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JP2005219353A - Nozzle plate, method of manufacturing the same, and method of manufacturing inkjet head - Google Patents

Nozzle plate, method of manufacturing the same, and method of manufacturing inkjet head Download PDF

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JP2005219353A
JP2005219353A JP2004029855A JP2004029855A JP2005219353A JP 2005219353 A JP2005219353 A JP 2005219353A JP 2004029855 A JP2004029855 A JP 2004029855A JP 2004029855 A JP2004029855 A JP 2004029855A JP 2005219353 A JP2005219353 A JP 2005219353A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the flexibility of a manufacturing process of an inkjet head and to improve an ejection characteristic of ink. <P>SOLUTION: A punch 45 is hit to a substrate 91 from the side of the rear face to form a projection 94 on the front face and a recess 93 on the rear face. Next, the projection 94 on the front face of the substrate 91 is removed to make the front face flat. After that, the substrate 91 is punched out by means of a punch 46 to form an ink ejection nozzle 10 passing from the front face side to the recess 93. Lastly, an electronic beam is projected on the front face of the substrate 91 to form a water-repellent layer 92 of an amorphous layer. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、被印刷媒体にインクを吐出するインク吐出面を有するノズルプレート、ノズルプレート製造方法、及びインクジェットヘッド製造方法に関する。   The present invention relates to a nozzle plate having an ink ejection surface for ejecting ink onto a printing medium, a nozzle plate manufacturing method, and an inkjet head manufacturing method.

被印刷媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドは、薄板状の金属プレートが積層された積層構造を有しているものが一般的である。このインクジェットヘッド内には、インクを吐出するノズル(インク吐出孔)とこれに連通する圧力室とを含むインク流路が多数形成されており、各圧力室に対向する位置にはアクチュエータがそれぞれ配置されている。各アクチュエータを駆動させると、対応する圧力室の容積が減少し、減少した容積分のインクがノズルから吐出される。このとき、ノズルの開口部近傍に残インクが付着しているとインクの吐出を阻害することがある。また、インクの吐出面をゴム製のブレードでワイピングしてクリーニングを行う場合に効率良くインクを除去することができないことがある。そのため、インク吐出面においては撥水膜が形成されていることが好ましい。この撥水膜は、例えばテフロン(登録商標)含有Niメッキ等で形成されるものが知られている。   An inkjet head that discharges ink onto a printing medium generally has a laminated structure in which thin metal plates are laminated. In the ink jet head, there are formed a large number of ink flow paths including nozzles (ink discharge holes) for discharging ink and pressure chambers communicating with the nozzles, and actuators are arranged at positions facing the pressure chambers. Has been. When each actuator is driven, the volume of the corresponding pressure chamber decreases, and the reduced volume of ink is ejected from the nozzle. At this time, if the remaining ink is attached in the vicinity of the opening of the nozzle, the ejection of the ink may be hindered. Further, when cleaning is performed by wiping the ink ejection surface with a rubber blade, the ink may not be efficiently removed. Therefore, it is preferable that a water repellent film is formed on the ink ejection surface. This water-repellent film is known to be formed by, for example, Teflon (registered trademark) -containing Ni plating.

インクの吐出面にこのような撥水膜を形成するためには、インク吐出面に対してメッキ処理を行う必要がある。しかしながら、メッキ処理を行うためにはインク吐出面以外の領域がマスキングされた母材をメッキ液層に浸漬しなければならないため、ノズルプレートがインクジェットヘッドに組み付けられた状態で、インク吐出面のみにメッキ処理を行うことは困難である。従って、この場合はノズルプレート単体に対してメッキ処理を行わなければならない。このように、メッキ処理により撥水膜を形成する場合には、インクジェットヘッドの製造工程の自由度が著しく制限されるという問題がある。   In order to form such a water-repellent film on the ink ejection surface, it is necessary to perform a plating process on the ink ejection surface. However, in order to perform the plating process, it is necessary to immerse the base material masked in the area other than the ink discharge surface in the plating liquid layer, so that the nozzle plate is attached only to the ink discharge surface with the nozzle plate assembled to the inkjet head. It is difficult to perform the plating process. Therefore, in this case, the plating process must be performed on the nozzle plate alone. Thus, when the water repellent film is formed by plating, there is a problem that the degree of freedom of the manufacturing process of the ink jet head is remarkably limited.

また、例えば、図13に示すように、ノズルとなるインク吐出孔52が形成されたノズルプレート51のインク吐出面上に、メッキ処理により撥水膜53を形成する場合には、撥水膜53はインク吐出面に垂直な方向に成長する。一方、インク吐出孔52の開口部においては、撥水膜53はインク吐出面に垂直な方向に成長すると同時に、インク吐出面に平行な方向にも成長する。したがって、撥水膜53の縁部がインク吐出孔52から突出してインク吐出孔52にオーバーハングが形成される。さらに、撥水膜53をインク吐出面に限って形成しようとして、インク吐出孔52の内壁面全体をマスキングした場合でも、撥水膜53のインク吐出面と平行方向への成長は制限されないので、オーバーハングが突出した状態で形成されてしまう。しかしながら、インク吐出孔52にオーバーハングが形成されると撥水膜53の縁部によりインクの吐出が阻害され、インク滴の着弾位置が不安定となり、結果として、インクの吐出特性が悪くなるという問題がある。   For example, as shown in FIG. 13, when a water repellent film 53 is formed by plating on the ink ejection surface of the nozzle plate 51 in which the ink ejection holes 52 serving as nozzles are formed, the water repellent film 53 is formed. Grows in a direction perpendicular to the ink ejection surface. On the other hand, at the opening of the ink discharge hole 52, the water repellent film 53 grows in a direction perpendicular to the ink discharge surface, and also grows in a direction parallel to the ink discharge surface. Therefore, the edge of the water repellent film 53 protrudes from the ink discharge hole 52 and an overhang is formed in the ink discharge hole 52. Further, even when the entire inner wall surface of the ink discharge hole 52 is masked in an attempt to form the water repellent film 53 only on the ink discharge surface, the growth of the water repellent film 53 in the direction parallel to the ink discharge surface is not limited. The overhang is formed in a protruding state. However, if an overhang is formed in the ink discharge hole 52, the ink discharge is obstructed by the edge of the water-repellent film 53, and the landing position of the ink droplet becomes unstable, resulting in poor ink discharge characteristics. There's a problem.

また、撥水膜を形成する他の方法として、炭化水素ガスを用いたプラズマCVD法により母材表面に撥水効果のあるアモルファスダイアモンド膜を形成する技術が開示されている(特許文献1参照)。プラズマCVD法とは、原料ガスを高周波によりプラズマ状態として化学反応を促進させ、母材表面上に原料を堆積させて膜を形成する方法である。   Further, as another method for forming a water repellent film, a technique for forming an amorphous diamond film having a water repellent effect on the surface of a base material by plasma CVD using a hydrocarbon gas is disclosed (see Patent Document 1). . The plasma CVD method is a method in which a raw material gas is brought into a plasma state with a high frequency to promote a chemical reaction, and a raw material is deposited on the surface of a base material to form a film.

特開平10−296973号公報(図2)Japanese Patent Laid-Open No. 10-296973 (FIG. 2)

上述した技術では、撥水膜を形成するために母材をメッキ液層に浸漬する必要がないため、ノズルプレートをインクジェットヘッドに組み付けた後に撥水膜を形成する等の構成をとることができる。このため、メッキ処理により撥水膜を形成する場合と比較してインクジェットヘッドの製造工程の自由度を上げることができる。しかしながら、インク吐出面における母材表面上に対してさらに撥水膜を形成することに変わりはなく、メッキ処理により撥水膜を形成する場合と同様に、依然としてインク吐出孔の開口部にオーバーハングが形成されるという問題がある。   In the above-described technique, since it is not necessary to immerse the base material in the plating solution layer in order to form the water repellent film, it is possible to adopt a configuration such as forming the water repellent film after the nozzle plate is assembled to the ink jet head. . For this reason, the freedom degree of the manufacturing process of an inkjet head can be raised compared with the case where a water-repellent film is formed by plating. However, there is no change in forming a water-repellent film on the surface of the base material on the ink discharge surface, and still overhangs at the opening of the ink discharge hole as in the case of forming the water-repellent film by plating. There is a problem that is formed.

そこで、本発明の主たる目的は、インクジェットヘッドの製造工程の自由度を高くすることができるノズルプレート製造方法、及びインクジェットヘッド製造方法を提供することである。   Accordingly, a main object of the present invention is to provide a nozzle plate manufacturing method and an ink jet head manufacturing method capable of increasing the degree of freedom of the manufacturing process of the ink jet head.

また、本発明の別の目的は、インク吐出特性に優れたノズルプレートを提供することである。   Another object of the present invention is to provide a nozzle plate having excellent ink ejection characteristics.

課題を解決するための手段及び効果Means and effects for solving the problems

本発明のノズルプレートの製造方法は、複数のプレートが積層された積層構造を有するとともに、被印刷媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドにおいて、前記積層構造を構成しインクを吐出するためのインク吐出孔が形成されているプレートであるノズルプレートの製造方法であって、前記ノズルプレートにインクが吐出される前記インク吐出孔を形成する孔空け工程と、前記孔空け工程により形成された前記インク吐出孔が開口するインク吐出面において、少なくとも前記インク吐出孔の開口部周辺領域をアモルファス化するアモルファス化工程とを備えている。   The nozzle plate manufacturing method of the present invention has a laminated structure in which a plurality of plates are laminated, and in an ink jet head that ejects ink onto a printing medium, ink ejection holes for constituting the laminated structure and ejecting ink A method of manufacturing a nozzle plate, which is a plate on which is formed, wherein a step of forming the ink discharge hole for discharging ink to the nozzle plate, and the ink discharge hole formed by the hole forming step And an amorphization step of amorphizing at least the region around the opening of the ink discharge hole.

これによると、ノズルプレートを他のユニットに組み付けた後であってもインク吐出面に撥水層を形成することができるため、インクジェットヘッドの製造工程の自由度を高くすることができる。また、ノズルプレートのインク吐出面そのものがアモルファス化しているため、インク吐出孔の開口部にオーバーハングを有していない。これにより、優れたインクの吐出特性を得ることができる。   According to this, since the water repellent layer can be formed on the ink discharge surface even after the nozzle plate is assembled to another unit, the degree of freedom in the manufacturing process of the inkjet head can be increased. Further, since the ink discharge surface itself of the nozzle plate is amorphized, the opening of the ink discharge hole does not have an overhang. Thereby, excellent ink ejection characteristics can be obtained.

