JP2008055831A - Liquid droplet ejection head, its manufacturing method, and liquid droplet ejector - Google Patents

Liquid droplet ejection head, its manufacturing method, and liquid droplet ejector Download PDF

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    • B41J2002/14459Matrix arrangement of the pressure chambers

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid droplet ejection head which is excellent in ejection stability because ink can be prevented from being retained at the wiping-direction terminal end of a recess formed of an end surface, surrounding a nozzle, of a protrusion and a surface of a nozzle plate, when the protrusion is provided around the nozzle in such a manner that its end surface surrounds the nozzle, so as to enhance the reliability of the plurality of nozzles of an inkjet head. <P>SOLUTION: The protrusion 9 is composed of a portion protruding relatively to a first recess 9a which is formed of the surface of the nozzle plate 2 and the end surface 9d surrounding the nozzle 2a, a second recess 9c which is elongated in a wiping direction, and a first liquid channel 9b which connects first and second recesses 9a and 9c together. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、液滴吐出ヘッド、その製造方法及び液滴吐出装置に関する。さらに詳しくは、例えば、インクジェットヘッドの複数のノズルの信頼性の向上のため、ノズルの周辺に、その端面がノズルを囲むように凸部を設ける場合、凸部のノズルを囲む端面とノズルプレートの表面とで形成される凹部のワイピング方向の終端部にインクが滞留するのを防止することが可能で、吐出安定性に優れた液滴吐出ヘッド、その製造方法及び液滴吐出装置に関する。   The present invention relates to a droplet discharge head, a manufacturing method thereof, and a droplet discharge apparatus. More specifically, for example, in order to improve the reliability of a plurality of nozzles of an inkjet head, when providing a convex portion around the nozzle so that its end surface surrounds the nozzle, the end surface surrounding the nozzle of the convex portion and the nozzle plate The present invention relates to a droplet discharge head capable of preventing ink from staying at the end portion in the wiping direction of a recess formed on the surface, and excellent in discharge stability, a manufacturing method thereof, and a droplet discharge apparatus.

従来、インクジェットヘッドにおいては、ノズルの信頼性の向上のためノズル近傍の表面に配設された撥水膜が、用紙ジャム等の紙擦れ等によって擦傷ダメージを受けるという問題があり、その対策として、ノズルの周辺に、その端面がノズルを囲むように凸部を設けることが検討されている。しかし、凸部のノズルを囲む端面とノズルプレートの表面とで形成される凹部のワイピング方向の終端部においてはインクが滞留し易く、ノズル周辺に形成される凸部の高さが高いほどインクの滞留量は増加し、この滞留インクの固化が進んでノズルに達するとインクの吐出安定性に悪影響を及ぼすという問題がある。   Conventional inkjet heads have a problem that the water-repellent film disposed on the surface in the vicinity of the nozzle in order to improve the reliability of the nozzle is damaged by paper rubbing such as paper jam. It has been studied to provide a protrusion around the nozzle so that its end surface surrounds the nozzle. However, ink tends to stay at the end portion in the wiping direction of the concave portion formed by the end surface surrounding the nozzle of the convex portion and the surface of the nozzle plate, and the higher the convex portion formed around the nozzle, the more the ink There is a problem in that the staying amount increases, and when the staying ink is solidified and reaches the nozzle, the ejection stability of the ink is adversely affected.

この問題に鑑み、凹部の異物の除去性を高めるため、凸部のノズル側の端面をテーパ面に構成したものが開示されている(例えば、特許文献1参照)。このテーパ面によって、ノズルプレート表面におけるノズル周辺のメンテナンスを行うブレードが凹部の底面であるノズル面に接触し易くなり、異物の除去能力を高めることができる。また、このようなテーパ面を形成する方法としては、例えば、電鋳によるもの(例えば、特許文献2参照)やレーザー加工又はエッチングよるものが開示されている(例えば、特許文献3参照)。
特許第3060526号公報 特開平4−234665号公報 特開2003−276204号公報
In view of this problem, in order to improve the removability of the foreign matter in the concave portion, a configuration in which the end surface on the nozzle side of the convex portion is configured as a tapered surface is disclosed (for example, see Patent Document 1). This taper surface makes it easier for the blade that performs maintenance around the nozzle on the surface of the nozzle plate to come into contact with the nozzle surface, which is the bottom surface of the recess, and can increase the foreign matter removal capability. As a method for forming such a tapered surface, for example, electroforming (for example, see Patent Document 2), laser processing or etching (for example, see Patent Document 3) are disclosed.
Japanese Patent No. 30605526 JP-A-4-234665 JP 2003-276204 A

しかしながら、特許文献1〜3に開示されたテーパ面を形成する方法の場合、凸部のテーパ角度を制御するのが困難で、複数のノズルに対応した複数の凸部のテーパ角度の均一性を確保することが困難であるという問題がある。   However, in the case of the method of forming a tapered surface disclosed in Patent Documents 1 to 3, it is difficult to control the taper angle of the convex portion, and the taper angle uniformity of the plurality of convex portions corresponding to the plurality of nozzles is difficult. There is a problem that it is difficult to ensure.

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、例えば、インクジェットヘッドの複数のノズルの信頼性の向上のため、ノズルの周辺に、その端面がノズルを囲むように凸部を設ける場合、凸部のノズル側の端面とノズルプレートの表面とで形成される凹部のワイピング方向の終端部にインクが滞留するのを防止することが可能で、吐出安定性に優れた液滴吐出ヘッド、その製造方法及び液滴吐出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems. For example, in order to improve the reliability of a plurality of nozzles of an inkjet head, a protrusion is provided around the nozzle so that its end surface surrounds the nozzle. In this case, it is possible to prevent ink from staying at the end portion in the wiping direction of the concave portion formed by the end surface of the convex portion on the nozzle side and the surface of the nozzle plate, and a liquid droplet ejection head excellent in ejection stability. An object of the present invention is to provide a manufacturing method and a droplet discharge device.

上記目的を達成するため、本発明によって、以下の液滴吐出ヘッド、その製造方法及び液滴吐出装置が提供される。   In order to achieve the above object, the present invention provides the following droplet discharge head, method for manufacturing the same, and droplet discharge apparatus.

[1]液滴を吐出する複数のノズルを有するノズルプレートと、前記ノズルプレートの表面上の前記ノズルの周辺に、その端面が前記ノズルを囲むように配設された凸部とを備えた液滴吐出ヘッドであって、前記凸部は、前記ノズルを囲む端面と前記ノズルプレートの表面とで形成される第1の凹部、ワイピング方向に延伸する第2の凹部、並びに前記第1の凹部及び前記第2の凹部を連結する第1の液体流路、に対して相対的に凸の部分から構成されたものであることを特徴とする液滴吐出ヘッド。 [1] A liquid comprising a nozzle plate having a plurality of nozzles for discharging liquid droplets, and a convex portion disposed around the nozzle on the surface of the nozzle plate so that an end surface of the nozzle plate surrounds the nozzle. In the droplet discharge head, the convex portion includes a first concave portion formed by an end surface surrounding the nozzle and a surface of the nozzle plate, a second concave portion extending in a wiping direction, and the first concave portion and A droplet discharge head characterized in that the droplet discharge head is composed of a portion that is relatively convex with respect to the first liquid channel connecting the second recess.

[2]前記第1の液体流路は、前記第1の凹部から前記ワイピング方向に直交する方向よりも前記ワイピング方向の下流側に移動した方向に延伸して、前記第1の凹部及び前記第2の凹部を連結することを特徴とする前記[1]に記載の液滴吐出ヘッド。 [2] The first liquid channel extends from the first recess in a direction moved to the downstream side of the wiping direction from a direction orthogonal to the wiping direction, and the first recess and the first recess 2. The droplet discharge head according to [1], wherein two recesses are connected.

