JP2008230188A - Inkjet head and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェットヘッド及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an inkjet head and a manufacturing method thereof.
インクジェットヘッドは、少なくともインクに圧力を印加する圧力とその圧力室に連通したノズルを持つオリフィスプレートとを持つ構造を持っている。圧力発生方法としては、抵抗体に通電することにより熱エネルギーをインクに与えることで、インクに急激な体積変化(気泡の発生)を伴う状態変化を生じさせることによる作用力を利用するバブルジェット（登録商標）方式や圧電セラミックに電圧を印加し機械的振動を発生させる圧電方式等が一般的である。 The ink jet head has a structure having at least a pressure for applying pressure to ink and an orifice plate having a nozzle communicating with the pressure chamber. As a method of generating pressure, a bubble jet that uses an action force caused by causing a state change accompanied by a sudden volume change (bubble generation) in the ink by applying thermal energy to the ink by energizing the resistor ( A registered trademark) method and a piezoelectric method in which a voltage is applied to a piezoelectric ceramic to generate mechanical vibration are generally used.
これらのインクジェットにおいては、インクの吐出性能を大きく左右するものとして、ノズルを備えたオリフィスプレートの最適化が重要である。 In these ink jets, it is important to optimize the orifice plate provided with the nozzles so as to greatly influence the ink ejection performance.
ここで、インクが吐出されるノズルはオリフィスプレートに形成されているが、オリフィスプレートは通常、ノズルが形成された後、インクに圧力を印可する圧力室を備えたヘッド本体と接着剤等で接着される。 Here, the nozzle from which the ink is ejected is formed on the orifice plate, but the orifice plate is usually bonded to the head body having a pressure chamber for applying pressure to the ink with an adhesive or the like after the nozzle is formed. Is done.
以下に、オリフィスプレートの製造方法について詳細に説明する。図２は従来のオリフィスプレートの製造方法の一例を説明するための工程図である。 Below, the manufacturing method of an orifice plate is demonstrated in detail. FIG. 2 is a process diagram for explaining an example of a conventional method of manufacturing an orifice plate.
導電性基板上(１００)にフォトレジスト(１０１)を塗布した後［図２（a）参照］、ノズル部をパターニングしたフォトマスク１０２）を介して紫外線（１１０）を照射する［図２（ｂ）参照］。次いで、現像処理を行い不必要フォトレジストを除去した後、焼成（ベーク）行って安定させると、導電性基板１００上にレジストパターン１０３が形成される［図２（ｃ）参照］。このレジストパターン（１０３）が形成された導電性基板（１００）上に、電気めっき法によりこの導電性基板（１００）上に必要量のＮｉからなるめっき膜（１０４）を５０μｍ形成し、さらに無電解めっきにてＮｉとテフロン（登録商標）を２μｍ共析めっきし、撥水層（１０５）を形成する［図２（ｄ）参照］。その後、電気めっき膜（１０４）を導電性基板（１００）から剥離すれば、オリフィスプレートが製造される［図２（ｅ）、図３（ａ）参照］。
After applying a photoresist (101) on a conductive substrate (100) [see FIG. 2 (a)], ultraviolet rays (110) are irradiated through a photomask (102) having a nozzle portion patterned [FIG. 2 (b). )reference]. Next, after developing and removing unnecessary photoresist, baking (baking) to stabilize the
このオリフィスプレートを３５０℃にて大気中で焼成することにより、オリフィスプレートの表面側にテフロン（登録商標）層（３０１）が形成される［図３（ｂ）参照］。 The orifice plate is baked in the atmosphere at 350 ° C. to form a Teflon (registered trademark) layer (301) on the surface side of the orifice plate [see FIG. 3B].
オリフィスプレートにニッケル等の金属材料を用いることはオリフィスプレートの耐摩耗性および耐久性を向上させる観点からは好ましいことである。 It is preferable to use a metal material such as nickel for the orifice plate from the viewpoint of improving the wear resistance and durability of the orifice plate.
しかし、インク成分中の金属イオンや他のイオンが存在している場合においては、インク中にニッケル等の金属成分が溶け出し、逆にインク成分中の金属イオンや他のイオンがオリフィスプレートに析出してしまう等の現象が発生してしまう。それによって、インク成分の改質やオリフィスプレートの長期安定性が損なわれてしまう問題が生じてしまう。 However, when metal ions or other ions in the ink component are present, metal components such as nickel are dissolved in the ink, and conversely, metal ions or other ions in the ink component are deposited on the orifice plate. Such a phenomenon occurs. As a result, there arises a problem that the ink component is modified and the long-term stability of the orifice plate is impaired.
