JP2008229941A - Method for depositing liquid repellent film on nozzle plate, and manufacturing method for liquid droplet jetting apparatus - Google Patents

Method for depositing liquid repellent film on nozzle plate, and manufacturing method for liquid droplet jetting apparatus Download PDF

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毅 中西
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To deposit a liquid repellent film on a nozzle plate having a high wear-resistance. <P>SOLUTION: For an inkjet printer, five plates, an oscillating plate 30, and plates 10 to 13, which constitute a flow passage unit 4, are stacked and bonded. Then, a piezo-electric layer 31 is formed on the top surface of the oscillating plate 30. A heat treatment is applied to the piezo-electric layer 31 by heating the piezo-electric layer 31, the metal plate 30 and the plates 10 to 13 to a specified temperature (600 to 900°C) or higher under a lead atmosphere. At this time, the heat-treatment is simultaneously applied under the lead atmosphere, and a chrome oxide which is grown on a liquid droplet jetting surface 22 reacts with the lead in the atmosphere, so that the liquid repellent film 23 containing iron, chrome and lead is deposited. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ノズルプレートの撥液膜形成方法及び液滴噴射装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for forming a liquid repellent film on a nozzle plate and a method for manufacturing a droplet ejecting apparatus.

液滴を噴射する液滴噴射装置として、例えば、インクジェットヘッドが知られている。このインクジェットヘッドは、一般的に、インクを噴射するための微細なノズルが微小間隔を隔てて複数形成されたノズルプレートを有する。   As a droplet ejecting apparatus that ejects droplets, for example, an inkjet head is known. In general, the ink jet head has a nozzle plate in which a plurality of fine nozzles for ejecting ink are formed at minute intervals.

この複数のノズルの噴射口が形成されたノズルプレートの液滴噴射面の噴射口周囲にインクが付着すると、その後に噴射されたインクは、液滴噴射面に付着したインクの表面張力や粘性などの影響を受けて、噴射軌道が曲げられて噴射されてしまうことがある。その結果、所定の液滴噴射対象の位置にインクを噴射することができなくなるという問題がある。そこで、液滴噴射面にインクの付着を防止する撥液膜を形成することが従来から行われている。   When ink adheres to the periphery of the droplet ejection surface of the nozzle plate in which the ejection ports of the plurality of nozzles are formed, the ink ejected after that causes surface tension or viscosity of the ink adhered to the droplet ejection surface. The injection trajectory may be bent and injected under the influence of the above. As a result, there is a problem in that ink cannot be ejected to a predetermined droplet ejection target position. Therefore, a liquid repellent film that prevents ink from adhering to the droplet ejection surface has been conventionally formed.

このようなノズルプレートに撥液膜を形成する方法として、特許文献1には、ポリイミドの合成樹脂製のノズルプレートにポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などを含むフッ素樹脂を塗布するなどして、撥液膜を形成する方法が知られている。   As a method of forming a liquid repellent film on such a nozzle plate, Patent Document 1 discloses that a fluorine resin containing polytetrafluoroethylene (PTFE) or the like is applied to a nozzle plate made of a synthetic resin of polyimide. A method for forming a liquid film is known.

特開平10−278278号公報(図1)Japanese Patent Laid-Open No. 10-278278 (FIG. 1)

ところで、このようなインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタには、一般的にゴムなどの弾性部材からなるワイパが設けられており、このワイパで液滴噴射面を摩擦すること(ワイピング)により、液滴噴射面に付着したインクを除去するように構成されている。   By the way, an ink jet printer equipped with such an ink jet head is generally provided with a wiper made of an elastic member such as rubber, and the liquid droplet is ejected by rubbing (wiping) the droplet ejection surface with the wiper. It is configured to remove ink adhering to the ejection surface.

しかしながら、上述した特許文献1に記載の撥液膜は、合成樹脂材料により構成されるため、耐摩耗性が低く、ワイピングを繰り返すにつれて撥液膜が摩耗し、撥液性が低下してしまう。   However, since the liquid repellent film described in Patent Document 1 described above is made of a synthetic resin material, the wear resistance is low, and the liquid repellent film is worn away as wiping is repeated, resulting in a decrease in liquid repellency.

そこで、本発明の目的は、耐摩耗性の高いノズルプレートの撥液膜を形成する方法及び液滴噴射装置の製造方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for forming a liquid-repellent film of a nozzle plate having high wear resistance and a method for manufacturing a droplet ejecting apparatus.

本発明のノズルプレートの撥液膜形成方法は、複数のノズルを有するステンレス鋼製のノズルプレートの、前記複数のノズルの噴射口が配置された液滴噴射面に撥液膜を形成する方法であって、前記ノズルプレートを、鉛雰囲気中において所定の結晶生成温度以上に加熱することにより、前記ノズルプレートの液滴噴射面に、少なくとも鉄、クロム、及び、鉛を含む金属酸化物の結晶からなる撥液膜を形成する。   The method for forming a liquid-repellent film on a nozzle plate according to the present invention is a method of forming a liquid-repellent film on a droplet ejection surface of a nozzle plate made of stainless steel having a plurality of nozzles, on which ejection ports of the plurality of nozzles are arranged. The nozzle plate is heated to a temperature higher than a predetermined crystal formation temperature in a lead atmosphere, so that the droplet ejection surface of the nozzle plate is made of a metal oxide crystal containing at least iron, chromium, and lead. A liquid repellent film is formed.

本発明のノズルプレートの撥液膜形成方法においては、ノズルプレートを鉛雰囲気中で所定の結晶生成温度以上に加熱することにより、液滴噴射面に、鉄、クロム、及び、鉛を含む金属酸化物の結晶を生成させる。このような金属酸化物の撥液膜が液滴噴射面に生成されることによって、液滴噴射面における液体の接触角が増加し、さらに、結晶成長により凹凸が生じることによって、さらなる接触角の増大が可能となる。つまり、液滴噴射面の撥液性が高まることになる。このように、金属酸化物により構成された撥液膜であることから、樹脂材料により構成された撥液膜に比べて、耐摩耗性の優れた撥液膜が得られる。   In the method for forming a liquid repellent film for a nozzle plate according to the present invention, the nozzle plate is heated to a temperature higher than a predetermined crystal formation temperature in a lead atmosphere, whereby a metal oxide containing iron, chromium, and lead is formed on the droplet ejection surface. Crystals of the product are generated. By forming such a metal oxide liquid repellent film on the droplet ejection surface, the contact angle of the liquid on the droplet ejection surface is increased, and further, unevenness is generated by crystal growth. Increase is possible. That is, the liquid repellency of the droplet ejection surface is increased. Thus, since it is a liquid repellent film comprised by the metal oxide, compared with the liquid repellent film comprised by the resin material, the liquid repellent film excellent in abrasion resistance is obtained.

