JP2009066797A - Ink-jet head and manufacturing method thereof - Google Patents

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智行 相良
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink-jet head which is excellent in the performance of discharging an ink. <P>SOLUTION: The ink-jet head includes a piezoelectric substrate 1 in which two or more grooved parts were formed, and a nozzle plate 2 fixed to the front face of the piezoelectric substrate 1 with an adhesive 3. The piezoelectric substrate 1 includes an electrode 14 formed in the wall surface of the grooved part, and an electrode protective film 5 formed on the surface of the electrode 14 and the front face of the piezoelectric substrate 1. The electrode protective film 5 has a projection 5a which projects from the surface at the front face. The projection 5a is formed so that the height may be the thickness of the adhesive 3 or less. The projection 5a is formed so that the part facing the nozzle plate 2 may be nearly plane-like. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェットヘッドおよびインクジェットヘッドの製造方法に関する。   The present invention relates to an inkjet head and a method for manufacturing an inkjet head.

インクジェットヘッドは、インクの微小な液滴を任意の滴下数で吐出することができる装置である。インクジェットヘッドは、液滴を吐出するための微小な孔であるノズルを複数有するノズルプレートと、ノズルの大きさよりも断面積の大きなインク流路を有するヘッド部とを備える。インクジェットヘッドは、ノズルから吐出するために必要なエネルギをインク流路に与える手段を有する。ノズルプレートは、ノズルの中心とインク流路の中心とが略一致するように配置されている。   An inkjet head is an apparatus that can eject minute droplets of ink at an arbitrary number of droplets. The ink jet head includes a nozzle plate having a plurality of nozzles that are minute holes for discharging droplets, and a head portion having an ink flow path having a cross-sectional area larger than the size of the nozzle. The ink jet head has means for giving energy necessary for discharging from the nozzle to the ink flow path. The nozzle plate is arranged so that the center of the nozzle and the center of the ink flow path substantially coincide.

インクジェットヘッドには、ヘッド部が圧電性基板と蓋部材とを含むものがある。圧電性基板には、インク流路を構成する溝部が形成されている。インク流路は、溝部と蓋部材とに囲まれる空間により形成される。インク流路に挟まれる壁部の両側面には、壁部を駆動するための電極が形成されている。電極に電圧が印加されることにより、壁部が変形してインク流路が加圧され、ノズルからインクが吐出される。   Some ink jet heads include a piezoelectric substrate and a lid member. In the piezoelectric substrate, a groove portion that forms an ink flow path is formed. The ink flow path is formed by a space surrounded by the groove and the lid member. Electrodes for driving the wall portion are formed on both side surfaces of the wall portion sandwiched between the ink flow paths. When a voltage is applied to the electrode, the wall portion is deformed to pressurize the ink flow path, and ink is ejected from the nozzle.

このような圧電性基板を備えるインクジェットヘッドにおいては、インク流路を構成する側壁に形成された電極をインクから絶縁するために、電極の表面に電極保護膜が形成される場合がある(たとえば、特開2002−127431号公報参照)。電極保護膜は、電極の表面に配置されるほかに、ヘッド部のノズルプレートが接着される面を被膜するように配置される。電極保護膜としては、たとえば、ポリパラキシリレン膜などの有機保護膜が用いられる。   In an inkjet head having such a piezoelectric substrate, an electrode protective film may be formed on the surface of the electrode in order to insulate the electrode formed on the side wall constituting the ink flow path from the ink (for example, JP, 2002-127431, A). In addition to being disposed on the surface of the electrode, the electrode protective film is disposed so as to coat the surface of the head portion to which the nozzle plate is bonded. As the electrode protective film, for example, an organic protective film such as a polyparaxylylene film is used.

圧電性基板をヘッド部に含むインクジェットヘッドの製造においては、予め位置精度良くノズルが形成されたノズルプレートと、インク流路を有するヘッド部とを準備する。インク流路の中心とノズルの中心とが一致するように位置調整を行ないながら、ヘッド部に対してノズルプレートを接合する。接合手段としては接着剤を用いる。   In manufacturing an ink jet head including a piezoelectric substrate in a head portion, a nozzle plate in which nozzles are formed with high positional accuracy in advance and a head portion having an ink flow path are prepared. The nozzle plate is joined to the head portion while adjusting the position so that the center of the ink flow path and the center of the nozzle coincide. An adhesive is used as the joining means.

図12に、インクジェットヘッドの製造工程のうち、ヘッド部にノズルプレートを接合する工程の概略断面図を示す。   FIG. 12 shows a schematic cross-sectional view of a process of joining the nozzle plate to the head part in the manufacturing process of the inkjet head.

ヘッド部は、圧電性基板1を含む。ヘッド部は、複数のインク流路11を有する。インクジェットヘッドが完成したときには、インクが矢印52に示す向きに流れる。ノズルプレート2は、所定の間隔をあけて形成されたノズル2aを有する。ノズル2aは、ノズルプレート2を貫通するように形成されている。ノズルプレート2は、ノズル2aが、インク流路11の幅方向のほぼ中央に配置されるように圧電性基板1に接着固定される。   The head portion includes a piezoelectric substrate 1. The head unit has a plurality of ink flow paths 11. When the ink jet head is completed, the ink flows in the direction indicated by the arrow 52. The nozzle plate 2 has nozzles 2a formed at a predetermined interval. The nozzle 2 a is formed so as to penetrate the nozzle plate 2. The nozzle plate 2 is bonded and fixed to the piezoelectric substrate 1 so that the nozzle 2 a is disposed at substantially the center in the width direction of the ink flow path 11.

ノズルプレート2は、加圧部材43によって保持されている。加圧部材43は、吸着穴43aを有する。吸着穴43aは、図示しない真空排気装置に接続されている。ノズルプレート2は、加圧部材43の吸着面43bに吸着されている。圧電性基板1の前面には、接着剤3が配置されている。矢印56に示すように、ノズルプレート2は、位置合わせを行ないながら圧電性基板1に接着される。
特開2002−127431号公報
The nozzle plate 2 is held by a pressure member 43. The pressure member 43 has a suction hole 43a. The suction hole 43a is connected to a vacuum exhaust device (not shown). The nozzle plate 2 is adsorbed on the adsorption surface 43 b of the pressure member 43. An adhesive 3 is disposed on the front surface of the piezoelectric substrate 1. As indicated by an arrow 56, the nozzle plate 2 is bonded to the piezoelectric substrate 1 while performing alignment.
JP 2002-127431 A

インクジェットヘッドから吐出されるインクの着弾精度は、印刷される画像や図形の精度に直接的に影響を与える。たとえば、画像や図形などを紙などの被印刷物に印刷するインクジェットヘッド、または、製造装置に含まれるインクジェットヘッドに対して、高い着弾精度が要求されている。製造装置においては、たとえば、液晶表示パネルのカラーフィルタを形成する装置、または基板の表面に配線などを形成する装置にインクジェットヘッドが配置され、高い着弾精度が要求されている。   The landing accuracy of ink ejected from the inkjet head directly affects the accuracy of printed images and graphics. For example, high landing accuracy is required for an inkjet head that prints an image, a graphic, or the like on a substrate such as paper, or an inkjet head that is included in a manufacturing apparatus. In a manufacturing apparatus, for example, an inkjet head is disposed in an apparatus that forms a color filter of a liquid crystal display panel or an apparatus that forms wiring on the surface of a substrate, and high landing accuracy is required.

インクの着弾精度が悪化する原因として、ノズルプレート2の表面の平面度が劣っていることが考えられるが、ノズルプレート2は、厚さ精度が管理されたポリイミドフィルムや金属などで形成されるため、ノズルプレート2の主表面の平面度は優れており、表面の平面度の影響度は小さい。   The reason why the ink landing accuracy deteriorates may be that the surface flatness of the nozzle plate 2 is inferior, but the nozzle plate 2 is formed of a polyimide film or metal whose thickness accuracy is controlled. The flatness of the main surface of the nozzle plate 2 is excellent, and the influence of the flatness of the surface is small.

または、着弾精度が悪化する原因として、圧電性基板1の前面の平面度が考えられる。圧電性基板1の前面の平面度は、圧電性基板をウェハの状態から切断するときの平面度により決定される。ウェハの状態から圧電性基板を切断するときの平面度は、切断装置の機械精度により定まり、ばらつきが小さく影響度は小さいと考えられる。   Alternatively, the flatness of the front surface of the piezoelectric substrate 1 can be considered as a cause of deterioration in landing accuracy. The flatness of the front surface of the piezoelectric substrate 1 is determined by the flatness when the piezoelectric substrate is cut from the wafer state. The flatness when the piezoelectric substrate is cut from the state of the wafer is determined by the mechanical accuracy of the cutting apparatus, and the variation is small and the degree of influence is considered to be small.

これらの問題に対して、電極保護膜のノズルプレートとの接着面の平面度においては、十分に平坦ではないという問題があった。   With respect to these problems, there is a problem that the flatness of the adhesion surface of the electrode protective film to the nozzle plate is not sufficiently flat.

図13に、圧電性基板のインク流路の端部と、ノズルプレートのノズルの部分との拡大概略断面図を示す。圧電性基板1のインク流路11の側面には、電極14が形成されている。電極14の表面および圧電性基板1の前面を覆うように、電極保護膜5が形成されていている。ノズルプレート2は、電極保護膜5の表面に配置された接着剤3によって圧電性基板1に固定されている。   FIG. 13 shows an enlarged schematic cross-sectional view of the end portion of the ink flow path of the piezoelectric substrate and the nozzle portion of the nozzle plate. An electrode 14 is formed on the side surface of the ink flow path 11 of the piezoelectric substrate 1. An electrode protective film 5 is formed so as to cover the surface of the electrode 14 and the front surface of the piezoelectric substrate 1. The nozzle plate 2 is fixed to the piezoelectric substrate 1 with an adhesive 3 disposed on the surface of the electrode protective film 5.

電極保護膜5には、部分的に表面から突出する凸部5fが形成される場合がある。凸部5fは、電極保護膜5が形成されるときに発現する。たとえば、電極保護膜として、ポリパラキシリレン膜を用いると、厚さが5μmのポリパラキシリレン膜の形成時に、高さが10〜15μm程度の凸部が生じる。このように、電極保護膜5の表面に凹凸が生じる。   The electrode protective film 5 may be formed with convex portions 5f that partially protrude from the surface. The convex part 5f appears when the electrode protective film 5 is formed. For example, when a polyparaxylylene film is used as the electrode protective film, a protrusion having a height of about 10 to 15 μm is generated when a polyparaxylylene film having a thickness of 5 μm is formed. As described above, the surface of the electrode protective film 5 is uneven.

電極保護膜の表面に凸部5fが発現すると、その部分において、ノズルプレート2が撓んでしまう場合がある。ノズルプレート2が撓むと、ノズル2aの中心線2cが側方を向いてしまい、インクが吐出される方向が設計からずれてしまう。この結果、インクの着弾位置の精度が劣化してしまうという問題がある。   When the convex portion 5f appears on the surface of the electrode protective film, the nozzle plate 2 may bend at that portion. When the nozzle plate 2 bends, the center line 2c of the nozzle 2a faces sideways, and the direction in which ink is ejected deviates from the design. As a result, there is a problem that the accuracy of the ink landing position deteriorates.

