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JPH11179921A - Surface treatment method for liquid jet recording head - Google Patents

Surface treatment method for liquid jet recording head

Info

Publication number
JPH11179921A
JPH11179921A JP36450197A JP36450197A JPH11179921A JP H11179921 A JPH11179921 A JP H11179921A JP 36450197 A JP36450197 A JP 36450197A JP 36450197 A JP36450197 A JP 36450197A JP H11179921 A JPH11179921 A JP H11179921A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
discharge port
liquid
recording head
jet recording
liquid jet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP36450197A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Ikegame
健 池亀
Junji Tatsumi
純二 巽
Masafumi Takimoto
雅文 瀧本
Haruhiko Terai
晴彦 寺井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP36450197A priority Critical patent/JPH11179921A/en
Publication of JPH11179921A publication Critical patent/JPH11179921A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体噴射記録ヘッドの吐出口プレートにおい
て、吐出口周縁部の撥水化処理に先だって、吐出口周縁
部を親水化処理する場合に、より短時間で親水化処理を
行なうことができる液体噴射記録ヘッドの表面処理方法
を提供する。 【解決手段】 吐出口4および吐出口4に連通した液流
路2を備えた樹脂製の天板1と、液流路2に対応して吐
出エネルギー発生素子を設けた素子基板を接合して作製
する液体噴射記録ヘッドにおいて、記録液を吐出口4か
ら安定して吐出し得るように行なう吐出口4の形成面の
撥水化処理の前処理として、吐出口形成面に誘電体バリ
ア放電エキシマランプを照射することにより親水性を付
与するようになし、撥水剤と樹脂製の吐出口プレートの
密着性を向上させるとともに、吐出口形成面の撥水性お
よびその耐久性など従来の性能を維持したまま、より短
時間での親水化処理を可能とする。
(57) [Problem] To provide a hydrophilic processing in a shorter time in a case where a peripheral area of an ejection port is subjected to hydrophilic processing prior to a water-repellent treatment of the peripheral area of the ejection port in an ejection port plate of a liquid jet recording head. To provide a surface treatment method for a liquid jet recording head capable of performing the following. SOLUTION: A resin top plate 1 having a discharge port 4 and a liquid flow path 2 communicating with the discharge port 4 is bonded to an element substrate provided with a discharge energy generating element corresponding to the liquid flow path 2. In the liquid jet recording head to be manufactured, as a pre-treatment for making the recording surface of the ejection port 4 water-repellent so as to stably eject the recording liquid from the ejection port 4, a dielectric barrier discharge excimer is formed on the ejection port forming surface. By irradiating the lamp to impart hydrophilicity, the adhesion between the water repellent and the resin discharge port plate is improved, and the conventional performance such as water repellency of the discharge port formation surface and its durability is maintained. This enables the hydrophilic treatment in a shorter time.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インク等の記録液
を吐出口から微小液滴として吐出飛翔させて被記録媒体
に記録を行なう液体噴射記録ヘッドの表面処理方法に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface treatment method for a liquid jet recording head which performs recording on a recording medium by discharging a recording liquid such as ink from a discharge port as fine droplets.

【0002】[0002]

【従来の技術】液体噴射記録ヘッドに設けられた吐出口
(オリフィス)からインク等の記録液を微小液滴として
吐出させ、これを紙等の被記録媒体に付着させて記録を
行なう記録装置は、低騒音、高速記録などの点で優れた
記録装置として知られている。この種の記録方式につい
ては、これまでにもさまざまな方式が提案され、さらに
改良が加えられて、実用化されている。
2. Description of the Related Art A recording apparatus which discharges a recording liquid such as ink as fine droplets from an ejection port (orifice) provided in a liquid jet recording head and adheres the recording liquid to a recording medium such as paper to perform recording is known. It is known as an excellent recording apparatus in terms of low noise, high speed recording, and the like. Various types of recording systems of this type have been proposed so far, further improved, and put to practical use.

【0003】一般的な液体噴射記録ヘッドは、特開平3
−101952号公報などに開示されており、図2およ
び図3に液体噴射記録ヘッドの概略的な構成を図示す
る。図2において、液体噴射記録ヘッドは、吐出エネル
ギー発生素子を設けた素子基板7と、この素子基板7と
接合されてインク等の記録液を収容する共通液室5およ
び液流路2を構成する凹部を有する天板1とからなり、
天板1は液流路2に連通して記録液を吐出するための吐
出口(オリフィス)4を有する吐出口プレート3を一体
的に併せ持っている。素子基板7は支持基板(ベースプ
レート)8に接着剤等により固定され、天板1は、天板
1の液流路2が素子基板7上に配置されている吐出エネ
ルギー発生素子と合致するように位置決めされて、素子
基板7に接着され、天板1の吐出口プレート3は支持基
板8の前端面に前垂れのように配置されている。そして
インク等の記録液は液体供給部材9から天板1の上部に
形成された液体供給口6を介して共通液室5へ供給され
る。
A general liquid jet recording head is disclosed in
The schematic configuration of a liquid jet recording head is shown in FIGS. 2 and 3. In FIG. 2, the liquid ejecting recording head includes an element substrate 7 provided with an ejection energy generating element, a common liquid chamber 5 for containing a recording liquid such as ink, and a liquid flow path 2 joined to the element substrate 7. A top plate 1 having a concave portion,
The top plate 1 integrally has a discharge port plate 3 having a discharge port (orifice) 4 for discharging the recording liquid in communication with the liquid flow path 2. The element substrate 7 is fixed to a support substrate (base plate) 8 with an adhesive or the like, and the top plate 1 is arranged such that the liquid flow path 2 of the top plate 1 matches the ejection energy generating elements arranged on the element substrate 7. The discharge port plate 3 of the top plate 1 is positioned and adhered to the element substrate 7, and is disposed on the front end surface of the support substrate 8 like a forward hang. Then, a recording liquid such as ink is supplied from the liquid supply member 9 to the common liquid chamber 5 through a liquid supply port 6 formed on the top plate 1.

