JP2001063068A - Ink-jet head and production method therefor - Google Patents

Ink-jet head and production method therefor

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JP2001063068A
JP2001063068A JP23914499A JP23914499A JP2001063068A JP 2001063068 A JP2001063068 A JP 2001063068A JP 23914499 A JP23914499 A JP 23914499A JP 23914499 A JP23914499 A JP 23914499A JP 2001063068 A JP2001063068 A JP 2001063068A
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ink
supply path
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ink supply
pressure chamber
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Tomoki Kato
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Ricoh Co Ltd
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    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
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    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
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    • B41J2002/043Electrostatic transducer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2002/14411Groove in the nozzle plate

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a highly accurate ink supply path at a low cost by providing an ink-jet head with a nozzle hole and a groove serving as the ink supply path formed as the same member. SOLUTION: A nozzle plate 3 is bonded on the upper surface of a liquid room forming plate 1. In the nozzle plate 3, a nozzle hole 11 including a nozzle inlet part 11a communicating with a pressure room 6, and a fine groove 14 comprising an ink supply path 13 as a communication groove serving also as a fluid resistor part, communicating with the pressure room 6 and a common ink room 8, are formed. The nozzle hole 11 and the ink supply path 13 are formed as the same member. Thereby, since the ink supply path 13 serves as a fluid resistor so that the ink inflow to the common ink room 8 side can be restrained, ink droplet ejection can be carried out efficiently, and ink droplets can be jetted by all channels.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はインクジェットヘッド及
びその製造方法に関し、特に圧力室にインクを供給する
インク供給路を有するインクジェットヘッド及びその製
造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head and a method of manufacturing the same, and more particularly to an ink jet head having an ink supply path for supplying ink to a pressure chamber and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の
画像記録装置或いは画像形成装置として用いるインクジ
ェット記録装置において使用するインクジェットヘッド
としては、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが
連通する圧力室(加圧液室、圧力室、吐出室、液室、イ
ンク流路等とも称される。)と、この圧力室内のインク
を加圧するエネルギーを発生するエネルギー発生手段と
を備えて、エネルギー発生手段を駆動することで圧力室
内インクを加圧してノズル孔からインク滴を吐出させる
ものであり、記録の必要なときにのみインク滴を吐出す
るインク・オン・デマンド方式のものが主流である。
2. Description of the Related Art An ink jet head used in an image recording apparatus such as a printer, a facsimile or a copying apparatus or an ink jet recording apparatus used as an image forming apparatus includes a nozzle for ejecting ink droplets and a pressure chamber (a pressure chamber) communicating with the nozzle. A pressure chamber, a pressure chamber, a discharge chamber, a liquid chamber, an ink flow path, etc.) and an energy generating means for generating energy for pressurizing the ink in the pressure chamber. By doing so, the ink in the pressure chamber is pressurized to eject ink droplets from the nozzle holes, and an ink-on-demand type that ejects ink droplets only when recording is necessary is the mainstream.

【0003】従来、圧力室内のインクを加圧するエネル
ギーを発生するエネルギー発生手段として、圧電素子を
用いて圧力室の壁面を形成する振動板を変形させて圧力
室内容積を変化させてインク滴を吐出させるようにした
もの(特開平2−51734号公報参照)、或いは、発
熱抵抗体を用いて圧力室内でインクを加熱して気泡を発
生させることによる圧力でインク滴を吐出させるように
したもの(特開昭61−59911号公報参照)、ま
た、圧力室の壁面を形成する振動板を静電気力によって
変形させることで圧力室内容積を変化させてインク滴を
吐出させるようにしたもの(特開平6−71882号)
などが知られている。
Conventionally, as an energy generating means for generating energy for pressurizing ink in a pressure chamber, a diaphragm forming a wall surface of the pressure chamber is deformed by using a piezoelectric element to change the volume of the pressure chamber to eject ink droplets. (See JP-A-2-51734), or an ink droplet is ejected with a pressure generated by heating ink in a pressure chamber using a heating resistor to generate bubbles. Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-59911 discloses a method in which a diaphragm forming a wall surface of a pressure chamber is deformed by electrostatic force so as to change the volume of the pressure chamber to eject ink droplets (Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-1994). -71882)
Etc. are known.

【0004】これらの各種インクジェットヘッドにおい
ては、圧力室で消費されたインクの量に応じて共通イン
ク室(共通インク流路、共通液室とも称される。)から
新たなインクを圧力室に供給するためのインク供給路が
設けられている。この場合、圧力室内の圧力変化を効率
的にインク滴吐出に利用するため、インク供給路を微細
な穴や溝とし、インクの逆流低減作用を営む流体抵抗部
として機能させるようにしているが、ヘッドの小型化、
多ノズル化に伴なって圧力室やインク供給路の微細化が
要求されている。
In these various ink jet heads, new ink is supplied to a pressure chamber from a common ink chamber (also referred to as a common ink flow path or a common liquid chamber) in accordance with the amount of ink consumed in the pressure chamber. An ink supply path for performing the operation. In this case, in order to efficiently use the pressure change in the pressure chamber for ejecting ink droplets, the ink supply path is formed as a fine hole or groove, and functions as a fluid resistance part that performs an ink backflow reducing action. Head downsizing,
With the increase in the number of nozzles, miniaturization of pressure chambers and ink supply paths is required.

【0005】そこで、例えば特開平6−31914号公
報に開示されているように、結晶面方位(110)のS
iウェハと任意の面方位のSiウェハ又はホウケイ酸ガラ
ス基板とを貼り合わせて形成し、(110)面方位のS
iウェハに圧力室を、任意の面方位のSiウェハ又はホウ
ケイ酸ガラス基板に結晶面方位(110)のSiウエハ
と接合したときにノズル及びインク供給路を形成する溝
を形成したものがが知られている。
Therefore, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-31914, for example, the S
An i-wafer and an Si wafer or borosilicate glass substrate having an arbitrary plane orientation are bonded together to form an (110) -oriented S wafer.
It is known that a pressure chamber is formed on an i-wafer, and a groove for forming a nozzle and an ink supply path is formed when a Si wafer having an arbitrary plane orientation and a Si wafer having a crystal plane orientation (110) are bonded to a borosilicate glass substrate. Have been.

【0006】また、特開平6−305142号公報に開
示されているように、ノズル開口部からインクを吐出す
るためのエネルギー発生体が配設される第一の基板と、
第一の基板に対向して配設される第二の基板と、第一の
基板と第二の基板と中間に位置して第一の基板、第二の
基板と共にインク流路を形成するインク流路形成部材を
設けたものも知られている。
Further, as disclosed in JP-A-6-305142, a first substrate on which an energy generator for discharging ink from a nozzle opening is disposed,
A second substrate disposed to face the first substrate, and an ink that forms an ink flow path together with the first substrate and the second substrate positioned between the first substrate and the second substrate. A device provided with a flow path forming member is also known.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た任意の面方位のSiウェハ又はホウケイ酸ガラス基板
に結晶面方位(110)のSiウエハと接合したときに
ノズル及びインク供給路を形成する溝を形成するものに
あっては、材料が限定されると共に、溝形状のノズルに
限定され、撥水処理などを行うことができない課題があ
る。
However, a groove for forming a nozzle and an ink supply path when bonded to a Si wafer having an arbitrary plane orientation or a Si wafer having a crystal plane orientation of (110) is formed on the above-mentioned Si wafer or borosilicate glass substrate. The material to be formed is limited in material and is limited to a groove-shaped nozzle, and has a problem that a water-repellent treatment or the like cannot be performed.