本発明においては、前記アモルファス化工程において、前記インク吐出面の全てをアモルファス化することが好ましい。これによると、インク吐出面の全てがアモルファス化しているため、ワイピングによるインク吐出面のクリーニングを効率よく行うことができる。   In the present invention, it is preferable that all of the ink discharge surface is amorphized in the amorphization step. According to this, since all of the ink discharge surfaces are amorphized, cleaning of the ink discharge surfaces by wiping can be performed efficiently.

また、本発明では、前記アモルファス化工程において、前記インク吐出面における前記インク吐出孔の外周領域のみをアモルファス化してもよい。これによると、アモルファス化する面積が小さいために、アモルファス化工程にかかる時間とコストとを低減することができる。   In the present invention, in the amorphization step, only the outer peripheral region of the ink ejection hole on the ink ejection surface may be amorphized. According to this, since the area to be amorphized is small, the time and cost for the amorphization process can be reduced.

さらに、本発明では、前記アモルファス化工程において、前記インク吐出孔の内壁面の少なくとも一部をさらにアモルファス化することが好ましい。これによると、インクのメニスカスがインク吐出孔の内部に形成されることになるので、インクを吐出することで生じることがあるインク吐出面へのインクの残留を抑制することができる。したがって、インク吐出孔からインクがスムーズに吐出され、インクの吐出特性をさらに良くすることができる。   In the present invention, it is preferable that in the amorphization step, at least a part of the inner wall surface of the ink discharge hole is further amorphized. According to this, since the ink meniscus is formed inside the ink discharge hole, it is possible to suppress the ink remaining on the ink discharge surface which may be generated by discharging the ink. Therefore, ink is smoothly ejected from the ink ejection holes, and the ink ejection characteristics can be further improved.

加えて、本発明では、前記アモルファス化工程において、電子ビーム又はレーザービームを照射することにより前記インク吐出面をアモルファス化することが好ましい。これによると、電子ビーム又はレーザービームの照射位置を精密に制御することで、任意の領域を精度良くアモルファス化することができる。   In addition, in the present invention, it is preferable that in the amorphization step, the ink ejection surface is amorphized by irradiating an electron beam or a laser beam. According to this, an arbitrary region can be amorphized with high accuracy by precisely controlling the irradiation position of the electron beam or laser beam.

本発明のノズルプレートは、複数のプレートが積層された積層構造を有するとともに、被印刷媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドにおいて、前記積層構造を構成しインクを吐出するためのインク吐出孔が形成されているプレートであるノズルプレートであって、前記インク吐出孔が開口するインク吐出面において、少なくとも前記インク吐出孔の開口部周辺領域がアモルファス化している。   The nozzle plate of the present invention has a laminated structure in which a plurality of plates are laminated, and an ink ejection hole for ejecting ink is formed in the inkjet head that ejects ink onto a printing medium. In the nozzle plate, which is a plate, the area around the opening of the ink discharge hole is amorphized on the ink discharge surface where the ink discharge hole opens.

これによると、ノズルプレートのインク吐出面そのものがアモルファス化しているため、インク吐出孔の開口部にオーバーハングを有していない。したがって、優れたインクの吐出特性を得ることができる。   According to this, since the ink discharge surface itself of the nozzle plate is amorphized, there is no overhang at the opening of the ink discharge hole. Therefore, excellent ink ejection characteristics can be obtained.

本発明においては、前記ノズルプレートの厚さ方向に、前記ノズルプレートの母材自体がアモルファス化して形成されたアモルファス層と、前記ノズルプレートの母材とが積層された2層構造を有していることが好ましい。これによると、母材の外形を変化させることなくインク吐出面そのものをアモルファス化しているため、インクの吐出特性を損なうことがない。   In the present invention, in the thickness direction of the nozzle plate, it has a two-layer structure in which an amorphous layer formed by amorphizing the nozzle plate base material itself and a base material of the nozzle plate are laminated. Preferably it is. According to this, since the ink ejection surface itself is amorphized without changing the outer shape of the base material, the ink ejection characteristics are not impaired.

本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、複数のプレートが積層された積層構造を有するとともに、被印刷媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、ノズルプレートにインクが吐出されるインク吐出孔を形成する孔空け工程と、前記孔空け工程で形成された前記インク吐出孔が開口するインク吐出面において、少なくとも前記インク吐出孔の開口部周辺領域をアモルファス化するアモルファス化工程と、前記インク吐出孔の開口部を介して外部に連通する圧力室を含み、インクが供給されるインク供給口から前記インク吐出孔の開口部に至る複数のインク流路を内部に有するように、前記ノズルプレート及び複数の金属プレートを積層して流路ユニットを形成する流路ユニット形成工程とを備えている。   An inkjet head manufacturing method according to the present invention is a manufacturing method of an inkjet head that has a laminated structure in which a plurality of plates are stacked and ejects ink onto a printing medium, and ejects ink onto a nozzle plate. A hole forming step for forming holes, an amorphizing step for amorphizing at least a region around the opening of the ink discharge hole on the ink discharge surface where the ink discharge hole formed in the hole forming step is opened, and the ink The nozzle plate includes a pressure chamber that communicates with the outside through the opening of the discharge hole, and has a plurality of ink flow paths from the ink supply port to which ink is supplied to the opening of the ink discharge hole. And a flow path unit forming step of forming a flow path unit by stacking a plurality of metal plates.

これによると、ノズルプレートのインク吐出面そのものがアモルファス化しているため、インク吐出孔の開口部にオーバーハングを有していない。したがって、優れたインクの吐出特性を得ることができる。また、ノズルプレート単体の状態でインク吐出面をアモルファス化するため、アモルファス化工程を効率よく行うことができる。また、ノズルプレートを作製した段階で、インク吐出面のアモルファス化が不十分であるような不良品を除外することができるので、全体としての歩留まりを向上させることができる。   According to this, since the ink discharge surface itself of the nozzle plate is amorphized, there is no overhang at the opening of the ink discharge hole. Therefore, excellent ink ejection characteristics can be obtained. Further, since the ink ejection surface is amorphized in the state of the nozzle plate alone, the amorphization process can be performed efficiently. In addition, since a defective product in which the ink discharge surface is insufficiently amorphized can be excluded at the stage of producing the nozzle plate, the overall yield can be improved.

本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、複数のプレートが積層された積層構造を有するとともに、被印刷媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、ノズルプレートにインクが吐出されるインク吐出孔を形成する孔空け工程と、前記インク吐出孔の開口部を介して外部に連通する圧力室を含み、インクが供給されるインク供給口から前記インク吐出孔の開口部に至る複数のインク流路を内部に有するように、前記ノズルプレート及び複数の金属プレートを積層して流路ユニットを形成する流路ユニット形成工程と、前記流路ユニット形成工程により形成された前記流路ユニットの前記インク吐出孔が開口するインク吐出面において、少なくとも前記インク吐出孔の開口部周辺領域をアモルファス化するアモルファス化工程とを備えている。   An inkjet head manufacturing method according to the present invention is a manufacturing method of an inkjet head that has a laminated structure in which a plurality of plates are stacked and ejects ink onto a printing medium, and ejects ink onto a nozzle plate. A plurality of ink flow paths from an ink supply port to which ink is supplied to an opening of the ink discharge hole, including a hole forming step for forming a hole and a pressure chamber communicating with the outside through the opening of the ink discharge hole; A flow path unit forming step of forming a flow path unit by laminating the nozzle plate and a plurality of metal plates so as to have a path therein; and the ink of the flow path unit formed by the flow path unit formation step An amorphous film that amorphizes at least the area around the opening of the ink discharge hole on the ink discharge surface where the discharge hole opens. And a gasification process.

これによると、ノズルプレートのインク吐出面そのものがアモルファス化しているため、インク吐出孔の開口部にオーバーハングを有していない。これにより、優れたインクの吐出特性を得ることができる。また、ノズルプレートが流路ユニットに積層された状態でインク吐出面をアモルファス化するため、アモルファス化したインク吐出面を他の工程で傷めるのを防止することができる。   According to this, since the ink discharge surface itself of the nozzle plate is amorphized, there is no overhang at the opening of the ink discharge hole. Thereby, excellent ink ejection characteristics can be obtained. Further, since the ink ejection surface is amorphized in a state where the nozzle plate is stacked on the flow path unit, it is possible to prevent the amorphized ink ejection surface from being damaged in other processes.

本発明においては、前記流路ユニット形成工程が、前記複数の金属プレートを積層して積層構造体を形成する積層構造体形成工程と、前記積層構造体形成工程で形成された前記積層構造体及び前記ノズルプレートを積層する積層工程とを備えていることが好ましい。これによると、ノズルプレート単体の状態でインク吐出面をアモルファス化することも、積層構造体とノズルプレートとを積層した状態でインク吐出面をアモルファス化することもできるため、製造工程の自由度を高くすることができる。   In the present invention, the flow path unit forming step includes a laminated structure forming step of forming a laminated structure by laminating the plurality of metal plates, the laminated structure formed in the laminated structure forming step, and And a laminating step of laminating the nozzle plates. According to this, the ink ejection surface can be amorphized in the state of the nozzle plate alone, or the ink ejection surface can be amorphized in the state where the laminated structure and the nozzle plate are laminated, so the degree of freedom in the manufacturing process can be increased. Can be high.

また、本発明においては、前記圧力室に対向する位置に配置される個別電極、前記圧力室に跨るように形成された共通電極、及び圧電シートを、前記個別電極及び前記共通電極で前記圧電シートを挟持するように積層してアクチュエータユニットを形成する形成アクチュエータユニット形成工程と、前記流路ユニットと前記アクチュエータユニットとを、前記圧力室に前記個別電極が対向するように位置合わせして接合する接合工程とをさらに備えていることが好ましい。これによると、インクの吐出特性を損なわないインクジェットヘッドを製造することができる。   Further, in the present invention, the individual electrode disposed at a position facing the pressure chamber, the common electrode formed so as to straddle the pressure chamber, and the piezoelectric sheet are combined with the piezoelectric sheet by the individual electrode and the common electrode. Forming an actuator unit by stacking so as to sandwich the actuator, and joining the flow channel unit and the actuator unit by aligning and joining the individual electrodes to the pressure chamber It is preferable to further include a process. According to this, an ink jet head that does not impair ink ejection characteristics can be manufactured.

