JP2013158994A - Liquid jet head, method for producing liquid jet head, and liquid jet apparatus - Google Patents

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裕彦 根本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable liquid jet head in which the corrosiveness of a driving electrode is improved, and to provide a method for producing the same.SOLUTION: A liquid jet head 1 includes an actuator part 6 having a groove 3 sandwiched by side walls 2 and a driving electrode 9 formed on a wall surface 4 of the side wall 2. The surface of the driving electrode 9 is covered with a parylene film 14 having pinholes 16. The pinholes 16 in the parylene film 14 on the driving electrode 9 are filled with any metal selected from the group consisting of platinum, gold, silver, titanium, and palladium.

Description

本発明は、ノズルから液体を吐出して被記録媒体に文字や図形を記録する、あるいは機能性薄膜を形成する液体噴射ヘッド、その製造方法及び液体噴射装置に関する。   The present invention relates to a liquid ejecting head that ejects liquid from a nozzle to record characters and figures on a recording medium, or forms a functional thin film, a manufacturing method thereof, and a liquid ejecting apparatus.

近年、記録紙等にインク滴を吐出して文字や図形を記録する、或いは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜を形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料を液体タンクから供給管を介して液体噴射ヘッドに供給し、チャンネルに充填したインクや液体材料をチャンネルに連通するノズルから吐出させる。液体の吐出の際には、液体噴射ヘッドや被記録媒体を移動させて文字や図形を記録する、或いは所定形状の機能性薄膜を形成する。   In recent years, an ink jet type liquid ejecting head has been used in which ink droplets are ejected onto recording paper or the like to record characters and figures, or a liquid material is ejected onto the surface of an element substrate to form a functional thin film. In this method, ink or liquid material is supplied from a liquid tank to a liquid ejecting head via a supply pipe, and ink or liquid material filled in the channel is discharged from a nozzle communicating with the channel. When discharging the liquid, the liquid ejecting head or the recording medium is moved to record characters and figures, or a functional thin film having a predetermined shape is formed.

図7(a)は、この種の液体噴射ヘッドの構成を示す断面図である(特許文献1の図1)。液体噴射ヘッドは、複数の溝112とこの溝112を区画する複数の側壁111を備えるセラミックス素子101と、複数の溝112の開口部を塞ぐように接合層103を介して接合されるカバープレート102から構成される。各側壁111の壁面の上半分には金属電極113が形成され、金属電極113の表面には保護膜120が形成される。各側壁111は矢印方向104に分極処理が施された圧電材料からなる。   FIG. 7A is a cross-sectional view showing the configuration of this type of liquid jet head (FIG. 1 of Patent Document 1). The liquid ejecting head includes a ceramic plate 101 including a plurality of grooves 112 and a plurality of side walls 111 partitioning the grooves 112, and a cover plate 102 bonded via a bonding layer 103 so as to close the openings of the plurality of grooves 112. Consists of A metal electrode 113 is formed on the upper half of each side wall 111, and a protective film 120 is formed on the surface of the metal electrode 113. Each side wall 111 is made of a piezoelectric material that is polarized in the arrow direction 104.

各溝112は紙面奥側に細長いインク流路を構成し、紙面手前側には各溝112の対応する位置にインク滴吐出用のノズルが開口するノズルプレート(図示しない)が接着される。各溝112には図示しないマニホールドからインクが充填される。側壁111を挟む一対の金属電極113dと113eの間に駆動電圧を与えて側壁111bに電界を印加すると、側壁111bは折れ曲がるように厚み滑り変形する。この圧電材料の電歪効果を利用して、金属電極113e、113fと金属電極113d、113gの間に駆動電圧を印加して溝112bの容積を変化させ、溝112bに充填されるインクに圧力を誘起しノズルからインク滴を吐出する。実際には、インクを吐出させる直前に溝112bの容積が拡大する方向に各側壁111b、111cに高電界を印加し、溝112bにインクを吸引した後に低電界を印加して溝112bの容積を元に戻し、ノズルからインク滴を吐出させる。   Each groove 112 constitutes an elongated ink flow path on the back side of the paper surface, and a nozzle plate (not shown) having an ink droplet ejection nozzle opened at a position corresponding to each groove 112 is bonded to the front side of the paper surface. Each groove 112 is filled with ink from a manifold (not shown). When a drive voltage is applied between the pair of metal electrodes 113d and 113e sandwiching the side wall 111 and an electric field is applied to the side wall 111b, the side wall 111b undergoes thickness-slip deformation so as to be bent. Utilizing the electrostrictive effect of this piezoelectric material, a drive voltage is applied between the metal electrodes 113e and 113f and the metal electrodes 113d and 113g to change the volume of the groove 112b, and pressure is applied to the ink filled in the groove 112b. Induces ink droplets from the nozzle. Actually, a high electric field is applied to the side walls 111b and 111c in the direction in which the volume of the groove 112b expands immediately before ink is ejected, and after the ink is sucked into the groove 112b, a low electric field is applied to reduce the volume of the groove 112b. Return to the original state and eject ink droplets from the nozzle.