【0004】このように構成された記録ヘッド本体は、
図3に図示するように、記録ヘッドカートリッジに搭載
され、記録ヘッド本体に隣接して記録液のサブタンク2
0が配設され、このサブタンク20および記録ヘッド本
体は支持体21によって支持される。さらに、30はカ
ートリッジ本体、31はカートリッジ本体の蓋部材であ
り、カートリッジ本体30の内部には記録液のタンクが
内蔵され、サブタンク20に適宜記録液を供給するよう
に構成されている。
[0004] The recording head body thus configured is
As shown in FIG. 3, the recording liquid sub-tank 2 is mounted on the recording head cartridge and is adjacent to the recording head body.
The sub tank 20 and the recording head main body are supported by a support 21. Further, reference numeral 30 denotes a cartridge main body, and 31 denotes a lid member of the cartridge main body. A storage tank for the recording liquid is built in the cartridge main body 30, and the recording liquid is supplied to the sub tank 20 as appropriate.

【0005】このような構成の液体噴射記録ヘッドにお
いては、吐出口4を形成する吐出口プレート3の表面の
物理的性質(物理特性)が、吐出口プレート3の吐出口
4から記録液を常時安定して吐出させる上できわめて重
要である。すなわち、吐出口4の外廻り表面部(吐出口
周縁部)に記録液が廻り込んで、その一部にでも液溜ま
りが生じると、液流路2の記録液が吐出口4から吐出さ
れる際に、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なえずに良好な印字記録が
行なえなくなる。
In the liquid jet recording head having such a configuration, the physical properties (physical characteristics) of the surface of the ejection port plate 3 forming the ejection port 4 are such that the recording liquid is constantly supplied from the ejection port 4 of the ejection port plate 3. This is extremely important for stable ejection. In other words, when the recording liquid wraps around the outer peripheral surface of the discharge port 4 (peripheral edge of the discharge port) and a liquid pool occurs even in a part of the recording liquid, the recording liquid in the liquid flow path 2 is discharged from the discharge port 4. At that time, the flight direction is disturbed,
As a result, stable liquid ejection cannot be performed and good print recording cannot be performed.

【0006】さらに、吐出口4の外廻り表面部(吐出口
周縁部)全体が記録液で覆われると、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
が行なえなくなる。また、吐出口4の外廻り表面部を覆
う液溜まりが大きくなると、記録ヘッドの液吐出が不能
状態に陥ることすらある。
Further, when the entire outer surface of the discharge port 4 (peripheral portion of the discharge port) is covered with the recording liquid, a so-called splash phenomenon occurs and the recording liquid is scattered, so that stable recording cannot be performed. Further, when the liquid pool covering the outer surface of the discharge port 4 becomes large, the liquid discharge of the recording head may even become impossible.

【0007】このように、従来の液体噴射記録ヘッドに
おいては、吐出口4の吐出口周縁部に、記録液の液溜ま
りが生じると、安定な吐出が行なえなくなる。しかも、
この傾向は、ノズル密度をあげて、高繊細な記録を行な
う場合や、高周波数で駆動する高速記録を行なう場合
に、特に顕著に現れるので、液体噴射記録ヘッドの性能
を向上させる上で大きな問題となっている。
As described above, in the conventional liquid jet recording head, when a liquid pool of the recording liquid occurs at the periphery of the ejection port 4, stable ejection cannot be performed. Moreover,
This tendency is particularly prominent when performing high-definition printing by increasing the nozzle density or performing high-speed printing driven at a high frequency, and this is a major problem in improving the performance of the liquid jet recording head. It has become.

【0008】そこで、少なくとも吐出口プレート3にお
ける吐出口周縁部に、いわゆる撥水処理を施すことによ
り、インク等の記録液をはじく撥水処理層を形成し、上
述の問題点を解決しようとする提案が従来から数多くな
されており、例えば特開昭56−89569号公報、特
開昭62−55154号公報、特開平2−153744
号公報等に開示されている。この撥水処理に用いる撥水
処理剤としては、例えば、シリコン系のポリマーやオリ
ゴマー、さらにフッ素系のポリマーやオリゴマー等種々
のものが挙げられている。
Therefore, a so-called water-repellent treatment is applied to at least the periphery of the discharge port of the discharge port plate 3 to form a water-repellent layer which repels a recording liquid such as ink, so as to solve the above-mentioned problems. Many proposals have been made in the past, for example, JP-A-56-89569, JP-A-62-55154, and JP-A-2-153744.
No. 6,009,036. As the water-repellent agent used in the water-repellent treatment, for example, various compounds such as a silicon-based polymer or oligomer, and a fluorine-based polymer or oligomer are mentioned.