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明の第1の実施の形態に係るノズルプレートを含むインクジェットヘッドの分解斜視図である。なお、図中の2点鎖線で示された領域は、アクチュエータユニット2が配置される領域である。インクジェットヘッド101は、被印刷媒体上にインクを吐出して画像を形成するインクジェットプリンタに適用されるものである。図1に示すように、インクジェットヘッド101は、流路ユニット1とアクチュエータユニット2とを積層した積層構造を有している。そして、アクチュエータユニット2の流路ユニット1との接合面側(下面側)の反対側(上面側)に、インクジェットプリンタが備える制御装置と電気的に接続するためのフレキシブルフラットケーブル40が接合される。   FIG. 1 is an exploded perspective view of an ink jet head including a nozzle plate according to a first embodiment of the present invention. In addition, the area | region shown with the dashed-two dotted line in a figure is an area | region where the actuator unit 2 is arrange | positioned. The ink jet head 101 is applied to an ink jet printer that forms an image by ejecting ink onto a printing medium. As shown in FIG. 1, the inkjet head 101 has a laminated structure in which a flow path unit 1 and an actuator unit 2 are laminated. And the flexible flat cable 40 for electrically connecting with the control apparatus with which an inkjet printer is provided is joined to the opposite side (upper surface side) of the joint surface side (lower surface side) with the flow path unit 1 of the actuator unit 2. .

次に流路ユニット1について図2〜図4及び図6を参照しつつ説明する。図2は、流路ユニット1の分解斜視図である。図3は、図2の部分拡大図である。図4は、ノズルプレート4のインク吐出面の部分平面図である。図6は、図1に示すVI−VI線におけるインクジェットヘッド101の断面図である。流路ユニット1は、後で詳述するように、その内部に図示しないインクタンクからインクが供給される共通インク室18と、共通インク室18からインクを吐出する各インク吐出孔10に至る複数のインク流路19とを備えている(図6参照)。図2及び図3に示すように、流路ユニット1はキャビティプレート3、ベースプレート4、マニホールドプレート6、7、及びノズルプレート9を備えるとともに、これらを積層した積層構造を有している。各プレート3、4、6、7、9は厚さ50μm〜150μmの略矩形状を有しており、各平面領域に塗布された接着剤により積層された状態で接合される。なお、本実施の形態では、各プレート3,4,6,7には42%ニッケル合金鋼板を用い、ノズルプレート9にはSUS430を用いて流路ユニット1を形成している。   Next, the flow path unit 1 will be described with reference to FIGS. 2 to 4 and 6. FIG. 2 is an exploded perspective view of the flow path unit 1. FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. FIG. 4 is a partial plan view of the ink ejection surface of the nozzle plate 4. 6 is a cross-sectional view of the inkjet head 101 taken along line VI-VI shown in FIG. As will be described in detail later, the flow path unit 1 includes a common ink chamber 18 into which ink is supplied from an ink tank (not shown) and a plurality of ink discharge holes 10 that discharge ink from the common ink chamber 18. Ink flow path 19 (see FIG. 6). As shown in FIGS. 2 and 3, the flow path unit 1 includes a cavity plate 3, a base plate 4, manifold plates 6 and 7, and a nozzle plate 9, and has a stacked structure in which these are stacked. Each of the plates 3, 4, 6, 7, 9 has a substantially rectangular shape with a thickness of 50 μm to 150 μm, and is joined in a state of being laminated by an adhesive applied to each planar region. In this embodiment, the flow path unit 1 is formed using 42% nickel alloy steel plates for the plates 3, 4, 6 and 7 and SUS430 for the nozzle plate 9.

キャビティプレート3の短手方向の中央には、長手方向に沿って2列の千鳥状に配列された複数の圧力室11が形成されている。圧力室11は略矩形状を有しており、その長手方向がキャビティプレート3の長手方向に対して垂直方向になるように配置されている。圧力室11の長手方向におけるキャビティプレート3の中央部側の端部には、孔11aが、反対側の端部にはキャビティプレート3の下面側の空間にのみ連通する制限流路11bが形成されている。また、キャビティプレート3の長手方向の一端部には、楕円形状を有する穴17が形成されている。穴17の底部には、穴17のキャビティプレート3の短手方向に沿って孔15a、15bが形成されている。穴17にはインクタンクから供給されるインクを濾過するための図示しないフィルタが配置される。   A plurality of pressure chambers 11 arranged in a staggered pattern in two rows along the longitudinal direction are formed in the center in the short direction of the cavity plate 3. The pressure chamber 11 has a substantially rectangular shape, and is arranged so that its longitudinal direction is perpendicular to the longitudinal direction of the cavity plate 3. A hole 11 a is formed at the end of the cavity plate 3 in the longitudinal direction of the pressure chamber 11, and a restriction channel 11 b that communicates only with the space on the lower surface side of the cavity plate 3 is formed at the opposite end. ing. A hole 17 having an elliptical shape is formed at one end of the cavity plate 3 in the longitudinal direction. At the bottom of the hole 17, holes 15 a and 15 b are formed along the short direction of the cavity plate 3 of the hole 17. A filter (not shown) for filtering the ink supplied from the ink tank is disposed in the hole 17.

ベースプレート4の短手方向の中央には、長手方向に沿って2列の千鳥状に配列された孔12aが形成されている。また、ベースプレート4の短手方向の両側には、長手方向に沿って1列に配列された孔13が形成されている。さらに、ベースプレート4の長手方向の一端部には、その短手方向に沿って孔16a、16bが形成されている。孔16aはキャビティプレート3の孔15aに対応する位置に配置されているとともに、孔16bはキャビティプレート3の孔15bに対応する位置に配置されている。   At the center in the short direction of the base plate 4, two rows of holes 12 a arranged in a staggered pattern along the longitudinal direction are formed. Further, holes 13 arranged in a line along the longitudinal direction are formed on both sides of the base plate 4 in the short direction. Furthermore, holes 16a and 16b are formed in one end of the base plate 4 in the longitudinal direction along the short direction. The hole 16 a is disposed at a position corresponding to the hole 15 a of the cavity plate 3, and the hole 16 b is disposed at a position corresponding to the hole 15 b of the cavity plate 3.

マニホールドプレート6の短手方向の両側には孔であるマニホールド6a、6bが長手方向に沿って延在するように形成されている。マニホールドプレート7の短手方向の両側には穴であるマニホールド7a、7bが長手方向に沿って延在するように形成されている。マニホールド6a、7aの一端部はベースプレート4の孔16aに対応する位置に配置されているとともに、マニホールド6b、7bの一端部はベースプレート4の孔16bに対応する位置に配置されている。また、マニホールド6a、6b、7a、7bはベースプレート4の孔13の各列に対応する位置に配置されている。図6に示すように、マニホールドプレート6、7が接合されることにより、マニホールド6a、6b、7a、7bが共通インク室18を構成する。また、マニホールドプレート6、7の短手方向の中央には、長手方向に沿ってベースプレート4の孔12aに対応するように複数の孔12b、12cがそれぞれ形成されている。   Manifolds 6a and 6b, which are holes, are formed on both sides of the short side direction of the manifold plate 6 so as to extend along the longitudinal direction. On both sides of the manifold plate 7 in the short direction, manifolds 7a and 7b, which are holes, are formed so as to extend along the longitudinal direction. One end portions of the manifolds 6 a and 7 a are disposed at positions corresponding to the holes 16 a of the base plate 4, and one end portions of the manifolds 6 b and 7 b are disposed at positions corresponding to the holes 16 b of the base plate 4. Further, the manifolds 6 a, 6 b, 7 a, 7 b are arranged at positions corresponding to the respective rows of the holes 13 of the base plate 4. As shown in FIG. 6, the manifold plates 6 and 7 are joined, so that the manifolds 6 a, 6 b, 7 a, and 7 b constitute a common ink chamber 18. A plurality of holes 12b and 12c are respectively formed in the center of the short sides of the manifold plates 6 and 7 so as to correspond to the holes 12a of the base plate 4 along the longitudinal direction.

ノズルプレート9の短手方向の中央には、長手方向に沿ってマニホールドプレート7の孔12cに対応するように配列された複数のインク吐出孔10が形成されている。また、図4及び図6に示すように、ノズルプレート9のインク吐出面には、電子ビームの照射により、その表面を全面に亘ってアモルファス化することによって撥水層92が形成されている。すなわち、ノズルプレート9は、インク吐出面において母材であるSUS430自体がアモルファス化されて撥水性を示すようになった表面層が形成された2層構造となっている。   A plurality of ink ejection holes 10 are formed in the center in the short direction of the nozzle plate 9 so as to correspond to the holes 12c of the manifold plate 7 along the longitudinal direction. As shown in FIGS. 4 and 6, a water repellent layer 92 is formed on the ink ejection surface of the nozzle plate 9 by amorphizing the entire surface by irradiation with an electron beam. That is, the nozzle plate 9 has a two-layer structure in which a surface layer in which the base material SUS430 itself is amorphized and exhibits water repellency is formed on the ink ejection surface.

このような構成により、流路ユニット1内には、図6に示すような、マニホールド6a、7a(6b、7b)により形成された共通インク室18から、孔13、制限流路11b、圧力室11、孔12a、12b、12cを経てインク吐出孔10に至るインク流路19が複数形成されている。   With such a configuration, in the flow path unit 1, the common ink chamber 18 formed by the manifolds 6a and 7a (6b and 7b) as shown in FIG. 11, a plurality of ink flow paths 19 are formed to reach the ink ejection holes 10 through the holes 12a, 12b, and 12c.

次にアクチュエータユニット2について図5を参照しつつ説明する。図5は、アクチュエータユニット2の分解部分斜視図である。図5に示すように、アクチュエータユニット2は、2枚の圧電シート21と、2枚の圧電シート22と、トップシート23とを備えており、2枚の圧電シート21、2枚の圧電シート22が1枚ずつ交互に積層された後にトップシート23が積層された積層構造を有している。なお、図5においては、下側に積層された圧電シート21、22を省略している。   Next, the actuator unit 2 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an exploded partial perspective view of the actuator unit 2. As shown in FIG. 5, the actuator unit 2 includes two piezoelectric sheets 21, two piezoelectric sheets 22, and a top sheet 23, and includes two piezoelectric sheets 21 and two piezoelectric sheets 22. Are stacked one after another, and then a top sheet 23 is stacked. In FIG. 5, the piezoelectric sheets 21 and 22 stacked on the lower side are omitted.

