JP2019214167A - Nozzle plate manufacturing method, inkjet head manufacturing method, nozzle plate, and inkjet head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ノズルプレートの製造方法、インクジェットヘッドの製造方法、ノズルプレート及びインクジェットヘッドに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a nozzle plate, a method for manufacturing an inkjet head, a nozzle plate, and an inkjet head.
従来、インクジェットヘッドに設けられたノズルからインクを吐出させて画像などを形成するインクジェット記録装置がある。インクジェット記録装置のインクジェットヘッドは、ノズルが設けられたノズルプレートを備えており、このノズルプレートのうちノズルの開口部が設けられたインク吐出面には、インクを付着しにくくするための撥液膜が形成されている。また、撥液膜は、当該撥液膜の形成面に対する密着性を向上させるための下地膜に重ねて形成される。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is an ink jet recording apparatus that forms an image or the like by discharging ink from nozzles provided in an ink jet head. The ink jet head of the ink jet recording apparatus includes a nozzle plate provided with nozzles, and a lyophobic film for preventing ink from adhering to the ink ejection surface of the nozzle plate provided with the nozzle openings. Is formed. The liquid-repellent film is formed so as to overlap with a base film for improving adhesion to a surface on which the liquid-repellent film is formed.
インクジェット記録装置では、用途に応じてアルカリ性のインクや酸性のインクが用いられる場合がある。このようなインクにより、ノズルプレートがインクにより侵食されたり、インクが下地膜に接触することで下地膜が撥液膜とともに剥離したりする問題が生じ得る。 In an inkjet recording apparatus, an alkaline ink or an acidic ink may be used depending on the application. Such ink may cause a problem that the nozzle plate is eroded by the ink, or the ink comes into contact with the base film, whereby the base film is peeled off together with the liquid-repellent film.
これに対し、従来、耐インク性を有する保護膜をノズルプレートの表面に形成し、また当該保護膜を下地膜として撥液膜を形成することで、上記の問題の発生を抑制する技術がある。このような保護膜は、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法や、原子層堆積法により形成することができる（例えば、特許文献１及び特許文献２）。 On the other hand, conventionally, there is a technique for suppressing the occurrence of the above problem by forming a protective film having ink resistance on the surface of the nozzle plate and forming a lyophobic film using the protective film as a base film. . Such a protective film can be formed by a plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) method or an atomic layer deposition method (for example, Patent Documents 1 and 2).
しかしながら、従来のプラズマＣＶＤ法による保護膜の成膜では、短時間で保護膜を形成可能な反面、形成された保護膜が微小な欠陥を有していることが多いため、この欠陥を起点として保護膜が剥離し易く、十分な耐久性を有する保護膜が得られ難い。
一方で、原子層堆積法を用いると、欠陥の少ない高品質な保護膜が得られるものの、成膜に時間が掛かる。
このように、上記従来の技術では、耐久性に優れた保護膜を効率良く形成するのが容易でないという課題がある。
However, in the conventional method of forming a protective film by a plasma CVD method, the protective film can be formed in a short time, but the formed protective film often has minute defects. The protective film is easily peeled off, and it is difficult to obtain a protective film having sufficient durability.
On the other hand, when the atomic layer deposition method is used, a high-quality protective film with few defects can be obtained, but it takes time to form the film.
As described above, the conventional technique has a problem that it is not easy to efficiently form a protective film having excellent durability.
この発明の目的は、耐久性に優れた保護膜を効率良く形成することができるノズルプレートの製造方法、インクジェットヘッドの製造方法、当該保護膜を有するノズルプレート及びインクジェットヘッドを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a nozzle plate, a method for manufacturing an ink jet head, a nozzle plate having the protective film, and an ink jet head capable of efficiently forming a protective film having excellent durability.
上記目的を達成するため、請求項１に記載のノズルプレートの製造方法の発明は、
ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドに用いられる、前記ノズルを有するノズルプレートの製造方法であって、
前記ノズルをなす貫通孔が設けられた基板の表面のうち、前記ノズルの開口部が設けられているノズル開口面及び前記貫通孔の内壁面のうち少なくとも一部に、プラズマＣＶＤ法により第１の保護膜を形成する第１の成膜工程、
前記第１の保護膜に対し、減圧環境下でイオンボンバード処理を行う保護膜表面処理工程、
前記保護膜表面処理工程の後に、前記第１の保護膜の表面に、プラズマＣＶＤ法により前記第１の保護膜と同一組成の第２の保護膜を形成する第２の成膜工程、
を含む。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a nozzle plate according to claim 1 is provided.
A method for manufacturing a nozzle plate having the nozzles, which is used for an inkjet head that ejects ink from the nozzles,
Of the surface of the substrate provided with the through-hole forming the nozzle, at least a part of the nozzle opening surface provided with the opening of the nozzle and the inner wall surface of the through-hole is formed by a plasma CVD method. A first film forming step of forming a protective film,
A protective film surface treatment step of subjecting the first protective film to an ion bombardment treatment under a reduced pressure environment;
A second film forming step of forming a second protective film having the same composition as the first protective film on the surface of the first protective film by a plasma CVD method after the protective film surface treatment step;
including.
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のノズルプレートの製造方法において、
前記第１の成膜工程の前に、前記基板に対し、減圧環境下でイオンボンバード処理を行う基板表面処理工程を含む。
According to a second aspect of the present invention, in the method for manufacturing a nozzle plate according to the first aspect,
Before the first film forming step, a substrate surface treatment step of performing an ion bombardment treatment on the substrate under a reduced pressure environment is included.
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のノズルプレートの製造方法において、
前記第１の成膜工程では、前記基板の表面のうち、少なくとも前記ノズル開口面及び前記貫通孔の内壁面に前記第１の保護膜を形成する。
According to a third aspect of the present invention, in the method for manufacturing a nozzle plate according to the first or second aspect,
In the first film forming step, the first protective film is formed on at least the nozzle opening surface and the inner wall surface of the through hole on the surface of the substrate.
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のノズルプレートの製造方法において、
前記第２の成膜工程の後に、前記第２の保護膜のうち前記ノズル開口面に沿って形成されている部分に重ねて撥液膜を形成する撥液膜形成工程を含む。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a nozzle plate according to the third aspect,
After the second film forming step, the method includes a liquid repellent film forming step of forming a liquid repellent film on the portion of the second protective film formed along the nozzle opening surface.
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載のノズルプレートの製造方法において、
前記第１の保護膜及び前記第２の保護膜は、炭化ケイ素、炭化酸化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化タンタル又はタンタルシリケートからなる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a nozzle plate according to any one of the first to fourth aspects,
The first protective film and the second protective film are made of silicon carbide, silicon carbide, silicon oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, titanium oxide, hafnium oxide, tantalum oxide, or tantalum silicate.
また、上記目的を達成するため、請求項６に記載のインクジェットヘッドの製造方法の発明は、
請求項１から５のいずれか一項に記載のノズルプレートの製造方法を含む。
In order to achieve the above object, an invention of a method for manufacturing an inkjet head according to claim 6 is provided.
A method for manufacturing a nozzle plate according to any one of claims 1 to 5 is included.
また、上記目的を達成するため、請求項７に記載のノズルプレートの発明は、
ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドに用いられる、前記ノズルを有するノズルプレートであって、
前記ノズルをなす貫通孔が設けられた基板と、
前記基板の表面のうち、前記ノズルの開口部が設けられているノズル開口面及び前記貫通孔の内壁面のうち少なくとも一部に設けられた第１の保護膜と、
前記第１の保護膜の表面に設けられた、前記第１の保護膜と同一組成の第２の保護膜と、
を備え、
前記第１の保護膜と前記第２の保護膜との間には、前記第１の保護膜及び前記第２の保護膜の応力の相違による界面がある。
In order to achieve the above object, the invention of the nozzle plate according to claim 7 is as follows.
A nozzle plate having the nozzles, which is used for an inkjet head that ejects ink from the nozzles,
A substrate provided with a through-hole forming the nozzle,
A first protective film provided on at least a part of a nozzle opening surface provided with an opening of the nozzle and an inner wall surface of the through-hole on the surface of the substrate;
A second protective film provided on the surface of the first protective film and having the same composition as the first protective film;
With
There is an interface between the first protective film and the second protective film due to a difference in stress between the first protective film and the second protective film.
また、上記目的を達成するため、請求項８に記載のインクジェットヘッドの発明は、
請求項７に記載のノズルプレートを備える。
Further, in order to achieve the above object, an invention of an ink jet head according to claim 8 is provided.
A nozzle plate according to claim 7 is provided.
本発明に従うと、耐久性に優れた保護膜を効率良く形成することができるという効果がある。 According to the present invention, there is an effect that a protective film having excellent durability can be efficiently formed.
以下、本発明のノズルプレートの製造方法、インクジェットヘッドの製造方法、ノズルプレート及びインクジェットヘッドに係る実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of a method for manufacturing a nozzle plate, a method for manufacturing an inkjet head, a nozzle plate, and an inkjet head according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、インクジェット記録装置１００の概略構成を示す図である。
インクジェット記録装置１００は、搬送ベルト１０１、搬送ローラー１０２、ヘッドユニット１０３などを備える。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the inkjet recording apparatus 100.
The inkjet recording apparatus 100 includes a transport belt 101, a transport roller 102, a head unit 103, and the like.