また、このとき、本発明において、前記結晶生成温度は、600〜900℃であることが好ましい。このように、結晶生成温度である600〜900℃で加熱することにより、十分に結晶を成長させて凹凸を生じさせることができる。   At this time, in the present invention, the crystal formation temperature is preferably 600 to 900 ° C. As described above, by heating at 600 to 900 ° C. which is the crystal formation temperature, the crystal can be sufficiently grown and unevenness can be generated.

また、本発明の液滴噴射装置の製造方法は、複数のノズルを有するステンレス鋼製のノズルプレートを含み、且つ、前記複数のノズルに連通する液体流路を有する、流路ユニットを製造する流路ユニット製造工程と、前記流路ユニットの一表面に配置されて、前記液体流路内の液体に噴射圧力を付与する、圧電アクチュエータを製造するアクチュエータ製造工程とを備え、前記アクチュエータ製造工程は、鉛成分を含有する圧電材料からなる圧電層を、前記流路ユニットと一体化するように形成する圧電層形成工程と、前記圧電層を所定の熱処理温度以上に加熱する熱処理工程とを有し、前記熱処理工程において、一体化した前記流路ユニットと前記圧電層とを、鉛雰囲気中で加熱することにより、前記圧電層の熱処理を行うと同時に、前記ノズルプレートの、前記複数のノズルの噴射口が配置された液滴噴射面に、少なくとも鉄、クロム、及び、鉛を含む金属酸化物の結晶からなる撥液膜を形成する。   In addition, a method for manufacturing a droplet ejecting apparatus according to the present invention includes a stainless steel nozzle plate having a plurality of nozzles, and a flow channel unit for manufacturing a channel unit having a liquid channel communicating with the plurality of nozzles. A path unit manufacturing process, and an actuator manufacturing process for manufacturing a piezoelectric actuator that is disposed on one surface of the flow path unit and applies an injection pressure to the liquid in the liquid flow path. A piezoelectric layer forming step of forming a piezoelectric layer made of a piezoelectric material containing a lead component so as to be integrated with the flow path unit; and a heat treatment step of heating the piezoelectric layer to a predetermined heat treatment temperature or more, In the heat treatment step, the integrated flow path unit and the piezoelectric layer are heated in a lead atmosphere, thereby simultaneously performing the heat treatment of the piezoelectric layer. The nozzle plate, the liquid droplet jetting surface in which ejecting ports are arranged in the plurality of nozzles, forming at least iron, chromium, and liquid-repellent film made of a crystalline metal oxide containing lead.

本発明の液滴噴射装置の製造方法によれば、ノズルプレートを鉛雰囲気中で所定の熱処理温度以上に加熱することにより、液滴噴射面に、鉄、クロム、及び、鉛を含む金属酸化物の結晶を生成させる。このような金属酸化物の撥液膜が液滴噴射面に生成されることによって、液滴噴射面における液体の接触角が増加し、さらに、結晶成長により凹凸が生じることによって、さらなる接触角の増大が可能となる。つまり、液滴噴射面の撥液性が高まることになる。このように、金属酸化物により構成された撥液膜であることから、樹脂材料により構成された撥液膜に比べて、耐摩耗性の優れた撥液膜が得られる。また、鉛雰囲気中で加熱することにより、圧電材料の鉛成分が減少するのを抑制しながら圧電層の熱処理を行うとともに、同時に、ノズルプレートの撥液膜形成をも行うことができる。   According to the method for manufacturing a droplet ejecting apparatus of the present invention, the nozzle plate is heated to a temperature equal to or higher than a predetermined heat treatment temperature in a lead atmosphere, whereby a metal oxide containing iron, chromium, and lead is formed on the droplet ejecting surface. To produce crystals. By forming such a metal oxide liquid repellent film on the droplet ejection surface, the contact angle of the liquid on the droplet ejection surface is increased, and further, unevenness is generated by crystal growth. Increase is possible. That is, the liquid repellency of the droplet ejection surface is increased. Thus, since it is a liquid repellent film comprised by the metal oxide, compared with the liquid repellent film comprised by the resin material, the liquid repellent film excellent in abrasion resistance is obtained. Further, by heating in a lead atmosphere, the piezoelectric layer can be heat-treated while suppressing a decrease in the lead component of the piezoelectric material, and at the same time, a liquid repellent film can be formed on the nozzle plate.

また、前記流路ユニット製造工程において、前記ノズルプレートと、前記液体流路を形成する1以上の金属プレートとを積層して、所定の接合温度以上に加熱しながら加圧することにより、前記ノズルプレートと前記金属プレートとを金属拡散接合により接合することが好ましい。この構成によれば、ノズルプレートと金属プレートとを金属拡散接合により接合することで、流路ユニットを容易に製造することができる。   Further, in the flow channel unit manufacturing process, the nozzle plate and one or more metal plates forming the liquid flow channel are stacked, and the nozzle plate is pressurized while being heated to a predetermined bonding temperature or higher. And the metal plate are preferably joined by metal diffusion bonding. According to this configuration, the flow path unit can be easily manufactured by joining the nozzle plate and the metal plate by metal diffusion bonding.

本発明によると、ノズルプレートを鉛雰囲気中で所定の結晶生成温度以上に加熱することにより、液滴噴射面に、鉄、クロム、及び、鉛を含む金属酸化物の結晶を生成させる。このような金属酸化物の撥液膜が液滴噴射面に生成されることによって、液滴噴射面における液体の接触角が増加し、さらに、結晶成長により凹凸が生じることによって、さらなる接触角の増大が可能となる。つまり、液滴噴射面の撥液性が高まることになる。このように、金属酸化物により構成された撥液膜であることから、樹脂材料により構成された撥液膜に比べて、耐摩耗性の優れた撥液膜が得られる。   According to the present invention, the nozzle plate is heated to a predetermined crystal formation temperature or higher in a lead atmosphere, thereby generating a metal oxide crystal containing iron, chromium, and lead on the droplet ejection surface. By forming such a metal oxide liquid repellent film on the droplet ejection surface, the contact angle of the liquid on the droplet ejection surface is increased, and further, unevenness is generated by crystal growth. Increase is possible. That is, the liquid repellency of the droplet ejection surface is increased. Thus, since it is a liquid repellent film comprised by the metal oxide, compared with the liquid repellent film comprised by the resin material, the liquid repellent film excellent in abrasion resistance is obtained.

本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、インクに噴射圧力を付与して、この噴射圧力によりノズルから記録用紙に対してインクの液滴を噴射して所望の画像や文字などを記録するインクジェットヘッド(液滴噴射装置)に本発明を適用した一例である。   An embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, an ink jet head (liquid droplet ejecting apparatus) that applies a jet pressure to ink and jets ink droplets from a nozzle onto a recording sheet by the jet pressure to record a desired image or character. It is an example which applied this invention to.

