecting liquid, for example, there is an ink jet type printer apparatus (hereinafter referred to as a printer apparatus) that prints an image or characters by ejecting ink onto a recording paper that is a target. This ink jet type printer device has features such that noise during printing is extremely low, high speed printing is possible, and no special processing for fixing ink to plain paper is required.
このプリンタ装置は、インクを発熱抵抗体で加熱し、発生した気泡の成長によりインクを押圧して吐出させるサーマルインクジェット方法等、種々の方法でインクを吐出する。このプリンタ装置には、インクを吐出するインク吐出ヘッドと、インクを貯蔵するインクタンクと、インクタンクからインク吐出ヘッドにインクを供給するインク供給系とが設けられている。 This printer apparatus ejects ink by various methods such as a thermal ink jet method in which ink is heated by a heating resistor and the ink is pressed and ejected by the growth of generated bubbles. This printer apparatus includes an ink discharge head that discharges ink, an ink tank that stores ink, and an ink supply system that supplies ink from the ink tank to the ink discharge head.
インク吐出ヘッドは、インクを吐出させるためのノズルが形成されたノズルシートと、インクをノズルから吐出させるために、インクを押圧する圧力発生素子として発熱抵抗体が設けられた回路基板とから形成されている。このインク吐出ヘッドは、ノズルシートのノズルと回路基板の発熱抵抗体とが対向するように、フィルムを介してノズルシートと回路基板とを接着して形成される。このインク吐出ヘッドには、1つの発熱抵抗体を回路基板とフィルムとノズルシートとで囲む液室が設けられている。プリンタ装置では、このインク吐出ヘッドの液室にインクタンクからインク流路系を介してインクが充填され、液室に充填されたインクを発熱抵抗体で加熱し、液室内のインク中に発生した気泡の成長により、ノズルからインクを押し出して吐出する。 The ink discharge head is formed from a nozzle sheet on which nozzles for discharging ink are formed, and a circuit board on which a heating resistor is provided as a pressure generating element that presses ink to discharge ink from the nozzles. ing. This ink discharge head is formed by adhering the nozzle sheet and the circuit board through a film so that the nozzle of the nozzle sheet and the heating resistor of the circuit board face each other. The ink discharge head is provided with a liquid chamber that surrounds one heating resistor with a circuit board, a film, and a nozzle sheet. In the printer device, the ink chamber is filled with ink from the ink tank through the ink flow path system, and the ink filled in the liquid chamber is heated by a heating resistor to be generated in the ink in the liquid chamber. As the bubbles grow, ink is pushed out from the nozzles and ejected.
インク供給系は、インクタンクからインク吐出ヘッドの液室やノズルにインクを供給する供給路を形成する。このインク供給系は、印刷時にインクを連続的かつ瞬間的にインク吐出ヘッドへ供給して円滑に印刷を行わせるため、プリンタ装置の重要な構成部分となっている。 The ink supply system forms a supply path for supplying ink from the ink tank to the liquid chambers and nozzles of the ink discharge head. This ink supply system is an important component of the printer device, because it supplies ink to the ink discharge head continuously and instantaneously during printing to perform printing smoothly.
このインク供給系を構成する材料は、特にインクとの接液面において耐インク性に優れ、しかも印刷時においてインクを停滞させることなく、連続的で円滑にインク吐出ヘッドにインクを移送させるため、インクとの接触角が小さく、濡れ性が良いことが等の物理特性を有することが要求される。さらに、インク供給系を構成する材料としては、材料の加工、成型及び組み立てが簡易にできることなど、プリンタ装置の製造工程上の特性も要求される。インク供給系を構成する材料の選択は、これらの観点を踏まえて行われる。 The material constituting the ink supply system is excellent in ink resistance especially on the liquid contact surface with the ink, and in addition, the ink is continuously and smoothly transferred to the ink discharge head without causing the ink to stagnate during printing. It is required to have physical characteristics such as a small contact angle with ink and good wettability. Further, the material constituting the ink supply system is required to have characteristics in the manufacturing process of the printer device, such as easy processing, molding and assembly of the material. Selection of the material constituting the ink supply system is performed based on these viewpoints.
例えば、インク供給系を構成する材料としては、各種材料、ガラス、各種金属等が用いられる。このような材料で形成されたインク供給系では、例えば長時間に及ぶ印刷停止又は休止後の印刷再開時に、インクが再びインク吐出ヘッドへ供給されると、インクとの接液面に気泡が付着しやすくなる。このため、このような材料で形成されたインク供給系では、気泡に阻害され、インクタンクからインク吐出ヘッドに適切にインクを供給することができず、吸引操作によってインクを充填しようとしてもインク吐出ヘッドに適切に供給できず、インク吐出ヘッドからインク液滴の吐出が不安定となり、インク液滴の吐出が途切れたり、更にはインクの吐出不能を招くなど、不具合が生じてしまう。 For example, various materials, glass, various metals, etc. are used as the material constituting the ink supply system. In an ink supply system formed of such a material, for example, when ink is again supplied to the ink ejection head when printing is stopped for a long time or printing is resumed after a pause, bubbles adhere to the liquid contact surface with the ink. It becomes easy to do. For this reason, in an ink supply system formed of such a material, it is obstructed by bubbles, and ink cannot be supplied appropriately from the ink tank to the ink discharge head. The ink cannot be properly supplied to the head, and the ejection of ink droplets from the ink ejection head becomes unstable, resulting in problems such as the ejection of ink droplets being interrupted and the inability to eject ink.
このようなインク供給系での問題は、特に上述したようなインクを使い切って再充填した場合や長時間の印刷休止中にノズルからインクが蒸発すること等によって、空気がインク供給系内に入り込み、インク供給系内の全般にわたって又は部分的にインクの滞留がなくなるような場合に生じやすくなっている。 The problem with such an ink supply system is that air enters the ink supply system, especially when the ink as described above is used up and refilled, or when the ink evaporates from the nozzle during a long printing pause. This is likely to occur when there is no ink stagnation throughout or partially in the ink supply system.
また、気泡による不具合は、インク供給系内に気泡が入り込んだ場合に限らず、ノズルが設けられたインク吐出ヘッドの液室内に入り込んだ場合にも生じる。液室内に気泡が混入した場合には、インク供給系内に気泡が混入した場合よりも不安定な吐出及び不吐出をより生じさせやすく、印刷品位が低下しやすくなる等の大きな問題が生じる。 In addition, the problem caused by bubbles occurs not only when bubbles enter the ink supply system but also when they enter the liquid chamber of the ink discharge head provided with the nozzles. When bubbles are mixed in the liquid chamber, unstable problems such as unstable ejection and non-ejection are more likely to occur than when bubbles are mixed in the ink supply system, and print quality is likely to deteriorate.
以上のような、インク供給系や液室での問題は、例えば、インク供給系やインク吐出ヘッドの液室のインクと接する接液面に、各種材料、ガラス、各種金属の中でも、酸化膜を形成しやすい金属やポリエチレン、シリコーン樹脂などの樹脂材料が使用されている場合に顕著に認められる。その原因は、これらの材料でインク供給系や液室を形成した場合に、インクとの接液面の濡れ性が不十分となり、この濡れ性が不十分な接液面に気泡が付着することによるものである。 The problems with the ink supply system and the liquid chamber as described above are, for example, oxide films among various materials, glass, and various metals on the liquid contact surface in contact with the ink in the liquid chamber of the ink supply system and the ink discharge head. This is conspicuously observed when a resin material such as a metal that is easy to form, polyethylene, or silicone resin is used. The reason for this is that when an ink supply system or liquid chamber is formed with these materials, the wettability of the liquid contact surface with ink becomes insufficient, and bubbles adhere to the liquid contact surface with insufficient wettability. Is due to.
ところで、プリンタ装置では、インクを連続的かつ 瞬間的にインク吐出ヘッドに供給できることの他に、印刷速度を高速化することが求められている。印刷速度を速くする1つの手段としては、インクを吐出するノズルの数を増やす方法がある。 Incidentally, in the printer device, it is required to increase the printing speed in addition to being able to supply ink to the ink ejection head continuously and instantaneously. One means for increasing the printing speed is to increase the number of nozzles that eject ink.
ノズルシートを作製する方法としては、プレス加工、エキシマレーザーによるアブレーション加工、放電加工、電鋳などが挙げられる。しかしながら、ノズルシートに多数のノズルを作製する場合には、ノズルピッチが狭くなるため、プレス加工でノズルを形成することが困難である。また、多数のノズルを有するノズルシートをエキシマレーザー加工で作製する場合には、樹脂がベースとなるので、得られたノズルシートの耐久性に若干乏しくなる。 Examples of the method for producing the nozzle sheet include press working, ablation processing using excimer laser, electric discharge machining, and electroforming. However, when a large number of nozzles are produced in the nozzle sheet, the nozzle pitch becomes narrow, so that it is difficult to form the nozzles by press working. Further, when a nozzle sheet having a large number of nozzles is produced by excimer laser processing, since the resin is a base, the durability of the obtained nozzle sheet is slightly poor.
このようなプレス加工やエキシマレーザー加工に対して、電鋳技術は、ノズルピッチを高精細化することが可能であり、得られたノズルシートは金属性であるため、耐久性も問題ないレベルになる(例えば、特許文献1参照。)。したがって、電鋳技術は、他のプレス加工やエキシマレーザー加工等と比べて、多数のノズルを有し、耐久性を有するノズルシートを作製することができる。 In contrast to such press working and excimer laser processing, electroforming technology can increase the nozzle pitch, and the resulting nozzle sheet is metallic, so durability is at a level where there is no problem. (For example, refer to Patent Document 1). Therefore, the electroforming technique has a large number of nozzles and can produce a durable nozzle sheet as compared with other press processing, excimer laser processing, and the like.