トップシート23は、絶縁材料から成る矩形状を有するシート部材であり、フレキシブルフラットケーブル40が備えている信号電極に接続される複数の接続端子26と、フレキシブルフラットケーブル40が備えているグランド電極に接続されている複数の接続端子27とを備えている。接続端子26は、トップシート23上の短手方向両側端部に長手方向に沿って配列されている。接続端子27は、接続端子26の配列と一体となって配列の両端に配置されている。また、トップシート23の接続端子26と直交する側面に、厚さ方向に延在した凹溝30aが形成されており、トップシート23の接続端子27と直交する側面に、厚さ方向に延在した凹溝31aが形成されている。そして、接続端子26、27の端部が、凹溝30a、31aに露出するように配置されている。   The top sheet 23 is a rectangular sheet member made of an insulating material, and a plurality of connection terminals 26 connected to signal electrodes provided in the flexible flat cable 40 and ground electrodes provided in the flexible flat cable 40. And a plurality of connection terminals 27 connected to each other. The connection terminals 26 are arranged along the longitudinal direction at both lateral ends on the top sheet 23. The connection terminals 27 are arranged at both ends of the array integrally with the array of connection terminals 26. Further, a groove 30a extending in the thickness direction is formed on a side surface orthogonal to the connection terminal 26 of the top sheet 23, and extending in the thickness direction on a side surface orthogonal to the connection terminal 27 of the top sheet 23. A recessed groove 31a is formed. And the edge part of the connecting terminals 26 and 27 is arrange | positioned so that it may be exposed to the ditch | grooves 30a and 31a.

圧電シート22は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)から成る矩形状を有するシート部材であり、接続端子26と電気的に接続される複数のダミー電極29と、接続端子27と電気的に接続される共通電極25とを備えている。ダミー電極29は、トップシート23の接続端子26に対応するように、圧電シート22上の短手方向両側端部に長手方向に沿って配列されている。共通電極25は、圧電シート22上の中央部に広がって配置されているとともに、トップシート23の接続端子27に対応するようにダミー電極29の配列と一体となって配列の両端に配置されている端部電極25aを備えている。また、圧電シート22のダミー電極29と直交する側面に厚さ方向に延在した凹溝30bが形成されており、圧電シート22の端部電極25aと直交する側面に厚さ方向に延在した凹溝31bが形成されている。そして、ダミー電極29及び端部電極25aの端部が、凹溝30b、31bに露出するように配置されている。   The piezoelectric sheet 22 is a sheet member having a rectangular shape made of lead zirconate titanate (PZT), and is electrically connected to the connection terminals 27 and a plurality of dummy electrodes 29 electrically connected to the connection terminals 26. The common electrode 25 is provided. The dummy electrodes 29 are arranged along the longitudinal direction at both lateral ends on the piezoelectric sheet 22 so as to correspond to the connection terminals 26 of the top sheet 23. The common electrode 25 is disposed so as to spread over the central portion on the piezoelectric sheet 22 and is disposed at both ends of the array so as to be integrated with the array of dummy electrodes 29 so as to correspond to the connection terminals 27 of the top sheet 23. The end electrode 25a is provided. Further, a concave groove 30b extending in the thickness direction is formed on the side surface orthogonal to the dummy electrode 29 of the piezoelectric sheet 22, and extends in the thickness direction on the side surface orthogonal to the end electrode 25a of the piezoelectric sheet 22. A concave groove 31b is formed. The dummy electrodes 29 and the end electrodes 25a are arranged so that the ends thereof are exposed in the concave grooves 30b and 31b.

圧電シート21は、PZTから成る矩形状を有するシート部材であり、接続端子26と電気的に接続される複数の個別電極24と、接続端子27と電気的に接続されるダミー電極28とを備えている。個別電極24は、トップシート23の接続端子26に対応するように、圧電シート21上の短手方向両側端部に長手方向に沿って配列されている。また、個別電極24は、流路ユニット1の圧力室11に対応するように、圧電シート21の中央付近まで延在している(図6参照)。ダミー電極28は、トップシート23の接続端子27に対応するように、個別電極24の配列と一体となって配列の両端に配置されている。また、個別電極24と直交する圧電シート21の側面に、厚さ方向に延在した凹溝30cが形成されており、ダミー電極28と直交する圧電シート21の側面に、厚さ方向に延在した凹溝31cが形成されている。そして、個別電極24及びダミー電極28の端部が、凹溝30c、31cに露出するように配置されている。   The piezoelectric sheet 21 is a sheet member having a rectangular shape made of PZT, and includes a plurality of individual electrodes 24 electrically connected to the connection terminals 26 and dummy electrodes 28 electrically connected to the connection terminals 27. ing. The individual electrodes 24 are arranged along the longitudinal direction at both lateral ends on the piezoelectric sheet 21 so as to correspond to the connection terminals 26 of the top sheet 23. The individual electrode 24 extends to the vicinity of the center of the piezoelectric sheet 21 so as to correspond to the pressure chamber 11 of the flow path unit 1 (see FIG. 6). The dummy electrodes 28 are integrated with the arrangement of the individual electrodes 24 so as to correspond to the connection terminals 27 of the top sheet 23 and are arranged at both ends of the arrangement. Further, a concave groove 30c extending in the thickness direction is formed on the side surface of the piezoelectric sheet 21 orthogonal to the individual electrode 24, and extends in the thickness direction on the side surface of the piezoelectric sheet 21 orthogonal to the dummy electrode 28. A recessed groove 31c is formed. And the edge part of the individual electrode 24 and the dummy electrode 28 is arrange | positioned so that it may be exposed to the ditch | groove 30c, 31c.

2枚の圧電シート21、2枚の圧電シート22及びトップシート23が積層されることにより、凹溝30a〜30c及び凹溝31a〜31cがそれぞれ一体となりアクチュエータユニット2の側面を厚さ方向に延在する凹溝30、31を形成する。そして、凹溝30、31には導電ペーストが塗布されている。   By laminating the two piezoelectric sheets 21, the two piezoelectric sheets 22 and the top sheet 23, the concave grooves 30 a to 30 c and the concave grooves 31 a to 31 c are integrated to extend the side surface of the actuator unit 2 in the thickness direction. The existing concave grooves 30 and 31 are formed. A conductive paste is applied to the grooves 30 and 31.

ここで、アクチュエータユニット2の作用を説明する。本実施の形態によるインクジェットヘッド101において、圧電シート21、22はその厚み方向に分極されている。したがって、個別電極24を共通電極25と異なる電位にして圧電シート21、22に対してその分極方向に電界を印加すると、その電界が印加された部分が活性層として働き、その厚み方向すなわち積層方向に伸長又は収縮しようとする。本実施の形態では、活性層として働く電圧シート21、22が3層積層されており、各層の厚み方向の変位が重ね合わされることとなる。   Here, the operation of the actuator unit 2 will be described. In the inkjet head 101 according to the present embodiment, the piezoelectric sheets 21 and 22 are polarized in the thickness direction. Accordingly, when an electric field is applied to the piezoelectric sheets 21 and 22 in the polarization direction by setting the individual electrode 24 to a potential different from that of the common electrode 25, the portion to which the electric field is applied functions as an active layer, and the thickness direction, that is, the stacking direction. Try to stretch or shrink. In the present embodiment, three voltage sheets 21 and 22 that act as active layers are laminated, and the displacement in the thickness direction of each layer is superimposed.

ここで、例えば、トップシート23の接続端子26が接続されているフレキシブルフラットケーブル40の信号電極の電位を、電界の方向と分極方向とが同方向となるような正又は負の所定電位とすると、複数の圧電シート21、22は厚み方向に伸張するように変形しようとする。このとき、図6に示すように、最下層の圧電シート21の下面は圧力室11を区画するキャビティプレート3の上面に固定されているので、圧電シート21、22は圧力室11側へ突出するように変形する。このため、圧力室11の容積が低下して圧力室11内のインクの圧力が上昇し、圧力室11に連通するインク吐出孔10からインクが吐出される。その後、個別電極24を共通電極25と同じ電位に戻すと、圧電シート21、22は元の形状になって圧力室11の容積が元の容積に戻るので、インクを共通インク室18側から吸い込む。   Here, for example, when the potential of the signal electrode of the flexible flat cable 40 to which the connection terminal 26 of the top sheet 23 is connected is set to a positive or negative predetermined potential such that the direction of the electric field is the same as the polarization direction. The plurality of piezoelectric sheets 21 and 22 tend to be deformed so as to extend in the thickness direction. At this time, as shown in FIG. 6, since the lower surface of the lowermost piezoelectric sheet 21 is fixed to the upper surface of the cavity plate 3 that partitions the pressure chamber 11, the piezoelectric sheets 21 and 22 protrude toward the pressure chamber 11 side. It deforms as follows. For this reason, the volume of the pressure chamber 11 is reduced, the pressure of the ink in the pressure chamber 11 is increased, and ink is ejected from the ink ejection holes 10 communicating with the pressure chamber 11. Thereafter, when the individual electrode 24 is returned to the same potential as the common electrode 25, the piezoelectric sheets 21 and 22 return to their original shape and the volume of the pressure chamber 11 returns to the original volume, so that ink is sucked from the common ink chamber 18 side. .

次に、図7及び図9を参照しつつ、インクジェットヘッド101の製造方法について説明する。図7は、ノズルプレート9の製造過程を示す図である。図9は、インクジェットヘッドの製造過程を示す図である。   Next, a method for manufacturing the inkjet head 101 will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a diagram illustrating a manufacturing process of the nozzle plate 9. FIG. 9 is a diagram showing a manufacturing process of the inkjet head.

先ず、ノズルプレート9の製造方法について説明する。このノズルプレートの製造方法は、図7(e)に示すように、基板91に形成されインクを吐出するインク吐出孔10と、基板91のインク吐出孔10の開口面積が小さい面であるインク吐出面(以下表面と称す、また、これと反対側の面を裏面と称す)に形成された撥水層92とを備えたノズルプレート9を製造するためのものである。基板91は、矩形状を有する金属製(例えば、ステンレス鋼)のプレートである。この基板91の厚さは、例えば約70μm程度である。   First, a method for manufacturing the nozzle plate 9 will be described. In this nozzle plate manufacturing method, as shown in FIG. 7E, an ink discharge hole 10 formed on a substrate 91 for discharging ink, and an ink discharge surface having a small opening area of the ink discharge hole 10 of the substrate 91. The nozzle plate 9 is provided with a water repellent layer 92 formed on a surface (hereinafter referred to as a front surface, and a surface opposite to the front surface). The substrate 91 is a metal (for example, stainless steel) plate having a rectangular shape. The thickness of the substrate 91 is, for example, about 70 μm.