そこで、特開平１１−１２９４８３号に吐出側にニッケルよりも耐食性の高い保護膜を設けることが開示されている。さらに、保護層としては、酸化シリコン、酸化タンタル、酸化ニッケル、酸化アルミ、窒化シリコン等の、無機酸化物、金属窒化物、または無機窒化物もしくは、ニッケル・コバルト合金、ニッケル・パラジウム合金、金、パラジウム、白金、クロム等の金属についても開示されている。
しかしながら、この場合においてはオリフィスプレートの表面側はニッケル等の金属部が露出していることになる。この露出してしまった部分が長期的にインク成分等との反応により変質してしまう。特に問題になってしまうのは、ノズルのエッジ部である。このエッジ部分の形状や化学的性質により特に吐出安定性を左右する要因となってします。 However, in this case, a metal portion such as nickel is exposed on the surface side of the orifice plate. This exposed portion will be altered by the reaction with ink components and the like over the long term. Particularly problematic is the edge of the nozzle. Depending on the shape and chemical properties of this edge part, it becomes a factor which influences discharge stability especially.
本発明は、オリフィスプレートの材質が金属等においても、安定した液滴の吐出を極めて長時間高精度に吐出可能なインクジェットヘッドあるいはその製造方法を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ink jet head or a method for manufacturing the same, which can discharge stable droplets with high accuracy for a long time even when the material of the orifice plate is metal.
この目的を達成するために本発明では、金属より形成された液体を吐出するノズルを備えたオリフィスプレートを具備するインクジェットヘッドにおいて、
前記オリフィスプレートの表面側には撥水層が形成され、かつオリフィスプレートのノズル内部最表面と前記オリフィスプレート裏面側のインク接液部最表面と前記オリフィスプレート本体と前記インクジェットヘッド本体とを接着剤を介して接着接合する接合部最表面に無機絶縁層を形成したことを特徴とする。
In order to achieve this object, in the present invention, in an inkjet head including an orifice plate having a nozzle for discharging a liquid formed of metal,
A water-repellent layer is formed on the surface side of the orifice plate, and an adhesive is used to connect the outermost surface inside the nozzle of the orifice plate, the outermost surface of the ink contact portion on the back side of the orifice plate, the orifice plate body, and the inkjet head body. An inorganic insulating layer is formed on the outermost surface of the bonded portion that is bonded and bonded via the metal.
また、金属より形成された液体を吐出するノズルを備えたオリフィスプレートを具備するインクジェットヘッドにおいて、
前記オリフィスプレートの表面側及びオリフィスプレートのノズル内の一部には撥水層が形成され、かつオリフィスプレートのノズル内部のうち撥水層を除く最表面と前記オリフィスプレート裏面側のインク接液部最表面と前記オリフィスプレート本体と前記インクジェットヘッド本体とを接着剤を介して接着接合する接合部最表面に無機絶縁層を形成したことを特徴とする。
Further, in an inkjet head including an orifice plate having a nozzle for discharging a liquid formed of metal,
A water-repellent layer is formed on the surface side of the orifice plate and a part of the nozzle of the orifice plate, and the outermost surface of the nozzle of the orifice plate excluding the water-repellent layer and the ink contact portion on the back side of the orifice plate An inorganic insulating layer is formed on the outermost surface of the joint where the outermost surface, the orifice plate main body, and the inkjet head main body are bonded and bonded via an adhesive.
さらに、前記のオリフィスプレートの材質がニッケルであることを特徴とする。 Furthermore, the material of the orifice plate is nickel.
さらに、前記の撥水膜の材質がニッケルとフッ素系の混合材質であることを特徴とする。 Furthermore, the material of the water repellent film is a mixed material of nickel and fluorine.
さらに、前記の無機絶縁層は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ニッケル、酸化チタン、窒化チタン、酸化タンタル、窒化タンタル、酸化ジルコニウムからなることを特徴とする。 Furthermore, the inorganic insulating layer is characterized by comprising silicon oxide, silicon nitride, aluminum oxide, aluminum nitride, nickel oxide, titanium oxide, titanium nitride, tantalum oxide, tantalum nitride, and zirconium oxide.
さらに、前記の無機絶縁層の膜厚が50nm以上であることを特徴とする。 Furthermore, the inorganic insulating layer has a thickness of 50 nm or more.
さらに、前記の無機絶縁層が請求項４記載の材料からなる２つ以上の層から形成されていることを特徴とする。 Furthermore, the inorganic insulating layer is formed of two or more layers made of the material according to claim 4.