[3]前記第1の液体流路の、前記第1の凹部との第1の連結開口部の幅は、前記第2の凹部との第2の連結開口部の幅よりも大きいことを特徴とする前記[1]に記載の液滴吐出ヘッド。 [3] The width of the first connection opening with the first recess of the first liquid channel is larger than the width of the second connection opening with the second recess. The droplet discharge head according to [1].

[4]前記第2の凹部が複数形成される場合、複数の前記第2の凹部の前記ワイピング方向の終端部は、第2の液体流路によって互いに連結されていることを特徴とする前記[1]に記載の液滴吐出ヘッド。 [4] When a plurality of the second recesses are formed, terminal portions of the plurality of second recesses in the wiping direction are connected to each other by a second liquid channel. 1].

[5]前記第1の凹部の前記ワイピング方向の終端部は、前記第2の液体流路に連結されていることを特徴とする前記[4]に記載の液滴吐出ヘッド。 [5] The droplet discharge head according to [4], wherein an end portion of the first recess in the wiping direction is connected to the second liquid channel.

[6]液滴を吐出する複数のノズルを有するノズルプレートと、前記ノズルプレートの表面上の前記ノズルの周辺に、その端面が前記ノズルを囲むように配設された凸部とを備えた液滴吐出ヘッドを製造する方法であって、前記ノズルを形成するためのノズル用プレートの表面に、前記凸部を形成するための凸部用プレートを接合する第1の工程と、前記凸部が、前記ノズルを囲む端面と前記ノズルプレートの表面とで形成される第1の凹部、ワイピング方向に延伸する第2の凹部、並びに前記第1の凹部及び前記第2の凹部を連結する第1の液体流路、に対して相対的に凸の部分から構成されたものとなるように、前記凸部用プレートに前記凸部を形成する第2の工程と、前記ノズル用プレートの裏面に、前記ノズルに連通する連通孔が形成されたプールプレートを接合する第3の工程と、前記ノズル用プレートの表面並びに前記凸部の表面及び端面に撥水膜を形成する第4の工程と、前記ノズル用プレートの裏面側から、貫通孔を穿設して前記ノズルを形成する第5の工程と、を含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。 [6] A liquid comprising a nozzle plate having a plurality of nozzles for discharging liquid droplets, and a convex portion disposed around the nozzle on the surface of the nozzle plate so that an end surface of the nozzle plate surrounds the nozzle. A method of manufacturing a droplet discharge head, wherein a first step of joining a convex plate for forming the convex portion to a surface of a nozzle plate for forming the nozzle, and the convex portion A first recess formed by an end surface surrounding the nozzle and the surface of the nozzle plate, a second recess extending in the wiping direction, and a first connecting the first recess and the second recess. A second step of forming the convex portion on the convex portion plate so as to be configured from a portion that is relatively convex with respect to the liquid flow path, and the back surface of the nozzle plate, A communication hole communicating with the nozzle is formed. A third step of bonding the pool plate formed, a fourth step of forming a water-repellent film on the surface of the nozzle plate and the surface and end face of the convex portion, and through the rear surface side of the nozzle plate And a fifth step of forming the nozzle by forming a hole.

[7]前記第2の工程において、前記凸部用プレートの表面にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクとして前記凸部用プレートをエッチングすることによってパターニングして、前記凸部を形成することを特徴とする前記[6]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。 [7] In the second step, a resist pattern is formed on the surface of the convex plate, and the convex plate is patterned by etching the convex plate using the resist pattern as a mask to form the convex portion. The method for producing a droplet discharge head according to [6] above, wherein:

[8]前記第2の工程において、前記第1の液体流路が、前記第1の凹部から前記ワイピング方向に直交する方向よりも前記ワイピング方向の下流側に移動した方向に延伸して前記第1の凹部及び前記第2の凹部を連結するようにパターニングして、前記凸部を形成することを特徴とする前記[6]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。 [8] In the second step, the first liquid channel extends in the direction moved from the first recess to the downstream side of the wiping direction from the direction orthogonal to the wiping direction, and the first liquid channel is extended. The method of manufacturing a droplet discharge head according to [6], wherein the convex portion is formed by patterning so as to connect the first concave portion and the second concave portion.

[9]前記第2の工程において、前記第1の液体流路の、前記第1の凹部との連結開口部(第1の連結開口部)の幅が、前記第2の凹部との連結開口部(第2の連結開口部)の幅よりも大きくなるようにパターニングして、前記凸部を形成することを特徴とする前記[6]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。 [9] In the second step, the width of the connection opening (first connection opening) with the first recess of the first liquid channel is the connection opening with the second recess. The method for manufacturing a droplet discharge head according to [6], wherein the convex portion is formed by patterning so as to be larger than a width of the portion (second connecting opening).

[10]前記第2の工程において、前記第2の凹部が複数形成されるようにパターニングして前記凸部を形成する場合、複数の前記第2の凹部の前記ワイピング方向の終端部が、第2の液体流路によって互いに連結されるようにパターニングして、前記凸部を形成することを特徴とする前記[6]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。 [10] In the second step, when the convex portion is formed by patterning so that a plurality of the second concave portions are formed, the terminal portions of the plurality of second concave portions in the wiping direction are The method of manufacturing a droplet discharge head according to [6], wherein the convex portions are formed by patterning so as to be connected to each other by two liquid flow paths.

[11]前記第2の工程において、前記第1の凹部の前記ワイピング方向の終端部が、前記第2の液体流路に連結されるようにパターニングして、前記凸部を形成することを特徴とする前記[10]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。 [11] In the second step, the convex portion is formed by patterning the terminal portion of the first concave portion in the wiping direction so as to be connected to the second liquid channel. The method for manufacturing a droplet discharge head according to [10].

[12]液滴を吐出する複数のノズルを有するノズルプレートと、前記ノズルプレートの表面上の前記ノズルの周辺に、その端面が前記ノズルを囲むように配設された凸部とを備えた液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、
前記液滴吐出ヘッドは、前記凸部が、前記ノズルを囲む端面と前記ノズルプレートの表面とで形成される第1の凹部、ワイピング方向に延伸する第2の凹部、並びに前記第1の凹部及び前記第2の凹部を連結する第1の液体流路、に対して相対的に凸の部分から構成されたものであることを特徴とする液滴吐出装置。
[12] A liquid comprising a nozzle plate having a plurality of nozzles for discharging droplets, and a convex portion disposed around the nozzle on the surface of the nozzle plate so that an end surface of the nozzle plate surrounds the nozzle. A droplet discharge device including a droplet discharge head,
In the droplet discharge head, the convex portion includes a first concave portion formed by an end surface surrounding the nozzle and a surface of the nozzle plate, a second concave portion extending in a wiping direction, the first concave portion, A droplet discharge device comprising a portion relatively convex with respect to the first liquid channel connecting the second recess.

本発明の請求項1に係る液滴吐出ヘッドによって、凸部のノズルを囲む端面とノズルプレートの表面とで形成される凹部のワイピング方向の終端部に滞留するインクを外方に逃がして滞留量を低減させることが可能となり、優れた吐出安定性が実現される。   With the droplet discharge head according to claim 1 of the present invention, the amount of staying ink is released by escaping the ink staying at the end portion in the wiping direction of the concave portion formed by the end surface surrounding the nozzle of the convex portion and the surface of the nozzle plate. Can be reduced, and excellent discharge stability is realized.

本発明の請求項2〜5に係る液滴吐出ヘッドによって、上述の効果が円滑かつ確実に発揮される。   With the droplet discharge head according to claims 2 to 5 of the present invention, the above-described effects can be exhibited smoothly and reliably.

本発明の請求項6に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によって、凸部のノズルを囲む端面とノズルプレートの表面とで形成される凹部のワイピング方向の終端部に滞留するインクを外方に逃がして滞留量を低減させることが可能で、吐出安定性に優れた液滴吐出ヘッドが効率的に製造される。   By the method for manufacturing a droplet discharge head according to claim 6 of the present invention, the ink staying at the end portion in the wiping direction of the concave portion formed by the end surface surrounding the nozzle of the convex portion and the surface of the nozzle plate is released outward. Accordingly, the amount of staying can be reduced, and a droplet discharge head excellent in discharge stability is efficiently manufactured.