電鋳に使用する金属は、ニッケルや金、パラジウムなどである。中でも、ニッケルは、汎用金属となっている。ニッケルは、イオン化傾向が強く、表面が非常に酸化されやすいため、空気中に放置すると、Ni2O3、NiO2やNi3O4の数種類の酸化物が表面に生成される。これらの酸化物の中でも、Ni2O3は、インクの濡れ性が良く、NiO2やNi3O4は、インクの濡れ性が悪い酸化物である。例えば、ニッケルでノズルシートを形成した場合、ノズルシートの表面のNi2O3等が形成された部分は、親水性となり、インクとの接触角が小さくなり、インクで濡れやすくなる。一方、ノズルシートの表面のNiO2やNi3O4が形成された部分は、インクの接触角が大きく、インクがなじみにくくなる。したがって、電鋳により形成されたニッケルを主成分とするノズルシートでは、作製後、空気に触れると、インクの濡れ性が良いNi2O3や濡れ性が悪いNiO2やNi3O4等の数種類の酸化物が表面に生成されるため、表面のインクの濡れ性が不均一となっている。 The metal used for electroforming is nickel, gold, palladium or the like. Among these, nickel is a general-purpose metal. Since nickel has a strong ionization tendency and the surface is very easily oxidized, when it is left in the air, several kinds of oxides such as Ni 2 O 3 , NiO 2 and Ni 3 O 4 are generated on the surface. Among these oxides, Ni 2 O 3 has good ink wettability, and NiO 2 and Ni 3 O 4 are oxides with poor ink wettability. For example, when the nozzle sheet is formed of nickel, the portion of the nozzle sheet where Ni 2 O 3 or the like is formed becomes hydrophilic, the contact angle with the ink becomes small, and it becomes easy to get wet with the ink. On the other hand, the portion of the nozzle sheet on which NiO 2 or Ni 3 O 4 is formed has a large ink contact angle, making it difficult for ink to blend. Therefore, in the nozzle sheet mainly composed of nickel formed by electroforming, when it is exposed to air after production, Ni 2 O 3 with good ink wettability, NiO 2 with poor wettability, Ni 3 O 4, etc. Since several types of oxides are generated on the surface, the wettability of the ink on the surface is not uniform.
ノズルシートは、液室の底面やノズルを形成し、インクと接することから、濡れ性を均一にする必要があるため、一種類の酸化膜が均一に形成されている必要がある。ニッケルの酸化膜を均一化する方法としては、プラズマ処理による物理的処理法を挙げることができる。このプラズマ処理は、装置があれば容易に処理ができるという利点を有しているが、有機材料の表面改質に比較して、金属面の表面処理は効果の持続性が低く、時間経過に伴い再び自然酸化が行われ、濡れ性が不均一な表面になってしまう。 Since the nozzle sheet forms the bottom surface of the liquid chamber and the nozzle and comes into contact with the ink, it is necessary to make the wettability uniform, so that one kind of oxide film needs to be formed uniformly. As a method for homogenizing the nickel oxide film, a physical treatment method by plasma treatment can be mentioned. Although this plasma treatment has the advantage that it can be easily treated with an apparatus, the surface treatment of the metal surface is less durable than the surface modification of the organic material, and the time elapses. As a result, natural oxidation is performed again, resulting in a surface with non-uniform wettability.
このような濡れ性が不均一なノズルシートを備えたインク吐出ヘッドでは、ノズルシートが液室の底面やノズルを構成しているため、液室の底面やノズルの壁面のインクの濡れ性が悪く、液室の底面やノズルの壁面にインク中の気泡が付着しやすくなる。このようなインク吐出ヘッドでは、液室の底面やノズルの壁面に気泡が付着することによって、気泡に阻害され、インクが液室内やノズル内に全体にわたって均一に充填されなかったり、安定に供給されなかったりする。これにより、このインク吐出ヘッドでは、電鋳でノズルシートを作製し、ノズルの数を増やし、印刷スピードを上げるようにしても、液室の底面やノズルの壁面に気泡が付着しやすくなり、上述したようにインク液滴の吐出が不安定となったり、インクの吐出不能となってしまい、印刷画像の品位を低下させてしまう。 In such an ink discharge head having a nozzle sheet with non-uniform wettability, the nozzle sheet forms the bottom surface and nozzles of the liquid chamber, so that the wettability of ink on the bottom surface of the liquid chamber and the wall surface of the nozzle is poor. In addition, bubbles in the ink easily adhere to the bottom surface of the liquid chamber and the wall surface of the nozzle. In such an ink discharge head, bubbles adhere to the bottom surface of the liquid chamber and the wall surface of the nozzle, thereby obstructing the bubbles, and the ink is not uniformly filled throughout the liquid chamber or the nozzle, or is stably supplied. There is not. As a result, in this ink discharge head, even if the nozzle sheet is produced by electroforming, the number of nozzles is increased, and the printing speed is increased, bubbles easily adhere to the bottom surface of the liquid chamber and the wall surface of the nozzle. As described above, the ejection of the ink droplets becomes unstable or the ink cannot be ejected, and the quality of the printed image is deteriorated.
そこで、本発明は、液体との濡れ性が高く均一であり、この濡れ性が持続されたノズルシートを備える液体吐出ヘッド及びこの液体吐出ヘッドの製造方法並びに液体吐出装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid discharge head including a nozzle sheet that has high wettability with liquid and is uniform, and this wettability is maintained, a method of manufacturing the liquid discharge head, and a liquid discharge apparatus. To do.
上述した目的を達成する本発明に係る液体吐出ヘッドは、液室に充填された液体をノズルから吐出するものであり、液室の壁面を形成し、ノズルが形成された金属材料からなるノズルシートを有し、ノズルシートは、電鋳により形成され、少なくとも液室側となる主面に電解研磨による親水処理が施され、更に加熱処理されている。 The liquid discharge head according to the present invention that achieves the above-described object is a nozzle sheet that discharges liquid filled in a liquid chamber from a nozzle, forms a wall surface of the liquid chamber, and is made of a metal material on which the nozzle is formed. The nozzle sheet is formed by electroforming, and at least the main surface on the liquid chamber side is subjected to a hydrophilic treatment by electrolytic polishing and further subjected to a heat treatment.
上述した目的を達成する本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、液室に充填された液体を押圧するヘッドチップと、液室の壁面を形成し、ヘッドチップによって押圧された液体を吐出するノズルが形成された金属材料からなるノズルシートとを有する液体吐出ヘッドを製造する方法であり、ノズルシートを電鋳により作製した後、ノズルシートの少なくとも液室側となる主面に電解研磨による親水処理を施し、更に加熱処理を施し、ノズルシートの電解研磨及び加熱処理が施された主面にヘッドチップを貼り合わせて、液室を形成する。 The method of manufacturing a liquid discharge head according to the present invention that achieves the above-described object forms a head chip that presses the liquid filled in the liquid chamber and a wall surface of the liquid chamber, and discharges the liquid pressed by the head chip. A method of manufacturing a liquid discharge head having a nozzle sheet made of a metal material on which nozzles are formed. After the nozzle sheet is produced by electroforming, at least the main surface on the liquid chamber side of the nozzle sheet is hydrophilic by electropolishing. A liquid chamber is formed by applying a treatment, further performing a heat treatment, and bonding the head chip to the main surface subjected to the electrolytic polishing and the heat treatment of the nozzle sheet.
上述した目的を達成する本発明に係る液体吐出装置は、液室に充填された液体をノズルから吐出する液体吐出ヘッドを備えるものであり、液体吐出ヘッドは、液室の壁面を形成し、ノズルが形成された金属材料からなるノズルシートを有し、ノズルシートは、電鋳により形成され、少なくとも液室側となる主面に電解研磨による親水処理が施され、更に加熱処理されている。 A liquid ejection apparatus according to the present invention that achieves the above-described object includes a liquid ejection head that ejects a liquid filled in a liquid chamber from a nozzle. The liquid ejection head forms a wall surface of the liquid chamber, and the nozzle The nozzle sheet is formed by electroforming, and at least the main surface on the liquid chamber side is subjected to hydrophilic treatment by electropolishing and further subjected to heat treatment.
本発明では、ノズルシートの少なくとも液室側となる主面に親水処理を施すことによって、液室側の主面が親水性となり、液体の接触角が小さくなるため、濡れ性が良好となり、親水処理の後に加熱処理を施すことによって、液室側の主面の濡れ性が持続される。これにより、本発明では、ノズルシートを作製後、ノズルシートが空気に触れても、濡れ性が持続しているため、濡れ性が良好な状態で液体吐出ヘッドに組み込むことができ、得られた液体吐出ヘッドの液室側の主面に気泡が付着することを防止でき、気泡が排出されるようになる。本発明では、気泡が排出されることによって、気泡に阻害されることなく、液室に液体を安定に供給することができ、液体の吐出が不安定となったり、液体の吐出が途切れたり、吐出不能となることを防止できる。 In the present invention, by subjecting at least the main surface on the liquid chamber side of the nozzle sheet to hydrophilic treatment, the main surface on the liquid chamber side becomes hydrophilic and the contact angle of the liquid becomes small, so that wettability is improved and hydrophilicity is improved. By performing the heat treatment after the treatment, the wettability of the main surface on the liquid chamber side is maintained. Thus, in the present invention, after the nozzle sheet was produced, the wettability was maintained even when the nozzle sheet touched the air, so that the wettability was good and the liquid discharge head could be incorporated and obtained. Bubbles can be prevented from adhering to the main surface of the liquid discharge head on the liquid chamber side, and the bubbles are discharged. In the present invention, by discharging the bubbles, the liquid can be stably supplied to the liquid chamber without being obstructed by the bubbles, and the discharge of the liquid becomes unstable or the discharge of the liquid is interrupted. It is possible to prevent the discharge from becoming impossible.