さらに、前記のオリフィスプレートと前記の無機絶縁層の間に密着層として金属層もしくはオリフィスプレートの材質からなる酸化物層を形成したことを特徴とする。 Furthermore, an oxide layer made of a metal layer or a material of the orifice plate is formed as an adhesion layer between the orifice plate and the inorganic insulating layer.
さらに、前記の無機絶縁層が撥水膜上に形成されていないことを特徴とする。 Further, the inorganic insulating layer is not formed on the water repellent film.
さらに、前記の無機絶縁層が撥水膜の下地層として形成されていることを特徴とする。 Furthermore, the inorganic insulating layer is formed as a base layer of a water repellent film.
また、金属より形成された液体を吐出するノズルを備えたオリフィスプレートを具備するインクジェットヘッドの製造方法において、
前記ノズルが形成されているオリフィスプレートの表面側に撥水層を形成し、次いでオリフィスプレートのノズル内部最表面と前記オリフィスプレート裏面側のインク接液部最表面と前記オリフィスプレート本体と前記インクジェットヘッド本体とを接着剤を介して接着接合する接合部最表面に無機絶縁層を形成することを特徴とする。
Further, in a method of manufacturing an inkjet head including an orifice plate having a nozzle for discharging a liquid formed of metal,
A water repellent layer is formed on the surface side of the orifice plate where the nozzle is formed, and then the innermost surface inside the nozzle of the orifice plate, the outermost surface of the ink contact portion on the back side of the orifice plate, the orifice plate body, and the inkjet head An inorganic insulating layer is formed on the outermost surface of the joint where the main body is bonded and bonded via an adhesive.
また、金属より形成された液体を吐出するノズルを備えたオリフィスプレートを具備するインクジェットヘッドの製造方法において、
前記オリフィスプレートの表面側に撥水層が形成されているオリフィスプレートに前記ノズルを形成し、次いで前記オリフィスプレートのノズル内部最表面と前記オリフィスプレート裏面側のインク接液部最表面と前記オリフィスプレート本体と前記インクジェットヘッド本体とを接着剤を介して接着接合する接合部最表面に無機絶縁層を形成することを特徴とする。
Further, in a method of manufacturing an inkjet head including an orifice plate having a nozzle for discharging a liquid formed of metal,
The nozzle is formed on an orifice plate having a water-repellent layer formed on the surface side of the orifice plate, and then the nozzle innermost surface of the orifice plate, the ink wetted portion outermost surface on the back side of the orifice plate, and the orifice plate An inorganic insulating layer is formed on the outermost surface of the joint where the main body and the ink jet head main body are bonded and bonded via an adhesive.
また、金属より形成された液体を吐出するノズルを備えたオリフィスプレートを具備するインクジェットヘッドの製造方法において、
少なくとも前記ノズルが形成されているオリフィスプレートの表面側とオリフィスプレートのノズル内部最表面と前記オリフィスプレート裏面側のインク接液部最表面と前記オリフィスプレート本体と前記インクジェットヘッド本体とを接着剤を介して接着接合する接合部最表面に無機絶縁層を形成し、次いで撥水層を形成することを特徴とする。
Further, in a method of manufacturing an inkjet head including an orifice plate having a nozzle for discharging a liquid formed of metal,
At least the surface side of the orifice plate on which the nozzle is formed, the innermost surface of the nozzle of the orifice plate, the outermost surface of the ink contact portion on the back surface side of the orifice plate, the orifice plate main body, and the inkjet head main body through an adhesive. An inorganic insulating layer is formed on the outermost surface of the bonded portion to be bonded and bonded, and then a water repellent layer is formed.
さらに、前記オリフィスプレートが電気めっき法により形成することを特徴とする。 Further, the orifice plate is formed by electroplating.
さらに、前記撥水層が電気めっき法あるいは無電解めっき法により形成することを特徴とする。 Further, the water repellent layer is formed by electroplating or electroless plating.
さらに、前記無機絶縁層が真空蒸着法、スパッタ法、プラズマCVD法あるいは無電解めっき法もしくは陽極酸化法により形成することを特徴とする。 Further, the inorganic insulating layer is formed by a vacuum deposition method, a sputtering method, a plasma CVD method, an electroless plating method, or an anodic oxidation method.
さらに、前記無機絶縁層が真空蒸着法、スパッタ法、プラズマCVD法あるいは無電解めっき法もしくは陽極酸化法により形成することを特徴とする。 Further, the inorganic insulating layer is formed by a vacuum deposition method, a sputtering method, a plasma CVD method, an electroless plating method, or an anodic oxidation method.