搬送ローラー１０２は、図示しない搬送モーターの駆動によって、図１のＸ方向に平行な回転軸を中心に回転する。搬送ベルト１０１は、一対の搬送ローラー１０２により内側が支持された輪状のベルトであり、搬送ローラー１０２が回転動作するのに従って一対の搬送ローラー１０２の回りを周回移動する。インクジェット記録装置１００は、搬送ベルト１０１上に記録媒体Ｍが載置された状態で、搬送ローラー１０２の回転速度に応じた速度で搬送ベルト１０１が周回移動することで記録媒体Ｍを搬送ベルト１０１の移動方向（図１のＹ方向）に搬送する搬送動作を行う。 The transport roller 102 rotates about a rotation axis parallel to the X direction in FIG. 1 by driving a transport motor (not shown). The transport belt 101 is a ring-shaped belt whose inside is supported by the pair of transport rollers 102, and moves around the pair of transport rollers 102 as the transport roller 102 rotates. In a state where the recording medium M is placed on the transport belt 101, the inkjet recording apparatus 100 rotates the transport belt 101 at a speed corresponding to the rotation speed of the transport roller 102, thereby moving the recording medium M onto the transport belt 101. A transport operation for transporting in the moving direction (Y direction in FIG. 1) is performed.
図１では、記録媒体Ｍとして、長尺のロール紙が用いられているが、これに限られず、一定の寸法に裁断された枚葉紙等の短尺の記録媒体Ｍが用いられても良い。また、記録媒体Ｍとしては、普通紙や塗工紙といった紙のほか、布帛又はシート状の樹脂等、表面に着弾したインクを定着させることが可能な種々の媒体を用いることができる。 In FIG. 1, a long roll paper is used as the recording medium M. However, the present invention is not limited to this, and a short recording medium M such as a sheet cut to a certain size may be used. As the recording medium M, in addition to paper such as plain paper and coated paper, various media capable of fixing ink landed on the surface, such as cloth or sheet-like resin, can be used.
ヘッドユニット１０３は、搬送ベルト１０１により搬送される記録媒体Ｍに対して画像データに基づいてノズルからインクを吐出して記録媒体Ｍ上に画像を記録する。本実施形態のインクジェット記録装置１００では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクにそれぞれ対応する４つのヘッドユニット１０３が記録媒体Ｍの搬送方向上流側から順に所定の間隔で並ぶように配列されている。 The head unit 103 records an image on the recording medium M by ejecting ink from nozzles to the recording medium M transported by the transport belt 101 based on image data. In the ink jet recording apparatus 100 of the present embodiment, the four head units 103 corresponding to the four color inks of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) move in the transport direction of the recording medium M. They are arranged so as to be arranged at predetermined intervals in order from the upstream side.
各ヘッドユニット１０３は、平板状の基部１０３ａと、当該基部１０３ａを貫通する孔部に篏合した状態で基部１０３ａに固定された複数の（ここでは７つの）インクジェットヘッド１とを有する。 Each head unit 103 has a flat base 103a, and a plurality (seven in this case) of inkjet heads 1 fixed to the base 103a in a state fitted in a hole penetrating the base 103a.
インクジェットヘッド１では、インクを吐出する複数のノズルが記録媒体Ｍの搬送方向と交差する方向（本実施形態では搬送方向と直交する幅方向、すなわちＸ方向）に配列されている。また、各インクジェットヘッド１では、Ｘ方向に一次元配列されたノズルからなるノズル列が複数（例えば４列）設けられており、当該複数のノズル列は、ノズルの位置が互いにＸ方向にずれる位置関係で設けられている。 In the inkjet head 1, a plurality of nozzles that eject ink are arranged in a direction that intersects the transport direction of the recording medium M (in this embodiment, a width direction orthogonal to the transport direction, that is, an X direction). Further, in each of the inkjet heads 1, a plurality of nozzle rows (for example, four rows) composed of nozzles arranged one-dimensionally in the X direction are provided, and the plurality of nozzle rows are located at positions where the nozzle positions are shifted from each other in the X direction. Provided in a relationship.
各ヘッドユニット１０３に設けられた７つのインクジェットヘッド１は、ノズルのＸ方向についての配置範囲が、搬送ベルト１０１上の記録媒体Ｍのうち画像が記録可能な領域のＸ方向についての幅をカバーするように千鳥格子状に配置されている。このようにインクジェットヘッド１が配置されたインクジェット記録装置１００では、ヘッドユニット１０３を固定した状態でインクジェットヘッド１から画像データに応じた適切なタイミングでインクを吐出することで、搬送される記録媒体Ｍ上に画像を記録することができる。すなわち、インクジェット記録装置１００は、シングルパス方式で画像を記録する。 In the seven inkjet heads 1 provided in each head unit 103, the arrangement range of the nozzles in the X direction covers the width in the X direction of the area where the image can be recorded on the recording medium M on the transport belt 101. Are arranged in a zigzag pattern. In the ink jet recording apparatus 100 in which the ink jet heads 1 are thus arranged, the ink is ejected from the ink jet heads 1 at an appropriate timing according to image data in a state where the head unit 103 is fixed, so that the conveyed recording medium M Images can be recorded on top. That is, the inkjet recording apparatus 100 records an image by a single pass method.
インクジェットヘッド１から吐出されるインクは、用途に応じて各種公知のものを用いることができる。これらのインクには、アルカリ性のインクや酸性のインクが含まれる。例えば、布帛に対して染料インクを吐出して画像を記録する場合、染料の発色性などを向上させるための機能性インク（前処理剤）を吐出するヘッドユニット１０３が設けられる場合があるが、この前処理剤は、通常、アルカリ性である。また、綿や麻といった天然繊維などの記録媒体Ｍに対して好適に用いられる反応染料インクは、酸性のものが多い。また、顔料を分散させた顔料インクは、通常、アルカリ性の分散剤が用いられることから、アルカリ性となる場合が多い。
本実施形態のインクジェットヘッド１では、これらのアルカリ性のインクや酸性のインクからインクジェットヘッド１を保護するために保護膜１２（図３参照）が設けられている。この保護膜１２の形成位置や形成方法については後に詳述する。
Various known inks can be used as the ink ejected from the inkjet head 1 depending on the application. These inks include alkaline inks and acidic inks. For example, when an image is recorded by discharging a dye ink onto a cloth, a head unit 103 that discharges a functional ink (pretreatment agent) for improving the coloring property of the dye may be provided. This pretreatment agent is usually alkaline. Further, the reactive dye ink suitably used for the recording medium M such as natural fibers such as cotton and hemp is often acidic. Further, the pigment ink in which the pigment is dispersed usually becomes alkaline since an alkaline dispersant is used.
In the inkjet head 1 of the present embodiment, a protective film 12 (see FIG. 3) is provided to protect the inkjet head 1 from these alkaline inks and acidic inks. The formation position and formation method of the protective film 12 will be described later in detail.
図２は、インクジェットヘッド１を側面側（−Ｘ方向側）から見た断面図である。図２では、４つのノズル列に含まれる４つのノズル１４１を含む面でのインクジェットヘッド１の断面が示されている。
インクジェットヘッド１は、ヘッドチップ２と、共通インク室７０と、支持基板８０と、配線部材３と、駆動部４などを備える。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the inkjet head 1 as viewed from a side (−X direction side). FIG. 2 shows a cross section of the inkjet head 1 on a plane including four nozzles 141 included in four nozzle rows.
The inkjet head 1 includes a head chip 2, a common ink chamber 70, a support substrate 80, a wiring member 3, a driving unit 4, and the like.
ヘッドチップ２は、ノズル１４１からインクを吐出させるための構成であり、複数、ここでは、４枚の板状の基板が積層形成されている。ヘッドチップ２における最下方の基板は、ノズルプレート１０である。ノズルプレート１０には複数のノズル１４１が形成されており、当該ノズル１４１の開口部が設けられているインク吐出面１ａ（ノズルプレート１０の露出面）に対して略垂直にインクが吐出可能とされる。ノズルプレート１０のインク吐出面１ａとは反対側には、上方（＋Ｚ方向）に向かって順番に圧力室基板２０（チャンバープレート）、スペーサー基板４０及び配線基板５０が接着されて積層されている。以下では、これらノズルプレート１０、圧力室基板２０、スペーサー基板４０及び配線基板５０の各基板を各々又はまとめて積層基板１０、２０、４０、５０などとも記す。 The head chip 2 has a configuration for discharging ink from the nozzles 141, and a plurality of, here, four, plate-shaped substrates are stacked and formed. The lowermost substrate in the head chip 2 is the nozzle plate 10. A plurality of nozzles 141 are formed in the nozzle plate 10, and ink can be ejected substantially perpendicularly to the ink ejection surface 1 a (exposed surface of the nozzle plate 10) provided with the opening of the nozzle 141. You. The pressure chamber substrate 20 (chamber plate), the spacer substrate 40, and the wiring substrate 50 are bonded and laminated in order upward (in the + Z direction) on the opposite side of the nozzle plate 10 from the ink ejection surface 1a. Hereinafter, each of the nozzle plate 10, the pressure chamber substrate 20, the spacer substrate 40, and the wiring substrate 50 is also referred to as a laminated substrate 10, 20, 40, 50, or the like.
これらの積層基板１０、２０、４０、５０には、ノズル１４１に連通するインク流路が設けられており、配線基板５０の露出される側（＋Ｚ方向側）の面で開口されている。この配線基板５０の露出面上には、全ての開口を覆うように共通インク室７０が設けられている。共通インク室７０のインク室形成部材７０ａ内に貯留されるインクは、配線基板５０の開口から各ノズル１４１へ供給される。 These laminated substrates 10, 20, 40, and 50 are provided with ink channels that communicate with the nozzles 141, and are opened on the exposed side (+ Z direction side) of the wiring substrate 50. On the exposed surface of the wiring board 50, a common ink chamber 70 is provided so as to cover all the openings. The ink stored in the ink chamber forming member 70 a of the common ink chamber 70 is supplied to each nozzle 141 from the opening of the wiring board 50.