まず、本実施形態のインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタについて簡単に説明する。図1に示すように、インクジェットプリンタ100は、図1の左右方向に移動可能なキャリッジ2と、このキャリッジ2に設けられて記録用紙Pに対してインクを噴射するシリアル型のインクジェットヘッド1と、記録用紙Pを図1の前方へ搬送する搬送ローラ3などを備えている。インクジェットヘッド1は、キャリッジ2と一体的に左右方向(走査方向)へ移動して、その下面に配置されたノズル20(図2〜図4参照)から記録用紙Pに対してインクを噴射して所望の文字や画像などを記録する。また、インクジェットヘッド1により画像などが記録された記録用紙Pは、搬送ローラ3により前方(紙送り方向)へ排出される。   First, an ink jet printer provided with the ink jet head of this embodiment will be briefly described. As shown in FIG. 1, an inkjet printer 100 includes a carriage 2 that can move in the left-right direction in FIG. 1, a serial type inkjet head 1 that is provided on the carriage 2 and that ejects ink onto recording paper P, A conveyance roller 3 for conveying the recording paper P forward in FIG. 1 is provided. The inkjet head 1 moves in the left-right direction (scanning direction) integrally with the carriage 2 and ejects ink onto the recording paper P from the nozzles 20 (see FIGS. 2 to 4) arranged on the lower surface thereof. Record the desired characters and images. Further, the recording paper P on which an image or the like is recorded by the ink jet head 1 is discharged forward (paper feeding direction) by the transport roller 3.

次に、インクジェットヘッド1について説明する。図2〜図4に示すように、インクジェットヘッド1は、圧力室14を含み、ノズル20に連通するインク流路21(液体流路)が形成された流路ユニット4と、圧力室14内のインクに噴射圧力を付与する圧電アクチュエータ5とを備えている。   Next, the inkjet head 1 will be described. As shown in FIGS. 2 to 4, the inkjet head 1 includes the pressure chamber 14, the flow path unit 4 in which the ink flow path 21 (liquid flow path) communicating with the nozzle 20 is formed, and the pressure chamber 14. And a piezoelectric actuator 5 that applies an ejection pressure to the ink.

まず、流路ユニット4について説明する。図4に示すように、流路ユニット4は、キャビティプレート10、ベースプレート11、マニホールドプレート12、及びノズルプレート13を備えており、これら4枚のプレート10〜13が積層状態で接合されている。これら4枚のプレート10〜13は、ステンレス鋼製の板であり、ノズル20や圧力室14や後述するマニホールド17などのインク流路21をエッチングにより容易に形成することができるようになっている。このステンレス鋼の表面には、含有するクロムが酸素と結合して緻密な酸化クロムの膜が形成されており、鉄などの他の金属材料に比べて耐食性に優れている。流路ユニット4は、水を主成分とするインクと常に接触することから、このような耐食性に優れるステンレス鋼製のプレートが好適に用いられる。   First, the flow path unit 4 will be described. As shown in FIG. 4, the flow path unit 4 includes a cavity plate 10, a base plate 11, a manifold plate 12, and a nozzle plate 13, and these four plates 10 to 13 are joined in a stacked state. These four plates 10 to 13 are stainless steel plates, and the ink flow paths 21 such as the nozzle 20, the pressure chamber 14, and the manifold 17 described later can be easily formed by etching. . On the surface of this stainless steel, the contained chromium is combined with oxygen to form a dense chromium oxide film, which is superior in corrosion resistance compared to other metal materials such as iron. Since the flow path unit 4 is always in contact with ink containing water as a main component, such a plate made of stainless steel having excellent corrosion resistance is preferably used.

図2〜図4に示すように、4枚のプレート10〜13のうち、最も上方に位置するキャビティプレート10には、平面に沿って配列された複数の圧力室14がキャビティプレート10を貫通する孔により形成され、複数の圧力室14は隔壁部10aにより区画されている。そして、複数の圧力室14は上下両側から後述の振動板30及びベースプレート11によりそれぞれ覆われている。また、複数の圧力室14は、紙送り方向(図2の上下方向)に2列に配列されている。さらに、各圧力室14は、平面視で走査方向(図2の左右方向)に長尺な、略楕円状に形成されている。   As shown in FIGS. 2 to 4, among the four plates 10 to 13, the uppermost cavity plate 10 has a plurality of pressure chambers 14 arranged along a plane passing through the cavity plate 10. The plurality of pressure chambers 14 are defined by partition walls 10a. The plurality of pressure chambers 14 are respectively covered with a diaphragm 30 and a base plate 11 described later from above and below. The plurality of pressure chambers 14 are arranged in two rows in the paper feeding direction (up and down direction in FIG. 2). Further, each pressure chamber 14 is formed in a substantially elliptical shape that is long in the scanning direction (left-right direction in FIG. 2) in plan view.

図3、図4に示すように、ベースプレート11の、平面視で圧力室14の両端部と重なる位置には、それぞれ連通孔15,16が形成されている。また、マニホールドプレート12には、平面視で、2列に配列された圧力室14の連通孔15側の部分と重なるように、紙送り方向に延びる2つのマニホールド17が形成されている。これら2つのマニホールド17は、後述の振動板30に形成されたインク供給口18(図2参照)に連通しており、図示しないインクタンクからインク供給口18を介してマニホールド17へインクが供給される。さらに、マニホールドプレート12の、平面視で複数の圧力室14のマニホールド17と反対側の端部と重なる位置には、それぞれ、複数の連通孔16に連なる複数の連通孔19も形成されている。   As shown in FIGS. 3 and 4, communication holes 15 and 16 are formed at positions where the base plate 11 overlaps both end portions of the pressure chamber 14 in a plan view, respectively. The manifold plate 12 is formed with two manifolds 17 extending in the paper feeding direction so as to overlap with the communication hole 15 side portions of the pressure chambers 14 arranged in two rows in a plan view. These two manifolds 17 communicate with an ink supply port 18 (see FIG. 2) formed in a vibration plate 30 described later, and ink is supplied from an ink tank (not shown) to the manifold 17 via the ink supply port 18. The Furthermore, a plurality of communication holes 19 that are continuous with the plurality of communication holes 16 are also formed at positions where the manifold plate 12 overlaps the ends of the plurality of pressure chambers 14 opposite to the manifold 17 in plan view.

さらに、ノズルプレート13の、平面視で複数の連通孔19にそれぞれ重なる位置には、複数のノズル20が形成されている。図2に示すように、複数のノズル20は、紙送り方向に沿って2列に配列された複数の圧力室14のマニホールド17と反対側の端部とそれぞれ重なるように配置されて、2列のノズル列を構成している。図4に示すように、ノズルプレート13の下面は、複数のノズル20の噴射口が配置された液滴噴射面22となっている。   Further, a plurality of nozzles 20 are formed at positions where the nozzle plate 13 respectively overlaps the plurality of communication holes 19 in plan view. As shown in FIG. 2, the plurality of nozzles 20 are arranged so as to overlap with the end portions on the opposite side of the manifold 17 of the plurality of pressure chambers 14 arranged in two rows along the paper feeding direction. The nozzle row is configured. As shown in FIG. 4, the lower surface of the nozzle plate 13 is a droplet ejection surface 22 on which ejection ports of a plurality of nozzles 20 are arranged.

