JP2003025590A - Nozzle plate and method for manufacturing nozzle plate - Google Patents

Nozzle plate and method for manufacturing nozzle plate

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JP2003025590A
JP2003025590A JP2001213584A JP2001213584A JP2003025590A JP 2003025590 A JP2003025590 A JP 2003025590A JP 2001213584 A JP2001213584 A JP 2001213584A JP 2001213584 A JP2001213584 A JP 2001213584A JP 2003025590 A JP2003025590 A JP 2003025590A
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JP
Japan
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ink
nozzle
nozzle plate
diameter
shape
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JP2001213584A
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Japanese (ja)
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Toshiaki Takahashi
利明 高橋
Yoshihisa Ota
善久 太田
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nozzle plate where a nozzle is formed round in an ink jet direction with its diameter reduced, and a method for manufacturing the nozzle plate simply and accurately. SOLUTION: An ink jet head 1 has a plurality of nozzles 2 formed to respectively communicate with a plurality of liquid chambers where ink is filled. The nozzle 2 has its diameter 2r reduced from an ink inflow part 2i from which the ink enters to an ink discharge part 2o where the entering ink is discharged. A cross section of the nozzle 2 is formed to be smoothly round. Particularly, the nozzle 2 is formed so that a value x (x=n/N) obtained by dividing a diameter n at a 3/5 point of a thickness D between end parts of an R shape part by a diameter N of the ink discharge part 2o is in a range of 1<=x<=1.7. Accordingly, ink can be fully discharged by a low driving voltage, and the ink discharge performance is improved, thus enabling saving power, printing at high speed and driving with a high printing quality.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ノズルプレート及
びノズルプレートの製造方法に関し、詳細には、インク
の噴射方向にラウンド形状にその径の小さくなるノズル
の形成されたノズルプレート及び当該ノズルプレートを
簡単かつ精度よく製造するノズルプレートの製造方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nozzle plate and a method for manufacturing the nozzle plate, and more particularly, to a nozzle plate having nozzles each having a small diameter in a round shape in the ink ejection direction and the nozzle plate. The present invention relates to a method for manufacturing a nozzle plate that can be manufactured easily and accurately.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェット記録装置は、現像・定着
等のプロセスを必要とせず、非接触で記録を行うことが
できるために、カラー化が容易であること、記録時の騒
音が極めて小さいこと、高速印字が可能であること、イ
ンクの自由度が高く、安価な普通紙を使用できることな
ど多くの利点を有していることから、プリンタ、複写装
置及びファクシミリ装置等の画像形成装置に普及してい
る。
2. Description of the Related Art Ink jet recording apparatuses are capable of non-contact recording without the need for processes such as development and fixing, so that colorization is easy and noise during recording is extremely low. Since it has many advantages such as high-speed printing, high flexibility of ink, and use of cheap plain paper, it has spread to image forming apparatuses such as printers, copying machines, and facsimile machines. There is.

【0003】このインクジェット方式の中でも、印字記
録の必要なときにのみインク滴を吐出するいわゆるドロ
ップオンデマンド型が記録に不要なインク液滴の回収を
必要としないため現在主流となっている。
Among these ink jet systems, the so-called drop-on-demand type, which ejects ink droplets only when print recording is required, is currently in the mainstream because it does not require recovery of ink droplets unnecessary for recording.

【0004】このようなインクジェット記録装置は、一
般に、複数のノズルの形成されたノズルプレートと、各
ノズルが連通するインク液室と、各ノズルに対応して配
設されたアクチュエータとを有し、アクチュエータの変
位や発熱等によってインク液室内のインクを加圧してノ
ズル孔からインク液滴を吐出させて、紙等の記録材へ記
録を行っている。
Such an ink jet recording apparatus generally has a nozzle plate having a plurality of nozzles formed therein, an ink liquid chamber in which each nozzle communicates with each other, and an actuator arranged corresponding to each nozzle. Recording is performed on a recording material such as paper by pressurizing ink in the ink liquid chamber by displacement of the actuator, heat generation, and the like to eject ink droplets from the nozzle holes.

【0005】ところが、最近のインクジェット記録装置
には、高速・高印字品質が求められており、高速化・高
印字品質を達成するためには、ノズルをマルチ化、高密
度化する必要があるが、圧電素子をアクチュエータとし
て用いる場合、圧電素子を微細に加工して、それぞれの
振動板に接着することは、困難であり、また、従来の機
械加工における寸法精度では、印字品質のバラツキが大
きくなるため、圧電素子を用いる方式は、高速化、高印
字品質化に対応することができない。
However, recent ink jet recording apparatuses are required to have high speed and high print quality, and in order to achieve high speed and high print quality, it is necessary to use multiple nozzles and have a high density. When a piezoelectric element is used as an actuator, it is difficult to finely process the piezoelectric element and bond it to each diaphragm, and the dimensional accuracy in conventional machining causes large variations in print quality. Therefore, the method using the piezoelectric element cannot support high speed and high print quality.

【0006】また、従来のインクを加熱する方式にあっ
ては、薄膜の抵抗加熱体によりインクを加熱するように
なっているため、ノズルのマルチ化、高密度化には、対
応することはできるが、駆動時の急速な加熱・冷却の繰
り返しや気泡消滅時の衝撃により、抵抗加熱体がダメー
ジをうけやすく、インクジェットヘッドの寿命が短いと
いう問題があった。
Further, in the conventional ink heating system, since the ink is heated by the thin-film resistance heating body, it is possible to deal with the multi-nozzle and high density. However, there is a problem that the resistance heating body is easily damaged by repeated rapid heating / cooling during driving and shock when bubbles disappear, and the life of the inkjet head is short.

【0007】上記各方式の問題を解決する方式として、
アクチュエータの駆動手段として、静電気力を利用して
振動板を振動させインクの吐出を行う、いわゆる静電方
式があり、この静電方式のインクジェットヘッドは、小
型化・高密度化が可能であり、さらに、長寿命であると
いう利点を有している。
As a method for solving the above-mentioned problems,
As a drive means of the actuator, there is a so-called electrostatic system in which a vibrating plate is vibrated by using an electrostatic force to eject ink, and this electrostatic system inkjet head can be miniaturized and densified. Further, it has the advantage of a long life.

【0008】ところが、静電方式のインクジェットヘッ
ドは、例えば、積層型圧電素子等のものと比較すると、
その駆動力が小さいという問題がある。すなわち、積層
型圧電素子を用いたインクジェットヘッドは、圧電素子
を数十枚積層して、電圧を各素子へ並列に印可し、機械
的な変位量を直列的に取り出すため、その駆動力が大き
いが、静電方式のインクジェットヘッドは、駆動が単に
振動板の変位回復力によるものであるため、駆動力が一
般的に小さい。例えば、静電方式のインクジェットヘッ
ドでは、ノズルの内部形状がストレート形状の場合やノ
ズルの内部形状がテーパー角度5゜以下程度のほぼスト
レートであるノズル形状の場合、小さな駆動電圧で十分
なインク吐出を行うのは困難である。
However, the electrostatic type ink jet head is, for example,
There is a problem that the driving force is small. That is, an inkjet head using a laminated piezoelectric element has a large driving force because several tens of piezoelectric elements are laminated, a voltage is applied in parallel to each element, and a mechanical displacement amount is taken out in series. However, in the electrostatic ink jet head, the driving force is generally small because the driving is simply based on the displacement recovery force of the diaphragm. For example, in an electrostatic ink jet head, when the inner shape of the nozzle is a straight shape or when the inner shape of the nozzle is a substantially straight shape with a taper angle of 5 ° or less, sufficient ink ejection with a small driving voltage is possible. Hard to do.

【0009】また、ノズルプレートにストレートノズル
を形成する安価な方法としては、ノズルに相当するドラ
イフィルムレジストをパターニングした導電性基板上に
電鋳を実施し、その後、基板及びドライフィルムレジス
トを剥離する方法等がある。また、ノズルの内部に大き
なテーパーを形成するには、露光量条件等を変化させる
ことで行うことができる。
As an inexpensive method for forming a straight nozzle on a nozzle plate, electroforming is performed on a conductive substrate on which a dry film resist corresponding to the nozzle is patterned, and then the substrate and the dry film resist are peeled off. There are ways. Further, a large taper can be formed inside the nozzle by changing the exposure amount condition and the like.

【0010】ところが、ノズルプレートに多数個のノズ
ルを形成するのに、ノズルの径の精度とテーパー角度の
制御の両方について安定して形成することは困難であ
る。
However, when forming a large number of nozzles on the nozzle plate, it is difficult to stably form both the nozzle diameter accuracy and the taper angle control.

【0011】また、近年、プリンタ、複写装置及びファ
クシミリ装置等の画像形成装置においても省エネルギー
化が盛んに叫ばれており、小さいな駆動エネルギーによ
り充分な特性が得られることが、インクジェットヘッド
として重要な特性の一つとなっている。
Further, in recent years, energy saving has been actively demanded also in image forming apparatuses such as printers, copying machines and facsimile machines, and it is important for an ink jet head to obtain sufficient characteristics with a small driving energy. It is one of the characteristics.

【0012】さらに、高印字品質については、静電気力
を利用したインクジェットヘッドも他の方式のインクジ
ェットヘッドと同様に、ノズル形状による吐出性能の影
響が大きく、さらなる改善が求められている。ノズル内
の形状が吐出に及ぼす影響については、エネルギー発生
手段からインクへのエネルギー伝播の仕方やインクがノ
ズルを通ってインク滴となる過程にノズル内の形状が影
響して、結果として、ノズル内の形状が画像品質に大き
な影響を及ぼす。
Further, as for high printing quality, an inkjet head utilizing electrostatic force has a great influence on the ejection performance due to the nozzle shape, like other types of inkjet heads, and further improvement is required. Regarding the influence of the shape inside the nozzle on ejection, the shape inside the nozzle affects the way energy is propagated from the energy generating means to the ink and the process in which the ink passes through the nozzle to form ink droplets. Shape greatly affects image quality.