本発明を適用したノズルシート、インク吐出ヘッド及びインクジェットプリンタ装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。図1に示すインクジェットプリンタ装置1(以下、プリンタ装置1という。)は、画像や文字が印刷される記録紙Pの幅方向(W方向)にわたって、印刷するライン型のインクジェットプリンタ装置である。 A nozzle sheet, an ink discharge head, and an ink jet printer apparatus to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. An ink jet printer apparatus 1 (hereinafter referred to as a printer apparatus 1) shown in FIG. 1 is a line type ink jet printer apparatus that prints over the width direction (W direction) of a recording paper P on which images and characters are printed.
プリンタ装置1は、図1及び図2に示すように、記録紙Pに対してインクiを吐出するインクジェットプリンタヘッドカートリッジ(以下、ヘッドカートリッジという。)2と、このヘッドカートリッジ2が装着される装置本体3とを備える。プリンタ装置1は、ヘッドカートリッジ2が装置本体3に対して着脱可能である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
先ず、プリンタ装置1を構成するヘッドカートリッジ2について説明する。ヘッドカートリッジ2は、例えば圧力発生素子として電気熱変換式を用いた発熱抵抗体を用いてインクiを吐出し、記録紙Pの主面にインクiを着弾させる。ヘッドカートリッジ2には、図2及び図3に示すように、インクiが収容されたインクカートリッジ21が装着される。インクカートリッジ21には、色毎に、イエローインクのインクカートリッジ21y、マゼンタインクのインクカートリッジ21m、シアンインクのインクカートリッジ21c及びブラックインクのインクカートリッジ21kがある。
First, the
ここで、各インクカートリッジ21に充填されるインクiは、以下のようなものである。インクiは、水や水溶性有機溶媒等を含む溶媒に、少なくとも染料を溶解又は分散させたものである。
Here, the ink i filled in each
インクiに含有される水溶性有機溶剤としては、脂肪族一価アルコール、多価アルコール、多価アルコール誘導体等を使用できる。 As the water-soluble organic solvent contained in the ink i, aliphatic monohydric alcohol, polyhydric alcohol, polyhydric alcohol derivative and the like can be used.
具体的に、脂肪族一価アルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、s−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール等の低級アルコール等を使用できる。特に、これら脂肪族一価アルコールのうち、エチルアルコール、i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコールを使用することが好ましい。 Specifically, as the aliphatic monohydric alcohol, lower alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, i-propyl alcohol, n-butyl alcohol, s-butyl alcohol and t-butyl alcohol can be used. . Of these aliphatic monohydric alcohols, ethyl alcohol, i-propyl alcohol, and n-butyl alcohol are particularly preferably used.
これら脂肪族一価アルコールは、インクiの表面張力を調製し、普通紙、専用紙等の記録紙Pへの浸透性、ドット形成性、印刷された画像の乾燥性を向上する効果が高いので、インクiに含有させることが好ましい。 These aliphatic monohydric alcohols are highly effective in adjusting the surface tension of the ink i and improving the penetrability of recording paper P such as plain paper and special paper, dot formation, and drying of printed images. Ink i is preferably contained.
多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール及びグリセロール等のアルキレングリコール類、ポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、チオジグリコール等を使用できる。 Examples of the polyhydric alcohol include alkylene glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, butylene glycol and glycerol, polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol, and thiodiglycol.
多価アルコール誘導体としては、エチレングリコールジメチルエーテル等の上述した多価アルコールの低級アルキルエーテル類、エチレングリコールジアセテート等の上述した多価アルコールの低級カルボン酸エステル類等を使用できる。 As the polyhydric alcohol derivative, the above-mentioned lower alkyl ethers of polyhydric alcohol such as ethylene glycol dimethyl ether, the above-mentioned lower carboxylic acid esters of polyhydric alcohol such as ethylene glycol diacetate, and the like can be used.
これら多価アルコール及び多価アルコール誘導体は、蒸発しにくく、インクiの氷点を下げるので、インクiの保存安定性を高め、プリンタ装置1のノズル71の目詰まりを防止する効果があるので、インクi中に含有させることが好ましい。
Since these polyhydric alcohols and polyhydric alcohol derivatives are less likely to evaporate and lower the freezing point of ink i, they have the effect of increasing the storage stability of ink i and preventing clogging of
染料としては、直接染料、酸性染料、反応性染料等の水溶性染料を何れも使用できる。 As the dye, any of water-soluble dyes such as direct dyes, acid dyes and reactive dyes can be used.
具体的に、イエロー系直接染料としては、C.I.ダイレクトイエロー1、同8、同11、同12、同24、同26、同27、同28、同33、同39、同44、同50、同58、同85、同86、同87、同88、同89、同98、同100、同110等を使用できる。
Specifically, examples of yellow direct dyes include C.I. I.
マゼンダ系の直接染料としては、C.I.ダイレクトレッド1、同2、同4、同9、同11、同13、同17、同20、同23、同24、同28、同31、同33、同37、同39、同44、同46、同62、同63、同75、同79、同80、同81、同83、同84、同89、同95、同99、同113、同197、同201、同218、同220、同224、同225、同226、同227、同228、同229、同230、同321等を使用できる。
Examples of magenta direct dyes include C.I. I.
シアン系の直接染料としては、C.I.ダイレクトブルー1、同2、同6、同8、同15、同22、同25、同41、同71、同76、同77、同78、同80、同86、同90、同98、同106、同108、同120、同158、同160、同163、同165、同168、同192、同193、同194、同195、同196、同199、同200、同201、同202、同203、同207、同225、同226、同236、同237、同246、同248、同249等を使用できる。
Examples of cyan direct dyes include C.I. I.
ブラック系の直接染料としては、C.I.ダイレクトブラック17、同19、同22、同32、同38、同51、同56、同62、同71、同74、同75、同77、同94、同105、同106、同107、同108、同112、同113、同117、同118、同132、同133、同146等を使用できる。
Examples of black direct dyes include C.I. I.
また、イエロー系の酸性染料としては、C.I.アシッドブルー1、同3、同7、同11、同17、同19、同23、同25、同29、同36、同38、同40、同42、同44、同49、同59、同61、同70、同72、同75、同76、同78、同79、同98、同99、同110、同111、同112、同114、同116、同118、同119、同127、同128、同131、同135、同141、同142、同161、同162、同163、同164、同165等を使用できる。
Examples of yellow acid dyes include C.I. I.
マゼンタ系の酸性染料としては、C.I.アシッドレッド1、同6、同8、同9、同13、同14、同18、同26、同27、同32、同35、同37、同42、同51、同52、同57、同75、同77、同80、同82、同83、同85、同87、同88、同89、同92、同94、同97、同106、同111、同114、同115、同117、同118、同119、同129、同130、同131、同133、同134、同138、同143、同145、同154、同155、同158、同168、同180、同183、同184、同186、同194、同198、同199、同209、同211、同215、同216、同217、同219、同249、同252、同254、同256、同257、同262、同265、同266、同274、同276、同282、同283、同303、同317、同318、同320、同321、同322等を使用できる。
Examples of magenta acid dyes include C.I. I.
シアン系の酸性染料としては、C.I.アシッドブルー1、同7、同9、同15、同22、同23、同25、同27、同29、同40、同41、同43、同45、同54、同59、同60、同62、同72、同74、同78、同80、同82、同83、同90、同92、同93、同100、同102、同103、同104、同112、同113、同8117、同120、同126、同127、同129、同130、同131、同138、同140、同142、同143、同151、同154、同158、同161、同166、同167、同168、同170、同171、同175、同182、同183、同184、同187、同192、同199、同203、同204、同205、同229、同234、同236等を使用できる。
Examples of cyan acid dyes include C.I. I.
ブラック系の酸性染料としては、C.I.アシッドブラック1、同2、同7、同24、同26、同29、同31、同44、同48、同50、同51、同52、同58、同60、同62、同63、同64、同67、同72、同76、同77、同94、同107、同108、同109、同110、同112、同115、同118、同119、同121、同122、同131、同132、同139、同140、同155、同156、同157、同158、同159、同191等を使用できる。
Examples of black acid dyes include C.I. I.
なお、インクiには、上述した水溶性有機溶剤や染料の他に、界面活性剤、pH調整剤、防腐剤、キレート剤等の添加物を必要に応じて含有させてもよい。 In addition to the water-soluble organic solvent and the dye described above, the ink i may contain additives such as a surfactant, a pH adjuster, a preservative, and a chelating agent as necessary.