または、凸部5fが発現することにより、ノズルプレート2の接着面の一部と、圧電性基板1の前面に配置された電極保護膜5の一部とが当接していない状態となり、この一部において気泡を噛み込む場合がある。気泡がノズル2aの付近に生じると、インクの吐出時に気泡部分にインクが入り込んで、液滴の吐出特性が悪化するという問題がある。   Alternatively, when the convex portion 5f appears, a part of the adhesion surface of the nozzle plate 2 and a part of the electrode protection film 5 disposed on the front surface of the piezoelectric substrate 1 are not in contact with each other. There are cases where air bubbles are caught in the part. When bubbles are generated in the vicinity of the nozzle 2a, there is a problem in that the ink enters the bubble portion when the ink is discharged and the discharge characteristics of the droplets deteriorate.

または、電極保護膜とノズルプレートの間に隙間が生じて、互いに隣り合うインク流路同士が連通してしまう場合がある。インク流路同士が連通すると、液滴の吐出特性が悪化するという問題がある。   Alternatively, a gap may be formed between the electrode protective film and the nozzle plate, and the ink flow paths adjacent to each other may communicate with each other. When the ink flow paths communicate with each other, there is a problem in that the droplet discharge characteristics deteriorate.

または、図12を参照して、電極保護膜の表面に複数の凸部が生じた結果、ノズルプレート2の主表面と、圧電性基板1の前面とがほぼ平行にならない状態で、接着が行なわれることがある。このような場合においては、インクジェットヘッドから吐出されるインクの吐出方向が変わってしまって、着弾精度が悪化するという問題がある。   Alternatively, referring to FIG. 12, bonding is performed in a state where the main surface of nozzle plate 2 and the front surface of piezoelectric substrate 1 are not substantially parallel as a result of the formation of a plurality of convex portions on the surface of the electrode protective film. May be. In such a case, there is a problem that the ejection direction of the ink ejected from the ink jet head is changed and the landing accuracy is deteriorated.

本発明は、インクの吐出性能が優れたインクジェットヘッドおよびこの製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an ink jet head excellent in ink ejection performance and a method for manufacturing the same.

本発明に基づくインクジェットヘッドは、複数の溝部が形成された基板と、上記基板の前面に接着剤によって固定されたノズルプレートとを備える。上記基板は、少なくとも上記溝部の壁面に形成された電極と、上記電極の表面および上記基板の上記前面に形成された電極保護膜とを含む。上記電極保護膜は、上記前面において表面から突出する凸部を有する。上記凸部は、高さが上記接着剤の厚さ以下なるように形成されている。上記凸部は、上記ノズルプレートに向かう部分がほぼ平面状に形成されている。   An ink jet head according to the present invention includes a substrate on which a plurality of grooves are formed, and a nozzle plate fixed to the front surface of the substrate with an adhesive. The substrate includes at least an electrode formed on the wall surface of the groove, and an electrode protective film formed on the surface of the electrode and the front surface of the substrate. The electrode protective film has a protrusion protruding from the surface on the front surface. The convex portion is formed so that the height is equal to or less than the thickness of the adhesive. The convex part is formed in a substantially flat portion toward the nozzle plate.

上記発明において好ましくは、上記凸部は、断面形状がほぼ台形に形成されている。
上記発明において好ましくは、上記凸部は、断面形状において高さが2μm以下になるように形成されている。
Preferably, in the above invention, the convex portion has a substantially trapezoidal cross-sectional shape.
Preferably, in the above invention, the convex portion is formed so as to have a height of 2 μm or less in a cross-sectional shape.

上記発明において好ましくは、上記電極保護膜は、ポリパラキシリレン膜を含む。
上記発明において好ましくは、上記電極保護膜は、ポリモノクロロパラキシリレン膜およびポリパラキシリレン膜を含む。
In the above invention, preferably, the electrode protective film includes a polyparaxylylene film.
In the above invention, preferably, the electrode protective film includes a polymonochloroparaxylylene film and a polyparaxylylene film.

本発明に基づくインクジェットヘッドの製造方法は、基板に複数の溝部を形成する工程と、少なくとも上記溝部の壁面に電極を形成する工程と、上記電極の表面および上記基板の前面に電極保護膜を形成する工程を含む。上記基板の上記前面において、上記電極保護膜の表面に生じる凸部を平坦化させる平坦化工程を含む。上記基板の上記前面において、上記電極保護膜の表面に接着剤を配置する工程と、上記基板の上記前面において、上記電極保護膜にノズルプレートを接着する工程とを含む。   An inkjet head manufacturing method according to the present invention includes a step of forming a plurality of grooves on a substrate, a step of forming an electrode on at least a wall surface of the groove, and an electrode protective film on the surface of the electrode and the front surface of the substrate. The process of carrying out is included. A flattening step of flattening a convex portion formed on the surface of the electrode protection film on the front surface of the substrate; A step of disposing an adhesive on the surface of the electrode protection film on the front surface of the substrate; and a step of adhering a nozzle plate to the electrode protection film on the front surface of the substrate.

上記発明において好ましくは、上記平坦化工程は、断面形状がほぼ台形になるように上記凸部を塑性変形させる工程を含む。   In the above invention, preferably, the flattening step includes a step of plastically deforming the convex portion so that a cross-sectional shape is substantially trapezoidal.

上記発明において好ましくは、上記平坦化工程は、高さが2μm以下になるように上記凸部を変形させる工程を含む。   Preferably, in the above invention, the flattening step includes a step of deforming the convex portion so that the height is 2 μm or less.

上記発明において好ましくは、上記電極保護膜として、ポリパラキシリレン膜を配置する工程を含む。   Preferably, the above invention includes a step of disposing a polyparaxylylene film as the electrode protective film.

上記発明において好ましくは、上記電極保護膜として、ポリモノクロロパラキシリレン膜およびポリパラキシリレン膜を積層する工程を含む。   Preferably, the above invention includes a step of laminating a polymonochloroparaxylylene film and a polyparaxylylene film as the electrode protective film.

上記発明において好ましくは、上記平坦化工程は、押圧部材を用いて上記凸部を押圧することにより、上記凸部を変形させる工程を含む。   Preferably, in the above invention, the flattening step includes a step of deforming the convex portion by pressing the convex portion using a pressing member.

上記発明において好ましくは、上記平坦化工程は、上記凸部を押圧する力が、8N/mm2以上10N/mm2以下になるように行なう。 In the present invention preferably the planarization step, force pressing the convex portion, 8N / mm 2 or more 10 N / mm 2 is performed so that the following.

上記発明において好ましくは、上記平坦化工程は、弾性体を介在させながら上記押圧部材で押圧する工程を含む。   Preferably, in the above invention, the flattening step includes a step of pressing with the pressing member while interposing an elastic body.

上記発明において好ましくは、上記平坦化工程は、上記押圧部材および上記電極保護膜のうち少なくとも一方を加熱しながら行なう。   Preferably, in the above invention, the planarization step is performed while heating at least one of the pressing member and the electrode protective film.

上記発明において好ましくは、上記電極保護膜として、ポリパラキシリレン膜を用いる。上記一方の加熱は、上記ポリパラキシリレン膜の温度がガラス転移点以上になるように行なう。   In the above invention, a polyparaxylylene film is preferably used as the electrode protective film. The one heating is performed so that the temperature of the polyparaxylylene film is equal to or higher than the glass transition point.

上記発明において好ましくは、上記基板を圧電性基板から形成する工程を含み、上記一方の加熱は、上記圧電性基板のキュリー点以下になるように行なう。   Preferably, in the above invention, the method includes a step of forming the substrate from a piezoelectric substrate, and the one heating is performed to be equal to or lower than a Curie point of the piezoelectric substrate.

上記発明において好ましくは、上記平坦化工程は、上記凸部を押圧するときに、超音波を併用しながら行なう。   Preferably, in the above invention, the flattening step is performed while using ultrasonic waves together when pressing the convex portion.

本発明によれば、インクの吐出性能が優れたインクジェットヘッドおよびこの製造方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an ink jet head excellent in ink ejection performance and a manufacturing method thereof.

(実施の形態1)
図1から図11を参照して、本発明に基づく実施の形態1におけるインクジェットヘッドおよびインクジェットヘッドの製造方法について説明する。
(Embodiment 1)
With reference to FIGS. 1 to 11, an ink jet head and a method of manufacturing the ink jet head according to the first embodiment of the present invention will be described.

図1は、本実施の形態におけるインクジェットヘッドの概略斜視図である。図1は、インクジェットヘッドからノズルプレートを離したときの概略斜視図である。   FIG. 1 is a schematic perspective view of the ink jet head in the present embodiment. FIG. 1 is a schematic perspective view when the nozzle plate is separated from the inkjet head.

インクジェットヘッドは、ヘッド部6を備える。ヘッド部6は、基板としての圧電性基板1を含む。圧電性基板1は、圧電性材料から形成されている。圧電性基板1は、複数の溝部1aを有する。それぞれの溝部1aは、延びる方向が互いに平行になるように形成されている。それぞれの溝部1aは、互いの間隔がほぼ等間隔になるように形成されている。   The ink jet head includes a head unit 6. The head unit 6 includes a piezoelectric substrate 1 as a substrate. The piezoelectric substrate 1 is made of a piezoelectric material. The piezoelectric substrate 1 has a plurality of grooves 1a. Each groove part 1a is formed so that the extending directions may be parallel to each other. Each groove part 1a is formed so that a mutual space | interval may become substantially equal intervals.

ヘッド部6は、蓋部材4を含む。蓋部材4は、圧電性基板1の上面に接合されている。圧電性基板1に、蓋部材4が接合されることにより、インクの流路であるインク流路11が形成されている。   The head unit 6 includes a lid member 4. The lid member 4 is bonded to the upper surface of the piezoelectric substrate 1. By joining the lid member 4 to the piezoelectric substrate 1, an ink flow path 11 that is an ink flow path is formed.

圧電性基板1は、溝部1a同士の間に形成された壁部1bを有する。圧電性基板1の溝部1aの側面、すなわち壁部1bの壁面には電極14が形成されている。電極14は、壁面を覆うように膜状に形成されている。一の壁部1bは、2枚の電極14に挟まれている。本実施の形態における電極14は、金属から形成されている。   The piezoelectric substrate 1 has a wall portion 1b formed between the groove portions 1a. An electrode 14 is formed on the side surface of the groove portion 1a of the piezoelectric substrate 1, that is, on the wall surface of the wall portion 1b. The electrode 14 is formed in a film shape so as to cover the wall surface. One wall portion 1 b is sandwiched between two electrodes 14. The electrode 14 in the present embodiment is made of metal.

本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、電極14に電圧が印加され、壁部1bの内部に電界が生じることにより、壁部1bが変形してインク流路11が加圧されるように形成されている。インク流路11が加圧されることにより、ノズル2aからインクが吐出される。   The ink jet head in the present embodiment is formed such that a voltage is applied to the electrode 14 and an electric field is generated inside the wall 1b, whereby the wall 1b is deformed and the ink flow path 11 is pressurized. Yes. When the ink flow path 11 is pressurized, ink is ejected from the nozzle 2a.