そして、図4に示すように、マニホールド17は連通孔15を介して圧力室14に連通し、さらに、圧力室14は、連通孔16,19を介してノズル20に連通している。このように、流路ユニット4内には、マニホールド17から圧力室14を経てノズル20に至る個別インク流路21が複数形成されている。   As shown in FIG. 4, the manifold 17 communicates with the pressure chamber 14 through the communication hole 15, and the pressure chamber 14 communicates with the nozzle 20 through the communication holes 16 and 19. As described above, a plurality of individual ink flow paths 21 extending from the manifold 17 to the nozzles 20 through the pressure chambers 14 are formed in the flow path unit 4.

このとき、ノズル20の噴射口が配置され、この噴射口からインクの液滴を噴射する液滴噴射面22には、インクが濡れて噴射口周囲に残留しないようにステンレス鋼の主成分である鉄とクロムに加え、さらに鉛を含んだ金属酸化物の結晶からなる撥液膜23が形成されている。これは、液滴噴射面22の噴射口周囲にインクが残留すると、その後に噴射されたインクは、液滴噴射面22の噴射口周囲に残留したインクの表面張力や粘性などの影響を受けて、噴射軌道が曲げられて噴射される。そこで、液滴噴射面22にインクが残留するのを防止するために、撥液膜23が形成されている。なお、この金属酸化物により構成された撥液膜23は、樹脂材料により構成された撥液膜に比べて、耐摩耗性の優れている。   At this time, the ejection port of the nozzle 20 is disposed, and the droplet ejection surface 22 that ejects ink droplets from the ejection port is a main component of stainless steel so that the ink does not get wet and remains around the ejection port. A liquid repellent film 23 made of a metal oxide crystal containing lead in addition to iron and chromium is formed. This is because when ink remains around the ejection port of the droplet ejection surface 22, the ink ejected thereafter is affected by the surface tension or viscosity of the ink remaining around the ejection port of the droplet ejection surface 22. The jet trajectory is bent and jetted. Therefore, a liquid repellent film 23 is formed in order to prevent ink from remaining on the droplet ejection surface 22. The liquid repellent film 23 made of this metal oxide is superior in wear resistance as compared with the liquid repellent film made of a resin material.

この撥液膜23は、インクが濡れて液滴噴射面22にインクが残留しないように撥液性の高いものが要求される。撥液性は液滴噴射面22に対する液滴の接触角で表される。接触角とは、図5に示される角度θであり、接触角θは大きくなるほど、撥液性が高くなる。この接触角θは、液滴噴射面22の撥液膜23を構成する材料の組成により決まる。さらに、接触角θが90度以上の場合において、液滴噴射面22の凹凸(表面粗さ)が大きくなるほど、接触角θはさらに大きくなる。換言すると、接触角θが90度未満の場合において、液滴噴射面22の凹凸が大きくなるほど、接触角θは小さくなる。   The liquid repellent film 23 is required to have a high liquid repellency so that the ink is wet and the ink does not remain on the droplet ejection surface 22. The liquid repellency is expressed by the contact angle of the droplet with respect to the droplet ejection surface 22. The contact angle is an angle θ shown in FIG. 5, and the larger the contact angle θ, the higher the liquid repellency. This contact angle θ is determined by the composition of the material constituting the liquid repellent film 23 on the droplet ejection surface 22. Further, when the contact angle θ is 90 degrees or more, the contact angle θ is further increased as the unevenness (surface roughness) of the droplet ejection surface 22 is increased. In other words, when the contact angle θ is less than 90 degrees, the contact angle θ decreases as the unevenness of the droplet ejection surface 22 increases.

次に、圧電アクチュエータ5について説明する。図2〜図4に示すように、圧電アクチュエータ5は、複数の圧力室14を有するキャビティプレート10の上面に配置された振動板30と、この振動板30の上面に複数の圧電室14に跨って連続的に形成された圧電層31と、この圧電層31の上面に配置された複数の個別電極32とを備えている。   Next, the piezoelectric actuator 5 will be described. As shown in FIGS. 2 to 4, the piezoelectric actuator 5 includes a diaphragm 30 disposed on the upper surface of the cavity plate 10 having a plurality of pressure chambers 14, and straddles the piezoelectric chambers 14 on the upper surface of the diaphragm 30. And a plurality of individual electrodes 32 disposed on the upper surface of the piezoelectric layer 31.

振動板30は、平面視で略矩形状の金属板であり、例えば、ステンレス鋼などの鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、あるいは、チタン系合金などからなる。この振動板30は、キャビティプレート10の上面に複数の圧力室14を覆うように配設された状態で、複数の圧力室14を囲うように配置された隔壁部10aに接合されている。また、金属製であり導電性を有する振動板30の上面は、複数の個別電極32との間で圧電層31を挟み、この圧電層31に厚み方向の電界を生じさせる共通電極を兼ねている。したがって、振動板30とは別に共通電極が不要であり、その分、圧電アクチュエータ5の構成が簡単になる。さらに、この共通電極としての振動板30は常にグランド電位に保持されている。   The diaphragm 30 is a substantially rectangular metal plate in plan view, and is made of, for example, an iron-based alloy such as stainless steel, a copper-based alloy, a nickel-based alloy, or a titanium-based alloy. The vibration plate 30 is joined to a partition wall portion 10 a disposed so as to surround the plurality of pressure chambers 14 while being disposed on the upper surface of the cavity plate 10 so as to cover the plurality of pressure chambers 14. Further, the upper surface of the vibration plate 30 made of metal and having conductivity also serves as a common electrode that sandwiches the piezoelectric layer 31 with the plurality of individual electrodes 32 and generates an electric field in the thickness direction in the piezoelectric layer 31. . Therefore, a common electrode is not required separately from the diaphragm 30, and the configuration of the piezoelectric actuator 5 is simplified correspondingly. Further, the diaphragm 30 as the common electrode is always held at the ground potential.

振動板30の上面には、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)を主成分とする、圧電材料からなる圧電層31が形成されている。この圧電層31は、複数の圧力室14を覆うように連続的に形成されている。   On the upper surface of the vibration plate 30, a piezoelectric layer 31 made of a piezoelectric material mainly composed of lead zirconate titanate (PZT), which is a solid solution and is a ferroelectric substance, is formed of lead titanate and lead zirconate. Yes. The piezoelectric layer 31 is continuously formed so as to cover the plurality of pressure chambers 14.