このインクiが充填されるインクカートリッジ21は、記録紙Pの幅方向の寸法と略同じ寸法をなす略矩形状に形成されている。インクカートリッジ21には、図2及び図3に示すように、後述するヘッドカートリッジ2のカートリッジ本体31にインクiを供給するためのインク供給部22が設けられている。
The
インク供給部22は、インクカートリッジ21の下側略中央部に設けられている。このインク供給部22は、略突形状のノズルであり、このノズルの先端が後述するヘッドカートリッジ2の接続部35に嵌合されることにより、インクカートリッジ21とヘッドカートリッジ2のカートリッジ本体31との間をインク供給可能に接続する。インク供給部22は、弁機構を備え、この弁機構でカートリッジ本体31へのインクiの供給を調整している。なお、ヘッドカートリッジ2とインクカートリッジ21とが一体に形成されていてもよい。
The
インクカートリッジ21が装着されるヘッドカートリッジ2は、図2及び図3に示すように、カートリッジ本体31を有する。カートリッジ本体31には、インクカートリッジ21が装着される装着部32と、インクiを吐出するインク吐出ヘッド33と、インク吐出ヘッド33を保護するヘッドキャップ34とを備える。
The
装着部32の略中央には、装着部32に装着されたインクカートリッジ21のインク供給部22と接続される接続部35が設けられている。この接続部35は、装着部32に装着されたインクカートリッジ21のインク供給部22からカートリッジ本体31の底面に設けられたインクiを吐出するインク吐出ヘッド33にインクiを供給する供給路となる。接続部35は、インクカートリッジ21からインク吐出ヘッド33へのインクiの供給を弁機構で調整している。
A
接続部35からインクiが供給されるインク吐出ヘッド33は、図3及び図4に示すように、カートリッジ本体31の底面に配設されている。インク吐出ヘッド33は、接続部35から供給されるインクiを吐出する吐出口である後述するノズル71が記録紙Pの幅方向、すなわち図3及び図4中矢印W方向に略ライン状に並設されている。インク吐出ヘッド33は、インクiを吐出する際に、記録紙Pの幅方向(W方向)に移動することなく、イエローのノズルライン72y、マゼンタのノズルライン72m、シアンのノズルライン72c、ブラックのノズルライン72k毎にインクiを吐出する。
The
インク吐出ヘッド33は、図4及び図5に示すように、ヘッドカートリッジ2の接続部35からインクiが供給され、供給されたインクiを各ノズル71へと導く流路板41と、供給されたインクiを吐出するヘッドチップ42と、インクiを吐出するためのノズル71が形成されたノズルシート43と、ノズルシート43を支持するフレーム44とを有する。このインク吐出ヘッド33には、図5に示すように、後述するインク流路51からインクiが供給され、インクiを押圧して吐出するインク液室45が形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
流路板41は、インクiの色毎に設けられ、例えば金属など、容易に変形しない剛性及び収容されるインクiに対して耐インク性を備えた材料で形成される。流路板41は、図4及び図5に示すように、後述する各色のノズルライン72を形成している複数のノズル71すべてにインクiが供給されるように、ノズル71が並設されている記録紙Pの幅方向(W方向)に、記録紙Pの幅に相当する長さに亘って形成されている。流路板41は、記録紙Pの幅に相当する長さのインク流路51を形成する流路形成部52と、この流路形成部52の上面略中央に接続部35側に向かって形成され、カートリッジ本体31に設けられた接続部35と流路形成部52とを接続する流路接続部53とを有する。流路形成部52には、流路接続部53が設けられている側とは反対側の面に、インクiを供給する後述するヘッドチップ42が配設される。この流路板41は、流路接続部53がカートリッジ本体31に設けられた接続部35に接続され、インクカートリッジ21から接続部35を介して供給されたインクiを流路形成部52のインク流路51に供給し、ヘッドチップ42にインクiを供給する。
The
ヘッドチップ42は、図5に示すように、電気熱変化式の発熱抵抗体61aが設けられた回路基板61と、この回路基板61とノズルシート43との間に介在させるフィルム62とから構成される。このヘッドチップ42は、図4に示すように、記録紙Pの幅方向(図4中W方向)に亘って略ライン状に設けられた複数のノズル71のうち、所定の数を一組にした組毎に設けられている。このヘッドチップ42は、図4及び図5に示すように、インク流路51を挟み、色毎に千鳥状に記録紙Pの幅方向に略ライン状に配置され、隣接するヘッドチップ42の端部が対向するように設けられている。
As shown in FIG. 5, the
回路基板61は、例えばシリコンウエハ、ガラス基板等といったケイ素含有材料等からなる基板上に、ロジックIC(Integrated Circuit)やドライバートランジスタ等からなる制御回路が形成されている。この回路基板61は、図5に示すように、インク液室45の上面を形成する。
The
フィルム62は、例えば熱硬化型のドライフィルムレジストのエポキシ樹脂等からなる。フィルム62は、図5に示すように、上述したインク流路51と連通される部分を除いて、1つの発熱抵抗体61aを囲むように回路基板61上にフォトリソプロセスによって形成される。フィルム62は、インク液室45の側面を形成し、回路基板61と共に、インク液室45を構成する。また、このフィルム62には、回路基板61とは反対側の面にノズルシート43が貼り合わされる。
The
ノズルシート43は、図4及び図5に示すように、発熱抵抗体61aと対向するように、千鳥状に略ライン状に形成された貫通孔からなる複数のノズル71を有する。このノズルシート43は、各色のノズルライン72y、72m、72c、72kが1枚のシート状に一体に形成されている。このノズルシート43は、インク液室45側となる主面73がインク液室45の底面を形成している。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
このノズルシート43は、例えば、電鋳により、ニッケル(Ni)等の金属材料を主成分として形成されている。なお、ノズルシート43は、Niの他にコバルト(Co)が含有されたニッケル−コバルト合金で形成してもよく、用途や使用環境に応じて要求される物性を有する材料を用いることができる。ノズルシート43では、電鋳によりノズル71を形成することによって、隣接するノズル71の間隔が狭くても、多数のノズル71を形成することができる。これにより、プリンタ装置1では、インクiを吐出することができるノズル数が多くなるため、印刷速度を向上させることができる。
The
このノズルシート43の少なくともインク液室45側となる主面73には、親水処理が施された後、加熱処理が施される。ノズルシート43の主面73は、親水処理によりNiの酸化物であるNi2O3からなる親水性の酸化膜74aが均一に形成され、インクiに対する濡れ性が良好となり、親水処理後に加熱処理を施すことによって、主面73の濡れ性が持続される。
At least the
親水処理の方法としては、ノズルシート43のインク液室45側の主面73を例えば電解研磨する方法がある。電解研磨とは、電気分解のとき、アノードの金属が溶解することを利用して行う研磨方法である。
As a hydrophilic treatment method, there is a method of, for example, electrolytic polishing the
即ち、Niを主成分とするノズルシート43を電解研磨した場合、研磨をする金属製物体、即ちノズルシート43をアノードとし、適当な濃度の強酸又は強アルカリである電解液中にノズルシート43を浸漬させ、大きな電流密度で電解すると、ノズルシート43の表面の汚れがはげ、表面の0.1μm程度の凹凸を除去しながら、均一な不動態被膜が形成される。このような電解研磨では、電解液に無水酢酸、りん酸などを用い、電解液に酸化力のある酸(過塩素酸、クロム酸など)を加えて行うため、ノズルシート43の研磨面は酸化性のある酸にて化学的な処理が施され、結果として、凹凸を除去するだけではなく、均一な不動態皮膜が形成される。この不動態被膜は、ノズルシート43の主成分であるNiの酸化物Ni2O3からなる親水性の酸化膜74aである。Ni2O3は、他の酸化物、例えばNiO2やNi3O4と比べて親水性が高いため、得られた酸化膜74aは、インクiとの接触角が小さく、インクiに対する濡れ性が高くなっている。ノズルシート43の酸化膜74aが形成された主面73は、上述したインクiとの接触角が40°以下であり、好ましくは20°以下である。また、得られた酸化膜74aは、電解研磨により形成されることによって、機械的研磨法では得ることができないきわめて平滑で、光沢のある面にすることができる。
That is, when the
ノズルシート43では、少なくともインク液室45の底面を形成する主面73に電解研磨の親水処理が施され、Ni2O3からなる親水性の酸化膜74aが均一に形成され、主面73のインクiに対する濡れ性が高く均一となっているため、インクiに混入している気泡がインク液室45の底面に付着することを防止できる。これにより、インク液室45では、気泡が留まらず、インクiの吐出等によって、ノズル71から気泡が除去されやすくなる。
In the
また、図5に示すように、インク液室45側となる主面73に連続しているノズル71の壁面75にも、主面73を電解研磨する際に、同時に電解研磨され、Ni2O3からなる親水性の酸化膜74bが均一に形成されている。ノズルシート43では、ノズル71の壁面75に親水性の酸化膜74bが形成されていることによって、ノズル71の壁面75に気泡が付着することを防止できる。これにより、ノズルシート43では、インク液室45内だけではなく、ノズル71内に気泡が留まることも防止できるため、インク液室45から流れてきた気泡をノズル71から更に除去しやすくなる。
Further, as shown in FIG. 5, in the
このようなノズルシート43には、インク液室45の底面を形成する主面73及びノズル71の壁面75のインクiに対する濡れ性を高く均一な状態で持続できるように、加熱処理を施す。ノズルシート43では、加熱処理されると、酸化膜74a、74bが空気と接しても、インクiに対する濡れ性を持続することができる。
The
即ち、ノズルシート43では、主面73及びノズル71の壁面75に電解研磨によって親水性の酸化膜74a、74bが形成された状態で、一般的な室内環境に単に放置し、空気に触れると、濡れ性の持続性が1ヶ月程度であり、この期間を過ぎると、少しずつ濡れ性が損なわれてしまう。これは、ノズルシート43が空気に触れると、ニッケルの酸化が進み、濡れ性の悪い酸化物NiO2が生成されるからである。ノズルシート43では、ニッケルの酸化が進み、酸化物NiO2が生成されると、主面73及びノズル71の壁面75のインクiに対する濡れ性が悪くなり、気泡が付着しやすくなり、インク液室45やノズル71から気泡が除去されにくくなる。このようなノズルシート43を用いたインク吐出ヘッド33では、気泡の排出性が悪く、電解研磨を施していないノズルシート43を用いた場合と同様な結果をもたらすことになる。また、電鋳で作製したノズルシート43では、電解研磨せず、空気中にて加熱処理のみした場合、ニッケルの酸化をさらに進めることになるため、加熱処理だけ施したのではノズル71及びインク液室45側の主面73のインクiに対する濡れ性が悪く不均一になる。
