JP2012131177A - Liquid injection head, and liquid injection apparatus - Google Patents

Liquid injection head, and liquid injection apparatus Download PDF

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Katsunori Ono
克徳 大野
Shungo Kiyota
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid injection head that can improve print quality by enhancing landing accuracy of droplets, and to provide a liquid injection apparatus.SOLUTION: The liquid injection head includes: a pressure generation unit that generates a pressure change to a pressure generation chamber and liquid within the pressure generation chamber; a nozzle plate 35 where nozzle openings 34a, 34b connected to the pressure generation chamber are formed; and water repellent film 50 that is provided at the side of a liquid injection surface S of the nozzle plate 35. The plurality of nozzle openings 34a, 34b are provided for one pressure generation chambers. The water repellent film 50 is provided to different depths from the liquid injection surface S in the plurality of nozzle openings 34a, 34b for the one pressure generation chambers.

Description

本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特に、液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置に関する。   The present invention relates to a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that eject liquid from nozzle openings, and more particularly to an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus that eject ink as liquid.

液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドには、1つの圧力発生室に対して2以上の複数のノズル開口を設けたものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   An ink jet recording head which is an example of a liquid ejecting head has been proposed in which two or more nozzle openings are provided for one pressure generating chamber (see, for example, Patent Document 1).

ここで、被記録媒体に着弾するインク滴のインク重量とドット径(直径)との関係は、所定のインク重量のドット径に対して、半分のインク重量であってもドット径が半分になることはなく、半分よりも大きなドット径になる。また、インク重量が小さければ、被記録媒体に浸透するインクの量も少なく乾燥も早くなる。   Here, the relationship between the ink weight of the ink droplets landed on the recording medium and the dot diameter (diameter) is half the dot diameter even if the ink weight is half that of the predetermined ink weight. The dot diameter is larger than half. Further, if the ink weight is small, the amount of ink penetrating the recording medium is small and drying is quick.

このことから、1つの圧力発生室に対して複数のノズル開口を設け、ノズル開口からインク重量を小さくしたインク滴を吐出させることで、印刷物の光学濃度(OD値;Optical Density)を高めることができる。また、圧力発生室に対してノズル開口を1つだけ設けた場合に比べて、同じ光学濃度であっても、インク消費量を低減することができる。   From this, it is possible to increase the optical density (OD value; Optical Density) of the printed matter by providing a plurality of nozzle openings for one pressure generating chamber and ejecting ink droplets with a reduced ink weight from the nozzle openings. it can. Further, compared to the case where only one nozzle opening is provided for the pressure generating chamber, the ink consumption can be reduced even with the same optical density.

特開2002−331658号公報JP 2002-331658 A

しかしながら、複数(例えば、2つ)のノズル開口から同時にインク滴を吐出させると、複数のインク滴は飛翔時に気流の影響や静電気力(クーロン力)によって互いに離反する方向に飛翔し、着弾位置がずれてしまい印刷品質が低下してしまうという問題がある。   However, if ink droplets are ejected simultaneously from a plurality of (for example, two) nozzle openings, the plurality of ink droplets fly away in the direction away from each other due to the influence of airflow or electrostatic force (Coulomb force) during flight, and the landing position is There is a problem that the printing quality is deteriorated due to the deviation.

なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。   Such a problem exists not only in an ink jet recording head but also in a liquid ejecting head that ejects liquid other than ink.

本発明はこのような事情に鑑み、ノズル開口から吐出される液滴の着弾精度を向上して印刷品質を向上することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。   SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a liquid ejecting head and a liquid ejecting apparatus that can improve the landing accuracy of droplets ejected from a nozzle opening and improve printing quality.

上記課題を解決する本発明の態様は、圧力発生室と、前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、前記圧力発生室に連通するノズル開口が形成されたノズルプレートと、前記ノズルプレートの液体噴射面側に設けられた撥水膜と、を具備した液体噴射ヘッドであって、1つの前記圧力発生室に対して複数のノズル開口が設けられており、1つの前記圧力発生室に対する前記複数のノズル開口の内面において、前記撥水膜が前記液体噴射面からそれぞれ異なる深さまで設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、1つの個別流路に連通する複数のノズル開口において、各ノズル開口に形成される液体のメニスカスの液体噴射面からの深さを異ならせることができる。これにより、1つの個別流路に連通する複数のノズル開口における液体の噴射開始位置(液体噴射面に対する位置)を異なる位置とすることができるため、吐出された液体が飛翔する際に、横に並ぶことなく飛翔する。このため、気流の影響やクーロン力による影響によって液体が曲がって飛翔するのを抑制して、被記録媒体への着弾位置の精度を向上して、印刷品質を向上することができる。
An aspect of the present invention that solves the above problems includes a pressure generating chamber, pressure generating means for causing a pressure change in the liquid in the pressure generating chamber, a nozzle plate having a nozzle opening communicating with the pressure generating chamber, A liquid ejecting head including a water repellent film provided on the liquid ejecting surface side of the nozzle plate, wherein a plurality of nozzle openings are provided for one pressure generating chamber, In the liquid ejecting head, the water repellent film is provided from the liquid ejecting surface to different depths on the inner surfaces of the plurality of nozzle openings with respect to the generation chamber.
In this aspect, the depth of the liquid meniscus from the liquid ejection surface formed in each nozzle opening can be made different in the plurality of nozzle openings communicating with one individual flow path. As a result, since the liquid ejection start positions (positions relative to the liquid ejection surface) of the plurality of nozzle openings communicating with one individual flow path can be set to different positions, when the ejected liquid flies, Fly without lining up. For this reason, it is possible to suppress the liquid from being bent and flying due to the influence of the air current and the influence of the Coulomb force, improve the accuracy of the landing position on the recording medium, and improve the printing quality.

ここで、前記撥水膜が、共析メッキで形成されていることが好ましい。これによれば、容易に且つ低コストで撥水膜を形成することができる。   Here, it is preferable that the water-repellent film is formed by eutectoid plating. According to this, the water repellent film can be formed easily and at low cost.

また、前記撥水膜が、金属アルコキシドの分子膜を有していてもよい。これによれば、比較的厚さの薄い撥水膜を形成することができると共に、耐擦性及び撥液性を向上することができる。   The water repellent film may have a metal alkoxide molecular film. According to this, it is possible to form a relatively thin water-repellent film and improve the abrasion resistance and liquid repellency.

さらに、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、印刷品質を向上した液体噴射装置を実現できる。
According to another aspect of the invention, there is provided a liquid ejecting apparatus including the liquid ejecting head according to the above aspect.
In this aspect, a liquid ejecting apparatus with improved print quality can be realized.

実施形態1に係る記録ヘッドの分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the recording head according to the first embodiment. 実施形態1に係る記録ヘッドの平面図である。FIG. 3 is a plan view of the recording head according to the first embodiment. 実施形態1に係る記録ヘッドの断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of the recording head according to the first embodiment. 実施形態1に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the recording head according to the first embodiment. 比較例を示す要部を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the principal part which shows a comparative example was expanded. 実施形態1に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating the recording head manufacturing method according to the first embodiment. 実施形態2に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a main part of a recording head according to a second embodiment. 一実施形態に係る記録装置の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a recording apparatus according to an embodiment.

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図2は、インクジェット式記録ヘッドの平面図であり、図3は、図2のA−A′線断面図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view of an ink jet recording head that is an example of a liquid jet head according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a plan view of the ink jet recording head, and FIG. It is AA 'sectional view taken on the line.

図示するように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド10は、アクチュエーターユニット20と、アクチュエーターユニット20が固定される流路ユニット30と、を具備する。   As shown in the drawing, the ink jet recording head 10 of this embodiment includes an actuator unit 20 and a flow path unit 30 to which the actuator unit 20 is fixed.