まず、基板91の裏面にスプレー等の方法により潤滑剤を塗布した後に、図7(a)に示すように、基板91の裏面側から、先端部が先細り形状に形成されたパンチ45を打ち込む。これにより、基板91の裏面側においては、表面側程先細りの先細り形状の凹部93が形成される。また、基板91の表面側においては、凹部93の形成の際に基板91が塑性変形してパンチ45に表面側へ押し出された凸部94が形成される。次に、図7(b)に示すように、研削盤による研磨等によりこの凸部94を除去し、基板91の表面を平坦化させる。   First, after applying a lubricant to the back surface of the substrate 91 by a method such as spraying, as shown in FIG. 7A, a punch 45 having a tapered tip is formed from the back surface side of the substrate 91. As a result, on the back surface side of the substrate 91, a tapered concave portion 93 that is tapered toward the front surface side is formed. Further, on the surface side of the substrate 91, when the recess 93 is formed, the substrate 91 is plastically deformed to form a convex portion 94 that is pushed out to the surface side by the punch 45. Next, as shown in FIG. 7B, the convex portions 94 are removed by polishing with a grinding machine or the like, and the surface of the substrate 91 is flattened.

その後、基板91の表面にスプレー等の方法により潤滑剤を塗布した後に、図7(c)に示すように、基板91の表面側から円柱形状のパンチ46を打ち込む。これにより、基板91の表面においては、凹部93までを貫通する孔95が形成される(孔空け工程)。このように、基板91の表面側からパンチ46を打ち込んで基板91を貫通させるため、基板91の表面側にバリが発生しない。   Thereafter, a lubricant is applied to the surface of the substrate 91 by a method such as spraying, and then a cylindrical punch 46 is driven from the surface side of the substrate 91 as shown in FIG. Thereby, in the surface of the substrate 91, a hole 95 penetrating to the concave portion 93 is formed (a hole making step). In this way, since the punch 46 is driven from the surface side of the substrate 91 to penetrate the substrate 91, no burr is generated on the surface side of the substrate 91.

また、孔95はストレート状に形成されている。したがって、図7(e)に示すように、インク吐出孔10は、表面側程先細り形状に形成された凹部93と、この凹部93から表面側へ延びるストレート状の孔95とで構成されることになる。このように、凹部93が先細り形状に形成されているため、インク吐出孔10の凹部93に接続された図示しないインク供給源等から、インク吐出孔10内にインクがスムーズに導かれて基板91の表面側へインクが吐出される。さらに、孔95がストレート状に形成されているために、インク吐出孔10から吐出されるインクの吐出速度の均一性が確保され、インクの着弾精度が向上する。   The hole 95 is formed in a straight shape. Therefore, as shown in FIG. 7E, the ink ejection hole 10 is composed of a concave portion 93 formed in a tapered shape on the surface side and a straight hole 95 extending from the concave portion 93 to the surface side. become. Thus, since the concave portion 93 is formed in a tapered shape, ink is smoothly guided into the ink discharge hole 10 from an ink supply source (not shown) connected to the concave portion 93 of the ink discharge hole 10, and the substrate 91. Ink is ejected to the front surface side. Further, since the hole 95 is formed in a straight shape, the uniformity of the ejection speed of the ink ejected from the ink ejection hole 10 is ensured, and the ink landing accuracy is improved.

そして、図7(d)に示すように、基板91の表面に対して、エネルギー密度6J/cm、照射時間2μsecの照射条件で30回繰り返し電子ビームを照射する。これにより、基板91の表面が融解してアモルファス状態となる。その後、基板91の表面を急激に冷却することにより、基板91の表面はアモルファス状態を保ちつつ凝固し、図7(e)に示すように、アモルファス層である撥水層92が形成される(アモルファス化工程)。このようにして、基板91の表面に撥水層92が形成された2層構造のノズルプレート9が完成する。ここで、撥水層92の膜厚は、例えば1μm程度である。 Then, as shown in FIG. 7D, the surface of the substrate 91 is repeatedly irradiated with an electron beam 30 times under irradiation conditions of an energy density of 6 J / cm 2 and an irradiation time of 2 μsec. Thereby, the surface of the substrate 91 is melted to be in an amorphous state. Thereafter, by rapidly cooling the surface of the substrate 91, the surface of the substrate 91 is solidified while maintaining an amorphous state, and a water-repellent layer 92 that is an amorphous layer is formed as shown in FIG. Amorphization process). In this way, the two-layer nozzle plate 9 in which the water repellent layer 92 is formed on the surface of the substrate 91 is completed. Here, the film thickness of the water repellent layer 92 is, for example, about 1 μm.

ここで、撥水層の撥水性について説明する。撥水層の撥水性は接触角θで表現される。接触角θとは、液体(ここではインクを意味する)側から見た固体(ここでは、撥水層92または基板91を意味する)表面と液体とのなす角度のことをいう(図8参照)。つまり、接触角が180°に近い場合は、固体表面が水をはじいて水滴がほぼ球状になっている状態である。一方、接触角が0°に近い場合には、水が固体表面上に濡れ広がっている状態である。したがって、接触角が大きいほど、固体表面の撥水性が高いと評価することができる。撥水層92の純水に対する静止接触角は90°程度である。基板91の純水に対する静止接触角は60°程度であり、撥水層92の接触角が基板91の接触角よりも大きく、撥水層92は基板91よりも高い撥水性を有しているといえる。つまり、撥水層92を形成することによりノズルプレート9の表面の撥水性を高めることができる。このように、インク吐出孔10が設けられている基板91の表面に撥水層92を形成することで、インク吐出孔10から吐出されるインクがインク吐出孔10の開口部周辺に付着し、次に吐出されるインクと干渉して着弾精度が低下するのを防止することができる。   Here, the water repellency of the water repellent layer will be described. The water repellency of the water repellent layer is expressed by the contact angle θ. The contact angle θ refers to an angle formed between the liquid and the surface of the solid (here, the water repellent layer 92 or the substrate 91) viewed from the liquid (here, the ink) (see FIG. 8). ). That is, when the contact angle is close to 180 °, the solid surface repels water and the water droplets are almost spherical. On the other hand, when the contact angle is close to 0 °, water is wet and spread on the solid surface. Therefore, it can be evaluated that the larger the contact angle, the higher the water repellency of the solid surface. The static contact angle of the water repellent layer 92 with respect to pure water is about 90 °. The static contact angle of the substrate 91 with respect to pure water is about 60 °, the contact angle of the water repellent layer 92 is larger than the contact angle of the substrate 91, and the water repellent layer 92 has higher water repellency than the substrate 91. It can be said. That is, the water repellency of the surface of the nozzle plate 9 can be increased by forming the water repellent layer 92. In this way, by forming the water repellent layer 92 on the surface of the substrate 91 provided with the ink ejection holes 10, the ink ejected from the ink ejection holes 10 adheres to the periphery of the opening of the ink ejection holes 10, Next, it is possible to prevent the landing accuracy from deteriorating due to interference with the ejected ink.

また、本実施の形態では、メッキ法やCVD法のように、ノズルプレート9の母材とは別材料で撥水性を有する膜をノズルプレート9の表面上に成長させる場合と異なり、インク吐出孔10の開口部にオーバーハングが形成されることがない。すなわち、本実施の形態では、インク吐出面のアモルファス化の前後において、ノズルプレート9の構成元素の配置状態が変化するだけである。したがって、少なくともインク吐出孔10付近の外形に殆ど変化が無く、吐出されるインクと干渉して着弾精度が低下してしまうのをより効果的に防ぐことができる。   Further, in the present embodiment, unlike the case of growing a water-repellent film on the surface of the nozzle plate 9 using a material different from the base material of the nozzle plate 9 as in the plating method or the CVD method, the ink discharge holes No overhang is formed in the 10 openings. That is, in the present embodiment, the arrangement state of the constituent elements of the nozzle plate 9 only changes before and after the ink discharge surface is amorphized. Therefore, there is almost no change in the outer shape at least in the vicinity of the ink ejection holes 10, and it is possible to more effectively prevent the landing accuracy from being lowered due to interference with the ejected ink.

なお、前述したように、本実施形態においては、基板91にほとんどバリが生じないが、必要に応じてバリ取りを行ってもよい。このバリ取りは、電解研磨、流体研磨、ラップ盤による研削、磁気研磨、低周波超音波による洗浄等、公知の方法により行うことができる。   As described above, in the present embodiment, the substrate 91 is hardly deburred, but may be deburred as necessary. This deburring can be performed by a known method such as electrolytic polishing, fluid polishing, grinding with a lapping machine, magnetic polishing, or cleaning with low frequency ultrasonic waves.

次に、上述の方法で作製されたノズルプレート9を用いた、インクジェットヘッド101の製造方法について説明する。まず、キャビティプレート3、ベースプレート4及びマニホールドプレート6、7の4枚のプレート対してエッチング加工やパンチング加工等を施すことによって、図2に示すような孔及び凹部をそれぞれ形成する。そして、キャビティプレート3の孔15a及び孔15bと、ベースプレート4の孔16a及び16bと、マニホールドプレート6のマニホールド6a及び6bの一端と、マニホールドプレート7のマニホールド7a及び7bの一端とがそれぞれ対応するとともに、キャビティプレート3の孔11aと、ベースプレート4の孔12aと、マニホールドプレート6の孔12bと、マニホールドプレート7の孔12cとがそれぞれ対応するように、4枚のプレート3、4、6、7を互いに位置合わせをし、エポキシ系の熱硬化性接着剤を介して積層させる。その後、熱硬化性接着剤の硬化温度以上の温度に加圧しつつ加熱し4枚のプレート3、4、6、7を互いに接合させる。このようにして、図9(a)に示すような、積層構造体1aを作製する(積層構造体形成工程)。また、積層構造体1aの作製工程とは別工程において、上述のような方法で撥水層92が形成されたノズルプレート9を作製する。   Next, a method for manufacturing the inkjet head 101 using the nozzle plate 9 manufactured by the above-described method will be described. First, holes and recesses as shown in FIG. 2 are formed by performing etching processing, punching processing, and the like on the four plates of the cavity plate 3, the base plate 4, and the manifold plates 6 and 7, respectively. The holes 15a and 15b of the cavity plate 3, the holes 16a and 16b of the base plate 4, the one ends of the manifolds 6a and 6b of the manifold plate 6, and the one ends of the manifolds 7a and 7b of the manifold plate 7 correspond to each other. The four plates 3, 4, 6, 7 are arranged so that the holes 11 a of the cavity plate 3, the holes 12 a of the base plate 4, the holes 12 b of the manifold plate 6, and the holes 12 c of the manifold plate 7 correspond to each other. Align each other and laminate via an epoxy-based thermosetting adhesive. Thereafter, the four plates 3, 4, 6, and 7 are joined to each other by applying pressure to a temperature higher than the curing temperature of the thermosetting adhesive and heating. In this way, the laminated structure 1a as shown in FIG. 9A is produced (laminated structure forming step). Further, in a process different from the process of manufacturing the laminated structure 1a, the nozzle plate 9 on which the water repellent layer 92 is formed is manufactured by the method described above.