ヘッド部6の前面には、矢印51に示すようにノズルプレート2が接合される。ノズルプレート2は、複数のノズル2aを有する。ノズル2aは、ヘッド部6のそれぞれのインク流路11の位置に対応するように形成されている。ノズル2aは、所定の間隔をあけて形成されている。ノズル2aは、一直線上に配列して形成されている。ノズルプレート2は、ノズルプレート2をヘッド部6に接合したときに、インク流路11の幅方向のほぼ中央に、ノズル2aが配置されるように形成されている。また、インク流路11の高さ方向のほぼ中央に、ノズル2aが配置されるように形成されている。   The nozzle plate 2 is joined to the front surface of the head portion 6 as indicated by an arrow 51. The nozzle plate 2 has a plurality of nozzles 2a. The nozzles 2 a are formed so as to correspond to the positions of the respective ink flow paths 11 of the head unit 6. The nozzles 2a are formed at a predetermined interval. The nozzles 2a are arranged in a straight line. The nozzle plate 2 is formed so that the nozzle 2 a is disposed at substantially the center in the width direction of the ink flow path 11 when the nozzle plate 2 is joined to the head portion 6. In addition, the nozzle 2 a is formed at the approximate center in the height direction of the ink flow path 11.

図2に、インク流路の部分とノズルプレートのノズルの部分との拡大概略断面図を示す。インクは、加圧されることにより、矢印52に示す向きに流れる。すなわち、インクは、溝部1aの延在方向に沿って流れる。圧電性基板1の前面には、電極保護膜5を介してノズルプレート2が接合されている。ノズルプレート2に形成されたノズル2aは、インクが流れる方向に沿って、徐々に開口面積が小さくなるように形成されている。   FIG. 2 shows an enlarged schematic cross-sectional view of the ink flow path portion and the nozzle portion of the nozzle plate. The ink flows in the direction indicated by the arrow 52 by being pressurized. That is, ink flows along the extending direction of the groove 1a. A nozzle plate 2 is bonded to the front surface of the piezoelectric substrate 1 via an electrode protective film 5. The nozzles 2a formed on the nozzle plate 2 are formed so that the opening area gradually decreases along the direction in which the ink flows.

電極14は、図示しない外部の電気回路と電気的に接続されている。電極14の表面および圧電性基板1の前面には、電極保護膜5が形成されている。電極保護膜5は、電極14の表面全体を覆うように形成されている。本実施の形態においては、電極保護膜5として、有機保護膜であるポリパラキリシレン膜が形成されている。ノズルプレート2は、接着剤3によって、電極保護膜5の表面に接着固定されている。   The electrode 14 is electrically connected to an external electric circuit (not shown). An electrode protective film 5 is formed on the surface of the electrode 14 and the front surface of the piezoelectric substrate 1. The electrode protective film 5 is formed so as to cover the entire surface of the electrode 14. In the present embodiment, a polyparaxylene film that is an organic protective film is formed as the electrode protective film 5. The nozzle plate 2 is bonded and fixed to the surface of the electrode protective film 5 with an adhesive 3.

ノズル2aの中心線2bは、溝部1aが延びる方向とほぼ平行である。すなわち、中心線2bは、圧電性基板1の前面とほぼ垂直である。本実施の形態においては、電極保護膜5の前面の一部に、凸部5aが形成されている。   The center line 2b of the nozzle 2a is substantially parallel to the direction in which the groove 1a extends. That is, the center line 2 b is substantially perpendicular to the front surface of the piezoelectric substrate 1. In the present embodiment, a convex portion 5 a is formed on a part of the front surface of the electrode protective film 5.

図3に、電極保護膜に形成された凸部の拡大概略断面図を示す。図3は、図2におけるA部の拡大概略断面図である。凸部5aは、高さh1が接着剤3の厚さよりも小さくなるように形成されている。凸部5aは、断面形状が台形になるように形成されている。凸部5aは、ノズルプレート2に向かう部分が、ほぼ平面状に形成されている。   FIG. 3 shows an enlarged schematic cross-sectional view of the convex portion formed on the electrode protective film. FIG. 3 is an enlarged schematic cross-sectional view of a portion A in FIG. The convex portion 5 a is formed so that the height h 1 is smaller than the thickness of the adhesive 3. The convex part 5a is formed so that the cross-sectional shape is a trapezoid. The convex part 5a is formed in a substantially flat shape at the part toward the nozzle plate 2.

図2および図3においては、1個の凸部5aを示しているが、電極保護膜5の表面には、複数の凸部が形成されている。本実施の形態においては、最も高い高さを有する凸部5aが複数形成されている。これらの凸部5aは、互いにほぼ同じ高さh1を有する。複数の凸部のうち、最も高さの高い凸部5aは、ノズルプレートに向かう部分がほぼ平面状に形成され、このノズルプレートに向かう平面状の部分は、一の平面に含まれるように形成されている。   In FIG. 2 and FIG. 3, one convex portion 5 a is shown, but a plurality of convex portions are formed on the surface of the electrode protective film 5. In the present embodiment, a plurality of convex portions 5a having the highest height are formed. These convex portions 5a have substantially the same height h1. Among the plurality of convex portions, the highest convex portion 5a is formed so that the portion facing the nozzle plate is formed in a substantially flat shape, and the flat portion facing the nozzle plate is included in one plane. Has been.

このように、本実施の形態におけるインクジェットヘッドは、電極保護膜が凸部を有し、凸部は、ノズルプレートに向かう部分がほぼ平面状に形成されている。凸部は、高さが接着剤の厚さよりも低くなるように形成されている。この構成により、凸部がノズルプレートに接触することを回避でき、ノズルプレートが湾曲したり、ノズルプレートが傾いて接着されたりすることを防止できる。または、ノズルプレートのノズルの中心線とインク流路の延びる方向とをほぼ平行にすることができる。すなわち、ノズルが傾いてしまうことを抑制できる。この結果、インクの着弾精度を向上させることができる。   As described above, in the ink jet head according to the present embodiment, the electrode protective film has the convex portion, and the convex portion is formed so that the portion facing the nozzle plate is substantially planar. The convex part is formed so that the height is lower than the thickness of the adhesive. With this configuration, it is possible to avoid the convex portion from coming into contact with the nozzle plate, and it is possible to prevent the nozzle plate from being bent or the nozzle plate from being inclined and bonded. Alternatively, the center line of the nozzle of the nozzle plate and the direction in which the ink flow path extends can be made substantially parallel. That is, it can suppress that a nozzle inclines. As a result, ink landing accuracy can be improved.

また、基板とノズルプレートとの間に気泡が噛み込むことを防止できる。または、インク流路同士が連通してしまうことを防止することができる。この結果、インクの着弾精度が向上したり、インクの吐出の安定性が向上したりする。このように、インクジェットヘッドの吐出性能が向上する。   Further, it is possible to prevent air bubbles from being caught between the substrate and the nozzle plate. Alternatively, the ink flow paths can be prevented from communicating with each other. As a result, ink landing accuracy is improved and ink ejection stability is improved. Thus, the ejection performance of the inkjet head is improved.

本実施の形態においては、凸部5aと、ノズルプレート2とが離れているが、この形態に限られず、複数の凸部のうち少なくとも一部の凸部5aと接着剤の厚さとがほぼ同じになるように形成されていても構わない。少なくとも一部の凸部5aとノズルプレート2とが接触していても構わない。この構成を採用することにより、凸部5aを、スペーサとして用いることができ、上記と同様にノズルプレートのうねりや傾きを防止することができ、インクジェットヘッドの吐出性能が向上する。   In the present embodiment, the convex portion 5a and the nozzle plate 2 are separated from each other. However, the present invention is not limited to this configuration, and at least some of the convex portions 5a and the thickness of the adhesive are substantially the same among the plurality of convex portions. It may be formed so as to be. At least a part of the convex portions 5a and the nozzle plate 2 may be in contact with each other. By adopting this configuration, the convex portion 5a can be used as a spacer, and the undulation and inclination of the nozzle plate can be prevented in the same manner as described above, and the ejection performance of the inkjet head is improved.

凸部5aの少なくとも一部がノズルプレート2に接触する場合においては、凸部のノズルプレートに向かう平面状の部分が、圧電性基板1の前面と略平行になるように形成されていることが好ましい。すなわち、凸部の断面形状が略台形に形成されていることが好ましい。この構成を採用することにより、ノズルプレートと凸部とが面接触して、ノズルプレートを支持する面積が大きくなり、均一な厚さの接着剤を形成することができる。したがって、基板とノズルプレートとの間に気泡が噛み込んだり、インク流路同士が連通したりすることを防止することができる。また、ノズルプレートのうねりや傾きを防止することができ、ノズルの傾きをより確実に防止することができる。この結果、インクジェットヘッドの吐出性能が向上する。   When at least a part of the convex portion 5a is in contact with the nozzle plate 2, the planar portion of the convex portion facing the nozzle plate is formed so as to be substantially parallel to the front surface of the piezoelectric substrate 1. preferable. That is, it is preferable that the cross-sectional shape of the convex portion is formed in a substantially trapezoidal shape. By adopting this configuration, the nozzle plate and the convex portion are in surface contact with each other, the area for supporting the nozzle plate is increased, and an adhesive having a uniform thickness can be formed. Therefore, it is possible to prevent air bubbles from being caught between the substrate and the nozzle plate and the ink flow paths from communicating with each other. In addition, it is possible to prevent the nozzle plate from swelling and tilting, and it is possible to more reliably prevent the nozzle from tilting. As a result, the ejection performance of the inkjet head is improved.

図3を参照して、本実施の形態における凸部5aは、高さh1の最大が、2μm以下になるように形成されている。ノズルプレート2を接着固定するときの接着剤3の厚さが薄すぎると気泡を噛み込んだり、接着強度が不足したりする。一方で、接着剤3の厚さが厚すぎると、ノズルに接着剤が回り込みノズルが詰まることが生じる。このため、たとえば、接着剤の厚さは、2μm程度であることが好ましい。凸部をスペーサとして用いることにより、接着剤の厚さを均一にすることができ、気泡の噛み込みや接着強度の不足を抑えた状態で、接着剤の厚さを2μm以下にすることができる。   With reference to FIG. 3, the convex part 5a in this Embodiment is formed so that the maximum of height h1 may be 2 micrometers or less. If the thickness of the adhesive 3 when the nozzle plate 2 is bonded and fixed is too thin, air bubbles may be caught or the adhesive strength may be insufficient. On the other hand, when the thickness of the adhesive agent 3 is too thick, the adhesive agent wraps around the nozzle and the nozzle is clogged. For this reason, for example, the thickness of the adhesive is preferably about 2 μm. By using the convex portion as a spacer, the thickness of the adhesive can be made uniform, and the thickness of the adhesive can be reduced to 2 μm or less in a state where the biting of bubbles and lack of adhesive strength are suppressed. .