本発明の請求項7〜11に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によって、上述の効果が円滑かつ確実に発揮される。   By the method for manufacturing a droplet discharge head according to the seventh to eleventh aspects of the present invention, the above-described effects can be exhibited smoothly and reliably.

本発明の請求項12に係る液滴吐出装置によって、高精細な画像情報が安定して提供される。   With the droplet discharge device according to claim 12 of the present invention, high-definition image information is stably provided.

[第1の実施の形態]
(液滴吐出ヘッドの構成)
図1及び図2は、本発明の第1の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを示し、図1は平面図、図2(a)は図1のA−A線断面図、図2(b)は(a)のB部詳細図である。
[First Embodiment]
(Configuration of droplet discharge head)
1 and 2 show a droplet discharge head according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view, FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. b) is a detailed view of part B of (a).

この液滴吐出ヘッド1は、図1に示すように、略平行四辺形の振動板7と、振動板7上に配置された複数の圧電素子8と、複数の圧電素子8に対向する位置に形成された複数のノズル2aとを有し、圧電素子8を駆動することにより、内部に貯留されている液体がノズル2aから液滴として吐出するように構成されている。なお、符号7aは、振動板7に設けられ、図示しない液体タンクから液体がヘッド1内部に供給される供給孔を示す。   As shown in FIG. 1, the droplet discharge head 1 includes a substantially parallelogram-shaped diaphragm 7, a plurality of piezoelectric elements 8 disposed on the diaphragm 7, and a position facing the plurality of piezoelectric elements 8. It has a plurality of nozzles 2a formed and by driving the piezoelectric element 8, the liquid stored inside is ejected as droplets from the nozzle 2a. Reference numeral 7 a denotes a supply hole that is provided in the diaphragm 7 and through which liquid is supplied from a liquid tank (not shown) into the head 1.

また、液滴吐出ヘッド1は、図2(a)に示すように、ノズル2aが形成されたノズルプレート2を有し、このノズルプレート2の吐出側と反対側の面(裏面)に、流路部材13として、連通孔3a及び液プール3bを有するプールプレート3と、連通孔4a及び供給孔4bを有する第1の供給孔プレート4Aと、連通孔5a及び供給路5bを有する供給路プレート5と、連通孔4a及び供給孔4bを有する第2の供給孔プレート4Bと、圧力発生室6aを有する圧力発生室プレート6と、振動板7とが順次積層して構成されている。また、上述のように、振動板7上に複数の圧電素子8が配置されている。また、複数の圧電素子8を覆うように、圧電素子8に電圧を印加するためのフレキシブルプリント配線基板12(以下「FPC12」という)が配設され、FPC12を介して圧電素子8を駆動することにより、内部に貯留されている液体がノズル2bから液滴として吐出するように構成されている。   Further, as shown in FIG. 2 (a), the droplet discharge head 1 has a nozzle plate 2 on which nozzles 2a are formed, and a flow (on the back side) opposite to the discharge side of the nozzle plate 2 is flowed. As a path member 13, a pool plate 3 having a communication hole 3a and a liquid pool 3b, a first supply hole plate 4A having a communication hole 4a and a supply hole 4b, and a supply path plate 5 having a communication hole 5a and a supply path 5b. The second supply hole plate 4B having the communication hole 4a and the supply hole 4b, the pressure generation chamber plate 6 having the pressure generation chamber 6a, and the vibration plate 7 are sequentially stacked. Further, as described above, a plurality of piezoelectric elements 8 are arranged on the diaphragm 7. A flexible printed wiring board 12 (hereinafter referred to as “FPC12”) for applying a voltage to the piezoelectric elements 8 is disposed so as to cover the plurality of piezoelectric elements 8, and the piezoelectric elements 8 are driven via the FPC 12. Thus, the liquid stored inside is ejected as droplets from the nozzle 2b.

液滴吐出ヘッド1は、図2(b)に示すように、ノズルプレート2のノズル2a周辺の表面、及び凸部9の端面及び表面に下地層10a及び撥水層10bからなる撥水膜10を形成している。ノズル2aの周辺に撥水膜10を形成することにより、ノズル2aから吐出する液滴がノズル2aに対して垂直方向に吐出されるようになる。また、ノズル2aの周辺に凸部9を設けることにより、ノズル2a周辺の撥水膜10をワイピング等による機械的な摩耗から保護することができる。また、後述するように、凸部9は、ノズル2aを囲む端面9dとノズルプレート2の表面とで形成される第1の凹部9a、ワイピング方向に延伸する第2の凹部9c、並びに第1の凹部9a及び第2の凹部9cを連結する第1の液体流路9b、に対して相対的に凸の部分から構成されている。   As shown in FIG. 2B, the droplet discharge head 1 includes a water repellent film 10 composed of a base layer 10 a and a water repellent layer 10 b on the surface around the nozzle 2 a of the nozzle plate 2 and the end surface and surface of the convex portion 9. Is forming. By forming the water repellent film 10 around the nozzle 2a, the liquid droplets discharged from the nozzle 2a are discharged in a direction perpendicular to the nozzle 2a. Further, by providing the convex portion 9 around the nozzle 2a, the water-repellent film 10 around the nozzle 2a can be protected from mechanical wear due to wiping or the like. As will be described later, the convex portion 9 includes a first concave portion 9a formed by an end surface 9d surrounding the nozzle 2a and the surface of the nozzle plate 2, a second concave portion 9c extending in the wiping direction, and a first concave portion 9c. The first liquid flow path 9b that connects the concave portion 9a and the second concave portion 9c is composed of a relatively convex portion.

図1及び図2では、1つの液滴吐出ヘッド1を示すが、複数の液滴吐出ヘッド1を組み合わせて液滴吐出ヘッドユニットとして、また、複数の液滴吐出ヘッドユニットを配列して液滴吐出ヘッドアレイとして用いることができる。   1 and 2 show one droplet discharge head 1, a plurality of droplet discharge heads 1 are combined to form a droplet discharge head unit, and a plurality of droplet discharge head units are arranged to form a droplet. It can be used as an ejection head array.

次に、液滴吐出ヘッド1の各部の詳細を説明する。   Next, details of each part of the droplet discharge head 1 will be described.

(ノズルプレート)
ノズルプレート2の材質としては、耐インク性に優れること、ノズル2aの形成が容易であること等の観点から、合成樹脂から構成されたものが好ましく、例えば、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリマー、アロマティックポリアミド樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリサルフォン樹脂等を挙げることができる。中でも、自己融着型のポリイミド樹脂が好ましい。ノズルプレート2の厚さは、10〜100μmであることが好ましい。10μm未満であると、十分なノズル長さを確保して良好な印字品質(方向性)を実現することが困難なことがあり、100μmを超えると、可撓性を確保することが困難なことがある。また、上記に限らず、金属板、シリコンウエハ、ガラス板、又はプラスティック板等も用いることができる。
(Nozzle plate)
The material of the nozzle plate 2 is preferably made of a synthetic resin from the viewpoints of excellent ink resistance and easy formation of the nozzle 2a. For example, polyimide resin, polyethylene terephthalate resin, liquid crystal polymer And aromatic polyamide resin, polyethylene naphthalate resin, polysulfone resin and the like. Among these, a self-bonding polyimide resin is preferable. The thickness of the nozzle plate 2 is preferably 10 to 100 μm. If it is less than 10 μm, it may be difficult to secure a sufficient nozzle length to achieve good print quality (direction), and if it exceeds 100 μm, it is difficult to ensure flexibility. There is. In addition to the above, a metal plate, a silicon wafer, a glass plate, a plastic plate, or the like can be used.