That is, in the
そこで、ニッケルを主成分に電鋳により作製され、電解研磨を施したノズルシート43には、親水性の酸化膜74a、74bが形成されたインク液室45側となる主面73及びノズル71の壁面75の濡れ性を持続させるため、加熱処理を行う。ノズルシート43では、加熱処理を行うことによって、インク液室45側となる主面73及びノズル71の壁面75に付着している電解研磨の際に使用した電解液中の無水酢酸やリン酸が反応して、更に濡れ性が付与され、インク液室45側となる主面73及びノズル71の壁面75の濡れ性を向上させ、持続させることができるようになる。このようにノズルシート43の濡れ性を向上させ、持続できることによって、ノズルシート43を作製する際には、電解研磨を施した後、加熱処理することによって、インク吐出ヘッド33を組み立てる前に、作製したノズルシート43をしばらく放置して空気が触れても、インク液室45側となる主面73及びノズル71の壁面75のインクiに対する濡れ性が高く均一な状態で持続でき、濡れ性が高く均一なノズルシート43を用いてインク吐出ヘッド33を組み立てることができる。また、このノズルシート43では、インク吐出ヘッド33に組み立てる前に長期間保管して濡れ性が悪くなった場合でも、インク吐出ヘッド33を組み立てる前に加熱処理することによって、再度濡れ性を良好にし、向上させることができる。
Therefore, the
このノズルシート43の加熱方法は、電解研磨により酸化膜74a、74bが形成されたノズルシート43を単体で60℃以上、好ましくは80℃以上、更に好ましくは100℃以上の環境下で加熱する。また、ノズルシート43の加熱方法としては、インク吐出ヘッド33を作製する際に、60℃以上の加熱工程があれば、ノズルシート43単体で加熱処理せず、その加熱工程の熱を利用してノズルシート43を加熱するようにしてもよい。
As a method for heating the
以上のようなノズルシート43では、ニッケルを主成分とし、電鋳により形成され、電解研磨されることによって、インク液室45の底面となる主面73及びノズル71の壁面75に親水性の酸化膜74a、74bが形成され、インクiに対する濡れ性が高く均一となり、更に加熱処理されることによって、主面73及びノズル71の壁面75の高く均一な濡れ性が持続されるため、ノズルシート43を作製後、しばらく放置しても、主面73及びノズル71の壁面75の濡れ性を低下させることなく、インク吐出ヘッド33に組み込ませることができる。
The
また、このノズルシート43では、インク液室45側の主面73及びノズル71の壁面75に酸化膜74a、74b、即ち不動態被膜が形成されていることによって、インクiの濡れ性が向上するだけではなく、インクiに対する耐食性も向上する。
Further, in this
このようなノズルシート43は、次のように、微細なノズルを多数形成するため、電鋳により作製する。ノズルシート43は、図6に示すように、ステンレス鋼、例えばSUS304からなり、平坦な面を有する母型81上に形成する。先ず、図6(A)に示すように、母型81の平坦な主面81a上に、ノズル71を形成する部分にネガ型のレジスト82をフォトリソグラフィによりパターン形成する。このレジスト82は、母型81側が縮径した柱状であり、高さが約15μmである。
Such a
次に、図6(B)に示すように、電鋳により母型81上にノズルシート43となる電鋳層83を形成する。具体的に、レジスト82のパターンが形成された母型81をニッケルが含有されためっき液に浸し、例えば電解めっき法等によりニッケル系の電鋳層83を形成する。
Next, as shown in FIG. 6B, an
次に、図6(C)に示すように、所定の溶液でレジストパターンを溶解し、母型81の主面81aからパターン形成したレジスト82を除去して、電鋳層83にノズル71を複数形成する。母型81上の電鋳層83では、インク液室45の底面となる電鋳層83の母型81とは反対側の主面83a及びノズル71の壁面75に空気が触れることによって、Ni2O3等の酸化物が形成されることになる。
Next, as shown in FIG. 6C, the resist pattern is dissolved with a predetermined solution, the resist 82 formed by patterning is removed from the main surface 81 a of the
次に、電鋳層83を母型81上に形成したまま、電解液に浸漬させ、電鋳層83の主面83a及びノズル71の壁面75を電解研磨し、表面の酸化物が溶解又は削り取られ、電鋳層83の主面83a及びノズル71の壁面75にNi2O3からなる親水性の酸化膜74a、74bを均一に形成する。
Next, while the
次に、電鋳層83を母型81上に形成したまま、60℃以上の温度で電鋳層83を加熱処理する。
Next, the
次に、電鋳層83を母型81から剥離し、ノズルシート43が得られる。
Next, the
以上のようなノズルシート43の製造方法では、母型81上にノズルシート43となる電鋳層83を形成した後、電解液に浸漬させ、電解研磨を行うことによって、インク液室45側の主面73となる電鋳層83の主面83a及びノズル71の壁面75にNi2O3からなる親水性の酸化膜74a、74bが均一に形成され、インクiに対して均一で高い濡れ性が得られ、更に加熱処理を行うことによって、電鋳層83の主面83a及びノズル71の壁面75のインクiに対する均一で高い濡れ性を持続することができる。これにより、このノズルシート43では、複数のノズル71を形成して印刷速度を向上させるため、電鋳により形成しても、電解研磨及び加熱処理を行うことによって、インクiが直接接するインク液室45の底面を形成する主面73及びノズル71の壁面75の濡れ性を高く均一にでき、この濡れ性を持続できることから、インク液室45の底面やノズル71の壁面75に気泡が付着することを防止できる。
In the manufacturing method of the
このノズルシート43を支持するフレーム44は、図4及び図5に示すように、流路板41及びヘッドチップ42が嵌め込まれる開口部44aを有する。このフレーム44のヘッドチップ42が配置される側の面には、ノズルシート43が貼り合わされる。フレーム44は、ノズルシート43のノズル71とヘッドチップ42の発熱抵抗体61aとを対向させて、ヘッドチップ42及び流路板41と、ノズルシート43とを貼り合わせることができるように、ノズルシート43を支持する。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
以上のような構成からなるインク吐出ヘッド33は、次のようにして製造する。先ず、上述したノズルシート43の製造方法により、インク液室45の底面となる主面73及びノズル71の壁面75に親水性の酸化膜74a、74bが形成されたノズルシート43を作製する。
The
次に、得られたノズルシート43の酸化膜74aが形成された主面73が上になるように、平坦な面を有する図示しない支持治具上に載置する。この際に、ノズルシート43では、親水性の酸化膜74a、74bが形成されたインク液室45の底面となる主面73及びノズル71の壁面75に加熱処理が施されて、高く均一な濡れ性を持続できるため、ノズルシート43を支持治具上に載置して空気に触れる状態でインク吐出ヘッド33の組み立てを行っても、高く均一な濡れ性のままインク吐出ヘッド33を組み立てることができる。
Next, it is placed on a support jig (not shown) having a flat surface so that the
次に、支持治具上に載置したノズルシート43の酸化膜74aが形成された主面73上に、図4に示すように、ノズルライン72がフレーム44に設けた開口部44aと対向するようにフレーム44を載せ、ノズルシート43とフレーム44とを貼り合わせる。ノズルシート43とフレーム44とを貼り合わせる方法は、ノズルシート43とフレーム44との間に熱硬化型のシート接着剤、例えばエポキシ系のシート接着剤を介在させ、シート接着剤を熱硬化させて貼り合わせたり、室温で硬化する接着剤をフレームに塗布してノズルシート43を貼り合わせる。ノズルシート43は、フレーム44によって支持されるため、支持治具から剥離する。
Next, on the
次に、フレーム44の開口部44aに、ノズル71と発熱抵抗体61aが対向するようにヘッドチップ42を千鳥状に複数配置し、ヘッドチップ42のフィルム62を100℃に加熱して、熱硬化させることによって、ヘッドチップ42とノズルシート43とを貼り合わせる。ヘッドチップ42とノズルシート43とを貼り合わせることによって、図5に示すように、ヘッドチップ42及びノズルシート43で囲まれたインク液室45が形成される。
Next, a plurality of
次に、別の工程で組み立てられた流路板41の流路形成部52をフレーム44の開口部44aに嵌め込み、流路形成部52の底面とヘッドチップ42の回路基板61とを接着剤で接着する。ヘッドチップ42と流路形成部52とを接着することによって、図5に示すように、インク液室45とインク流路51とがインクiを供給可能に接続されたインク吐出ヘッド33が得られる。
Next, the flow
以上のようなインク吐出ヘッド33の製造方法では、ノズル71が形成された電鋳層83を電解研磨することによって、ノズルシート43のインク液室45側の主面73及びノズル71の壁面75に、Ni2O3からなる親水性の酸化膜74a、74bが均一に形成され、インクiに対する濡れ性を高く均一にすることができる。更に、このインク吐出ヘッド33の製造方法では、インク液室45側の主面73及びノズル71の壁面75に親水性の酸化膜74a、74bが形成されたノズルシート43に加熱処理することによって、インクiに対する濡れ性が高く均一な状態が持続するため、濡れ性を低下させることなく、ノズルシート43を流路板41やヘッドチップ42と組み合わせることができる。
In the manufacturing method of the
このインク吐出ヘッド33の製造方法によって得られたインク吐出ヘッド33では、インクiに気泡が混入していても、主面73及びノズル71の壁面75の濡れ性が高いため、気泡がインク液室45の底面やノズル71の壁面75に付着することを防止できる。これにより、インク吐出ヘッド33では、インク液室45やノズル71内に気泡が留まらず、インクiの吐出等によって、ノズル71から除去されやすく、気泡の排出性が良好となる。したがって、インク吐出ヘッド33では、気泡によって阻害されることなく、インク流路51からインク液室45にインクiが連続的かつ瞬間的に供給されるようになり、吸引操作等をすることなく、インク液室45に均一に充填され、インクiをノズル71に安定に供給できるようになる。インク吐出ヘッドでは、ノズル71にインクiが安定に供給されるため、ノズル71から安定にインク液滴を吐出でき、インク液滴の吐出が不安定になったり、インク液滴が途切れたり、吐出不能となることを防止できる。特に、インク吐出ヘッド33では、ノズル71内に気泡が留まることを防止できるため、インクiの吐出不良の発生をより防止することができる。