本実施の形態における凸部は、断面形状が台形に形成されているが、特にこの形態に限られず、凸部は、ノズルプレートに向かう部分が、ほぼ平面状に形成されていれば構わない。   The convex portion in the present embodiment has a trapezoidal cross-sectional shape. However, the convex portion is not particularly limited to this shape, and the convex portion may be formed so that the portion facing the nozzle plate is substantially planar.

図4に、本実施の形態における他の凸部の拡大概略断面図を示す。図5に、本実施の形態におけるさらに他の凸部の拡大概略断面図を示す。   FIG. 4 shows an enlarged schematic cross-sectional view of another convex portion in the present embodiment. FIG. 5 shows an enlarged schematic cross-sectional view of still another convex portion in the present embodiment.

図4を参照して、電極保護膜5に他の凸部としての凸部5bが形成されている。凸部5bは、断面形状が四角形になるように形成されている。凸部5bは、ノズルプレート2に向かう面が、ほぼ平面状に形成されている。凸部5bのノズルプレート2に向かう面と、ノズルプレート2の表面とは平行にはなっていない。凸部5bは、最大高さが接着剤3の厚さよりも低くなるように形成されている。   Referring to FIG. 4, convex portions 5 b as other convex portions are formed on electrode protection film 5. The convex part 5b is formed so that the cross-sectional shape is a quadrangle. As for the convex part 5b, the surface which goes to the nozzle plate 2 is formed in substantially planar shape. The surface of the convex portion 5b facing the nozzle plate 2 and the surface of the nozzle plate 2 are not parallel. The convex portion 5 b is formed so that the maximum height is lower than the thickness of the adhesive 3.

図5を参照して、電極保護膜5に、さらに他の凸部としての凸部5cが形成されている。凸部5cは、ノズルプレート2に向かう部分が、ほぼ平面状に形成されている。ノズルプレート2に向かう面状の部分は断面形状がわずかに湾曲している。ノズルプレート2に向かう面は、中央が凹むように形成されている。凸部5cは、最大高さが接着剤3の厚さよりも低くなるように形成されている。   Referring to FIG. 5, convex portion 5 c as another convex portion is formed on electrode protection film 5. The convex part 5c is formed in a substantially planar shape at the part toward the nozzle plate 2. The cross-sectional shape of the planar portion facing the nozzle plate 2 is slightly curved. The surface toward the nozzle plate 2 is formed so that the center is recessed. The convex portion 5 c is formed so that the maximum height is lower than the thickness of the adhesive 3.

図4および図5に示すように、凸部のノズルプレートに向かう部分は、完全な平面ではなく、ほぼ平面になるように形成されていれば構わない。   As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the portion of the convex portion that faces the nozzle plate may be formed so as to be substantially flat rather than a complete flat surface.

本実施の形態における電極保護膜は、ポリパラキシリレン膜により形成されている。この構成により、化学的に安定であって、耐薬品性や絶縁性が高い電極保護膜を形成することができる。水性インクや金属粒子を含むインクには、わずかに導電性を有するものがある。このようなインクにおいては、圧電性基板の壁部を駆動するときに、それぞれのインク流路(チャンネル)においてリーク電流が流れ、正規の壁部の剪断モードでの変形が達成できずに、吐出不良を起こす問題が生じ得る。または、電極材が電界腐食を生じて、インクジェットヘッドが破損する問題が生じ得る。電極保護膜としてポリパラキシリレン膜を採用することにより、このような問題を抑制することができる。   The electrode protective film in the present embodiment is formed of a polyparaxylylene film. With this configuration, an electrode protective film that is chemically stable and has high chemical resistance and insulation can be formed. Some water-based inks and inks containing metal particles have slightly conductivity. In such ink, when driving the wall portion of the piezoelectric substrate, a leakage current flows in each ink flow path (channel), and the deformation of the regular wall portion in the shear mode cannot be achieved, and the ejection is performed. Problems that cause defects may arise. Alternatively, there may be a problem that the ink jet head is damaged due to electric field corrosion of the electrode material. By adopting a polyparaxylylene film as the electrode protective film, such a problem can be suppressed.

また、有機溶剤を主成分とするインクにおいては、インクジェットヘッドを構成する部材や接着剤などを溶解させる恐れがあり、このような溶解性の可能性の高い部材をインクから隔離する必要がある。電極保護膜としてポリパラキシリレン膜を採用することにより、溶解性が高いインクを用いる場合においても、それぞれの部材をインクから隔離して保護することができる。   In addition, in an ink containing an organic solvent as a main component, there is a possibility that a member constituting the ink jet head, an adhesive, or the like may be dissolved, and it is necessary to isolate such a member having a high possibility of solubility from the ink. By employing a polyparaxylylene film as the electrode protective film, each member can be protected from the ink even when highly soluble ink is used.

さらに、ポリパラキシリレン膜は、室温における気相成長によって形成することができるため、電極保護膜を形成するときに熱によって特性が劣化する部材や表面形状が複雑な部材などに熱的な損傷を与えることなく、ほぼ均一な電極保護膜を形成することができる。   In addition, polyparaxylylene films can be formed by vapor phase growth at room temperature, so thermal damage to members whose characteristics deteriorate due to heat or whose surface shape is complicated when forming an electrode protection film A substantially uniform electrode protective film can be formed without giving any.

次に、本実施の形態におけるインクジェットヘッドの製造方法について説明する。
図6は、本実施の形態におけるインクジェットヘッドの製造工程のフローチャートである。本実施の形態におけるインクジェットヘッドの製造方法は、ステップ1〜3を含む。
Next, a method for manufacturing the ink jet head in the present embodiment will be described.
FIG. 6 is a flowchart of the manufacturing process of the ink jet head in the present embodiment. The manufacturing method of the inkjet head in the present embodiment includes steps 1 to 3.

ステップ1は、ヘッド部の製造工程であり、ステップ2は、ノズルプレートの製造工程である。ステップ3は、ヘッド部とノズルプレートとを接合する工程である。   Step 1 is a manufacturing process of the head part, and Step 2 is a manufacturing process of the nozzle plate. Step 3 is a process of joining the head portion and the nozzle plate.

図1、図2および図6を参照して、ステップ1において、ヘッド部を製造する。ステップ1−1において、圧電性基板にインク流路となる溝部を形成する。本実施の形態においては、圧電性基板1として、分極処理を施したチタン酸ジルコン酸塩(PZT)やチタン酸鉛(PT)の圧電セラミック材料などからなる圧電性基板1を形成する。この圧電性基板1に、ダイヤモンドブレードを備えるダイシング装置などを用いて、深さが約300μm、幅が約70μmの溝部1aを複数形成する。この溝部1aは、後にインク流路を構成する。   With reference to FIGS. 1, 2, and 6, in Step 1, the head portion is manufactured. In step 1-1, a groove serving as an ink flow path is formed in the piezoelectric substrate. In the present embodiment, a piezoelectric substrate 1 made of a piezoelectric ceramic material such as zirconate titanate (PZT) or lead titanate (PT) subjected to polarization treatment is formed as the piezoelectric substrate 1. A plurality of groove portions 1 a having a depth of about 300 μm and a width of about 70 μm are formed on the piezoelectric substrate 1 using a dicing apparatus equipped with a diamond blade. This groove 1a will later constitute an ink flow path.

次に、ステップ1−2において電極を形成する。蒸着装置、スパッタリング装置、またはプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)装置などの成膜装置を用いて、溝部1
aの壁面に、電極14を形成する。または、めっき処理などにより電極14を形成する。電極としては、Cu、Al、Ni、Auなどの金属膜を形成する。本実施の形態においては、溝部1aの壁面に、厚さが約0.5μm以上1μm以下になるように、成膜時間を調整しながら電極14を形成した。電極14は壁部1bを駆動する圧電駆動用の電極である。電極としては、金属膜に限られず、導電性を有する膜を形成すれば構わない。
Next, an electrode is formed in step 1-2. Using a deposition apparatus such as a vapor deposition apparatus, a sputtering apparatus, or a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus, the groove 1
The electrode 14 is formed on the wall surface of a. Alternatively, the electrode 14 is formed by plating or the like. As the electrode, a metal film such as Cu, Al, Ni, Au is formed. In the present embodiment, the electrode 14 is formed on the wall surface of the groove 1a while adjusting the film formation time so that the thickness is about 0.5 μm or more and 1 μm or less. The electrode 14 is a piezoelectric drive electrode that drives the wall 1b. The electrode is not limited to a metal film, and a conductive film may be formed.

次に、ステップ1−3において、蓋部材を圧電性基板に接合して、インク流路を形成する。圧電性基板1の表面のうち、蓋部材4との接着面を研磨することにより、接着面に形成された不要な電極膜を除去する。また、研磨により接着面を平坦にする。平板状に形成した蓋部材4を、圧電性基板1に接着固定する。圧電性基板1と蓋部材4とを接着することにより、インク流路11が形成される。   Next, in step 1-3, the lid member is bonded to the piezoelectric substrate to form an ink flow path. Of the surface of the piezoelectric substrate 1, the unnecessary adhesive film formed on the adhesive surface is removed by polishing the adhesive surface with the lid member 4. Also, the adhesive surface is flattened by polishing. The lid member 4 formed in a flat plate shape is bonded and fixed to the piezoelectric substrate 1. The ink flow path 11 is formed by bonding the piezoelectric substrate 1 and the lid member 4 together.

次に、ステップ1−4において、電極保護膜を形成する。本実施の形態においては、電極保護膜5としてポリパラキシリレン膜を形成する。本実施の形態においては、室温における気相成長によって電極保護膜5を形成する。本実施の形態においては、インク流路11の内部、圧電性基板1の前面および蓋部材4の前面に、膜厚が5μmになるようにポリパラキシリレン膜を形成する。   Next, in step 1-4, an electrode protective film is formed. In the present embodiment, a polyparaxylylene film is formed as the electrode protective film 5. In the present embodiment, the electrode protective film 5 is formed by vapor phase growth at room temperature. In the present embodiment, a polyparaxylylene film is formed in the ink flow path 11, on the front surface of the piezoelectric substrate 1 and on the front surface of the lid member 4 so as to have a film thickness of 5 μm.

図7に、電極保護膜を形成したときに表面に発現する凸部の拡大概略断面図を示す。図7においては、電極保護膜5に凸部5d,5eが発現している。凸部5d,5eは、瘤の形状を有する。電極保護膜の表面から突出する凸部が形成される原因は明確ではないが、電極保護膜を形成するためのチャンバの内部に浮遊する不純物が成膜時に混入して、不純物が核となってポリパラキシリレンなどが堆積するため、凸部が形成されると考えられる。または、電極保護膜5の成膜面に付着した微小なダスト、切断屑等が存在した場合に、その付着物が電極保護膜5の成膜時に核となって凸部が形成されると考えられる。   FIG. 7 shows an enlarged schematic cross-sectional view of a convex portion that appears on the surface when an electrode protective film is formed. In FIG. 7, convex portions 5 d and 5 e are developed in the electrode protective film 5. The convex parts 5d and 5e have a shape of a knob. The cause of the protrusions protruding from the surface of the electrode protection film is not clear, but impurities floating inside the chamber for forming the electrode protection film are mixed during film formation, and the impurities become nuclei. Since polyparaxylylene and the like are deposited, it is considered that a convex portion is formed. Alternatively, when minute dust, cutting waste, or the like attached to the film-forming surface of the electrode protection film 5 is present, it is considered that the deposit forms a projection as a nucleus when the electrode protection film 5 is formed. It is done.