アクチュエーターユニット20は、圧電アクチュエーター40と、圧力発生室21が形成された流路形成基板22と、流路形成基板22の一方面側に設けられた振動板23と、流路形成基板22の他方面側に設けられた圧力発生室底板24と、を具備する。   The actuator unit 20 includes a piezoelectric actuator 40, a flow path forming substrate 22 in which the pressure generation chamber 21 is formed, a vibration plate 23 provided on one side of the flow path forming substrate 22, and the flow path forming substrate 22. And a pressure generation chamber bottom plate 24 provided on the direction side.

流路形成基板22は、例えば、150μm程度の厚みを有するアルミナ(Al)や、ジルコニア(ZrO)などのセラミックス板やステンレス鋼等の金属板からなる。 The flow path forming substrate 22 is made of, for example, a ceramic plate such as alumina (Al 2 O 3 ) or zirconia (ZrO 2 ) having a thickness of about 150 μm, or a metal plate such as stainless steel.

流路形成基板22には、本実施形態では、複数の圧力発生室21がその幅方向に沿って並設された列が2列形成されている。そして、この流路形成基板22の一方面に、例えば、厚さ10μmのジルコニア等の薄板からなる振動板23が固定され、圧力発生室21の一方面はこの振動板23により封止されている。   In the present embodiment, the flow path forming substrate 22 is formed with two rows in which a plurality of pressure generating chambers 21 are arranged in parallel along the width direction. A vibration plate 23 made of a thin plate such as zirconia having a thickness of 10 μm is fixed to one surface of the flow path forming substrate 22, and one surface of the pressure generating chamber 21 is sealed by the vibration plate 23. .

圧力発生室底板24は、流路形成基板22の他方面側に固定されて圧力発生室21の他方面を封止する板状部材からなる。また、圧力発生室底板24は、圧力発生室21の長手方向一方の端部近傍に設けられて圧力発生室21と後述するマニホールドとを連通する供給連通孔25と、圧力発生室21の長手方向他方の端部近傍に設けられて後述するノズル開口34に連通するノズル連通孔26と、を有する。   The pressure generation chamber bottom plate 24 is a plate-like member that is fixed to the other surface side of the flow path forming substrate 22 and seals the other surface of the pressure generation chamber 21. Further, the pressure generation chamber bottom plate 24 is provided in the vicinity of one end portion in the longitudinal direction of the pressure generation chamber 21, a supply communication hole 25 that communicates the pressure generation chamber 21 and a manifold described later, and the longitudinal direction of the pressure generation chamber 21. A nozzle communication hole provided in the vicinity of the other end and communicating with a nozzle opening described later.

圧電アクチュエーター40は、振動板23上の各圧力発生室21に対向する領域のそれぞれに設けられ、例えば、本実施形態では、圧力発生室21の列が2列設けられているため、圧電アクチュエーター40の列も2列設けられている。   The piezoelectric actuator 40 is provided in each of the regions facing the pressure generation chambers 21 on the vibration plate 23. For example, in this embodiment, two rows of the pressure generation chambers 21 are provided. There are also two rows.

ここで、各圧電アクチュエーター40は、図3に示すように、振動板23上に設けられた下電極膜43と、各圧力発生室21毎に独立して設けられた圧電体層44と、各圧電体層44上に設けられた上電極膜45とで構成されている。圧電体層44は、圧電材料からなるグリーンシートを貼付することや、印刷することで形成されている。また、下電極膜43は、並設された圧電体層44に亘って設けられて各圧電アクチュエーター40の共通電極となっており、振動板の一部として機能する。勿論、下電極膜43を各圧電体層44毎に設けるようにしてもよい。   Here, as shown in FIG. 3, each piezoelectric actuator 40 includes a lower electrode film 43 provided on the diaphragm 23, a piezoelectric layer 44 provided independently for each pressure generation chamber 21, The upper electrode film 45 is provided on the piezoelectric layer 44. The piezoelectric layer 44 is formed by attaching or printing a green sheet made of a piezoelectric material. Further, the lower electrode film 43 is provided over the piezoelectric layers 44 arranged side by side and serves as a common electrode for each piezoelectric actuator 40 and functions as a part of the diaphragm. Of course, the lower electrode film 43 may be provided for each piezoelectric layer 44.

また、各圧電アクチュエーター40の長手方向一端部の圧力発生室21の周壁に相対向する領域には、圧電アクチュエーター40に導通する端子部46が設けられている。端子部46は、圧電アクチュエーター40毎に設けられて圧電アクチュエーター40の上電極膜45に導通する端子部46と、圧電アクチュエーター40の並設方向両端部側に引き出された下電極膜43に導通する端子部(図示なし)とが、圧電アクチュエーター40の並設方向に並設されている。本実施形態では、並設された圧電アクチュエーター40の列と列の間に並設された端子部46の列を2列設けるようにした。このような端子部46には、フレキシブルプリンティングサーキット(FPC)や、テープキャリアパッケージ(TCP)などの外部配線60が接続され、外部からの印刷信号は外部配線60を介して圧電アクチュエーター40に供給される。   In addition, a terminal portion 46 that conducts to the piezoelectric actuator 40 is provided in a region opposite to the peripheral wall of the pressure generating chamber 21 at one longitudinal end of each piezoelectric actuator 40. The terminal portion 46 is provided for each of the piezoelectric actuators 40 and is electrically connected to the terminal electrode 46 that is electrically connected to the upper electrode film 45 of the piezoelectric actuator 40 and the lower electrode film 43 that is drawn out to both ends of the piezoelectric actuator 40 in the parallel arrangement direction. Terminal portions (not shown) are juxtaposed in the direction in which the piezoelectric actuators 40 are juxtaposed. In the present embodiment, two rows of the terminal portions 46 arranged in parallel between the rows of the piezoelectric actuators 40 arranged in parallel are provided. An external wiring 60 such as a flexible printing circuit (FPC) or a tape carrier package (TCP) is connected to the terminal portion 46, and an external print signal is supplied to the piezoelectric actuator 40 via the external wiring 60. The

なお、アクチュエーターユニット20の各層である流路形成基板22、振動板23及び圧力発生室底板24は、粘土状のセラミックス材料、いわゆるグリーンシートを所定の厚さに成形して、例えば、圧力発生室21等を穿設後、積層して焼成することにより接着剤を必要とすることなく一体化される。そして、その後、振動板23上に圧電アクチュエーター40が形成される。   The flow path forming substrate 22, the vibration plate 23, and the pressure generation chamber bottom plate 24, which are each layer of the actuator unit 20, are formed of a clay-like ceramic material, a so-called green sheet, to a predetermined thickness, for example, a pressure generation chamber. After drilling 21 and the like, they are laminated and fired to integrate them without requiring an adhesive. Thereafter, the piezoelectric actuator 40 is formed on the vibration plate 23.

一方、流路ユニット30は、アクチュエーターユニット20の圧力発生室底板24に接合されるインク供給口形成基板31と、複数の圧力発生室21の共通インク室となるマニホールド32が形成されるマニホールド形成基板33と、ノズル開口34が形成されたノズルプレート35と、を具備する。   On the other hand, the flow path unit 30 is a manifold forming substrate on which an ink supply port forming substrate 31 joined to the pressure generating chamber bottom plate 24 of the actuator unit 20 and a manifold 32 serving as a common ink chamber of the plurality of pressure generating chambers 21 are formed. 33 and a nozzle plate 35 in which nozzle openings 34 are formed.

インク供給口形成基板31は、厚さ150μmのジルコニアの薄板からなり、ノズル開口34と圧力発生室21とを接続するノズル連通孔36が設けられている。また、インク供給口形成基板31には、前述の供給連通孔25と共にマニホールド32と圧力発生室21とを接続するインク供給口37が設けられている。さらに、インク供給口形成基板31には、各マニホールド32と連通し、外部のインクタンクからのインクを供給するインク導入口38が設けられている。   The ink supply port forming substrate 31 is made of a zirconia thin plate having a thickness of 150 μm, and is provided with a nozzle communication hole 36 for connecting the nozzle opening 34 and the pressure generating chamber 21. The ink supply port forming substrate 31 is provided with an ink supply port 37 for connecting the manifold 32 and the pressure generating chamber 21 together with the supply communication hole 25 described above. Further, the ink supply port forming substrate 31 is provided with an ink introduction port 38 that communicates with each manifold 32 and supplies ink from an external ink tank.