(凸部)
図3は、本発明の第1の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの凸部を示す平面図である。図3に示すように、凸部9は、ノズル2aを囲む端面9dとノズルプレート2の表面とで形成される第1の凹部9a、ワイピング方向に延伸する第2の凹部9c、並びに第1の凹部9a及び第2の凹部9cを連結する第1の液体流路9b、に対して相対的に凸の部分から構成されている。なお、図3は、第1の凹部9aの両側に並行して2本の第2の凹部9cが形成された場合であって、第1の凹部9aと第2の凹部9cとがそれぞれ2本(合計4本)の第1の液体流路9bによって連結された場合を示しているが、第1の凹部9aの片側に並行して1本の第2の凹部9cが形成されて、第1の凹部9aと第2の凹部9cとが1本又は複数本の第1の液体流路9bによって連結されたものであってもよい。
(Convex)
FIG. 3 is a plan view showing a convex portion of the droplet discharge head according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the convex portion 9 includes a first concave portion 9a formed by an end surface 9d surrounding the nozzle 2a and the surface of the nozzle plate 2, a second concave portion 9c extending in the wiping direction, and a first concave portion 9c. The first liquid flow path 9b that connects the concave portion 9a and the second concave portion 9c is composed of a relatively convex portion. FIG. 3 shows a case where two second recesses 9c are formed in parallel on both sides of the first recess 9a, and there are two first recesses 9a and two second recesses 9c. Although the case where it is connected by (total four) first liquid channels 9b is shown, one second recess 9c is formed in parallel with one side of the first recess 9a, and the first The recess 9a and the second recess 9c may be connected by one or a plurality of first liquid channels 9b.

第1の液体流路9bは、第1の凹部9aから、図3において矢印で示すワイピング方向に直交する方向よりもワイピング方向の下流側に移動した方向に延伸して、第1の凹部9a及び第2の凹部9cを連結している。   The first liquid channel 9b extends from the first recess 9a in the direction moved to the downstream side in the wiping direction from the direction orthogonal to the wiping direction indicated by the arrow in FIG. The second recess 9c is connected.

第1の液体流路9bの、第1の凹部9aとの第1の連結開口部の幅Waは、第2の凹部9cとの第2の連結開口部の幅Wcよりも大きくなるように構成されている。   The width Wa of the first connection opening with the first recess 9a of the first liquid channel 9b is configured to be larger than the width Wc of the second connection opening with the second recess 9c. Has been.

ここで、凸部9は、金属、合成樹脂、金属と合成樹脂との積層体、又は複数の合成樹脂の積層体から構成されたものであることが好ましい。具体的には、後述するエッチング処理を円滑に行うことができること、また、耐インク性に優れていること等の観点から、SUS等の金属から構成することが好ましい。また、後述するプールプレート3等と同一の材質のプレートを用いることによって、エッチング処理を、一回で効率的に行うことができる。厚さは、10〜20μmが好ましい。合成樹脂としては、上述樹脂の範囲から適宜選択して用いることができる。   Here, it is preferable that the convex part 9 is comprised from the laminated body of a metal, a synthetic resin, the laminated body of a metal and a synthetic resin, or the several synthetic resin. Specifically, it is preferable to use a metal such as SUS from the viewpoint that the etching process described later can be performed smoothly and that ink resistance is excellent. Further, by using a plate made of the same material as the pool plate 3 described later, the etching process can be efficiently performed once. The thickness is preferably 10 to 20 μm. As a synthetic resin, it can select from the range of the said resin suitably, and can use it.

(プールプレート等)
プールプレート3等の材質としては、上述の凸部9の場合と同様に、エッチング処理を円滑に行うことができること、また、耐インク性に優れていること等の観点から、SUS等の金属が好ましい。
(Pool plate etc.)
As the material of the pool plate 3 or the like, a metal such as SUS is used from the viewpoints that the etching process can be performed smoothly and that the ink resistance is excellent as in the case of the above-described convex portion 9. preferable.

(圧電素子)
圧電素子8の材質としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等から構成され、上面に個別電極8a、下面に共通電極8bを有している。個別電極8a及び共通電極8bは、スパッタリング等により形成されており、下面の共通電極8bは、導電性接着剤により振動板7に電気的に接続され、振動板7を介して接地されている。また、圧電素子8は、少なくとも液滴を吐出するために必要とされる面積が、圧力発生室6aに対応する振動板7の位置に個別化されて接合されている。
(Piezoelectric element)
The piezoelectric element 8 is made of, for example, lead zirconate titanate (PZT), and has an individual electrode 8a on the upper surface and a common electrode 8b on the lower surface. The individual electrode 8 a and the common electrode 8 b are formed by sputtering or the like, and the common electrode 8 b on the lower surface is electrically connected to the diaphragm 7 by a conductive adhesive and is grounded via the diaphragm 7. In addition, the piezoelectric element 8 has an area required for discharging at least droplets individually bonded to the position of the diaphragm 7 corresponding to the pressure generating chamber 6a.

(撥水膜)
撥水膜10を構成する下地層10aとして、例えば、厚さが30〜100nmの、SiO、SiO、SiO等のシリコン酸化膜、又はSi、SiN等のシリコン窒化膜を用いることが、耐インク性に優れるとともに、ノズルプレート2として用いるポリイミドのような樹脂及び撥水層10bに用いるフッ素系撥水材料との密着性にも優れていることから好ましい。また、撥水層10bとしては、例えば、フッ素系化合物からなるフッ素系撥水膜、シリコーン系撥水膜、プラズマ重合保護膜、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)ニッケル共析めっき等を挙げることができる。中でも、フッ素系化合物からなるフッ素系撥水膜が、撥水性及び密着性に優れていることから好ましい。撥水層10bの厚さは、10〜50nmであることが好ましい。
(Water repellent film)
As the underlying layer 10a constituting the water-repellent film 10, for example, used with a thickness of 30 to 100 nm, SiO, the SiO 2, silicon oxide film such as SiO x, or Si 2 N 3, a silicon nitride film such as SiN x This is preferable because it is excellent in ink resistance and also has excellent adhesion to a resin such as polyimide used for the nozzle plate 2 and a fluorine-based water repellent material used for the water repellent layer 10b. Examples of the water repellent layer 10b include a fluorine water repellent film made of a fluorine compound, a silicone water repellent film, a plasma polymerization protective film, and polytetrafluoroethylene (PTFE) nickel eutectoid plating. . Among these, a fluorine-based water-repellent film made of a fluorine-based compound is preferable because of its excellent water repellency and adhesion. The thickness of the water repellent layer 10b is preferably 10 to 50 nm.

(液体の流れ)
図4は図1に示す液滴吐出ヘッドの分解斜視図である。液体の流れについて、図4を参照して説明する。振動板7の供給孔7aに供給された液体は、圧力発生室プレート6の供給孔6b、第2の供給孔プレート4Bの供給路4c、供給路プレート5の供給路5c、第1の供給孔プレート4Aの供給路4c、プールプレート3の液プール3b、第1の供給孔プレート4Aの供給孔4b、供給路プレート5の供給路5b、第2の供給孔プレート4Bの供給孔4b、圧力発生室プレート6の圧力発生室6a、第2の供給孔プレート4Bの連通孔4a、供給路プレート5の連通孔5a、第1の供給孔プレート4Aの連通孔4a、及びプールプレート3の連通孔3aを経由して、ノズルプレート2のノズル2aから液滴として吐出する。このように、液プール3bは、各ノズル2aに対する液体の供給に共通に用いられる。
(Liquid flow)
FIG. 4 is an exploded perspective view of the droplet discharge head shown in FIG. The flow of the liquid will be described with reference to FIG. The liquid supplied to the supply hole 7a of the diaphragm 7 includes the supply hole 6b of the pressure generating chamber plate 6, the supply path 4c of the second supply hole plate 4B, the supply path 5c of the supply path plate 5, and the first supply hole. Plate 4A supply path 4c, pool plate 3 liquid pool 3b, first supply hole plate 4A supply hole 4b, supply path plate 5 supply path 5b, second supply hole plate 4B supply hole 4b, pressure generation The pressure generation chamber 6a of the chamber plate 6, the communication hole 4a of the second supply hole plate 4B, the communication hole 5a of the supply path plate 5, the communication hole 4a of the first supply hole plate 4A, and the communication hole 3a of the pool plate 3 And discharged as droplets from the nozzle 2a of the nozzle plate 2. Thus, the liquid pool 3b is commonly used for supplying the liquid to each nozzle 2a.