電極保護膜の表面には、複数の凸部が発現する。本実施の形態においては、ほぼ5μmの厚さの電極保護膜に対して、電極保護膜の表面からの高さh2がおおよそ10μm以上15μm以下の凸部が発現する。このような凸部は、たとえば、縦が約3mm、横が約15mmの寸法を有するヘッド部の前面において、おおよそ数十個発現する。電極保護膜の膜厚を変えた場合においても、形成すべき電極保護膜のおおよそ2倍〜3倍程度の高さを有する凸部が発現することが確認されている。   A plurality of convex portions appear on the surface of the electrode protective film. In the present embodiment, a convex portion having a height h2 from the surface of the electrode protective film of approximately 10 μm to 15 μm appears with respect to the electrode protective film having a thickness of approximately 5 μm. For example, approximately several tens of such convex portions appear on the front surface of the head portion having dimensions of about 3 mm in length and about 15 mm in width. Even when the thickness of the electrode protective film is changed, it has been confirmed that a convex portion having a height of about 2 to 3 times that of the electrode protective film to be formed appears.

次に、ステップ1−5において、電極保護膜の表面に発現した凸部を平坦化する平坦化工程を行なう。本実施の形態においては、凸部を押圧部材で押圧することにより、凸部の頂部を塑性変形させて平坦化を行なう。   Next, in step 1-5, a flattening process is performed for flattening the convex portions that have developed on the surface of the electrode protective film. In the present embodiment, by pressing the convex portion with a pressing member, the top portion of the convex portion is plastically deformed and flattened.

図8に、本実施の形態における平坦化工程の概略斜視図を示す。ヘッド部6の前面に対して、押圧部材31を当接させる。本実施の形態においては、押圧部材31として、平板状の加圧プレートを用いている。押圧部材31の接触面は、表面の凹凸が1μm以下になるように形成されている。すなわち、接触面の平面度が1μm以下である押圧部材を用いている。   FIG. 8 shows a schematic perspective view of the planarization step in the present embodiment. The pressing member 31 is brought into contact with the front surface of the head unit 6. In the present embodiment, a flat pressure plate is used as the pressing member 31. The contact surface of the pressing member 31 is formed such that the surface unevenness is 1 μm or less. That is, a pressing member having a contact surface with a flatness of 1 μm or less is used.

押圧部材31の主表面と、ヘッド部6の前面とを接触させる。矢印53に示すように、図示しない加圧装置で加圧する。本実施の形態における加圧装置としては、後の工程においてノズルプレートをヘッド部に接合するときの接合装置を用いて加圧を行なっている。   The main surface of the pressing member 31 and the front surface of the head unit 6 are brought into contact with each other. As indicated by an arrow 53, the pressure is applied by a pressure device (not shown). As a pressurizing device in the present embodiment, pressurization is performed using a joining device for joining the nozzle plate to the head portion in a later step.

本実施の形態においては、押圧部材31と加圧装置との間に、弾性部材32を配置している。弾性部材32は、板状に形成され、押圧部材31の接触面と反対側の主表面全体を覆うように形成されている。押圧部材31の主表面とヘッド部6の前面とがほぼ平行な状態を維持しながら、ヘッド部6の前面に押圧部材31を圧接させる。   In the present embodiment, an elastic member 32 is disposed between the pressing member 31 and the pressure device. The elastic member 32 is formed in a plate shape and is formed so as to cover the entire main surface opposite to the contact surface of the pressing member 31. The pressing member 31 is pressed against the front surface of the head portion 6 while maintaining the main surface of the pressing member 31 and the front surface of the head portion 6 substantially parallel to each other.

図9に、平坦化工程において、押圧部材により凸部を押圧しているときの拡大概略断面図を示す。矢印53に示すように、加圧装置により押圧部材31および弾性部材32を加圧する。押圧部材31は、電極保護膜5の凸部5d,5eに選択的に接触する。   FIG. 9 shows an enlarged schematic cross-sectional view when the convex portion is pressed by the pressing member in the flattening step. As indicated by an arrow 53, the pressing member 31 and the elastic member 32 are pressurized by a pressurizing device. The pressing member 31 selectively contacts the convex portions 5 d and 5 e of the electrode protective film 5.

凸部5d,5eは、押圧され、頂部から塑性変形する。本実施の形態においては、凸部5d,5eは、断面形状がほぼ台形になる。本実施の形態においては、凸部5d,5eの電極保護膜5の主表面からの高さが2μm以下になるように押圧を行なった。   The convex portions 5d and 5e are pressed and plastically deformed from the top. In the present embodiment, the convex portions 5d and 5e have a substantially trapezoidal cross-sectional shape. In the present embodiment, the pressing is performed so that the height of the protrusions 5d and 5e from the main surface of the electrode protective film 5 is 2 μm or less.

本実施の形態におおける押圧部材の加圧力は、約8N/mm2以上約10N/mm2以下の範囲である。この方法により、凸部5d,5eの高さを2μm以下にすることができる。この範囲よりも小さな加圧力の場合には、凸部の高さを十分に低くすることができなかった。また、この範囲よりも大きな加圧力の場合には、ヘッド部からの電極保護膜の剥離が確認された。 Pressure in our definitive pressing member in this embodiment is about 8N / mm 2 or more to about 10 N / mm 2 or less. By this method, the height of the convex portions 5d and 5e can be made 2 μm or less. In the case of a pressing force smaller than this range, the height of the convex portion could not be made sufficiently low. Further, in the case of a pressing force larger than this range, peeling of the electrode protective film from the head part was confirmed.

平坦化工程においては、凸部の高さをノズルプレートを接着するための接着剤の厚さと同じか、接着剤の厚さよりも低く必要がある。本実施の形態においては、接着剤の厚さの設計値は、2μmである。平坦化工程においては、凸部の高さが2μm以下になるように平坦化を行なっている。   In the flattening step, the height of the convex portion needs to be the same as the thickness of the adhesive for bonding the nozzle plate or lower than the thickness of the adhesive. In the present embodiment, the design value of the thickness of the adhesive is 2 μm. In the flattening step, flattening is performed so that the height of the convex portion is 2 μm or less.

平坦化工程においては、凸部の高さを接着剤の厚さとほぼ同じにすることにより、凸部を、接着剤の厚さを規定するためのスペーサとして用いることができ、接着剤の厚さを均一にすることができる。   In the flattening process, by making the height of the convex portion substantially the same as the thickness of the adhesive, the convex portion can be used as a spacer for defining the thickness of the adhesive. Can be made uniform.

平坦化工程において押圧部材を押圧することにより、ヘッド部の前面に形成されていた数十個の凸部を略均一な高さにすることができた。このとき、凸部の数密度のばらつきに依存する平坦化のばらつきは、ほとんど観察されなかった。また、電極保護膜の膜厚を変えた場合においても、押圧部材の加圧力を変化させることにより、凸部の平坦化を均一に行なうことができた。   By pressing the pressing member in the flattening step, several tens of convex portions formed on the front surface of the head portion could be made to have a substantially uniform height. At this time, the variation in flattening depending on the variation in the number density of the convex portions was hardly observed. Moreover, even when the film thickness of the electrode protective film was changed, the convex portions could be flattened uniformly by changing the pressing force of the pressing member.

電極保護膜を形成する工程に対しては、平坦化工程を行なった後に、たとえば、酸素を含むプラズマなどで表面処理を行なって、接着剤との密着性を高める加工を行なっても構わない。   For the step of forming the electrode protective film, after performing the planarization step, for example, a surface treatment may be performed with oxygen-containing plasma or the like to improve the adhesion with the adhesive.

次に、図6を参照して、ステップ2においてノズルプレートを製造する。本実施の形態においては、金属材料を基材としてノズルプレートを製造している。ステンレス基材やNi基材などの基材に対し、電鋳や打抜き加工によりノズルを形成して、ノズルプレートを形成する。または、ポリイミドなどの合成樹脂の基材に対し、エキシマレーザのレーザ加工などを行なうことによりノズルを形成して、ノズルプレートを形成する。   Next, referring to FIG. 6, a nozzle plate is manufactured in Step 2. In the present embodiment, the nozzle plate is manufactured using a metal material as a base material. A nozzle plate is formed by forming a nozzle on a base material such as a stainless steel base or Ni base by electroforming or punching. Alternatively, the nozzle plate is formed by performing excimer laser processing or the like on a synthetic resin base material such as polyimide.

図2を参照して、ノズル2aの形成においては、圧電性基板1に固定される側のノズルの径が、外側のノズルの径よりも大きくなるようにテーパ状に形成する。ノズル2aは、インクを吐出するために必要な電圧やインク滴の大きさに適合するように形成する。たとえば、ノズルプレート2の厚さが約50μmの場合に、ノズル2aの断面形状において、圧電性基板1の側の径が約40μm、外側の径が約20μm、およびテーパ角度が約10°になるように形成する。   Referring to FIG. 2, in forming the nozzle 2a, the nozzle fixed on the piezoelectric substrate 1 is tapered such that the diameter of the nozzle is larger than the diameter of the outer nozzle. The nozzle 2a is formed so as to conform to the voltage necessary for ejecting ink and the size of the ink droplet. For example, when the thickness of the nozzle plate 2 is about 50 μm, in the cross-sectional shape of the nozzle 2a, the diameter on the piezoelectric substrate 1 side is about 40 μm, the outer diameter is about 20 μm, and the taper angle is about 10 °. To form.

ノズルプレート2の外面において、用いるインクに対して撥液性の高いことが好ましい。ノズルプレート2の外面の撥液性を高くすることにより、インクを吐出するときの安定性を向上させることができる。本実施の形態においては、ノズルプレート2の外側の表面に、撥液性の高い材料を塗布している。   It is preferable that the outer surface of the nozzle plate 2 has high liquid repellency with respect to the ink used. By increasing the liquid repellency of the outer surface of the nozzle plate 2, it is possible to improve the stability when ejecting ink. In the present embodiment, a material having high liquid repellency is applied to the outer surface of the nozzle plate 2.

また、ノズルプレート2の内面においては、外面とは逆に親液性の高いことが好ましい。ノズルプレートの内面の親液性を高くすることにより、インクの流れを滑らかにすることができ、インクを吐出するときの安定化を向上させることができる。たとえば、ノズルプレートがポリイミドなどの合成樹脂材料で形成されている場合において、ノズルプレートの内面側の主表面およびノズルの内面を、酸素を含むプラズマを用いて表面処理を行なうことにより、ノズルプレートとインクとの親液性を高めることができる。   Further, the inner surface of the nozzle plate 2 is preferably highly lyophilic, contrary to the outer surface. By increasing the lyophilicity of the inner surface of the nozzle plate, the flow of ink can be made smooth, and the stability when ejecting ink can be improved. For example, in the case where the nozzle plate is formed of a synthetic resin material such as polyimide, the surface of the inner surface of the nozzle plate and the inner surface of the nozzle are subjected to surface treatment using plasma containing oxygen, The lyophilicity with the ink can be increased.