マニホールド形成基板33は、インク流路を構成するに適した、例えば、150μmのステンレス鋼などの耐食性を備えた板材で形成されている。また、マニホールド形成基板33は、外部のインクタンク(図示なし)からインクの供給を受けて圧力発生室21にインクを供給するマニホールド32と、圧力発生室21とノズル開口34とを連通するノズル連通孔39と、を有する。すなわち、マニホールド32からのインクは、供給連通孔25を介して圧力発生室21に供給され、圧力発生室21内の圧力変動によって、圧力発生室21のインクはノズル連通孔26、ノズル連通孔36及びノズル連通孔39を介してノズル開口34からインク滴として吐出される。   The manifold forming substrate 33 is formed of a plate material having corrosion resistance, such as 150 μm stainless steel, which is suitable for configuring the ink flow path. Further, the manifold forming substrate 33 receives a supply of ink from an external ink tank (not shown) and supplies the ink to the pressure generating chamber 21 and a nozzle communication that connects the pressure generating chamber 21 and the nozzle opening 34. And a hole 39. That is, the ink from the manifold 32 is supplied to the pressure generation chamber 21 through the supply communication hole 25, and the ink in the pressure generation chamber 21 is changed into the nozzle communication hole 26 and the nozzle communication hole 36 by the pressure fluctuation in the pressure generation chamber 21. Ink droplets are ejected from the nozzle openings 34 through the nozzle communication holes 39.

ノズルプレート35は、例えば、ステンレス鋼等の金属やシリコンなどのセラミックスなどからなる板状部材にノズル開口34が貫通して設けられている。ノズル開口34は、1つの圧力発生室21に対して2つ以上の複数個、本実施形態では1つの圧力発生室21に対してノズル開口34a、34bの2つが設けられている(図4参照)。   The nozzle plate 35 is provided with a nozzle opening 34 penetrating through a plate member made of, for example, a metal such as stainless steel or a ceramic such as silicon. Two or more nozzle openings 34 are provided for one pressure generating chamber 21, and in this embodiment, two nozzle openings 34a and 34b are provided for one pressure generating chamber 21 (see FIG. 4). ).

また、ノズルプレート35のノズル開口34が開口する液体噴射面S(インク滴が吐出される方向に面する側)には、撥水膜50が設けられている。なお、本実施形態では、液体噴射面Sをノズルプレート35の表面としたが、ノズルプレート35の表面には撥水膜50が設けられているため、実際の液体噴射面は撥水膜50の表面である。   A water repellent film 50 is provided on the liquid ejection surface S (the side facing the direction in which the ink droplets are ejected) where the nozzle openings 34 of the nozzle plate 35 are opened. In the present embodiment, the liquid ejecting surface S is the surface of the nozzle plate 35, but since the water repellent film 50 is provided on the surface of the nozzle plate 35, the actual liquid ejecting surface is the water repellent film 50. The surface.

撥水膜50は、吐出する液体(インク)に対して撥水性を有するものであれば特に限定されず、例えば、フッ素系高分子を含む金属膜や、撥液性を有する金属アルコキシドの分子膜などを用いることができる。   The water repellent film 50 is not particularly limited as long as it has water repellency with respect to the liquid (ink) to be ejected. For example, a metal film containing a fluorine-based polymer or a molecular film of metal alkoxide having liquid repellency. Etc. can be used.

ここで、フッ素系高分子を含む金属膜からなる撥水膜50は、例えば、ノズルプレート35の液体噴射面Sに直接、共析メッキを施すことにより形成することができる。   Here, the water repellent film 50 made of a metal film containing a fluorine-based polymer can be formed, for example, by performing eutectoid plating directly on the liquid ejection surface S of the nozzle plate 35.

また、撥水膜50として金属アルコキシドの分子膜を用いる場合には、例えば、ノズルプレート35側にプラズマ重合膜からなる下地膜を設けることで、分子膜からなる撥水膜50とノズルプレート35との密着性を向上することができる。なお、プラズマ重合膜からなる下地膜は、例えば、シリコーンをアルゴンプラズマガスにより重合させて形成することができる。また、金属アルコキシドの分子膜からなる撥水膜50は、例えば、アルコキシラン等のシランカップリング剤をシンナー等の溶媒と混合して金属アルコキシド溶液を形成し、この金属アルコキシド溶液にノズルプレート35を浸漬することで、金属アルコキシドの重合した分子膜を形成することができる。ちなみに、撥水膜50として、金属アルコキシドの分子膜を用いた場合には、下地層を設けたとしても、共析メッキにより形成したフッ素系高分子を含む金属膜からなる撥液膜よりも薄く形成できると共に、ヘッド面をクリーニングする際にワイピングによって液体噴射面Sが拭かれることによっても撥液性が劣化しない「耐擦性」、及び撥液性を向上できるという利点を有する。勿論、「耐擦性」、「撥液性」は劣るが、フッ素系高分子を含む金属膜からなる撥液膜を用いることもできる。   When a metal alkoxide molecular film is used as the water repellent film 50, for example, by providing a base film made of a plasma polymerized film on the nozzle plate 35 side, the water repellent film 50 made of the molecular film and the nozzle plate 35 Can be improved. The base film made of a plasma polymerized film can be formed, for example, by polymerizing silicone with argon plasma gas. The water-repellent film 50 made of a metal alkoxide molecular film is formed, for example, by mixing a silane coupling agent such as alkoxysilane with a solvent such as thinner to form a metal alkoxide solution. By soaking, a molecular film in which metal alkoxide is polymerized can be formed. Incidentally, when a metal alkoxide molecular film is used as the water repellent film 50, even if a base layer is provided, it is thinner than a liquid repellent film made of a metal film containing a fluoropolymer formed by eutectoid plating. In addition to being able to be formed, there is an advantage that the liquid repellency is not deteriorated even when the liquid ejection surface S is wiped by wiping when cleaning the head surface, and the liquid repellency can be improved. Of course, “rubbing resistance” and “liquid repellency” are inferior, but a liquid repellent film made of a metal film containing a fluorine-based polymer can also be used.

ここで、各ノズル開口34a、34bと撥水膜50とについてさらに詳細に図4を参照して説明する。なお、図4は、図3のB−B′線の要部を拡大した断面図である。   Here, the nozzle openings 34a and 34b and the water repellent film 50 will be described in more detail with reference to FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a main part taken along line BB ′ of FIG.

図2及び図4に示すように、ノズルプレート35には、1つの圧力発生室21に連通する2つのノズル開口34a、34bが圧力発生室21の並設方向に並設されている。また、2つのノズル開口34a、34bは、1つの圧力発生室21にノズル連通孔26及びノズル連通孔39を介して連通している。このようなノズル開口34aとノズル開口34bとの間の距離は、所望のノズル開口34の密度で配置されたものである。本実施形態では、2つのノズル開口34a、34bの距離を600dpiとなる間隔、すなわち、42.4μmで配置した。   As shown in FIGS. 2 and 4, two nozzle openings 34 a and 34 b communicating with one pressure generation chamber 21 are arranged in the nozzle plate 35 in parallel with the pressure generation chamber 21. Further, the two nozzle openings 34 a and 34 b communicate with one pressure generation chamber 21 through the nozzle communication hole 26 and the nozzle communication hole 39. Such a distance between the nozzle openings 34 a and the nozzle openings 34 b is arranged at a desired density of the nozzle openings 34. In the present embodiment, the distance between the two nozzle openings 34a and 34b is set at an interval of 600 dpi, that is, 42.4 μm.