特開平06−246913号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-246913

特許文献1の液体噴射ヘッドにおいて、金属電極113の表面に保護膜120が設けられている。これは、金属電極113を絶縁保護するため、あるいは電極自体の腐蝕防止のために設けられている。保護膜120として、シリコンナイトライド(SiNx)とシリコンオキシナイトライド(SiON)が使用される。シリコンナイトライドやシリコンオキシナイトライドの膜質を向上させて下部の金属電極113をインクによる腐蝕から防止することが記載されている。   In the liquid jet head of Patent Document 1, a protective film 120 is provided on the surface of the metal electrode 113. This is provided in order to insulate and protect the metal electrode 113 or to prevent corrosion of the electrode itself. As the protective film 120, silicon nitride (SiNx) and silicon oxynitride (SiON) are used. It is described that the film quality of silicon nitride or silicon oxynitride is improved to prevent the lower metal electrode 113 from being corroded by ink.

具体的には、シリコンナイトライドやシリコンオキシナイトライドの膜厚を0.2μmから側壁111の厚さの1/8を超えない厚さとし、膜密度を1.8g/cm3以上とする。更に、図7(b)に示すように、金属電極113とその段差部が保護膜120により覆われる構造とすることが記載されている。なお、膜質評価法としてCuデコレーション法が記載される。Cuデコレーション法とは、膜のピンホール評価としてサンプルを銅メッキ液に浸漬し、膜のピンホールに起因するCu析出数をカウントして膜質評価を行う方法である。 Specifically, the film thickness of silicon nitride or silicon oxynitride is 0.2 μm to a thickness that does not exceed 1/8 of the thickness of the sidewall 111, and the film density is 1.8 g / cm 3 or more. Furthermore, as shown in FIG. 7B, it is described that the metal electrode 113 and the stepped portion thereof are covered with a protective film 120. In addition, Cu decoration method is described as a film quality evaluation method. The Cu decoration method is a method in which a film is evaluated by dipping a sample in a copper plating solution as a film pinhole evaluation and counting the number of Cu precipitates resulting from the film pinhole.

しなしながら、シリコンナイトライドやシリコンオキシナイトライドの膜形成にはCVD(Chemical Vapor Deposition)装置やPlasma−CVD装置が必要である。また、CVD法やP−CVD法により成膜するシリコンナイトライド膜やシリコンオキシナイトライド膜は成膜後にフォトリソグラフィ及びエッチング法によるパターンニング工程が必要であり、製造工数が増えるとともに製造設備が大掛かりとなる。また、上記のシリコンナイトライドやシリコンオキシナイトライドを使用してもピンホールを完全に取り除くことができず、ピンホールを完全に除去するために膜厚を厚くすると膜の内部応力が増加し、側壁111の厚み滑り変形に影響する、或いは膜にクラックが発生し剥離しやすくなる。また、膜質評価のためにCuデコレーション法を利用しているが、Cuはインクに対して腐蝕性を有するので、インクに接触する材料として溝112内に残すことができない。   However, a CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus or a Plasma-CVD apparatus is required for film formation of silicon nitride or silicon oxynitride. In addition, a silicon nitride film or silicon oxynitride film formed by CVD or P-CVD requires a patterning process by photolithography and etching after film formation, which increases the number of manufacturing steps and requires large manufacturing equipment. It becomes. Also, even if the above silicon nitride or silicon oxynitride is used, pinholes cannot be completely removed, and increasing the film thickness to completely remove pinholes increases the internal stress of the film, It affects the thickness-slip deformation of the side wall 111, or cracks are generated in the film and it becomes easy to peel off. Further, although the Cu decoration method is used for evaluating the film quality, since Cu has a corrosive property to ink, it cannot be left in the groove 112 as a material in contact with the ink.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、駆動電極の腐蝕性を改善し、信頼性の高い液体噴射装置を提供する目的でなされた。   The present invention has been made in view of the above problems, and has been made for the purpose of improving the corrosivity of the drive electrode and providing a highly reliable liquid ejecting apparatus.

本発明の液体噴射ヘッドは、側壁に挟まれる溝と、前記側壁の壁面に形成される駆動電極とを有するアクチュエータ部を備え、前記駆動電極はピンホールを有するパリレン膜により表面が覆われており、前記駆動電極の上の前記パリレン膜のピンホールは白金、金、銀、チタン又はパラジウムのいずれかの金属により埋め立てられることとした。   The liquid jet head of the present invention includes an actuator unit having a groove sandwiched between side walls and a drive electrode formed on the wall surface of the side wall, and the drive electrode is covered with a parylene film having a pinhole. The pinhole of the parylene film on the drive electrode is filled with any metal of platinum, gold, silver, titanium or palladium.

本発明の液体噴射装置は、上記液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備えることとした。   The liquid ejecting apparatus according to the aspect of the invention includes the liquid ejecting head, a moving mechanism that reciprocates the liquid ejecting head, a liquid supply pipe that supplies the liquid to the liquid ejecting head, and the liquid that is supplied to the liquid supply pipe. And a liquid tank.