(第1の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法)
図5(a)〜(g)は、本発明の第1の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を工程順に示す断面図である。
(Method for Manufacturing Droplet Discharge Head According to First Embodiment)
5A to 5G are cross-sectional views showing the method of manufacturing the droplet discharge head according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.

(第1の工程:プレートの接合)
まず、図5(a)に示すように、ポリイミドからなるノズル用プレート2bの表面にSUSからなる凸部用プレート9Aを接合する。
(First step: plate joining)
First, as shown in FIG. 5A, a convex plate 9A made of SUS is joined to the surface of a nozzle plate 2b made of polyimide.

(第2の工程:凸部の形成)
次に、図5(b)に示すように、凸部用プレート9Aの表面にフォトリソグラフィーによってレジストパターン9Bを形成し、図5(c)に示すように、レジストパターン9Bをマスクとして凸部用プレート9Aをエッチングすることによって所定形状にパターニングし、レジストパターン9Bを除去して、凸部9を形成する。この場合、図3に示すように、ノズル2aを囲む端面9dとノズルプレート2の表面とで形成される第1の凹部9a、ワイピング方向に延伸する第2の凹部9c、並びに第1の凹部9a及び第2の凹部9cを連結する第1の液体流路9b、に対して相対的に凸の部分から構成されたものとなるように、凸部9を形成する。このように、本実施の形態においては、1枚のマスクを用いて、第1の凹部9a、第1の液体流路9b、及び第2の凹部9cを有する凸部9を効率的に形成することができる。
(2nd process: Formation of convex part)
Next, as shown in FIG. 5B, a resist pattern 9B is formed on the surface of the convex plate 9A by photolithography, and as shown in FIG. 5C, the resist pattern 9B is used as a mask for the convex portion. The plate 9A is patterned into a predetermined shape by etching, the resist pattern 9B is removed, and the convex portion 9 is formed. In this case, as shown in FIG. 3, the first recess 9a formed by the end surface 9d surrounding the nozzle 2a and the surface of the nozzle plate 2, the second recess 9c extending in the wiping direction, and the first recess 9a. And the convex part 9 is formed so that it may be comprised from the convex part relatively with respect to the 1st liquid flow path 9b which connects the 2nd recessed part 9c. As described above, in the present embodiment, the convex portion 9 having the first concave portion 9a, the first liquid channel 9b, and the second concave portion 9c is efficiently formed using a single mask. be able to.

(第3の工程:プールプレートの接合)
次に、図5(d)に示すように、ノズル用プレート2bの裏面に、ノズル2aに連通する連通孔3a、液プール3bが形成されたプールプレート3を接合する。
(Third step: joining pool plates)
Next, as shown in FIG. 5D, the pool plate 3 in which the communication hole 3a communicating with the nozzle 2a and the liquid pool 3b are formed is joined to the back surface of the nozzle plate 2b.

(第4の工程:撥水膜の形成)
次に、図5(e)に示すように、凸部9の表面及び端面並びにノズル用プレート2bの表面に、下地層10aとして、例えば、スパッタリング法により二酸化ケイ素(SiO)を着膜させて、その後、蒸着法によってフッ素系撥水剤からなる撥水層10bを着膜させて、撥水膜10を形成する。
(Fourth step: formation of water repellent film)
Next, as shown in FIG. 5E, silicon dioxide (SiO 2 ) is deposited on the surface and end surfaces of the projections 9 and the surface of the nozzle plate 2b as a base layer 10a by, for example, sputtering. Thereafter, a water repellent layer 10b made of a fluorine-based water repellent is deposited by vapor deposition to form the water repellent film 10.

(第5の工程:ノズルの形成)
次に、図5(f)に示すように、ノズル用プレート2bの、凸部9の形成された側とは反対側の表面から、エキシマレーザーを照射することによってノズル2aを形成し、第1の積層体S1を形成する。このようなレーザー加工に用いられるレーザーとしては、ガスレーザーであってもよく固体レーザーであってもよい。ガスレーザーとしては、エキシマレーザーを挙げることができ、固体レーザーとしてはYAGレーザーを挙げることができる。中でも、エキシマレーザーを用いることが好ましい。
(Fifth step: formation of nozzle)
Next, as shown in FIG. 5 (f), the nozzle 2a is formed by irradiating the excimer laser from the surface of the nozzle plate 2b opposite to the side on which the projections 9 are formed. The laminate S1 is formed. The laser used for such laser processing may be a gas laser or a solid laser. Examples of the gas laser include an excimer laser, and examples of the solid laser include a YAG laser. Among these, it is preferable to use an excimer laser.

(第6の工程:積層体の接合)
図5(g)に示すように、第1の供給孔プレート4A〜振動版7を積層して形成された第2の積層体S2に、上述の工程で得られた第1の積層体S1を接合する。
(Sixth step: joining of laminates)
As shown in FIG.5 (g), 1st laminated body S1 obtained at the above-mentioned process is added to 2nd laminated body S2 formed by laminating | stacking 1st supply hole plate 4A-vibration plate 7. As shown in FIG. Join.

(第7の工程:圧電素子の接合)
次に、図2(a)に示すように、第1の積層体S1及び第2の積層体S2上に、複数の圧電素子8を接合する。接合方法としては、例えば、ポリイミド,ポリスチレン等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂,エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等の接着剤を用いることができる。
(Seventh step: bonding of piezoelectric elements)
Next, as shown in FIG. 2A, a plurality of piezoelectric elements 8 are bonded on the first stacked body S1 and the second stacked body S2. As a bonding method, for example, an adhesive such as a thermoplastic resin such as polyimide or polystyrene, or a thermosetting resin such as phenol resin or epoxy resin can be used.

(第8の工程:フレキシブルプリント配線基板の配設)
次に、図2(a)に示すように、複数の圧電素子8を覆うように、圧電素子8に電圧を印加するためのFPC12を配設し、FPC12を介して圧電素子8を駆動することにより、内部に貯留されている液体がノズル2bから液滴として吐出するようにする。このようにして、液滴吐出ヘッド10を得ることができる。
(Eighth step: Arrangement of flexible printed circuit board)
Next, as shown in FIG. 2A, an FPC 12 for applying a voltage to the piezoelectric elements 8 is disposed so as to cover the plurality of piezoelectric elements 8, and the piezoelectric elements 8 are driven via the FPC 12. As a result, the liquid stored inside is ejected as droplets from the nozzle 2b. In this way, the droplet discharge head 10 can be obtained.

なお、上述の工程の順番や積層するプレートの順番及び枚数等は適宜変更してもよい。   In addition, you may change suitably the order of the above-mentioned process, the order of the plate to laminate | stack, the number of sheets, etc.

[第2の実施の形態]
(液滴吐出ヘッドにおける凸部の構成)
図6は、本発明の第2の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの凸部を示す平面図である。図5に示すように、本発明の第2の実施の形態における凸部9の形状は、図3に示す本発明の第1の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドにおける凸部9と殆ど同様であるが、第2の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドにおける凸部9の場合、2本の第2の凹部9cのワイピング方向の終端部9eが、第2の液体流路9fによって互いに連結されている点において、第1の実施の形態の場合と相違している。
[Second Embodiment]
(Structure of convex part in droplet discharge head)
FIG. 6 is a plan view showing a convex portion of a droplet discharge head according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the shape of the convex portion 9 in the second embodiment of the present invention is almost the same as that of the convex portion 9 in the liquid droplet ejection head according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. However, in the case of the convex portion 9 in the droplet discharge head according to the second embodiment, the end portions 9e in the wiping direction of the two second concave portions 9c are connected to each other by the second liquid channel 9f. This is different from the case of the first embodiment.