このような各ノズル開口34a、34bは、インク滴が吐出される側に面する液体噴射面S側に設けられた第1ノズル部341と、圧力発生室21(ノズル連通孔39)側に設けられた第2ノズル部342と、を具備する。   Each of the nozzle openings 34a and 34b is provided on the first nozzle portion 341 provided on the liquid ejecting surface S facing the ink droplet ejection side and on the pressure generating chamber 21 (nozzle communication hole 39) side. Second nozzle part 342 formed.

第1ノズル部341は、本実施形態では、インク滴の噴射方向であるノズルプレートの厚さ方向に略同一径で設けられている。   In the present embodiment, the first nozzle portion 341 is provided with substantially the same diameter in the thickness direction of the nozzle plate, which is the ink droplet ejection direction.

また、第2ノズル部342は、圧力発生室21(ノズル連通孔39)側から液体噴射面S側に向かって開口面積が徐々に漸小する形状を有する。本実施形態では、第2ノズル部342の内壁面を第1ノズル部341の内壁面に対して傾斜させることで、第2ノズル部342が液体噴射面S側に向かって開口面積が漸小するようにした。   The second nozzle part 342 has a shape in which the opening area gradually decreases from the pressure generation chamber 21 (nozzle communication hole 39) side toward the liquid ejection surface S side. In the present embodiment, the opening area of the second nozzle portion 342 gradually decreases toward the liquid ejection surface S by inclining the inner wall surface of the second nozzle portion 342 with respect to the inner wall surface of the first nozzle portion 341. I did it.

もちろん、第1ノズル部341も第2ノズル部342と同様に、液体噴射面S側に向かって開口面積が漸小するようにしてもよい。   Needless to say, the opening area of the first nozzle portion 341 may be gradually reduced toward the liquid ejection surface S, similarly to the second nozzle portion 342.

このようなノズル開口34a、34bが設けられたノズルプレート35には、上述したように第1ノズル部341が開口する液体噴射面S側に撥水膜50が設けられている。   In the nozzle plate 35 provided with such nozzle openings 34a and 34b, the water-repellent film 50 is provided on the liquid ejection surface S side where the first nozzle portion 341 opens as described above.

撥水膜50は、ノズルプレート35の液体が吐出される一方面(液体噴射面S)に亘って連続して設けられている。なお、特に図示していないが、ノズルプレート35の液体噴射面Sにカバープレート等を接着する際には、接着剤によって接着する領域に撥水膜50を設けないようにすれば、接着強度を上げることができる。   The water repellent film 50 is provided continuously over one surface (liquid ejection surface S) from which the liquid of the nozzle plate 35 is discharged. Although not particularly shown, when the cover plate or the like is bonded to the liquid ejection surface S of the nozzle plate 35, if the water repellent film 50 is not provided in the region to be bonded by the adhesive, the bonding strength can be increased. Can be raised.

また、撥水膜50は、ノズルプレート35の液体噴射面Sから連続してノズル開口34aの内面まで延設された撥水部51aと、ノズル開口34bの内面まで延設された撥水部51bと、を具備する。本実施形態では、撥水部51a、51bは、各ノズル開口34a、34bの第1ノズル部341の深さの途中まで設けられている。そして、1つの圧力発生室21(個別流路)に連通するノズル開口34a、34bに設けられた撥水部51a、51bは、異なる深さで形成されている。なお、本実施形態で言う「深さ」とは、ノズル開口34(34a、34b)の液体噴射面Sから圧力発生室21に向かう方向のことである。具体的には、ノズル開口34aには、撥水部51aが液体噴射面Sから深さdで形成されている。これに対して、ノズル開口34bは、撥水部51bが液体噴射面Sからdよりも浅いdで形成されている(d>d)。 The water repellent film 50 includes a water repellent part 51 a extending continuously from the liquid ejection surface S of the nozzle plate 35 to the inner surface of the nozzle opening 34 a and a water repellent part 51 b extending to the inner surface of the nozzle opening 34 b. And. In the present embodiment, the water repellent parts 51a and 51b are provided halfway through the depth of the first nozzle part 341 of the nozzle openings 34a and 34b. And the water repellent parts 51a and 51b provided in the nozzle openings 34a and 34b communicating with one pressure generation chamber 21 (individual flow path) are formed at different depths. The “depth” referred to in the present embodiment is a direction from the liquid ejection surface S of the nozzle opening 34 (34a, 34b) toward the pressure generating chamber 21. More specifically, the nozzle opening 34a, water-repellent portion 51a is formed at a depth d 1 from the liquid ejecting surface S. On the other hand, in the nozzle opening 34b, the water repellent part 51b is formed with d 2 shallower than d 1 from the liquid ejection surface S (d 1 > d 2 ).

このように、ノズル開口34a、34bの撥水部51a、51bを設ける液体噴射面Sからの深さd、dを変更することで、図4(b)に示すように、撥水部51a、51bが設けられた領域と撥水膜50が設けられていない領域との境界にインクのメニスカスが形成される。 In this way, by changing the depths d 1 and d 2 from the liquid ejection surface S where the water repellent portions 51 a and 51 b of the nozzle openings 34 a and 34 b are provided, as shown in FIG. An ink meniscus is formed at the boundary between the region where 51a and 51b are provided and the region where the water repellent film 50 is not provided.

インクジェット式記録ヘッド10では、圧電アクチュエーター40の駆動により圧力発生室21内のインクに圧力変動を与えてメニスカスを振動させることで、メニスカスからインクを引き離してインク滴として吐出される。すなわち、2つのノズル開口34a、34bからは、共通して連通する1つの圧力発生室21内の圧力変動によってインク滴が吐出される。このとき、ノズル開口34a、34bにおいて、メニスカスの位置(液体噴射方向における位置)が異なるようにすることで、2つのノズル開口34a、34bから吐出されるインク滴X、Xの吐出開始位置に差が生じ、2つのノズル開口34a、34bから吐出された2つのインク滴X、Xは、互いに横に並ぶことなく飛翔する。なお、ここで言う横とは、飛翔方向に対して直交する方向のことである。 In the ink jet recording head 10, by driving the piezoelectric actuator 40, pressure fluctuation is applied to the ink in the pressure generation chamber 21 to vibrate the meniscus, whereby the ink is separated from the meniscus and ejected as ink droplets. That is, ink droplets are ejected from the two nozzle openings 34a and 34b due to pressure fluctuations in one pressure generating chamber 21 that communicates in common. At this time, the positions of the meniscuses (positions in the liquid ejecting direction) are different in the nozzle openings 34a and 34b, so that the ejection start positions of the ink droplets X 1 and X 2 ejected from the two nozzle openings 34a and 34b. The two ink droplets X 1 and X 2 ejected from the two nozzle openings 34a and 34b fly without being arranged side by side. Note that the term “lateral” here refers to a direction orthogonal to the flight direction.