次に、図6を参照して、ステップ3において、ヘッド部とノズルプレートとを接合する接合工程を行なう。   Next, referring to FIG. 6, in step 3, a joining process for joining the head portion and the nozzle plate is performed.

図10に、ヘッド部にノズルプレートを接合するときの概略斜視図を示す。ヘッド部6の前面に接着剤を配置する。たとえば、バーコータ装置などの塗布装置により、接着剤をポリイミドフィルムの表面に配置する。ポリイミドフィルムの表面に厚さが4μmになるように、均一に接着剤を塗布する。本実施の形態においては、接着剤として、エポキシ系接着剤を用いている。次に、接着剤が塗布されたポリイミドフィルムを、ヘッド部6の前面に押し当ててスタンプ転写を行なうことにより、ポリイミドフィルムに転写された接着剤量の約半分の均一な厚さの接着剤を配置することができる。   FIG. 10 is a schematic perspective view when the nozzle plate is joined to the head portion. An adhesive is disposed on the front surface of the head unit 6. For example, the adhesive is placed on the surface of the polyimide film by a coating device such as a bar coater device. An adhesive is uniformly applied on the surface of the polyimide film so as to have a thickness of 4 μm. In the present embodiment, an epoxy adhesive is used as the adhesive. Next, the polyimide film to which the adhesive is applied is pressed against the front surface of the head unit 6 to perform stamp transfer, whereby an adhesive having a uniform thickness that is about half the amount of the adhesive transferred to the polyimide film. Can be arranged.

次に、ノズルプレート2を、ヘッド部6に接着固定する。本実施の形態においては、ノズルプレート接合装置を用いている。本実施の形態におけるノズルプレート接合装置は、弾性体からなる加圧部材43と、アライメントカメラ41とを備える。   Next, the nozzle plate 2 is bonded and fixed to the head portion 6. In the present embodiment, a nozzle plate joining apparatus is used. The nozzle plate joining apparatus in the present embodiment includes a pressing member 43 made of an elastic body and an alignment camera 41.

図11に、ノズルプレートをヘッド部に接着するときの概略断面図を示す。圧電性基板1には、複数の溝部1aが形成されている。インクの流れる向きは、矢印52に示す向きである。ノズルプレート2の接着固定においては、矢印55に示すように、ノズルプレート2をヘッド部6に向けて平行移動させる。インク流路11のほぼ中央に、ノズルプレート2のノズル2aが配置されるように接着を行なう。   FIG. 11 shows a schematic cross-sectional view when the nozzle plate is bonded to the head portion. The piezoelectric substrate 1 has a plurality of grooves 1a. The direction in which the ink flows is the direction indicated by the arrow 52. In bonding and fixing the nozzle plate 2, the nozzle plate 2 is translated toward the head portion 6 as indicated by an arrow 55. Adhesion is performed so that the nozzle 2a of the nozzle plate 2 is disposed at substantially the center of the ink flow path 11.

弾性体からなる加圧部材43は、吸着穴43aを有する。吸着穴43aは、図示しない真空排気装置に接続されている。ノズルプレート2を、吸着面43bに吸着により保持する。   The pressure member 43 made of an elastic body has a suction hole 43a. The suction hole 43a is connected to a vacuum exhaust device (not shown). The nozzle plate 2 is held on the suction surface 43b by suction.

図10および図11を参照して、ノズルプレート2の接合においては、初めにアライメントカメラ41を用いて、ノズルプレート2の位置調整を行なう。アライメントカメラ41を用いて、ヘッド部6の位置調整を行なう。   Referring to FIGS. 10 and 11, in joining nozzle plate 2, first, alignment position of nozzle plate 2 is adjusted using alignment camera 41. Using the alignment camera 41, the position of the head unit 6 is adjusted.

アライメントカメラ41を用いて相対的な位置を確認しながら、ノズルプレート2をヘッド部6に接触させる。ノズルプレート2が、接着剤に接触したら、矢印54に示すように、加圧部材43を用いてノズルプレート2を加圧する。この加圧工程により、接着剤が約2μmの厚さ以下になる。この後に、接着剤を硬化させることにより、ノズルプレート2をヘッド部6に固定する。   While confirming the relative position using the alignment camera 41, the nozzle plate 2 is brought into contact with the head unit 6. When the nozzle plate 2 comes into contact with the adhesive, the nozzle plate 2 is pressurized using the pressure member 43 as indicated by an arrow 54. By this pressing step, the adhesive is reduced to a thickness of about 2 μm or less. Thereafter, the nozzle plate 2 is fixed to the head portion 6 by curing the adhesive.

本実施の形態においては接着剤として、エポキシ系接着剤を用いているが、この形態に限られず、任意の接着剤を用いることができる。接着剤として、粘度の高いものを用いることにより、ノズルの内部に接着剤が入り込んでしまうことを抑制できる。また、粘度の低い接着剤を用いることにより、電極保護膜の表面の凹凸による気泡の噛み込みを抑制することができる。   In the present embodiment, an epoxy-based adhesive is used as an adhesive, but the present invention is not limited to this, and any adhesive can be used. By using a high viscosity adhesive, it is possible to suppress the adhesive from entering the nozzle. Further, by using an adhesive having a low viscosity, it is possible to suppress the entrapment of bubbles due to the unevenness of the surface of the electrode protective film.

従来の技術においては、粘度の高い接着剤を用いる一方で、生じる気泡を押し出すために、加圧する圧力を高くする必要があった。しかしながら、この圧力が高いため、電極保護膜の表面に形成された凸部による凹凸により、ノズルプレートが撓んでしまったりノズルプレートが傾いたりする場合があった。   In the prior art, while using a high-viscosity adhesive, it was necessary to increase the pressure applied to extrude the generated bubbles. However, since this pressure is high, the nozzle plate may be bent or the nozzle plate may be inclined due to the unevenness caused by the convex portions formed on the surface of the electrode protective film.

本実施の形態においては、電極保護膜の表面の凸部の高さが2μm以下と低いため(表面の凹凸が小さいため)、気泡が生じることは考慮しなくても良い。したがって、ノズルに接着剤が入り込んでしまうことのみを考慮すればよく、たとえば、粘度の高い接着剤を用いても気泡の噛み込みを防止しながら接着を行なうことができる。   In the present embodiment, since the height of the convex portions on the surface of the electrode protective film is as low as 2 μm or less (because the surface irregularities are small), it is not necessary to consider that bubbles are generated. Therefore, it is only necessary to consider that the adhesive enters the nozzle. For example, even if an adhesive having a high viscosity is used, adhesion can be performed while preventing the entrapment of bubbles.

本実施の形態においては、粘度が3000cpの接着剤を用いて、上記の押圧力により接着を行なった。この結果、ノズルが接着剤によって詰まってしまうことや、気泡の噛み込みなどを抑制しながら、ノズルプレートをヘッド部に固定することができる。また、ノズルプレートの撓み(波打ち)や傾きなどを防止しながらノズルプレートを接着することができる。   In the present embodiment, adhesion was performed with the above pressing force using an adhesive having a viscosity of 3000 cp. As a result, it is possible to fix the nozzle plate to the head portion while suppressing the nozzle from being clogged with the adhesive and the entrapment of bubbles. Further, the nozzle plate can be bonded while preventing the nozzle plate from being bent (wavy) or inclined.

本実施の形態におけるインクジェットの製造方法は、電極の表面および基板の前面に電極保護膜を形成する工程と、電極保護膜の表面に生じる凸部を平坦化させる平坦化工程とを含む。この方法を採用することにより、電極保護膜に生じる凸部の高さを接着剤の厚さ以下にすることができ、ノズルプレートが傾いたり撓んだりすることを抑制できる。すなわち凸部を接着層の内部に配置することができ、凸部がノズルプレートに影響を与えることを回避することができる。この結果、インクの吐出特性の優れたインクジェットヘッドを製造することができる。   The ink jet manufacturing method according to the present embodiment includes a step of forming an electrode protective film on the surface of the electrode and the front surface of the substrate, and a flattening step of flattening the convex portions generated on the surface of the electrode protective film. By adopting this method, the height of the convex portion generated in the electrode protective film can be made equal to or less than the thickness of the adhesive, and the nozzle plate can be prevented from being inclined or bent. That is, a convex part can be arrange | positioned inside an adhesive layer and it can avoid that a convex part affects a nozzle plate. As a result, an ink jet head having excellent ink ejection characteristics can be manufactured.

また、本実施の形態における平坦化工程は、凸部を塑性変形させる工程を含む。この方法により、平坦化工程を行なったときの凸部の形状を維持することができ、凸部の高さを容易に調整することができる。   Further, the flattening step in the present embodiment includes a step of plastically deforming the convex portion. By this method, the shape of the convex portion when the flattening step is performed can be maintained, and the height of the convex portion can be easily adjusted.

また、本実施の形態における平坦化工程は、凸部の断面形状がほぼ台形になるように平坦化を行なっている。この方法により、複数の凸部の最大の高さを一度に容易に調整することができる。また、ノズルプレートを接着するときのスペーサとして凸部を用いる場合に、ノズルプレートに対して凸部を面接触させることができる。この結果、ノズルの中心とインク流路の中心とを一直線上に配置することができる。また、ノズルが他の方向に傾いてしまうことを抑制することができる。   In the planarization step in the present embodiment, the planarization is performed so that the cross-sectional shape of the convex portion is substantially trapezoidal. By this method, the maximum height of the plurality of convex portions can be easily adjusted at a time. Moreover, when using a convex part as a spacer when adhering a nozzle plate, a convex part can be surface-contacted with respect to a nozzle plate. As a result, the center of the nozzle and the center of the ink flow path can be arranged on a straight line. Moreover, it can suppress that a nozzle inclines in another direction.

また、本実施の形態における平坦化工程は、押圧部材を用いて凸部を押圧している。この方法を採用することにより、容易に凸部を平坦化させることができる。また、本実施の形態においては押圧部材として、平板状のものを用いている。この方法を採用することにより、複数の凸部の少なくとも一部を均一の高さに平坦化することができる。   Moreover, the planarization process in this Embodiment has pressed the convex part using the press member. By adopting this method, the convex portion can be easily flattened. In the present embodiment, a flat plate is used as the pressing member. By adopting this method, at least a part of the plurality of convex portions can be flattened to a uniform height.

本実施の形態における平坦化工程は、弾性体を介在させながら押圧部材で凸部を押圧する工程を含む。この方法を採用することにより、押圧部材とヘッド部の前面との平行度を厳密に管理する必要はなく、容易に押圧部材を均一に押圧することができる。すなわち、均一に電極保護膜の凸部を押圧することができる。この結果、圧電性基板にクラック(ひび)が生じたり、チッピング(欠け)が生じたりすることを抑制できる。   The planarization process in this Embodiment includes the process of pressing a convex part with a pressing member, interposing an elastic body. By adopting this method, it is not necessary to strictly manage the parallelism between the pressing member and the front surface of the head portion, and the pressing member can be easily pressed uniformly. That is, the convex part of the electrode protective film can be pressed uniformly. As a result, it is possible to suppress the occurrence of cracks or chipping in the piezoelectric substrate.