【0008】また、圧力室を形成するための基板によっ
てインク供給路を形成するようにしているために積層部
品が多くなり、構成が複雑になる。さらに、インク供給
路は流体抵抗を兼ねているために高精度に形成する必要
があるため、圧力室を形成する部材にインク供給路を形
成しようとすると、圧力室部分も含めて高精度に形成す
る必要があり、コストが増加する。
[0008] Further, since the ink supply path is formed by the substrate for forming the pressure chamber, the number of laminated components increases and the configuration becomes complicated. Further, since the ink supply path also needs to be formed with high precision because it also serves as a fluid resistance, if the ink supply path is formed in a member forming the pressure chamber, the ink supply path is formed with high precision including the pressure chamber portion. Need to increase costs.

【0009】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、高精度のインク供給路を低コストで作製できて
構成も簡単なインクジェットヘッド及びその製造方法を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an ink jet head which can be manufactured at a low cost with a high-precision ink supply path and has a simple structure, and a method of manufacturing the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係るインクジェットヘッドは、ノズル孔と
インク供給路を形成する溝とを同じ部材に形成した構成
としたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, an ink jet head according to the present invention has a structure in which a nozzle hole and a groove forming an ink supply path are formed in the same member.

【0011】また、本発明に係るインクジェットヘッド
は、1つの圧力室に対して複数のインク供給路を形成し
た構成としたものである。
Further, the ink jet head according to the present invention has a configuration in which a plurality of ink supply paths are formed for one pressure chamber.

【0012】さらに、本発明に係るインクジェットヘッ
ドは、インク供給路の側方に圧力室と共通インク室に連
通しない溝を形成した構成としたものである。
Further, the ink jet head according to the present invention has a structure in which a groove not communicating with the pressure chamber and the common ink chamber is formed on the side of the ink supply path.

【0013】さらにまた、本発明に係るインクジェット
ヘッドは、ノズルを形成する部材にインク供給路を形成
する溝を形成すると共に、1つの圧力室に対して複数の
インク供給路を形成し、及び/又は、インク供給路の側
方に圧力室と共通インク室に連通しない溝を形成した構
成としたものである。
Furthermore, in the ink jet head according to the present invention, a groove forming an ink supply path is formed in a member forming a nozzle, and a plurality of ink supply paths are formed for one pressure chamber. Alternatively, a groove that does not communicate with the pressure chamber and the common ink chamber is formed on the side of the ink supply path.

【0014】ここで、ノズルを形成する部材にインク供
給路を形成する溝を形成する場合、インク供給路を形成
する溝幅をノズルの深さの2倍以下にすることが好まし
い。
Here, when forming a groove for forming an ink supply path in a member for forming a nozzle, it is preferable that the width of the groove for forming the ink supply path is twice or less the depth of the nozzle.

【0015】本発明に係るインクジェットヘッドの製造
方法は、ノズルを形成する部材にインク供給路を形成す
る溝を形成するインクジェットヘッドを製造する方法に
おいて、電鋳支持基板に第1の感光性有機膜を形成し、
この第1の感光性有機膜を第1のマスクを介して露光し
た後、第1の感光性有機膜上に第2の感光性有機膜を形
成して、この第2の感光性有機膜を第2のマスクを介し
て露光した後、第1、第2の感光性有機膜を現像してノ
ズル及び溝を形成する部分に対応する積層の有機膜パタ
ーンを形成し、次いで、電鋳支持基板上に電鋳法により
金属膜を成膜する構成としたものである。この場合、金
属膜を成膜後表面に撥水層を形成することが好ましい。
The method of manufacturing an ink jet head according to the present invention is a method of manufacturing an ink jet head in which a groove for forming an ink supply path is formed in a member for forming a nozzle. To form
After exposing the first photosensitive organic film through a first mask, a second photosensitive organic film is formed on the first photosensitive organic film, and the second photosensitive organic film is After exposing through the second mask, the first and second photosensitive organic films are developed to form a laminated organic film pattern corresponding to a portion where a nozzle and a groove are to be formed. A metal film is formed thereon by electroforming. In this case, it is preferable to form a water-repellent layer on the surface after forming the metal film.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図1は本発明の第1実施形態
に係るピエゾ型インクジェットヘッドの断面説明図、図
2は図1のノズル板を透過状態で示す平面説明図であ
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an explanatory sectional view of a piezo type inkjet head according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory plan view showing the nozzle plate of FIG. 1 in a transparent state.

【0017】このインクジェットヘッドは、液室形成板
1と、振動板2と、ノズル板3と、積層型圧電素子4と
を備えている。液室形成板1には圧力室6を形成する貫
通穴7と共通インク室8を形成する貫通穴9とを設けて
いる。この液室形成板1の下面に圧力室6の壁面を形成
する振動板2を設け、振動板2の外面に圧電素子4を設
けてアクチュエータ部を構成している。
This ink jet head includes a liquid chamber forming plate 1, a vibration plate 2, a nozzle plate 3, and a laminated piezoelectric element 4. The liquid chamber forming plate 1 is provided with a through hole 7 forming a pressure chamber 6 and a through hole 9 forming a common ink chamber 8. A vibration plate 2 forming a wall surface of a pressure chamber 6 is provided on a lower surface of the liquid chamber forming plate 1, and a piezoelectric element 4 is provided on an outer surface of the vibration plate 2 to constitute an actuator unit.

【0018】また、液室形成板1の上面にノズル板3を
接合し、このノズル板3には圧力室6に連通するノズル
入口部11aを含むノズル孔11と、圧力室6と共通イ
ンク室8とを連通する流体抵抗部を兼ねた連通溝である
インク供給路13を形成する細溝14とを形成してい
る。
A nozzle plate 3 is joined to the upper surface of the liquid chamber forming plate 1. The nozzle plate 3 has a nozzle hole 11 including a nozzle inlet 11 a communicating with the pressure chamber 6, and a common ink chamber. 8 and a narrow groove 14 which forms an ink supply path 13 which is a communication groove also serving as a fluid resistance portion communicating with the ink supply path 8.

【0019】このように構成したインクジェットヘッド
においては、圧電素子4に駆動電圧を印加することによ
って、圧電素子4に積層方向の変位が生じて振動板2が
圧力室6側に変形変位して圧力室6の内容積が減少し、
圧力室6内圧力が上昇してノズル孔11からインク滴が
吐出される。このとき、圧力室6内のインクはインク供
給路13を通じて共通インク室8側にも流入しようとす
るが、インク供給路13が流体抵抗となるので、共通イ
ンク室8側へのインク流入が抑制されるので、効率的な
インク滴吐出を行なうことができる。
In the ink jet head configured as described above, when a driving voltage is applied to the piezoelectric element 4, the piezoelectric element 4 is displaced in the stacking direction, and the diaphragm 2 is deformed and displaced toward the pressure chamber 6, and the pressure is reduced. The internal volume of the chamber 6 decreases,
The pressure in the pressure chamber 6 increases, and ink droplets are ejected from the nozzle holes 11. At this time, the ink in the pressure chamber 6 attempts to flow into the common ink chamber 8 through the ink supply path 13, but the ink supply path 13 becomes a fluid resistance, so that the ink flow into the common ink chamber 8 is suppressed. Therefore, efficient ink droplet ejection can be performed.