さらに、無機絶縁層の密着層を酸素中での３００℃以上の熱処理によって形成することを特徴とする。 Further, the adhesion layer of the inorganic insulating layer is formed by heat treatment at 300 ° C. or higher in oxygen.
（作用）
上記のように構成された本発明においては、オリフィスプレートのノズル内部や裏面側のインク接液部は無機絶縁膜によりインクとの反応を防止でき、かつオリフィスプレートの表面側には撥水膜が形成され、ニッケル等の金属部がインクに露出することはない。これによって、金属部がインクに露出する部分がなくなり、長期的にもインク成分等との反応を無くすことが可能となる。したがって、吐出の安定性を左右するノズルのエッジ部の形状や化学的安定性を長時間確保することが可能となる。
(Function)
In the present invention configured as described above, the ink contact portion inside the nozzle of the orifice plate and the ink contact portion on the back side can be prevented from reacting with the ink by the inorganic insulating film, and the water repellent film is provided on the surface side of the orifice plate. The metal portion such as nickel is not exposed to the ink. As a result, there is no portion where the metal portion is exposed to the ink, and it becomes possible to eliminate the reaction with the ink component or the like even in the long term. Accordingly, it is possible to ensure the shape and chemical stability of the edge portion of the nozzle that affects the ejection stability for a long time.
また、ノズルエッジ部には撥水膜が形成されているため初期段階からインクに対する撥水性が良好であるため安定吐出が可能となる。さらに、長期的にも撥水膜の密着性は劣化することないため撥水性を保持することが可能となる。 Further, since a water repellent film is formed on the nozzle edge portion, water repellency with respect to ink is good from the initial stage, and thus stable ejection is possible. Furthermore, since the adhesion of the water repellent film does not deteriorate even in the long term, it becomes possible to maintain water repellency.
さらに、インクに対する保護膜として形成されている無機絶縁膜はオリフィスプレートとインクに圧力を印加するヘッド本体と接着する必要があり、一般に接着剤を介してアライメント後接着固定される。金属部材から構成されているオリフィスプレートとヘッド本体を直接接着する場合には、一般に密着力が低く、その後のヘッド組み立て工程中でのオリフィスプレートがヘッド本体から剥離する不良が生じていた。しかし、無機絶縁膜を下地層として接着剤による接着固定では、密着力が増しヘッド組み立て時のオリフィスプレートの剥離不良を改善することが可能となる。 Furthermore, the inorganic insulating film formed as a protective film against the ink needs to be bonded to the orifice plate and the head main body that applies pressure to the ink, and is generally bonded and fixed after alignment through an adhesive. When the orifice plate made of a metal member and the head main body are directly bonded, generally, the adhesion force is low, and the defect that the orifice plate peels off from the head main body during the subsequent head assembly process has occurred. However, the adhesive fixing with an adhesive using the inorganic insulating film as a base layer increases the adhesion and improves the separation failure of the orifice plate at the time of assembling the head.
また、ヘッド本体の圧力印加に対し、電気的にオリフィスプレートを絶縁したい場合がある。その場合には、本形態の無機絶縁膜と撥水膜を形成することによりヘッド本体と完全に電気的に絶縁することが可能となり、電気的短絡等の不良の発生を抑制することも可能となる。 In some cases, it is desirable to electrically insulate the orifice plate against the pressure applied to the head body. In that case, by forming the inorganic insulating film and the water-repellent film of this embodiment, it is possible to completely insulate the head body, and it is possible to suppress the occurrence of defects such as an electrical short circuit. Become.
上述したように、オリフィスプレート基体が金属からなり、オリフィスプレートの表面側には撥水層が形成されたインクジェットヘッドにおいて、オリフィスプレートのノズル内部最表面とオリフィスプレート裏面側のインク接液部最表面と前記オリフィスプレート本体とインクジェットヘッド本体とを接着剤を介して接着接合する接合部最表面に無機絶縁層を形成することにより、オリフィスプレートのノズル内部や裏面側のインク接液部は無機絶縁膜によりインクとの反応を防止することが可能であることが可能である。長期的にもインク成分等との反応を低減することが可能となる。したがって、吐出の安定性を左右するノズルのエッジ部の形状や化学的安定性を長時間確保することが可能となる。 As described above, in an inkjet head in which the orifice plate substrate is made of metal and a water repellent layer is formed on the surface side of the orifice plate, the outermost surface inside the nozzle of the orifice plate and the outermost surface of the ink contact portion on the back side of the orifice plate And the orifice plate main body and the ink jet head main body are bonded to each other through an adhesive, and an inorganic insulating layer is formed on the outermost surface of the bonded portion. It is possible to prevent reaction with ink. It is possible to reduce the reaction with the ink component and the like even in the long term. Accordingly, it is possible to ensure the shape and chemical stability of the edge portion of the nozzle that affects the ejection stability for a long time.