【0009】さらに、撥水剤と天板の吐出口プレートと
の密着性を向上させるために、撥水処理の前処理とし
て、吐出口周縁部の親水化処理を行なう提案も特開昭6
2−141565号公報に開示されている。
Further, in order to improve the adhesion between the water-repellent agent and the discharge port plate of the top plate, there is a proposal for performing a hydrophilic treatment on the peripheral portion of the discharge port as a pretreatment for the water-repellent treatment.
It is disclosed in JP-A-2-141565.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の液
体噴射記録ヘッドにおける撥水処理層の形成に際して、
撥水剤と天板の吐出口プレートとの密着性を向上させる
ために、撥水処理の前処理として、通常、低圧水銀ラン
プの照射により親水性を付与し、その後に撥水層を形成
している。しかしながら、この低圧水銀ランプを用いて
吐出口プレートの親水化処理を行なう従来の方法では、
低圧水銀ランプの性質上、使用するまでの時間および親
水化処理に要する時間に長時間要するため、液体噴射記
録ヘッドの製造工程において時間短縮が求められてい
る。
In forming the water-repellent treatment layer in the conventional liquid jet recording head as described above,
In order to improve the adhesion between the water-repellent agent and the discharge port plate of the top plate, as a pretreatment of the water-repellent treatment, hydrophilicity is usually imparted by irradiation with a low-pressure mercury lamp, and then a water-repellent layer is formed. ing. However, in the conventional method of performing the hydrophilization treatment of the discharge port plate using the low-pressure mercury lamp,
Due to the nature of the low-pressure mercury lamp, the time required for use and the time required for the hydrophilization treatment are long, so that a reduction in time is required in the manufacturing process of the liquid jet recording head.

【0011】そこで、本発明は、上記の従来技術の有す
る未解決の課題に鑑みてなされたものであって、液体噴
射記録ヘッドの吐出口プレートを親水化処理する場合に
おいて、より短時間で処理を行なうことができる液体噴
射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。
In view of the above, the present invention has been made in view of the above-mentioned unsolved problems of the prior art, and has been made in a short time when a discharge port plate of a liquid jet recording head is subjected to a hydrophilic treatment. It is an object of the present invention to provide a surface treatment method for a liquid jet recording head capable of performing the following.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の液体噴射記録ヘッドの表面処理方法は、吐
出口と該吐出口に連通した液流路と該液流路に対応して
設けられた吐出エネルギー発生素子を備えた液体噴射記
録ヘッドの製造方法において、前記吐出口を構成する加
工部材の吐出口形成面に誘電体バリア放電エキシマラン
プを用いて親水性を付与し、その後に前記吐出口形成面
に撥水化処理を施すことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a surface treatment method for a liquid jet recording head according to the present invention comprises a discharge port, a liquid flow path communicating with the discharge port, and a liquid passage corresponding to the liquid flow path. In the method for manufacturing a liquid jet recording head including the provided ejection energy generating element, hydrophilicity is imparted to a discharge port forming surface of a processing member constituting the discharge port using a dielectric barrier discharge excimer lamp, and thereafter, A water-repellent treatment is performed on the discharge port forming surface.

【0013】本発明の液体噴射記録ヘッドの表面処理方
法においては、吐出口形成面に親水性を付与するため
に、発光中心波長が172nmの誘電体バリア放電エキ
シマランプを用いることが好ましい。
In the surface treatment method for a liquid jet recording head according to the present invention, it is preferable to use a dielectric barrier discharge excimer lamp having an emission center wavelength of 172 nm in order to impart hydrophilicity to the ejection port forming surface.

【0014】[0014]

【作用】吐出口および吐出口に連通した液流路を備えた
樹脂製の天板と、液流路に対応して吐出エネルギー発生
素子を設けた素子基板を接合して作製する液体噴射記録
ヘッドにおいて、記録液を吐出口から安定して吐出し得
るように行なう吐出口形成面(特に、吐出口周縁部)の
撥水化処理の前処理として、吐出口形成面に誘電体バリ
ア放電エキシマランプ、特に発光中心波長が172nm
の誘電体バリア放電エキシマランプ、を用いて照射する
ことにより親水性を付与するようになし、撥水剤と樹脂
製の吐出口形成面の密着性を向上させるとともに、吐出
口形成面の撥水性およびその耐久性など従来の性能を維
持したまま、より短時間での親水化処理を可能とする。
A liquid jet recording head manufactured by joining a resin top plate having a discharge port and a liquid flow path communicating with the discharge port, and an element substrate provided with a discharge energy generating element corresponding to the liquid flow path. In the above, as a pre-treatment for water-repellent treatment of a discharge port forming surface (particularly, a peripheral portion of the discharge port) for performing stable discharge of the recording liquid from the discharge port, a dielectric barrier discharge excimer lamp is formed on the discharge port formation surface. Especially, the emission center wavelength is 172 nm.
Irradiation using a dielectric barrier discharge excimer lamp to impart hydrophilicity, improve the adhesion between the water-repellent agent and the resin-made discharge port forming surface, and increase the water repellency of the discharge port forming surface Further, it is possible to perform the hydrophilic treatment in a shorter time while maintaining the conventional performance such as durability.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0016】図1は、本発明の液体噴射記録ヘッドの表
面処理方法が適用される液体噴射記録ヘッドを構成する
天板の概略構成を図示する。
FIG. 1 shows a schematic structure of a top plate constituting a liquid jet recording head to which the surface treatment method for a liquid jet recording head of the present invention is applied.