【0013】そして、従来、レーザビームの照射により
開口する孔の傾斜角度が異なる複数の異種材料の板状体
を前記傾斜角度が小さいものから順次積層し、その積層
体の傾斜角度が小さい板状体の側からレーザビームを照
射し、開口された孔の断面形状を、各材料層内のテーパ
ー角度が次第に大きくした開口を形成し、この開口をノ
ズルとするインクジェット記録ヘッドのノズル板の製造
方法が提案されている(特開平11−91114号公報
参照)。
Conventionally, a plurality of plate-shaped bodies of different materials having different inclination angles of holes opened by laser beam irradiation are sequentially laminated from the one having the smaller inclination angle, and the plate-shaped body having the smaller inclination angle is formed. A method for manufacturing a nozzle plate of an ink jet recording head in which a laser beam is irradiated from the side of the body to form an opening in which the taper angle in each material layer is gradually increased, and the opening is used as a nozzle. Has been proposed (see Japanese Patent Laid-Open No. 11-91114).

【0014】すなわち、このインクジェット記録ヘッド
のノズル板の製造方法は、レーザービームの照射により
ノズルを開口するに際して、ノズル形成部材を孔開口時
に発生する傾斜角度が異なるプレート材料を組み合わせ
ることで、ノズル断面形状を概略R形状に形成して、イ
ンクに対する流体抵抗を十分に小さくし、インクの吐出
効率を向上させようとしている。
That is, according to the method for manufacturing the nozzle plate of the ink jet recording head, when the nozzles are opened by irradiating the laser beam, the nozzle forming member is combined with plate materials having different inclination angles when the holes are opened, so that the nozzle cross section is The shape is formed into a substantially R shape to sufficiently reduce the fluid resistance to the ink and improve the ink ejection efficiency.

【0015】また、従来、特開平8−132614号公
報、特開平8−276589号公報及び特開平10−5
8679号公報には、電鋳によりノズルを作製する方法
が開示されており、電析膜が電気絶縁性の被膜表面上で
せり出すことを利用して、電析膜のR形状にノズル形状
を形成しようとしている。また、特開平8−13261
4号公報及び特開平8−276589号公報では、電鋳
によるR形状内部を樹脂によりコーティングすること
で、その内部の形状をコントロールすることが開示され
ている。
Further, conventionally, JP-A-8-132614, JP-A-8-276589 and JP-A-10-5.
Japanese Patent No. 8679 discloses a method of producing a nozzle by electroforming, and by utilizing the fact that the electrodeposited film protrudes on the surface of the electrically insulating film, a nozzle shape is formed in the R shape of the electrodeposited film. Trying to. In addition, JP-A-8-13261
Japanese Patent Laid-Open No. 4 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-276589 disclose that the inside of the R shape formed by electroforming is coated with a resin to control the inside shape.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
公報記載の技術では、小さなエネルギーで吐出特性の良
好なノズルプレートを製造する上で、なお改良の必要が
あった。
However, the techniques described in the above publications still need to be improved in order to manufacture a nozzle plate having good ejection characteristics with a small amount of energy.

【0017】すなわち、特開平11−91114号公報
記載のインクジェット記録ヘッドのノズル板の製造方法
にあっては、ノズル内部断面に少なくともいくつかの不
連続な箇所が生じ、ノズルの中でのインクのメニスカス
の変動等に悪影響が生じてインク噴射特性が悪化するお
それがあるとともに、異種材料間の界面の強度的な面で
の問題が発生する可能性が高い。
That is, in the method for manufacturing a nozzle plate of an ink jet recording head described in Japanese Patent Laid-Open No. 11-91114, at least some discontinuous points are generated in the inner cross section of the nozzle, and the ink in the nozzle is There is a possibility that the fluctuation of the meniscus may be adversely affected and the ink ejection characteristics may be deteriorated, and a problem in terms of strength of the interface between different materials may occur.

【0018】また、特開平8−132614号公報、特
開平8−276589号公報及び特開平10−5867
9号公報記載の技術では、電鋳を用いてノズル内部にR
形状を作製しようとしても、R形状を吐出性能を向上さ
せるだけ高精度に制御することはできず、安定して同じ
プロフィールのノズル形状を作成することができない。
その結果、ノズル孔間で形状が異なる結果となり、噴射
特性が悪化するおそれがあるという問題があった。
Further, JP-A-8-132614, JP-A-8-276589 and JP-A-10-5867.
In the technique described in Japanese Patent Publication No. 9, an R is formed inside the nozzle by using electroforming.
Even if an attempt is made to form a shape, it is not possible to control the R shape with high precision to improve the ejection performance, and it is not possible to stably form a nozzle shape having the same profile.
As a result, there is a problem in that the nozzle holes have different shapes and the ejection characteristics may deteriorate.

【0019】さらに、特開平8−132614号公報及
び特開平8−276589号公報では、電鋳によるR形
状内部を樹脂によりコーティングすることで、その内部
の形状をコントロールしようとしているが、電鋳による
R形状を精度良くコントロールすることができないた
め、樹脂のコーティングによって内部形状を一定に作製
することは困難である。
Further, in JP-A-8-132614 and JP-A-8-276589, it is attempted to control the internal shape by coating the inside of the R shape formed by electroforming with a resin. Since it is not possible to control the R shape with high precision, it is difficult to make the inner shape constant by coating with a resin.

【0020】そこで、請求項1記載の発明は、インクの
充填される複数の液室に対してそれぞれ連通する複数の
ノズルが形成され、静電気力で変形される振動板の復元
力で発生する液室内の圧力変化で当該液室内のインクを
ノズルから吐出させるノズルプレートのノズルを、その
径が、液室内のインクが流入するインク流入側から当該
流入したインクを吐出させるインク吐出側へと小さくな
るとともに、その断面形状が、滑らかなラウンド形状に
形成されたものとすることにより、ノズルを流体抵抗が
小さく、かつ、連続した面として、駆動力が比較的小さ
い静電方式でも、駆動力を効果的にインクに伝播し、低
駆動電圧で充分なインク吐出を可能とするとともに、イ
ンク吐出性能を向上させて、省電力化、高速印字及び高
印字品質の可能なノズルプレートを提供することを目的
としている。
Therefore, according to the first aspect of the present invention, a plurality of nozzles that communicate with a plurality of liquid chambers filled with ink are formed, and the liquid is generated by the restoring force of the diaphragm that is deformed by electrostatic force. The diameter of the nozzle of the nozzle plate for ejecting the ink in the liquid chamber from the nozzle due to the pressure change in the chamber becomes smaller from the ink inflow side where the ink in the liquid chamber flows in to the ink ejection side for ejecting the inflowing ink. In addition, by making the cross-sectional shape into a smooth round shape, the driving force is effective even in the electrostatic system where the nozzle has a small fluid resistance and is a continuous surface and the driving force is relatively small. That is, it is possible to sufficiently discharge the ink with a low driving voltage and to improve the ink discharge performance to save power, achieve high-speed printing and high print quality. Is an object of the present invention to provide a nozzle plate.

【0021】請求項2記載の発明は、ノズルのラウンド
形状を、インク吐出側からインク注入側の方向であっ
て、ラウンド形状部の端部から端部までの厚さの3/5
の位置での径nをインク吐出部の径Nで除算した値x
が、1≦x≦1.7の範囲のものとすることにより、イ
ンクのメニスカスの保持力を高めて、外乱に対して強い
インク吐出を可能し、また、メニスカスのリフィルを早
くし、より一層高速印字及び高印字品質を安定して実現
可能なノズルプレートを提供することを目的としてい
る。
According to a second aspect of the present invention, the round shape of the nozzle is in the direction from the ink ejection side to the ink injection side, and is 3/5 of the thickness from the end portion to the end portion of the round shaped portion.
Value x obtained by dividing the diameter n at the position n by the diameter N of the ink ejection portion
However, by setting the range of 1 ≦ x ≦ 1.7, the holding power of the ink meniscus can be enhanced, the ink can be ejected strongly against the disturbance, and the refilling of the meniscus can be speeded up further. It is an object of the present invention to provide a nozzle plate that can stably realize high-speed printing and high printing quality.

【0022】請求項3記載の発明は、インクの充填され
る複数の液室に対してそれぞれ連通する複数のノズルが
形成され、静電気力で変形される振動板の復元力で発生
する液室内の圧力変化で当該液室内のインクをノズルか
ら吐出させるノズルプレートを製造するに際して、所定
の基板上のノズルとなる部分に電気絶縁皮膜を形成し、
当該基板表面上に、S元素を分子内に有する有機添加剤
またはベンゼン環骨格を有する有機添加剤、あるいは、
ベンゼン環骨格を有する有機添加剤の含有しためっき液
を用いた電鋳を実施した後、電気絶縁皮膜を除去して、
基板から電析膜を剥離し、当該電析膜を、その径が、液
室内のインクが流入するインク流入側から当該流入した
インクを吐出させるインク吐出側へと小さくなるノズル
が形成されているとともに、当該ノズルの断面形状が、
滑らかなラウンド形状に形成されているノズルプレート
とすることにより、駆動力を効果的インクに伝播するイ
ンク注入側からメニスカスの安定性及び加速的移動をも
たらすインク吐出側へと滑らかに連続するラウンド形状
を容易に作製するとともに、電析膜の横方向への成長を
抑制して、ノズル吐出孔の寸法安定性を向上させ、イン
ク吐出精度が良好で、画像品質の良好なノズルプレート
を簡単かつ高精度に製造することのできるノズルプレー
トの製造方法を提供することを目的としている。
According to a third aspect of the present invention, a plurality of nozzles that communicate with a plurality of liquid chambers filled with ink are formed, and the inside of the liquid chamber is generated by the restoring force of the diaphragm that is deformed by electrostatic force. When manufacturing a nozzle plate that causes the ink in the liquid chamber to be ejected from a nozzle by a pressure change, an electrical insulating film is formed on a portion that will be a nozzle on a predetermined substrate,
On the surface of the substrate, an organic additive having an S element in the molecule or an organic additive having a benzene ring skeleton, or
After performing electroforming using a plating solution containing an organic additive having a benzene ring skeleton, the electrical insulating film is removed,
A nozzle is formed in which the electrodeposited film is peeled from the substrate, and the diameter of the electrodeposited film is reduced from the ink inflow side into which the ink in the liquid chamber flows to the ink discharge side for discharging the inflowed ink. At the same time, the cross-sectional shape of the nozzle is
By using a nozzle plate that is formed in a smooth round shape, a round shape that smoothly continues from the ink injection side that effectively propagates the driving force to the ink to the ink ejection side that provides meniscus stability and accelerated movement The nozzle plate can be easily manufactured, the lateral growth of the electrodeposited film is suppressed, the dimensional stability of the nozzle discharge hole is improved, the ink discharge accuracy is good, and the nozzle plate with good image quality is easy and high. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a nozzle plate that can be manufactured with high accuracy.