本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、アクチュエータ基板に溝を形成する溝形成工程と、前記アクチュエータ基板に導電膜を形成する導電膜形成工程と、前記導電膜をパターニングして前記溝を構成する壁の側面に駆動電極を形成する電極形成工程と、前記アクチュエータ基板に前記溝を覆うようにカバープレートを接合して積層体を形成すカバープレート接合工程と、前記駆動電極の表面に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記積層体にメッキ処理を施して前記駆動電極の上の前記絶縁膜に形成されるピンホールに金属を充填するメッキ処理工程と、前記積層体の端面にノズルプレートを接着するノズルプレート接着工程と、を備えることとした。   The method of manufacturing a liquid jet head according to the present invention includes a groove forming step of forming a groove on the actuator substrate, a conductive film forming step of forming a conductive film on the actuator substrate, and patterning the conductive film to form the groove. An electrode forming step of forming a drive electrode on a side surface of the wall; a cover plate bonding step of forming a laminate by bonding a cover plate to the actuator substrate so as to cover the groove; and an insulating film on the surface of the drive electrode. An insulating film forming step to form, a plating treatment step of plating the laminated body to fill a pin hole formed in the insulating film on the drive electrode with a metal, and a nozzle plate on the end face of the laminated body And a nozzle plate bonding step for bonding.

また、前記ノズルプレート接着工程の前に、前記アクチュエータ基板の端面から前記絶縁膜を除去する絶縁膜除去工程を含むこととした。   Further, an insulating film removing step of removing the insulating film from the end face of the actuator substrate is included before the nozzle plate bonding step.

また、前記電極形成工程は、前記アクチュエータ基板の表面に前記駆動電極と導通する電極端子を形成する工程を含むこととした。   The electrode forming step includes a step of forming an electrode terminal that is electrically connected to the drive electrode on the surface of the actuator substrate.

また、前記絶縁膜形成工程は、前記駆動電極の表面にパリレン膜を形成する工程であることとした。   The insulating film forming step is a step of forming a parylene film on the surface of the drive electrode.

また、前記カバープレート接合工程は、前記積層体を切断分割する工程を含むこととした。   The cover plate joining step includes a step of cutting and dividing the laminate.

また、前記金属は、白金、金、銀、チタン又はパラジウムのいずれかであることとした。   The metal is platinum, gold, silver, titanium, or palladium.

本発明の液体噴射ヘッドは、側壁に挟まれる溝と、側壁の壁面に形成される駆動電極とを有するアクチュエータ部を備え、駆動電極はピンホールを有するパリレン膜により表面が覆われており、駆動電極の上のパリレン膜のピンホールは白金、金、銀、チタン又はパラジウムのいずれかの金属により埋め立てられる。これにより、駆動電極は液体に接触することが無く、パリレン膜のピンホールは耐腐蝕性の金属により埋め立てられるので、駆動電極は腐蝕せず、信頼性の高い液体噴射ヘッドを提供することができる。   The liquid ejecting head of the present invention includes an actuator unit having a groove sandwiched between side walls and a drive electrode formed on the wall surface of the side wall, and the drive electrode is covered with a parylene film having a pinhole, The pinhole of the parylene film on the electrode is filled with a metal of platinum, gold, silver, titanium, or palladium. Accordingly, the drive electrode does not come into contact with the liquid, and the pinhole of the parylene film is filled with the corrosion-resistant metal. Therefore, the drive electrode is not corroded, and a highly reliable liquid jet head can be provided. .

本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの断面模式図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the liquid jet head according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの模式的な分解斜視図である。FIG. 3 is a schematic exploded perspective view of the liquid jet head according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの基本的な製造方法を表す工程図である。FIG. 10 is a process diagram illustrating a basic manufacturing method of a liquid jet head according to a second embodiment of the invention. 本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法の各工程を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining each step of the method of manufacturing the liquid jet head according to the second embodiment of the present invention. 本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドの製造方法の各工程を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining each step of the method of manufacturing the liquid jet head according to the second embodiment of the present invention. 本発明の第三実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。FIG. 6 is a schematic perspective view of a liquid ejecting apparatus according to a third embodiment of the invention. 従来公知の液体噴射ヘッドの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a conventionally well-known liquid ejecting head.

(第一実施形態)
図1及び図2は本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッド1を説明するための図である。図1(a)はチャンネル方向の断面模式図であり、図1(b)はチャンネルに直交する方向の断面模式図であり、図2は液体噴射ヘッド1の模式的な分解斜視図である。
(First embodiment)
1 and 2 are diagrams for explaining a liquid jet head 1 according to a first embodiment of the present invention. 1A is a schematic cross-sectional view in the channel direction, FIG. 1B is a schematic cross-sectional view in the direction orthogonal to the channel, and FIG. 2 is a schematic exploded perspective view of the liquid ejecting head 1.

液体噴射ヘッド1は、表面に複数の溝3が形成されるアクチュエータ基板7と、液体供給室13を備えるカバープレート8とから構成されるアクチュエータ部6と、複数のノズル17を備え、アクチュエータ部6の一方の端部に接着されるノズルプレート12とを備える。   The liquid ejecting head 1 includes an actuator unit 6 including an actuator substrate 7 having a plurality of grooves 3 formed on a surface thereof, a cover plate 8 including a liquid supply chamber 13, and a plurality of nozzles 17. The nozzle plate 12 is bonded to one end of the nozzle plate 12.