【0017】図1において、液体噴射記録ヘッドを構成
する天板1は、共通液室5に連通する液流路2と吐出口
プレート3に形成されて液流路2に連通する吐出口4と
を所望の個数(図1においては簡略のため2個のみ図示
する。)有し、吐出口プレート3を一体に設けた構成と
してある。この天板1を、液体の吐出エネルギーを発生
するための吐出エネルギー発生素子(例えば、電気熱変
換素子)およびこれに電気信号を供給するためのAl配
線が成膜技術によってSi基板上に形成された素子基板
に、各液流路2を吐出エネルギー発生素子のそれぞれに
対応するように位置付けて、互いに接合することによっ
て液体噴射記録ヘッド本体を構成している。
In FIG. 1, a top plate 1 constituting a liquid jet recording head has a liquid flow path 2 communicating with a common liquid chamber 5 and a discharge port 4 formed in a discharge port plate 3 and communicating with the liquid flow path 2. Are provided in a desired number (only two are shown in FIG. 1 for simplicity), and the discharge port plate 3 is provided integrally. A discharge energy generating element (for example, an electrothermal conversion element) for generating liquid discharge energy and an Al wiring for supplying an electric signal to the top plate 1 are formed on a Si substrate by a film forming technique. The liquid jet recording head main body is configured by positioning each liquid flow path 2 on the element substrate corresponding to each of the ejection energy generating elements and joining them together.

【0018】そして、天板1は、耐インク性に優れたポ
リサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレ
ンオキサイド、ポリプロピレンなどの樹脂を用い、吐出
口プレート3とともに射出成形等により一体に同時成形
してある。
The top plate 1 is made of a resin such as polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene oxide, or polypropylene having excellent ink resistance, and is integrally formed with the discharge port plate 3 by injection molding or the like.

【0019】次に、本発明の液体噴射記録ヘッドの表面
処理方法について説明する。
Next, the surface treatment method for a liquid jet recording head according to the present invention will be described.

【0020】吐出口を加工形成していない樹脂製の天板
1の吐出口プレート3において、吐出口プレート3の吐
出口形成予定部の撥水処理に先だって、少なくとも吐出
口形成予定部周縁部に、発光中心波長が172nmの誘
電体バリア放電エキシマランプ(HOYA−SCHOT
T(株)製)を用いて約20秒間照射し、当該箇所の親
水化処理を行なう。
In the discharge port plate 3 of the resin top plate 1 in which the discharge ports are not formed and formed, at least the peripheral portion of the discharge port formation planned portion of the discharge port plate 3 is subjected to the water repellent treatment prior to the water repellent treatment. , A dielectric barrier discharge excimer lamp having a light emission center wavelength of 172 nm (HOYA-SCHOT
T (manufactured by T Co., Ltd.) for about 20 seconds to perform a hydrophilization treatment on the portion.

【0021】なお、発光中心波長が185nmの誘電体
バリア放電エキシマランプによっても、吐出口プレート
の親水化処理を行なうことができるけれども、発光中心
波長が172nmの誘電体バリア放電エキシマランプに
よる照射の方が、励起酸素原子が多く生成するため、高
い親水化処理能力を得ることができる。
Although the discharge port plate can be hydrophilized by a dielectric barrier discharge excimer lamp having an emission center wavelength of 185 nm, irradiation by a dielectric barrier discharge excimer lamp having an emission center wavelength of 172 nm can be performed. However, since a large number of excited oxygen atoms are generated, a high hydrophilization treatment ability can be obtained.

【0022】その後、親水化処理を行なった天板1を、
アミノ系シランカップリング剤(例えば、A1110γ
- アミノプロピルトリメトキシシラン(日本ユニカー
(株)製)中に浸漬した後、純水中で余分なシランカッ
プリング剤を除去し、吐出口周縁部に均一なシランカッ
プリング剤の単分子層を形成する。
Thereafter, the top plate 1 subjected to the hydrophilic treatment is
Amino silane coupling agent (for example, A1110γ
-After immersion in aminopropyltrimethoxysilane (manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.), excess silane coupling agent is removed in pure water, and a uniform monolayer of silane coupling agent is formed around the discharge port. Form.

【0023】次いで、風乾を行なった後、撥水処理を行
なう。撥水処理剤としては、CTX−CZ5AP5(旭
硝子(株)製)を使用し、ハケ塗りにより塗布する。な
お、このほかにキャスト法などの方法でも同様に塗布す
ることができる。そして、150℃で5.5hr熱乾燥
処理を行なう。
Next, after air drying, a water repellent treatment is performed. CTX-CZ5AP5 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) is used as the water-repellent agent, and is applied by brush coating. It should be noted that, in addition to this, the coating can be similarly performed by a method such as a casting method. Then, a heat drying treatment is performed at 150 ° C. for 5.5 hours.