圧電層31の上面には、圧力室14よりも一回り小さい略楕円形の平面形状を有する複数の個別電極32が、複数の圧力室14にそれぞれ対応して形成されている。これら個別電極32は、対応する圧力室14と対向する領域において、圧力室14の周縁から離れた中央部(駆動部)にそれぞれ配置されている。また、個別電極32は、金、銀、パラジウム、白金、あるいは、チタンなどの導電性材料からなる。   On the upper surface of the piezoelectric layer 31, a plurality of individual electrodes 32 having a substantially elliptical planar shape that is slightly smaller than the pressure chamber 14 are formed corresponding to the plurality of pressure chambers 14, respectively. These individual electrodes 32 are respectively arranged in a central portion (drive unit) away from the peripheral edge of the pressure chamber 14 in a region facing the corresponding pressure chamber 14. The individual electrode 32 is made of a conductive material such as gold, silver, palladium, platinum, or titanium.

さらに、2列に配列された複数の個別電極32の連通孔15側(図2の左右方向外側)の端部からは、それぞれ複数の端子部35が、圧力室14の周縁を越えて外側の領域まで引き出されている。また、複数の端子部35には、図示しないフレキシブルプリント配線板(Flexible Printed Circuit:FPC)などの可撓性を有する配線部材の接点が接合され、複数の個別電極32は、配線部材及び複数の端子部35を介して図示しないドライバICとそれぞれ電気的に接続されている。そして、圧電アクチュエータ5の駆動時には、ドライバICから、インクを噴射させる所望のノズル20に対応する個別電極32に対して所定の駆動電圧が印加されるようになっている。   Further, a plurality of terminal portions 35 extend from the ends of the plurality of individual electrodes 32 arranged in two rows on the side of the communication hole 15 (outside in the left-right direction in FIG. 2) beyond the periphery of the pressure chamber 14. It is pulled out to the area. In addition, contacts of a flexible wiring member such as a flexible printed circuit (FPC) (not shown) are joined to the plurality of terminal portions 35, and the plurality of individual electrodes 32 include the wiring member and the plurality of terminals. The driver ICs (not shown) are electrically connected to each other through the terminal portion 35. When the piezoelectric actuator 5 is driven, a predetermined drive voltage is applied from the driver IC to the individual electrode 32 corresponding to the desired nozzle 20 that ejects ink.

次に、インク噴射時における圧電アクチュエータ5の作用について説明する。複数の個別電極32に対してドライバICから選択的に駆動電圧が印加されると、駆動電圧が印加された圧電層31上側の個別電極32と、グランド電位に保持されている圧電層31下側の共通電極としての振動板30の電位が互いに異なった状態となることから、個別電極32と振動板30の間に挟まれた、駆動部の圧電層31に厚み方向の電界が生じる。そして、圧電層31の分極方向と電界方向とが同じ場合には、圧電層31はその分極方向である厚み方向に伸びて水平方向に収縮し、この圧電層31の収縮変形に伴って、振動板30の圧力室14と対向する領域が圧力室14側に変位して、振動板30が圧力室14側に凸になるように変形する。このとき、圧力室14の容積が減少することからその内部のインクに噴射圧力が付与され、圧力室14に連通するノズル20からインクの液滴が噴射される。   Next, the operation of the piezoelectric actuator 5 during ink ejection will be described. When a driving voltage is selectively applied from the driver IC to the plurality of individual electrodes 32, the individual electrodes 32 on the upper side of the piezoelectric layer 31 to which the driving voltage is applied and the lower side of the piezoelectric layer 31 held at the ground potential. Since the potentials of the diaphragm 30 serving as the common electrode are different from each other, an electric field in the thickness direction is generated in the piezoelectric layer 31 of the drive unit sandwiched between the individual electrode 32 and the diaphragm 30. When the polarization direction of the piezoelectric layer 31 is the same as the electric field direction, the piezoelectric layer 31 extends in the thickness direction, which is the polarization direction, and contracts in the horizontal direction. A region of the plate 30 facing the pressure chamber 14 is displaced toward the pressure chamber 14, and the diaphragm 30 is deformed so as to be convex toward the pressure chamber 14. At this time, since the volume of the pressure chamber 14 is reduced, an ejection pressure is applied to the ink inside the pressure chamber 14, and ink droplets are ejected from the nozzle 20 communicating with the pressure chamber 14.

次に、本実施形態のインクジェットヘッド1の製造方法について、図6を参照して説明する。まず、図6(a)に示すように、流路ユニット4を構成する金属プレート10〜13に、ノズル20や圧力室14やマニホールド17などのインク流路21を構成する孔を形成する。これらのプレート10〜13は金属材料からなるため、エッチングによりインク流路21を構成する孔を容易に形成することができる。   Next, a method for manufacturing the ink jet head 1 of the present embodiment will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 6A, holes constituting the ink flow path 21 such as the nozzle 20, the pressure chamber 14, and the manifold 17 are formed in the metal plates 10 to 13 constituting the flow path unit 4. Since these plates 10 to 13 are made of a metal material, the holes constituting the ink flow path 21 can be easily formed by etching.

そして、振動板30と、流路ユニット4を構成するプレート10〜13との、5枚のプレートを積層して接合する(流路ユニット製造工程)。この接合工程においては、例えば、積層したプレートを所定温度(例えば、1000℃)以上に加熱しながら加圧することにより、5枚のプレートを金属拡散接合により接合することができる。あるいは、5枚のプレートを耐熱性の高いセラミックス接着剤で接合してもよい。   Then, five plates of the diaphragm 30 and the plates 10 to 13 constituting the flow path unit 4 are stacked and joined (flow path unit manufacturing process). In this bonding step, for example, the five plates can be bonded by metal diffusion bonding by pressing the stacked plates while heating them to a predetermined temperature (for example, 1000 ° C.) or higher. Alternatively, the five plates may be joined with a ceramic adhesive having high heat resistance.

次に、図6(b)に示すように、振動板30の上面に流路ユニット4と一体化するように圧電層31を形成する(圧電層形成工程)。ここで、圧電層31は、エアロゾルデポジション法(AD法)、スパッタ法、化学蒸着法(CVD法)、水素合成法などにより形成することができる。例えば、AD法の場合では、圧電層31は、PZTなどの圧電材料の粒子を振動板30の上面に高速で衝突させて堆積させることにより形成することができる。   Next, as shown in FIG. 6B, the piezoelectric layer 31 is formed on the upper surface of the vibration plate 30 so as to be integrated with the flow path unit 4 (piezoelectric layer forming step). Here, the piezoelectric layer 31 can be formed by an aerosol deposition method (AD method), a sputtering method, a chemical vapor deposition method (CVD method), a hydrogen synthesis method, or the like. For example, in the case of the AD method, the piezoelectric layer 31 can be formed by causing particles of a piezoelectric material such as PZT to collide with the upper surface of the vibration plate 30 at high speed and deposit them.