[第3の実施の形態]
(液滴吐出ヘッドにおける凸部の構成)
図7は、本発明の第3の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドにおける凸部を示す平面図である。図7に示すように、本発明の第3の実施の形態における凸部9の形状は、図6に示す本発明の第2の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドにおける凸部9と同様であるが、第3の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドにおける凸部9の場合、第1の凹部9aのワイピング方向の終端部9gが、第2の液体流路9fに連結されている点において、第2の実施の形態の場合と相違している。
[Third Embodiment]
(Structure of convex part in droplet discharge head)
FIG. 7 is a plan view showing a convex portion in a droplet discharge head according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the shape of the convex portion 9 in the third embodiment of the present invention is the same as that of the convex portion 9 in the liquid droplet ejection head according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. However, in the case of the convex portion 9 in the liquid droplet ejection head according to the third embodiment, the end portion 9g in the wiping direction of the first concave portion 9a is connected to the second liquid channel 9f. This is different from the case of the second embodiment.

[第4の実施の形態]
(カラープリンタの構成)
図8は、本発明の第4の実施の形態に係る液滴吐出装置を適用したカラープリンタを模式的に示す構成図である。このカラープリンタ100は、略箱型状の筐体101を有し、筐体101内の下部に、用紙Pを収容する給紙トレイ20、筐体101内の上部に、記録済みの用紙Pが排出される排紙トレイ21を各々配設し、給紙トレイ20から記録位置102を経由して排紙トレイ21に至る主搬送路31a〜31e、及び排紙トレイ21側から記録位置102側に至る反転搬送路32に沿って用紙Pを搬送する搬送機構30を有している。
[Fourth Embodiment]
(Color printer configuration)
FIG. 8 is a configuration diagram schematically showing a color printer to which a droplet discharge device according to a fourth embodiment of the present invention is applied. This color printer 100 has a substantially box-shaped casing 101, a paper feed tray 20 for storing paper P in the lower part of the casing 101, and a recorded paper P in the upper part of the casing 101. Each of the discharged paper discharge trays 21 is disposed, main conveyance paths 31a to 31e from the paper supply tray 20 via the recording position 102 to the paper discharge tray 21, and from the paper discharge tray 21 side to the recording position 102 side. A transport mechanism 30 that transports the paper P along the reverse transport path 32 is provided.

記録位置102には、図1に示す液滴吐出ヘッド1の複数個を並列させて記録ヘッドユニットを構成し、4個の記録ヘッドユニットをそれぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のインク滴を吐出する記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kとして用紙Pの搬送方向に配列して記録ヘッドアレイを構成している。   At the recording position 102, a plurality of droplet discharge heads 1 shown in FIG. 1 are arranged in parallel to form a recording head unit. The four recording head units are respectively yellow (Y), magenta (M), and cyan (C ) And black (K) recording head units 41Y, 41M, 41C, and 41K that eject ink droplets of each color are arranged in the transport direction of the paper P to form a recording head array.

また、カラープリンタ100は、用紙Pを吸着する吸着手段としての帯電ロール43と、無端ベルト35を介して記録ヘッドユニット20に対向して配置されたプラテン44と、記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kの近傍に配置されたメンテナンスユニット45と、本カラープリンタ100の各部を制御するとともに、画像信号に基づいて記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kを構成する液滴吐出ヘッド1の圧電素子8に駆動電圧を印加し、ノズル2aからインク滴を吐出させ、用紙P上のカラー画像を記録する図示しない制御部とを備える。   Further, the color printer 100 includes a charging roll 43 as an adsorbing unit that adsorbs the paper P, a platen 44 disposed opposite to the recording head unit 20 via the endless belt 35, and recording head units 41Y, 41M, and 41C. The piezoelectric element of the droplet discharge head 1 that controls the maintenance unit 45 arranged in the vicinity of 41K and each part of the color printer 100 and constitutes the recording head units 41Y, 41M, 41C, 41K based on image signals 8 includes a control unit (not shown) that applies a driving voltage to eject ink droplets from the nozzle 2a and records a color image on the paper P.

記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kは、用紙Pの幅以上の有効印字領域を有する。なお、液滴を吐出させる方法として、圧電方式を用いたが、特に制限はなく、例えば、サーマル方式等の汎用されている方式を適宜用いることができる。   The recording head units 41 </ b> Y, 41 </ b> M, 41 </ b> C, and 41 </ b> K have an effective print area that is equal to or larger than the width of the paper P. In addition, although the piezoelectric method was used as a method for discharging droplets, there is no particular limitation, and for example, a widely used method such as a thermal method can be appropriately used.

記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kの上部には、記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kに対応する色のインクを収容するインクタンク42Y、42M、42C、42Kを配設している。各インクタンク42Y、42M、42C、42Kからは、インクが各液滴吐出ヘッド1に図示しない配管を経由して供給されるように構成されている。   Ink tanks 42Y, 42M, 42C, and 42K that store inks corresponding to the recording head units 41Y, 41M, 41C, and 41K are disposed above the recording head units 41Y, 41M, 41C, and 41K. From each ink tank 42Y, 42M, 42C, 42K, it is comprised so that ink may be supplied to each droplet discharge head 1 via piping which is not shown in figure.

インクタンク42Y、42M、42C、42Kに収容されるインクとしては特に制限はなく、例えば、水性、油性、溶剤系等の汎用されているインクを適宜用いることができる。   The ink stored in the ink tanks 42Y, 42M, 42C, and 42K is not particularly limited, and for example, commonly used inks such as water-based, oil-based, and solvent-based inks can be appropriately used.

搬送機構30は、給紙トレイ20から用紙Pを1枚ずつ取り出して主搬送路31aに供給するピックアップロール33と、主搬送路31a、31b、31d、31e、及び反転搬送路32の各部に配置され、用紙Pを搬送する複数の搬送ロール34と、記録位置102に設けられ、用紙Pを排紙トレイ21方向に搬送する無端ベルト35と、無端ベルト35が張架された駆動ロール36及び従動ロール37と、搬送ロール34及び駆動ロール36を駆動する図示しない駆動モータとを備える。   The transport mechanism 30 is disposed in each part of the pick-up roll 33 that takes out the paper P one by one from the paper feed tray 20 and supplies it to the main transport path 31a, the main transport paths 31a, 31b, 31d, 31e, and the reverse transport path 32. A plurality of transport rolls 34 that transport the paper P, an endless belt 35 that is provided at the recording position 102 and transports the paper P in the direction of the paper discharge tray 21, a drive roll 36 on which the endless belt 35 is stretched, and a follower A roll 37 and a drive motor (not shown) that drives the transport roll 34 and the drive roll 36 are provided.

(カラープリンタの動作)
次に、カラープリンタ100の動作を説明する。搬送機構30は、制御部の制御の下に、ピックアップロール33及び搬送ロール34を駆動し、給紙トレイ20から用紙Pを取り出して主搬送路31a,31bに沿って搬送する。用紙Pが無端ベルト35の近傍に差し掛かると、帯電ロール43の静電吸着力によって用紙Pに電荷が付与され、用紙Pは無端ベルト35に吸着する。
(Color printer operation)
Next, the operation of the color printer 100 will be described. The transport mechanism 30 drives the pickup roll 33 and the transport roll 34 under the control of the control unit, takes out the paper P from the paper feed tray 20, and transports it along the main transport paths 31a and 31b. When the paper P reaches the vicinity of the endless belt 35, electric charge is applied to the paper P by the electrostatic attraction force of the charging roll 43, and the paper P is attracted to the endless belt 35.

無端ベルト35は、駆動ロール36の駆動によって回転移動し、用紙Pが記録位置102に搬送されると、記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kによってカラー画像が記録される。   The endless belt 35 is rotated by driving of the driving roll 36, and when the paper P is conveyed to the recording position 102, a color image is recorded by the recording head units 41Y, 41M, 41C, and 41K.