In the
また、インク吐出ヘッド33では、微細なノズル71を多数形成するため、ノズルシート43を電鋳により形成しても、ノズルシート43を電解研磨し、加熱処理することによって、インク液室45の底面を形成するノズルシート43の主面73及びノズル71の壁面75にNi2O3からなる親水性の酸化膜74a、74bを均一に形成することができ、濡れ性を向上させることができるため、気泡の付着を防止でき、印刷速度を向上させることができる。
In addition, since the
なお、上述したインク吐出ヘッド33の製造方法では、ノズルシート43の製造工程において、インク液室45の底面となる主面73及びノズル71の壁面75に電解研磨を施し、その後加熱処理を行ったが、加熱処理を行わず電解研磨のみ行ったノズルシート43を用いて、ヘッドチップ42のフィルム62を熱硬化させてノズルシート43とヘッドチップ42とを貼り合わせる際に、例えば100℃にて加熱するため、このフィルム62の加熱工程の熱を利用してノズルシート43を加熱処理するようにしてもよい。このようなインク吐出ヘッド33の製造方法では、ノズルシート43を単体で加熱処理する工程を削除することができ、製造工程を簡略化することができる。
In the manufacturing method of the
以上のようにして得られたインク吐出ヘッド33では、次のようにしてインクiをノズル71より吐出する。インク吐出ヘッド33では、インクカートリッジ21からカートリッジ本体31に設けられた接続部35を介して、流路板41で形成されたインク流路51にインクiが供給され、気泡に阻害されることなく、インク流路51からインク液室45にインクiが供給される。インク吐出ヘッド33では、回路基板61の制御回路が発熱抵抗体61aを駆動制御し、選択された発熱抵抗体61aに対して、パルス電流を供給し、発熱抵抗体61aを急速に加熱する。インク吐出ヘッド33では、発熱抵抗体61aを加熱すると、図7(A)に示すように、発熱抵抗体61aと接するインク液室45内のインクiに気泡bが発生する。そして、インク吐出ヘッド33では、図7(B)に示すように、このインク液室45内において、気泡bが膨張しながらインクiを押圧し、押し退けられたインクiが液滴状態でノズル71より吐出される。インク吐出ヘッド33では、ノズル71の壁面75の濡れ性が高く均一であり、気泡が付着しないため、気泡に阻害されることなく、インクiを所定の方向に適切に吐出することができる。インクiが吐出された後は、インク流路51を介してインクiがインク液室45に供給されることによって、再び吐出前の状態へと戻る。このようにして、インク吐出ヘッド33では、インク液室45に充填されたインクiを繰り返し押圧することで、インク液滴を繰り返し吐出することができる。
In the
上述したインク吐出ヘッド33のインク液滴が吐出される吐出面33aを保護するためのヘッドキャップ34は、図2に示すように、インクiを吐出せず、印刷をしない間、インク吐出ヘッド33の吐出面33aを閉塞し、ノズル71を乾燥等から保護している。印刷を行う際には、ヘッドキャップ34は、図2及び図8に示すように、ヘッドカートリッジ2の底面から装置本体3の前方、即ち図2中矢印A1方向に移動し、インク吐出ヘッド33の吐出面33aを外部に露出させる。印刷を行った後には、ヘッドキャップ34は、図2に示すように、装置本体3の前方からヘッドカートリッジ2の底面、即ち図2中矢印A2方向に移動し、インク吐出ヘッド33の吐出面33aを保護する。
As shown in FIG. 2, the
このヘッドキャップ34には、吐出面33aに付着している余分なインクiを拭き取るクリーニングローラ34aが設けられている。ヘッドキャップ34は、吐出面33aを開放する際に、クリーニングローラ34aで吐出面33aをクリーニングし、吐出面33aに付着している余分なインクiやノズル71の表面に付着している増粘したインクiを吸引する。なお、ヘッドキャップ34は、印刷後にヘッドカートリッジ2の底面に移動する際に、クリーニングローラ34aで吐出面33aをクリーニングするようにしてもよい。
The
上述した構成のヘッドカートリッジ2が装着される装置本体3には、図1に示すように、ヘッドカートリッジ装着部91にヘッドカートリッジ2が装着される。また、装置本体3には、前面下側に設けられた給紙口92に印刷される前の記録紙Pを積層して収納された給紙トレイ93が取り付けられ、前面上側に設けられた排紙口94に印刷後の記録紙Pを収納する排紙トレイ95が取り付けられている。
As shown in FIG. 1, the
以上のような構成からなるプリンタ装置1は、外部に設けられた情報処理装置から入力された印刷データに基づき印刷を行う。即ち、プリンタ装置1では、ヘッドキャップ34を図示しないヘッドキャップ開閉機構によりヘッドカートリッジ2の底面から装置本体3の前面側に移動する。これにより、プリンタ装置1は、インク吐出ヘッド33の吐出面33aに設けられたノズル71が外部に露出し、インクiが吐出できるようになる。
The
次に、プリンタ装置1は、装置本体3に設けられた操作ボタン3aの操作により、図8に示すように、複数の給紙ローラ96、97、98で、給紙トレイ93から1枚だけ記録紙Pを引き出す。プリンタ装置1は、給紙トレイ93から引き出した記録紙Pを反転ローラ99でヘッドカートリッジ2側に反転し、搬送ベルト100で吐出面33aと対向する位置に設けられたプラテン板101上に搬送し、記録紙Pが吐出面33aと対向するようになる。
Next, the
次に、プリンタ装置1は、インク吐出ヘッド33に色毎に設けられた複数の発熱抵抗体61aに印刷データの制御信号に基づいて、駆動電流を供給し、色毎に発熱抵抗体61aを加熱する。プリンタ装置1は、発熱抵抗体61aを加熱することによって、記録紙Pに対して、イエローのノズルライン72y、マゼンタのノズルライン72m、シアンのノズルライン72c、ブラックのノズルライン72kの順で、図8に示すように、ノズル71より上述した各色のインクiを色毎に液滴の状態にして吐出し、複数の色からなるカラー画像や文字を印刷する。
Next, the
次に、プリンタ装置1は、印刷が終わった記録紙Pを排紙口94方向に回転する搬送ベルト100と、搬送ベルト100と対向して設けられた排紙ローラ102とによって、記録紙Pを排紙口94に送り出し、排紙トレイ95に印刷後の記録紙Pを排紙する。
Next, the
以上のように、プリンタ装置1では、インクi中に気泡が混入していても、インク吐出ヘッド33のインク液室45の底面を形成するノズルシート43の主面73、更にノズル71の壁面75に電解研磨等の親水処理及び加熱処理が施され、Ni2O3からなる親水性の酸化膜74a、74bが均一に形成され、インクiに対する濡れ性が高く均一となっているため、インクiに混入している気泡がインク液室45の底面やノズル71の壁面75に付着することを防止できる。これにより、プリンタ装置1では、インク液室45やノズル71内に気泡が留まらず、インクiの吐出等によって、ノズル71から除去されやすくなるため、インク流路51からインク液室45を介してノズル71にインクiを連続的かつ瞬間的に供給できるようになり、インクiをノズル71に安定に供給できるようになる。これにより、プリンタ装置1では、ノズル71から安定にインク液滴を吐出でき、インク液滴の吐出が不安定になったり、インク液滴が途切れたり、吐出不能となることを防止でき、高品位な画像や文字を印刷することができる。
As described above, in the
また、プリンタ装置1では、微細なノズル71を多数形成するために、ノズルシート43を電鋳で形成しても、ノズルシート43を電解研磨することによって、インク液室45の底面を形成するノズルシート43の主面73、更にノズル71の壁面75にNi2O3からなる親水性の酸化膜74a、74bを均一に形成することができ、気泡の付着を防止できるため、多数のノズル71を有するインク吐出ヘッド33を用いることで、印刷速度を向上させることができる。以上のことから、プリンタ装置1では、高品位な画像や文字を高速に印刷することができる。
Further, in the
以上では、本発明をプリンタ装置1に適用した例について説明したが、本発明は、プリンタ装置1に限定されるものではなく、液体を吐出する他の液体吐出装置に広く適用することが可能である。例えば液体中のDNAチップ用吐出装置、プリンタ配線基板の配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体を吐出したりする液体吐出装置等にも適用可能であり、プリンタ装置1と同様に気泡による不具合を防止することができる。
The example in which the present invention is applied to the
また、上述したプリンタ装置1では、1つの発熱抵抗体61aがインクiを加熱して吐出するインク吐出ヘッド33を例に挙げて説明したが、このような構造に限定されることはなく、複数の圧力発生素子を備え、各圧力発生素子に異なるエネルギー又は異なるタイミングでエネルギーを供給することで吐出方向を制御することが可能な吐出手段を備える液体吐出装置にも適用可能であり、プリンタ装置1と同様に気泡による不具合を防止することができる。
In the
また、上述したプリンタ装置1では、1つの発熱抵抗体61aによってインクiを加熱しながらノズル71から吐出させる電気熱変換方式を採用しているが、このような方式に限定されず、例えばピエゾ素子といった圧電素子等の電気機械変換素子等によってインクiを電気機械的にノズル71より吐出させる電気機械変換方式を採用したものであってもよく、発熱抵抗体61aを用いた場合と同様に気泡による不具合を防止することができる。
Further, the above-described
また、ライン型のプリンタ装置1を例に挙げて説明したが、このことに限定されることはなく、例えばインクヘッドが記録紙Pの走行方向と略直交する方向に移動するシリアル型の液体吐出装置にも適用可能であり、プリンタ装置1と同様に気泡による不具合を防止することができる。
The line
以下に、本発明を適用したプリンタ装置を用いて、気泡の排出性を不吐出ノズル数の有無により評価した。 Below, using the printer device to which the present invention is applied, the bubble discharge performance was evaluated by the presence or absence of the number of non-ejection nozzles.