次に、マニホールドプレート7の孔12cと、ノズルプレート9のインク吐出孔10とが対応し、流路ユニット1の内部に圧力室11を通りインク吐出孔10に至るインク流路19が形成されるように、積層構造体1aとノズルプレート9とを互いに位置合わせする。そして、エポキシ系の熱硬化性接着剤を介して積層させた後、熱硬化性接着剤の硬化温度以上の温度に加圧しつつ加熱し、積層構造体1aとノズルプレート9とを接合させる(積層工程)。これにより、図9(b)に示すような、流路ユニット1を作製する(流路ユニット形成工程)。   Next, the hole 12 c of the manifold plate 7 and the ink discharge hole 10 of the nozzle plate 9 correspond to each other, and an ink flow path 19 that reaches the ink discharge hole 10 through the pressure chamber 11 is formed inside the flow path unit 1. Thus, the laminated structure 1a and the nozzle plate 9 are aligned with each other. And after laminating | stacking via an epoxy-type thermosetting adhesive, it heats and pressurizing to the temperature more than the curing temperature of a thermosetting adhesive, and the laminated structure 1a and the nozzle plate 9 are joined (lamination | stacking). Process). Thereby, the flow path unit 1 as shown in FIG.9 (b) is produced (flow path unit formation process).

また、流路ユニット1の作製工程とは別工程において、アクチュエータユニット2を作成する。詳しくは、まず、それぞれトップシート23、2枚の圧電シート21及び2枚の圧電シート22となる計5枚のグリーンシートの表面において、図5に示すような端子及び電極となる部分に導電性のペースト(金属材料)をスクリーン印刷によって塗布する。そして、これらのグリーンシート乾燥させた後に、圧電シート21、22を交互に積層し、最上層にトップシート23を積層する。その後、トップシート23の接続端子26と、圧電シート22のダミー電極29と、圧電シート21の個別電極24とが互いに対応すると共に、トップシート23の接続端子27と、圧電シート22の端部電極25aと、圧電シート21のダミー電極28とが互いに対応するように位置合わせを行い、積層方向に加圧して一体化させる。このとき、アクチュエータユニット2となる積層物の側面には凹溝30、31が形成される。このように一体化された積層物を焼成した後、凹溝30、31に導電性ペーストを塗布し、さらに焼成する。このようにして、図9(b)に示すような、アクチュエータユニット2を作製する(アクチュエータ作成工程)。   In addition, the actuator unit 2 is created in a process separate from the process of producing the flow path unit 1. Specifically, first, on the surface of a total of five green sheets, which are the top sheet 23, the two piezoelectric sheets 21, and the two piezoelectric sheets 22, respectively, the portions to be terminals and electrodes as shown in FIG. The paste (metal material) is applied by screen printing. Then, after these green sheets are dried, the piezoelectric sheets 21 and 22 are alternately laminated, and the top sheet 23 is laminated on the uppermost layer. Thereafter, the connection terminal 26 of the top sheet 23, the dummy electrode 29 of the piezoelectric sheet 22, and the individual electrode 24 of the piezoelectric sheet 21 correspond to each other, and the connection terminal 27 of the top sheet 23 and the end electrode of the piezoelectric sheet 22. 25a and the dummy electrode 28 of the piezoelectric sheet 21 are aligned so as to correspond to each other, and are pressed and integrated in the stacking direction. At this time, the concave grooves 30 and 31 are formed on the side surface of the laminate to be the actuator unit 2. After firing the laminated body thus integrated, a conductive paste is applied to the concave grooves 30, 31, and further fired. In this way, the actuator unit 2 as shown in FIG. 9B is produced (actuator creating process).

最後に、図9(c)に示すように、流路ユニット1とアクチュエータユニット2とを、アクチュエータユニット2の個別電極24と共通電極25との重なり部分が、流路ユニット1内の圧力室11に対応する位置になるように位置合わせをしつつ、熱硬化性接着剤を介して積層させる。その後、熱硬化性接着剤の硬化温度以上の温度に加圧しつつ加熱するし、流路ユニット1とアクチュエータユニット2とを接合させる(接合工程)。このようにして、インクジェットヘッド101を完成させる。   Finally, as shown in FIG. 9C, the flow path unit 1 and the actuator unit 2 are separated from each other by the overlapping portion of the individual electrode 24 and the common electrode 25 of the actuator unit 2. While being aligned so as to be in a position corresponding to the above, they are laminated via a thermosetting adhesive. Then, it heats, pressurizing to the temperature more than the curing temperature of a thermosetting adhesive, and joins the flow path unit 1 and the actuator unit 2 (joining process). In this way, the inkjet head 101 is completed.

以上のように、第1の実施の形態のノズルプレート9では、インク吐出面そのものをアモルファス化することにより撥水層92を形成している。よって、ノズルプレート9は、インク吐出孔10の開口部にオーバーハングを有していない。これにより、優れたインクの吐出特性を得ることができる。また、撥水層92は耐久性が高いので、インク吐出面のクリーニングのためのワイピングによって剥離するようなことも無い。さらに、インク吐出面全体に亘って撥水層92が形成されているために、ワイピングによるインク吐出面のクリーニングを効率良く行うことができる。   As described above, in the nozzle plate 9 of the first embodiment, the water repellent layer 92 is formed by making the ink ejection surface itself amorphous. Therefore, the nozzle plate 9 does not have an overhang at the opening of the ink discharge hole 10. Thereby, excellent ink ejection characteristics can be obtained. Further, since the water repellent layer 92 has high durability, it is not peeled off by wiping for cleaning the ink discharge surface. Furthermore, since the water repellent layer 92 is formed over the entire ink discharge surface, the ink discharge surface can be efficiently cleaned by wiping.

また、インク吐出面に電子ビームを照射して、ノズルプレート9に撥水層92を形成している。したがって、電子ビームの照射位置を精密に制御することで、任意の領域に精度良く撥水層92を形成することができる。   Further, a water repellent layer 92 is formed on the nozzle plate 9 by irradiating the ink ejection surface with an electron beam. Therefore, the water-repellent layer 92 can be accurately formed in any region by precisely controlling the irradiation position of the electron beam.

また、ノズルプレート9は、その厚さ方向に基板91がアモルファス化して形成された撥水層92と基板91とが積層する2層構造を有している。したがって、基板91の厚みを変化させることなく基板91の表面そのものをアモルファス化させて撥水層92を形成しているため、インクの吐出特性を損なうことがない。   Further, the nozzle plate 9 has a two-layer structure in which a water repellent layer 92 formed by amorphizing the substrate 91 and the substrate 91 are laminated in the thickness direction. Therefore, since the water repellent layer 92 is formed by amorphizing the surface of the substrate 91 without changing the thickness of the substrate 91, the ink ejection characteristics are not impaired.

また、第1の実施の形態のインクジェットヘッド101の製造方法では、予め単体の状態で撥水層92が形成されたノズルプレート9を積層構造体1aと積層させて流路ユニット1を作製した後に、流路ユニット1とアクチュエータユニット2とを積層させて完成させる。したがって、撥水層92の形成を効率よく行うことができる。また、ノズルプレート9を作製した段階で、撥水層92の形成が不十分であるような不良品を除外することができるので、全体としての歩留まりを向上させることができる。   Further, in the manufacturing method of the ink jet head 101 of the first embodiment, after the flow path unit 1 is manufactured by laminating the nozzle plate 9 on which the water-repellent layer 92 is previously formed in a single state with the laminated structure 1a. Then, the flow path unit 1 and the actuator unit 2 are laminated and completed. Therefore, the water repellent layer 92 can be formed efficiently. Moreover, since the defective product in which the formation of the water-repellent layer 92 is insufficient can be excluded at the stage of producing the nozzle plate 9, the overall yield can be improved.

なお、上述のインクジェットヘッド101の製造方法は一例であり、これには限られない。ここで、図10を参照しつつ、インクジェットヘッド101の製造方法の変形例について説明する。   In addition, the manufacturing method of the above-mentioned inkjet head 101 is an example, and is not limited to this. Here, a modified example of the method of manufacturing the inkjet head 101 will be described with reference to FIG.

まず、図10(a)に示すように、キャビティプレート3、ベースプレート4、マニホールドプレート6、7及び複数のインク吐出孔10が形成された基板91(ノズルプレート9のインク吐出面に撥水層92が形成されていないもの)を積層させて流路ユニット1を作製する。次に、図10(b)に示すように、流路ユニット1の作製工程とは別工程により、2枚の圧電シート21、2枚の圧電シート22及びトップシート23を積層させてアクチュエータユニット2を作製する。さらに、基板91の表面に対して電子ビームを照射する。これにより、図10(c)に示すように、基板91の表面には撥水層92が形成される。その後、流路ユニット1とアクチュエータユニット2とを積層させてインクジェットヘッド101を完成させる。   First, as shown in FIG. 10A, the substrate 91 (the water repellent layer 92 on the ink ejection surface of the nozzle plate 9) on which the cavity plate 3, the base plate 4, the manifold plates 6, 7 and the plurality of ink ejection holes 10 are formed. The flow path unit 1 is manufactured by stacking the layers on which the liquid crystal is not formed. Next, as shown in FIG. 10B, the actuator unit 2 is formed by laminating two piezoelectric sheets 21, two piezoelectric sheets 22, and a top sheet 23 by a process different from the manufacturing process of the flow path unit 1. Is made. Further, the surface of the substrate 91 is irradiated with an electron beam. As a result, a water repellent layer 92 is formed on the surface of the substrate 91 as shown in FIG. Thereafter, the flow path unit 1 and the actuator unit 2 are laminated to complete the ink jet head 101.

上述のように、複数のプレートを積層させて流路ユニット1を作成した後に基板91の表面に撥水層92を形成することにより、その他の工程で撥水層92を傷めるのを防止することができる。   As described above, after forming the flow path unit 1 by laminating a plurality of plates, the water repellent layer 92 is formed on the surface of the substrate 91, thereby preventing the water repellent layer 92 from being damaged in other steps. Can do.

また、ノズルプレート9は、ノズルプレート9単体の状態であっても、ノズルプレート9と積層構造体1aとを積層させた状態であってもインク吐出面に撥水層92を形成することができる。したがって、インクジェットヘッドの製造工程の自由度を高くすることができる。   Further, the nozzle plate 9 can form the water-repellent layer 92 on the ink ejection surface even when the nozzle plate 9 is in a single state or when the nozzle plate 9 and the laminated structure 1a are laminated. . Accordingly, the degree of freedom in the manufacturing process of the ink jet head can be increased.