すなわち、図2に示す液滴吐出ヘッド1の液プール3bは、インクタンク42Y、42M、42C、42Kから供給されたインクで満たされており、液プール3bからインクが供給孔4b及び供給路5bを介して圧力発生室6aに供給され、圧力発生室6aにインクが貯留している。画像信号に基づいて複数の圧電素子8に駆動電圧を選択的に印加すると、振動板7は圧電素子8の変形に伴ってたわみ、これにより、圧力発生室6a内の容積が変化し、圧力発生室6aに貯留しているインクが連通孔5a,4a,3aを介してノズル2aからインク滴として用紙P上に吐出し、用紙Pに画像を記録する。用紙Pは、Y、M、C、Kの画像が順次上書きされ、カラー画像が記録される。   That is, the liquid pool 3b of the droplet discharge head 1 shown in FIG. 2 is filled with ink supplied from the ink tanks 42Y, 42M, 42C, and 42K, and ink is supplied from the liquid pool 3b to the supply holes 4b and the supply paths 5b. Is supplied to the pressure generating chamber 6a, and ink is stored in the pressure generating chamber 6a. When a driving voltage is selectively applied to the plurality of piezoelectric elements 8 based on the image signal, the diaphragm 7 bends as the piezoelectric elements 8 are deformed, thereby changing the volume in the pressure generating chamber 6a and generating pressure. The ink stored in the chamber 6a is ejected as ink droplets from the nozzle 2a onto the paper P through the communication holes 5a, 4a and 3a, and an image is recorded on the paper P. On the paper P, Y, M, C, and K images are sequentially overwritten, and a color image is recorded.

カラー画像が記録された用紙Pは、搬送機構30によって主搬送路31dを経由して排紙トレイ21に排出される。   The paper P on which the color image is recorded is discharged to the paper discharge tray 21 by the transport mechanism 30 via the main transport path 31d.

なお、両面記録モードが設定されている場合は、排紙トレイ21に一旦排出された用紙Pは、再び主搬送路31eに戻り、反転搬送路32を経由して再び主搬送路31bを経由して記録位置102に搬送され、記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kによって前回記録された用紙Pの面と反対の面にカラー画像が記録される。   When the duplex recording mode is set, the paper P once discharged to the paper discharge tray 21 returns to the main transport path 31e again, passes through the reverse transport path 32, and again passes through the main transport path 31b. Then, the color image is recorded on the surface opposite to the surface of the paper P recorded last time by the recording head units 41Y, 41M, 41C, and 41K.

本発明は、上記実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。例えば、凸部9を、金属からなる上層と合成樹脂からなる下層との積層体から構成して、ノズル2aの近傍においては、ノズルプレート2上の金属からなる上層を除去し、合成樹脂からなる下層がノズル2aの一部を形成するように構成してもよい。   The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, the convex portion 9 is composed of a laminate of an upper layer made of metal and a lower layer made of synthetic resin, and in the vicinity of the nozzle 2a, the upper layer made of metal on the nozzle plate 2 is removed and made of synthetic resin. You may comprise so that a lower layer may form a part of nozzle 2a.

本発明の液滴吐出ヘッド、その製造方法及び液滴吐出装置は、液滴を吐出することによって高精細な画像情報のパターンを形成することが要請される各種産業分野、例えば、高分子フィルムやガラス表面上にインクジェット法を用いてインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルタを形成したり、半田ペーストを基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成したり、回路基板の配線を形成する等の電気・電子工業分野、ガラス基板等に反応試薬を吐出してサンプルとの反応を検査するバイオチップを製造する医療分野等で有効に利用される。   The droplet discharge head, the manufacturing method thereof, and the droplet discharge apparatus of the present invention are used in various industrial fields in which high-definition image information patterns are required to be formed by discharging droplets, such as polymer films and the like. Ink is ejected onto the glass surface to form display color filters, solder paste is ejected onto the substrate to form component mounting bumps, circuit board wiring, etc. It is effectively used in the electrical / electronic industry field, the medical field for producing a biochip for inspecting the reaction with a sample by discharging a reaction reagent onto a glass substrate or the like.

本発明の第1の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの平面図である。1 is a plan view of a droplet discharge head according to a first embodiment of the present invention. (a)は、図1のA−A線断面図、(b)は、(a)のB部詳細図である。(A) is the sectional view on the AA line of FIG. 1, (b) is the B section detailed drawing of (a). 本発明の第1の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの凸部を示す平面図である。It is a top view which shows the convex part of the droplet discharge head which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図1に示す液滴吐出ヘッドの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the droplet discharge head shown in FIG. (a)〜(g)は、本発明の第1の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造方法を工程順に示す断面図である。(A)-(g) is sectional drawing which shows the manufacturing method of the droplet discharge head concerning the 1st Embodiment of this invention in order of a process. 本発明の第2の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの凸部を示す平面図である。It is a top view which shows the convex part of the droplet discharge head which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの凸部を示す平面図である。It is a top view which shows the convex part of the droplet discharge head which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態に係る液滴吐出装置を適用したカラープリンタを模式的に示す構成図である。It is a block diagram which shows typically the color printer to which the droplet discharge apparatus which concerns on the 4th Embodiment of this invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

1 液滴吐出ヘッド
2 ノズルプレート
2a ノズル
2b ノズル用プレート
3 プールプレート
3a 連通孔
3b 液プール
4A 第1の供給孔プレート
4B 第2の供給孔プレート
4a 連通孔
4b 供給孔
5 供給路プレート
5a 連通孔
5b 供給路
6 圧力発生室プレート
6a 圧力発生室
7 振動板
7a 供給孔
8 圧電素子
8a 個別電極
8b 共通電極
9 凸部
9A 凸部用プレート
9B レジストパターン
9a 第1の凹部
9b 第1の液体流路
9c 第2の凹部
9d ノズル側の端面
9e 第2の凹部のワイピング方向の終端部
9f 第2の液体流路
9g 第1の凹部のワイピング方向の終端部
10 撥水膜
10a 下地層
10b 撥水層
12 フレキシブル配線基板(FPC)
13 流路部材
20 給紙トレイ
21 排紙トレイ
30 搬送機構
31a〜31e 主搬送路
32 反転搬送路
33 ピックアップロール
34 搬送ロール
35 無端ベルト
36 駆動ロール
37 従動ロール
41Y、41M、41C、41K 記録ヘッドユニット
42Y、42M、42C、42K インクタンク
43 帯電ロール
44 プレテン
45 メンテナンスユニット
100 カラープリンタ
101 筐体
102 記録位置
P 用紙
Wa 第1の連結開口部の幅
Wc 第2の連結開口部の幅
S1 第1の積層体
S2 第2の積層体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Droplet discharge head 2 Nozzle plate 2a Nozzle 2b Nozzle plate 3 Pool plate 3a Communication hole 3b Liquid pool 4A 1st supply hole plate 4B 2nd supply hole plate 4a Communication hole 4b Supply hole 5 Supply path plate 5a Communication hole 5b Supply path 6 Pressure generation chamber plate 6a Pressure generation chamber 7 Diaphragm 7a Supply hole 8 Piezoelectric element 8a Individual electrode 8b Common electrode 9 Protrusion 9A Protrusion plate 9B Resist pattern 9a First recess 9b First liquid flow path 9c Second recess 9d End surface 9e on the nozzle side End portion 9f of the second recess in the wiping direction Second liquid channel 9g End portion 10 in the wiping direction of the first recess 10 Water repellent film 10a Underlayer 10b Water repellent layer 12 Flexible wiring board (FPC)
13 Channel member 20 Paper feed tray 21 Paper discharge tray 30 Transport mechanisms 31a to 31e Main transport path 32 Reverse transport path 33 Pickup roll 34 Transport roll 35 Endless belt 36 Drive roll 37 Driven rolls 41Y, 41M, 41C, 41K Recording head unit 42Y, 42M, 42C, 42K Ink tank 43 Charging roll 44 Preten 45 Maintenance unit 100 Color printer 101 Housing 102 Recording position P Paper Wa Width of first connection opening Wc Width of second connection opening S1 First Laminated body S2 Second laminated body