【0023】請求項4記載の発明は、ノズルプレートの
インク吐出側の表面に所定の撥水皮膜の共析めっきを施
すことにより、ノズルプレートのインク吐出部周囲にイ
ンクが付着することを防止し、安定的に高画像品質を得
ることのできるノズルプレートを簡単かつ高精度に製造
することのできるノズルプレートの製造方法を提供する
ことを目的としている。
According to the fourth aspect of the present invention, by applying eutectoid plating of a predetermined water-repellent film on the surface of the nozzle plate on the ink ejection side, ink is prevented from adhering to the periphery of the ink ejection portion of the nozzle plate. An object of the present invention is to provide a nozzle plate manufacturing method capable of manufacturing a nozzle plate capable of stably obtaining high image quality easily and with high accuracy.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明のノ
ズルプレートは、インクの充填される複数の液室に対し
てそれぞれ連通する複数のノズルが形成され、静電気力
で変形される振動板の復元力で発生する前記液室内の圧
力変化で当該液室内のインクを前記ノズルから吐出させ
るノズルプレートにおいて、前記ノズルは、その径が、
前記液室内のインクが流入するインク流入側から当該流
入したインクを吐出させるインク吐出側へと小さくなる
とともに、その断面形状が、滑らかなラウンド形状に形
成されていることにより、上記目的を達成している。
According to another aspect of the present invention, there is provided a nozzle plate in which a plurality of nozzles communicating with a plurality of liquid chambers filled with ink are formed and which is deformed by electrostatic force. In the nozzle plate that causes the ink in the liquid chamber to be ejected from the nozzle due to the pressure change in the liquid chamber that is generated by the restoring force of
The above-mentioned object is achieved by reducing the size from the ink inflow side into which the ink in the liquid chamber flows to the ink discharge side from which the inflowing ink is discharged, and by forming the cross-sectional shape into a smooth round shape. ing.

【0025】上記構成によれば、インクの充填される複
数の液室に対してそれぞれ連通する複数のノズルが形成
され、静電気力で変形される振動板の復元力で発生する
液室内の圧力変化で当該液室内のインクをノズルから吐
出させるノズルプレートのノズルを、その径が、液室内
のインクが流入するインク流入側から当該流入したイン
クを吐出させるインク吐出側へと小さくなるとともに、
その断面形状が、滑らかなラウンド形状に形成されたも
のとしているので、ノズルを流体抵抗が小さく、かつ、
連続した面として、駆動力が比較的小さい静電方式で
も、駆動力を効果的にインクに伝播することができ、低
駆動電圧で充分なインク吐出を行うことができるととも
に、インク吐出性能を向上させて、省電力化、高速印字
及び高印字品質の駆動を行うことができる。
According to the above structure, a plurality of nozzles that communicate with a plurality of liquid chambers filled with ink are formed, and the pressure change in the liquid chambers caused by the restoring force of the diaphragm deformed by electrostatic force. In the nozzle of the nozzle plate for ejecting the ink in the liquid chamber from the nozzle, the diameter is reduced from the ink inflow side where the ink in the liquid chamber flows into the ink ejection side for ejecting the inflowing ink,
Since the cross-sectional shape is formed in a smooth round shape, the nozzle has a small fluid resistance, and
As a continuous surface, even with an electrostatic system where the driving force is relatively small, the driving force can be effectively propagated to the ink, sufficient ink ejection can be performed with a low driving voltage, and the ink ejection performance is improved. As a result, power saving, high speed printing and high print quality driving can be performed.

【0026】この場合、例えば、請求項2に記載するよ
うに、前記ノズルは、前記インク吐出側から前記インク
注入側の方向であって、前記ラウンド形状部の端部から
端部までの厚さの3/5の位置での径nをインク吐出部
の径Nで除算した値をx(=n/N)とすると、当該x値
が、1≦x≦1.7の範囲であってもよい。
In this case, for example, as described in claim 2, the nozzle is in the direction from the ink ejection side to the ink injection side, and the thickness from the end to the end of the round-shaped portion. Assuming that a value obtained by dividing the diameter n at the position of 3/5 by the diameter N of the ink ejection portion is x (= n / N), even if the x value is in the range of 1 ≦ x ≦ 1.7, Good.

【0027】上記構成によれば、ノズルのラウンド形状
を、インク吐出側からインク注入側の方向であって、ラ
ウンド形状部の端部から端部までの厚さの3/5の位置
での径nをインク吐出部の径Nで除算した値xが、1≦
x≦1.7の範囲のものとしているので、インクのメニ
スカスの保持力を高めて、外乱に対して強いインク吐出
を可能とすることができ、また、メニスカスのリフィル
を早くすることができ、より一層高速印字及び高印字品
質を安定して実現することができる。
According to the above construction, the round shape of the nozzle has a diameter in the direction from the ink ejection side to the ink injection side and at a position of ⅓ of the thickness from the end to the end of the round shape portion. The value x obtained by dividing n by the diameter N of the ink ejection portion is 1 ≦
Since x is in the range of 1.7, it is possible to enhance the holding power of the ink meniscus to enable strong ink ejection against disturbance, and to refill the meniscus quickly. Higher-speed printing and higher printing quality can be realized in a stable manner.

【0028】請求項3記載の発明のノズルプレートの製
造方法は、インクの充填される複数の液室に対してそれ
ぞれ連通する複数のノズルが形成され、静電気力で変形
される振動板の復元力で発生する前記液室内の圧力変化
で当該液室内のインクを前記ノズルから吐出させるノズ
ルプレートの製造方法において、所定の基板上の前記ノ
ズルとなる部分に電気絶縁皮膜を形成し、当該基板表面
上に、S元素を分子内に有する有機添加剤またはベンゼ
ン環骨格を有する有機添加剤、あるいは、ベンゼン環骨
格を有する有機添加剤の含有しためっき液を用いた電鋳
を実施した後、電気絶縁皮膜を除去して、前記基板から
電析膜を剥離し、当該電析膜を、その径が前記液室内の
インクが流入するインク流入側から当該流入したインク
を吐出させるインク吐出側へと小さくなる前記ノズルが
形成されるとともに、当該ノズルの断面形状が滑らかな
ラウンド形状に形成されているノズルプレートとするこ
とにより、上記目的を達成している。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a nozzle plate, wherein a plurality of nozzles communicating with a plurality of liquid chambers filled with ink are formed, and a restoring force of a diaphragm deformed by electrostatic force. In the method of manufacturing a nozzle plate in which ink in the liquid chamber is ejected from the nozzles by the pressure change in the liquid chamber that occurs in step 1, an electrical insulating film is formed on a portion of the predetermined substrate that will be the nozzle, , Electroplating using an organic additive having an S element in the molecule or an organic additive having a benzene ring skeleton, or a plating solution containing an organic additive having a benzene ring skeleton is performed, and then an electrical insulating film is formed. To remove the electrodeposited film from the substrate, and the electrodeposited film is discharged from the ink inflow side where the diameter of the electrodeposited film is in the ink chamber into which the inflowing ink is discharged. With smaller the nozzle is formed to the discharge side, by a nozzle plate cross-sectional shape of the nozzle is formed into a smooth round shape, has achieved the above objects.

【0029】上記構成によれば、インクの充填される複
数の液室に対してそれぞれ連通する複数のノズルが形成
され、静電気力で変形される振動板の復元力で発生する
液室内の圧力変化で当該液室内のインクをノズルから吐
出させるノズルプレートを製造するに際して、所定の基
板上のノズルとなる部分に電気絶縁皮膜を形成し、当該
基板表面上に、S元素を分子内に有する有機添加剤また
はベンゼン環骨格を有する有機添加剤、あるいは、ベン
ゼン環骨格を有する有機添加剤の含有しためっき液を用
いた電鋳を実施した後、電気絶縁皮膜を除去して、基板
から電析膜を剥離し、当該電析膜を、その径が、液室内
のインクが流入するインク流入側から当該流入したイン
クを吐出させるインク吐出側へと小さくなるノズルが形
成されているとともに、当該ノズルの断面形状が、滑ら
かなラウンド形状に形成されているノズルプレートとし
ているので、駆動力を効果的インクに伝播するインク注
入側からメニスカスの安定性及び加速的移動をもたらす
インク吐出側へと滑らかに連続するラウンド形状を容易
に作製することができるとともに、電析膜の横方向への
成長を抑制して、ノズル吐出孔の寸法安定性を向上させ
ることができ、インク吐出精度が良好で、画像品質の良
好なノズルプレートを簡単かつ高精度に製造することが
できる。
According to the above construction, a plurality of nozzles that communicate with a plurality of liquid chambers filled with ink are formed, and the pressure change in the liquid chambers caused by the restoring force of the diaphragm deformed by electrostatic force. In manufacturing a nozzle plate for ejecting ink in the liquid chamber from nozzles, an electrically insulating film is formed on a portion of a predetermined substrate that serves as a nozzle, and an organic addition containing an S element in the molecule is formed on the surface of the substrate. After performing electroforming using a plating solution containing an agent or an organic additive having a benzene ring skeleton, or an organic additive having a benzene ring skeleton, the electrical insulating film is removed and the electrodeposited film is removed from the substrate. A nozzle is formed that is peeled off and the diameter of the electrodeposition film is reduced from the ink inflow side into which the ink in the liquid chamber flows to the ink ejection side to eject the inflowing ink. In addition, since the nozzle plate is a nozzle plate in which the cross-sectional shape of the nozzle is formed in a smooth round shape, the driving force is effectively propagated to the ink from the ink injection side to the ink discharge side that brings stability and accelerated movement of the meniscus. It is possible to easily produce a smoothly continuous round shape, suppress the lateral growth of the electrodeposited film, and improve the dimensional stability of the nozzle ejection holes, thus improving the ink ejection accuracy. A good nozzle plate with good image quality can be easily manufactured with high precision.

【0030】この場合、例えば、請求項4に記載するよ
うに、前記ノズルプレートの製造方法は、前記ノズルプ
レートの前記インク吐出側の表面に所定の撥水皮膜の共
析めっきを施してもよい。
In this case, for example, as described in claim 4, in the method of manufacturing the nozzle plate, a predetermined water-repellent film may be subjected to eutectoid plating on the surface of the nozzle plate on the ink ejection side. .