また、本実施の形態における平坦化工程は、凸部を押圧する力が10N/mm2以下に
なるように行なっている。この方法を採用することにより、加圧による電極保護膜の剥離を防止することができる。また、電極保護膜として膜厚5μmのポリパラキシリレン膜を形成したときに生じる15μm程度の表面の凹凸を2μm以下に塑性変形させることができる。押圧部材による加圧力を8N/mm2未満で押圧した場合には、電極保護膜の凸部
を十分に塑性変形させることができない。したがって、押圧部材による加圧力は、8N/mm2以上であることが好ましい。
Moreover, the planarization process in this Embodiment is performed so that the force which presses a convex part may be 10 N / mm < 2 > or less. By adopting this method, it is possible to prevent peeling of the electrode protective film due to pressurization. Further, the irregularities on the surface of about 15 μm generated when a polyparaxylene film having a thickness of 5 μm is formed as the electrode protective film can be plastically deformed to 2 μm or less. When the pressing force by the pressing member is pressed at less than 8 N / mm 2 , the convex portion of the electrode protective film cannot be sufficiently plastically deformed. Therefore, the pressure applied by the pressing member is preferably 8 N / mm 2 or more.

また、本実施の形態における平坦化工程は、従来から用いられているノズルプレートをヘッド部に接合する接合装置を用いることができる。このため、新たな設備を必要とせずに、既存の設備で本発明を実施することができる。   Moreover, the planarization process in this Embodiment can use the joining apparatus which joins the nozzle plate used conventionally to a head part. For this reason, this invention can be implemented with the existing installation, without requiring a new installation.

本実施の形態においては、電極保護膜としてポリパラキシリレン膜を形成しているが、この形態に限られず、任意の電極保護膜を形成することができる。たとえば、電極保護膜として、複数の層を含む電極保護膜を形成しても構わない。たとえば、ポリモノクロロパラキシリレン膜およびポリパラキシリレン膜を形成しても構わない。この場合、ポリモノクロロパラキシリレン膜を成膜した後に、ポリパラキシリレン膜を成膜する。   In this embodiment, a polyparaxylylene film is formed as the electrode protective film, but the present invention is not limited to this, and an arbitrary electrode protective film can be formed. For example, an electrode protective film including a plurality of layers may be formed as the electrode protective film. For example, a polymonochloroparaxylylene film and a polyparaxylylene film may be formed. In this case, after the polymonochloroparaxylylene film is formed, the polyparaxylylene film is formed.

ポリモノクロロパラキシリレン膜を成膜することにより、ピンホールがなく、電極に対して絶縁特性の優れた保護膜を形成することができる。さらに、ポリパラキシリレン膜を成膜することにより、耐薬品性を向上させることができ、さまざまなインクに対しても電極を保護することができる。このように、絶縁特性および耐薬品性が優れた電極保護膜を形成することができる。   By forming a polymonochloroparaxylylene film, it is possible to form a protective film having no pinholes and having excellent insulating properties with respect to the electrode. Furthermore, by forming a polyparaxylylene film, chemical resistance can be improved, and the electrode can be protected against various inks. In this way, an electrode protective film having excellent insulating properties and chemical resistance can be formed.

これらの2層を含む電極保護膜を形成した場合においても、電極保護膜の厚さが5μmのときに、ポリパラキシリレン膜の表面に高さが約10μm以上約15μm以下の凸部が発現するが、凸部を押圧することにより凸部を塑性変形させて平坦化することができる。   Even when an electrode protective film including these two layers is formed, when the electrode protective film has a thickness of 5 μm, a protrusion having a height of about 10 μm to about 15 μm appears on the surface of the polyparaxylylene film. However, the convex portion can be plastically deformed and flattened by pressing the convex portion.

本実施の形態におけるインクジェットの製造方法は、それぞれの部材を別工程でした後に組立てを行なっている。それぞれの部材を加工するごとに洗浄を行なうことができ、完成後のインクジェットヘッドのインク流路の清浄度を高くすることができる。また、ノズルプレートのノズルの加工を一括して行なうことが可能になって生産性が向上する。また、インクジェットヘッドの大型化に対応することができ、製造が容易で安価なインクジェットヘッドを提供することができる。   In the inkjet manufacturing method according to the present embodiment, the respective members are assembled after being separated from each other. Cleaning can be performed each time each member is processed, and the cleanliness of the ink flow path of the completed inkjet head can be increased. Moreover, it becomes possible to process the nozzles of the nozzle plate all at once, thereby improving productivity. Further, it is possible to cope with an increase in the size of the inkjet head, and it is possible to provide an inkjet head that is easy to manufacture and inexpensive.

(実施の形態2)
本発明に基づく実施の形態2におけるインクジェットヘッドの製造方法について説明する。本実施の形態におけるインクジェットヘッドの製造方法は、平坦化工程が実施の形態1と異なる。
(Embodiment 2)
A method for manufacturing the ink jet head according to the second embodiment of the present invention will be described. The method of manufacturing the ink jet head in the present embodiment is different from the first embodiment in the flattening process.

本実施の形態における第1のインクジェットヘッドの製造方法は、平坦化工程において、熱を併用して電極保護膜に生じた凸部を平坦化させる。   In the first inkjet head manufacturing method in the present embodiment, in the planarization step, heat is used in combination to planarize the convex portions generated in the electrode protective film.

図8を参照して、電極保護膜の凸部の押圧時に、押圧部材31および電極保護膜のうち少なくとも一方を加熱することにより、電極保護膜の膜剛性が低下して加圧力を小さくしても、凸部を容易に塑性変形させることができる。加熱するときの温度上昇に比例して、電極保護膜の膜剛性は低下する。特に電極保護膜の温度をガラス転移点温度以上にすることにより、より低圧力で凸部を塑性変形させることができる。また、低圧力で平坦化工程を行なうことができるため、平坦化工程において圧電性基板にクラックやチッピングが生じることを抑制できる。   Referring to FIG. 8, when pressing the convex portion of the electrode protective film, heating at least one of the pressing member 31 and the electrode protective film reduces the film rigidity of the electrode protective film and reduces the applied pressure. However, the convex portion can be easily plastically deformed. The film rigidity of the electrode protective film decreases in proportion to the temperature rise when heating. In particular, the convex portion can be plastically deformed at a lower pressure by setting the temperature of the electrode protective film to the glass transition temperature or higher. In addition, since the planarization process can be performed at a low pressure, it is possible to suppress the occurrence of cracks and chipping in the piezoelectric substrate in the planarization process.

たとえば、実施の形態1においては、電極保護膜としてポリパラキシリレン膜を用いた場合、平坦化を行なうときの圧力が8N/mm2以上10N/mm2以下の範囲内で、凸部の高さを2μm以下に塑性変形させることができたが、電極保護膜をガラス転移点の温度以上にすることにより、半分の圧力である4N/mm2以上5N/mm2以下の範囲内で、凸部を2μm以下に塑性変形させることができた。 For example, in the first embodiment, when a polyparaxylylene film as an electrode protective film, within a pressure of 8N / mm 2 or more 10 N / mm 2 or less when performing the flattening, the convex height It was able to plastically deform the 2μm or less is, by the electrode protective film to at least the glass transition temperature, in a 4N / mm 2 or more 5N / mm 2 or less in a range which is a pressure of half convex The part could be plastically deformed to 2 μm or less.

電極保護膜としてポリパラキシリレン膜を用いる場合において、ポリパラキシリレン膜のガラス転移点は77℃である。ポリパラキシリレン膜の温度がガラス転移点以上の温度になるように加熱を行なうためには、たとえば、ポロパラキシリレン膜の温度が約80℃になるように加熱を行なう。   In the case of using a polyparaxylylene film as the electrode protective film, the glass transition point of the polyparaxylylene film is 77 ° C. In order to perform heating so that the temperature of the polyparaxylylene film becomes equal to or higher than the glass transition point, for example, heating is performed so that the temperature of the polyparaxylylene film becomes about 80 ° C.

さらに、ポリパラキシリレン膜は温度がほぼ175℃以上になると膜剛性が室温の1桁以上小さくなる。したがって、ポリパラキシリレン膜の温度が175℃以上になるように加熱を行なうことがより好ましい。この方法により、より小さい圧力で凸部を塑性変形させることができる。   Furthermore, when the temperature of the polyparaxylylene film reaches approximately 175 ° C. or higher, the film rigidity decreases by one digit or more of room temperature. Therefore, it is more preferable to heat the polyparaxylylene film so that the temperature of the polyparaxylene film becomes 175 ° C. or higher. By this method, the convex portion can be plastically deformed with a smaller pressure.

ポリモノクロロパラキシリレン膜およびポリパラキシリレン膜の積層体を電極保護膜として用いる場合においては、ポリモノクロロパラキシリレン膜のガラス転移点がほぼ97℃であるため、たとえば、加熱温度を100℃以上に設定することが好ましい。この方法により、ポリモノクロロパラキシリレン膜およびポリパラキシリレン膜の2層の両方が、ガラス転移点以上の温度になり、表面に形成される凸部を容易に塑性変形させることができる。   In the case where the polymonochloroparaxylylene film and the laminate of the polyparaxylylene film are used as an electrode protective film, the glass transition point of the polymonochloroparaxylylene film is approximately 97 ° C. It is preferable to set the above. By this method, both the polymonochloroparaxylylene film and the polyparaxylylene film have a temperature equal to or higher than the glass transition point, and the convex portions formed on the surface can be easily plastically deformed.

一方で、平坦化工程において温度を上げすぎると、圧電性基板の温度も上昇して、圧電性基板の温度がキュリー点を超えてしまうことが生じ得る。圧電性基板がキュリー点を超えると、圧電特性が変化してしまう。したがって、加熱を行なうときは、圧電性基板の温度がキュリー点以下になるように行なうことが好ましい。   On the other hand, if the temperature is raised too much in the planarization step, the temperature of the piezoelectric substrate also rises, and the temperature of the piezoelectric substrate may exceed the Curie point. When the piezoelectric substrate exceeds the Curie point, the piezoelectric characteristics change. Therefore, when heating is performed, it is preferable that the temperature of the piezoelectric substrate be lower than the Curie point.

圧電性基板のキュリー点は、基板の種類によってそれぞれ異なるが、おおよそ210℃以上300℃以下である。このため、加熱温度は、たとえば210℃以下で行なうことが好ましい。   The Curie point of the piezoelectric substrate varies depending on the type of substrate, but is approximately 210 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. For this reason, it is preferable to perform heating temperature at 210 degrees C or less, for example.

本実施の形態における第2のインクジェットヘッドの製造方法は、平坦化工程において、超音波を併用して電極保護膜に生じた凸部を平坦化させる。   In the second inkjet head manufacturing method according to the present embodiment, in the planarization step, ultrasonic waves are used together to planarize the convex portions generated in the electrode protective film.