インク流路の途中には、圧力室２１が設けられている。圧力室２１は、圧力室基板２０を上下方向（Ｚ方向）に貫通して設けられており、圧力室２１の上面は、圧力室基板２０とスペーサー基板４０との間に設けられた振動板３０により構成されている。圧力室２１内のインクには、振動板３０を介して圧力室２１と隣り合って設けられている格納部４１内の圧電素子６０の変位（変形）によって振動板３０（圧力室２１）が変形することで、圧力変化が付与される。圧力室２１内のインクに適切な圧力変化が付与されることで、圧力室２１に連通するノズル１４１からインク流路内のインクが液滴として吐出される。 A pressure chamber 21 is provided in the middle of the ink flow path. The pressure chamber 21 is provided so as to penetrate the pressure chamber substrate 20 in the up-down direction (Z direction). The upper surface of the pressure chamber 21 has a vibration plate 30 provided between the pressure chamber substrate 20 and the spacer substrate 40. It consists of. In the ink in the pressure chamber 21, the vibration plate 30 (the pressure chamber 21) is deformed by the displacement (deformation) of the piezoelectric element 60 in the storage section 41 provided adjacent to the pressure chamber 21 via the vibration plate 30. By doing so, a pressure change is provided. When an appropriate pressure change is applied to the ink in the pressure chamber 21, the ink in the ink flow path is ejected as droplets from the nozzle 141 communicating with the pressure chamber 21.
支持基板８０は、ヘッドチップ２の上面に接合されており、共通インク室７０のインク室形成部材７０ａを保持している。支持基板８０には、インク室形成部材７０ａの下面の開口とほぼ同じ大きさ及び形状の開口が設けられており、共通インク室７０内のインクは、インク室形成部材７０ａの下面の開口、及び支持基板８０の開口を通ってヘッドチップ２の上面に供給される。 The support substrate 80 is joined to the upper surface of the head chip 2 and holds the ink chamber forming member 70a of the common ink chamber 70. The support substrate 80 is provided with an opening having substantially the same size and shape as the opening on the lower surface of the ink chamber forming member 70a. The ink in the common ink chamber 70 receives the opening on the lower surface of the ink chamber forming member 70a, and It is supplied to the upper surface of the head chip 2 through the opening of the support substrate 80.
配線部材３は、例えば、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）などであり、配線基板５０の配線に接続されている。この配線を介して格納部４１内の配線５１及び接続部５２（導電部材）に伝えられる駆動信号により圧電素子６０が変位動作する。配線部材３は、支持基板８０を貫通して引き出されて駆動部４に接続される。 The wiring member 3 is, for example, FPC (Flexible Printed Circuits) or the like, and is connected to the wiring of the wiring board 50. The piezoelectric element 60 is displaced by a drive signal transmitted to the wiring 51 and the connection portion 52 (conductive member) in the storage section 41 via the wiring. The wiring member 3 is pulled out through the support substrate 80 and is connected to the drive unit 4.
駆動部４は、インクジェット記録装置の制御部からの制御信号や、電力供給部からの電力供給などを受けて、各ノズル１４１からのインク吐出動作や非吐出動作に応じて、圧電素子６０の適切な駆動信号を配線部材３に出力する。駆動部４は、ＩＣ（Integrated Circuit）などで構成されている。 The driving unit 4 receives a control signal from a control unit of the inkjet recording apparatus, power supply from a power supply unit, and the like, and responds to an ink ejection operation or a non-ejection operation from each nozzle 141 to appropriately control the piezoelectric element 60. The driving signal is output to the wiring member 3. The drive unit 4 is configured by an IC (Integrated Circuit) or the like.
図３は、ノズルプレート１０の構成を示す断面図である。図３では、ノズルプレート１０のうちノズル１４１の近傍部分の断面が拡大して示されている。 FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the nozzle plate 10. FIG. 3 shows an enlarged cross section of a portion near the nozzle 141 in the nozzle plate 10.
ノズルプレート１０は、ノズル１４１をなす貫通孔１４が設けられているシリコンからなる基板１１と、基板１１の板面（上面、下面）及び貫通孔１４の内壁面に設けられた保護膜１２と、基板１１の下面側で保護膜１２に重ねて形成された撥液膜１３と、を有している。 The nozzle plate 10 includes a substrate 11 made of silicon provided with a through hole 14 forming a nozzle 141, a protective film 12 provided on a plate surface (upper surface, lower surface) of the substrate 11 and an inner wall surface of the through hole 14, A liquid-repellent film 13 formed on the lower surface of the substrate 11 so as to overlap the protective film 12.
基板１１は、厚さ６０〜３００μｍ程度のシリコンからなる板状部材である。本実施形態では、厚さ１５０μｍの基板１１が用いられている。ノズルプレート１０の基材としてシリコンの基板１１を用いることで、高精度にノズル１４１の加工を行うことができ、位置の誤差や形状のばらつきの少ないノズル１４１を形成することができる。なお、基板１１の表層には熱酸化膜が形成されていても良い。 The substrate 11 is a plate-like member made of silicon having a thickness of about 60 to 300 μm. In the present embodiment, a substrate 11 having a thickness of 150 μm is used. By using the silicon substrate 11 as the base material of the nozzle plate 10, the nozzle 141 can be processed with high accuracy, and the nozzle 141 with small positional errors and small variations in shape can be formed. Note that a thermal oxide film may be formed on the surface layer of the substrate 11.
基板１１に設けられた貫通孔１４は、ノズル１４１と、当該ノズル１４１に連通する連通路１４２とからなる。
ノズル１４１は、基板１１の下面に円形の開口部を有する円筒状の孔である。ノズル１４１は、開口部とは反対側が連通路１４２に連通している。以下では、基板１１のうちノズル１４１の開口部が設けられている面をノズル開口面１１ａと記す。
連通路１４２は、ノズル１４１よりも大きな直径を有しノズル１４１と同心の円筒状の孔であり、基板１１の上面に開口部を有する。
ノズル１４１の開口部の直径は、１５〜３０μｍ程度、ノズル１４１のＺ方向の長さ（ノズル長）は、１０〜３０μｍ程度とすることができ、連通路１４２の直径は、１００〜２００μｍ程度とすることができる。
The through hole 14 provided in the substrate 11 includes a nozzle 141 and a communication path 142 communicating with the nozzle 141.
The nozzle 141 is a cylindrical hole having a circular opening on the lower surface of the substrate 11. The nozzle 141 has a side opposite to the opening communicating with the communication path 142. Hereinafter, the surface of the substrate 11 on which the opening of the nozzle 141 is provided is referred to as a nozzle opening surface 11a.
The communication path 142 is a cylindrical hole having a larger diameter than the nozzle 141 and concentric with the nozzle 141, and has an opening on the upper surface of the substrate 11.
The diameter of the opening of the nozzle 141 can be about 15 to 30 μm, the length of the nozzle 141 in the Z direction (nozzle length) can be about 10 to 30 μm, and the diameter of the communication path 142 is about 100 to 200 μm. can do.
保護膜１２は、第１の保護膜１２１及び第２の保護膜１２２からなる２層構造となっている。第１の保護膜１２１は、基板１１の板面及び貫通孔１４の内壁面に形成されており、第２の保護膜１２２は、第１の保護膜１２１に重ねて形成されている。第２の保護膜１２２は、第１の保護膜１２１と組成が同一であり、また厚さも第１の保護膜１２１とほぼ等しくなっている。第１の保護膜１２１及び第２の保護膜１２２としては、インクとの接触により溶解しない材質のもの、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化酸化ケイ素（ＳｉＯＣ）及び酸化ケイ素（ＳｉＯ2）の他、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）及び酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ3）といった金属酸化膜や、金属酸化膜にシリコンを含有させた金属シリケート膜（タンタルシリケート（ＴａＳｉＯ）等）などを用いることができる。
保護膜１２の厚さは、特には限られないが、例えば５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度とすることが望ましい。
このような耐インク性を有する材質からなる保護膜１２は、基板１１がインク（特に、アルカリ性のインクや酸性のインク）により浸食されるのを抑制する。また、保護膜１２は、後述する撥液膜１３の下地膜の役割も果たす。耐インク性を有する保護膜１２は、インクと接触しても剥離が生じにくいため、保護膜１２を下地膜とすることで、撥液膜１３が下地膜としての保護膜１２とともに剥離する不具合の発生を抑制することができる。
The protective film 12 has a two-layer structure including a first protective film 121 and a second protective film 122. The first protective film 121 is formed on the plate surface of the substrate 11 and the inner wall surface of the through-hole 14, and the second protective film 122 is formed so as to overlap the first protective film 121. The second protective film 122 has the same composition as the first protective film 121, and has a thickness substantially equal to that of the first protective film 121. The first protective film 121 and the second protective film 122 are made of a material that does not dissolve in contact with the ink, such as silicon carbide (SiC), silicon carbide oxide (SiOC), and silicon oxide (SiO 2 ). , Aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), hafnium oxide (HfO 2 ), tantalum oxide (Ta 2 O 3 ), and metal oxide film such as silicon A metal silicate film (e.g., tantalum silicate (TaSiO)) containing Si.
The thickness of the protective film 12 is not particularly limited, but is preferably, for example, about 50 nm to 500 nm.
The protective film 12 made of such an ink-resistant material suppresses the erosion of the substrate 11 by ink (particularly, alkaline ink or acidic ink). Further, the protective film 12 also plays a role of a base film of the liquid-repellent film 13 described later. Since the protective film 12 having ink resistance is unlikely to be peeled off even when it comes into contact with ink, the use of the protective film 12 as a base film causes the liquid repellent film 13 to be peeled off together with the protective film 12 as a base film. Generation can be suppressed.