ここで、図5に示すように、2つのノズル開口134a、134bに撥水部51a、51bを同じ深さとなるように形成すると、2つのノズル開口134a、134bに形成されるインクのメニスカスの位置が同じになる。このため、2つのノズル開口134a、134bから吐出された2つのインク滴X、Xは、互いに離反する方向に曲がって飛翔してしまう。このように2つのインク滴X、Xが曲がって飛翔してしまう原因としては、気流の影響が考えられる。つまり、2つのノズル開口134a、134bの直前のノズル連通孔39の流路抵抗は同じであるため、2つのインク滴X、Xの飛翔速度が同じになり、2つのインク滴X、Xは、互いに隣り合ったまま飛翔する。このとき、2つのインク滴X、Xの間は狭くて気体が入り込みにくく、2つのインク滴X、Xの外側は気体が流れ易いことから、2つのインク滴X、Xの外側のみに渦流が発生し、この渦流によって2つのインク滴X、Xが離反する方向に引っ張られることで2つのインク滴X、Xが離反する方向に曲がって飛翔してしまうと考えられる。また、インク滴X、Xの飛翔曲がりの原因には、気流の影響以外にも、例えば、2つのインク滴X、Xの静電気力(クーロン力)等による影響も考えられる。すなわち、2つのインク滴X、Xが同じ極性に帯電することによって、互いに離反する方向に移動してしまう。このように、2つのノズル開口134a、134bから吐出された2つのインク滴X、Xが互いに離反する方向に飛翔してしまうと、紙等の被記録媒体への着弾位置がずれてしまい、印刷品質が低下してしまう。 Here, as shown in FIG. 5, when the water-repellent portions 51a and 51b are formed at the same depth in the two nozzle openings 134a and 134b, the positions of the ink meniscuses formed in the two nozzle openings 134a and 134b. Are the same. For this reason, the two ink droplets X 3 and X 4 ejected from the two nozzle openings 134 a and 134 b bend and fly in directions away from each other. As a cause of the two ink droplets X 3 and X 4 being bent and flying in this way, the influence of the airflow is considered. That is, since the flow resistances of the nozzle communication holes 39 immediately before the two nozzle openings 134a and 134b are the same, the flying speeds of the two ink droplets X 3 and X 4 are the same, and the two ink droplets X 3 , X 4 is flying while adjacent to each other. At this time, since the space between the two ink droplets X 3 and X 4 is narrow and the gas does not easily enter, the gas flows easily outside the two ink droplets X 3 and X 4 , so that the two ink droplets X 3 and X 4 The eddy current is generated only on the outer side of the ink, and the two ink droplets X 3 and X 4 are pulled in the direction away from each other by the eddy current, so that the two ink droplets X 3 and X 4 are bent and fly away. it is conceivable that. Moreover, the cause of the flight bending of ink droplets X 3, X 4, in addition to the influence of the air flow, for example, the influence of the electrostatic force of the two ink droplets X 3, X 4 (Coulomb force) and the like are also contemplated. That is, when the two ink droplets X 3 and X 4 are charged to the same polarity, they move in directions away from each other. As described above, when the two ink droplets X 3 and X 4 ejected from the two nozzle openings 134a and 134b fly away from each other, the landing positions on the recording medium such as paper are shifted. The print quality will deteriorate.

そこで、本実施形態では、図4に示すように、2つのノズル開口34a、34bの撥水部51a、51bの液体噴射面Sからの深さ(形成領域)を異ならせることで、2つのノズル開口34a、34bに形成されるインクのメニスカスの位置(液体噴射方向の位置)を異ならせて、2つのノズル開口34a、34bから吐出される2つのインク滴X、Xの飛翔開始位置を変更し、2つのインク滴X、Xが飛翔時に隣り合うことがなく、それぞれのインク滴X、Xの両側に気流による渦流を発生させて、インク滴X、Xを曲げずに真っ直ぐ飛翔させることができる。これにより、被記録媒体へのインク滴の着弾位置を高精度にすることができ、印刷品質を向上することができる。また、2つのインク滴X、Xが飛翔時に隣り合うことがないため、2つのインク滴X、Xの間で働くクーロン力による影響を低減することができる。 Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the two nozzle openings 34 a and 34 b have different water repellent portions 51 a and 51 b by different depths (formation regions) from the liquid ejection surface S, thereby reducing the two nozzles. The positions of the meniscuses of ink formed in the openings 34a and 34b (positions in the liquid ejection direction) are made different to determine the flight start positions of the two ink droplets X 1 and X 2 ejected from the two nozzle openings 34a and 34b. change, without two ink droplets X 1, X 2 are adjacent when flying, on both sides of each of the ink droplets X 1, X 2 to generate an eddy flow due to the air flow, the bending of ink droplets X 1, X 2 You can fly straight. Thereby, the landing position of the ink droplet on the recording medium can be made highly accurate, and the printing quality can be improved. In addition, since the two ink droplets X 1 and X 2 do not adjoin when flying, the influence of the Coulomb force acting between the two ink droplets X 1 and X 2 can be reduced.

また、本実施形態のように、1つの圧力発生室21に対して2つのノズル開口34a、34bを設けることで、解像度を上げることができると共に、印刷物の光学濃度(OD値;Optical Density)を高くすることができる。なお、光学濃度(OD値;Optical Density)とは、log(I/I)(Iは入射光の強さ、Iは反射光の強さ)で表される半透明媒質の不透明程度のことである。このように、複数のノズル開口34a、34bからインク滴を吐出させて形成したドットの方が光学濃度は高くなる。これは、インク重量とドット径との関係が考えられる。具体的には、所定のインク重量で吐出したインク滴が被記録媒体に付着した際のドット径に対して、半分のインク重量で吐出したインク滴のドット径は、半分よりも大きくなる。これは、被記録媒体上に着弾したインク滴は、ドーム状(球冠状)になるが、このとき、インク重量が小さくなれば、ドットの被記録媒体からの高さが低くなるため、その直径(ドット径)は、半分にはならずに、半分よりも大きくなる。このことから、圧力発生室に対して1つのノズル開口を設けた場合と同じインク重量で2つのノズル開口からインク滴を吐出させると、インク滴が被記録媒体を覆う面積(ドット径で規定される面積)が広くなることから、印刷物の光学濃度が高くなると考えられる。 Further, as in the present embodiment, by providing two nozzle openings 34a and 34b for one pressure generating chamber 21, the resolution can be increased and the optical density (OD value; Optical Density) of the printed matter can be increased. Can be high. The optical density (OD value: Optical Density) is the degree of opacity of the translucent medium expressed by log (I 0 / I) (I 0 is the intensity of incident light and I is the intensity of reflected light). That is. In this way, the optical density of the dots formed by ejecting ink droplets from the plurality of nozzle openings 34a and 34b is higher. This is considered to be the relationship between the ink weight and the dot diameter. Specifically, the dot diameter of the ink droplet ejected with half the ink weight is larger than half the dot diameter when the ink droplet ejected with the predetermined ink weight adheres to the recording medium. This is because the ink droplets that land on the recording medium have a dome shape (spherical crown shape), but if the ink weight decreases at this time, the height of the dot from the recording medium decreases, so the diameter The (dot diameter) is not halved but larger than half. Therefore, when ink droplets are ejected from two nozzle openings with the same ink weight as when one nozzle opening is provided for the pressure generating chamber, the area (the dot diameter defines the area where the ink droplet covers the recording medium). It is considered that the optical density of the printed material is increased.

また、圧力発生室に対して1つのノズル開口を設けた場合のインク重量に比べて、小さいインク重量(ドット径の小さいインク滴)によって印刷を行うため、被記録媒体へのインクの浸透が減る。また、被記録媒体へのインクの浸透を減らすことにより、乾燥性も向上し、印刷物の光学濃度が高くなると考えられる。したがって、インクの無駄な消費を抑制することもできる。   Further, since printing is performed with a smaller ink weight (an ink droplet having a smaller dot diameter) than the ink weight when one nozzle opening is provided for the pressure generating chamber, the penetration of the ink into the recording medium is reduced. . Further, it is considered that by reducing the permeation of the ink into the recording medium, the drying property is improved and the optical density of the printed matter is increased. Therefore, useless consumption of ink can be suppressed.

このような深さの異なる撥水部51a、51bの製造方法について、図6を参照して詳細に説明する。なお、図6は、本発明の実施形態1に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。   A method of manufacturing such water repellent parts 51a and 51b having different depths will be described in detail with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a recording head according to the first embodiment of the invention.