【0024】その後に、天板1の液流路形成予定部位に
液流路2を、そして吐出口プレート3の吐出口形成予定
部位に吐出口4の加工を行なう。液流路および吐出口を
備えていない形状に樹脂成形された天板1における液流
路形成予定部位および吐出口形成予定部位に、エキシマ
レーザ光をそれぞれ照射することにより、液流路および
吐出口を加工形成することができる。なお、液流路2に
ついては、天板1の樹脂成形時において、液流路と逆パ
ターンの微細溝を切削等の手法により形成した金型を用
いて、天板1の成形と同時に液流路2を形成しておくこ
ともできる。
Thereafter, the liquid flow path 2 is formed on the portion of the top plate 1 where the liquid flow path is to be formed, and the discharge port 4 is formed on the discharge port plate 3 where the discharge port is to be formed. By exposing an excimer laser beam to the liquid flow channel formation site and the discharge port formation site on the top plate 1 formed of a resin having a shape without the liquid flow channel and the discharge port, respectively, the liquid flow channel and the discharge port are formed. Can be formed. The liquid flow path 2 is formed at the same time as the top plate 1 is formed using a mold in which fine grooves having a pattern opposite to the liquid flow path are formed by cutting or the like during resin molding of the top plate 1. The road 2 can be formed in advance.

【0025】次に、本発明の表面処理方法に基づいて親
水化処理および撥水処理を行なって作製した液体噴射記
録ヘッドと従来の手法により作製した液体噴射記録ヘッ
ドについてそれぞれの特性を比較する。
Next, the characteristics of a liquid jet recording head manufactured by performing a hydrophilic treatment and a water-repellent treatment based on the surface treatment method of the present invention and a liquid jet recording head manufactured by a conventional method will be compared.

【0026】先ず、本発明の表面処理方法に基づいて、
天板における吐出口プレートの少なくとも吐出口形成予
定部の周縁部に、発光中心波長が172nmの誘電体バ
リア放電エキシマランプ(HOYA−SCHOTT
(株)製)を用いて照射して、当該箇所の親水化処理を
行なった天板と、従来の手法に基づき低圧水銀ランプを
用いて同様の箇所の親水化処理を行なった天板におい
て、水を用いて、それぞれの前進角および後退角を測定
して接触角の評価を行なったところ、従来の低圧水銀ラ
ンプを用いた天板では処理時間として10分間を要した
けれども、本発明のエキシマランプを用いた天板では、
20秒の処理時間で前者の天板とほぼ同等の表面濡れ性
が得られ、エキシマランプを用いて親水化処理を行なう
ことにより、親水化処理時間を従来の約1/30にする
ことが可能であることが確認された。
First, based on the surface treatment method of the present invention,
A dielectric barrier discharge excimer lamp (HOYA-SCHOTT) having an emission center wavelength of 172 nm is provided at least on the periphery of the discharge port plate of the discharge port plate on the top plate.
(Manufactured by Co., Ltd.), and the top plate subjected to the hydrophilic treatment of the relevant portion, and the top plate subjected to the same hydrophilic treatment using a low-pressure mercury lamp based on the conventional method, When the contact angle was evaluated by measuring the advancing angle and the receding angle of each using water, the excimer of the present invention was processed with a conventional top plate using a low-pressure mercury lamp, although a processing time of 10 minutes was required. In the top plate using a lamp,
A surface wettability almost equivalent to the former top plate is obtained with a treatment time of 20 seconds, and the hydrophilic treatment time can be reduced to about 1/30 of the conventional time by performing the hydrophilic treatment using an excimer lamp. Was confirmed.

【0027】次に、本発明の表面処理方法に基づいて、
天板における吐出口プレートの少なくとも吐出口形成予
定部周縁部に、発光中心波長が172nmの誘電体バリ
ア放電エキシマランプ(HOYA−SCHOTT(株)
製)を用いて照射して、当該箇所の親水化処理を行な
い、その後にアミノ系シランカップリング剤(例えば、
A1110γ−アミノプロピルトリメトキシシラン(日
本ユニカー(株)製)中に浸漬した後、純水中で余分な
シランカップリング剤を除去して、吐出口周縁部に均一
なシランカップリング剤の単分子層を形成し、そして、
風乾を行なった後、撥水処理剤としてCTX−CZ5A
P5(旭硝子(株)製)を使用し、ハケ塗りにより塗布
して撥水処理を行ない、そして150℃で5.5hr熱
乾燥処理を行なって、天板を作製した。一方、従来の手
法に基づき低圧水銀ランプを用いて吐出口形成予定部周
縁部の親水化処理を行なった後は同様の処理により撥水
処理を行なって天板を作製し、これらの天板を用いてそ
れぞれ液体噴射記録ヘッドを作製して、それぞれの接液
性の評価および印字評価を行なった。
Next, based on the surface treatment method of the present invention,
A dielectric barrier discharge excimer lamp having a light emission center wavelength of 172 nm (HOYA-SCHOTT Co., Ltd.) is provided at least on the periphery of the discharge port forming portion of the discharge port plate on the top plate.
) To perform a hydrophilization treatment of the relevant portion, and thereafter, an amino-based silane coupling agent (for example,
A1110 γ-aminopropyltrimethoxysilane (manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.), then removing excess silane coupling agent in pure water to form a uniform silane coupling agent monomolecule on the periphery of the discharge port. Form a layer, and
After air drying, CTX-CZ5A is used as a water-repellent treatment agent.
Using P5 (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), the composition was applied by brush coating to perform a water-repellent treatment, and then subjected to a heat-drying treatment at 150 ° C. for 5.5 hours to produce a top plate. On the other hand, after performing the hydrophilization treatment of the peripheral portion of the discharge port formation scheduled portion using a low-pressure mercury lamp based on the conventional method, water-repellent treatment is performed by the same process to produce a top plate, and these top plates are prepared. Each of them was used to produce a liquid jet recording head, and the liquid contact property and the printing evaluation of each were evaluated.