また、保護膜１２のうち第１の保護膜１２１は、基板１１の表面に形成された後に、後述するイオンボンバード処理が施されることによって、形成直後の状態よりも内部の応力（膜応力）が緩和された状態となっている。このように第１の保護膜１２１の応力が緩和されていることで、第１の保護膜１２１の基板１１に対する密着性が高くなっている。このため、第１の保護膜１２１に微小な欠陥が生じていても、これらを起点として第１の保護膜１２１（及びその上に積層された第２の保護膜１２２）が剥離する不具合が生じにくくなっている。より詳しくは、第１の保護膜の基板１１に対する密着性が高められていることで、第１の保護膜１２１の欠陥にインクが侵入しても、第１の保護膜１２１と基板１１との界面のインクによる浸食が進みにくいため、インクとの接触に起因した第１の保護膜１２１の剥離が生じにくくなっている。 In addition, the first protective film 121 of the protective film 12 is formed on the surface of the substrate 11 and then subjected to an ion bombardment process, which will be described later. Has been alleviated. As described above, the stress of the first protective film 121 is reduced, so that the adhesion of the first protective film 121 to the substrate 11 is increased. For this reason, even if minute defects occur in the first protective film 121, the first protective film 121 (and the second protective film 122 stacked thereon) is peeled off from these as starting points. It has become difficult. More specifically, since the adhesion of the first protective film to the substrate 11 is enhanced, even if ink penetrates a defect of the first protective film 121, the first protective film 121 Since the erosion by the ink at the interface is unlikely to proceed, the first protective film 121 is less likely to peel off due to the contact with the ink.
一方で、第１の保護膜１２１に重ねて形成されている第２の保護膜１２２にはイオンボンバード処理が施されておらず、応力が緩和されていない。このため、第１の保護膜１２１及び第２の保護膜１２２は、応力が相違した状態となっている。
図４（ａ）は、従来の単層の保護膜の走査型電子顕微鏡による断面写真であり、図４（ｂ）は、本実施形態の２層構造の保護膜１２の走査型電子顕微鏡による断面写真である。
図４（ｂ）の断面写真から、本実施形態の保護膜１２では、第１の保護膜１２１と第２の保護膜１２２との間に、応力の相違による界面１２ａがあることが分かる。他方で、図４（ａ）に示される従来の単層の保護膜には、界面がない。
On the other hand, the second protective film 122 formed so as to overlap the first protective film 121 is not subjected to the ion bombardment treatment, and the stress is not reduced. Therefore, the first protective film 121 and the second protective film 122 have different stresses.
FIG. 4A is a cross-sectional photograph of a conventional single-layer protective film taken by a scanning electron microscope, and FIG. 4B is a cross-sectional view of a two-layered protective film 12 of the present embodiment taken by a scanning electron microscope. It is a photograph.
From the cross-sectional photograph of FIG. 4B, it can be seen that in the protective film 12 of the present embodiment, there is an interface 12a between the first protective film 121 and the second protective film 122 due to a difference in stress. On the other hand, the conventional single-layer protective film shown in FIG. 4A has no interface.
本実施形態のように、第１の保護膜１２１に第２の保護膜１２２を重ねて形成することで、第１の保護膜１２１が有する微小な欠陥や、イオンボンバード処理による応力緩和時に生じたクラックなどを第２の保護膜１２２で覆ってインクから保護することができる。また、第２の保護膜１２２に対してイオンボンバード処理を行わないことで、第２の保護膜１２２は、応力緩和によるクラックが生じていない状態となっているため、下層の第１の保護膜１２１や基板１１を効果的にインクから保護することが可能となっている。 As in the present embodiment, by forming the second protective film 122 on the first protective film 121 so as to be superimposed, a minute defect of the first protective film 121 or a stress caused by ion bombardment during stress relaxation is generated. Cracks and the like can be covered with the second protective film 122 and protected from ink. Further, since the ion bombardment process is not performed on the second protective film 122, the second protective film 122 is in a state in which no crack due to stress relaxation occurs. It is possible to effectively protect the substrate 121 and the substrate 11 from ink.
撥液膜１３は、第２の保護膜１２２のうちノズル開口面１１ａに沿って設けられている部分に重ねて形成されており、その表面がインク吐出面１ａをなす。撥液膜１３は、インク吐出面１ａにインクに対する撥液性を持たせて、インク吐出面１ａへのインクや異物の付着を抑制するために設けられている層である。撥液膜１３としては、フッ素を含有した有機ケイ素化合物からなる樹脂などを用いることができる。
また、撥液膜１３には、ノズル１４１の形成位置に撥液膜１３を貫通する開口部が設けられており、ノズル１４１から吐出されるインクは、当該開口部から射出される。
The liquid-repellent film 13 is formed so as to overlap with a portion of the second protective film 122 provided along the nozzle opening surface 11a, and the surface forms the ink ejection surface 1a. The liquid-repellent film 13 is a layer provided to make the ink ejection surface 1a liquid-repellent to ink and to suppress the adhesion of ink and foreign matter to the ink ejection surface 1a. As the liquid-repellent film 13, a resin or the like made of an organic silicon compound containing fluorine can be used.
The liquid-repellent film 13 is provided with an opening penetrating the liquid-repellent film 13 at the position where the nozzle 141 is formed, and the ink ejected from the nozzle 141 is ejected from the opening.
次に、本実施形態のインクジェットヘッド１の製造方法について、ノズルプレート１０の製造方法を中心に説明する。
図５は、ノズルプレート１０の製造方法に係る処理（ノズルプレート製造処理）の手順を示すフローチャートである。
図６及び図７は、ノズルプレート１０の製造方法を説明する断面図である。
Next, a method for manufacturing the inkjet head 1 according to the present embodiment will be described focusing on a method for manufacturing the nozzle plate 10.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a procedure of a process (nozzle plate manufacturing process) according to the method of manufacturing the nozzle plate 10.
6 and 7 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the nozzle plate 10.
ノズルプレート製造処理では、まず、基板１１に対してレジスト９１、９２をマスクとしたエッチングを行うことでノズル１４１及び連通路１４２からなる貫通孔１４を形成する（ステップＳ１０１）。
すなわち、まず基板１１の下面に形成されたレジスト９１に対し、フォトリソグラフィー法により、ノズル１４１の位置に開口部９１ａを形成する（図６（ａ））。次に、レジスト９１をマスクとして基板１１に対する垂直方向のエッチングを行い、ノズル１４１の開口パターンを形成する（図６（ｂ））。このエッチングは、深掘りＲＩＥ（Deep Reactive Ion Etching）を行うＲＩＥ装置や、放電形式に誘導結合方式を採用したドライエッチング装置であるＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）−ＲＩＥエッチング装置等のドライエッチング装置を用いて行うことができる。また、プロセスガスとして、ＳＦ6やＣ4Ｆ8などを用い、エッチング開口の側面を保護する保護層の形成と垂直方向へのドライエッチングとを繰り返し行うボッシュプロセスによって垂直性に優れたエッチング加工を行うことができる。また、基板１１としてＳＯＩ基板を用いた場合、エッチングストッパー層までエッチングが進んだ段階でエッチングを停止させることができるため、ノズル１４１のノズル長を高精度に作り込むことができる。
次に、基板１１の上面に形成されたレジスト９２に対し、フォトリソグラフィー法により、連通路１４２の位置に開口部９２ａを形成する（図６（ｂ））。このレジスト９２をマスクとして、ノズル１４１の形成と同様に基板１１に対して垂直方向のエッチングを行うことで、ノズル１４１に連通する連通路１４２を形成する（図６（ｃ））。これにより、基板１１にノズル１４１及び連通路１４２からなる貫通孔１４が形成される。
In the nozzle plate manufacturing process, first, etching is performed on the substrate 11 using the resists 91 and 92 as a mask to form the through-hole 14 including the nozzle 141 and the communication path 142 (Step S101).
That is, first, an opening 91a is formed at the position of the nozzle 141 by photolithography in the resist 91 formed on the lower surface of the substrate 11 (FIG. 6A). Next, etching is performed on the substrate 11 in the vertical direction using the resist 91 as a mask to form an opening pattern of the nozzle 141 (FIG. 6B). This etching is performed using a dry etching apparatus such as an RIE apparatus for performing deep RIE (Deep Reactive Ion Etching) or an ICP (Inductively Coupled Plasma) -RIE etching apparatus which is a dry etching apparatus employing an inductive coupling method as a discharge type. Can be done. In addition, using a process gas such as SF 6 or C 4 F 8, a Bosch process that repeatedly performs formation of a protective layer for protecting the side surface of the etching opening and dry etching in the vertical direction is used to perform etching processing with excellent verticality. It can be carried out. In addition, when an SOI substrate is used as the substrate 11, the etching can be stopped at a stage where the etching has progressed to the etching stopper layer, so that the nozzle length of the nozzle 141 can be formed with high accuracy.
Next, an opening 92a is formed in the resist 92 formed on the upper surface of the substrate 11 at a position of the communication path 142 by a photolithography method (FIG. 6B). By using the resist 92 as a mask, the substrate 11 is etched in the vertical direction in the same manner as the formation of the nozzle 141, thereby forming a communication path 142 communicating with the nozzle 141 (FIG. 6C). As a result, the through hole 14 including the nozzle 141 and the communication path 142 is formed in the substrate 11.
次に、基板１１の表面からレジストを除去し（ステップＳ１０２、図６（ｄ））、基板１１の表面を洗浄して、基板１１に付着している異物を除去する（ステップＳ１０３）。基板１１の洗浄方法は、例えばＲＣＡ洗浄とすることができる。 Next, the resist is removed from the surface of the substrate 11 (Step S102, FIG. 6D), and the surface of the substrate 11 is cleaned to remove foreign substances adhering to the substrate 11 (Step S103). The method of cleaning the substrate 11 may be, for example, RCA cleaning.