【0020】そして、インク滴吐出の終了に伴い、圧力
室6内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性と駆
動電圧の放電過程によって圧力室6に負圧が発生してイ
ンク充填行程へ移行し、共通インク室6からインク供給
路13を通じて圧力室13にインクが充填される。そし
て、ノズル孔11の出口付近のインクメニスカス面の振
動が減衰し、ある程度定常状態に戻れば次のインク滴吐
出動作に移行する。
Then, with the end of the ink droplet ejection, the ink pressure in the pressure chamber 6 is reduced, and a negative pressure is generated in the pressure chamber 6 due to the inertia of the ink flow and the discharge process of the driving voltage, and the ink filling process is started. Then, the pressure chamber 13 is filled with ink from the common ink chamber 6 through the ink supply path 13. Then, the vibration of the ink meniscus surface near the outlet of the nozzle hole 11 is attenuated, and if the state returns to a steady state to some extent, the operation shifts to the next ink droplet ejection operation.

【0021】ここで、このインクジェットヘッドにおい
ては、上述したようにインク供給路13を形成するため
の細溝14をノズル孔11を形成する部材であるノズル
板3に形成しているので、いずれも噴射特性に大きく影
響することから高い精度が要求されるノズル孔11とイ
ンク供給路13とを、同一の部材で形成することがで
き、低コストで高精度のインク供給路を得ることができ
る。
Here, in this ink-jet head, as described above, the narrow groove 14 for forming the ink supply path 13 is formed in the nozzle plate 3 which is a member for forming the nozzle hole 11, so that any of them is used. The nozzle hole 11 and the ink supply path 13 that require high precision because they greatly affect the ejection characteristics can be formed by the same member, and a low-cost and high-precision ink supply path can be obtained.

【0022】すなわち、インク供給路が小さすぎると流
体抵抗が大きくなるために、インク滴吐出を高周波数で
行なった場合に圧力室へのインク補充が不充分になり、
逆にインク供給路が大きすぎると、流体抵抗が小さくな
って、振動板が変形変位して圧力室内容積が減少すると
きに共通インク室側へ逆流するインク量が増えて、ノズ
ルから吐出するインク滴のインク量が減少し、吐出効率
が低下することになる。そのため、インク供給路は特に
高い精度が要求され、圧力室を形成するための部材にイ
ンク供給路を形成したのでは十分な精度が得られず、或
いは高い精度を得るために液室部分も含めて高精度に形
成することなりコストが増加する。
That is, if the ink supply path is too small, the fluid resistance increases, so that when the ink droplets are ejected at a high frequency, the replenishment of the pressure chamber with the ink becomes insufficient.
Conversely, if the ink supply path is too large, the fluid resistance decreases, and the amount of ink flowing back to the common ink chamber side increases when the diaphragm is deformed and displaced to reduce the pressure chamber volume. The ink amount of the droplet decreases, and the ejection efficiency decreases. Therefore, the ink supply path is required to have a particularly high accuracy, and if the ink supply path is formed in the member for forming the pressure chamber, sufficient accuracy cannot be obtained. And the cost is increased.

【0023】次に、本発明に係るこのインクジェットヘ
ッドの製造方法について図3を参照して説明する。ま
ず、図3(a)に示すように、ステンレス等の金属板や
表面に金属膜がコートされたガラス板等、少なくとも表
面が良好な導電性を有する電鋳支持基板となる導電性基
板20上に、ネガ型レジスト又はドライフィルムレジス
ト等の第1の感光性有機膜21を形成する。この有機膜
の厚さは最終的に形成されるインク供給路13の高さに
相当して決定する。
Next, a method of manufacturing the ink jet head according to the present invention will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 3A, on a conductive substrate 20 which is an electroformed support substrate having at least a good surface conductivity, such as a metal plate of stainless steel or a glass plate having a surface coated with a metal film. Then, a first photosensitive organic film 21 such as a negative resist or a dry film resist is formed. The thickness of the organic film is determined corresponding to the height of the ink supply path 13 to be finally formed.

【0024】次に、同図(b)に示すように、第1のマ
スク部材23を介して、密着型露光機又は縮小露光機を
用いて、第1の感光性有機膜21のノズル入口部及びイ
ンク供給路用細溝が形成される部分21a、21bを露
光する。ここで、ノズル部位のパターン形状は、最終的
なノズルと同等あるいはやや大きめのパターンが好まし
い。また、インク供給路用細溝にあたる箇所のパターン
は、第1の感光性有機膜21の厚みと合わせてインク供
給路での流体抵抗や気泡排出性等を考慮して選択する。
Next, as shown in FIG. 2B, a nozzle entrance portion of the first photosensitive organic film 21 is passed through a first mask member 23 by using a contact type exposure device or a reduction exposure device. Then, the portions 21a and 21b where the ink supply path narrow grooves are formed are exposed. Here, the pattern shape of the nozzle portion is preferably a pattern that is equal to or slightly larger than the final nozzle. Further, the pattern corresponding to the narrow groove for the ink supply path is selected in consideration of the fluid resistance in the ink supply path, the bubble discharge property, and the like in accordance with the thickness of the first photosensitive organic film 21.

【0025】次に、同図(c)に示すように、第1の感
光性有機膜21上に第2の感光性有機膜22を形成す
る。そして、同図(d)に示すように、第2のマスク部
材24を介して、密着型露光機又は縮小露光機を用い
て、第2の感光性有機膜22のノズルが形成される部分
22aを露光する。ここで、露光されるパターン形状
は、最終的に形成されるノズルと同形状とする。
Next, as shown in FIG. 1C, a second photosensitive organic film 22 is formed on the first photosensitive organic film 21. Then, as shown in FIG. 4D, a portion 22a of the second photosensitive organic film 22 where the nozzle is formed is formed through the second mask member 24 using a contact type exposure device or a reduction exposure device. Is exposed. Here, the pattern shape to be exposed has the same shape as the nozzle to be finally formed.

【0026】次いで、同図(e)に示すように、この2
回目の露光工程の後、第1の感光性有機膜21及び第2
の感光性有機膜22を同時に現像して、ノズル及びイン
ク供給路に対応する有機膜パターン25を形成する。そ
の後、同図(f)に示すように、導電性基板20上に有
機膜パターン25に沿ってNiあるいはNi−Co合金等
の金属膜26を電鋳法によって形成する。
Next, as shown in FIG.
After the second exposure step, the first photosensitive organic film 21 and the second
Are simultaneously developed to form an organic film pattern 25 corresponding to the nozzle and the ink supply path. Thereafter, as shown in FIG. 1F, a metal film 26 such as Ni or Ni--Co alloy is formed on the conductive substrate 20 along the organic film pattern 25 by electroforming.

【0027】そして、成形完了した金属膜26を導電性
基板20から剥離し、有機膜パターン25を除去して、
同図(g)に示すように、ノズル孔11とインク供給路
13となる細溝14が一体的に形成されたノズル板3を
得る。
Then, the formed metal film 26 is peeled from the conductive substrate 20 and the organic film pattern 25 is removed.
As shown in FIG. 1G, a nozzle plate 3 in which a nozzle hole 11 and a narrow groove 14 serving as an ink supply path 13 are integrally formed is obtained.