【0028】接液性の評価として、それぞれの液体噴射
記録ヘッドについて、キャノン(株)製のインク中に浸
漬して、60℃で20日間放置した後、前記インクで接
触角を測定することにより評価を行なったところ、両者
の液体噴射記録ヘッドはともに接液試験後もほぼ同等の
撥水性を示し、また、ルビスティックで前記インクを1
00回擦り付けても撥水層ははがれずに、同等の密着性
を保持していることが確認できた。
As an evaluation of the liquid contact property, each liquid jet recording head was immersed in an ink manufactured by Canon Inc., left at 60 ° C. for 20 days, and the contact angle was measured with the ink. As a result of the evaluation, both of the liquid jet recording heads showed almost the same water repellency even after the liquid contact test, and the ink was 1
The water-repellent layer was not peeled off even after rubbing 00 times, and it was confirmed that the same adhesion was maintained.

【0029】そして、それぞれの液体噴射記録ヘッドを
記録装置に搭載して実際の印字を行ない、ドットの着弾
点のずれの測定および目視による検査の双方によって印
字状態の良悪を判断して印字評価を行なったところ、い
ずれの記録ヘッドにおいても不吐などは見られず、良好
な印字状態であることが確認できた。
Then, each of the liquid jet recording heads is mounted on a recording apparatus to perform actual printing, and the quality of the printing state is determined by judging the printing state by both the measurement of the deviation of the dot landing point and the visual inspection. As a result, no ejection failure was observed in any of the recording heads, and it was confirmed that the print state was good.

【0030】以上のように、本発明の液体噴射記録ヘッ
ドの表面処理方法によれば、吐出口を形成するための吐
出口形成面に誘電体バリア放電エキシマランプを照射し
て親水性を付与し、その後に当該箇所に撥水処理を行な
うことにより、吐出口プレートの吐出口形成面の撥水性
およびその耐久性など従来の性能を維持したまま、より
短時間で親水化処理を行なうことができ、製造タクトを
向上させることができた。
As described above, according to the surface treatment method for a liquid jet recording head of the present invention, the surface on which the discharge port for forming the discharge port is formed is irradiated with the dielectric barrier discharge excimer lamp to impart hydrophilicity. Then, by performing the water-repellent treatment on the relevant portion, the hydrophilic treatment can be performed in a shorter time while maintaining the conventional performance such as the water-repellent property of the discharge port forming surface of the discharge port plate and its durability. As a result, manufacturing tact time can be improved.

【0031】また、本発明は、特に液体噴射記録方式の
中で熱エネルギーを利用して飛翔液滴を形成し、記録を
行なう、いわゆるインクジェット記録方式の記録ヘッ
ド、記録装置において、優れた効果をもたらすものであ
る。
Further, the present invention provides an excellent effect particularly in a so-called ink jet recording type recording head and recording apparatus in which a flying liquid droplet is formed by using thermal energy in a liquid jet recording type and recording is performed. To bring.

【0032】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第4723129号明細書、同第4740
796号明細書に開示されており、本発明はこれらの基
本的な原理を用いて行なうものが好ましい。この記録方
式はいわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のい
ずれにも適用可能である。
The typical structure and principle are described in, for example, US Pat. Nos. 4,723,129 and 4,740.
No. 796, and the present invention is preferably performed using these basic principles. This recording method can be applied to both on-demand type and continuous type.