電極保護膜を押圧部材で押圧するときに超音波を併用することにより、凸部に強力な摩擦熱を発生させ、凸部を局所的に高温にして塑性変形させることができる。この結果、凸部を押圧する加圧力を小さくすることができる。   By using ultrasonic waves together when pressing the electrode protective film with the pressing member, it is possible to generate strong frictional heat on the convex portions and to locally plastically deform the convex portions at a high temperature. As a result, the pressing force for pressing the convex portion can be reduced.

たとえば、図8を参照して、図示しない超音波発振器からの信号をトランスデューサにより機械的信号に変換して押圧部材31に伝えることにより、電極保護膜の凸部と押圧部材31との間に摩擦熱を発生させ、局所的に凸部を塑性変形させて平坦化を行なうことができる。凸部を押圧するときの圧力を小さくできるため、圧電性基板にクラックやチッピングなどが生じることを抑制できる。   For example, referring to FIG. 8, a signal from an ultrasonic oscillator (not shown) is converted into a mechanical signal by a transducer and transmitted to the pressing member 31, thereby causing friction between the convex portion of the electrode protective film and the pressing member 31. Heat can be generated, and the convex portions can be locally plastically deformed for flattening. Since the pressure when pressing the convex portion can be reduced, it is possible to prevent the piezoelectric substrate from being cracked or chipped.

本実施の形態においては、平坦化工程において加熱または超音波の印加を併用したが、この形態に限られず、加熱を行ないながら超音波を印加してもよい。この方法により、押圧部材の加圧力をさらに小さくすることができる。   In this embodiment mode, heating or application of ultrasonic waves is used in the planarization step. However, the present invention is not limited to this mode, and ultrasonic waves may be applied while heating. By this method, the pressing force of the pressing member can be further reduced.

上記以外のインクジェットヘッドの製造方法については、実施の形態1と同様であるのでここでは説明を繰返さない。   Since the manufacturing method of the ink jet head other than the above is the same as that of the first embodiment, description thereof will not be repeated here.

上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には、同一の符号を付している。   In the respective drawings described above, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.

なお、今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。   In addition, the said embodiment disclosed this time is an illustration in all the points, Comprising: It is not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

実施の形態1におけるインクジェットヘッドの分解斜視図である。2 is an exploded perspective view of the ink jet head according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態1におけるインクジェットヘッドのノズルの部分の拡大概略断面図である。2 is an enlarged schematic cross-sectional view of a nozzle portion of the ink jet head in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における電極保護膜の第1の凸部の拡大概略断面図である。3 is an enlarged schematic cross-sectional view of a first convex portion of an electrode protective film in the first embodiment. FIG. 実施の形態1における電極保護膜の第2の凸部の拡大概略断面図である。5 is an enlarged schematic cross-sectional view of a second convex portion of the electrode protective film in the first embodiment. FIG. 実施の形態1における電極保護膜の第3の凸部の拡大概略断面図である。6 is an enlarged schematic cross-sectional view of a third convex portion of the electrode protective film in the first embodiment. FIG. 実施の形態1におけるインクジェットヘッドの製造方法の工程図である。5 is a process diagram of the method for manufacturing the ink jet head in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における電極保護膜に生じる凸部の概略断面図である。3 is a schematic cross-sectional view of a convex portion generated in the electrode protective film in the first embodiment. FIG. 実施の形態1および2における平坦化工程の概略斜視図である。FIG. 5 is a schematic perspective view of a planarization process in the first and second embodiments. 実施の形態1における平坦化工程の拡大概略断面図である。FIG. 3 is an enlarged schematic cross-sectional view of a planarization process in the first embodiment. 実施の形態1におけるヘッド部にノズルプレートを接着するときの概略斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view when a nozzle plate is bonded to the head portion in the first embodiment. 実施の形態1におけるヘッド部にノズルプレートを取付けるときの概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view when a nozzle plate is attached to the head portion in the first embodiment. 従来の技術に基づくヘッド部にノズルプレートを取付けるときの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing when attaching a nozzle plate to the head part based on the prior art. 従来の技術に基づくインクジェットヘッドのノズルの部分の拡大概略断面図である。It is an expansion schematic sectional drawing of the part of the nozzle of the inkjet head based on a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 圧電性基板、1a 溝部、1b 壁部、2 ノズルプレート、2a ノズル、2b,2c 中心線、3 接着剤、4 蓋部材、5 電極保護膜、5a〜5f 凸部、6 ヘッド部、11 インク流路、14 電極、31 押圧部材、32 弾性部材、41 アライメントカメラ、43 加圧部材、43a 吸着穴、43b 吸着面、51〜56 矢印。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric substrate, 1a Groove part, 1b Wall part, 2 Nozzle plate, 2a Nozzle, 2b, 2c Center line, 3 Adhesive, 4 Lid member, 5 Electrode protective film, 5a-5f Convex part, 6 Head part, 11 Ink Flow path, 14 electrodes, 31 pressing member, 32 elastic member, 41 alignment camera, 43 pressure member, 43a suction hole, 43b suction surface, 51-56 arrows.

Claims (17)

複数の溝部が形成された基板と、
前記基板の前面に接着剤によって固定されたノズルプレートと
を備え、
前記基板は、少なくとも前記溝部の壁面に形成された電極と、
前記電極の表面および前記基板の前記前面に形成された電極保護膜と
を含み、
前記電極保護膜は、前記前面において表面から突出する凸部を有し、
前記凸部は、高さが前記接着剤の厚さ以下になるように形成され、
前記凸部は、前記ノズルプレートに向かう部分がほぼ平面状に形成された、インクジェットヘッド。
A substrate on which a plurality of grooves are formed;
A nozzle plate fixed to the front surface of the substrate with an adhesive;
The substrate includes at least an electrode formed on a wall surface of the groove;
An electrode protective film formed on the surface of the electrode and the front surface of the substrate;
The electrode protective film has a protrusion protruding from the surface on the front surface,
The convex portion is formed such that the height is equal to or less than the thickness of the adhesive,
The convex portion is an ink jet head in which a portion toward the nozzle plate is formed in a substantially flat shape.
前記凸部は、断面形状がほぼ台形に形成された、請求項1に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein the convex portion has a substantially trapezoidal cross-sectional shape. 前記凸部は、断面形状において高さが2μm以下になるように形成された、請求項1に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein the convex portion is formed so that a height in a cross-sectional shape is 2 μm or less. 前記電極保護膜は、ポリパラキシリレン膜を含む、請求項1に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein the electrode protective film includes a polyparaxylylene film. 前記電極保護膜は、ポリモノクロロパラキシリレン膜およびポリパラキシリレン膜を含む、請求項1に記載のインクジェットヘッド。   The inkjet head according to claim 1, wherein the electrode protective film includes a polymonochloroparaxylylene film and a polyparaxylylene film. 基板に複数の溝部を形成する工程と、
少なくとも前記溝部の壁面に電極を形成する工程と、
前記電極の表面および前記基板の前面に電極保護膜を形成する工程と、
前記基板の前記前面において、前記電極保護膜の表面に生じる凸部を平坦化させる平坦化工程と、
前記基板の前記前面において、前記電極保護膜の表面に接着剤を配置する工程と、
前記基板の前記前面において、前記電極保護膜にノズルプレートを接着する工程と
を含む、インクジェットヘッドの製造方法。
Forming a plurality of grooves on the substrate;
Forming an electrode on at least the wall surface of the groove;
Forming an electrode protective film on the surface of the electrode and the front surface of the substrate;
On the front surface of the substrate, a flattening step of flattening a convex portion generated on the surface of the electrode protective film;
Disposing an adhesive on the surface of the electrode protection film on the front surface of the substrate;
Adhering a nozzle plate to the electrode protection film on the front surface of the substrate.
前記平坦化工程は、断面形状がほぼ台形になるように前記凸部を塑性変形させる工程を含む、請求項6に記載のインクジェットヘッドの製造方法。   The method of manufacturing an ink jet head according to claim 6, wherein the flattening step includes a step of plastically deforming the convex portion so that a cross-sectional shape is substantially trapezoidal. 前記平坦化工程は、高さが2μm以下になるように前記凸部を変形させる工程を含む、請求項6に記載のインクジェットヘッドの製造方法。   The method of manufacturing an ink jet head according to claim 6, wherein the flattening step includes a step of deforming the convex portion so that a height is 2 μm or less. 前記電極保護膜として、ポリパラキシリレン膜を配置する工程を含む、請求項6に記載のインクジェットヘッドの製造方法。   The manufacturing method of the inkjet head of Claim 6 including the process of arrange | positioning a polyparaxylylene film | membrane as the said electrode protective film. 前記電極保護膜として、ポリモノクロロパラキシリレン膜およびポリパラキシリレン膜を積層する工程を含む、請求項6に記載のインクジェットヘッドの製造方法。   The method for manufacturing an ink jet head according to claim 6, comprising a step of laminating a polymonochloroparaxylylene film and a polyparaxylylene film as the electrode protective film. 前記平坦化工程は、押圧部材を用いて前記凸部を押圧することにより、前記凸部を変形させる工程を含む、請求項6に記載のインクジェットヘッドの製造方法。   The method of manufacturing an inkjet head according to claim 6, wherein the flattening step includes a step of deforming the convex portion by pressing the convex portion using a pressing member. 前記平坦化工程は、前記凸部を押圧する力が、8N/mm2以上10N/mm2以下になるように行なう、請求項11に記載のインクジェットヘッドの製造方法。 The planarization process, the force that presses the convex portion, 8N / mm 2 or more 10 N / mm 2 is performed such that the following method for manufacturing an ink jet head according to claim 11. 前記平坦化工程は、弾性体を介在させながら前記押圧部材で押圧する工程を含む、請求項11に記載のインクジェットヘッドの製造方法。   The method of manufacturing an ink jet head according to claim 11, wherein the flattening step includes a step of pressing with the pressing member while interposing an elastic body. 前記平坦化工程は、前記押圧部材および前記電極保護膜のうち少なくとも一方を加熱しながら行なう、請求項11に記載のインクジェットヘッドの製造方法。   The method of manufacturing an ink jet head according to claim 11, wherein the flattening step is performed while heating at least one of the pressing member and the electrode protective film. 前記電極保護膜として、ポリパラキシリレン膜を用い、
前記一方の加熱は、前記ポリパラキシリレン膜の温度がガラス転移点以上になるように行なう、請求項14に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
As the electrode protective film, a polyparaxylylene film is used,
The method of manufacturing an ink jet head according to claim 14, wherein the one heating is performed so that a temperature of the polyparaxylylene film is equal to or higher than a glass transition point.
前記基板を圧電体材料から形成する工程を含み、
前記一方の加熱は、前記圧電性材料の温度がキュリー点以下になるように行なう、請求項14に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
Forming the substrate from a piezoelectric material;
The method of manufacturing an ink jet head according to claim 14, wherein the one heating is performed so that a temperature of the piezoelectric material is equal to or lower than a Curie point.
前記平坦化工程は、前記凸部を押圧するときに、超音波を併用しながら行なう、請求項11に記載のインクジェットヘッドの製造方法。   The method of manufacturing an inkjet head according to claim 11, wherein the flattening step is performed while using ultrasonic waves when pressing the convex portion.
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