【0028】このような形状を得る別の工法としては、
例えばレーザ加工がある。ノズル板の材料として樹脂フ
ィルムを用い、エキシマレーザで加工を行なうことによ
っても高精度な溝、穴加工ができ、同等の形状を得るこ
とができるが、ノズル板は高剛性であることが好ましい
ことから、金属製のノズル板が得られる点では上述した
電鋳工法で作製する方が好ましい。
Another method for obtaining such a shape is as follows.
For example, there is laser processing. By using a resin film as the material of the nozzle plate and processing with excimer laser, highly accurate grooves and holes can be formed and equivalent shapes can be obtained, but it is preferable that the nozzle plate has high rigidity Therefore, in terms of obtaining a metal nozzle plate, it is preferable to produce the nozzle plate by the above-described electroforming method.

【0029】なお、ここでは、ネガ型のレジストを用い
た場合で説明しているが、マスク部材及び露光条件を変
更することによって、ポジ型のレジストを用いても同様
の形状のノズル板を製作することができる。
Although the case where a negative resist is used is described here, a nozzle plate having a similar shape can be manufactured by using a positive resist by changing a mask member and exposure conditions. can do.

【0030】また、上記図3(f)に示したように導電
性基板20上に電鋳金属を析出した後、連続して、例え
ばPTFEなどのフッ素系樹脂微粒子を含有した共析メ
ッキ法により金属膜26の表面(ノズル板のノズル面と
なる面)に撥水層を形成することができる。これにより
インク滴吐出特性が向上する。
After the electroformed metal is deposited on the conductive substrate 20 as shown in FIG. 3 (f), it is continuously formed by eutectoid plating containing fine particles of fluorine resin such as PTFE. A water-repellent layer can be formed on the surface of the metal film 26 (the surface serving as the nozzle surface of the nozzle plate). Thereby, the ink droplet ejection characteristics are improved.

【0031】ところで、前述した電鋳工法で図2に示す
溝形状のインク供給路13となる細溝14を形成する場
合には、溝14の幅が電鋳膜厚に対して大きすぎると、
良好な形状の溝を形成できないことがある。すなわち、
図4はインク供給路形成部の溝短辺方向断面を示すもの
であり、一般的に有機膜パターン25は良導体ではない
ため、電鋳によって金属膜26は同図(a)に示すよう
に有機膜パターン25上にせり出すように成長する。
In the case where the narrow groove 14 serving as the groove-shaped ink supply path 13 shown in FIG. 2 is formed by the above-described electroforming method, if the width of the groove 14 is too large with respect to the electroformed film thickness,
In some cases, a groove having a good shape cannot be formed. That is,
FIG. 4 shows a cross section in the groove short side direction of the ink supply path forming portion. In general, since the organic film pattern 25 is not a good conductor, the metal film 26 is formed by electroforming as shown in FIG. It grows so as to protrude on the film pattern 25.

【0032】この場合、金属膜26の横方向のせり出し
量aと高さ方向の盛り上がり量hはほぼ等しいため、同
図(b)に示すようにインク供給路となる細溝14が完
全な溝形状になるためには、有機膜パターン25の幅を
wとしたとき、w<2×h、であることが必要条件にな
る。ここで、金属膜26の高さ方向の盛り上がり量hは
ノズルの深さに相当するので、インク供給路の幅はノズ
ル深さの2倍以下にする必要がある。
In this case, since the horizontal protrusion amount a of the metal film 26 is substantially equal to the height height h of the metal film 26, the narrow groove 14 serving as an ink supply path is completely formed as shown in FIG. In order to obtain a shape, when the width of the organic film pattern 25 is w, it is necessary that w <2 × h. Here, since the height h of the metal film 26 in the height direction corresponds to the depth of the nozzle, the width of the ink supply path needs to be twice or less the depth of the nozzle.

【0033】次に、本発明の第2実施形態について図5
を参照して説明する。この実施形態では、1つの圧力室
6に対してインク供給路13を複数本(ここでは2本)
設けている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. In this embodiment, a plurality of ink supply paths 13 (here, two ink supply paths) are provided for one pressure chamber 6.
Provided.

【0034】すなわち、インク供給路13は流体抵抗部
として機能するので、インク供給路13の幅が狭くなっ
たために流体抵抗が大きくなり、連続記録時のインク供
給が不足するような場合には、1つの圧力室に複数のイ
ンク供給路を設けることによってインク供給不足を回避
でき安定したインク滴吐出を行うことができる。特に、
ノズル板にインク供給路用の細溝を形成する場合、上述
したようにインク供給路用細溝の幅が限定されるため、
複数の細溝を形成することによって、実効的な溝幅を大
きくすることができる。
That is, since the ink supply path 13 functions as a fluid resistance section, when the width of the ink supply path 13 becomes narrow, the fluid resistance becomes large and the ink supply during continuous recording becomes insufficient. By providing a plurality of ink supply paths in one pressure chamber, shortage of ink supply can be avoided, and stable ink droplet ejection can be performed. In particular,
When the narrow groove for the ink supply path is formed in the nozzle plate, since the width of the narrow groove for the ink supply path is limited as described above,
By forming a plurality of narrow grooves, the effective groove width can be increased.

【0035】また、このようにインク供給路を複数設け
るような構造にすると、上述した第2の感光性有機膜2
2を薄くすることが可能になるため、材料の選択幅が広
がる。さらに、ノズル板表面の凹凸を小さくできるの
で、ノズル面のクリーニング性が向上する。
In addition, when a structure is provided in which a plurality of ink supply paths are provided, the second photosensitive organic film 2 described above is formed.
2 can be made thinner, so that a wider range of materials can be selected. Further, since the unevenness of the nozzle plate surface can be reduced, the cleaning property of the nozzle surface is improved.

【0036】次に、本発明の第3実施形態について図6
をも参照して説明する。この実施形態は、インク供給路
用細溝14と共に圧力室6及び共通インク室8に連通し
ない側溝15,15を形成している。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. In this embodiment, side grooves 15, 15 not communicating with the pressure chamber 6 and the common ink chamber 8 are formed together with the narrow groove 14 for the ink supply path.

【0037】すなわち、ノズル板3を液室形成部材1に
接合する場合、接着が最も一般的な方法であるが、この
とき、接着剤がインク供給路側に多くはみ出すと流体抵
抗が変わりインク供給性能がばらついたり、最悪目詰ま
りが生じる。特に、ノズル板にインク供給路用細溝を形
成するため、従前液室形成部材1にインク供給路を形成
した場合にはさほど問題にならなかった接合時の接着剤
のはみ出しが問題になる。
That is, when the nozzle plate 3 is joined to the liquid chamber forming member 1, bonding is the most common method. At this time, if a large amount of the adhesive runs out to the ink supply path side, the fluid resistance changes and the ink supply performance changes. Or worst case clogging. Particularly, since the narrow groove for the ink supply path is formed in the nozzle plate, when the ink supply path is formed in the liquid chamber forming member 1 in the past, the problem of the protrusion of the adhesive at the time of joining, which was not a problem, became a problem.

【0038】そこで、インク供給路用細溝の側部に側溝
を形成することにより、接合部から流れ込む接着剤を側
溝15で吸収して、インク供給路用細溝14への流れ込
みを低減する。また、インク供給路の周囲の接合しろの
幅が小さくなるので、接合時の圧力が有効に接着部に作
用し、シール性が向上する。
Therefore, by forming a side groove on the side of the narrow groove for the ink supply path, the adhesive flowing from the joint is absorbed by the side groove 15 and the flow into the narrow groove 14 for the ink supply path is reduced. Further, since the width of the bonding margin around the ink supply path is reduced, the pressure at the time of bonding effectively acts on the bonding portion, and the sealing property is improved.