【0031】上記構成によれば、ノズルプレートのイン
ク吐出側の表面にニッケル―テフロン(登録商標)等の
所定の撥水皮膜の共析めっきを施しているので、ノズル
プレートのインク吐出部周囲にインクが付着することを
防止することができ、安定的に高画像品質を得ることの
できるノズルプレートを簡単かつ高精度に製造すること
ができる。
According to the above construction, the surface of the nozzle plate on the ink ejection side is subjected to eutectoid plating of a predetermined water-repellent film such as nickel-Teflon (registered trademark). It is possible to easily and highly accurately manufacture a nozzle plate that can prevent ink from adhering and can stably obtain high image quality.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本
発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定す
る旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもので
はない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are preferred embodiments of the present invention, and therefore have various technically preferable limitations. However, the scope of the present invention refers to the present invention particularly in the following description. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these embodiments.

【0033】図1〜図5は、本発明のノズルプレート及
びノズルプレートの製造方法の一実施の形態を示す図で
あり、図1は、本発明のノズルプレート及びノズルプレ
ートの製造方法の一実施の形態を適用したノズルプレー
トの正面断面図である。
1 to 5 are views showing an embodiment of a nozzle plate and a method of manufacturing the nozzle plate of the present invention, and FIG. 1 is an embodiment of the method of manufacturing the nozzle plate and the nozzle plate of the present invention. FIG. 7 is a front sectional view of a nozzle plate to which the above embodiment is applied.

【0034】図1において、ノズルプレート1は、ニッ
ケル、コバルト、マンガン、銅、鉄、亜鉛等の金属で形
成されており、ノズルプレート1には、図1では、1個
のみしか示していないが、複数のノズル2が形成されて
いる。ノズル2は、その径2rが、インク流入部2iか
らインク吐出部2oに向かって小さくなる円形状に形成
されており、ノズル2は、その内部壁面が、インク流入
側2iからインク吐出側2oに向かって滑らかに連続す
るR形状(ラウンド形状)に形成されている。特に、ノ
ズル2は、その断面形状が、インク吐出部2o付近にお
いて、円柱形状に近い略円錐台形状に形成されている。
In FIG. 1, the nozzle plate 1 is formed of a metal such as nickel, cobalt, manganese, copper, iron, zinc, etc. Although only one nozzle plate 1 is shown in FIG. , A plurality of nozzles 2 are formed. The nozzle 2 is formed in a circular shape whose diameter 2r decreases from the ink inflow portion 2i toward the ink ejection portion 2o, and the inner wall surface of the nozzle 2 extends from the ink inflow side 2i to the ink ejection side 2o. It is formed in an R shape (round shape) that is smoothly continuous toward the side. In particular, the nozzle 2 has a cross-sectional shape in the vicinity of the ink ejection portion 2o, which is formed into a substantially truncated cone shape that is close to a cylindrical shape.

【0035】そして、ノズル2は、そのR形状におい
て、インク吐出部2oからインク流入部2iの方向であ
ってR形状部の端部−端部間の厚さDの3/5地点での
径nを、インク吐出部2oの径Nで除算した値をx(x
=n/N)とすると、値xが1≦x≦1.7の範囲とな
るR形状に形成されている。
In the R shape of the nozzle 2, the diameter of the nozzle 2 in the direction from the ink ejection portion 2o to the ink inflow portion 2i and at the 3/5 point of the thickness D between the end portions of the R shaped portion. The value obtained by dividing n by the diameter N of the ink ejection portion 2o is x (x
= N / N), the R shape is formed so that the value x is in the range of 1 ≦ x ≦ 1.7.

【0036】そして、このノズルプレート1におけるノ
ズル2は、以下の製造工程により製造される。すなわ
ち、まず、図3に示すように、基板10として、少なく
とも表面に導電性を有する部材、例えば、ステンレス
(SUS)を用い、基板10は、後述するNi電析によ
り生じる応力に対して変形することのない十分な厚みを
有している。
The nozzle 2 of the nozzle plate 1 is manufactured by the following manufacturing process. That is, as shown in FIG. 3, first, as the substrate 10, at least a member having conductivity on its surface, for example, stainless steel (SUS) is used, and the substrate 10 is deformed by the stress generated by Ni electrodeposition described later. It has a sufficient thickness.

【0037】この基板10上に、図3に示すように、ド
ライフィルムレジスト(DFR)等の電気絶縁皮膜11
をパターン形成し、その表面上にNi電鋳等の電鋳を実
施した後、電気絶縁皮膜11を除去する。さらに、基板
10から電析膜12を剥離して、電析膜12をノズル2
の形成されたノズルプレート1とする。そして、ノズル
プレート1の材質としては、ニッケル、コバルト、マン
ガン、銅、鉄、亜鉛等の金属を用いることができる。
On this substrate 10, as shown in FIG. 3, an electric insulating film 11 such as a dry film resist (DFR) is formed.
Is patterned, electroforming such as Ni electroforming is performed on the surface, and then the electric insulating film 11 is removed. Further, the electrodeposited film 12 is peeled off from the substrate 10, and the electrodeposited film 12 is attached to the nozzle 2
And the nozzle plate 1 is formed. As the material of the nozzle plate 1, metals such as nickel, cobalt, manganese, copper, iron and zinc can be used.

【0038】なお、上記ノズルプレート1の製造方法で
は、電鋳を行う方法を示したが、プレス等の方法でノズ
ル2を形成したノズルプレート1を製造してもよい。
Although the method of manufacturing the nozzle plate 1 has been described as electroforming, the nozzle plate 1 having the nozzles 2 may be manufactured by a method such as pressing.

【0039】そして、上記ノズルプレート1の製造方法
において、ノズル2の内部にR形状をしたノズル2を少
なくとも電鋳をその工程の一部として用いて製造する場
合、S元素を分子内に有する有機添加剤、あるいは、ベ
ンゼン環骨格を有する有機添加剤を含むめっき液を用い
る。このS元素を分子内に有する有機添加剤あるいはベ
ンゼン環骨格を有する有機添加剤としては、スルフォン
酸系、スルフォンアミド系、スルフォンイミド系、クマ
リンやサッカリンの類及びその塩類等を用いることがで
きる。これらのS元素を分子内に有する有機物、あるい
は、ベンゼン環骨格を有する有機添加剤をめっき液中に
添加すると、有機添加剤の電析面への吸着が生じ、膜厚
方向への結晶成長の抑制と、電流密度分布の緩和と高電
流密度部の集中析出の抑制が行われる。さらに、ノズル
2の外周の接線方向に歪んでいるめっき応力により、ノ
ズル2の中心方向への歪みもR形状に影響する。したが
って、例えば、図3のように、ノズルプレート1を電鋳
により作製する場合に、電気絶縁皮膜11上へせり出す
ことによりノズル吐出部2o側を形成する部分の電析が
抑制され、結果として、インク注入部2i側からインク
吐出部2o側へとR形状の傾斜がきつく、略円柱状に近
い略円錐台形状が形成される。また、ノズルプレート1
を上記条件により電鋳で作製する場合、電気絶縁皮膜1
1上への電析のせり出しが抑制されることによって、電
気絶縁皮膜11の径に対する電析のせり出す量が減り、
せり出し時に生じ易い異形が発生しにくくなって、ノズ
ル2の形状が安定化し、高品質の画像形成が可能とな
る。
In the method for manufacturing the nozzle plate 1 described above, when the R-shaped nozzle 2 is manufactured inside the nozzle 2 by using at least electroforming as a part of the process, an organic element having an S element in its molecule is used. A plating solution containing an additive or an organic additive having a benzene ring skeleton is used. As the organic additive having the S element in the molecule or the organic additive having a benzene ring skeleton, sulfonic acid-based, sulfonamide-based, sulfonimide-based, coumarin or saccharin and salts thereof, and the like can be used. When an organic substance containing these S elements in the molecule or an organic additive having a benzene ring skeleton is added to the plating solution, the organic additive is adsorbed on the electrodeposition surface, and crystal growth in the film thickness direction occurs. Suppression, relaxation of the current density distribution and suppression of concentrated precipitation in the high current density portion are performed. Further, due to the plating stress distorted in the tangential direction of the outer circumference of the nozzle 2, the distortion in the center direction of the nozzle 2 also affects the R shape. Therefore, for example, as shown in FIG. 3, when the nozzle plate 1 is manufactured by electroforming, the electrode plate is protruded onto the electric insulating film 11 to suppress the electrodeposition of the portion forming the nozzle discharge portion 2o side, and as a result, A substantially frustoconical shape close to a substantially columnar shape is formed, in which the R-shaped slope is steep from the ink injection portion 2i side to the ink ejection portion 2o side. In addition, the nozzle plate 1
When electroforming under the above conditions, the electrical insulation film 1
By suppressing the protrusion of the electrodeposition on the surface 1, the amount of the electrodeposition with respect to the diameter of the electric insulating film 11 is reduced,
A deformed shape that is likely to occur when protruding is less likely to occur, the shape of the nozzle 2 is stabilized, and high-quality image formation is possible.