なお、図10に示すインクジェットヘッドの製造工程においては、互いに別の工程で作製された流路ユニット1とアクチュエータユニット2とを積層させた後に基板91の表面に撥水層92を形成させてもよい。   In the ink jet head manufacturing process shown in FIG. 10, the water repellent layer 92 may be formed on the surface of the substrate 91 after laminating the flow path unit 1 and the actuator unit 2 manufactured in separate processes. Good.

また、ノズルプレート9のインク吐出面に撥水層92を形成する際に、母材である基板91とアモルファス層である撥水層92との間に応力が残留してしまう場合がある。そして、この残留応力が大きいとノズルプレート9自体に反りや曲がりが生じ、他の部材との積層が難しくなってしまう。したがって、ノズルプレート9が他のプレートと積層された状態でインク吐出面に撥水層92を形成するのは、ノズルプレート9の他のプレートとの積層を容易にすると言う観点からも有効である。すなわち、ノズルプレート9が予め他のプレートと積層されており、全体として剛性の高い状態で撥水層92が形成されることになるので、インクジェットヘッド101として組み立てる積層工程が容易になる。   In addition, when the water repellent layer 92 is formed on the ink ejection surface of the nozzle plate 9, stress may remain between the base material substrate 91 and the amorphous water repellent layer 92. If this residual stress is large, the nozzle plate 9 itself is warped and bent, making it difficult to stack with other members. Therefore, forming the water-repellent layer 92 on the ink ejection surface in a state where the nozzle plate 9 is laminated with another plate is also effective from the viewpoint of facilitating lamination with the other plate of the nozzle plate 9. . That is, since the nozzle plate 9 is previously laminated with other plates and the water-repellent layer 92 is formed with a high rigidity as a whole, the lamination process for assembling the inkjet head 101 is facilitated.

次に、本発明の第2の実施の形態について、図11を参照しつつ説明する。図11は、本発明の第2の実施の形態にかかるノズルプレートのインク吐出面の部分平面図である。   Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a partial plan view of the ink ejection surface of the nozzle plate according to the second embodiment of the present invention.

本発明の第2の実施の形態のノズルプレートが、第1の実施の形態のノズルプレートと主に異なる点は、第1の実施の形態のノズルプレート9は、そのインク吐出面全体に亘って撥水層92が形成されているが、第2の実施の形態のノズルプレート209は、インク吐出面の一部分のみに撥水層292が形成されている点である。なお、ノズルプレート209のその他の構成、その製造方法及びノズルプレート209を備えたインクジェットヘッドの製造方法は、第1の実施の形態とほぼ同様であるので、詳細な説明は省略する。   The nozzle plate of the second embodiment of the present invention is mainly different from the nozzle plate of the first embodiment in that the nozzle plate 9 of the first embodiment covers the entire ink discharge surface. Although the water repellent layer 92 is formed, the nozzle plate 209 of the second embodiment is that the water repellent layer 292 is formed only on a part of the ink ejection surface. The other configuration of the nozzle plate 209, the manufacturing method thereof, and the manufacturing method of the ink jet head provided with the nozzle plate 209 are substantially the same as those in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.

第2の実施の形態のノズルプレート209では、図11に示すように、そのインク吐出面におけるインク吐出孔210の外周領域のみに電子ビームを照射することによって撥水層292を形成する。第2の実施の形態によると、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、ノズルプレート209では、インク吐出孔210の外周領域のみに撥水層292が形成されているために、撥水層292の形成に要する時間とコストとを低減することができる。   In the nozzle plate 209 of the second embodiment, as shown in FIG. 11, the water repellent layer 292 is formed by irradiating only the outer peripheral area of the ink ejection hole 210 on the ink ejection surface thereof. According to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In the nozzle plate 209, since the water repellent layer 292 is formed only in the outer peripheral region of the ink discharge hole 210, the time and cost required for forming the water repellent layer 292 can be reduced.

次に、本発明の第3の実施の形態について、図12を参照しつつ説明する。図12は、本発明の第3の実施の形態にかかるノズルプレートのインク吐出孔における厚さ方向部分断面図である。   Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a partial cross-sectional view in the thickness direction of the ink discharge hole of the nozzle plate according to the third embodiment of the present invention.

本発明の第3の実施の形態のノズルプレートが、第1の実施の形態のノズルプレートと主に異なる点は、第1の実施の形態のノズルプレート9は、そのインク吐出面のみに撥水層92が形成されているが、第3の実施の形態のノズルプレート309は、インク吐出孔310の内壁面のインク吐出面近傍にも撥水層392が形成されている点である。なお、ノズルプレート309のその他の構成、その製造方法及びノズルプレート309を備えたインクジェットヘッドの製造方法は、第1の実施の形態とほぼ同様であるので、詳細な説明は省略する。   The nozzle plate of the third embodiment of the present invention is mainly different from the nozzle plate of the first embodiment in that the nozzle plate 9 of the first embodiment is water repellent only on its ink ejection surface. Although the layer 92 is formed, the nozzle plate 309 of the third embodiment is that a water repellent layer 392 is also formed in the vicinity of the ink discharge surface of the inner wall surface of the ink discharge hole 310. The other configuration of the nozzle plate 309, the manufacturing method thereof, and the manufacturing method of the ink jet head provided with the nozzle plate 309 are substantially the same as those in the first embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.

第3の実施の形態のノズルプレート309は、穴空け工程によって複数のインク吐出孔310が形成された基板391の表面に対して、図12(a)に示すように、インク吐出面に垂直な方向の電子ビームを照射するとともに、インク吐出面に対して所定角度まで傾けた電子ビームを照射する。このようにして、図12(b)に示すように、インク吐出面とインク吐出孔310の内壁面のインク吐出面近傍とに撥水層392が形成されたノズルプレート309を作製する。   The nozzle plate 309 of the third embodiment is perpendicular to the ink ejection surface as shown in FIG. 12A with respect to the surface of the substrate 391 on which a plurality of ink ejection holes 310 are formed by the drilling step. A direction electron beam is irradiated, and an electron beam inclined to a predetermined angle with respect to the ink ejection surface is irradiated. In this way, as shown in FIG. 12B, the nozzle plate 309 having the water repellent layer 392 formed on the ink discharge surface and the vicinity of the ink discharge surface of the inner wall surface of the ink discharge hole 310 is produced.

第3の実施の形態によると、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、ノズルプレート309では、インク吐出面とインク吐出孔310の内壁面のインク吐出面近傍とに撥水層392が形成されている。これにより、インクのメニスカスがインク吐出孔310の内部に形成されることになるので、インクが吐出されることで生じることがあるインク吐出面へのインクの残留を抑制することができる。したがって、インク吐出孔310からインクがスムーズに吐出されるため、インクの吐出特性をさらに良くすることができる。   According to the third embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In the nozzle plate 309, a water repellent layer 392 is formed on the ink discharge surface and the vicinity of the ink discharge surface of the inner wall surface of the ink discharge hole 310. As a result, an ink meniscus is formed inside the ink ejection hole 310, so that it is possible to suppress ink remaining on the ink ejection surface, which may occur when ink is ejected. Accordingly, since the ink is smoothly ejected from the ink ejection hole 310, the ink ejection characteristics can be further improved.

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made as long as they are described in the claims.

上述の第1〜3の実施の形態では、ノズルプレートのインク吐出面に対して電子ビームを照射することによってアモルファス化させているが、アモルファス化の手段はこれには限られない。例えば、レーザービームを照射することによってインク吐出面をアモルファス化させてもよい。   In the first to third embodiments described above, the ink ejection surface of the nozzle plate is amorphized by irradiating the electron beam, but the amorphization means is not limited to this. For example, the ink discharge surface may be made amorphous by irradiating a laser beam.

また、上述の第1の実施の形態では、インク吐出面全体に亘って撥水層が形成されている場合、第2の実施の形態では、インク吐出孔の外周領域のみに撥水層が形成されている場合、第3の実施の形態では、インク吐出面とインク吐出孔の内壁面のインク吐出面近傍とに撥水層が形成されている場合についてそれぞれ説明しているが、撥水層が形成される領域はこれらには限られない。少なくともインク吐出孔の外周領域に撥水層が形成されていれば、本発明の効果を得ることができる。   In the first embodiment, when the water repellent layer is formed over the entire ink discharge surface, in the second embodiment, the water repellent layer is formed only in the outer peripheral region of the ink discharge hole. In the third embodiment, the case where the water repellent layer is formed on the ink discharge surface and the vicinity of the ink discharge surface of the inner wall surface of the ink discharge hole is described in the third embodiment. The region where is formed is not limited to these. The effect of the present invention can be obtained as long as a water repellent layer is formed at least in the outer peripheral region of the ink ejection hole.

また、上述の第1〜3の実施の形態では、流路ユニットを構成するキャビティプレート、ベースプレート及び2枚のマニホールドプレート、ノズルプレートの5枚のプレートが互いに熱硬化性接着剤によって接合される場合について説明しているが、これらのプレートの接合方法はこれには限られず、例えば拡散接合等で接合されてもよい。また、各プレート毎に接合方法が異なっていてもよい。   In the first to third embodiments described above, the five plates of the cavity plate, the base plate, the two manifold plates, and the nozzle plate that constitute the flow path unit are bonded to each other by a thermosetting adhesive. However, the method of joining these plates is not limited to this, and may be joined by diffusion joining, for example. Moreover, the joining method may differ for each plate.

また、上述の第1〜3の実施の形態では、流路ユニットを構成するキャビティプレート、ベースプレート及びマニホールドプレート、ノズルプレートの各プレートの孔及び凹部がパンチング加工により形成される場合について説明している、孔及び凹部の形成方法はこれには限られない。例えば、各プレートにパターニングされたフォトレジストをマスクとしたエッチング及びハーフエッチングを施すことによって形成してもよいし、レーザ加工を施すことによって形成してもよい。   In the first to third embodiments described above, the cavity plate, the base plate, the manifold plate, and the holes and the recesses of each plate of the nozzle plate that form the flow path unit are described by punching. The method of forming the holes and the recesses is not limited to this. For example, it may be formed by performing etching and half etching using a photoresist patterned on each plate as a mask, or by performing laser processing.