【0039】以下、本発明のより具体的な実施例につい
て説明する。 (実施例1)まず、厚さ5μmのポリイミドフィルムか
らなる振動板2に、厚さ100μmのステンレス板にエ
ッチングで貫通穴7、9を形成した液室形成板1をエポ
キシ系接着剤を用いて接合した。このときの液室形成板
1の貫通穴7の開口は、長さ2mm、幅200μmの略
長方形状とした。ノズル板3は電鋳工法によりノズル孔
11と連通溝としてのインク供給路用細溝14を一体的
に形成したものを用いて、振動板2と液室形成板1との
積層部材にエポキシ接着剤で接合した。その後、振動板
2の外面に積層型圧電素子4を接合してインクジェット
ヘッドを組み立てた。
Hereinafter, more specific embodiments of the present invention will be described. (Example 1) First, a liquid chamber forming plate 1 in which through holes 7 and 9 were formed in a diaphragm 2 made of a polyimide film having a thickness of 5 μm by etching a stainless plate having a thickness of 100 μm using an epoxy-based adhesive. Joined. At this time, the opening of the through hole 7 of the liquid chamber forming plate 1 was a substantially rectangular shape having a length of 2 mm and a width of 200 μm. The nozzle plate 3 is formed by integrally forming a nozzle hole 11 and a thin groove 14 for an ink supply path as a communication groove by an electroforming method, and is epoxy-bonded to a laminated member of the vibration plate 2 and the liquid chamber forming plate 1. Bonded with the agent. Thereafter, the multilayer piezoelectric element 4 was joined to the outer surface of the vibration plate 2 to assemble an ink jet head.

【0040】ノズル板3は、図3に示した工法により電
鋳法で作製した。まず、表面を鏡面仕上げした導電性基
板20としてのステンレス板に、ネガ型レジストをスピ
ンコートで塗布し、プリベークして、厚さ30μmの第
1の感光性有機膜21としてのレジスト層を形成した。
The nozzle plate 3 was manufactured by electroforming according to the method shown in FIG. First, a negative resist was spin-coated on a stainless steel plate as a conductive substrate 20 having a mirror-finished surface, and prebaked to form a resist layer as a first photosensitive organic film 21 having a thickness of 30 μm. .

【0041】続いて、Crでパターニングされたガラス
マスクを第1のマスク23に用いてレジスト層面に密着
させた状態で露光を行い、ノズル部及びインク供給路用
細溝にあたる領域21a、21bを感光した。ここで、
ノズル部は直径50μmの丸パターン、インク供給路用
細溝部は幅30μmのスリットパターンとした。
Subsequently, exposure is performed using a glass mask patterned with Cr as a first mask 23 in a state in which the glass mask is brought into close contact with the resist layer surface, and areas 21a and 21b corresponding to the nozzle section and the narrow groove for the ink supply path are exposed. did. here,
The nozzle portion was a round pattern having a diameter of 50 μm, and the narrow groove portion for the ink supply path was a slit pattern having a width of 30 μm.

【0042】次に、第1の感光性有機膜21であるレジ
スト層上に再度第2の感光性有機膜22となるネガ型レ
ジスト層を厚さ30μmで形成し、ノズルと同形状の開
口パターンを有する第2のマスク24を用いてノズル部
のみを露光した。本実施例では、直径30μmの丸パタ
ーンでノズル部の露光を行なった。その後、レジスト層
を現像することにより、図3(e)に示すような有機膜
パターン25をステンレス板上に形成した。
Next, a negative resist layer serving as the second photosensitive organic film 22 is formed again on the resist layer serving as the first photosensitive organic film 21 to a thickness of 30 μm, and an opening pattern having the same shape as the nozzle is formed. Only the nozzle portion was exposed using the second mask 24 having the following. In this embodiment, the nozzle portion was exposed in a circular pattern having a diameter of 30 μm. Thereafter, the organic layer pattern 25 as shown in FIG. 3E was formed on the stainless steel plate by developing the resist layer.

【0043】そして、このステンレス板を電鋳槽に入
れ、有機膜パターン25に沿って金属膜26として厚さ
50μmのNi層を形成した。この製膜後、引き続い
て、NiとPTFEの共析メッキ法により、厚さ2μm
の撥水膜をNi層上に成膜した。その後に、ステンレス
板からNi層を剥離し、有機膜パターン25を除去、洗
浄して、撥水層を有するノズル板3を得た。
Then, the stainless steel plate was placed in an electroforming tank, and a 50 μm thick Ni layer was formed as a metal film 26 along the organic film pattern 25. After this film formation, subsequently, a thickness of 2 μm was formed by eutectoid plating of Ni and PTFE.
Was formed on the Ni layer. Thereafter, the Ni layer was peeled off from the stainless steel plate, the organic film pattern 25 was removed, and the nozzle plate 3 having the water-repellent layer was obtained by washing.

【0044】その結果、所望の形状のノズル板が得ら
れ、ノズル孔11及びインク供給路用細溝14の寸法も
狙いの寸法に対して±1μm程度の高精度で形成されて
いることが確認できた。
As a result, it was confirmed that a nozzle plate having a desired shape was obtained, and the dimensions of the nozzle holes 11 and the narrow grooves 14 for the ink supply path were formed with high accuracy of about ± 1 μm with respect to the target dimensions. did it.

【0045】そこで、このノズル板3を用いてインクジ
ェットヘッドを組み立て、噴射評価を行なったところ、
複数配列したノズルのうち約10%のノズル孔11から
インク滴が吐出しないという不具合があることが判明し
た。
Then, an ink jet head was assembled using the nozzle plate 3 and the ejection was evaluated.
It has been found that there is a problem that the ink droplets are not ejected from about 10% of the nozzle holes 11 among the nozzles arranged in a plurality.

【0046】そのため、インクジェットヘッドを分解
し、原因を調査したところ、非噴射のチャンネルのイン
ク供給路13が接着剤で埋まっていることがわかった。
そこで、ノズル板接合時の接着剤の量を減らしたり、は
み出し量の少ない接着剤を使用するなどしたところ、全
チャンネルからのインク吐出が可能となった。
Therefore, when the ink jet head was disassembled and its cause was investigated, it was found that the ink supply passage 13 of the non-ejection channel was filled with the adhesive.
Therefore, when the amount of the adhesive at the time of joining the nozzle plates is reduced or an adhesive having a small amount of protrusion is used, ink can be ejected from all the channels.

【0047】また、比較のため、第1回目の露光に用い
る第1のマスクのインク供給路のスリットパターンの幅
を60μm(ノズル深さの2倍を越える幅)にして前同
様にしてノズル板3を製作し、その評価を行なったとこ
ろ、インク供給路の上部にNi膜が形成されておらず、
インクジェットヘッド部品として使用することができな
かった。
For comparison, the width of the slit pattern of the ink supply path of the first mask used for the first exposure was set to 60 μm (a width exceeding twice the nozzle depth), and the nozzle plate was made as before. No. 3 was manufactured and its evaluation was performed. As a result, no Ni film was formed on the upper part of the ink supply path.
It could not be used as an inkjet head part.