次に、基板１１の表面に対してイオンボンバード処理を行う（ステップＳ１０４）（基板表面処理工程）。イオンボンバード処理は、減圧環境下で処理対象の部材に対してイオンを衝突させることで処理対象の部材に物理的作用を及ぼす処理である。
具体的には、基板１１が設置されたチャンバー内を０．０３Ｐａに減圧した上で、チャンバー内にアルゴンガス（１０ｓｃｃｍ）及び水素ガス（２０ｓｃｃｍ）を導入し、基板１１と所定の対向電極との間に２００Ｖのバイアス電圧を３００Ｗの電力で印加する。これにより、アルゴンガス及び水素ガスがイオン化（プラズマ化）されるとともに、基板１１がマイナスに帯電し、アルゴンイオン及び水素イオンが基板１１の表面に向かって飛翔して衝突する。アルゴンイオンを衝突させることで、基板１１の表面に付着した不純物や薄い酸化被膜が除去されて清浄化される。また、水素イオンを衝突させることで、基板１１の表面の酸化が抑制される。
このようなイオンボンバード処理により、基板１１に対する第１の保護膜１２１の密着性を向上させることができる。
Next, ion bombardment processing is performed on the surface of the substrate 11 (Step S104) (substrate surface processing step). The ion bombardment process is a process in which ions are caused to collide with a member to be processed in a reduced-pressure environment to exert a physical effect on the member to be processed.
Specifically, the pressure in the chamber in which the substrate 11 is installed is reduced to 0.03 Pa, and then an argon gas (10 sccm) and a hydrogen gas (20 sccm) are introduced into the chamber, so that the substrate 11 and the predetermined counter electrode are separated from each other. During that time, a bias voltage of 200 V is applied with a power of 300 W. As a result, the argon gas and the hydrogen gas are ionized (plasmaized), the substrate 11 is negatively charged, and the argon ions and the hydrogen ions fly and collide with the surface of the substrate 11. By bombarding with argon ions, impurities and a thin oxide film attached to the surface of the substrate 11 are removed and the substrate 11 is cleaned. The collision of the hydrogen ions suppresses the oxidation of the surface of the substrate 11.
By such an ion bombardment process, the adhesion of the first protective film 121 to the substrate 11 can be improved.
次に、基板１１の表面にプラズマＣＶＤ法により第１の保護膜１２１を形成する（ステップＳ１０５、図６（ｅ））（第１の成膜工程）。例えば、第１の保護膜１２１として炭化ケイ素の膜を形成する場合には、上記のチャンバー内の圧力を０．０８Ｐａに調整してＴＭＳガス（テトラメチルシランガス）（３０ｓｃｃｍ）及びアルゴンガス（１０ｓｃｃｍ）を導入し、基板１１と対向電極との間に２００Ｖのバイアス電圧を４００Ｗの電力で印加する。これにより、チャンバー内でＴＭＳガス及びアルゴンガスがプラズマ化し、炭化ケイ素薄膜として基板１１の表面に堆積して、第１の保護膜１２１が形成される。 Next, a first protective film 121 is formed on the surface of the substrate 11 by a plasma CVD method (Step S105, FIG. 6E) (first film forming step). For example, when a silicon carbide film is formed as the first protective film 121, the pressure in the above chamber is adjusted to 0.08 Pa and the TMS gas (tetramethylsilane gas) (30 sccm) and the argon gas (10 sccm) And a bias voltage of 200 V is applied between the substrate 11 and the counter electrode with a power of 400 W. As a result, the TMS gas and the argon gas are turned into plasma in the chamber and deposited on the surface of the substrate 11 as a silicon carbide thin film, whereby the first protective film 121 is formed.
次に、第１の保護膜１２１の表面に対してイオンボンバード処理を行う（ステップＳ１０６）（保護膜表面処理工程）。ステップＳ１０６における具体的な処理条件は、上述のステップＳ１０４におけるイオンボンバード処理と同一である。第１の保護膜１２１に対するイオンボンバード処理では、第１の保護膜１２１にアルゴンイオンを衝突させた衝撃（物理的作用）によって第１の保護膜１２１の内部の応力が緩和される。また、水素イオンを衝突させることで、第１の保護膜１２１の表面の酸化が抑制される。 Next, ion bombardment processing is performed on the surface of the first protective film 121 (step S106) (protective film surface processing step). The specific processing conditions in step S106 are the same as the ion bombardment processing in step S104 described above. In the ion bombardment process on the first protective film 121, the internal stress of the first protective film 121 is reduced by the impact (physical action) of bombardment of the first protective film 121 with argon ions. In addition, the collision of hydrogen ions suppresses oxidation of the surface of the first protective film 121.
次に、第１の保護膜１２１の表面にプラズマＣＶＤ法により第２の保護膜１２２を形成する（ステップＳ１０７、図７（ａ））（第２の成膜工程）。この処理では、上述のステップＳ１０５におけるプラズマＣＶＤ法による処理と同様の条件で成膜を行うことで、第１の保護膜１２１に重ねて、炭化ケイ素からなる第２の保護膜１２２を形成する。 Next, a second protective film 122 is formed on the surface of the first protective film 121 by a plasma CVD method (Step S107, FIG. 7A) (second film forming step). In this process, the second protective film 122 made of silicon carbide is formed over the first protective film 121 by forming a film under the same conditions as those of the plasma CVD method in step S105 described above.
ステップＳ１０４からステップＳ１０７までの処理は、いずれも真空（減圧）環境下で行われるが、間に大気圧下での処理を挟まないため、途中で真空を破る必要がない。このため、同一のチャンバー内でステップＳ１０４からステップＳ１０７までの各処理を連続して行って、第１の保護膜１２１及び第２の保護膜１２２からなる保護膜１２を形成することができる。 All of the processes from step S104 to step S107 are performed in a vacuum (reduced pressure) environment, but there is no need to break the vacuum on the way because no process under atmospheric pressure is interposed therebetween. Therefore, the processes from step S104 to step S107 can be continuously performed in the same chamber to form the protective film 12 including the first protective film 121 and the second protective film 122.
次に、保護膜１２が形成された基板１１を洗浄して、保護膜１２に付着している異物を除去する（ステップＳ１０８）。基板１１の洗浄方法は、ステップＳ１０３と同様に、ＲＣＡ洗浄とすることができる。 Next, the substrate 11 on which the protective film 12 is formed is washed to remove foreign substances adhering to the protective film 12 (Step S108). The method for cleaning the substrate 11 may be RCA cleaning, as in step S103.
次に、基板１１に形成された保護膜１２の表面全体に撥液膜１３を形成する（ステップＳ１０９、図７（ｂ））。具体的には、撥液膜１３の材料であるフッ素含有有機ケイ素化合物をフッ素系溶剤で薄めた液に基板１１を浸漬（ディッピング）して引き上げ、高温高湿環境下（６０℃９０％）に１時間程度置く。これにより、材料の加水分解が促進されて、基材（基板１１上の保護膜１２）との間にシロキサン結合が形成されて、表面に撥液性を有する撥液膜１３が形成される。上述のフッ素含有有機ケイ素化合物としては、例えば、オプツール（登録商標）（ダイキン工業株式会社製）、ＳＵＲＥＣＯ（登録商標）（旭硝子株式会社製）、フロロサーフＦＧ−５０４０（登録商標）（株式会社フロロテクノロジー製）等を用いることができる。
撥液膜１３の形成後、フッ素系溶剤（例えば、ノベック１２００（スリーエムジャパン株式会社製））で洗浄して、未反応のフッ素含有有機ケイ素化合物を除去する。
Next, the liquid-repellent film 13 is formed on the entire surface of the protective film 12 formed on the substrate 11 (Step S109, FIG. 7B). Specifically, the substrate 11 is immersed (dipped) in a liquid obtained by diluting a fluorine-containing organosilicon compound, which is a material of the liquid-repellent film 13, with a fluorine-based solvent, pulled up, and placed in a high-temperature, high-humidity environment (60 ° C. 90%). Leave for about an hour. Thereby, hydrolysis of the material is promoted, and a siloxane bond is formed between the substrate and the protective film 12 on the substrate 11, thereby forming a liquid-repellent film 13 having liquid repellency on the surface. Examples of the above-mentioned fluorine-containing organosilicon compound include OPTOOL (registered trademark) (manufactured by Daikin Industries, Ltd.), SURECO (registered trademark) (manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), and Fluorosurf FG-5040 (registered trademark) (fluorotechnology, Inc.) Manufactured) can be used.
After the formation of the liquid-repellent film 13, the unreacted fluorine-containing organosilicon compound is removed by washing with a fluorine-based solvent (for example, Novec 1200 (manufactured by 3M Japan KK)).
次に、インク吐出面１ａ以外に形成された撥液膜１３を除去する（ステップＳ１１０、図７（ｃ）、図７（ｄ））。具体的には、まずインク吐出面１ａをポリイミドテープ９３でマスキングして基板１１をアッシング装置に設置し、Ｏ2プラズマに数十秒晒すことで、インク吐出面１ａ以外に形成された撥液膜１３を除去する（図７（ｃ））。その後、ポリイミドテープ９３を除去して洗浄する（図７（ｄ））。
ステップＳ１０９からステップＳ１１０までの処理は、撥液膜形成工程に対応する。
Next, the liquid-repellent film 13 formed on the portion other than the ink ejection surface 1a is removed (Step S110, FIGS. 7C and 7D). Specifically, first, the ink ejection surface 1a is masked with a polyimide tape 93, and the substrate 11 is placed on an ashing device, and exposed to O 2 plasma for several tens of seconds, so that the liquid-repellent film formed on portions other than the ink ejection surface 1a is formed. 13 is removed (FIG. 7C). Thereafter, the polyimide tape 93 is removed and cleaning is performed (FIG. 7D).
The processing from step S109 to step S110 corresponds to a liquid-repellent film forming step.