まず、図6(a)に示すように、ノズル開口34(34a、34b)が形成されたノズルプレート35の液体噴射面Sとなる一方面とは反対側の他方面(第2ノズル部342側の面)に、感光性樹脂フィルム200を圧接させる。このとき、温度により粘度を制御しながら感光性樹脂フィルム200の一部をノズル開口34a、34bの第2ノズル部342側に入り込ませる。また、感光性樹脂フィルム200をノズル開口34a、34bに入り込ませる量を、ノズル開口34aとノズル開口34bとで異ならせる。具体的には、ノズル開口34a側の感光性樹脂フィルム200を圧接させる圧力に対して、ノズル開口34b側の感光性樹脂フィルム200を圧接させる圧力を大きくする。これにより、感光性樹脂フィルム200は、ノズル開口34aに入り込む量が少なくなり、ノズル開口34bに入り込む量が多くなる。すなわち、感光性樹脂フィルム200は、ノズル開口34aでは第1ノズル部341の第2ノズル部342側までしか入り込まず、ノズル開口34bでは、第1ノズル部341の液体噴射面S側まで入り込む。   First, as shown in FIG. 6A, the other surface (the second nozzle portion 342 side) opposite to the one surface that becomes the liquid ejection surface S of the nozzle plate 35 in which the nozzle openings 34 (34a, 34b) are formed. The photosensitive resin film 200 is press-contacted to the surface. At this time, a part of the photosensitive resin film 200 enters the second nozzle part 342 side of the nozzle openings 34a and 34b while controlling the viscosity by temperature. Further, the amount of the photosensitive resin film 200 that enters the nozzle openings 34a and 34b is different between the nozzle opening 34a and the nozzle opening 34b. Specifically, the pressure for pressing the photosensitive resin film 200 on the nozzle opening 34b side is increased with respect to the pressure for pressing the photosensitive resin film 200 on the nozzle opening 34a side. Thereby, the amount of the photosensitive resin film 200 that enters the nozzle opening 34a decreases, and the amount that enters the nozzle opening 34b increases. That is, the photosensitive resin film 200 enters only to the second nozzle part 342 side of the first nozzle part 341 through the nozzle opening 34a, and enters the liquid ejection surface S side of the first nozzle part 341 through the nozzle opening 34b.

次に、図6(b)に示すように、感光性樹脂フィルム200に紫外線を照射して硬化させる。   Next, as shown in FIG. 6B, the photosensitive resin film 200 is irradiated with ultraviolet rays and cured.

次に、図6(c)に示すように、ノズルプレート35の表面に撥水膜50を形成する。このとき、ノズルプレート35の液体噴射面Sとは反対面は感光性樹脂フィルム200によって覆われているため、ノズルプレート35の液体噴射面Sとは反対面には撥水膜50が形成されない。また、撥水膜50は、ノズル開口34(34a、34b)の第1ノズル部341の内面にも形成されるが、その入り込み量は、感光性樹脂フィルム200によって規制されている。このため、ノズル開口34aとノズル開口34bとで異なる深さ(入り込み量)で撥水膜50の撥水部51a、51bを形成することができる。なお、ここで形成する撥水膜50は、共析メッキにより形成したものであっても、また、金属アルコキシドの分子膜であってもよい。   Next, as shown in FIG. 6C, a water repellent film 50 is formed on the surface of the nozzle plate 35. At this time, since the surface opposite to the liquid ejection surface S of the nozzle plate 35 is covered with the photosensitive resin film 200, the water repellent film 50 is not formed on the surface opposite to the liquid ejection surface S of the nozzle plate 35. Further, the water repellent film 50 is also formed on the inner surface of the first nozzle portion 341 of the nozzle opening 34 (34 a, 34 b), but the amount of penetration is regulated by the photosensitive resin film 200. For this reason, the water-repellent portions 51a and 51b of the water-repellent film 50 can be formed at different depths (intrusion amounts) between the nozzle opening 34a and the nozzle opening 34b. The water-repellent film 50 formed here may be formed by eutectoid plating or a molecular film of metal alkoxide.

次に、図6(d)に示すように、感光性樹脂フィルム200をノズルプレート35から除去することで、所望の領域のみに選択的に撥水膜50が設けられたノズルプレート35が形成される。   Next, as shown in FIG. 6D, by removing the photosensitive resin film 200 from the nozzle plate 35, the nozzle plate 35 in which the water-repellent film 50 is selectively provided only in a desired region is formed. The

なお、本実施形態では、流路ユニット30には、圧力発生室21の列が2列設けられているため、ノズルプレート35にも、ノズル開口34の列が2列(実際は4列)形成されている。また、このノズルプレート35は、マニホールド形成基板33の流路形成基板22の反対面に接合されてマニホールド32の一方面を封止している。   In the present embodiment, since the flow path unit 30 is provided with two rows of the pressure generating chambers 21, the nozzle plate 35 is also formed with two rows of nozzle openings 34 (actually four rows). ing. The nozzle plate 35 is bonded to the opposite surface of the flow path forming substrate 22 of the manifold forming substrate 33 to seal one surface of the manifold 32.

このような流路ユニット30は、これらインク供給口形成基板31、マニホールド形成基板33及びノズルプレート35を、接着剤や熱溶着フィルム等によって固定することで形成される。なお、本実施形態では、マニホールド形成基板33及びノズルプレート35をステンレス鋼によって形成しているが、例えば、セラミックスを用いて形成し、アクチュエーターユニット20と同様に流路ユニット30を一体的に形成することもできる。   Such a flow path unit 30 is formed by fixing the ink supply port forming substrate 31, the manifold forming substrate 33, and the nozzle plate 35 with an adhesive, a heat welding film, or the like. In the present embodiment, the manifold forming substrate 33 and the nozzle plate 35 are formed of stainless steel. However, for example, the manifold forming substrate 33 and the nozzle plate 35 are formed of ceramics, and the flow path unit 30 is integrally formed in the same manner as the actuator unit 20. You can also

そして、このような流路ユニット30とアクチュエーターユニット20とは、接着剤や熱溶着フィルムを介して接合されて固定されている。   And such a flow-path unit 30 and the actuator unit 20 are joined and fixed through the adhesive agent and the heat welding film.

このような構成のインクジェット式記録ヘッド10では、インクカートリッジ(貯留手段)からインク導入口38を介してマニホールド32内にインクを取り込み、マニホールド32からノズル開口34に至るまでの液体流路内をインクで満たした後、図示しない駆動回路からの記録信号を圧電アクチュエーター40に供給することで、各圧力発生室21に対応する各圧電アクチュエーター40に電圧を印加して圧電アクチュエーター40と共に振動板23をたわみ変形させることにより、各圧力発生室21内の圧力が高まり各ノズル開口34(2つのノズル開口34a、34b)からインク滴が噴射される。   In the ink jet recording head 10 having such a configuration, ink is taken into the manifold 32 from the ink cartridge (storage unit) via the ink introduction port 38, and the ink is passed through the liquid flow path from the manifold 32 to the nozzle opening 34. Then, a recording signal from a drive circuit (not shown) is supplied to the piezoelectric actuator 40, whereby a voltage is applied to each piezoelectric actuator 40 corresponding to each pressure generating chamber 21 to bend the diaphragm 23 together with the piezoelectric actuator 40. By deforming, the pressure in each pressure generating chamber 21 is increased, and ink droplets are ejected from each nozzle opening 34 (two nozzle openings 34a and 34b).

(実施形態2)
図7は、本発明の実施形態2に係る液体噴射ヘッドの一例を示すインクジェット式記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。なお、上述した実施形態1と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of a main part of an ink jet recording head showing an example of a liquid jet head according to Embodiment 2 of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member similar to Embodiment 1 mentioned above, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

図7に示すように、ノズルプレート35Aには、1つの圧力発生室21に対応して2つのノズル開口34c、34dが設けられている。   As illustrated in FIG. 7, the nozzle plate 35 </ b> A is provided with two nozzle openings 34 c and 34 d corresponding to one pressure generation chamber 21.