【0048】(実施例2)上述した実施例1では、ノズ
ル板接合時の接着剤の量を減らすなどすることにより全
チャンネルからのインク滴吐出が可能となったが、接着
条件に対する許容マージンが非常に厳しくなる。そこ
で、接着剤によるインク供給路13の目詰まりの課題を
解決するため、電鋳工程後に図6に示すようにインク供
給路13の両サイドに側溝15が形成されるように、図
3(b)で使用する第1のマスクのインク供給路13に
相当するスリットパターンの両サイドに側溝用開口パタ
ーンを追加した。
(Embodiment 2) In Embodiment 1 described above, ink droplets can be ejected from all channels by reducing the amount of adhesive at the time of nozzle plate bonding, but the allowable margin for the bonding conditions is limited. It will be very severe. Therefore, in order to solve the problem of clogging of the ink supply path 13 due to the adhesive, the side grooves 15 are formed on both sides of the ink supply path 13 as shown in FIG. The side groove opening pattern was added to both sides of the slit pattern corresponding to the ink supply path 13 of the first mask used in (1).

【0049】この側溝用開口パターンは、最終的にヘッ
ドとして組み立てたときに圧力室6と共通インク室8を
直接リークさせないように、インク供給路用のパターン
よりも短い長さとした。
The length of the side groove opening pattern is shorter than that of the ink supply path pattern so that the pressure chamber 6 and the common ink chamber 8 do not leak directly when the head is finally assembled.

【0050】このような第1のマスクを用いて実施例1
と同様の工程で幅30μmのインク供給路用細溝14を
有するノズル板3を作製し、インクジェットヘッドを組
み立てた。
Example 1 using such a first mask
The nozzle plate 3 having the ink supply path narrow groove 14 having a width of 30 μm was manufactured in the same process as described above, and an ink jet head was assembled.

【0051】その結果、実施例1で目詰まりを起こした
接着剤を使用した場合にも、インク供給路13が詰まる
ことなく、全チャンネルでインク滴を噴射させることが
できた。
As a result, even when the clogged adhesive was used in Example 1, ink droplets could be ejected in all channels without clogging the ink supply path 13.

【0052】(実施例3)上述した実施例2のインクジ
ェットヘッドを用いてインク噴射の周波数特性を評価し
たところ、高周波数領域でインク滴が吐出されなくなる
現象が現れた。そこで、周波数特性を向上するため、電
鋳工程後に図5に示すようにインク供給路14が1チャ
ンネル当たり2個配置されるように、図3(b)で使用
する第1のマスクのインク供給路13に相当するスリッ
トパターンを変更し、実施例2と同様の工程でノズル板
3を形成し、インクジェットヘッドを組立てた。
(Embodiment 3) When the frequency characteristics of ink ejection were evaluated using the ink jet head of Embodiment 2 described above, a phenomenon that ink droplets were not ejected in a high frequency region appeared. Therefore, in order to improve the frequency characteristics, the ink supply of the first mask used in FIG. 3B is performed so that two ink supply paths 14 are arranged per channel as shown in FIG. 5 after the electroforming step. The slit pattern corresponding to the path 13 was changed, the nozzle plate 3 was formed in the same process as in Example 2, and the ink jet head was assembled.

【0053】このインクジェットヘッドを用いてインク
噴射の周波数特性を評価した。その結果、高周波数領域
で駆動した場合にもインクが非噴射になることなく良好
な特性を得ることができた。
Using this ink jet head, the frequency characteristics of ink ejection were evaluated. As a result, good characteristics could be obtained without driving the ink to non-ejection even when driven in a high frequency range.

【0054】次に、本発明に係る他のインクジェットヘ
ッドについて図7乃至図10を参照して説明する。な
お、図7は本発明を適用した静電型インクジェットヘッ
ドの分解斜視説明図、図8は同ヘッドの透過状態で示す
上面説明図、図9は同ヘッドの液室長辺方向に沿う模式
的断面説明図、図10は同ヘッドの液室短辺方向に沿う
模式的断面説明図である。
Next, another ink jet head according to the present invention will be described with reference to FIGS. 7 is an exploded perspective view of the electrostatic ink jet head to which the present invention is applied, FIG. 8 is a top view showing the head in a transparent state, and FIG. 9 is a schematic cross section along the long side direction of the liquid chamber of the head. FIG. 10 is a schematic cross-sectional view along the short side direction of the liquid chamber of the head.

【0055】このインクジェットヘッドは、振動板/液
室基板31と、振動板/液室基板31の下側に設けた電
極基板33と、振動板/液室基板31の上側に設けたノ
ズル板34とを備え、複数のノズル35、各ノズル35
が連通するインク流路である液室(吐出室)36、液室
36に流体抵抗部となるインク供給路37を介して連通
する共通インク室38などを形成している。
This ink jet head includes a vibration plate / liquid chamber substrate 31, an electrode substrate 33 provided below the vibration plate / liquid chamber substrate 31, and a nozzle plate 34 provided above the vibration plate / liquid chamber substrate 31. And a plurality of nozzles 35, each nozzle 35
A liquid chamber (ejection chamber) 36 which is an ink flow path which communicates with the ink chamber, a common ink chamber 38 which communicates with the liquid chamber 36 via an ink supply path 37 which is a fluid resistance part, and the like are formed.

【0056】振動板/液室基板31には、液室36及び
この液室36の底部となる振動板40、各液室36を隔
てる隔壁41を形成する凹部、共通インク室38を形成
する凹部などを形成している。このような振動板/液室
基板31は、例えばシリコン基板に振動板となる厚み
(深さ)にボロンなどの不純物を拡散し、この不純物拡
散層をエッチングストップ層として異方性エッチングを
行って液室36となる凹部等を形成することで得られ
る。
The vibrating plate / liquid chamber substrate 31 has a liquid chamber 36, a vibrating plate 40 serving as a bottom of the liquid chamber 36, a concave portion forming a partition 41 separating the liquid chambers 36, and a concave portion forming a common ink chamber 38. And so on. Such a vibration plate / liquid chamber substrate 31 diffuses an impurity such as boron to a thickness (depth) serving as a vibration plate in a silicon substrate, for example, and performs anisotropic etching using this impurity diffusion layer as an etching stop layer. It is obtained by forming a concave portion or the like that becomes the liquid chamber 36.

【0057】電極基板33には、凹部44を形成して、
この凹部44の底面に振動板40に所定のギャップ46
を置いて対向する電極45を形成し、この電極45と振
動板40によって、振動板45を変位させて液室36の
内容積を変化させるアクチュエータ部を構成している。
この電極基板33の電極45上には振動板40との接触
によって電極45が破損するのを防止するためのSiO2
などの絶縁層47を成膜している。なお、電極45を電
極基板43の端部付近まで延設して外部駆動回路と接続
手段を介して接続するための電極パッド部45aを形成
している。
A concave portion 44 is formed in the electrode substrate 33,
A predetermined gap 46 is provided between the diaphragm 40 and the bottom surface of the concave portion 44.
The electrode 45 and the vibrating plate 40 form an actuator unit that displaces the vibrating plate 45 to change the internal volume of the liquid chamber 36.
SiO 2 is provided on the electrode 45 of the electrode substrate 33 to prevent the electrode 45 from being damaged by contact with the vibration plate 40.
And the like. The electrode 45 is extended to near the end of the electrode substrate 43 to form an electrode pad portion 45a for connecting to an external drive circuit via a connection means.