また、上述の第1〜3の実施の形態では、キャビティプレート、ベースプレート及びマニホールドプレートには42%ニッケル合金鋼板を用い、ノズルプレートにはSUS430を用いる場合について説明しているが、これには限られない。例えば、これら全てのプレートに42%ニッケル合金鋼板を用いて流路ユニットを構成するようにしてもよい。この場合は、各プレートの膨張係数の違いによる流路ユニットの反りや曲がりの発生を防ぐことができる。   In the first to third embodiments described above, a case is described in which a 42% nickel alloy steel plate is used for the cavity plate, the base plate, and the manifold plate, and SUS430 is used for the nozzle plate. I can't. For example, you may make it comprise a flow path unit using 42% nickel alloy steel plate for all these plates. In this case, it is possible to prevent the flow path unit from warping or bending due to the difference in expansion coefficient between the plates.

第1の実施の形態に係るノズルプレートを含むインクジェットヘッドの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the inkjet head containing the nozzle plate which concerns on 1st Embodiment. 図1に示す流路ユニットの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the flow-path unit shown in FIG. 図2に示す流路ユニットの部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the flow-path unit shown in FIG. 図1に示すノズルプレートのインク吐出面の部分平面図である。FIG. 2 is a partial plan view of an ink discharge surface of a nozzle plate shown in FIG. 図1に示すアクチュエータユニットの分解部分斜視図であるFIG. 2 is an exploded partial perspective view of the actuator unit shown in FIG. 1. 図1に示すVI−VI線におけるインクジェットヘッドの断面図である。It is sectional drawing of the inkjet head in the VI-VI line shown in FIG. 図1に示すノズルプレートの製造過程を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing process of the nozzle plate shown in FIG. 接触角の説明図である。It is explanatory drawing of a contact angle. 図1に示すインクジェットヘッドの製造過程を示す図である。It is a figure which shows the manufacture process of the inkjet head shown in FIG. 図1に示すインクジェットヘッドの製造過程の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the manufacturing process of the inkjet head shown in FIG. 本発明の第2の実施の形態にかかるノズルプレートのインク吐出面の部分平面図である。It is a partial top view of the ink discharge surface of the nozzle plate concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態にかかるノズルプレートのインク吐出孔における厚さ方部分向断面図である。It is a thickness direction partial sectional view in the ink discharge hole of the nozzle plate concerning the 3rd Embodiment of this invention. 従来のノズルプレートのインク吐出孔における厚さ方向部分断面図である。It is a thickness direction fragmentary sectional view in the ink discharge hole of the conventional nozzle plate.

符号の説明Explanation of symbols

1 流路ユニット
2 アクチュエータユニット
9 ノズルプレート
10 インク吐出孔
11 圧力室
19 インク流路
21、22 圧電シート
24 個別電極
25 共通電極
91 基板
92 撥水層
101 インクジェットヘッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flow path unit 2 Actuator unit 9 Nozzle plate 10 Ink discharge hole 11 Pressure chamber 19 Ink flow path 21, 22 Piezoelectric sheet 24 Individual electrode 25 Common electrode 91 Substrate 92 Water repellent layer 101 Inkjet head

Claims (11)

複数のプレートが積層された積層構造を有するとともに、被印刷媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドにおいて、前記積層構造を構成しインクを吐出するためのインク吐出孔が形成されているプレートであるノズルプレートの製造方法であって、
前記ノズルプレートにインクが吐出される前記インク吐出孔を形成する孔空け工程と、
前記孔空け工程により形成された前記インク吐出孔が開口するインク吐出面において、少なくとも前記インク吐出孔の開口部周辺領域をアモルファス化するアモルファス化工程とを備えていることを特徴とするノズルプレート製造方法。
Nozzle plate which has a laminated structure in which a plurality of plates are laminated and is a plate in which ink ejection holes for ejecting ink are formed in the inkjet head for ejecting ink onto a printing medium. A manufacturing method of
Forming a hole for discharging the ink to the nozzle plate;
A nozzle plate manufacturing comprising: an amorphization step of amorphizing at least a region around the opening of the ink discharge hole on an ink discharge surface where the ink discharge hole formed by the hole forming step opens. Method.
前記アモルファス化工程において、前記インク吐出面の全てをアモルファス化することを特徴とする請求項1に記載のノズルプレート製造方法。   2. The nozzle plate manufacturing method according to claim 1, wherein in the amorphization step, all of the ink discharge surface is amorphized. 3. 前記アモルファス化工程において、前記インク吐出面における前記インク吐出孔の外周領域のみをアモルファス化することを特徴とする請求項1に記載のノズルプレート製造方法。   2. The nozzle plate manufacturing method according to claim 1, wherein, in the amorphization step, only the outer peripheral region of the ink discharge hole on the ink discharge surface is amorphized. 前記アモルファス化工程において、前記インク吐出孔の内壁面の少なくとも一部をさらにアモルファス化することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のノズルプレート製造方法。   The nozzle plate manufacturing method according to claim 1, wherein in the amorphization step, at least a part of the inner wall surface of the ink discharge hole is further amorphized. 前記アモルファス化工程において、電子ビーム又はレーザービームを照射することにより前記インク吐出面をアモルファス化することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のノズルプレート製造方法。   5. The nozzle plate manufacturing method according to claim 1, wherein, in the amorphization step, the ink discharge surface is amorphized by irradiating an electron beam or a laser beam. 複数のプレートが積層された積層構造を有するとともに、被印刷媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドにおいて、前記積層構造を構成しインクを吐出するためのインク吐出孔が形成されているプレートであるノズルプレートであって、
前記インク吐出孔が開口するインク吐出面において、少なくとも前記インク吐出孔の開口部周辺領域がアモルファス化していることを特徴とするノズルプレート。
Nozzle plate which has a laminated structure in which a plurality of plates are laminated and is a plate in which ink ejection holes for ejecting ink are formed in the inkjet head for ejecting ink onto a printing medium. Because
A nozzle plate characterized in that at least an area around the opening of the ink discharge hole is amorphized on an ink discharge surface where the ink discharge hole opens.
前記ノズルプレートの厚さ方向に、前記ノズルプレートの母材自体がアモルファス化して形成されたアモルファス層と、前記ノズルプレートの母材とが積層された2層構造を有していることを特徴とする請求項6に記載のノズルプレート。   The nozzle plate has a two-layer structure in which an amorphous layer formed by amorphizing the base material of the nozzle plate and a base material of the nozzle plate are laminated in the thickness direction of the nozzle plate. The nozzle plate according to claim 6. 複数のプレートが積層された積層構造を有するとともに、被印刷媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、
ノズルプレートにインクが吐出されるインク吐出孔を形成する孔空け工程と、
前記孔空け工程で形成された前記インク吐出孔が開口するインク吐出面において、少なくとも前記インク吐出孔の開口部周辺領域をアモルファス化するアモルファス化工程と、
前記インク吐出孔の開口部を介して外部に連通する圧力室を含み、インクが供給されるインク供給口から前記インク吐出孔の開口部に至る複数のインク流路を内部に有するように、前記ノズルプレート及び複数の金属プレートを積層して流路ユニットを形成する流路ユニット形成工程とを備えていることを特徴とするインクジェットヘッド製造方法。
A method of manufacturing an inkjet head having a laminated structure in which a plurality of plates are laminated and discharging ink onto a printing medium,
A hole forming step for forming ink discharge holes for discharging ink to the nozzle plate;
An amorphization step of amorphizing at least a region around the opening of the ink discharge hole on the ink discharge surface where the ink discharge hole formed in the hole forming step opens;
Including a pressure chamber communicating with the outside through the opening of the ink discharge hole, and having therein a plurality of ink flow paths from an ink supply port to which ink is supplied to the opening of the ink discharge hole. An inkjet head manufacturing method comprising: a flow path unit forming step of forming a flow path unit by laminating a nozzle plate and a plurality of metal plates.
複数のプレートが積層された積層構造を有するとともに、被印刷媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドの製造方法であって、
ノズルプレートにインクが吐出されるインク吐出孔を形成する孔空け工程と、
前記インク吐出孔の開口部を介して外部に連通する圧力室を含み、インクが供給されるインク供給口から前記インク吐出孔の開口部に至る複数のインク流路を内部に有するように、前記ノズルプレート及び複数の金属プレートを積層して流路ユニットを形成する流路ユニット形成工程と、
前記流路ユニット形成工程により形成された前記流路ユニットの前記インク吐出孔が開口するインク吐出面において、少なくとも前記インク吐出孔の開口部周辺領域をアモルファス化するアモルファス化工程とを備えていることを特徴とするインクジェットヘッド製造方法。
A method for manufacturing an inkjet head having a laminated structure in which a plurality of plates are laminated and discharging ink to a printing medium,
A hole forming step for forming ink discharge holes for discharging ink to the nozzle plate;
Including a pressure chamber communicating with the outside through the opening of the ink discharge hole, and having therein a plurality of ink flow paths from an ink supply port to which ink is supplied to the opening of the ink discharge hole. A flow path unit forming step of forming a flow path unit by laminating a nozzle plate and a plurality of metal plates;
An amorphization step of amorphizing at least a region around the opening of the ink discharge hole on an ink discharge surface where the ink discharge hole of the flow path unit formed by the flow path unit forming step opens. An inkjet head manufacturing method characterized by the above.
前記流路ユニット形成工程が、
前記複数の金属プレートを積層して積層構造体を形成する積層構造体形成工程と、
前記積層構造体形成工程で形成された前記積層構造体及び前記ノズルプレートを積層する積層工程とを備えていることを特徴とする請求項8又は9に記載のインクジェットヘッド製造方法。
The flow path unit forming step includes
A laminated structure forming step of forming a laminated structure by laminating the plurality of metal plates;
The inkjet head manufacturing method according to claim 8, further comprising a lamination step of laminating the laminated structure formed in the laminated structure forming step and the nozzle plate.
前記圧力室に対向する位置に配置される個別電極、前記圧力室に跨るように形成された共通電極、及び圧電シートを、前記個別電極及び前記共通電極で前記圧電シートを挟持するように積層してアクチュエータユニットを形成する形成アクチュエータユニット形成工程と、
前記流路ユニットと前記アクチュエータユニットとを、前記圧力室に前記個別電極が対向するように位置合わせして接合する接合工程とをさらに備えていることを特徴とする請求項8〜10のいずれか1項に記載のインクジェットヘッド製造方法。
An individual electrode disposed at a position facing the pressure chamber, a common electrode formed so as to straddle the pressure chamber, and a piezoelectric sheet are stacked so that the piezoelectric sheet is sandwiched between the individual electrode and the common electrode. Forming an actuator unit with an actuator unit forming step;
The bonding step of aligning and bonding the flow path unit and the actuator unit so that the individual electrodes are opposed to the pressure chamber. 2. A method for producing an inkjet head according to item 1.
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