ところで、AD法などにより圧電層31を形成した場合に、圧電層31中に、粒子の微細化や格子欠陥などが生じていると、そのままでは、振動板30を変形させるのに必要な圧電特性は得られない。そこで、このような場合には、圧電材料の粒子結晶を成長させるとともに結晶中の格子結晶を修復して、圧電特性を向上させるために、圧電層31、金属板30、及びプレート10〜13を所定のアニール温度以上(600〜900℃)に加熱して、圧電層31に対して熱処理(アニール処理)を施す。   By the way, when the piezoelectric layer 31 is formed by the AD method or the like, if the particles are refined or have lattice defects in the piezoelectric layer 31, the piezoelectric characteristics necessary for deforming the diaphragm 30 as it is. Cannot be obtained. Therefore, in such a case, the piezoelectric layer 31, the metal plate 30, and the plates 10 to 13 are used to improve the piezoelectric characteristics by growing the particle crystal of the piezoelectric material and repairing the lattice crystal in the crystal. The piezoelectric layer 31 is subjected to heat treatment (annealing) by heating to a predetermined annealing temperature or higher (600 to 900 ° C.).

なお、この熱処理の際には、圧電層31に含まれる鉛成分の拡散が促進され、そのままでは圧電層31に含まれる鉛成分が減少してしまう。そこで、鉛雰囲気で圧電層31の熱処理を行うことにより、圧電層31に含まれる鉛成分の拡散を防止し、圧電層31に含まれる鉛成分の減少を抑制する。例えば、圧電層31及び流路ユニット4の積層体と鉛の固体とを同じ炉内に収容して加熱することで、鉛雰囲気内で熱処理を行う。   In this heat treatment, the diffusion of the lead component contained in the piezoelectric layer 31 is promoted, and the lead component contained in the piezoelectric layer 31 is reduced as it is. Therefore, by performing heat treatment of the piezoelectric layer 31 in a lead atmosphere, diffusion of the lead component contained in the piezoelectric layer 31 is prevented, and reduction of the lead component contained in the piezoelectric layer 31 is suppressed. For example, the laminated body of the piezoelectric layer 31 and the flow path unit 4 and the lead solid are accommodated in the same furnace and heated to perform heat treatment in a lead atmosphere.

このとき同時に、圧電層31とともに流路ユニット4のノズルプレート13も鉛雰囲気の炉内に収容され、600〜900℃で加熱される。これにより、ステンレス鋼に含まれる鉄、クロム及び酸素などが鉛と反応し、鉄、クロム及び鉛を含んだ金属酸化物の結晶からなる撥液膜23が液滴噴射面22に形成される。このステンレス鋼に含まれる鉄、クロム及び酸素などに鉛成分が加わることで、液滴噴射面22に形成された撥液膜23の撥液性は高くなる。さらに、600〜900℃で加熱することにより、金属酸化物の結晶成長が促進されて、液滴噴射面22の凹凸が大きくなるため、液滴噴射面22に形成された撥液膜23の撥液性はさらに高くなる。   At the same time, the nozzle plate 13 of the flow path unit 4 together with the piezoelectric layer 31 is also housed in a furnace in a lead atmosphere and heated at 600 to 900 ° C. As a result, iron, chromium, oxygen, and the like contained in the stainless steel react with lead, and a liquid repellent film 23 made of a metal oxide crystal containing iron, chromium, and lead is formed on the droplet ejection surface 22. By adding a lead component to iron, chromium, oxygen, and the like contained in this stainless steel, the liquid repellency of the liquid repellent film 23 formed on the droplet ejection surface 22 is increased. Furthermore, by heating at 600 to 900 ° C., the crystal growth of the metal oxide is promoted and the unevenness of the droplet ejection surface 22 is increased, so that the liquid repellent film 23 formed on the droplet ejection surface 22 is repelled. Liquidity is further increased.

そして、図6(c)に示すように、圧電層31の上面の、複数の圧力室14の中央部とそれぞれ重なる領域に複数の個別電極32を形成する。これら複数の個別電極32は、スクリーン印刷、蒸着法、スパッタ法などにより形成することができる。   Then, as shown in FIG. 6C, a plurality of individual electrodes 32 are formed in regions on the upper surface of the piezoelectric layer 31 that respectively overlap with the central portions of the plurality of pressure chambers 14. The plurality of individual electrodes 32 can be formed by screen printing, vapor deposition, sputtering, or the like.

次に、本発明の効果を検証するために具体的な実施例及び比較例を合わせて説明する。以下に説明する実施例及び比較例は、鉛雰囲気でステンレス鋼を850℃の熱処理温度で15分間加熱した場合(実施例)と空気雰囲気でステンレス鋼を850℃の熱処理温度で15分間加熱した場合(比較例)とで、それぞれ2つ試料を作製した。そして、作製された試料の表面に純水を付着させた場合における接触角θを3回測定した。なお、ステンレス鋼には、鉄を主成分とし、16〜18%のクロム及び0.6%以下のニッケルを含むSUS430を用いた。作製された実施例及び比較例の試料から測定された接触角θを表1に示す。   Next, in order to verify the effects of the present invention, specific examples and comparative examples will be described together. In the examples and comparative examples described below, the stainless steel is heated in a lead atmosphere at a heat treatment temperature of 850 ° C. for 15 minutes (Example) and the stainless steel is heated in an air atmosphere at a heat treatment temperature of 850 ° C. for 15 minutes. (Comparative example) and two samples were produced respectively. And contact angle (theta) in the case where pure water was made to adhere to the surface of the produced sample was measured 3 times. For stainless steel, SUS430 containing iron as a main component and containing 16 to 18% chromium and 0.6% or less nickel was used. Table 1 shows the contact angle θ measured from the manufactured samples of the example and the comparative example.

表1に示すように、実施例の試料の表面における接触角は、比較例の試料の表面における接触角より大きい値となっている。   As shown in Table 1, the contact angle on the surface of the sample of the example is larger than the contact angle on the surface of the sample of the comparative example.

このとき、実施例及び比較例の試料の表面を電子顕微鏡により撮影した画像を図7(a)、(b)に示す。実施例の試料の表面に生成された粒子の大きさ(図7(a)参照)は、比較例の試料の表面に生成された粒子の大きさ(図7(b)参照)よりもかなり大きくなっている。さらに、この実施例及び比較例の試料の表面に生成された粒子を、図示しないX線解析装置で解析した。その結果、実施例の試料の表面に生成された粒子は、図8(a)に示すように、酸素、鉛、クロム及び鉄を主成分とし、比較例の試料の表面に生成された粒子は、図8(b)に示すように、酸素、クロム及び鉄を主成分としている。   At this time, the image which image | photographed the surface of the sample of an Example and a comparative example with the electron microscope is shown to Fig.7 (a), (b). The size of the particles generated on the surface of the sample of the example (see FIG. 7A) is considerably larger than the size of the particles generated on the surface of the sample of the comparative example (see FIG. 7B). It has become. Further, the particles generated on the surfaces of the samples of this example and the comparative example were analyzed with an X-ray analyzer (not shown). As a result, as shown in FIG. 8A, the particles generated on the surface of the sample of the example are mainly composed of oxygen, lead, chromium and iron, and the particles generated on the surface of the sample of the comparative example are As shown in FIG. 8B, oxygen, chromium and iron are the main components.