〈サンプル1〉
サンプル1では、ノズルシートを電鋳により作製した。ノズルシートを作製する際は、母型上にノズルを形成する部分にレジストのパターンを形成し、レジストのパターンが形成された母型をニッケル、コバルトが含有されためっき液に浸し、電解めっき法によりニッケルを主成分とし、ニッケル90wt%、コバルト10wt%のノズルシートとなる電鋳層を形成した。
<
In
次に、所定の溶液でレジストを除去し、電鋳層にノズルを形成し、ノズルシートを作製した。得られたノズルシートは、厚みが13μm、ノズル口径が20μmである。作製したノズルシートのインクに対する接触角は、60°であった。接触角の測定は、協和界面科学株式会社の測定器CA−Xを用いて行った。 Next, the resist was removed with a predetermined solution, a nozzle was formed in the electroformed layer, and a nozzle sheet was produced. The obtained nozzle sheet has a thickness of 13 μm and a nozzle diameter of 20 μm. The contact angle of the produced nozzle sheet with respect to ink was 60 °. The contact angle was measured using a measuring instrument CA-X manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.
次に、得られたノズルシートの主面上に、フレームを室温で硬化する接着剤で貼り合わせた。 Next, the frame was bonded to the main surface of the obtained nozzle sheet with an adhesive that hardens at room temperature.
次に、フレームの開口部に発熱抵抗体が設けられたヘッドチップを挿入し、ノズルシートとヘッドチップとを、ノズルシートに熱が加わらないようにするため、室温で硬化する接着剤で貼り合わせた。ヘッドチップとノズルシートとを貼り合わせることによって、1つの発熱抵抗体をヘッドチップ及びノズルシートで囲んだインク液室が形成される。 Next, a head chip provided with a heating resistor is inserted into the opening of the frame, and the nozzle sheet and the head chip are bonded together with an adhesive that cures at room temperature so that heat is not applied to the nozzle sheet. It was. By bonding the head chip and the nozzle sheet together, an ink liquid chamber is formed in which one heating resistor is surrounded by the head chip and the nozzle sheet.
次に、別の工程で組み立てた流路板の流路形成部とヘッドチップの回路基板とを接着剤で接着し、インク吐出ヘッドを得た。 Next, the flow path forming part of the flow path plate assembled in another process and the circuit board of the head chip were bonded with an adhesive to obtain an ink ejection head.
〈サンプル2〉
サンプル2では、ノズルシートを電解研磨せず、100℃で1時間加熱したこと以外は、サンプル1と同様にしてインク吐出ヘッドを作製した。ノズルシートのインクに対する接触角は、60℃であった。
<
In
〈サンプル3〉
サンプル3では、ノズルが形成された電鋳層を母型上に形成した状態で、電解液に浸漬させ、インク液室の底面となる電鋳層の主面及びノズルの壁面を電解研磨し、Ni2O3からなる親水性の酸化膜を均一に形成したノズルシートを用いたこと以外は、サンプル1と同様にしてインク吐出ヘッドを作製した。
<
In
電解研磨の条件は、研磨液(電解液)にりん酸溶液を用い、電流条件を100mAとし、処理時間を5分とした。 The electrolytic polishing conditions were a phosphoric acid solution as a polishing liquid (electrolytic solution), a current condition of 100 mA, and a treatment time of 5 minutes.
電解研磨後のノズルシートの接触角は、15°であった。 The contact angle of the nozzle sheet after electropolishing was 15 °.
〈サンプル4〉
サンプル4では、インク液室の底面となる電鋳層の主面及びノズルの壁面を電解研磨した後、室温にて2週間放置したノズルシートを用いたこと以外は、サンプル3と同様にインク吐出ヘッドを作製した。このノズルシートの接触角は、40°であった。
<
In
〈サンプル5〉
サンプル5では、インク液室の底面となる電鋳層の主面及びノズルの壁面を電解研磨した後、室温にて1ヶ月放置したノズルシートを用いたこと以外は、サンプル3と同様にインク吐出ヘッドを作製した。このノズルシートの接触角は、55°であった。
<Sample 5>
In Sample 5, ink ejection was performed in the same manner as in
〈サンプル6〉
サンプル6では、インク液室の底面となる電鋳層の主面及びノズルの壁面を電解研磨した後、60℃にて1時間加熱してから、室温にて1ヶ月放置したノズルシートを用いたこと以外は、サンプル3と同様にインク吐出ヘッドを作製した。このノズルシートの接触角は、40°であった。
<Sample 6>
In Sample 6, the main surface of the electroformed layer serving as the bottom surface of the ink liquid chamber and the wall surface of the nozzle were electropolished and then heated at 60 ° C. for 1 hour and then left at room temperature for 1 month. Except for this, an ink ejection head was prepared in the same manner as
〈サンプル7〉
サンプル7では、インク液室の底面となる電鋳層の主面及びノズルの壁面を電解研磨した後、100℃にて1時間加熱してから、室温にて1ヶ月放置したノズルシートを用いたこと以外は、サンプル3と同様にインク吐出ヘッドを作製した。このノズルシートの接触角は、25°であった。
<Sample 7>
In Sample 7, the main surface of the electroformed layer that becomes the bottom surface of the ink liquid chamber and the wall surface of the nozzle were electropolished and then heated at 100 ° C. for 1 hour and then left at room temperature for 1 month. Except for this, an ink ejection head was prepared in the same manner as
〈サンプル8〉
サンプル8では、インク液室の底面となる電鋳層の主面及びノズルの壁面を電解研磨した後、室温にて1ヶ月放置してから、100℃にて1時間加熱したノズルシートを用いたこと以外は、サンプル3と同様にインク吐出ヘッドを作製した。このノズルシートの接触角は、15°であった。
<
In
〈サンプル9〉
サンプル9では、インク液室の底面となる電鋳層の主面及びノズルの壁面を電解研磨した後、100℃にて1時間加熱してから、室温にて2ヶ月放置したノズルシートを用いたこと以外は、サンプル3と同様にインク吐出ヘッドを作製した。ノズルシートの接触角は、40°であった。
<Sample 9>
In Sample 9, the main surface of the electroformed layer that becomes the bottom surface of the ink liquid chamber and the wall surface of the nozzle were electropolished and then heated at 100 ° C. for 1 hour and then left at room temperature for 2 months. Except for this, an ink ejection head was prepared in the same manner as
以上、サンプル1〜サンプル9のノズルシートの接触角をまとめたものを表1に示す。
Table 1 shows a summary of the contact angles of the nozzle sheets of
以上のようにして得られたサンプル1〜サンプル9のインク吐出ヘッドを上述したようなライン型のプリンタ装置(ソニー株式会社製、プリンタ装置LPR−5000)に装着し、気泡の排出性を不吐出ノズルの有無により評価した。
The ink discharge heads of
気泡の排出性の評価方法は、評価1として、まず初期時、即ちインクをインクカートリッジからインク吐出ヘッドに充填した後の気泡による不吐出ノズル数をカウントした。評価2としては、1万枚印刷後、気泡による不吐出ノズル数をカウントした。評価3としては、評価2の後に、クリーニングローラで性能回復を行い、不吐出のノズル数をカウントした。評価1及び評価2においてカウントするノズル位置は、評価1及び評価2共に同じ場所であり、確認するノズル数は、1000本である。以下の表2に、評価1〜評価3の不吐出のノズル数を示す。
As the evaluation method of the bubble discharge property, as
表1及び表2に示す結果から、サンプル1では、ノズルシートを作製する際に、インク液室の底面となる電鋳層の主面及びノズルの壁面に電解研磨を施していないため、電鋳層の主面及びノズルの壁面に親水性の酸化膜が形成されず、インクに対する接触角が60°となり、濡れ性が悪くなった。これにより、サンプル1では、このノズルシートを用いてインク吐出ヘッドを作製しているため、インク液室の底面やノズルの壁面に気泡が付着し、この気泡により、不吐出ノズル数が評価1〜評価3のすべてにおいて多く、印刷した画像に白スジが発生した。したがって、サンプル1より、電解研磨を施していないノズルシートでは、気泡の排出性が悪くなることが確認できた。
From the results shown in Tables 1 and 2, in
サンプル2では、ノズルシートを作製する際に、電鋳層に電解研磨を施さず、加熱処理のみ行っているため、サンプル1と同様に、酸化膜が形成されず、インクに対する接触角が60°となり、濡れ性が悪くなった。これにより、サンプル2では、サンプル1と同様に、不吐出ノズル数が評価1〜評価3のすべての評価において多く、印刷した画像に白スジが発生した。したがって、サンプル2より、電解研磨を施さず、加熱処理のみ施したノズルシートでは、気泡の排出性が悪くなることが確認できた。
In
サンプル3では、ノズルシートを作製する際に、電鋳層に電解研磨を施しているため、親水性の酸化膜が形成され、インクに対する接触角が15°となり、濡れ性が良くなった。これにより、サンプル3では、インク液室の底面やノズルの壁面に気泡が付着せず、除去されるため、評価1〜評価3のすべて評価において不吐出ノズルは発生せず、白スジの発生を防止できた。したがって、サンプル3より、電解研磨した直後のノズルシートでは、気泡の排出性が良好であることが確認できた。
In
しかしながら、サンプル4のように、電解研磨後に室温にて2週間放置すると、ノズルシートの表面が酸化され、インクに対する接触角が40°となり、濡れ性がやや低下した。これにより、サンプル4では、評価2の1万枚印刷した場合のみ、気泡に阻害され、不吐出ノズルが発生したが、性能回復により、不吐出ノズルがなくなった。したがって、サンプル4より、電解研磨後に2週間放置したノズルシートでは、1万枚印刷すると不吐出ノズルは発生するが、不吐出ノズル数は少なく、性能回復により不吐出ノズルはなくなり、白スジの発生を防止でき、気泡の排出性が良好であることが確認できた。
However, as in
更に、サンプル5のように、ノズルシートを電解研磨した後、1ヶ月間放置すると、ノズルシートの表面の酸化が2週間放置したサンプル4の場合よりも進み、インクに対する接触角が55°となり、濡れ性が低下した。これにより、サンプル5では、評価1の初期時にすでに気泡よって阻害され、不吐出ノズルが発生し、更に評価2の1万枚印刷すると不吐出ノズル数が増え、性能回復を行っても不吐出ノズルはなくならず、白スジが発生した。したがって、サンプル5より、電解研磨後に1ヶ月間放置したノズルシートでは、気泡の排出性が悪くなることが確認できた。
Further, as in Sample 5, when the nozzle sheet is electropolished and left for one month, the surface of the nozzle sheet is oxidized more than in the case of
本発明を適用したサンプル6では、電解研磨後に、60℃にて加熱処理を行っているため、加熱処理後に1ヶ月間放置しても、インクに対する接触角が40°であり、濡れ性が良好となった。これにより、サンプル6では、1万枚印刷した評価2の場合のみ、気泡に阻害され、不吐出ノズルが発生したが、性能回復により、不吐出ノズルがなくなり、白スジの発生を防止できた。したがって、サンプル6より、電解研磨後に60℃にて加熱処理し、1ヶ月放置したノズルシートでは、1万枚印刷すると不吐出ノズルは発生するが、不吐出ノズル数は少なく、性能回復により不吐出ノズルはなくなるため、気泡の排出性が良好であること確認できた。