【0040】次に、本実施の形態の作用を説明する。本
実施の形態のノズルプレート1は、ニッケル、コバル
ト、マンガン、銅、鉄、亜鉛等の金属で形成されてお
り、ノズルプレート1には、その径2rが、インク流入
部2iからインク吐出部2oに向かって小さくなる円形
状のノズル2が形成されており、ノズル2は、その内部
壁面がインク流入部2i側からインク吐出部2o側に向
かって滑らかに連続するR形状に形成されている。特
に、ノズル2は、図2に示すように、その断面形状が、
インク吐出部2o付近において、円柱形状に近い略円錐
台形状に形成されている。さらに、ノズル2は、そのR
形状において、インク注入部2iからインク吐出部2o
側にかけてのR形状を示す値として、インク吐出部2o
の径Nとノズル2の内部側の径との比を用いて評価し、
R形状部の端部−端部間の厚さDの3/5地点での径n
を、インク吐出部2oの径Nで除算した値をx(x=n
/N)とすると、後述するように、値xが1≦x≦1.
7の範囲である場合に、インク吐出部2oでのインク滴
の体積Mjとインク滴の吐出速度Vjが安定し、安定か
つ高品質な画像、さらには、高速印字記録が可能となる
ため、図2に示すように、インク吐出部2oの径NをR
形状部の端部−端部間の厚さDの3/5地点での径nで
除算した値xが、1≦x≦1.7の範囲となるR形状に
形成されている。
Next, the operation of this embodiment will be described. The nozzle plate 1 of the present embodiment is formed of a metal such as nickel, cobalt, manganese, copper, iron and zinc, and the nozzle plate 1 has a diameter 2r from the ink inflow portion 2i to the ink ejection portion 2o. The nozzle 2 is formed in a circular shape having a circular shape that becomes smaller toward the side of the nozzle 2. The inner wall surface of the nozzle 2 is formed in an R shape that is smoothly continuous from the ink inflow portion 2i side toward the ink ejection portion 2o side. In particular, the nozzle 2 has a cross-sectional shape as shown in FIG.
In the vicinity of the ink ejection portion 2o, it is formed in a substantially truncated cone shape that is close to a cylindrical shape. Furthermore, the nozzle 2 has its R
In terms of shape, from the ink injection portion 2i to the ink ejection portion 2o
As a value indicating the R shape extending to the side, the ink ejection portion 2o
Is evaluated using the ratio of the diameter N of the nozzle 2 to the diameter of the inside of the nozzle 2,
Diameter n at the 3/5 point of the thickness D between the end portions of the R-shaped portion
Is divided by the diameter N of the ink ejection portion 2o, x (x = n
/ N), the value x is 1 ≦ x ≦ 1.
In the case of the range of 7, the ink droplet volume Mj and the ink droplet ejection speed Vj at the ink ejection portion 2o are stable, and stable and high-quality images and high-speed print recording are possible. 2, the diameter N of the ink ejection portion 2o is set to R
A value x, which is obtained by dividing the thickness D between the end portions of the shape portion by the diameter n at the 3/5 point, is formed in an R shape such that 1 ≦ x ≦ 1.7.

【0041】したがって、本実施の形態のノズルプレー
ト1は、インク吐出部側からインク注入部側にかけてそ
の内部がストレートになっているノズルプレートに比較
して、流体抵抗が少なく、さらに、駆動素子に対するイ
ンク接触面積を大きくすることができ、駆動力の弱い静
電気力による振動板の変位エネルギーをノズルプレート
1のインク注入部2iのインクへ充分に伝播することが
できる。さらに、ノズル2のR形状が滑らかにインク吐
出部2o側からインク注入部2i側へと連続してすぼま
っているため、その断面形状に不連続な点が存在せず、
安定したインクの吐出を行うことができる。
Therefore, the nozzle plate 1 of the present embodiment has less fluid resistance than the nozzle plate in which the inside of the nozzle plate 1 is straight from the ink ejection portion side to the ink injection portion side, and further, the nozzle plate 1 with respect to the drive element. The ink contact area can be increased, and the displacement energy of the vibration plate due to the electrostatic force having a weak driving force can be sufficiently propagated to the ink in the ink injection portion 2i of the nozzle plate 1. Further, since the R shape of the nozzle 2 is smoothly and continuously recessed from the ink ejection portion 2o side to the ink injection portion 2i side, there is no discontinuous point in its cross-sectional shape,
Stable ink ejection can be performed.

【0042】すなわち、ノズルプレート1のノズル2の
形状がインク滴の特性に大きな影響を及ぼすことは従来
から分かっており、例えば、インク吐出部2oの径がイ
ンク滴の体積Mjとインク滴の吐出速度Vjに大きな影
響を与え、ノズル2内部の形状はインク滴の吐出方向や
吐出安定性に大きな影響を及ぼす。
That is, it has been conventionally known that the shape of the nozzle 2 of the nozzle plate 1 has a great influence on the characteristics of the ink droplet. For example, the diameter of the ink ejection portion 2o is the ink droplet volume Mj and the ink droplet ejection. The velocity Vj is greatly influenced, and the shape inside the nozzle 2 has a great influence on the ejection direction and ejection stability of the ink droplets.

【0043】このノズル2の内部形状がインク滴の吐出
に大きな影響を及ぼすのは、ノズル2の内部で形成され
るインクのメニスカスの状態変化によるところが大き
く、特に、インクのリフィル(インクのメニスカスを初
期位置まで再び満たすこと)は、画像品質及び記録速度
に影響する。インクのメニスカスは、ノズル2の最小径
部に形成され、ノズル2からインクが吐出された後は、
インクのメニスカス位置は、大きくインク注入部2i側
に引き込まれた状態へと変化するが、このインクがノズ
ル2の内部に引き込まれたると、次のインク滴を吐出す
るまでに初期のメニスカス位置に戻ることが要求され
る。インクメニスカスが充分戻りきらないうちに、次の
インク滴を吐出するための駆動信号が入力されると、イ
ンク滴の体積Mjが小さくなり、インク滴の吐出速度V
jが速くなる。そして、上述のように、インク滴の体積
Mj及びインク滴の吐出速度Vjは、ドロップオンデマ
ンド型のインクジェットヘッドにおいて、出力画像に大
きな影響を与え、これらのインク滴の体積Mj及びイン
ク滴の吐出速度Vjが不安定であると、出力画像の品質
が低下する。また、インクのメニスカスをより速いタイ
ミングで初期位置に戻すことにより、インク滴の吐出の
駆動周波数を高くすることができ、記録速度を高速化す
ることができる。
The internal shape of the nozzle 2 has a great influence on the ejection of ink droplets due to the change in the state of the meniscus of the ink formed inside the nozzle 2, and in particular, the refilling of the ink (ink meniscus Refilling to initial position) affects image quality and recording speed. The ink meniscus is formed in the smallest diameter portion of the nozzle 2, and after the ink is ejected from the nozzle 2,
The meniscus position of the ink largely changes to the state of being drawn toward the ink injecting portion 2i, but when this ink is drawn into the nozzle 2, it returns to the initial meniscus position before the next ink droplet is ejected. Is required. If a drive signal for ejecting the next ink drop is input before the ink meniscus has fully returned, the volume Mj of the ink drop becomes small and the ejection speed V of the ink drop.
j becomes faster. Then, as described above, the volume Mj of the ink droplet and the ejection speed Vj of the ink droplet have a great influence on the output image in the drop-on-demand type inkjet head, and the volume Mj of the ink droplet and the ejection of the ink droplet. When the speed Vj is unstable, the quality of the output image is deteriorated. Further, by returning the ink meniscus to the initial position at a faster timing, it is possible to increase the drive frequency of ink droplet ejection and increase the recording speed.

【0044】ここで、インクのメニスカスの初期位置へ
の復帰速度を制御する方法には、次のような方法があ
る。まず、最初の方法は、ノズル内の毛管力の大きさで
あって、ノズルの内部の径を小さくすることで、毛管力
が大きくなり、メニスカスの復帰速度を速くすることが
できる。ところが、ノズルの内部の径を小さくして毛管
力をコントロールしようとすると、インク滴の体積Mj
が小さくなるという不具合が生じる。
Here, there are the following methods for controlling the speed at which the ink meniscus returns to the initial position. First, the first method is the magnitude of the capillary force in the nozzle, and by decreasing the inner diameter of the nozzle, the capillary force is increased and the meniscus return speed can be increased. However, when it is attempted to control the capillary force by reducing the inner diameter of the nozzle, the volume Mj of the ink droplet is increased.
It causes a problem that becomes smaller.

【0045】そして、インク滴の体積Mjを小さくする
ことなく毛管力を向上させるには、ノズルの内部形状
を、本実施の形態のノズルプレート1のノズル2のよう
に、インク吐出部2o側に向かって連続的に絞り込んだ
形状とすることが好ましい。ノズル2の形状のインクジ
ェットヘッドの性能に及ぼす影響としては、上記のよう
なインクのリフィル能力の変化と、インクのリフィル能
力の変化による画像品質及び記録速度の変化の他に、種
々の外乱に対する強さがある。例えば、ノズルプレート
1には、印字の際に往復運動することによって生じる振
動、隣接するノズル2の駆動による残留振動等の種々の
外乱が起こる可能性があり、このような外乱が生じた場
合に、インクのメニスカスに影響し、出力画像に乱れが
生じ易くなる。ノズルをこのような外乱に強いノズルと
するためには、インクのメニスカスが変動しない状況に
することが好ましく、そのためには、ノズルの内部形状
をメニスカス形成部とほぼ同一の略円柱状とすること
で、対応することができる。
Then, in order to improve the capillary force without reducing the volume Mj of the ink droplet, the inner shape of the nozzle should be closer to the ink ejection portion 2o side like the nozzle 2 of the nozzle plate 1 of the present embodiment. It is preferable that the shape is continuously narrowed down. The influence of the shape of the nozzle 2 on the performance of the ink jet head includes the change in the ink refill ability as described above, the change in the image quality and the recording speed due to the change in the ink refill ability, and the resistance to various disturbances. There is For example, various disturbances such as vibration generated by reciprocating movement during printing and residual vibration caused by driving of the adjacent nozzle 2 may occur in the nozzle plate 1, and when such disturbance occurs. , The meniscus of the ink is affected, and the output image is likely to be disturbed. In order to make the nozzle strong against such disturbance, it is preferable that the ink meniscus does not fluctuate. For that purpose, the internal shape of the nozzle should be substantially the same as the meniscus forming part in a substantially cylindrical shape. You can deal with it.

【0046】すなわち、高品質画像と高速印字記録、さ
らには、外乱に強く常に安定した画像形成を行うために
は、本実施の形態のノズルプレート1のノズル2のよう
に、その断面形状が、R形状、特に、図2に示したよう
に、インク吐出部2oの付近において円柱形状に近い略
円錐台形状であることが望ましい。
That is, in order to perform high-quality images and high-speed print recording, and further, to form images that are robust against disturbance and always stable, the cross-sectional shape thereof is the same as that of the nozzle 2 of the nozzle plate 1 of the present embodiment. It is desirable that the R shape, in particular, the substantially frustoconical shape close to the cylindrical shape near the ink ejection portion 2o, as shown in FIG.