これは、以下のような理由によると考えられる。ステンレス鋼に含まれる鉄、クロム及び酸素などに鉛成分が加わり、鉄、クロム及び鉛を含んだ金属酸化物の結晶が生成されることで試料の表面の接触角θが大きくなった。   This is considered due to the following reasons. A lead component is added to iron, chromium, oxygen, and the like contained in stainless steel, and a metal oxide crystal containing iron, chromium, and lead is generated, thereby increasing the contact angle θ on the surface of the sample.

さらに、850℃で加熱されることで、鉄、クロム及び鉛を含んだ金属酸化物の結晶成長が促進されて、試料の表面の接触角θがさらに大きくなった。   Furthermore, by heating at 850 ° C., crystal growth of the metal oxide containing iron, chromium and lead was promoted, and the contact angle θ on the surface of the sample was further increased.

ここで、ステンレス鋼に含まれる鉄、クロム及び酸素などに鉛成分が加わり、鉄、クロム及び鉛を含んだ金属酸化物の結晶が生成されることで試料の表面の接触角θが大きくなったことは、以下の理由からも考察される。接触角θは90度以上の場合において、試料の表面の凹凸が大きくなるほど、接触角θはさらに大きくなる。つまり、比較例の鉛を含んでいない金属酸化物の結晶からなる試料の表面においては、接触角が90度未満であるため、結晶成長により試料の表面の凹凸が大きくなると、接触角は小さくなってしまうはずである。しかしながら、実施例の鉛を含んでいる金属酸化物の結晶からなる試料の表面においては、結晶成長により試料の表面の凹凸が大きくなると、接触角は大きくなっている。これより、ステンレス鋼に含まれる鉄、クロム及び酸素などに鉛成分が加わり、鉄、クロム及び鉛を含んだ金属酸化物の結晶が生成されることで接触角θが90℃以上になり、熱処理により結晶成長が促進されて、試料の表面の凹凸が大きくなることにより、接触角はさらに大きくなったと考えることができる。   Here, a lead component is added to iron, chromium, oxygen, etc. contained in stainless steel, and a metal oxide crystal containing iron, chromium, and lead is generated, thereby increasing the contact angle θ of the surface of the sample. This is also considered for the following reasons. When the contact angle θ is 90 degrees or more, the contact angle θ is further increased as the unevenness of the surface of the sample is increased. In other words, since the contact angle is less than 90 degrees on the surface of the metal oxide crystal that does not contain lead in the comparative example, the contact angle decreases when the surface roughness of the sample increases due to crystal growth. It should end up. However, on the surface of a sample made of a metal oxide crystal containing lead in the example, the contact angle increases as the surface roughness of the sample increases due to crystal growth. From this, lead components are added to iron, chromium, oxygen, etc. contained in stainless steel, and metal oxide crystals containing iron, chromium, and lead are generated, so that the contact angle θ is 90 ° C. or more, and heat treatment is performed. It can be considered that the contact angle is further increased by promoting crystal growth and increasing the irregularities on the surface of the sample.

以上説明したノズルプレート13の撥液膜の形成方法によれば、次のような効果が得られる。液滴噴射面22に鉄、クロム及び鉛を含んだ金属酸化物からなる撥液膜23が形成されることにより、液滴噴射面22に対するインクの接触角が増加する。さらに、熱処理による結晶成長により粒子が大きくなり、凹凸が粗くなることにより、さらなる接触角の増大が可能となる。つまり、液滴噴射面22の撥液性が高まることになる。これにより、樹脂材料により構成された撥液膜に比べて、耐摩耗性の優れた撥液膜が得られる。   According to the method for forming the liquid repellent film of the nozzle plate 13 described above, the following effects can be obtained. By forming the liquid repellent film 23 made of a metal oxide containing iron, chromium and lead on the droplet ejection surface 22, the contact angle of the ink with respect to the droplet ejection surface 22 increases. Further, the crystal grows by the heat treatment, so that the particles become larger and the unevenness becomes rough, so that the contact angle can be further increased. That is, the liquid repellency of the droplet ejection surface 22 is increased. Thereby, compared with the liquid repellent film comprised with the resin material, the liquid repellent film excellent in abrasion resistance is obtained.

また、本発明の液滴噴射装置の製造方法によれば、鉛雰囲気中で加熱することにより、圧電材料の鉛成分が減少するのを抑制しながら圧電層31の熱処理を行うとともに、同時に、ノズルプレート13の撥液膜23の形成をも行うことができる。   In addition, according to the manufacturing method of the droplet ejecting apparatus of the present invention, the piezoelectric layer 31 is heat-treated while suppressing the reduction of the lead component of the piezoelectric material by heating in the lead atmosphere, and at the same time, the nozzle The liquid repellent film 23 of the plate 13 can also be formed.

さらに、ノズルプレート13と金属プレート10〜12とを金属拡散接合により接合することで、流路ユニット4を容易に製造することができる。   Furthermore, the flow path unit 4 can be easily manufactured by joining the nozzle plate 13 and the metal plates 10 to 12 by metal diffusion bonding.

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
1]圧電層をアニール処理するのと同時に、熱処理温度によって、ノズルプレートの液滴噴射面に撥液膜を形成するのではなく、圧電層を形成する前に、鉛雰囲気で液滴噴射面に撥液膜を形成する温度(600℃〜900℃)に加熱して、ノズルプレートの液滴噴射面に撥液膜を形成する工程を設けてもよい。また、圧電層のアニール処理は常に必要とされるわけではなく、圧電層の形成方法によっては、所望の圧電特性が確保できるためにアニール処理が不要となる場合もある。また、圧電層は、圧電材料からなるグリーンシートを焼成して得られた圧電シートを振動板に接合することによって形成することも可能であるが、この場合には振動板に接合した後の熱処理は不要である。従って、圧電層のアニール処理を行うか否かに関係なく、鉛雰囲気でノズルプレートの液滴噴射面に撥液膜を形成する温度(600℃〜900℃)に加熱して、撥液膜を形成する工程を個別に行ってもよい。
Next, modified embodiments obtained by adding various modifications to the embodiment will be described. However, components having the same configuration as in the above embodiment are given the same reference numerals and description thereof is omitted as appropriate.
1] At the same time as annealing the piezoelectric layer, the liquid repellent film is not formed on the droplet ejection surface of the nozzle plate by the heat treatment temperature, but before the piezoelectric layer is formed, the droplet ejection surface is formed in a lead atmosphere. A step of heating the liquid repellent film to a temperature (600 ° C. to 900 ° C.) to form the liquid repellent film on the droplet ejection surface of the nozzle plate may be provided. Also, the annealing treatment of the piezoelectric layer is not always required, and depending on the method of forming the piezoelectric layer, the desired piezoelectric characteristics can be ensured, so that the annealing treatment may be unnecessary. In addition, the piezoelectric layer can be formed by bonding a piezoelectric sheet obtained by firing a green sheet made of a piezoelectric material to the diaphragm. In this case, heat treatment after bonding to the diaphragm is performed. Is unnecessary. Therefore, regardless of whether or not the piezoelectric layer is annealed, the liquid repellent film is heated to a temperature (600 ° C. to 900 ° C.) at which the liquid repellent film is formed on the droplet ejection surface of the nozzle plate in a lead atmosphere. You may perform the process to form separately.