さらに、インクジェット本体とオリフィスプレートの密着力にても無機絶縁膜を下地層として接着剤による接着固定では、密着力が増しヘッド組み立て時のオリフィスプレートの剥離不良を改善することが可能となる。 Furthermore, even with the adhesive strength between the ink jet main body and the orifice plate, the adhesive fixing with the adhesive using the inorganic insulating film as the base layer increases the adhesive strength, and can improve the separation failure of the orifice plate during assembly of the head.
また、ヘッド本体と金属のオリフィスプレートを完全に電気的に絶縁することが可能となり、オリフィスプレートを介しての電気的短絡不良の発生を抑制することも可能となる。 Further, the head main body and the metal orifice plate can be completely electrically insulated, and the occurrence of an electrical short circuit failure through the orifice plate can be suppressed.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は本発明の実施例である主要部分であるノズル近傍の断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of the vicinity of a nozzle which is a main part of an embodiment of the present invention.
本実施例のインクジェットヘッド構造は、大きく分類するとインクに圧力を印加する構造を持つインクジェット本体（ａ）とインクの吐出口であるノズルをもつオリフィスプレート（ｂ）からなる。インクジェット本体（a）はSi基板（１）上に形成された絶縁膜（１０）ＳｉＯ２Ｎ上に液体を加熱する抵抗体（９）ＴａＳｉＮが形成され、抵抗体（９）に通電させるための配線（８）アルミニウムが抵抗体（９）に接続される構造を取る。抵抗体（９）及び配線上には絶縁膜（１２）が形成されておりインクとの絶縁性を確保している。抵抗体（９）上に、抵抗体（９）の保護膜（７）としてＴａが形成されている。これらのパターニングされた基板（１）上にインク室を分離するための隔壁（２）が形成されている。これによって、インクジェト本体（ａ）が形成される。保護膜（７）は、配線（８）に通電することにより抵抗体（９）が加熱され、保護膜（７）を介し、隔壁（２）とオリフィスプレー本体（ｂ）とインクジェット本体（ａ）によって形成されたインク室（１１）中の抵抗体上のインクを加熱発泡させたバブルが消泡するときの衝撃から抵抗体（９）を保護するために形成されたものである。また、保護膜（７）はインクと抵抗体（８）の絶縁を取るための働きも持ち合わせている。オリフィスプレート本体（ｂ）はＮｉから形成されているオリフィスプレート基材（３）にノズル（５）が形成されており、さらにオリフィスプレート（ｂ）の表面側にＮｉとテフロン（登録商標）からなる撥水膜（４）が形成され、さらに撥水膜（４）上にはテフロン（登録商標）からなる絶縁撥水層（４’）が形成されている。ノズルの表面側及び裏面側は略真円形状を持っている。ノズル（５）の内部表面及び裏面側にはＳｉＯ２からなる絶縁膜（６）が形成されている。絶縁膜（６）はノズル内部の表面とオリフィスプレート（３）のインク接液部及びインクジェット本体（ａ）との接合部に形成されている。 The ink jet head structure of this embodiment is roughly classified into an ink jet main body (a) having a structure for applying pressure to ink and an orifice plate (b) having a nozzle as an ink discharge port. The inkjet main body (a) has a resistor (9) TaSiN formed on the insulating film (10) SiO 2 N formed on the Si substrate (1), and is used to energize the resistor (9). The wiring (8) has a structure in which aluminum is connected to the resistor (9). An insulating film (12) is formed on the resistor (9) and the wiring to ensure insulation with ink. On the resistor (9), Ta is formed as a protective film (7) for the resistor (9). A partition wall (2) for separating the ink chambers is formed on the patterned substrate (1). Thereby, the ink jet main body (a) is formed. In the protective film (7), the resistor (9) is heated by energizing the wiring (8), and the partition wall (2), the orifice plate body (b), and the ink jet body (a) are passed through the protective film (7). It is formed in order to protect the resistor (9) from an impact when a bubble obtained by heating and foaming the ink on the resistor in the ink chamber (11) formed by the above method disappears. The protective film (7) also has a function for insulating the ink and the resistor (8). In the orifice plate body (b), a nozzle (5) is formed on an orifice plate base (3) made of Ni, and Ni and Teflon (registered trademark) are formed on the surface side of the orifice plate (b). A water repellent film (4) is formed, and an insulating water repellent layer (4 ') made of Teflon (registered trademark) is formed on the water repellent film (4). The front surface side and the back surface side of the nozzle have a substantially circular shape. An insulating film (6) made of SiO 2 is formed on the inner surface and the back surface side of the nozzle (5). The insulating film (6) is formed at the junction between the surface inside the nozzle, the ink wetted part of the orifice plate (3), and the ink jet main body (a).