In Sample 6 to which the present invention is applied, since the heat treatment is performed at 60 ° C. after the electropolishing, the contact angle with respect to the ink is 40 ° and the wettability is good even if left for one month after the heat treatment. It became. As a result, in Sample 6, only in the case of
また、サンプル7のように、電解研磨後に100℃にて加熱処理を行えば、加熱処理後に1ヶ月間放置しても、インクに対する接触角が25℃であり、高い濡れ性が持続できた。これにより、サンプル7では、電解研磨直後のノズルシートを用いたサンプル3と同様に、気泡が除去され、評価1〜評価3のすべてにおいて不吐出ノズルが発生せず、白スジの発生を防止できた。したがって、サンプル7より、電解研磨後に100℃で加熱処理したノズルシートでは、サンプル3の電解研磨直後のノズルシートと同様に、濡れ性が良く、気泡の排出性が良好であることが確認できた。
Further, as in Sample 7, when heat treatment was performed at 100 ° C. after the electropolishing, the contact angle with respect to the ink was 25 ° C. and high wettability could be maintained even when left for one month after the heat treatment. As a result, in sample 7, as in
また、サンプル8では、ノズルシートを作製する際に、電解研磨をし、1ヶ月間放置した後、100℃にて加熱処理を行うことによって、電解研磨をし、1ヶ月間放置した後に加熱処理を行っていないサンプル5と比べて、インクに対する接触角が小さく、25℃であり、高い濡れ性が得られた。これにより、サンプル8では、気泡が除去され、評価1〜評価3のすべてにおいて不吐出ノズルが発生せず、白スジの発生を防止できた。したがって、サンプル8より、1ヶ月間放置した後であっても、加熱処理したノズルシートでは、電解研磨直後のノズルシートと同様に、濡れ性が良く、気泡の排出性が良好であることが確認できた。
Further, in
また、サンプル9では、ノズルシートを作製する際に、電解研磨を施し、100℃にて加熱処理を行った後、2ヶ月間放置しても、インクに対する接触角は40°であり、良好な濡れ性が持続された。これにより、サンプル9では、評価2の1万枚印刷した場合のみ、気泡に阻害され、不吐出ノズルが発生したが、性能回復により、不吐出ノズルがなくなり、白スジの発生を防止できた。したがって、サンプル9より、加熱処理後に、2ヶ月間放置したノズルシートでは、1万枚印刷すると不吐出ノズルが発生するが、発生する不吐出ノズル数は少なく、性能回復により不吐出ノズルはなくなるため、気泡の排出性が良好であることが確認できた。
Further, in sample 9, when the nozzle sheet was produced, electropolishing was performed, and after heat treatment at 100 ° C., the contact angle with respect to the ink was 40 ° even when left for two months, which was good. The wettability was maintained. As a result, in Sample 9, only when 10,000 sheets of
本発明を適用したサンプル6〜サンプル9より、ノズルシートを作製する際に、電鋳層の主面及びノズルに電解研磨を施すことにより、初期時及び連続使用時であっても、気泡によるインクの不吐出が発生しないことから、画像に白スジが発生することを防止でき、更に、加熱処理を施すことによって、さらに電解研磨して向上した濡れ性を長期間維持することが可能となり、吐出信頼性を高めることができることが確認できた。 When producing a nozzle sheet from Sample 6 to Sample 9 to which the present invention is applied, by subjecting the main surface of the electroformed layer and the nozzle to electropolishing, ink is generated by bubbles even at the initial time and during continuous use. Therefore, it is possible to prevent white streaks from occurring in the image, and further, by applying heat treatment, it becomes possible to maintain the improved wettability by electropolishing for a long period of time. It was confirmed that the reliability could be improved.
以上、サンプル6〜サンプル9では、ノズルシートを作製する際に電解研磨及び加熱処理を行ったが、ノズルシートとヘッドチップとを貼り合わせる際に、ヘッドチップのエポキシ樹脂からなるフィルムを用い、熱硬化させるときの熱によりノズルシートの加熱処理を行ったり、インク吐出ヘッドを作製後に加熱処理を行ってもよい。 As described above, in Samples 6 to 9, the electrolytic polishing and the heat treatment were performed when the nozzle sheet was produced. When the nozzle sheet and the head chip were bonded together, a film made of an epoxy resin of the head chip was used, and heat was applied. The heat treatment of the nozzle sheet may be performed by heat when curing, or the heat treatment may be performed after the ink discharge head is manufactured.
上述したサンプル5において、電解研磨後、室温にて1ヶ月間放置したノズルシートを用いて、インク吐出ヘッドを作製し、作製したインク吐出ヘッドを100℃にて1時間加熱を行った。このインク吐出ヘッドを用いて、上述したサンプル1〜サンプル9と同様に、評価1〜評価3を行った。評価1〜評価3の評価結果を表3に示す。
In Sample 5 described above, an ink discharge head was manufactured using a nozzle sheet that was left at room temperature for 1 month after electrolytic polishing, and the manufactured ink discharge head was heated at 100 ° C. for 1 hour. Using this ink discharge head,
表3に示す結果から、インク吐出ヘッドを加熱してノズルシートを加熱処理しても、ノズルシート単体で加熱処理した場合と同様に、評価1〜評価3のすべての評価において、気泡による不吐出ノズルは発生せず、気泡の排出性が良好であった。これにより、ノズルシートの加熱処理は、ノズルシート単体で行った場合だけでなく、後処理で行っても同様に気泡の排出性が良好となることが確認できた。
From the results shown in Table 3, even when the ink discharge head is heated and the nozzle sheet is heated, in all the
1 プリンタ装置、2 ヘッドカートリッジ、3 装置本体、21 インクカートリッジ、31 カートリッジ本体、33 インク吐出ヘッド、34 ヘッドキャップ、35 接続部、41 流路板、42 ヘッドチップ、43 ノズルシート、44 フレーム、45 インク液室、51 インク流路、52 流路部、53 接続管、61 回路基板、61a 発熱抵抗体、62 フィルム、71 ノズル、72 ノズルライン、73 主面、74 酸化膜、75 壁面
DESCRIPTION OF
Claims (6)
上記液室の壁面を形成し、上記ノズルが形成された金属材料からなるノズルシートを有し、
上記ノズルシートは、電鋳により形成され、少なくとも上記液室側となる主面に電解研磨による親水処理が施され、更に加熱処理されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。 In the liquid discharge head for discharging the liquid filled in the liquid chamber from the nozzle,
Forming a wall surface of the liquid chamber, and having a nozzle sheet made of a metal material on which the nozzle is formed;
The liquid discharge head, wherein the nozzle sheet is formed by electroforming, and at least a main surface on the liquid chamber side is subjected to a hydrophilic treatment by electrolytic polishing and further subjected to a heat treatment.
上記ノズルシートを電鋳により作製した後、上記ノズルシートの少なくとも上記液室側となる主面に電解研磨による親水処理を施し、更に加熱処理を施し、
上記ノズルシートの電解研磨及び加熱処理が施された主面に上記ヘッドチップを貼り合わせて、上記液室を形成することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。 Liquid discharge having a head chip that presses the liquid filled in the liquid chamber, and a nozzle sheet made of a metal material that forms a wall surface of the liquid chamber and has a nozzle that discharges the liquid pressed by the head chip. In the head manufacturing method,
After producing the nozzle sheet by electroforming, at least the main surface of the nozzle sheet on the liquid chamber side is subjected to hydrophilic treatment by electrolytic polishing, and further subjected to heat treatment,
A method of manufacturing a liquid discharge head, wherein the liquid chamber is formed by bonding the head chip to a main surface of the nozzle sheet subjected to electropolishing and heat treatment.
上記液体吐出ヘッドは、上記液室の壁面を形成し、上記ノズルが形成された金属材料からなるノズルシートを有し、
上記ノズルシートは、電鋳により形成され、少なくとも上記液室側となる主面に電解研磨による親水処理が施され、更に加熱処理されていることを特徴とする液体吐出装置。 In a liquid ejection apparatus including a liquid ejection head that ejects liquid filled in a liquid chamber from a nozzle,
The liquid discharge head includes a nozzle sheet that forms a wall surface of the liquid chamber and is made of a metal material on which the nozzle is formed.
The nozzle sheet is formed by electroforming, and at least a main surface on the liquid chamber side is subjected to a hydrophilic treatment by electrolytic polishing and further subjected to a heat treatment.
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2006
- 2006-12-28 JP JP2006356002A patent/JP2008162187A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019058443A1 (en) * | 2017-09-20 | 2019-03-28 | コニカミノルタ株式会社 | Inkjet head manufacturing method, inkjet head, and inkjet recording device |
| JP7001099B2 (en) | 2017-09-20 | 2022-01-19 | コニカミノルタ株式会社 | Inkjet head manufacturing method, inkjet head and inkjet recording device |
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