以上の方法により、基板１１の表面全体に保護膜１２が形成され、またインク吐出面１ａのみに撥液膜１３が形成されたノズルプレート１０が得られる。このノズルプレート１０と、圧力室基板２０、スペーサー基板４０及び配線基板５０とを積層させてヘッドチップ２を製造し、共通インク室７０、支持基板８０、配線部材３及び駆動部４などと組み合わせて所定の外装部材に組み込むことで、インクジェットヘッド１が完成する。 By the above method, the nozzle plate 10 in which the protective film 12 is formed on the entire surface of the substrate 11 and the lyophobic film 13 is formed only on the ink ejection surface 1a is obtained. The head plate 2 is manufactured by laminating the nozzle plate 10, the pressure chamber substrate 20, the spacer substrate 40, and the wiring substrate 50, and is combined with the common ink chamber 70, the support substrate 80, the wiring member 3, the driving unit 4, and the like. The inkjet head 1 is completed by incorporating the inkjet head 1 into a predetermined exterior member.
続いて、上記実施形態の効果を確認するために行った実験について説明する。 Next, an experiment performed to confirm the effects of the above embodiment will be described.
（実験１）
実験１では、本実施形態の方法で形成された保護膜１２の耐インク性（耐食性）を評価した。
具体的には、シリコンの基板１１上に、プラズマＣＶＤ法により炭化ケイ素からなる第１の保護膜１２１を形成し、当該第１の保護膜１２１に対してイオンボンバード処理を行い、これにプラズマＣＶＤ法により炭化ケイ素からなる第２の保護膜１２２を積層させ、厚さ５００ｎｍの保護膜１２を形成したものを実施例とした。
また、途中でイオンボンバード処理を行わずに厚さ５００ｎｍの炭化ケイ素からなる保護膜を形成したものを比較例とした。
実験１では、実施例及び比較例を、アルカリ性のインクに浸漬して、保護膜の剥離状態を観察した。より詳しくは、一般的に流通しているアルカリ性のインクよりも高いｐＨ（ｐＨ１１）のインクを用いるとともに、インクが変性しない程度に温度を上げることで、加速試験を行った。
(Experiment 1)
In Experiment 1, the ink resistance (corrosion resistance) of the protective film 12 formed by the method of the present embodiment was evaluated.
Specifically, a first protective film 121 made of silicon carbide is formed on a silicon substrate 11 by a plasma CVD method, and the first protective film 121 is subjected to an ion bombardment process. An example in which a second protective film 122 made of silicon carbide was stacked by a method and a protective film 12 having a thickness of 500 nm was formed.
In addition, a comparative example in which a protective film made of silicon carbide having a thickness of 500 nm was formed without performing ion bombardment treatment on the way.
In Experiment 1, Examples and Comparative Examples were immersed in alkaline ink, and the state of peeling of the protective film was observed. More specifically, an accelerated test was performed by using an ink having a higher pH (pH 11) than a generally available alkaline ink and increasing the temperature to such an extent that the ink was not denatured.
図８は、実験１の評価結果を示す図である。
このうち、図８（ａ）は、比較例のサンプルに対して６か月相当の加速試験を行った後の保護膜の表面を撮影した写真である。この図に示されるように、途中でイオンボンバード処理を行わない比較例では、６か月相当の加速試験で保護膜の剥離（図８（ａ）中の領域９０）が観察された。
一方、図８（ｂ）は、実施例のサンプルに対して２４か月相当の加速試験を行った後の保護膜１２の表面を撮影した写真である。この図に示されるように、途中でイオンボンバード処理を行った実施例では、２４か月相当の加速試験を行っても保護膜１２の剥離は見られず、優れた耐久性を有していることが確認された。
FIG. 8 is a diagram showing evaluation results of Experiment 1.
FIG. 8A is a photograph of the surface of the protective film after performing an acceleration test for six months on the sample of the comparative example. As shown in this figure, in the comparative example in which the ion bombardment treatment was not performed on the way, peeling of the protective film (region 90 in FIG. 8A) was observed in an acceleration test corresponding to six months.
On the other hand, FIG. 8B is a photograph of the surface of the protective film 12 after performing an acceleration test for 24 months on the sample of the example. As shown in this figure, in the example in which the ion bombardment treatment was performed on the way, the protective film 12 was not peeled off even after an acceleration test for 24 months, and had excellent durability. It was confirmed that.
（実験２）
実験２では、本実施形態の方法で形成された保護膜１２を下地膜として形成した撥液膜１３の耐インク性（耐食性）を評価した。
具体的には、基板１１上に、実験１の実施例と同一の方法で形成した保護膜１２を下地膜として撥液膜１３を形成したものを実施例とした。
また、基板１１上に、実験１の比較例と同一の方法で形成した保護膜を下地膜として撥液膜１３を形成したものを比較例とした。
撥液膜１３は、上述のオプツール（登録商標）を用いて形成した。
実験２では、実施例及び比較例の各サンプルをアルカリ性のインクに浸漬し、一定期間ごとに取り出して、所定の基準インクを滴下して静的接触角を測定した。当該基準インクに対して所望の撥液性が得られる接触角の範囲の下限値は、５０度である。
(Experiment 2)
In Experiment 2, the ink resistance (corrosion resistance) of the liquid-repellent film 13 formed using the protective film 12 formed by the method of the present embodiment as a base film was evaluated.
Specifically, an example in which a liquid-repellent film 13 was formed on a substrate 11 using a protective film 12 formed by the same method as in the example of Experiment 1 as a base film.
In addition, a comparative example in which the lyophobic film 13 was formed on the substrate 11 using the protective film formed by the same method as the comparative example of Experiment 1 as a base film.
The liquid-repellent film 13 was formed using the above-mentioned Optool (registered trademark).
In Experiment 2, the samples of Examples and Comparative Examples were immersed in alkaline ink, taken out at regular intervals, and a predetermined reference ink was dropped to measure the static contact angle. The lower limit of the range of the contact angle at which the desired liquid repellency is obtained for the reference ink is 50 degrees.
図９は、実験２の評価結果を示す図である。
図９では、各サンプルをアルカリ性のインクに浸漬した浸漬時間（加速試験による換算浸漬時間）ごとの基準インクに対する接触角がグラフ上にプロットされている。
図９のグラフに示されるように、比較例のサンプルでは、６か月相当の換算浸漬期間で接触間が６０度を下回って劣化が激しくなり、１２か月相当の換算浸漬期間の経過後には、基準値を大きく下回って完全に撥液性を失う結果となった。
一方、実施例のサンプルでは、１２か月相当の換算浸漬期間の経過後も、基準値より大きい接触角が維持されており、優れた耐久性を有していることが確認された。
FIG. 9 is a diagram showing the evaluation results of Experiment 2.
In FIG. 9, the contact angle with respect to the reference ink for each immersion time (converted immersion time by the accelerated test) in which each sample was immersed in the alkaline ink is plotted on the graph.
As shown in the graph of FIG. 9, in the sample of the comparative example, the contact interval was less than 60 degrees in the conversion immersion period equivalent to 6 months, and the deterioration became severe, and after the conversion immersion period equivalent to 12 months, Significantly below the reference value, resulting in complete loss of liquid repellency.
On the other hand, in the sample of the example, the contact angle larger than the reference value was maintained even after the elapse of the equivalent immersion period corresponding to 12 months, and it was confirmed that the sample had excellent durability.
以上のように、上記実施形態に係るノズルプレート１０の製造方法は、ノズル１４１からインクを吐出するインクジェットヘッド１に用いられる、ノズル１４１を有するノズルプレート１０の製造方法であって、ノズル１４１をなす貫通孔１４が設けられた基板１１の表面に、プラズマＣＶＤ法により第１の保護膜１２１を形成する第１の成膜工程、第１の保護膜１２１に対し、減圧環境下でイオンボンバード処理を行う保護膜表面処理工程、保護膜表面処理工程の後に、第１の保護膜１２１の表面に、プラズマＣＶＤ法により第１の保護膜１２１と同一組成の第２の保護膜１２２を形成する第２の成膜工程、を含む。
このような方法によれば、第１の保護膜１２１に対するイオンボンバード処理によって第１の保護膜１２１の応力が緩和されることで、第１の保護膜１２１の基板１１に対する密着性を高めることができる。よって、プラズマＣＶＤ法による成膜で第１の保護膜１２１に微小な欠陥が生じていても、当該欠陥にインクが侵入した場合の第１の保護膜１２１と基板１１との界面のインクによる浸食が進みにくいため、当該欠陥を起点として第１の保護膜１２１（及びその上に積層された第２の保護膜１２２）が剥離する不具合の発生を抑制することができる。
また、第１の保護膜１２１に第２の保護膜１２２を重ねて形成することで、第１の保護膜１２１が、微小な欠陥や、応力の緩和時に生じた微小なクラックなどを有していても、これらの欠陥やクラックを第２の保護膜１２２で覆ってインクが侵入しにくい構造とすることができる。
また、第１の保護膜１２１及び第２の保護膜１２２の形成をプラズマＣＶＤ法で行うことで、第１の保護膜１２１及び第２の保護膜１２２を短時間で形成することができ、ノズルプレート１０の生産性を高めることができる。また、第１の保護膜１２１の形成、第１の保護膜１２１に対するイオンボンバード処理、及び第２の保護膜１２２の形成は、いずれも真空（減圧）環境下で行われ、途中で真空を破る必要がないため、同一のチャンバー内でこれらの各処理を連続して行うことでノズルプレート１０の生産性を高めることができる。
よって、上記実施形態の方法によれば、耐久性に優れた保護膜１２を効率良く形成することができる。
As described above, the method for manufacturing the nozzle plate 10 according to the above embodiment is a method for manufacturing the nozzle plate 10 having the nozzles 141 used in the inkjet head 1 that ejects ink from the nozzles 141, and forms the nozzles 141. A first film forming step of forming a first protective film 121 by a plasma CVD method on the surface of the substrate 11 provided with the through holes 14, and ion bombardment of the first protective film 121 under a reduced pressure environment. After the protective film surface treatment step and the protective film surface treatment step to be performed, a second protective film 122 having the same composition as the first protective film 121 is formed on the surface of the first protective film 121 by a plasma CVD method. Film forming step.