【0047】そして、実験の結果、ノズル2のR形状に
おいて、インク注入部2i側からインク吐出部2o側へ
かけてのR形状を示す値として、上述のように、インク
吐出部2oの径Nとノズル2の内部側の径との比を用い
て評価し、インク吐出部2oからインク流入部2iの方
向であってR形状部の端部−端部間の厚さDの3/5地
点での径nを、インク吐出部2oの径Nで除算した値を
x(x=n/N)とすると、値xが1≦x≦1.7の範囲
である場合に、インク吐出部2oでのインク滴の体積M
jとインク滴の吐出速度Vjが安定し、安定かつ高品質
な画像、さらには、高速印字記録が可能となる。例え
ば、図1のノズル2のR形状と図2のノズル2のR形状
を比較した場合、図2のノズル2のR形状の方が、安定
したインク滴の体積Mj及びインク滴の吐出速度Vjを
得ることができ、高品質画像と高速印字記録、さらに
は、外乱に強く常に安定した画像形成を行うことができ
る。
As a result of the experiment, in the R shape of the nozzle 2, as a value indicating the R shape from the ink injecting portion 2i side to the ink ejecting portion 2o side, as described above, the diameter N of the ink ejecting portion 2o. And the diameter on the inner side of the nozzle 2 are evaluated, and the direction is the direction from the ink ejection portion 2o to the ink inflow portion 2i, and the thickness is 3/5 at the end portion of the R-shaped portion. When the value x is a value obtained by dividing the diameter n in (1) by the diameter N of the ink ejecting portion 2o, and the value x is in the range of 1 ≦ x ≦ 1.7, the ink ejecting portion 2o Volume M of ink drop at
j and the ink droplet ejection speed Vj are stable, and stable and high-quality images and high-speed print recording are possible. For example, when the R shape of the nozzle 2 of FIG. 1 and the R shape of the nozzle 2 of FIG. 2 are compared, the R shape of the nozzle 2 of FIG. 2 has a stable ink droplet volume Mj and ink droplet ejection speed Vj. It is possible to obtain a high-quality image and high-speed print recording, and further, it is possible to perform stable image formation that is resistant to disturbance and is always stable.

【0048】なお、本実施の形態のノズルプレート1に
おいて、ノズルプレート1のインク吐出部2o側の表面
に、ニッケル―テフロン(登録商標)等の撥水皮膜の共
析めっきを施してもよい。
In the nozzle plate 1 of this embodiment, the surface of the nozzle plate 1 on the ink ejection portion 2o side may be subjected to eutectoid plating of a water repellent film such as nickel-Teflon (registered trademark).

【0049】このようにすると、ノズルプレート1のイ
ンク吐出部2oの周囲にインクが付着することを防止す
ることができ、安定的に高画像品質を得ることができ
る。
By doing so, it is possible to prevent ink from adhering to the periphery of the ink ejection portion 2o of the nozzle plate 1, and it is possible to stably obtain high image quality.

【0050】[0050]

【実施例】〈比較例〉比較例として、ストレート形状の
ノズルを有するノズルプレートを作成して、静電型駆動
アクチュエータに接合してインクジェットヘッドとし
た。
EXAMPLES <Comparative Example> As a comparative example, a nozzle plate having straight nozzles was prepared and joined to an electrostatic drive actuator to form an inkjet head.

【0051】このノズルプレートは、34.4×7.2
mmで、膜厚が、50μmであり、一列192個のノズ
ルからなるノズル列が2列形成されている。ノズルの径
は、20μmであり、ストレート形状に形成されてい
る。ノズルプレートは、ノズルに相当するドライフィル
ムレジストをパターニングしたSUS基板上にニッケル
を電鋳し、その後、基板及びドライフィルムレジストを
剥離して、ストレート形状のノズルの形成されているノ
ズルプレートを形成した。また、ノズルのストレート形
状は、ドライフィルムパターニングの条件により、約5
゜のテーパを設けている。
This nozzle plate is 34.4 × 7.2.
mm, the film thickness is 50 μm, and two nozzle rows each having 192 nozzles are formed. The nozzle has a diameter of 20 μm and is formed in a straight shape. The nozzle plate was formed by electroforming nickel on a SUS substrate on which a dry film resist corresponding to the nozzle was patterned, and then peeling off the substrate and the dry film resist to form a nozzle plate having straight nozzles. . The straight shape of the nozzle is about 5 depending on the dry film patterning conditions.
A taper of ° is provided.

【0052】このノズルプレートを取り付けたインクジ
ェットヘッドを使用して駆動し、評価するに際して、イ
ンクの吐出速度Vjが7m/sとなるように設定したと
ころ、駆動に要した電圧は、図4に示すように、36V
であった。
When the ink jet head equipped with this nozzle plate is driven and evaluated, the ink ejection speed Vj is set to 7 m / s. The voltage required for driving is shown in FIG. So that 36V
Met.

【0053】このノズルプレートを用いたインク滴を吐
出させたところ、1プレート内の径精度が、±1.5μ
m(図4参照)であった。
When ink droplets were ejected using this nozzle plate, the diameter accuracy within one plate was ± 1.5 μm.
m (see FIG. 4).

【0054】〈実施例1〉実施例1として、ラウンド形
状のノズルを有するノズルプレートを作成して、静電型
駆動アクチュエータに接合してインクジェットヘッドと
した。
Example 1 As Example 1, a nozzle plate having round-shaped nozzles was prepared and bonded to an electrostatic drive actuator to form an ink jet head.

【0055】このノズルプレートは、比較例と同様に、
34.4×7.2mmであり、一列192個のノズルか
らなるノズル列が2列形成されている。
This nozzle plate is similar to the comparative example.
The size is 34.4 × 7.2 mm, and two nozzle rows each including 192 nozzles are formed.

【0056】このノズルプレートは、ドライフィルムレ
ジストをφ80μm、膜厚1.1μmにパターニングし
たSUS基板上へニッケル電鋳を行い、その後、SUS
基板とレジストを剥離して形成した。
For this nozzle plate, nickel electroforming was performed on a SUS substrate on which a dry film resist was patterned to a diameter of 80 μm and a thickness of 1.1 μm, and then SUS was performed.
It was formed by peeling the substrate and the resist.

【0057】この際、ノズルの形状は、ドライフィルム
レジストのパターンにならうものではなく、電析膜がド
ライフィルム表面上でせり出し成長することで、ラウン
ド形状とした。電析の膜厚は、比較例と同様に、30μ
m程度とした。この際、ノズル径が、20μmとなるよ
うに、膜厚を調整した。使用しためっき液は、以下のも
ので、めっき液:スルファミン酸ニッケルめっき、表面
張力:41dyne/cm、pH:4.0(ホウ酸およ
びスルファミン酸により調整)である。
At this time, the shape of the nozzle did not follow the pattern of the dry film resist, but the electrodeposited film was made to protrude and grow on the surface of the dry film to form a round shape. The film thickness of the electrodeposition was 30 μm as in the comparative example.
It was about m. At this time, the film thickness was adjusted so that the nozzle diameter was 20 μm. The plating solutions used were as follows: plating solution: nickel sulfamate plating, surface tension: 41 dyne / cm, pH: 4.0 (adjusted with boric acid and sulfamic acid).

【0058】このとき、ノズルのR部の端部−端部間の
厚さの3/5の地点での径nを、インク吐出部の径Nで
除した値xは、2.0(x=2.0)(図4参照)であ
った。
At this time, the value x obtained by dividing the diameter n at the point of 3/5 of the thickness between the end portions of the R portion of the nozzle by the diameter N of the ink ejection portion is 2.0 (x = 2.0) (see FIG. 4).

【0059】このノズルプレートを静電型駆動のインク
ジェットヘッドに取り付けて比較例と同様に評価するに
際して、インクの吐出速度Vjが7m/sとなるように
設定したところ、駆動に要した電圧は、図4に示すよう
に、30Vであり、比較例のストレートノズルの場合に
比較して、6Vも低下させることができた。
When this nozzle plate was attached to an electrostatically driven ink jet head and evaluated in the same manner as in the comparative example, when the ink ejection speed Vj was set to 7 m / s, the voltage required for driving was As shown in FIG. 4, the voltage was 30V, which was 6V lower than that of the straight nozzle of the comparative example.

【0060】また、1プレート内の径精度は、±0.6
μmと向上し、さらに、駆動周波数特性においては、イ
ンク吐出速度Vjが±1m/s以内の変動となる領域の
駆動周波数が12kHz(図4参照)であった。
The diameter accuracy in one plate is ± 0.6.
The driving frequency was 12 kHz (see FIG. 4) in the region where the ink ejection speed Vj fluctuates within ± 1 m / s.

【0061】〈実施例2〉実施例2として、ラウンド形
状のノズルを有するノズルプレートを作成して、静電型
駆動アクチュエータに接合してインクジェットヘッドと
した。
Example 2 As Example 2, a nozzle plate having round-shaped nozzles was prepared and bonded to an electrostatic drive actuator to form an ink jet head.

【0062】このノズルプレートは、実施例1と同様
に、34.4×7.2mmであり、一列192個のノズ
ルからなるノズル列が2列形成されている。
Similar to the first embodiment, this nozzle plate is 34.4 × 7.2 mm, and two nozzle rows each having 192 nozzles are formed.

【0063】このノズルプレートは、実施例1と同様の
作製方法で作成したが、めっき液にS元素を分子内に有
する有機添加剤(ナフタレン−1,3,6−トリスルフ
ォン酸トリナトリウム)を加え、濃度を0.9g/lに
調製して、ラウンド形状のノズルを有するノズルプレー
トを作製した。
This nozzle plate was manufactured by the same manufacturing method as in Example 1, but an organic additive (naphthalene-1,3,6-trisodium trisodium salt) containing S element in the molecule was added to the plating solution. In addition, the concentration was adjusted to 0.9 g / l to prepare a nozzle plate having round-shaped nozzles.

【0064】この際、ノズルのR部の端部−端部間の厚
さの3/5の地点での径nを、インク吐出部の径Nによ
り除した値xは、1.7(x=1.7)(図4参照)で
あった。
At this time, the value x obtained by dividing the diameter n at the point of 3/5 of the thickness between the end portions of the R portion of the nozzle by the diameter N of the ink ejection portion is 1.7 (x = 1.7) (see FIG. 4).

【0065】このノズルプレートを静電型駆動のインク
ジェットヘッドに取り付けて比較例と同様に評価するに
際して、インク吐出速度Vjが7m/sとなるように設
定したところ、駆動に要した電圧は、図4に示すよう
に、実施例1と同様に、30Vであり、1プレート内の
径精度は、±0.6μm(図4参照)とさらに向上し
た。また、駆動周波数特性については、インク吐出速度
Vjが±1m/s以内の変動となる領域の駆動周波数
は、14kHz(図4参照)であり、記録速度のより一
層の高速化が可能となった。
When this nozzle plate was attached to an electrostatically driven ink jet head and evaluated in the same manner as in the comparative example, when the ink discharge speed Vj was set to 7 m / s, the voltage required for driving was as shown in FIG. As shown in FIG. 4, as in Example 1, the voltage was 30 V, and the diameter accuracy in one plate was further improved to ± 0.6 μm (see FIG. 4). Regarding the drive frequency characteristic, the drive frequency in the region where the ink ejection speed Vj fluctuates within ± 1 m / s is 14 kHz (see FIG. 4), and the printing speed can be further increased. .