具体的に説明する。アクチュエータ部6は、2つの側壁2に挟まれる溝3が形成されるアクチュエータ基板7と、溝3の上部開口を覆うように側壁2の上端面に接合されるカバープレート8と、側壁2の壁面4に形成される駆動電極9とを備える。溝3はカバープレート8により上端開口が塞がれてチャンネル5を構成する。各側壁2は圧電体から構成され、z方向に分極処理が施されている。ノズルプレート12には複数のノズル17が形成され、各ノズル17はアクチュエータ部6の一方の端部に開口する複数のチャンネル5のそれぞれに連通する。アクチュエータ部6の一方の端面とは反対側の端部はアクチュエータ基板7の表面が露出し、その露出面には端子電極10が設置される。端子電極10は駆動電極9に導通する。   This will be specifically described. The actuator unit 6 includes an actuator substrate 7 in which a groove 3 sandwiched between two side walls 2 is formed, a cover plate 8 joined to an upper end surface of the side wall 2 so as to cover an upper opening of the groove 3, and a wall surface of the side wall 2 4 and the drive electrode 9 formed in 4. The upper end opening of the groove 3 is closed by the cover plate 8 to form a channel 5. Each side wall 2 is made of a piezoelectric material and is polarized in the z direction. A plurality of nozzles 17 are formed on the nozzle plate 12, and each nozzle 17 communicates with each of the plurality of channels 5 that open at one end of the actuator unit 6. The surface of the actuator substrate 7 is exposed at the end opposite to the one end surface of the actuator 6, and the terminal electrode 10 is installed on the exposed surface. The terminal electrode 10 is electrically connected to the drive electrode 9.

液体供給室13に供給される液体は複数のチャンネル5に供給され、各チャンネルは液
体により満たされる。端子電極10に駆動信号が与えられると側壁2は厚み滑り変形し、駆動信号に応じてチャンネル5の容積を変化させる。これにより、チャンネル5に充填される液体がノズル17から吐出される。
The liquid supplied to the liquid supply chamber 13 is supplied to the plurality of channels 5, and each channel is filled with the liquid. When a drive signal is applied to the terminal electrode 10, the side wall 2 is deformed in thickness and changes the volume of the channel 5 according to the drive signal. As a result, the liquid filling the channel 5 is discharged from the nozzle 17.

ここで、駆動電極9はパリレン膜14により覆われており、パリレン膜14にはピンホール16が形成される。駆動電極9上のパリレン膜14のピンホール16は金属11により埋め立てられている。金属11は、白金、金、銀、チタン又はパラジウムが使用される。そのため、チャンネル5に腐蝕性の強い液体が充填されても駆動電極9と液体は接触することが無く、ピンホール16を埋める金属11は耐腐蝕性を有するので駆動電極9は腐蝕せず、信頼性が向上する。後に説明するが、ピンホール16の金属11は電気メッキ処理により形成される。   Here, the drive electrode 9 is covered with a parylene film 14, and a pinhole 16 is formed in the parylene film 14. The pinhole 16 of the parylene film 14 on the drive electrode 9 is buried with the metal 11. As the metal 11, platinum, gold, silver, titanium, or palladium is used. Therefore, even if the channel 5 is filled with a highly corrosive liquid, the drive electrode 9 and the liquid do not come into contact with each other, and the metal 11 filling the pinhole 16 has corrosion resistance, so the drive electrode 9 does not corrode and is reliable. Improves. As will be described later, the metal 11 of the pinhole 16 is formed by electroplating.

なお、駆動電極9としてアルミニウム膜、ニッケル膜等の腐蝕性の導電膜を使用することができる。パリレン膜14は膜厚を1μm〜5μmとすることができ、好ましくは2μm〜3μmとする。溝3の深さは300μm〜500μm、側壁2の厚さを40μm〜100μmとすることができる。アクチュエータ基板7及びカバープレート8としてPZTセラミックスを使用することができる。   Note that a corrosive conductive film such as an aluminum film or a nickel film can be used as the drive electrode 9. The parylene film 14 can have a thickness of 1 μm to 5 μm, preferably 2 μm to 3 μm. The depth of the groove 3 can be 300 μm to 500 μm, and the thickness of the side wall 2 can be 40 μm to 100 μm. PZT ceramics can be used as the actuator substrate 7 and the cover plate 8.

また、本発明に係る液体噴射ヘッド1は図1に示すものに限定されない。要するに、側壁2に挟まれる溝3を有し、その側壁2の壁面に駆動電極9が形成され、駆動電極9はピンホール16を有するパリレン膜14により表面が覆われており、駆動電極9上のパリレン膜14のピンホール16は白金、金、銀、チタン又はパラジウムのいずれかの金属11により埋め立てられるものである。   Further, the liquid jet head 1 according to the present invention is not limited to the one shown in FIG. In short, the groove 3 is sandwiched between the side walls 2, the drive electrode 9 is formed on the wall surface of the side wall 2, and the surface of the drive electrode 9 is covered with the parylene film 14 having the pinhole 16. The pinhole 16 of the parylene film 14 is filled with a metal 11 of platinum, gold, silver, titanium, or palladium.