一方のノズル開口34cは、液体噴射面S側に設けられた第1ノズル部341と、圧力発生室21側に設けられた第2ノズル部342Aと、を具備する。   One nozzle opening 34c includes a first nozzle portion 341 provided on the liquid ejection surface S side and a second nozzle portion 342A provided on the pressure generation chamber 21 side.

また、他方のノズル開口34dは、液体噴射面S側に設けられた第1ノズル部341と、圧力発生室21側に設けられた第2ノズル部342Bと、を具備する。   The other nozzle opening 34d includes a first nozzle portion 341 provided on the liquid ejection surface S side and a second nozzle portion 342B provided on the pressure generation chamber 21 side.

第1ノズル部341は、本実施形態では、インク滴の噴射方向であるノズルプレートの厚さ方向に略同一径で設けられている。   In the present embodiment, the first nozzle portion 341 is provided with substantially the same diameter in the thickness direction of the nozzle plate, which is the ink droplet ejection direction.

また、第2ノズル部342A、342Bは、圧力発生室21(ノズル連通孔39)側から液体噴射面S側に向かって開口面積が徐々に漸小する形状を有する。本実施形態では、第2ノズル部342A、342Bの内壁面を第1ノズル部341の内壁面に対して傾斜させることで、第2ノズル部342が液体噴射面S側に向かって開口面積が漸小するようにした。   The second nozzle portions 342A and 342B have a shape in which the opening area gradually decreases from the pressure generation chamber 21 (nozzle communication hole 39) side toward the liquid ejection surface S side. In the present embodiment, the opening area of the second nozzle portion 342 gradually increases toward the liquid ejection surface S by inclining the inner wall surfaces of the second nozzle portions 342A and 342B with respect to the inner wall surface of the first nozzle portion 341. I tried to make it small.

そして、これら2つの第2ノズル部342A、342Bは、第1ノズル部341に対する角度θ及び角度θが異なる角度となるように形成されている。 And these two 2nd nozzle part 342A, 342B is formed so that the angle (theta) 1 and angle (theta) 2 with respect to the 1st nozzle part 341 may become a different angle.

具体的には、撥水部51aが液体噴射面Sから深く設けられたノズル開口34cは、第2ノズル部342Aのテーパー角度θ(第1ノズル部341に対する角度)がノズル開口34dの角度θに比べて大きな角度で設けられている。すなわち、撥水部51aが液体噴射面Sから浅く設けられたノズル開口34dは、第2ノズル部342Bのテーパー角度θ(第1ノズル部341に対する角度)がノズル開口34cの角度θに比べて小さな角度で設けられている(θ>θ)。 Specifically, in the nozzle opening 34c in which the water repellent part 51a is provided deep from the liquid ejection surface S, the taper angle θ 1 (angle with respect to the first nozzle part 341) of the second nozzle part 342A is the angle θ of the nozzle opening 34d. It is provided at a larger angle than 2 . That is, in the nozzle opening 34d in which the water repellent part 51a is provided shallow from the liquid ejection surface S, the taper angle θ 2 (angle with respect to the first nozzle part 341) of the second nozzle part 342B is compared with the angle θ 1 of the nozzle opening 34c. Provided at a small angle (θ 1 > θ 2 ).

これは、例えば、上述した実施形態1と同様に、ノズルプレート35の液体噴射面Sとは反対面側に感光性樹脂フィルム200を圧接させた際に、図7(b)に示すように、ノズル開口34c、34dで同じ圧力で感光性樹脂フィルム200を圧接させたとしても、ノズル開口34c、34dの第2ノズル部342A、342Bの容積が異なることから、感光性樹脂フィルム200が入り込む量を異ならせることができる。すなわち、ノズル開口34cの第2ノズル部342Aは、第1ノズル部341に対する角度θが大きく、第2ノズル部342Aの体積が大きいことから、感光性樹脂フィルム200が第1ノズル部341に入り込む量が少なくなる。これに対して、ノズル開口34dの第2ノズル部342Bは、第1ノズル部341に対する角度θが小さく、第2ノズル部342Bの容積がノズル開口34aの第2ノズル部342Aに比べて小さいことから、感光性樹脂フィルム200が第1ノズル部341に入り込む量が多くなる。 For example, as shown in FIG. 7B, when the photosensitive resin film 200 is pressed against the surface opposite to the liquid ejection surface S of the nozzle plate 35, as in the first embodiment described above. Even if the photosensitive resin film 200 is pressed into contact with the nozzle openings 34c and 34d with the same pressure, the volume of the photosensitive resin film 200 enters because the volumes of the second nozzle portions 342A and 342B of the nozzle openings 34c and 34d are different. Can be different. That is, the second nozzle portion 342A of the nozzle opening 34c is an angle theta 1 is greater with respect to the first nozzle portion 341, since the volume of the second nozzle portion 342A is large, the photosensitive resin film 200 enters the first nozzle portion 341 The amount is reduced. In contrast, the second nozzle portion 342B of the nozzle openings 34d, the angle theta 2 is small with respect to the first nozzle portion 341, it volume of the second nozzle portion 342B is smaller than that of the second nozzle portion 342A of the nozzle openings 34a Therefore, the amount of the photosensitive resin film 200 entering the first nozzle portion 341 increases.

このため、感光性樹脂フィルム200をノズル開口34c、34dで圧接させる圧力を同じにしても、感光性樹脂フィルム200によって覆うノズル開口34c、34dの第1ノズル部341の領域を変化させることができる。その後、感光性樹脂フィルム200に紫外線を照射すると共に、ノズルプレート35Aの表面に撥水膜50を形成することで、深さの異なる撥水部51a、51bを容易に形成することができる。   For this reason, even if the pressure which presses the photosensitive resin film 200 in the nozzle openings 34c and 34d is the same, the area | region of the 1st nozzle part 341 of the nozzle openings 34c and 34d covered with the photosensitive resin film 200 can be changed. . Thereafter, by irradiating the photosensitive resin film 200 with ultraviolet rays and forming the water-repellent film 50 on the surface of the nozzle plate 35A, the water-repellent portions 51a and 51b having different depths can be easily formed.

なお、本実施形態では、ノズル開口34c、34dの第1ノズル部341の内径Dを同じ内径としたため、2つのノズル開口34c、34dから吐出されるインク滴の大きさ(重量)は略同じとなる。このため、印刷品質を低下させるのを抑制して、深さの異なる撥水部51a、51bを形成することができる。また、深さの異なる撥水部51a、51bによる効果は上述した実施形態1と同様である。   In the present embodiment, since the inner diameter D of the first nozzle portion 341 of the nozzle openings 34c and 34d is the same, the size (weight) of the ink droplets ejected from the two nozzle openings 34c and 34d is substantially the same. Become. Therefore, it is possible to form the water repellent portions 51a and 51b having different depths while suppressing the deterioration of the print quality. The effect of the water repellent parts 51a and 51b having different depths is the same as that of the first embodiment.

(他の実施形態)
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。
(Other embodiments)
As mentioned above, although each embodiment of this invention was described, the basic composition of this invention is not limited to what was mentioned above.

例えば、上述した実施形態1及び2では、1つの圧力発生室21に連通する2つのノズル開口34a、34b及び34c、34dを設けたが、特にこれに限定されず、1つの圧力発生室21に3個以上のノズル開口を設けてもよい。この場合であっても、各ノズル開口の撥水部の液体噴射面Sからの深さを異ならせれば、各ノズル開口からインク滴の吐出を開始させる高さ(着弾までの高さ)を異ならせることができ、飛翔軌跡を真っ直ぐにすることができる。   For example, in the first and second embodiments described above, the two nozzle openings 34 a, 34 b and 34 c, 34 d communicating with the one pressure generation chamber 21 are provided. Three or more nozzle openings may be provided. Even in this case, if the depth of the water repellent portion of each nozzle opening from the liquid ejection surface S is different, the height at which ink droplets are started to be ejected from each nozzle opening (height until landing) is different. And the flight trajectory can be straightened.