本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an inkjet printer according to an embodiment. インクジェットヘッドの平面図である。It is a top view of an inkjet head. 図2の一部拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2. 図3のIV−IV線断面図である。It is the IV-IV sectional view taken on the line of FIG. 平面に対する接触角の説明図である。It is explanatory drawing of the contact angle with respect to a plane. インクジェットヘッドの製造方法の前半工程を示す図であり、(a)は流路ユニット製造工程、(b)はアクチュエータ製造形成工程、(c)は個別電極形成工程、をそれぞれ示す。It is a figure which shows the first half process of the manufacturing method of an inkjet head, (a) shows a flow-path unit manufacturing process, (b) shows an actuator manufacture formation process, (c) shows an individual electrode formation process, respectively. 液体噴射面の表面粒子の拡大図であり、(a)は、鉄、クロム及び鉛を主成分とする粒子、(b)は鉄及びクロムを主成分とする粒子をそれぞれ示す。It is an enlarged view of the surface particle | grains of a liquid ejection surface, (a) shows the particle | grains which have iron, chromium, and lead as a main component, (b) shows the particle | grains which have iron and chromium as a main component, respectively. 液体噴射面の表面粒子に含まれる成分を示す図であり、鉄、クロム及び鉛を主成分とする粒子、(b)は鉄及びクロムを主成分とする粒子をそれぞれ示す。It is a figure which shows the component contained in the surface particle | grains of a liquid injection surface, Comprising: The particle | grains which have iron, chromium, and a lead as a main component, (b) shows the particle | grains which have iron and chromium as a main component, respectively.

符号の説明Explanation of symbols

1 インクジェットヘッド
4 流路ユニット
5 圧電アクチュエータ
13 ノズルプレート
20 ノズル
21 流路ユニット
22 液滴噴射面
23 撥液膜
31 圧電層
100 インクジェットプリンタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inkjet head 4 Channel unit 5 Piezoelectric actuator 13 Nozzle plate 20 Nozzle 21 Channel unit 22 Droplet ejection surface 23 Liquid repellent film 31 Piezoelectric layer 100 Inkjet printer

Claims (4)

複数のノズルを有するステンレス鋼製のノズルプレートの、前記複数のノズルの噴射口が配置された液滴噴射面に撥液膜を形成する方法であって、
前記ノズルプレートを、鉛雰囲気中において所定の結晶生成温度以上に加熱することにより、前記ノズルプレートの液滴噴射面に、少なくとも鉄、クロム、及び、鉛を含む金属酸化物の結晶からなる撥液膜を形成することを特徴とするノズルプレートの撥液膜形成方法。
A method of forming a liquid repellent film on a droplet ejection surface of a nozzle plate made of stainless steel having a plurality of nozzles, on which ejection ports of the plurality of nozzles are arranged,
The nozzle plate is heated to a predetermined crystal formation temperature or higher in a lead atmosphere, whereby a liquid repellent made of a metal oxide crystal containing at least iron, chromium, and lead is formed on the droplet ejection surface of the nozzle plate. A method for forming a liquid repellent film on a nozzle plate, comprising forming a film.
前記結晶生成温度は、600〜900℃であることを特徴とする請求項1に記載のノズルプレートの撥液膜形成方法。   The method for forming a liquid-repellent film on a nozzle plate according to claim 1, wherein the crystal generation temperature is 600 to 900 ° C. 複数のノズルを有するステンレス鋼製のノズルプレートを含み、且つ、前記複数のノズルに連通する液体流路を有する、流路ユニットを製造する流路ユニット製造工程と、
前記流路ユニットの一表面に配置されて、前記液体流路内の液体に噴射圧力を付与する、圧電アクチュエータを製造するアクチュエータ製造工程とを備え、
前記アクチュエータ製造工程は、
鉛成分を含有する圧電材料からなる圧電層を、前記流路ユニットと一体化するように形成する圧電層形成工程と、
前記圧電層を所定の熱処理温度以上に加熱する熱処理工程とを有し、
前記熱処理工程において、一体化した前記流路ユニットと前記圧電層とを、鉛雰囲気中で加熱することにより、前記圧電層の熱処理を行うと同時に、前記ノズルプレートの、前記複数のノズルの噴射口が配置された液滴噴射面に、少なくとも鉄、クロム、及び、鉛を含む金属酸化物の結晶からなる撥液膜を形成することを特徴とする液滴噴射装置の製造方法。
A flow path unit manufacturing process for manufacturing a flow path unit, including a nozzle plate made of stainless steel having a plurality of nozzles and having a liquid flow path communicating with the plurality of nozzles;
An actuator manufacturing step for manufacturing a piezoelectric actuator, which is disposed on one surface of the flow path unit and applies an injection pressure to the liquid in the liquid flow path,
The actuator manufacturing process includes:
A piezoelectric layer forming step of forming a piezoelectric layer made of a piezoelectric material containing a lead component so as to be integrated with the flow path unit;
A heat treatment step of heating the piezoelectric layer to a predetermined heat treatment temperature or higher,
In the heat treatment step, the flow path unit and the piezoelectric layer integrated with each other are heated in a lead atmosphere so that the piezoelectric layer is heat-treated, and at the same time, the nozzle nozzles of the nozzle nozzles A method of manufacturing a droplet ejecting apparatus, comprising: forming a liquid repellent film made of a metal oxide crystal containing at least iron, chromium, and lead on a droplet ejecting surface on which is disposed.
前記流路ユニット製造工程において、前記ノズルプレートと、前記液体流路を形成する1以上の金属プレートとを積層して、所定の接合温度以上に加熱しながら加圧することにより、前記ノズルプレートと前記金属プレートとを金属拡散接合により接合することを特徴とする請求項3に記載の液滴噴射装置の製造方法。
In the flow path unit manufacturing step, the nozzle plate and one or more metal plates forming the liquid flow path are stacked and pressed while being heated to a predetermined bonding temperature or higher, whereby the nozzle plate and the The method for manufacturing a droplet ejecting apparatus according to claim 3, wherein the metal plate is joined by metal diffusion joining.
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