(第二実施形態)
図3〜図5は本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド1の製造方法を説明するための図である。図3は本発明の液体噴射ヘッド1の基本的な製造方法を表す工程図であり、図4及び図5は各工程を説明するための図である。同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付す。
(Second embodiment)
3 to 5 are views for explaining a method of manufacturing the liquid jet head 1 according to the second embodiment of the invention. FIG. 3 is a process diagram showing a basic manufacturing method of the liquid jet head 1 of the present invention, and FIGS. 4 and 5 are diagrams for explaining each process. The same portions or portions having the same function are denoted by the same reference numerals.

まず、図4(a)に示すように、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)セラミックスから成り、基板表面の垂直方向に分極処理が施されるアクチュエータ基板7を用意する。次に、アクチュエータ基板7の表面に感光性樹脂膜21を貼り付け、フォトプロセスを通してパターンを形成する。感光性樹脂膜21を除去する領域は電極を形成する領域であり、感光性樹脂膜21を残す領域は電極を除去する領域である。   First, as shown in FIG. 4A, an actuator substrate 7 made of PZT (lead zirconate titanate) ceramics, which is polarized in the direction perpendicular to the substrate surface, is prepared. Next, a photosensitive resin film 21 is attached to the surface of the actuator substrate 7 and a pattern is formed through a photo process. A region where the photosensitive resin film 21 is removed is a region where an electrode is formed, and a region where the photosensitive resin film 21 is left is a region where an electrode is removed.

次に、溝形成工程S1において、図4(b)に示すように、ダイシングブレード22をアクチュエータ基板7の表面に降下し、移動して平行な多数の溝3を形成する。図4(b)の上段が溝3方向に直交する方向から見る図であり、下段が溝3方向から見る図である。溝3の深さは300μm〜400μmであり、溝3を分離する側壁2の厚さは40μm〜100μmである。   Next, in the groove forming step S1, as shown in FIG. 4B, the dicing blade 22 is lowered to the surface of the actuator substrate 7 and moved to form a large number of parallel grooves 3. FIG. 4B is a view seen from a direction orthogonal to the direction of the groove 3, and a lower view is seen from the direction of the groove 3. The depth of the groove 3 is 300 μm to 400 μm, and the thickness of the side wall 2 separating the groove 3 is 40 μm to 100 μm.

次に、導電膜形成工程S2において、図4(c)に示すように、アクチュエータ基板7に導電膜23を形成する。斜め蒸着法により、例えばアルミニウムを側壁2の壁面4とアクチュエータ基板7の表面に堆積し導電膜23を形成する。図4(c)の上段に示すようにアクチュエータ基板7の溝3を下方に向けて、当該下方の面の法線に対する角度−θと角度+θから導電材を斜め蒸着法により堆積する。これにより、アクチュエータ基板7の感光性樹脂膜21の上面と壁面4の上端部から略1/2の深さまで導電膜23を形成する。   Next, in the conductive film forming step S2, a conductive film 23 is formed on the actuator substrate 7 as shown in FIG. For example, aluminum is deposited on the wall surface 4 of the side wall 2 and the surface of the actuator substrate 7 by an oblique evaporation method to form the conductive film 23. As shown in the upper part of FIG. 4C, the groove 3 of the actuator substrate 7 is directed downward, and a conductive material is deposited by an oblique evaporation method from an angle −θ and an angle + θ with respect to the normal line of the lower surface. Thus, the conductive film 23 is formed from the upper surface of the photosensitive resin film 21 of the actuator substrate 7 and the upper end of the wall surface 4 to a depth of approximately ½.

次に、電極形成工程S3において、図4(d)に示すように、導電膜23をパターニングして壁面4に駆動電極9を形成する。同時に図示しない端子電極10や端子電極10と駆動電極9とを導通させる配線を形成する。本実施形態では感光性樹脂膜21を除去して導電膜23をリフトオフ法によりパターニングする。感光性樹脂膜21を除去した際に導電膜23が残る領域は、壁面4の駆動電極9とアクチュエータ基板7の端部表面の図示しない端子電極10と、駆動電極9と端子電極10とを導通させる図示しない配線である。   Next, in the electrode formation step S3, as shown in FIG. 4D, the conductive film 23 is patterned to form the drive electrode 9 on the wall surface 4. At the same time, the terminal electrode 10 (not shown) and the wiring for connecting the terminal electrode 10 and the drive electrode 9 are formed. In this embodiment, the photosensitive resin film 21 is removed and the conductive film 23 is patterned by a lift-off method. A region where the conductive film 23 remains when the photosensitive resin film 21 is removed is a conduction between the drive electrode 9 on the wall surface 4 and the terminal electrode 10 (not shown) on the end surface of the actuator substrate 7, and the drive electrode 9 and the terminal electrode 10. The wiring is not shown.