【0033】この記録方式を簡単に説明すると、記録液
(インク)が保持されているシートや液流路に対応して
配置されている吐出エネルギー発生素子である電気熱変
換体に駆動回路より吐出信号を供給する、つまり、記録
情報に対応して記録液(インク)に核沸騰現象を越え、
膜沸騰現象を生じるような急速な温度上昇を与えるため
の少なくとも一つの駆動信号を印加することによって、
熱エネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜
沸騰を生じさせる。このように記録液(インク)から電
気熱変換体に付与する駆動信号に一対一に対応した気泡
を形成できるため、特にオンデマンド型の記録法には有
効である。この気泡の成長、収縮により吐出口を介して
記録液(インク)を吐出させて、少なくとも一つの滴を
形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適
切に気泡の成長収縮が行なわれるので、特に応答性に優
れた記録液(インク)の吐出が達成でき、より好まし
い。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第4
463359号明細書、同第4345262号明細書に
記載されているようなものが適している。なお、上記熱
作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第4313
124号明細書に記載されている条件を採用すると、さ
らに優れた記録を行なうことができる。
The recording method will be briefly described. A driving circuit discharges a sheet holding a recording liquid (ink) or an electrothermal transducer which is a discharge energy generating element disposed corresponding to a liquid flow path. Supplying a signal, that is, the recording liquid (ink) exceeds the nucleate boiling phenomenon in accordance with the recording information,
By applying at least one drive signal to provide a rapid temperature rise that causes a film boiling phenomenon,
Thermal energy is generated, causing film boiling on the heat-acting surface of the recording head. As described above, since bubbles corresponding to the drive signal applied to the electrothermal converter from the recording liquid (ink) can be formed one-to-one, it is particularly effective for an on-demand type recording method. The recording liquid (ink) is ejected through an ejection port by the growth and contraction of the bubble to form at least one droplet. When the drive signal is formed into a pulse shape, the growth and shrinkage of the bubble are immediately and appropriately performed, and therefore, the ejection of the recording liquid (ink) having particularly excellent responsiveness can be achieved, which is more preferable. As the pulse-shaped drive signal, US Pat.
Those described in 463359 and 4345262 are suitable. In addition, U.S. Pat.
By employing the conditions described in the specification of Japanese Patent No. 124, even better recording can be performed.

【0034】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液流路、電気熱変換
体を組み合わせた構成(直線状液流路又は直角液流路)
の他に、米国特許第4558333号明細書、米国特許
第4459600号明細書に開示されているように、熱
作用部が屈曲する領域に配置された構成を持つものにも
本発明は有効である。
As the configuration of the recording head, a configuration combining a discharge port, a liquid flow path, and an electrothermal converter as disclosed in the above-mentioned respective specifications (linear liquid flow path or right-angled liquid flow path)
In addition, the present invention is also effective in a device having a configuration in which a heat acting portion is arranged in a bent region as disclosed in US Pat. No. 4,558,333 and US Pat. No. 4,459,600. .

【0035】加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出口とする構成を開
示する特開昭59−123670号公報や熱エネルギー
の圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開
示する特開昭59−138461号公報に基づいた構成
を有するものにおいても本発明は有効である。
In addition, JP-A-59-123670 discloses a configuration in which a common slit is used as a discharge port of an electrothermal transducer for a plurality of electrothermal transducers, or absorbs pressure waves of thermal energy. The present invention is also effective in a device having a configuration based on JP-A-59-138461, which discloses a configuration in which an opening corresponds to a discharge portion.

【0036】さらに、本発明が有効に利用される記録ヘ
ッドとしては、記録装置が記録可能である被記録媒体の
最大幅に対応した長さのフルラインタイプの記録ヘッド
がある。このフルラインヘッドは、上述した明細書に開
示されているような記録ヘッドを複数組み合わせること
によってフルライン構成にしたものや、一体的に形成さ
れた一個のフルライン記録ヘッドであってもよい。
Further, as a recording head in which the present invention is effectively used, there is a full line type recording head having a length corresponding to the maximum width of a recording medium on which a recording apparatus can record. The full line head may be a full line configuration by combining a plurality of recording heads as disclosed in the above specification, or may be a single full line recording head formed integrally.

【0037】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効で
ある。
In addition, the print head is replaceable with a print head of a replaceable chip type, which can be electrically connected to the main body of the apparatus or supplied with ink from the main body of the apparatus, or integrated with the print head itself. The present invention is also effective when a cartridge-type recording head provided in a fixed manner is used.

【0038】また、記録ヘッドに対する回復手段や予備
的な補助手段を付加することは、記録装置を一層安定に
することができるので好ましいものである。これらを具
体的に挙げれば、記録ヘッドに対しての、キャッピング
手段、クリーニング手段、加圧または吸引手段、電気熱
変換体あるいはこれとは別の加熱素子、あるいはこれら
の組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を
行なう予備吐出モード手段を付加することも安定した記
録を行なうために有効である。
Further, it is preferable to add recovery means for the recording head and preliminary auxiliary means because the recording apparatus can be further stabilized. To be more specific, capping means, cleaning means, pressurizing or suction means, preheating means using an electrothermal transducer or another heating element, or a combination thereof, for recording head, recording It is also effective to add a preliminary ejection mode means for performing another ejection to perform stable printing.

【0039】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみを記録するモードだけではなく、記録
ヘッドを一体的に構成したものか、複数個の組み合わせ
で構成したものかのいずれでもよいが、異なる色の複色
カラーまたは、混色によるフルカラーの少なくとも一つ
を備えた装置にも本発明は極めて有効である。
Further, the recording mode of the recording apparatus is not limited to a mode for recording only a mainstream color such as black, and may be a mode in which a recording head is integrally formed or a combination of a plurality of recording heads. However, the present invention is extremely effective for an apparatus provided with at least one of multiple colors of different colors or full color by mixing colors.