さらに、上述した実施形態1及び2では、厚膜型の圧電アクチュエーター40を用いた圧力発生手段を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、下電極、圧電体層及び上電極を成膜及びリソグラフィー法により順次積層する薄膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエーターなどを使用することができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することができる。   Further, in the above-described first and second embodiments, the pressure generating means using the thick film type piezoelectric actuator 40 is exemplified, but the present invention is not particularly limited thereto. For example, the lower electrode, the piezoelectric layer, and the upper electrode are formed. Further, a thin film type piezoelectric actuator that is sequentially laminated by a lithography method, a longitudinal vibration type piezoelectric actuator that alternately laminates piezoelectric materials and electrode forming materials and expands and contracts in the axial direction, and the like can be used. In addition, as a pressure generating means, a heating element is arranged in the pressure generating chamber, and bubbles are generated from the nozzle opening by bubbles generated by the heat generated by the heating element, or static electricity is generated between the diaphragm and the electrode. Thus, a so-called electrostatic actuator that discharges liquid droplets from the nozzle openings by deforming the diaphragm by electrostatic force can be used.

また、これら各実施形態のインクジェット式記録ヘッド10は、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図8は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。   Further, the ink jet recording head 10 of each of these embodiments constitutes a part of a recording head unit including an ink flow path communicating with an ink cartridge or the like, and is mounted on the ink jet recording apparatus. FIG. 8 is a schematic view showing an example of the ink jet recording apparatus.

図8に示すインクジェット式記録装置Iにおいて、複数のインクジェット式記録ヘッド10を有するインクジェット式記録ヘッドユニット1A、1B(以下、ヘッドユニット1A、1Bとも言う)は、インク供給手段を構成するカートリッジ2A及び2Bが着脱可能に設けられ、このヘッドユニット1Aを搭載したキャリッジ3は、装置本体4に取り付けられたキャリッジ軸5に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット1A及び1Bは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。   In the ink jet recording apparatus I shown in FIG. 8, ink jet recording head units 1A and 1B (hereinafter also referred to as head units 1A and 1B) each having a plurality of ink jet recording heads 10 include a cartridge 2A and an ink supply unit. 2B is detachably provided, and the carriage 3 on which the head unit 1A is mounted is provided on a carriage shaft 5 attached to the apparatus main body 4 so as to be freely movable in the axial direction. The recording head units 1A and 1B, for example, are configured to eject a black ink composition and a color ink composition, respectively.

そして、駆動モーター6の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト7を介してキャリッジ3に伝達されることで、ヘッドユニット1A、1Bを搭載したキャリッジ3はキャリッジ軸5に沿って移動される。一方、装置本体4にはキャリッジ軸5に沿ってプラテン8が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートPがプラテン8に巻き掛けられて搬送されるようになっている。   Then, the driving force of the driving motor 6 is transmitted to the carriage 3 via a plurality of gears and a timing belt 7 (not shown), so that the carriage 3 on which the head units 1A and 1B are mounted is moved along the carriage shaft 5. . On the other hand, the apparatus body 4 is provided with a platen 8 along the carriage shaft 5, and a recording sheet P, which is a recording medium such as paper fed by a not-shown paper feed roller, is wound around the platen 8. It is designed to be transported.

また、上述したインクジェット式記録装置Iでは、インクジェット式記録ヘッド10(ヘッドユニット1A、1B)がキャリッジ3に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッド10が固定されて、紙等の記録シートPを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録装置にも本発明を適用することができる。   In the ink jet recording apparatus I described above, the ink jet recording head 10 (head units 1A, 1B) is mounted on the carriage 3 and moves in the main scanning direction. However, the present invention is not particularly limited thereto. The present invention can also be applied to a so-called line recording apparatus in which the ink jet recording head 10 is fixed and printing is performed simply by moving a recording sheet P such as paper in the sub-scanning direction.

さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ELディスプレイ、FED(電界放出ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオchip製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも適用することができる。また、液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置Iを挙げて説明したが、上述した他の液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置にも用いることが可能である。   Furthermore, the present invention is intended for a wide range of liquid jet heads in general, for example, for manufacturing recording heads such as various ink jet recording heads used in image recording apparatuses such as printers, and color filters such as liquid crystal displays. The present invention can also be applied to a coloring material ejecting head, an organic EL display, an electrode material ejecting head used for forming electrodes such as an FED (field emission display), a bioorganic matter ejecting head used for biochip manufacturing, and the like. Further, although the ink jet recording apparatus I has been described as an example of the liquid ejecting apparatus, the liquid ejecting apparatus using the other liquid ejecting heads described above can also be used.

I インクジェット式記録装置(液体噴射装置)、 S 液体噴射面、 10 インクジェット式記録ヘッド(液体噴射ヘッド)、 20 アクチュエーターユニット、 21 圧力発生室、 22 流路形成基板、 23 振動板、 24 圧力発生室底板、 30 流路ユニット、 31 インク供給口形成基板、 32 マニホールド、 33 マニホールド形成基板、 34、34a〜34d ノズル開口、 35、35A ノズルプレート、 26、39 ノズル連通孔、 40 圧電アクチュエーター(圧力発生手段)、 43 下電極膜、 44 圧電体層、 45 上電極膜、 46 端子部、 50 撥水膜、 51a、51b 撥水部、 200 感光性樹脂フィルム   I ink jet recording apparatus (liquid ejecting apparatus), S liquid ejecting surface, 10 ink jet recording head (liquid ejecting head), 20 actuator unit, 21 pressure generating chamber, 22 flow path forming substrate, 23 diaphragm, 24 pressure generating chamber Bottom plate, 30 flow path unit, 31 ink supply port forming substrate, 32 manifold, 33 manifold forming substrate, 34, 34a to 34d nozzle opening, 35, 35A nozzle plate, 26, 39 nozzle communication hole, 40 piezoelectric actuator (pressure generating means) ), 43 lower electrode film, 44 piezoelectric layer, 45 upper electrode film, 46 terminal part, 50 water repellent film, 51a, 51b water repellent part, 200 photosensitive resin film

Claims (4)

圧力発生室と、
前記圧力発生室内の液体に圧力変化を生じさせる圧力発生手段と、
前記圧力発生室に連通するノズル開口が形成されたノズルプレートと、
前記ノズルプレートの液体噴射面側に設けられた撥水膜と、を具備した液体噴射ヘッドであって、
1つの前記圧力発生室に対して複数のノズル開口が設けられており、
1つの前記圧力発生室に対する前記複数のノズル開口の内面において、前記撥水膜が前記液体噴射面からそれぞれ異なる深さまで設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
A pressure generating chamber;
Pressure generating means for causing a pressure change in the liquid in the pressure generating chamber;
A nozzle plate formed with a nozzle opening communicating with the pressure generating chamber;
A liquid ejecting head comprising a water-repellent film provided on the liquid ejecting surface side of the nozzle plate,
A plurality of nozzle openings are provided for one pressure generation chamber,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the water repellent film is provided to different depths from the liquid ejecting surface on the inner surfaces of the plurality of nozzle openings with respect to one pressure generating chamber.
前記撥水膜が、共析メッキで形成されていることを特徴とする請求項1記載の液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the water repellent film is formed by eutectoid plating. 前記撥水膜が、金属アルコキシドの分子膜を有することを特徴とする請求項1記載の液体噴射ヘッド。   The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the water-repellent film includes a metal alkoxide molecular film. 請求項1〜3の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。   A liquid ejecting apparatus comprising the liquid ejecting head according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016022704A (en) * 2014-07-23 2016-02-08 セイコーエプソン株式会社 Liquid injection device and manufacturing method of the same
JP2016179573A (en) * 2015-03-24 2016-10-13 セイコーエプソン株式会社 Head unit and liquid discharge device
JP2019073033A (en) * 2019-02-25 2019-05-16 セイコーエプソン株式会社 Head unit and liquid discharge device

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