次に、カバープレート接合工程S4において、図4(e)に示すように、アクチュエータ基板7に溝3を覆うようにカバープレート8を接合して積層体としてのアクチュエータ部6を形成する。カバープレート8には予め液体供給室13を形成する。接合は接着剤を使用する。熱膨張係数差により割れや反りを避けるためにカバープレート8としてアクチュエータ基板7と同じ材料を使用するのが好ましい。なお、液体噴射ヘッド1を多数個取りにより製造する場合は、上記積層体を切断分割して個々のアクチュエータ部6とする。これにより、次の絶縁膜形成工程S5において駆動電極9の表面に絶縁膜を形成することができる。   Next, in the cover plate joining step S4, as shown in FIG. 4E, the cover plate 8 is joined to the actuator substrate 7 so as to cover the groove 3, thereby forming the actuator portion 6 as a laminate. A liquid supply chamber 13 is formed in the cover plate 8 in advance. Bonding uses an adhesive. In order to avoid cracking and warping due to a difference in thermal expansion coefficient, it is preferable to use the same material as the actuator substrate 7 as the cover plate 8. When manufacturing a large number of liquid ejecting heads 1, the stacked body is cut and divided into individual actuator portions 6. Thereby, an insulating film can be formed on the surface of the drive electrode 9 in the next insulating film forming step S5.

次に、絶縁膜形成工程S5において、図5(f)に示すように、駆動電極9の表面に絶縁膜18を形成する。絶縁膜18としてパリレン膜を形成することができる。アクチュエータ部6からなる積層体を真空チャンバに投入し、パリレンの原料、例えばジパラキシリレンを昇華炉で気化し、熱分解炉でパラキシリレンラジカルを発生させ、アクチュエータ部6に気相重合させて高分子量のポリパラキシリレン(パリレン)膜を形成する。パリレン膜の膜厚は1μm〜5μm、好ましくは2μm〜3μmとする。真空中に投入した積層体にパラキシリレンラジカルを導入するのでパラキシレンラジカルは溝3内に入り込み、駆動電極9を含む壁面4の表面で気相重合する。図5(f)では、絶縁膜18に形成されるピンホール16も記載している。ピンホール16は成膜中の塵埃、表面の凹凸等に起因して発生する。   Next, in an insulating film formation step S5, an insulating film 18 is formed on the surface of the drive electrode 9, as shown in FIG. A parylene film can be formed as the insulating film 18. A laminate composed of the actuator unit 6 is put into a vacuum chamber, a parylene raw material, for example, diparaxylylene is vaporized in a sublimation furnace, paraxylylene radicals are generated in a pyrolysis furnace, and the actuator unit 6 is vapor-phase polymerized to obtain a high molecular weight A polyparaxylylene (parylene) film is formed. The thickness of the parylene film is 1 μm to 5 μm, preferably 2 μm to 3 μm. Since paraxylylene radicals are introduced into the laminated body put in a vacuum, the paraxylene radicals enter the grooves 3 and undergo vapor phase polymerization on the surface of the wall surface 4 including the drive electrodes 9. FIG. 5F also shows the pinhole 16 formed in the insulating film 18. The pinhole 16 is generated due to dust during film formation, surface irregularities, and the like.

次に、絶縁膜18としてパリレン膜14を形成する場合は、アクチュエータ部6のノズルプレート12側の端面と端子電極10の上面からパリレン膜14を除去する(絶縁膜除去工程)。酸素プラズマによるアッシング処理によりアクチュエータ部6の外面からパリレン膜14を除去することができる。   Next, when the parylene film 14 is formed as the insulating film 18, the parylene film 14 is removed from the end face of the actuator unit 6 on the nozzle plate 12 side and the upper surface of the terminal electrode 10 (insulating film removing step). The parylene film 14 can be removed from the outer surface of the actuator unit 6 by an ashing process using oxygen plasma.

次に、メッキ処理工程S6において、図5(g)に示すように、アクチュエータ部6にメッキ処理を施して駆動電極9の上の絶縁膜18のピンホールに金属を充填する。金属は、白金、金、銀、チタン又はパラジウムのいずれかとする。アクチュエータ部6の端子電極10を陰極に接続し、充填する金属を陽極に接続して電気メッキ処理を施す。これにより、駆動電極9の露出表面は耐腐蝕性の金属により被覆することができる。   Next, in the plating process S6, as shown in FIG. 5G, the actuator portion 6 is plated to fill the pinholes of the insulating film 18 on the drive electrodes 9 with metal. The metal is platinum, gold, silver, titanium, or palladium. Electroplating is performed by connecting the terminal electrode 10 of the actuator unit 6 to the cathode and connecting the metal to be filled to the anode. Thereby, the exposed surface of the drive electrode 9 can be covered with a corrosion-resistant metal.

次に、ノズルプレート接着工程S7において、図4(h)に示すように、積層体であるアクチュエータ部6の端面にノズルプレート12を接着する。ノズルプレート12にはアクチュエータ部6のチャンネル5に連通するノズル17を予め形成しておいてもよいし、接着後にノズル17を開口してもよい。ノズルプレート12としてポリイミド膜を使用することができる。   Next, in the nozzle plate bonding step S7, as shown in FIG. 4 (h), the nozzle plate 12 is bonded to the end surface of the actuator section 6 that is a laminate. A nozzle 17 communicating with the channel 5 of the actuator unit 6 may be formed in the nozzle plate 12 in advance, or the nozzle 17 may be opened after bonding. A polyimide film can be used as the nozzle plate 12.