次に、本実施例のインクジェットの製造方法を説明する。 Next, the manufacturing method of the inkjet of a present Example is demonstrated.
まず、インクジェット本体（ａ）の製造方法について説明する。 First, a method for manufacturing the ink jet main body (a) will be described.
基板（１）上にプラズマＣＶＤ法によりＳｉ基板（１）上に絶縁膜（１０）ＳｉＯ２を２μｍ形成する。この絶縁膜（１０）上にスパッタ法によりＴａＳｉＮ膜を１００ｎｍ形成した後、レジストを塗布した後フォトリソプロセス法により抵抗体（９）のみをパターニングし形成する。その後、さらにスパッタ法によりアルミニウム膜を基板上に２μｍ形成した後、再びレジストを塗布した後フォトリソプロセス法により、抵抗体（９）に通電するための配線パターンとしてパターニングし、配線（８）を形成する。さらに、基板上に絶縁膜ＳｉＮをスパッタ法により３００ｎｍ形成し、インク室（１１）内のインクと配線（８）及び抵抗体（９）との絶縁を取るための絶縁膜（１２）を形成する。最後に基板上にＴａをスパッタ法により２００ｎｍ形成した後、抵抗体（９）上の保護膜として、レジストを塗布した後抵抗体（９）を覆うようにフォトリソプロセス法によりパターニングし保護膜（７）を形成する。 An insulating film (10) SiO 2 of 2 μm is formed on the Si substrate (1) on the substrate (1) by plasma CVD. A TaSiN film having a thickness of 100 nm is formed on the insulating film (10) by sputtering, and after applying a resist, only the resistor (9) is patterned by a photolithography process. After that, an aluminum film is further formed on the substrate by 2 μm by a sputtering method, and then a resist is applied again, followed by patterning as a wiring pattern for energizing the resistor (9) by a photolithography process method, thereby forming a wiring (8). To do. Further, an insulating film SiN is formed to a thickness of 300 nm on the substrate by sputtering, and an insulating film (12) for insulating the ink in the ink chamber (11) from the wiring (8) and the resistor (9) is formed. . Finally, after Ta is formed on the substrate by sputtering to a thickness of 200 nm, a resist film is applied as a protective film on the resistor (9) and then patterned by a photolithography process so as to cover the resistor (9). ).
また、隔壁（２）はプラスティック材の成型プロセスにより成型され形成された後、シリコン系接着剤により基板（１）にアライメント接着される。これによりインクジェット本体（ａ）が完成する。 The partition wall (2) is molded and formed by a plastic material molding process, and is then aligned and bonded to the substrate (1) with a silicon-based adhesive. Thereby, the ink jet main body (a) is completed.
次に、オリフィスプレート本体（ｂ）の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the orifice plate body (b) will be described.
先ず、導電性基板上（１００）にフォトレジスト（１０１）を塗布した後［図２（a）参照］、ノズル部をパターニングしたフォトマスク（１０２）を介して紫外線（１１０）を照射する［図２（ｂ）参照］。次いで、現像処理を行い不必要フォトレジストを除去した後、焼成（ベーク）行って安定させると、導電性基板（１００）上にレジストパターン（１０３）が形成される［図２（ｃ）参照］。このレジストパターン（１０３）が形成された導電性基板（１００）上に、電気めっき法によりこの導電性基板（１００）上に必要量のＮｉからなるめっき膜（１０４）を５０μｍ形成し、さらに無電解めっきにてＮｉとテフロン（登録商標）を２μｍ共析めっきし、撥水層（１０５）を形成する［図２（ｄ）参照］。その後、電気めっき膜（１０４）を導電性基板（１００）から剥離すれば、オリフィスプレートが製造される［図２（ｅ）、図３（ａ）参照］。 First, after applying a photoresist (101) on a conductive substrate (100) [see FIG. 2 (a)], ultraviolet rays (110) are irradiated through a photomask (102) in which a nozzle portion is patterned [FIG. 2 (b)]. Next, after developing and removing unnecessary photoresist, baking (baking) to stabilize, a resist pattern (103) is formed on the conductive substrate (100) [see FIG. 2 (c)]. . On the conductive substrate (100) on which the resist pattern (103) is formed, a plating film (104) made of a necessary amount of Ni is formed on the conductive substrate (100) by an electroplating method. Ni and Teflon (registered trademark) are subjected to 2 μm eutectoid plating by electrolytic plating to form a water-repellent layer (105) [see FIG. 2 (d)]. Thereafter, if the electroplating film (104) is peeled from the conductive substrate (100), an orifice plate is manufactured [see FIGS. 2 (e) and 3 (a)].