According to such a method, the adhesion of the first protective film 121 to the substrate 11 can be enhanced by relaxing the stress of the first protective film 121 by the ion bombardment process on the first protective film 121. it can. Therefore, even if a minute defect is generated in the first protective film 121 by the film formation by the plasma CVD method, the erosion of the interface between the first protective film 121 and the substrate 11 by the ink when the ink enters the defect. The first protective film 121 (and the second protective film 122 stacked on the first protective film 121) can be prevented from occurring due to the defect as a starting point.
In addition, by forming the second protective film 122 over the first protective film 121, the first protective film 121 has minute defects, minute cracks generated when stress is relieved, and the like. However, these defects and cracks can be covered with the second protective film 122 to provide a structure in which ink hardly penetrates.
In addition, by forming the first protective film 121 and the second protective film 122 by a plasma CVD method, the first protective film 121 and the second protective film 122 can be formed in a short time. The productivity of the plate 10 can be increased. Further, the formation of the first protective film 121, the ion bombardment treatment on the first protective film 121, and the formation of the second protective film 122 are all performed in a vacuum (reduced pressure) environment, and the vacuum is broken on the way. Since there is no necessity, the productivity of the nozzle plate 10 can be increased by continuously performing each of these processes in the same chamber.
Therefore, according to the method of the above embodiment, the protective film 12 having excellent durability can be efficiently formed.
また、第１の成膜工程の前に、基板１１に対し、減圧環境下でイオンボンバード処理を行う基板表面処理工程を行うことで、基板１１に対する第１の保護膜１２１の密着性を向上させることができる。よって、より耐久性に優れた保護膜１２を形成することができる。 In addition, before the first film formation step, the substrate 11 is subjected to a substrate surface treatment step of performing ion bombardment treatment under a reduced pressure environment, so that the adhesion of the first protective film 121 to the substrate 11 is improved. be able to. Therefore, the protective film 12 with higher durability can be formed.
また、第１の成膜工程では、基板１１の表面のうち、少なくともノズル開口面１１ａ及び貫通孔１４の内壁面に第１の保護膜１２１を形成することで、ノズル１４１から吐出されたインクが付着しやすいノズル開口面１１ａや、インクが通過する貫通孔１４を効果的に保護することができる。 In the first film formation step, the ink discharged from the nozzle 141 is formed by forming the first protective film 121 on at least the nozzle opening surface 11a and the inner wall surface of the through hole 14 on the surface of the substrate 11. It is possible to effectively protect the nozzle opening surface 11a to which the ink easily adheres and the through hole 14 through which the ink passes.
また、第２の成膜工程の後に、第２の保護膜１２２のうちノズル開口面１１ａに沿って形成されている部分に重ねて撥液膜１３を形成する撥液膜形成工程を行うことで、ノズル開口面１１ａに、耐インク性の高い保護膜１２を下地膜として撥液膜１３を形成することができる。これにより、撥液膜１３が下地膜とともに剥離する不具合を生じにくくすることができるため、撥液膜１３の耐久性を高めることができる。 Further, after the second film forming step, a liquid repellent film forming step of forming the liquid repellent film 13 on the portion of the second protective film 122 that is formed along the nozzle opening surface 11a is performed. The liquid-repellent film 13 can be formed on the nozzle opening surface 11a using the protective film 12 having high ink resistance as a base film. This makes it less likely that the liquid-repellent film 13 will peel off together with the base film, thereby increasing the durability of the liquid-repellent film 13.
また、第１の保護膜１２１及び第２の保護膜１２２として、炭化ケイ素、炭化酸化ケイ素、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化タンタル又はタンタルシリケートからなるものを用いることで、アルカリ性のインクや酸性のインクに対する耐インク性に優れた保護膜１２が得られる。 In addition, as the first protective film 121 and the second protective film 122, a film formed using silicon carbide, silicon carbide, silicon oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, titanium oxide, hafnium oxide, tantalum oxide, or tantalum silicate is used. Thus, a protective film 12 having excellent ink resistance to alkaline ink and acidic ink can be obtained.
また、上記実施形態のインクジェットヘッド１の製造方法は、上記ノズルプレート１０の製造方法を含むため、耐久性に優れたインクジェットヘッド１を効率良く製造することができる。 In addition, since the method for manufacturing the ink jet head 1 of the embodiment includes the method for manufacturing the nozzle plate 10, the ink jet head 1 having excellent durability can be efficiently manufactured.
また、上記実施形態のノズルプレート１０は、ノズル１４１をなす貫通孔１４が設けられた基板１１と、基板１１の表面に設けられた第１の保護膜１２１と、第１の保護膜１２１の表面に設けられた、第１の保護膜１２１と同一組成の第２の保護膜１２２と、を備え、第１の保護膜１２１と第２の保護膜１２２との間には、第１の保護膜１２１及び第２の保護膜１２２の応力の相違による界面１２ａがある。
このような構成によれば、応力が緩和されて基板１１に対する高い密着性を有する第１の保護膜１２１が設けられていることで、第１の保護膜１２１が微小な欠陥を有していても、当該欠陥を起点として第１の保護膜１２１（及びその上に積層された第２の保護膜１２２）が剥離する不具合の発生を抑制することができる。
また、第１の保護膜１２１に第２の保護膜１２２が積層されていることで、第１の保護膜１２１が有する微小な欠陥やクラックを第２の保護膜１２２で覆って当該欠陥やクラックにインクが侵入しにくい構造とすることができる。
Further, the nozzle plate 10 of the above embodiment includes a substrate 11 provided with a through hole 14 forming a nozzle 141, a first protective film 121 provided on the surface of the substrate 11, and a surface of the first protective film 121. And a second protective film 122 having the same composition as the first protective film 121 provided between the first protective film 121 and the second protective film 122. There is an interface 12a due to the difference in stress between 121 and the second protective film 122.
According to such a configuration, since the first protective film 121 having high adhesion to the substrate 11 with reduced stress is provided, the first protective film 121 has minute defects. In addition, it is possible to suppress the occurrence of a problem that the first protective film 121 (and the second protective film 122 stacked thereon) is peeled off from the defect as a starting point.
In addition, since the second protective film 122 is stacked on the first protective film 121, minute defects and cracks of the first protective film 121 are covered with the second protective film 122 so that the defects and cracks are covered. It is possible to adopt a structure in which ink hardly penetrates into the device.
また、上記ノズルプレート１０を用いることで、耐久性に優れたインクジェットヘッド１が得られる。 In addition, by using the nozzle plate 10, the inkjet head 1 having excellent durability can be obtained.
なお、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施形態では、保護膜１２を第１の保護膜１２１及び第２の保護膜１２２からなる２層構造とする例を用いて説明したが、保護膜１２の構成はこれに限られず、３層以上の保護膜を積層させた構成としても良い。この場合には、最下層の保護膜に加え、最上層を除く各層の保護膜に対してイオンボンバード処理を行うことで、各層の膜応力を小さくして層間での剥離を抑制することができる。
Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made.
For example, in the above embodiment, an example has been described in which the protective film 12 has a two-layer structure including the first protective film 121 and the second protective film 122, but the configuration of the protective film 12 is not limited thereto. A configuration in which three or more protective films are stacked may be employed. In this case, in addition to the lowermost protective film, by performing the ion bombardment treatment on the protective film of each layer except the uppermost layer, the film stress of each layer can be reduced, and peeling between layers can be suppressed. .
また、第１の保護膜１２１及び第２の保護膜１２２は、必ずしも厚さがほぼ均等になっていなくても良く、耐インク性が確保できる範囲で各保護膜の膜厚を調整しても良い。 Further, the first protective film 121 and the second protective film 122 do not necessarily have to be substantially uniform in thickness, and even if the thickness of each protective film is adjusted within a range where ink resistance can be secured. good.
また、イオンボンバード処理に用いるイオンとして、アルゴンイオン及び水素イオンを例に挙げて説明したが、これに限定する趣旨ではなく、他の任意のイオン（例えば、ヘリウムイオンやガリウムイオン等）を用いることができる。 In addition, as the ions used for the ion bombardment treatment, the description has been given by taking argon ions and hydrogen ions as an example. However, the present invention is not limited thereto, and any other ions (for example, helium ions and gallium ions) may be used. Can be.
また、基板１１の表面に対するイオンボンバード処理、及び第１の保護膜１２１の表面に対するイオンボンバード処理は、処理の条件（チャンバー内の圧力や、バイアス電圧、衝突させるイオン等）を互いに異ならせても良い。 In addition, the ion bombardment process on the surface of the substrate 11 and the ion bombardment process on the surface of the first protective film 121 can be performed under different processing conditions (pressure in the chamber, bias voltage, collision ions, and the like). good.
また、基板１１の表面に対するイオンボンバード処理は、基板１１に対する第１の保護膜１２１の密着性が十分に得られる場合には省略しても良い。 Further, the ion bombardment treatment on the surface of the substrate 11 may be omitted when sufficient adhesion of the first protective film 121 to the substrate 11 is obtained.
また、上記実施形態では、基板１１の表面全体に第１の保護膜１２１及び第２の保護膜１２２を形成する例を用いて説明したが、これに限られず、第１の保護膜１２１及び第２の保護膜１２２は、基板１１の表面のうち、ノズル開口面１１ａ及び貫通孔１４の内壁面のうち少なくとも一部（すなわち、インクが接触する可能性があり耐インク性を持たせる必要のある任意の範囲）に設けることとしても良い。 Further, in the above embodiment, the example in which the first protective film 121 and the second protective film 122 are formed on the entire surface of the substrate 11 has been described. However, the present invention is not limited thereto. The second protective film 122 is at least a part of the nozzle opening surface 11a and the inner wall surface of the through-hole 14 on the surface of the substrate 11 (that is, there is a possibility that the ink may come into contact with the surface, and it is necessary to have ink resistance). (Arbitrary range).