Claims (12)

液滴を吐出する複数のノズルを有するノズルプレートと、前記ノズルプレートの表面上の前記ノズルの周辺に、その端面が前記ノズルを囲むように配設された凸部とを備えた液滴吐出ヘッドであって、
前記凸部は、前記ノズルを囲む端面と前記ノズルプレートの表面とで形成される第1の凹部、ワイピング方向に延伸する第2の凹部、並びに前記第1の凹部及び前記第2の凹部を連結する第1の液体流路、に対して相対的に凸の部分から構成されたものであることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
A droplet discharge head comprising: a nozzle plate having a plurality of nozzles for discharging droplets; and a convex portion disposed around the nozzle on the surface of the nozzle plate so that an end surface of the nozzle plate surrounds the nozzle Because
The convex portion connects the first concave portion formed by the end surface surrounding the nozzle and the surface of the nozzle plate, the second concave portion extending in the wiping direction, and the first concave portion and the second concave portion. A liquid droplet ejection head, comprising: a first liquid flow path that is relatively convex with respect to the first liquid flow path.
前記第1の液体流路は、前記第1の凹部から前記ワイピング方向に直交する方向よりも前記ワイピング方向の下流側に移動した方向に延伸して、前記第1の凹部及び前記第2の凹部を連結することを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。   The first liquid channel extends from the first recess in a direction moved to the downstream side of the wiping direction from a direction orthogonal to the wiping direction, and the first recess and the second recess The droplet discharge head according to claim 1, wherein the droplet discharge heads are connected. 前記第1の液体流路の、前記第1の凹部との第1の連結開口部の幅は、前記第2の凹部との第2の連結開口部の幅よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。   The width of the first connection opening with the first recess of the first liquid channel is larger than the width of the second connection opening with the second recess. Item 2. A droplet discharge head according to Item 1. 前記第2の凹部が複数形成される場合、複数の前記第2の凹部の前記ワイピング方向の終端部は、第2の液体流路によって互いに連結されていることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。   2. The terminal according to claim 1, wherein when a plurality of the second recesses are formed, terminal portions of the plurality of second recesses in the wiping direction are connected to each other by a second liquid channel. Droplet discharge head. 前記第1の凹部の前記ワイピング方向の終端部は、前記第2の液体流路に連結されていることを特徴とする請求項4に記載の液滴吐出ヘッド。   5. The droplet discharge head according to claim 4, wherein an end portion of the first recess in the wiping direction is connected to the second liquid flow path. 液滴を吐出する複数のノズルを有するノズルプレートと、前記ノズルプレートの表面上の前記ノズルの周辺に、その端面が前記ノズルを囲むように配設された凸部とを備えた液滴吐出ヘッドを製造する方法であって、
前記ノズルを形成するためのノズル用プレートの表面に、前記凸部を形成するための凸部用プレートを接合する第1の工程と、
前記凸部が、前記ノズルを囲む端面と前記ノズルプレートの表面とで形成される第1の凹部、ワイピング方向に延伸する第2の凹部、並びに前記第1の凹部及び前記第2の凹部を連結する第1の液体流路、に対して相対的に凸の部分から構成されたものとなるように、前記凸部用プレートに前記凸部を形成する第2の工程と、
前記ノズル用プレートの裏面に、前記ノズルに連通する連通孔が形成されたプールプレートを接合する第3の工程と、
前記ノズル用プレートの表面並びに前記凸部の表面及び端面に撥水膜を形成する第4の工程と、
前記ノズル用プレートの裏面側から、貫通孔を穿設して前記ノズルを形成する第5の工程と、を含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
A droplet discharge head comprising: a nozzle plate having a plurality of nozzles for discharging droplets; and a convex portion disposed around the nozzle on the surface of the nozzle plate so that an end surface of the nozzle plate surrounds the nozzle A method of manufacturing
A first step of joining the convex plate for forming the convex portion to the surface of the nozzle plate for forming the nozzle;
The convex portion connects the first concave portion formed by the end surface surrounding the nozzle and the surface of the nozzle plate, the second concave portion extending in the wiping direction, and the first concave portion and the second concave portion. A second step of forming the convex portion on the convex plate so as to be configured from a convex portion relative to the first liquid channel.
A third step of joining a pool plate in which a communication hole communicating with the nozzle is formed on the back surface of the nozzle plate;
A fourth step of forming a water repellent film on the surface of the nozzle plate and the surface and end surface of the convex portion;
And a fifth step of forming the nozzle by drilling a through hole from the back side of the nozzle plate.
前記第2の工程において、前記凸部用プレートの表面にレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクとして前記凸部用プレートをエッチングすることによってパターニングして、前記凸部を形成することを特徴とする請求項6に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。   In the second step, a resist pattern is formed on the surface of the convex plate, and the convex plate is patterned by etching the convex plate using the resist pattern as a mask to form the convex portion. A method for manufacturing a droplet discharge head according to claim 6. 前記第2の工程において、前記第1の液体流路が、前記第1の凹部から前記ワイピング方向に直交する方向よりも前記ワイピング方向の下流側に移動した方向に延伸して前記第1の凹部及び前記第2の凹部を連結するようにパターニングして、前記凸部を形成することを特徴とする請求項6に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。   In the second step, the first liquid channel extends in the direction moved from the first recess to the downstream side in the wiping direction from the direction orthogonal to the wiping direction, and the first recess. The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 6, wherein the convex portions are formed by patterning so as to connect the second concave portions. 前記第2の工程において、前記第1の液体流路の、前記第1の凹部との第1の連結開口部の幅が、前記第2の凹部との第2の連結開口部の幅よりも大きくなるようにパターニングして、前記凸部を形成することを特徴とする請求項6に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。   In the second step, the width of the first connection opening with the first recess of the first liquid channel is larger than the width of the second connection opening with the second recess. The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 6, wherein the convex portion is formed by patterning to be large. 前記第2の工程において、前記第2の凹部が複数形成されるようにパターニングして前記凸部を形成する場合、複数の前記第2の凹部の前記ワイピング方向の終端部が、第2の液体流路によって互いに連結されるようにパターニングして、前記凸部を形成することを特徴とする請求項6に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。   In the second step, when the convex portions are formed by patterning so that a plurality of the second concave portions are formed, the terminal portions of the plurality of second concave portions in the wiping direction are the second liquid. The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 6, wherein the convex portions are formed by patterning so as to be connected to each other by a flow path. 前記第2の工程において、前記第1の凹部の前記ワイピング方向の終端部が、前記第2の液体流路に連結されるようにパターニングして、前記凸部を形成することを特徴とする請求項10に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。   In the second step, the convex portion is formed by patterning a terminal portion of the first concave portion in the wiping direction so as to be connected to the second liquid channel. Item 11. A method for manufacturing a droplet discharge head according to Item 10. 液滴を吐出する複数のノズルを有するノズルプレートと、前記ノズルプレートの表面上の前記ノズルの周辺に、その端面が前記ノズルを囲むように配設された凸部とを備えた液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置であって、
前記液滴吐出ヘッドは、前記凸部が、前記ノズルを囲む端面と前記ノズルプレートの表面とで形成される第1の凹部、ワイピング方向に延伸する第2の凹部、並びに前記第1の凹部及び前記第2の凹部を連結する第1の液体流路、に対して相対的に凸の部分から構成されたものであることを特徴とする液滴吐出装置。
A droplet discharge head comprising: a nozzle plate having a plurality of nozzles for discharging droplets; and a convex portion disposed around the nozzle on the surface of the nozzle plate so that an end surface of the nozzle plate surrounds the nozzle A droplet discharge device comprising:
In the droplet discharge head, the convex portion includes a first concave portion formed by an end surface surrounding the nozzle and a surface of the nozzle plate, a second concave portion extending in a wiping direction, the first concave portion, A droplet discharge device comprising a portion relatively convex with respect to the first liquid channel connecting the second recess.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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