このオリフィスプレートを３５０℃にて大気中で焼成することにより、オリフィスプレートの表面側にテフロン（登録商標）層（３０１）が形成される［図３（ｂ）参照］。 The orifice plate is baked in the atmosphere at 350 ° C. to form a Teflon (registered trademark) layer (301) on the surface side of the orifice plate [see FIG. 3B].
次に、このように形成されたオリフィスプレートに撥水膜が形成されていない裏面側及びノズル内部にＳｉＮからなる無機絶縁膜（４０４）をスパッタ法により１００ｎｍ形成する［図４参照］。これにより、オリフィスプレート本体とインクジェットヘッド本体とを接着剤を介して接着接合する接合面に無機絶縁膜も同時に形成できる。 Next, an inorganic insulating film (404) made of SiN is formed to a thickness of 100 nm by sputtering on the back surface side where the water repellent film is not formed on the orifice plate thus formed and inside the nozzle [see FIG. 4]. Thereby, an inorganic insulating film can also be simultaneously formed on the joint surface where the orifice plate main body and the inkjet head main body are bonded and bonded via the adhesive.
インクジェット本体とオリフィスプレート本体［図４参照］は隔壁上に接着剤をパターニング塗布し、アライメント接着しインクジェットヘッドを形成する。 The ink jet main body and the orifice plate main body [see FIG. 4] form an ink jet head by applying an adhesive on the partition wall and patterning the adhesive.
本実施例のインクジェットヘッドを用い、Pd含有のインクを用いて長時間の着弾安定性の評価を実施した。初期の着弾精度も良好であり、さらに、長時間の使用でも着弾安定性が良好であることも確認した。さらに、長時間着弾安定性の評価後のインクジェットヘッドを分解し、ノズル内壁の周辺部にPd金属の付着物が無いか確認した。特にPd膜の析出が無いことを確認した。 The long-term landing stability was evaluated using the Pd-containing ink using the inkjet head of this example. The initial landing accuracy was also good, and it was also confirmed that the landing stability was good even after prolonged use. Furthermore, the ink jet head after evaluation of long-term landing stability was disassembled, and it was confirmed that there was no deposit of Pd metal on the periphery of the nozzle inner wall. In particular, it was confirmed that no Pd film was deposited.
上記実施例において、図４の（４０４）の無機絶縁層はＳｉＮ以外にもＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＮｉＯ、ＴｉＯ２、ＴｉＮ、Ｔａ２Ｏ５、ＴａＮ、ＺｒＯでも効果がある。
In the above embodiment, the inorganic insulating layer (404) in FIG. 4 is also effective SiO 2, Al 2 O 3, AlN, NiO, TiO 2, TiN, Ta 2
以上、一実施例の形態を詳細に説明したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。 As mentioned above, although the form of one Example was demonstrated in detail, this invention is not limited to this embodiment.
３、４０１ オリフィスプレート
４、４０２ 共析めっき層
４'、４０３ 撥水膜層
５ ノズル
６、４０４ 無機絶縁保護膜
3, 401
Claims (18)
前記オリフィスプレートの表面側には撥水層が形成され、かつオリフィスプレートのノズル内部最表面と前記オリフィスプレート裏面側のインク接液部最表面と前記オリフィスプレート本体と前記インクジェットヘッド本体とを接着剤を介して接着接合する接合部最表面に無機絶縁層を形成したことを特徴とするインクジェットヘッド。 In an inkjet head including an orifice plate having a nozzle for discharging a liquid formed of metal,
A water-repellent layer is formed on the surface side of the orifice plate, and an adhesive is used to connect the outermost surface inside the nozzle of the orifice plate, the outermost surface of the ink contact portion on the back side of the orifice plate, the orifice plate body, and the inkjet head body. An ink-jet head, wherein an inorganic insulating layer is formed on the outermost surface of a joint portion to be bonded and bonded via a substrate.