【0058】この電極基板33は、ガラス基板、また表
面に熱酸化膜33aを形成したSi基板上に、HF水溶
液などでエッチングにより凹部44を形成し、この凹部
44に窒化チタンなどの高耐熱性を有する電極材料をス
パッタ、CVD、蒸着などの成膜技術で所望の厚さに成
膜し、その後、フォトレジストを形成してエッチングす
ることにより、凹部44にのみ電極45を形成したもの
である。この電極基板33と振動板/液室基板31とは
陽極接合、直接接合などのプロセスで接合している。
The electrode substrate 33 is formed by forming a concave portion 44 by etching with a HF aqueous solution or the like on a glass substrate or a Si substrate having a thermal oxide film 33a formed on the surface thereof. Is formed by depositing an electrode material having a desired thickness to a desired thickness by a deposition technique such as sputtering, CVD, or vapor deposition, and then forming and etching a photoresist to form an electrode 45 only in the concave portion 44. . The electrode substrate 33 and the diaphragm / liquid chamber substrate 31 are joined by a process such as anodic joining or direct joining.

【0059】ノズル板34にはノズル35及び液室36
と共通インク室38との間のインク供給路37となる溝
部及び図示しないヘッド外部のインクタンクと接続する
ためのインクタンク接続口49も形成している。このノ
ズル板34は、前述したインクジェットヘッドど同様に
電鋳工法によりNiメッキ膜から形成し、また、ノズル
面(吐出方向の表面)には、インクとの撥水性を確保す
るため、メッキ被膜、あるいは撥水剤コーティングなど
の周知の方法で撥水膜を形成している。
The nozzle plate 34 has a nozzle 35 and a liquid chamber 36.
And a common ink chamber 38, a groove portion serving as an ink supply path 37, and an ink tank connection port 49 for connection to an ink tank outside the head (not shown) are also formed. The nozzle plate 34 is formed from a Ni plating film by an electroforming method in the same manner as the above-described ink jet head, and a plating film is formed on the nozzle surface (surface in the ejection direction) to secure water repellency with ink. Alternatively, a water-repellent film is formed by a known method such as a water-repellent coating.

【0060】このインクジェットヘッドにおいては、振
動板40と電極45との間(いずれかを共通電極、他方
を個別電極とする。)に駆動電圧を印加することによっ
て充電して、静電力によって振動板40を電極45側に
変形させ、続いて振動板40と電極45間の電荷を放電
させることによって振動板40が復帰変形して、液室3
6の内容積(体積)/圧力が変化することによって、ノ
ズル35からインク滴が吐出され、インク供給路37を
通じて共通インク室38からインクが補充される。な
お、この場合、振動板40を電極45に当接させない非
当接駆動方式、あるいは振動板40を電極45に当接さ
せる当接駆動方式のいずれの方式でも駆動することがで
きる。
In this ink jet head, the diaphragm is charged by applying a drive voltage between the diaphragm 40 and the electrode 45 (one is a common electrode and the other is an individual electrode), and the diaphragm is charged by electrostatic force. The diaphragm 40 is deformed to the electrode 45 side, and subsequently, the electric charge between the diaphragm 40 and the electrode 45 is discharged, whereby the diaphragm 40 is deformed to return to the liquid chamber 3.
The change in the internal volume (volume) / pressure of 6 causes ink droplets to be ejected from the nozzles 35 and ink to be replenished from the common ink chamber 38 through the ink supply path 37. In this case, it can be driven by either a non-contact driving method in which the diaphragm 40 does not contact the electrode 45 or a contact driving method in which the diaphragm 40 contacts the electrode 45.

【0061】このようにノズル板にインク供給路を形成
することにより、インク供給路ほどの精度が要求されな
い液室を含む振動板/液室基板を異方性エッチングで形
成することが可能になり、低コスト化を図れる。
By forming the ink supply path in the nozzle plate as described above, it becomes possible to form the diaphragm / liquid chamber substrate including the liquid chamber which does not require the same precision as the ink supply path by anisotropic etching. Cost can be reduced.

【0062】以上説明したように、本発明に係るインク
ジェットヘッドによれば、ノズル孔とインク供給路を形
成する溝とを同じ部材に形成した構成としたので、高精
度な加工が要求されるインク供給路としての連通溝とノ
ズル孔を同じ部品に一体的に形成でき、簡単な構成のヘ
ッドを低コストで得ることができると共に、ノズル面の
撥水性処理が容易になってインク滴吐出特性の向上を容
易に図ることができる。
As described above, according to the ink jet head of the present invention, since the nozzle hole and the groove forming the ink supply path are formed in the same member, the ink which requires high precision processing is required. The communication groove as the supply path and the nozzle hole can be integrally formed in the same component, and a head with a simple configuration can be obtained at low cost. Improvement can be easily achieved.

【0063】また、本発明に係るインクジェットヘッド
によれば、1つの圧力室に対して複数のインク供給路を
形成した構成としたので、圧力室へのインク供給能力が
向上する。
Further, according to the ink jet head of the present invention, since a plurality of ink supply paths are formed for one pressure chamber, the ability to supply ink to the pressure chamber is improved.

【0064】さらに、本発明に係るインクジェットヘッ
ドによれば、インク供給路の側方に圧力室と共通インク
室に連通しない溝を形成した構成としたので、接着剤接
合時のインク供給路の目詰まりを防止できる。
Further, according to the ink jet head of the present invention, since the groove which is not communicated with the pressure chamber and the common ink chamber is formed on the side of the ink supply path, the ink supply path at the time of adhesive bonding is formed. Clogging can be prevented.

【0065】さらにまた、本発明に係るインクジェット
ヘッドによれば、ノズルを形成する部材にインク供給路
を形成する溝を形成すると共に、1つの圧力室に対して
複数のインク供給路を形成し、及び/又は、インク供給
路の側方に圧力室と共通インク室に連通しない溝を形成
した構成としたので、簡単な構成のヘッドを低コストで
得られ、信頼性も向上する。
Further, according to the ink jet head of the present invention, a groove forming an ink supply path is formed in a member forming a nozzle, and a plurality of ink supply paths are formed for one pressure chamber. In addition, since a groove that does not communicate with the pressure chamber and the common ink chamber is formed on the side of the ink supply path, a head having a simple structure can be obtained at low cost, and the reliability is improved.

【0066】ここで、ノズルを形成する部材にインク供
給路を形成する溝を形成する場合、インク供給路を形成
する溝幅をノズルの深さの2倍以下にすることにより、
電鋳工法でノズルを形成する部材を製作するときの信頼
性が向上する。
When forming a groove for forming an ink supply path in a member for forming a nozzle, the width of the groove for forming the ink supply path is set to be twice or less the depth of the nozzle.
The reliability at the time of manufacturing the member forming the nozzle by the electroforming method is improved.