また、ノズルプレート１０の基板１１は、シリコンからなるものに限られず、ポリイミド等の樹脂や、ＳＵＳ等の金属からなるものを用いても良い。 Further, the substrate 11 of the nozzle plate 10 is not limited to the one made of silicon, but may be made of a resin such as polyimide or a metal such as SUS.
また、ノズル１４１の内壁面は、ノズル１４１の開口部に近いほどノズル開口面１１ａに平行な断面積が小さくなるようにテーパー形状をなしていても良い。 Further, the inner wall surface of the nozzle 141 may have a tapered shape such that the closer to the opening of the nozzle 141, the smaller the cross-sectional area parallel to the nozzle opening surface 11a.
また、ノズルプレート１０に設けられる貫通孔１４は、ノズル１４１及び連通路１４２を有する構成に限られず、ノズル１４１のみからなるものであっても良い。 Further, the through hole 14 provided in the nozzle plate 10 is not limited to the configuration having the nozzle 141 and the communication path 142, and may be formed only of the nozzle 141.
また、ノズルプレート１０には、貫通孔１４の他に、ノズル１４１から吐出されずに排出されるインクを導くインク流路などが設けられていても良い。 In addition to the through-holes 14, the nozzle plate 10 may be provided with an ink flow path or the like that guides ink discharged without being discharged from the nozzles 141.
また、インクジェットヘッド１のインク吐出面１ａに撥液性を付与する必要がない場合などでは、ノズルプレート１０には必ずしも撥液膜１３を設けなくても良い。 In addition, when it is not necessary to impart lyophobicity to the ink ejection surface 1a of the inkjet head 1, the lyophobic film 13 may not be necessarily provided on the nozzle plate 10.
また、上記実施形態では、圧電素子６０を変形させることで圧力室２１内のインクの圧力を変動させてインクを吐出させるベントモードのインクジェットヘッド１を例に挙げて説明したが、これに限定する趣旨ではない。例えば、圧電体の内部に圧力室を設け、圧力室の壁面の圧電体にシアモード型の変位を生じさせて圧力室内のインクの圧力を変動させるシアモードのインクジェットヘッドに対して本発明を適用しても良い。また、圧力室を変形させる方式に限られず、例えば、加熱によりインクに気泡を生じさせてインクを吐出するサーマル方式のインクジェットヘッドに対して本発明を適用しても良い。 Further, in the above-described embodiment, the vent mode inkjet head 1 that ejects ink by changing the pressure of the ink in the pressure chamber 21 by deforming the piezoelectric element 60 has been described as an example, but is not limited thereto. It is not the purpose. For example, the present invention is applied to a shear mode ink jet head that provides a pressure chamber inside a piezoelectric body and causes a shear mode displacement on the piezoelectric body on the wall surface of the pressure chamber to fluctuate the pressure of ink in the pressure chamber. Is also good. Further, the present invention is not limited to a method in which the pressure chamber is deformed. For example, the present invention may be applied to a thermal-type inkjet head that discharges ink by generating bubbles in the ink by heating.
また、上記実施形態では、シングルパス方式のインクジェット記録装置１００を例に挙げて説明したが、ヘッドユニットやインクジェットヘッドを走査させながら画像の記録を行うインクジェット記録装置に本発明を適用しても良い。 In the above embodiment, the single-pass type inkjet recording apparatus 100 has been described as an example. However, the present invention may be applied to an inkjet recording apparatus that records an image while scanning a head unit or an inkjet head. .
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。 Although some embodiments of the present invention have been described, the scope of the present invention is not limited to the above embodiments, and includes the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof. .
１ インクジェットヘッド
１ａ インク吐出面
２ ヘッドチップ
３ 配線部材
４ 駆動部
１０ ノズルプレート
１１ 基板
１１ａ ノズル開口面
１２ 保護膜
１２１ 第１の保護膜
１２２ 第２の保護膜
１２ａ 界面
１３ 撥液膜
１４ 貫通孔
１４１ ノズル
１４２ 連通路
２０ 圧力室基板
２１ 圧力室
３０ 振動板
４０ スペーサー基板
５０ 配線基板
６０ 圧電素子
７０ 共通インク室
８０ 支持基板
１００ インクジェット記録装置
１０１ 搬送ベルト
１０２ 搬送ローラー
１０３ ヘッドユニット
Ｍ 記録媒体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ink jet head 1a Ink ejection surface 2 Head chip 3 Wiring member 4 Drive unit 10 Nozzle plate 11 Substrate 11a Nozzle opening surface 12 Protective film 121 First protective film 122 Second protective film 12a Interface 13 Liquid repellent film 14 Through hole 141 Nozzle 142 Communication path 20 Pressure chamber substrate 21 Pressure chamber 30 Vibrating plate 40 Spacer substrate 50 Wiring substrate 60 Piezoelectric element 70 Common ink chamber 80 Support substrate 100 Ink jet recording device 101 Transport belt 102 Transport roller 103 Head unit M Recording medium
Claims (8)
前記ノズルをなす貫通孔が設けられた基板の表面のうち、前記ノズルの開口部が設けられているノズル開口面及び前記貫通孔の内壁面のうち少なくとも一部に、プラズマＣＶＤ法により第１の保護膜を形成する第１の成膜工程、
前記第１の保護膜に対し、減圧環境下でイオンボンバード処理を行う保護膜表面処理工程、
前記保護膜表面処理工程の後に、前記第１の保護膜の表面に、プラズマＣＶＤ法により前記第１の保護膜と同一組成の第２の保護膜を形成する第２の成膜工程、
を含むノズルプレートの製造方法。 A method for manufacturing a nozzle plate having the nozzles, which is used for an inkjet head that ejects ink from the nozzles,
Of the surface of the substrate provided with the through-hole forming the nozzle, at least a part of the nozzle opening surface provided with the opening of the nozzle and the inner wall surface of the through-hole is formed by a plasma CVD method. A first film forming step of forming a protective film,
A protective film surface treatment step of subjecting the first protective film to an ion bombardment treatment under a reduced pressure environment;
A second film forming step of forming a second protective film having the same composition as the first protective film on the surface of the first protective film by a plasma CVD method after the protective film surface treatment step;
A method for manufacturing a nozzle plate including:
前記ノズルをなす貫通孔が設けられた基板と、
前記基板の表面のうち、前記ノズルの開口部が設けられているノズル開口面及び前記貫通孔の内壁面のうち少なくとも一部に設けられた第１の保護膜と、
前記第１の保護膜の表面に設けられた、前記第１の保護膜と同一組成の第２の保護膜と、
を備え、
前記第１の保護膜と前記第２の保護膜との間には、前記第１の保護膜及び前記第２の保護膜の応力の相違による界面があるノズルプレート。 A nozzle plate having the nozzles, which is used for an inkjet head that ejects ink from the nozzles,
A substrate provided with a through-hole forming the nozzle,
A first protective film provided on at least a part of a nozzle opening surface provided with an opening of the nozzle and an inner wall surface of the through-hole on the surface of the substrate;
A second protective film provided on the surface of the first protective film and having the same composition as the first protective film;
With
A nozzle plate having an interface between the first protective film and the second protective film due to a difference in stress between the first protective film and the second protective film.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2021192653A1 (en) * | 2020-03-26 | 2021-09-30 | ||
| WO2022070334A1 (en) * | 2020-09-30 | 2022-04-07 | コニカミノルタ株式会社 | Ink-jet head, production method therefor, and image formation device |
| EP4151415A4 (en) * | 2020-09-10 | 2023-07-12 | Konica Minolta, Inc. | Inkjet head, and method for producing inkjet head |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06286150A (en) * | 1993-04-02 | 1994-10-11 | Citizen Watch Co Ltd | Production of ink jet printer head |
| JP2009184176A (en) * | 2008-02-05 | 2009-08-20 | Seiko Epson Corp | Nozzle substrate, method for manufacturing the same, liquid droplet ejection head and liquid droplet ejecting device |
| JP2011079245A (en) * | 2009-10-08 | 2011-04-21 | Seiko Epson Corp | Nozzle substrate, method for manufacturing nozzle substrate, droplet ejection head and droplet ejection device |
| JP2011161903A (en) * | 2010-02-15 | 2011-08-25 | Seiko Epson Corp | Nozzle plate, nozzle plate manufacturing method, liquid droplet ejecting head, and liquid droplet ejecting apparatus |
-
2018
- 2018-06-13 JP JP2018112395A patent/JP7087702B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06286150A (en) * | 1993-04-02 | 1994-10-11 | Citizen Watch Co Ltd | Production of ink jet printer head |
| JP2009184176A (en) * | 2008-02-05 | 2009-08-20 | Seiko Epson Corp | Nozzle substrate, method for manufacturing the same, liquid droplet ejection head and liquid droplet ejecting device |
| JP2011079245A (en) * | 2009-10-08 | 2011-04-21 | Seiko Epson Corp | Nozzle substrate, method for manufacturing nozzle substrate, droplet ejection head and droplet ejection device |
| JP2011161903A (en) * | 2010-02-15 | 2011-08-25 | Seiko Epson Corp | Nozzle plate, nozzle plate manufacturing method, liquid droplet ejecting head, and liquid droplet ejecting apparatus |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2021192653A1 (en) * | 2020-03-26 | 2021-09-30 | ||
| JP7376692B2 (en) | 2020-03-26 | 2023-11-08 | 富士フイルム株式会社 | Active energy ray-curable ink and image recording method |
| EP4151415A4 (en) * | 2020-09-10 | 2023-07-12 | Konica Minolta, Inc. | Inkjet head, and method for producing inkjet head |
| WO2022070334A1 (en) * | 2020-09-30 | 2022-04-07 | コニカミノルタ株式会社 | Ink-jet head, production method therefor, and image formation device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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