【0066】〈実施例3〉実施例3として、実施例2の
ラウンド形状のノズルを有するノズルプレートを作成し
て、静電型駆動アクチュエータに接合してインクジェッ
トヘッドとした。
<Example 3> As Example 3, a nozzle plate having round-shaped nozzles of Example 2 was prepared and joined to an electrostatic drive actuator to form an ink jet head.

【0067】このノズルプレートは、実施例1と同様
に、34.4×7.2mmであり、一列192個のノズ
ルからなるノズル列が2列形成されている。
Similar to the first embodiment, this nozzle plate is 34.4 × 7.2 mm, and two nozzle rows each having 192 nozzles are formed.

【0068】このノズルプレートは、実施例1と同様の
作製方法で作成したが、めっき液にS元素を分子内に有
する有機添加剤を3.0g/lに調製して、ラウンド形
状のノズルを有するノズルプレートを作製した。
This nozzle plate was prepared by the same manufacturing method as in Example 1, except that an organic additive containing S element in the molecule was adjusted to 3.0 g / l in a plating solution to form a round nozzle. Was prepared.

【0069】この際、ノズルのR部の端部−端部間の厚
さの3/5の地点での径nを、インク吐出部の径Nによ
り除した値xは、1.5(x=1.5)(図4参照)で
あった。
At this time, the value x obtained by dividing the diameter n at the point of 3/5 of the thickness between the end portions of the R portion of the nozzle by the diameter N of the ink ejection portion is 1.5 (x = 1.5) (see FIG. 4).

【0070】このノズルプレートを静電型駆動のインク
ジェットヘッドに取り付けて比較例と同様に評価するに
際して、インク吐出速度Vjが7m/sとなるように設
定したところ、駆動に要した電圧は、図4に示すよう
に、実施例1と同程度の31Vであり、1プレート内の
径精度は、±0.4μm(図4参照)とさらに向上し
た。また、駆動周波数特性については、インク吐出速度
Vjが±1m/s以内の変動となる領域の駆動周波数
は、16kHz(図4参照)であり、記録速度のより一
層の高速化が可能となった。
When this nozzle plate was attached to an electrostatically driven ink jet head and evaluated in the same manner as in the comparative example, when the ink discharge speed Vj was set to 7 m / s, the voltage required for driving was As shown in FIG. 4, the voltage was 31 V, which was about the same as in Example 1, and the diameter accuracy in one plate was further improved to ± 0.4 μm (see FIG. 4). Regarding the drive frequency characteristic, the drive frequency in the region where the ink ejection speed Vj fluctuates within ± 1 m / s is 16 kHz (see FIG. 4), and it is possible to further increase the recording speed. .

【0071】〈実施例4〉実施例4として、実施例2の
ラウンド形状のノズルを有するノズルプレートを作成し
て、静電型駆動アクチュエータに接合してインクジェッ
トヘッドとした。
Example 4 As Example 4, a nozzle plate having the round nozzles of Example 2 was prepared and joined to an electrostatic drive actuator to form an ink jet head.

【0072】このノズルプレートは、実施例1と同様
に、34.4×7.2mmであり、一列192個のノズ
ルからなるノズル列が2列形成されている。
Similar to the first embodiment, this nozzle plate is 34.4 × 7.2 mm, and two nozzle rows each having 192 nozzles are formed.

【0073】このノズルプレートは、実施例1と同様の
作製方法で作成したが、めっき液にS元素を分子内に有
する有機添加剤を7.0g/lに調製して、ラウンド形
状のノズルを有するノズルプレートを作製した。
This nozzle plate was prepared by the same manufacturing method as in Example 1, except that the organic additive containing S element in the molecule was adjusted to 7.0 g / l in the plating solution to prepare a round nozzle. Was prepared.

【0074】この際、ノズルのR部の端部−端部間の厚
さの3/5の地点での径nを、インク吐出部の径Nによ
り除した値xは、1.3(x=1.3)(図4参照)で
あった。
At this time, the value x obtained by dividing the diameter n at the point 3/5 of the thickness between the end portions of the R portion of the nozzle by the diameter N of the ink ejection portion is 1.3 (x = 1.3) (see FIG. 4).

【0075】このノズルプレートを静電型駆動のインク
ジェットヘッドに取り付けて比較例と同様に評価するに
際して、インク吐出速度Vjが7m/sとなるように設
定したところ、駆動に要した電圧は、図4に示すよう
に、実施例1と同程度の31.5Vであり、1プレート
内の径精度は、±0.4μm(図4参照)であった。ま
た、駆動周波数特性については、インク吐出速度Vjが
±1m/s以内の変動となる領域の駆動周波数は、18
kHz(図4参照)であり、記録速度のより一層の高速
化が可能となった。
When this nozzle plate was attached to an electrostatically driven ink jet head and evaluated in the same manner as in the comparative example, when the ink ejection speed Vj was set to 7 m / s, the voltage required for driving was As shown in FIG. 4, the voltage was 31.5 V, which was the same level as in Example 1, and the diameter accuracy in one plate was ± 0.4 μm (see FIG. 4). Regarding the drive frequency characteristic, the drive frequency in the region where the ink ejection speed Vj fluctuates within ± 1 m / s is 18
Since the frequency is kHz (see FIG. 4), the recording speed can be further increased.

【0076】そして、上記実施例1から実施例4におい
て、ノズル表面に、Ni−PTFEの共析めっき膜によ
りめっきコーティングすると、インクの付着残さがな
く、安定した吐出を実現することができた。
Then, in Examples 1 to 4, when the nozzle surface was plated with a Ni-PTFE eutectoid plating film, there was no ink residue and stable ejection could be realized.

【0077】〈実施例5〉実施例4として、実施例2の
ラウンド形状のノズルを有するノズルプレートを作成し
て、静電型駆動アクチュエータに接合してインクジェッ
トヘッドとした。
Example 5 As Example 4, a nozzle plate having the round nozzles of Example 2 was prepared and joined to an electrostatic drive actuator to form an ink jet head.

【0078】このノズルプレートは、実施例1と同様
に、34.4×7.2mmであり、一列192個のノズ
ルからなるノズル列が2列形成されている。
This nozzle plate has a size of 34.4 × 7.2 mm and has two nozzle rows each having 192 nozzles in a row, as in the first embodiment.

【0079】このノズルプレートは、ドライフィルムレ
ジストのパターニング径を、φ120μm、膜厚を、
1.1μmとし、電析膜厚を、50μmとして作製し
た。
The nozzle plate has a dry film resist patterning diameter of 120 μm and a film thickness of
The thickness was 1.1 μm, and the film thickness was 50 μm.

【0080】この際、めっき液に添加するS元素を分子
内に有する有機添加剤の濃度を変量し、ノズルのインク
吐出側の径とインク注入側の径を測定したところ、S元
素を分子内に有する有機添加剤の濃度に対して、インク
注入側の径/インク吐出側の径の比率は、図5に示すよ
うに変化した。
At this time, the concentration of the organic additive having the S element in the molecule added to the plating solution was varied and the diameter of the nozzle on the ink ejection side and the diameter of the ink injection side were measured. The ratio of the diameter on the ink injection side / the diameter on the ink ejection side with respect to the concentration of the organic additive contained in Example 2 changed as shown in FIG.

【0081】図5から分かるように、S元素を分子内に
有する有機添加剤の濃度が高くなるほどインク注入側の
径/インク吐出側の径の比率は小さくなり、せり出し量
が小さくなることを確認することができた。そして、イ
ンク注入側の径/インク吐出側の径の比率が小さくなる
に従ってノズルの寸法が安定した。
As can be seen from FIG. 5, it was confirmed that the higher the concentration of the organic additive containing S element in the molecule, the smaller the ratio of the diameter on the ink injection side / the diameter on the ink ejection side, and the smaller the amount of protrusion. We were able to. The nozzle size became stable as the ratio of the diameter of the ink injection side / the diameter of the ink ejection side decreased.

【0082】以上、本発明者によってなされた発明を好
適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱
しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもな
い。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the preferred embodiments, the present invention is not limited to the above, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It goes without saying that it is possible.

【0083】[0083]

【発明の効果】請求項1記載の発明のノズルプレートに
よれば、インクの充填される複数の液室に対してそれぞ
れ連通する複数のノズルが形成され、静電気力で変形さ
れる振動板の復元力で発生する液室内の圧力変化で当該
液室内のインクをノズルから吐出させるノズルプレート
のノズルを、その径が、液室内のインクが流入するイン
ク流入側から当該流入したインクを吐出させるインク吐
出側へと小さくなるとともに、その断面形状が、滑らか
なラウンド形状に形成されたものとしているので、ノズ
ルを流体抵抗が小さく、かつ、連続した面として、駆動
力が比較的小さい静電方式でも、駆動力を効果的にイン
クに伝播することができ、低駆動電圧で充分なインク吐
出を行うことができるとともに、インク吐出性能を向上
させて、省電力化、高速印字及び高印字品質の駆動を行
うことができる。
According to the nozzle plate of the first aspect of the present invention, a plurality of nozzles, which communicate with a plurality of liquid chambers filled with ink, are formed, and the diaphragm which is deformed by electrostatic force is restored. Ink ejection for ejecting the inflowing ink from the ink inflow side where the ink in the liquid chamber is ejected from the ink inflow side where the ink in the liquid chamber is ejected by the pressure change in the liquid chamber caused by the force As the cross-sectional shape of the nozzle is reduced to the side and formed into a smooth round shape, the nozzle has a small fluid resistance and is a continuous surface, and even with an electrostatic system with a relatively small driving force, The driving force can be effectively transmitted to the ink, sufficient ink ejection can be performed with a low driving voltage, and the ink ejection performance is improved to save power. It can be driven in high-speed printing and high printing quality.