【0067】本発明に係るインクジェットヘッドの製造
方法によれば、ノズルを形成する部材にインク供給路を
形成する溝を形成するインクジェットヘッドを製造する
方法において、電鋳支持基板に第1の感光性有機膜を形
成し、この第1の感光性有機膜を第1のマスクを介して
露光した後、第1の感光性有機膜上に第2の感光性有機
膜を形成して、この第2の感光性有機膜を第2のマスク
を介して露光した後、第1、第2の感光性有機膜を現像
してノズル及び溝を形成する部分に対応する積層の有機
膜パターンを形成し、次いで、電鋳支持基板上に電鋳法
により金属膜を成膜する構成としたので、ノズルを形成
する部材にノズルとインク供給路となる溝を高精度に形
成することができる。
According to the method of manufacturing an ink-jet head according to the present invention, in the method of manufacturing an ink-jet head in which a groove for forming an ink supply path is formed in a member for forming a nozzle, the first photosensitive substrate is provided on the electroformed support substrate. After forming an organic film, exposing the first photosensitive organic film through a first mask, forming a second photosensitive organic film on the first photosensitive organic film, After exposing the photosensitive organic film through a second mask, the first and second photosensitive organic films are developed to form a laminated organic film pattern corresponding to a portion where a nozzle and a groove are to be formed, Next, since the metal film is formed on the electroformed support substrate by the electroforming method, the groove forming the nozzle and the ink supply path can be formed with high precision in the member forming the nozzle.

【0068】この場合、金属膜を成膜後表面に撥水層を
形成することにより、インク滴吐出特性が向上する。
In this case, by forming a water-repellent layer on the surface after forming the metal film, the ink droplet ejection characteristics are improved.

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

【図1】本発明の第1実施形態に係るピエゾ型インクジ
ェットヘッドの断面説明図
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of a piezo-type inkjet head according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1のノズル板を透過状態で示す平面説明図FIG. 2 is an explanatory plan view showing the nozzle plate of FIG. 1 in a transparent state;

【図3】ノズル板の製造工程を説明する説明図FIG. 3 is an explanatory view illustrating a manufacturing process of a nozzle plate.

【図4】インク供給路用パターンとノズル深さの関係の
説明に供する説明図
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a relationship between an ink supply path pattern and a nozzle depth;

【図5】本発明の第2実施形態を説明する図2と同様な
平面説明図
FIG. 5 is an explanatory plan view similar to FIG. 2, illustrating a second embodiment of the present invention;

【図6】本発明の第3実施形態を説明する図2と同様な
平面説明図
FIG. 6 is an explanatory plan view similar to FIG. 2, illustrating a third embodiment of the present invention;

【図7】本発明に係る静電型インクジェットヘッドの分
解斜視説明図
FIG. 7 is an exploded perspective view of the electrostatic inkjet head according to the present invention.

【図8】同ヘッドのノズル板を透過状態で示す上面説明
FIG. 8 is an explanatory top view showing the nozzle plate of the head in a transmission state;

【図9】同ヘッドの液室長辺方向に沿う模式的断面説明
FIG. 9 is a schematic cross-sectional explanatory view of the head along the liquid chamber long side direction.

【図10】同ヘッドの液室短辺方向に沿う模式的断面説
明図
FIG. 10 is a schematic cross-sectional explanatory view along the liquid chamber short side direction of the head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…液室形成板、2…振動板、3…ノズル板、4…圧電
素子、6…圧力室、8…共通インク室、11…ノズル
孔、13…インク供給路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid chamber formation plate, 2 ... Vibration plate, 3 ... Nozzle plate, 4 ... Piezoelectric element, 6 ... Pressure chamber, 8 ... Common ink chamber, 11 ... Nozzle hole, 13 ... Ink supply path.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ノズルと、ノズルが連通する圧力室と、
圧力室にインク供給路を介してインクを供給するための
共通インク室とを備えたインクジェットヘッドにおい
て、ノズル孔と前記インク供給路を形成する溝とを同じ
部材に形成したことを特徴とするインクジェットヘッ
ド。
1. A nozzle, a pressure chamber with which the nozzle communicates,
An ink jet head including a common ink chamber for supplying ink to a pressure chamber via an ink supply path, wherein the nozzle hole and the groove forming the ink supply path are formed in the same member. head.
【請求項2】 ノズルと、ノズルが連通する圧力室と、
圧力室にインク供給路を介してインクを供給するための
共通インク室とを備えたインクジェットヘッドにおい
て、1つの圧力室に対して複数の前記インク供給路を形
成したことを特徴とするインクジェットヘッド。
2. A nozzle, a pressure chamber with which the nozzle communicates,
An ink jet head comprising a pressure chamber and a common ink chamber for supplying ink via an ink supply path, wherein a plurality of the ink supply paths are formed for one pressure chamber.
【請求項3】 ノズルと、ノズルが連通する圧力室と、
圧力室にインク供給路を介してインクを供給するための
共通インク室とを備えたインクジェットヘッドにおい
て、前記インク供給路の側方に前記圧力室と共通インク
室に連通しない溝を形成したことを特徴とするインクジ
ェットヘッド。
3. A nozzle, a pressure chamber with which the nozzle communicates,
In an inkjet head including a pressure chamber and a common ink chamber for supplying ink via an ink supply path, a groove not communicating with the pressure chamber and the common ink chamber is formed on a side of the ink supply path. Characteristic inkjet head.
【請求項4】 請求項2又は3に記載のインクジェット
ヘッドにおいて、前記ノズルを形成する部材に前記イン
ク供給路を形成する溝を形成したことを特徴とするイン
クジェットヘッド。
4. The ink jet head according to claim 2, wherein a groove forming the ink supply path is formed in a member forming the nozzle.
【請求項5】 請求項1又は4に記載のインクジェット
ヘッドにおいて、前記インク供給路を形成する溝幅が前
記ノズルの深さの2倍以下であることを特徴とするイン
クジェットヘッド。
5. The ink jet head according to claim 1, wherein a width of a groove forming the ink supply path is twice or less a depth of the nozzle.
【請求項6】 請求項1、4、5のいずれかに記載のイ
ンクジェットヘッドを製造するインクジェットヘッドの
製造方法において、電鋳支持基板に第1の感光性有機膜
を形成し、この第1の感光性有機膜を第1のマスクを介
して露光した後、第1の感光性有機膜上に第2の感光性
有機膜を形成して、この第2の感光性有機膜を第2のマ
スクを介して露光した後、前記第1、第2の感光性有機
膜を現像して前記ノズル及び溝を形成する部分に対応す
る積層の有機膜パターンを形成し、次いで、前記電鋳支
持基板上に電鋳法により金属膜を成膜することを特徴と
するインクジェットヘッドの製造方法。
6. A method for manufacturing an ink-jet head according to claim 1, wherein a first photosensitive organic film is formed on an electroformed support substrate. After exposing the photosensitive organic film through the first mask, a second photosensitive organic film is formed on the first photosensitive organic film, and the second photosensitive organic film is exposed to the second mask. After the exposure, the first and second photosensitive organic films are developed to form a laminated organic film pattern corresponding to the portions where the nozzles and grooves are to be formed. A method for manufacturing an ink jet head, comprising: forming a metal film on a substrate by electroforming.
【請求項7】 請求項6に記載のインクジェットヘッド
の製造方法において、前記金属膜を成膜後表面に撥水層
を形成することを特徴とするインクジェットヘッドの製
造方法。
7. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 6, wherein a water-repellent layer is formed on the surface after forming the metal film.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007296675A (en) * 2006-04-28 2007-11-15 Mimaki Engineering Co Ltd Fluid ejection device
JP2011140173A (en) * 2010-01-07 2011-07-21 Ricoh Co Ltd Liquid ejection head and image forming apparatus
JP2015054445A (en) * 2013-09-11 2015-03-23 株式会社リコー Liquid discharge head and image formation apparatus

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