【0040】以上の説明においては、インクを液体とし
て説明しているが、室温やそれ以下で固化するインクで
あって、室温で軟化もしくは液体となるもの、あるい
は、インクジェットにおいて一般的に行なわれている温
度調整の温度範囲である30℃以上70℃以下の温度範
囲で軟化もしくは液体となるものでもよい。すなわち、
使用記録信号付与時にインクが液状をなすものであれば
よい。加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温をイン
クの固形状態から液体状態への態変化のエネルギーとし
て使用せしめることで防止するか、または、インクの蒸
発防止を目的として放置状態で固化するインクを用いる
かして、いずれにしても熱エネルギーの記録信号に応じ
た付与によってインクが液化してインク液状として吐出
するものや記録媒体に到達する時点ではすでに固化し始
めるもの等のような、熱エネルギーによって初めて液化
する性質のインクの使用も可能である。このような場合
インクは、特開昭54−56847号公報あるいは特開
昭60−71260号公報に記載されるような、多孔質
シート凹部または貫通孔に液状または固形物として保持
された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形
態としてもよい。上述した各インクに対して最も有効な
ものは、上述した膜沸騰方式を実行するものである。
In the above description, the ink is described as a liquid. However, an ink which solidifies at room temperature or lower and which becomes soft or liquid at room temperature, or which is generally used in ink jet printing. It may be softened or liquid in a temperature range of 30 ° C. or more and 70 ° C. or less, which is a temperature range for temperature adjustment. That is,
It is sufficient that the ink is in a liquid state when the use recording signal is applied. In addition, the temperature rise due to thermal energy can be positively prevented by using it as energy for changing the state of the ink from a solid state to a liquid state, or the ink that solidifies in a standing state to prevent evaporation of the ink can be used. In any case, thermal energy such as one in which ink is liquefied and ejected as an ink liquid by application in accordance with a recording signal of thermal energy, or one which already starts to solidify when reaching a recording medium, etc. It is also possible to use an ink that liquefies for the first time. In such a case, as described in JP-A-54-56847 or JP-A-60-71260, the ink is held in a liquid state or a solid state in the concave portion or through hole of the porous sheet. It is good also as a form which opposes an electrothermal transducer. The most effective one for each of the above-mentioned inks is to execute the above-mentioned film boiling method.

【0041】さらに加えて、インクジェット記録装置の
形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出
力端末として用いられるものの他、リーダ等と組み合わ
せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミ
リ装置の形態を採るものであってもよい。
In addition, as the form of the ink jet recording apparatus, in addition to the one used as an image output terminal of an information processing apparatus such as a computer, a copying apparatus combined with a reader or the like, and a facsimile apparatus having a transmission / reception function can be used. It may be taken.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液体噴射
記録ヘッドの表面処理方法によれば、吐出口プレートの
吐出口周縁部の撥水性および耐久性など従来の性能を維
持したまま、より短時間で親水化処理を行なうことがで
き、製造タクトを向上させることができる。
As described above, according to the surface treatment method of the liquid jet recording head of the present invention, the conventional performance such as the water repellency and durability of the peripheral portion of the discharge port of the discharge port plate is maintained. The hydrophilic treatment can be performed in a short time, and the production tact can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の液体噴射記録ヘッドの表面処理方法が
適用される液体噴射記録ヘッドを構成する天板の概略構
成を図示する斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a top plate constituting a liquid jet recording head to which a surface treatment method for a liquid jet recording head of the present invention is applied.

【図2】液体噴射記録ヘッドの構成を示す概略的な断面
図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view illustrating a configuration of a liquid jet recording head.

【図3】液体噴射記録ヘッドの記録ヘッドカートリッジ
の概略的な斜視図である。
FIG. 3 is a schematic perspective view of a recording head cartridge of the liquid jet recording head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 天板 2 液流路 3 吐出口プレート 4 吐出口(オリフィス) 5 共通液室 7 素子基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Top plate 2 Liquid flow path 3 Discharge port plate 4 Discharge port (orifice) 5 Common liquid chamber 7 Element substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺井 晴彦 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Haruhiko Terai 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 吐出口と該吐出口に連通した液流路と該
液流路に対応して設けられた吐出エネルギー発生素子を
備えた液体噴射記録ヘッドの製造方法において、前記吐
出口を構成する加工部材の吐出口形成面に誘電体バリア
放電エキシマランプを用いて親水性を付与し、その後に
前記吐出口形成面に撥水化処理を施すことを特徴とする
液体噴射記録ヘッドの表面処理方法。
1. A method for manufacturing a liquid jet recording head comprising: a discharge port; a liquid flow path communicating with the discharge port; and a discharge energy generating element provided corresponding to the liquid flow path, wherein the discharge port is formed. Surface treatment of a liquid jet recording head, wherein hydrophilicity is imparted to a discharge port forming surface of a processed member using a dielectric barrier discharge excimer lamp, and thereafter, the discharge port forming surface is subjected to a water-repellent treatment. Method.
【請求項2】 吐出口形成面に親水性を付与するため
に、発光中心波長が172nmの誘電体バリア放電エキ
シマランプを用いることを特徴とする請求項1記載の液
体噴射記録ヘッドの表面処理方法。
2. A surface treatment method for a liquid jet recording head according to claim 1, wherein a dielectric barrier discharge excimer lamp having an emission center wavelength of 172 nm is used to impart hydrophilicity to the ejection port forming surface. .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6866366B2 (en) 2002-04-23 2005-03-15 Hitachi, Ltd. Inkjet printer and printer head
JP2008068178A (en) * 2006-09-13 2008-03-27 Seiko Epson Corp Surface modification method and surface modification apparatus

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