【0084】請求項2記載の発明のノズルプレートによ
れば、ノズルのラウンド形状を、インク吐出側からイン
ク注入側の方向であって、ラウンド形状部の端部から端
部までの厚さの3/5の位置での径nをインク吐出部の
径Nで除算した値xが、1≦x≦1.7の範囲のものと
しているので、インクのメニスカスの保持力を高めて、
外乱に対して強いインク吐出を可能とすることができ、
また、メニスカスのリフィルを早くすることができ、よ
り一層高速印字及び高印字品質を安定して実現すること
ができる。
According to the second aspect of the nozzle plate of the present invention, the round shape of the nozzle has a thickness of 3 from the end of the round-shaped portion to the end of the round-shaped portion in the direction from the ink ejection side to the ink injection side. Since the value x obtained by dividing the diameter n at the position of / 5 by the diameter N of the ink ejection portion is in the range of 1 ≦ x ≦ 1.7, the holding force of the ink meniscus is increased,
It is possible to eject ink that is strong against disturbance.
Further, the refilling of the meniscus can be accelerated, and higher speed printing and high printing quality can be stably realized.

【0085】請求項3記載の発明のノズルプレートの製
造方法によれば、インクの充填される複数の液室に対し
てそれぞれ連通する複数のノズルが形成され、静電気力
で変形される振動板の復元力で発生する液室内の圧力変
化で当該液室内のインクをノズルから吐出させるノズル
プレートを製造するに際して、所定の基板上のノズルと
なる部分に電気絶縁皮膜を形成し、当該基板表面上に、
S元素を分子内に有する有機添加剤またはベンゼン環骨
格を有する有機添加剤、あるいは、ベンゼン環骨格を有
する有機添加剤の含有しためっき液を用いた電鋳を実施
した後、電気絶縁皮膜を除去して、基板から電析膜を剥
離し、当該電析膜を、その径が、液室内のインクが流入
するインク流入側から当該流入したインクを吐出させる
インク吐出側へと小さくなるノズルが形成されていると
ともに、当該ノズルの断面形状が、滑らかなラウンド形
状に形成されているノズルプレートとしているので、駆
動力を効果的インクに伝播するインク注入側からメニス
カスの安定性及び加速的移動をもたらすインク吐出側へ
と滑らかに連続するラウンド形状を容易に作製すること
ができるとともに、電析膜の横方向への成長を抑制し
て、ノズル吐出孔の寸法安定性を向上させることがで
き、インク吐出精度が良好で、画像品質の良好なノズル
プレートを簡単かつ高精度に製造することができる。
According to the method for manufacturing a nozzle plate of the third aspect of the present invention, a plurality of nozzles that respectively communicate with a plurality of liquid chambers filled with ink are formed, and a vibration plate that is deformed by electrostatic force is formed. When manufacturing a nozzle plate that ejects the ink in the liquid chamber from the nozzles by the pressure change in the liquid chamber generated by the restoring force, an electrical insulating film is formed on the portion of the predetermined substrate that will become the nozzle, and on the surface of the substrate. ,
After performing electroforming using a plating solution containing an organic additive having an S element in the molecule or an organic additive having a benzene ring skeleton, or an organic additive having a benzene ring skeleton, the electrically insulating film is removed. Then, the electrodeposited film is peeled off from the substrate, and the diameter of the electrodeposited film is reduced from the ink inflow side into which the ink in the liquid chamber flows to the ink discharge side for discharging the inflowed ink. In addition, since the nozzle plate is formed so that the cross-sectional shape of the nozzle is a smooth round shape, the driving force is effectively propagated to the ink, and the stability and accelerated movement of the meniscus are provided from the ink injection side. A round shape that smoothly continues to the ink ejection side can be easily produced, and lateral growth of the electrodeposited film can be suppressed to improve the nozzle ejection hole. It is possible to improve the law stability, the ink ejection accuracy is good, it is possible to produce a good nozzle plate of the image quality easily and highly accurately.

【0086】請求項4記載の発明のノズルプレートの製
造方法によれば、ノズルプレートのインク吐出側の表面
にニッケル―テフロン(登録商標)等の所定の撥水皮膜
の共析めっきを施しているので、インク吐出部周囲にイ
ンクが付着することを防止することができ、安定的に高
画像品質を得ることのできるノズルプレートを簡単かつ
高精度に製造することができる。
According to the method for manufacturing a nozzle plate of the fourth aspect of the invention, the surface of the nozzle plate on the ink ejection side is subjected to eutectoid plating of a predetermined water-repellent film such as nickel-Teflon (registered trademark). Therefore, it is possible to prevent ink from adhering to the periphery of the ink ejection portion, and it is possible to easily and highly accurately manufacture a nozzle plate that can stably obtain high image quality.

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

【図1】本発明のノズルプレート及びノズルプレートの
製造方法の一実施の形態を適用したノズルプレートのノ
ズル部の正面拡大断面図。
FIG. 1 is an enlarged front sectional view of a nozzle portion of a nozzle plate to which an embodiment of a nozzle plate and a method for manufacturing the nozzle plate of the present invention is applied.

【図2】図1のノズルプレートのノズルが円柱形状に近
い略円錐台形状の場合の正面拡大断面図。
FIG. 2 is an enlarged front cross-sectional view of a nozzle of the nozzle plate shown in FIG.

【図3】図1のノズルプレートの製造過程を示す基板上
に電気絶縁皮膜を形成して電析でノズルプレートを製造
している状態を示す正面断面図。
FIG. 3 is a front cross-sectional view showing a process of manufacturing the nozzle plate of FIG. 1, showing a state in which an electric insulating film is formed on a substrate and a nozzle plate is manufactured by electrodeposition.

【図4】比較例と実施例1から実施例4のノズル形状、
x値、駆動電力、駆動周波数及び径精度を比較して示す
図。
FIG. 4 is a nozzle shape of Comparative Example and Examples 1 to 4;
The figure which compares and shows x value, drive power, drive frequency, and diameter accuracy.

【図5】めっき液に添加するS元素を分子内に有する有
機添加剤の濃度とノズルの注入側径/吐出側径の比率の
関係を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the concentration of an organic additive having an S element in the molecule added to the plating solution and the ratio of the injection side diameter / ejection side diameter of the nozzle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ノズルプレート 2 ノズル 2i インク流入部 2o インク吐出部 2r ノズル径 10 基板 11 電気絶縁皮膜 12 電析膜 1 nozzle plate 2 nozzles 2i Ink inlet 2o ink ejector 2r nozzle diameter 10 substrates 11 Electric insulation film 12 Electrodeposition film

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】インクの充填される複数の液室に対してそ
れぞれ連通する複数のノズルが形成され、静電気力で変
形される振動板の復元力で発生する前記液室内の圧力変
化で当該液室内のインクを前記ノズルから吐出させるノ
ズルプレートにおいて、前記ノズルは、その径が、前記
液室内のインクが流入するインク流入側から当該流入し
たインクを吐出させるインク吐出側へと小さくなるとと
もに、その断面形状が、滑らかなラウンド形状に形成さ
れていることを特徴とするノズルプレート。
1. A plurality of nozzles, which communicate with a plurality of liquid chambers filled with ink, are formed, and the liquid is changed by a pressure change in the liquid chamber generated by a restoring force of a diaphragm deformed by an electrostatic force. In the nozzle plate for ejecting ink in the chamber from the nozzle, the diameter of the nozzle decreases from the ink inflow side into which the ink in the liquid chamber flows to the ink ejection side in which the inflow ink is ejected, and Nozzle plate characterized by having a smooth round shape in cross section.
【請求項2】前記ノズルは、前記インク吐出側から前記
インク注入側の方向であって、前記ラウンド形状部の端
部から端部までの厚さの3/5の位置での径nをインク
吐出部の径Nで除算した値をx(=n/N)とすると、当
該x値が、1≦x≦1.7の範囲であることを特徴とす
る請求項1記載のノズルプレート。
2. The ink has a diameter n at a position of 3/5 of the thickness from the end of the round shape portion to the end in the direction from the ink ejection side to the ink injection side. The nozzle plate according to claim 1, wherein the value x divided by the diameter N of the ejection portion is x (= n / N), and the value x is in the range of 1 ≦ x ≦ 1.7.
【請求項3】インクの充填される複数の液室に対してそ
れぞれ連通する複数のノズルが形成され、静電気力で変
形される振動板の復元力で発生する前記液室内の圧力変
化で当該液室内のインクを前記ノズルから吐出させるノ
ズルプレートの製造方法において、所定の基板上の前記
ノズルとなる部分に電気絶縁皮膜を形成し、当該基板表
面上に、S元素を分子内に有する有機添加剤またはベン
ゼン環骨格を有する有機添加剤、あるいは、ベンゼン環
骨格を有する有機添加剤の含有しためっき液を用いた電
鋳を実施した後、電気絶縁皮膜を除去して、前記基板か
ら電析膜を剥離し、当該電析膜を、その径が前記液室内
のインクが流入するインク流入側から当該流入したイン
クを吐出させるインク吐出側へと小さくなる前記ノズル
が形成されるとともに、当該ノズルの断面形状が滑らか
なラウンド形状に形成されているノズルプレートとする
ことを特徴とするノズルプレートの製造方法。
3. A plurality of nozzles, which communicate with a plurality of liquid chambers filled with ink, are formed, and the liquid changes due to a pressure change in the liquid chamber caused by a restoring force of a diaphragm deformed by an electrostatic force. In a method for manufacturing a nozzle plate in which ink in a room is ejected from the nozzles, an organic additive having an S element in the molecule is formed on the surface of the substrate by forming an electrically insulating film on a portion of the predetermined substrate that will be the nozzles Alternatively, after performing electroforming using a plating solution containing an organic additive having a benzene ring skeleton or an organic additive having a benzene ring skeleton, the electrical insulating film is removed, and the electrodeposited film is removed from the substrate. When the nozzle is formed, the diameter of the electrodeposited film is reduced and the diameter of the electrodeposited film is reduced from the ink inflow side into which the ink in the liquid chamber flows to the ink ejection side to eject the inflowing ink. , The method of manufacturing a nozzle plate, characterized in that the nozzle plate cross-sectional shape of the nozzle is formed into a smooth round shape.
【請求項4】前記ノズルプレートの製造方法は、前記ノ
ズルプレートの前記インク吐出側の表面に所定の撥水皮
膜の共析めっきを施すことを特徴とする請求項3記載の
ノズルプレートの製造方法。
4. The method of manufacturing a nozzle plate according to claim 3, wherein the surface of the nozzle plate on the ink ejection side is subjected to eutectoid plating of a predetermined water-repellent coating. .
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