このように、駆動電極9は液体と接触することが無く、絶縁膜18のピンホール16は耐腐蝕性の金属11により埋め立てられので、信頼性の高い液体噴射ヘッド1を製造することができる。なお、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は絶縁膜18としてパリレン膜を用いることに限定されず、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜、その他の絶縁膜を使用することができる。例えば電極形成工程S3の後に絶縁膜形成工程S5により端子電極10を絶縁膜18により被覆し、次に、カバープレート接合工程S4によりアクチュエータ基板7にカバープレート8を接合し、次にメッキ処理工程S6を施して絶縁膜18のピンホール16を耐蝕性の高い金属により埋め立てることができる。   As described above, the drive electrode 9 does not come into contact with the liquid, and the pinhole 16 of the insulating film 18 is filled with the corrosion-resistant metal 11, so that the liquid jet head 1 with high reliability can be manufactured. Note that the method for manufacturing a liquid jet head according to the present invention is not limited to using a parylene film as the insulating film 18, and a silicon nitride film, a silicon oxide film, or other insulating films can be used. For example, after the electrode forming step S3, the terminal electrode 10 is covered with the insulating film 18 in the insulating film forming step S5, then the cover plate 8 is bonded to the actuator substrate 7 in the cover plate bonding step S4, and then the plating processing step S6. Thus, the pinhole 16 of the insulating film 18 can be filled with a metal having high corrosion resistance.

(第三実施形態)
図6は本発明の第三実施形態に係る液体噴射装置30の模式的な斜視図である。液体噴射装置30は、液体噴射ヘッド1、1’を往復移動させる移動機構40と、液体噴射ヘッド1、1’に液体を供給する流路部35、35’と、流路部35、35’に液体を供給する液体ポンプ33、33’及び液体タンク34、34’とを備えている。各液体噴射ヘッド1、1’は複数の吐出溝を備え、各吐出溝に連通するノズルから液滴を吐出する。各液体噴射ヘッド1、1’は第一実施形態において説明したものを使用する。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a schematic perspective view of the liquid ejecting apparatus 30 according to the third embodiment of the present invention. The liquid ejecting apparatus 30 includes a moving mechanism 40 that reciprocates the liquid ejecting heads 1 and 1 ′, flow path portions 35 and 35 ′ that supply liquid to the liquid ejecting heads 1 and 1 ′, and flow path portions 35 and 35 ′. Liquid pumps 33 and 33 'for supplying liquid to the liquid tanks and liquid tanks 34 and 34'. Each liquid ejecting head 1, 1 ′ includes a plurality of ejection grooves, and ejects droplets from nozzles communicating with the ejection grooves. The liquid ejecting heads 1 and 1 ′ are the same as those described in the first embodiment.

液体噴射装置30は、紙等の被記録媒体44を主走査方向に搬送する一対の搬送手段41、42と、被記録媒体44に液体を吐出する液体噴射ヘッド1、1’と、液体噴射ヘッド1、1’を載置するキャリッジユニット43と、液体タンク34、34’に貯留した液体を流路部35、35’に押圧して供給する液体ポンプ33、33’と、液体噴射ヘッド1、1’を主走査方向と直交する副走査方向に走査する移動機構40とを備えている。図示しない制御部は液体噴射ヘッド1、1’、移動機構40、搬送手段41、42を制御して駆動する。   The liquid ejecting apparatus 30 includes a pair of conveying units 41 and 42 that convey a recording medium 44 such as paper in the main scanning direction, liquid ejecting heads 1 and 1 ′ that eject liquid onto the recording medium 44, and a liquid ejecting head. 1, 1 ′ carriage unit 43, liquid tanks 34, 34 ′ and liquid pumps 33, 33 ′ that supply the liquid stored in the liquid tanks 34, 34 ′ to the flow path portions 35, 35 ′, the liquid jet head 1, And a moving mechanism 40 that scans 1 ′ in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction. A control unit (not shown) controls and drives the liquid ejecting heads 1, 1 ′, the moving mechanism 40, and the conveying units 41 and 42.

一対の搬送手段41、42は副走査方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体44を主走査方向に搬送する。移動機構40は、副走査方向に延びた一対のガイドレール36、37と、一対のガイドレール36、37に沿って摺動可能なキャリッジユニット43と、キャリッジユニット43を連結し副走査方向に移動させる無端ベルト38と、この無端ベルト38を図示しないプーリを介して周回させるモータ39とを備えている。   The pair of conveying means 41 and 42 includes a grid roller and a pinch roller that extend in the sub-scanning direction and rotate while contacting the roller surface. A grid roller and a pinch roller are moved around the axis by a motor (not shown), and the recording medium 44 sandwiched between the rollers is conveyed in the main scanning direction. The moving mechanism 40 couples a pair of guide rails 36 and 37 extending in the sub-scanning direction, a carriage unit 43 slidable along the pair of guide rails 36 and 37, and the carriage unit 43 to move in the sub-scanning direction. An endless belt 38 is provided, and a motor 39 that rotates the endless belt 38 via a pulley (not shown) is provided.