前記オリフィスプレートの表面側及びオリフィスプレートのノズル内の一部には撥水層が形成され、かつオリフィスプレートのノズル内部のうち撥水層を除く最表面と前記オリフィスプレート裏面側のインク接液部最表面と前記オリフィスプレート本体と前記インクジェットヘッド本体とを接着剤を介して接着接合する接合部最表面に無機絶縁層を形成したことを特徴とするインクジェットヘッド。 In an inkjet head including an orifice plate having a nozzle for discharging a liquid formed of metal,
A water-repellent layer is formed on the surface side of the orifice plate and a part of the nozzle of the orifice plate, and the outermost surface of the nozzle of the orifice plate excluding the water-repellent layer and the ink contact portion on the back side of the orifice plate An ink jet head, wherein an inorganic insulating layer is formed on the outermost surface of a joint portion where the outermost surface, the orifice plate main body, and the ink jet head main body are bonded and bonded via an adhesive.
前記ノズルが形成されているオリフィスプレートの表面側に撥水層を形成し、次いでオリフィスプレートのノズル内部最表面と前記オリフィスプレート裏面側のインク接液部最表面と前記オリフィスプレート本体と前記インクジェットヘッド本体とを接着剤を介して接着接合する接合部最表面に無機絶縁層を形成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 In a method of manufacturing an ink jet head comprising an orifice plate having a nozzle for discharging a liquid formed of metal,
A water repellent layer is formed on the surface side of the orifice plate where the nozzle is formed, and then the innermost surface inside the nozzle of the orifice plate, the outermost surface of the ink contact portion on the back side of the orifice plate, the orifice plate body, and the inkjet head A method of manufacturing an ink jet head, comprising forming an inorganic insulating layer on an outermost surface of a joint portion that is bonded to a main body via an adhesive.
前記オリフィスプレートの表面側に撥水層が形成されているオリフィスプレートに前記ノズルを形成し、次いで前記オリフィスプレートのノズル内部最表面と前記オリフィスプレート裏面側のインク接液部最表面と前記オリフィスプレート本体と前記インクジェットヘッド本体とを接着剤を介して接着接合する接合部最表面に無機絶縁層を形成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 In a method of manufacturing an ink jet head comprising an orifice plate having a nozzle for discharging a liquid formed of metal,
The nozzle is formed on an orifice plate having a water-repellent layer formed on the surface side of the orifice plate, and then the nozzle innermost surface of the orifice plate, the ink wetted portion outermost surface on the back side of the orifice plate, and the orifice plate A method for manufacturing an ink jet head, comprising: forming an inorganic insulating layer on the outermost surface of a joint where the main body and the ink jet head main body are bonded and bonded via an adhesive.
少なくとも前記ノズルが形成されているオリフィスプレートの表面側とオリフィスプレートのノズル内部最表面と前記オリフィスプレート裏面側のインク接液部最表面と前記オリフィスプレート本体と前記インクジェットヘッド本体とを接着剤を介して接着接合する接合部最表面に無機絶縁層を形成し、次いで撥水層を形成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 In a method of manufacturing an ink jet head comprising an orifice plate having a nozzle for discharging a liquid formed of metal,
At least the surface side of the orifice plate on which the nozzle is formed, the innermost surface of the nozzle of the orifice plate, the outermost surface of the ink contact portion on the back surface side of the orifice plate, the orifice plate main body, and the inkjet head main body through an adhesive. An ink jet head manufacturing method comprising: forming an inorganic insulating layer on an outermost surface of a bonded portion to be bonded and bonding, and then forming a water repellent layer.
前記オリフィスプレートが電気めっき法により形成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 In claim 10, claim 11 and claim 12,
A method of manufacturing an ink jet head, wherein the orifice plate is formed by electroplating.
前記撥水層が電気めっき法あるいは無電解めっき法により形成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 In claim 11, claim 12 and claim 13,
A method for producing an ink jet head, wherein the water repellent layer is formed by electroplating or electroless plating.
前記無機絶縁層が真空蒸着法、スパッタ法、プラズマCVD法あるいは無電解めっき法もしくは陽極酸化法により形成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 In claim 11, claim 12 and claim 13,
A method of manufacturing an ink-jet head, wherein the inorganic insulating layer is formed by a vacuum deposition method, a sputtering method, a plasma CVD method, an electroless plating method, or an anodic oxidation method.
前記無機絶縁層が真空蒸着法、スパッタ法、プラズマCVD法あるいは無電解めっき法もしくは陽極酸化法により形成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 In claim 11, claim 12 and claim 13,
A method of manufacturing an ink-jet head, wherein the inorganic insulating layer is formed by a vacuum deposition method, a sputtering method, a plasma CVD method, an electroless plating method, or an anodic oxidation method.
無機絶縁層の密着層を酸素中での３００℃以上の熱処理によって形成することを特徴とするインクジェットの製造方法。 In claim 11, claim 12 and claim 13,
A method for producing an ink jet comprising forming an adhesion layer of an inorganic insulating layer by heat treatment at 300 ° C. or higher in oxygen.
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