キャリッジユニット43は、複数の液体噴射ヘッド1、1’を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4種類の液滴を吐出する。液体タンク34、34’は対応する色の液体を貯留し、液体ポンプ33、33’、流路部35、35’を介して液体噴射ヘッド1、1’に供給する。各液体噴射ヘッド1、1’は駆動信号に応じて各色の液滴を吐出する。液体噴射ヘッド1、1’から液体を吐出させるタイミング、キャリッジユニット43を駆動するモータ39の回転及び被記録媒体44の搬送速度を制御することにより、被記録媒体44上に任意のパターンを記録することできる。   The carriage unit 43 mounts a plurality of liquid jet heads 1, 1 ′, and ejects, for example, four types of liquid droplets of yellow, magenta, cyan, and black. The liquid tanks 34 and 34 'store liquids of corresponding colors and supply them to the liquid jet heads 1 and 1' via the liquid pumps 33 and 33 'and the flow path portions 35 and 35'. Each liquid ejecting head 1, 1 ′ ejects droplets of each color according to the drive signal. An arbitrary pattern is recorded on the recording medium 44 by controlling the timing at which liquid is ejected from the liquid ejecting heads 1, 1 ′, the rotation of the motor 39 that drives the carriage unit 43, and the conveyance speed of the recording medium 44. I can.

1 液体噴射ヘッド
2 側壁
3 溝
4 壁面
5 チャンネル
6 アクチュエータ部
7 アクチュエータ基板
8 カバープレート
9 駆動電極
10 端子電極
11 金属
12 ノズルプレート
13 液体供給室
14 パリレン膜
16 ピンホール
17 ノズル
18 絶縁膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid ejecting head 2 Side wall 3 Groove 4 Wall surface 5 Channel 6 Actuator part 7 Actuator board 8 Cover plate 9 Drive electrode 10 Terminal electrode 11 Metal 12 Nozzle plate 13 Liquid supply chamber 14 Parylene film 16 Pinhole 17 Nozzle 18 Insulating film

Claims (8)

側壁に挟まれる溝と、前記側壁の壁面に形成される駆動電極とを有するアクチュエータ部を備え、
前記駆動電極はピンホールを有するパリレン膜により表面が覆われており、前記駆動電極の上の前記パリレン膜の前記ピンホールは白金、金、銀、チタン又はパラジウムのいずれかの金属により埋め立てられる液体噴射ヘッド。
An actuator unit having a groove sandwiched between side walls and a drive electrode formed on the wall surface of the side wall;
The drive electrode has a surface covered with a parylene film having pinholes, and the pinhole of the parylene film on the drive electrode is filled with a metal of platinum, gold, silver, titanium, or palladium. Jet head.
請求項1に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、
前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、
前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備える液体噴射装置。
A liquid ejecting head according to claim 1;
A moving mechanism for reciprocating the liquid jet head;
A liquid supply pipe for supplying a liquid to the liquid ejecting head;
And a liquid tank that supplies the liquid to the liquid supply pipe.
アクチュエータ基板に溝を形成する溝形成工程と、
前記アクチュエータ基板に導電膜を形成する導電膜形成工程と、
前記導電膜をパターニングして前記溝を構成する壁の側面に駆動電極を形成する電極形成工程と、
前記アクチュエータ基板に前記溝を覆うようにカバープレートを接合して積層体を形成すカバープレート接合工程と、
前記駆動電極の表面に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記積層体にメッキ処理を施して前記駆動電極の上の前記絶縁膜に形成されるピンホールに金属を充填するメッキ処理工程と、
前記積層体の端面にノズルプレートを接着するノズルプレート接着工程と、を備える液体噴射ヘッドの製造方法。
A groove forming step of forming grooves on the actuator substrate;
A conductive film forming step of forming a conductive film on the actuator substrate;
An electrode forming step of patterning the conductive film to form a drive electrode on a side surface of the wall constituting the groove;
A cover plate joining step of joining a cover plate so as to cover the groove on the actuator substrate to form a laminate;
An insulating film forming step of forming an insulating film on the surface of the drive electrode;
A plating treatment step of filling the pinholes formed in the insulating film on the drive electrodes with a metal by plating the laminated body; and
A nozzle plate bonding step of bonding a nozzle plate to an end face of the laminate.
前記ノズルプレート接着工程の前に、前記アクチュエータ基板の端面から前記絶縁膜を除去する絶縁膜除去工程を含む請求項3に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。   The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 3, further comprising an insulating film removing step of removing the insulating film from an end surface of the actuator substrate before the nozzle plate bonding step. 前記電極形成工程は、前記アクチュエータ基板の表面に前記駆動電極と導通する電極端子を形成する工程を含む請求項3又は4に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。   5. The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 3, wherein the electrode forming step includes a step of forming an electrode terminal that is electrically connected to the drive electrode on a surface of the actuator substrate. 前記絶縁膜形成工程は、前記駆動電極の表面にパリレン膜を形成する工程である請求項3〜5のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。   The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 3, wherein the insulating film forming step is a step of forming a parylene film on a surface of the drive electrode. 前記カバープレート接合工程は、前記積層体を切断分割する工程を含む請求項3〜6のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。   The method of manufacturing a liquid jet head according to claim 3, wherein the cover plate joining step includes a step of cutting and dividing the stacked body. 前記金属は、白金、金、銀、チタン又はパラジウムのいずれかである請求項3〜7のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドの製造方法。   The method for manufacturing a liquid jet head according to claim 3, wherein the metal is any one of platinum, gold, silver, titanium, or palladium.
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