JP2765209B2 - インクジェット記録ヘッド - Google Patents
インクジェット記録ヘッドInfo
- Publication number
- JP2765209B2 JP2765209B2 JP2241392A JP24139290A JP2765209B2 JP 2765209 B2 JP2765209 B2 JP 2765209B2 JP 2241392 A JP2241392 A JP 2241392A JP 24139290 A JP24139290 A JP 24139290A JP 2765209 B2 JP2765209 B2 JP 2765209B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ink
- recording head
- groove
- cavity plate
- ink jet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
この発明は、とくにキャビティ板の溝内周面にインク
に対する親水性を付与することによって、印字品質と信
頼性の向上が図れるインクジェット記録ヘッドに関す
る。
に対する親水性を付与することによって、印字品質と信
頼性の向上が図れるインクジェット記録ヘッドに関す
る。
従来、微細なノズル孔よりインクを噴射して紙などの
記録媒体上に付着させて記録を行う方法は、インクジェ
ット記録方法として知られている。そして、その原理の
一つとしてオン・デマンド型インクジェット記録ヘッド
がある。 この方式のインクジェット記録ヘッドは、一般的には
基板の溝側から見た平面図である第１図と、断面図であ
る第２図とに示される。 第１図において、シリコン基板のキャビティ板１上
に、インク加圧室５、それに連続する噴射流路３、ノズ
ル２、インク供給路６、およびインク溜め７を、フォト
エッチング等により、溝として形成する。さらに、イン
ク供給路６とインク溜め７とを連結する部分に、ノズル
２とほぼ同一の深さ，幅のフィルタ流路８を設けてあ
る。また、インク加圧室５の入口と出口にインクの流れ
を円滑にするため、および振動板９のだれ込みを防止す
るために島状突起４が設けてある。なお、第２図に示す
ように、ノズル2,フィルター流路８の深さに比べて、噴
射流路3,インク加圧室5,インク供給路６の深さを、より
深くしてある。 第２図において、キャビティ板１の溝側の面と振動板
９とを接合することによって形成される空間がインクの
流通路となる。そして、振動板９のインク加圧室５に対
向する箇所に、圧電素子10が固着される。さらに、キャ
ビティ１と振動板９との静電接合の前に、導電性膜11
が、振動板９の、圧電素子10を固着する箇所を含む領域
に蒸着される。導電性膜11は、圧電素子10の共通電極と
しての機能をもち、電子ビーム蒸着による酸化インジウ
ム錫の数μｍ厚さの透明な膜である。このように、透明
な膜を用いることによって、キャビティ板１の溝の状況
が目視でき、作業性が向上する。
記録媒体上に付着させて記録を行う方法は、インクジェ
ット記録方法として知られている。そして、その原理の
一つとしてオン・デマンド型インクジェット記録ヘッド
がある。 この方式のインクジェット記録ヘッドは、一般的には
基板の溝側から見た平面図である第１図と、断面図であ
る第２図とに示される。 第１図において、シリコン基板のキャビティ板１上
に、インク加圧室５、それに連続する噴射流路３、ノズ
ル２、インク供給路６、およびインク溜め７を、フォト
エッチング等により、溝として形成する。さらに、イン
ク供給路６とインク溜め７とを連結する部分に、ノズル
２とほぼ同一の深さ，幅のフィルタ流路８を設けてあ
る。また、インク加圧室５の入口と出口にインクの流れ
を円滑にするため、および振動板９のだれ込みを防止す
るために島状突起４が設けてある。なお、第２図に示す
ように、ノズル2,フィルター流路８の深さに比べて、噴
射流路3,インク加圧室5,インク供給路６の深さを、より
深くしてある。 第２図において、キャビティ板１の溝側の面と振動板
９とを接合することによって形成される空間がインクの
流通路となる。そして、振動板９のインク加圧室５に対
向する箇所に、圧電素子10が固着される。さらに、キャ
ビティ１と振動板９との静電接合の前に、導電性膜11
が、振動板９の、圧電素子10を固着する箇所を含む領域
に蒸着される。導電性膜11は、圧電素子10の共通電極と
しての機能をもち、電子ビーム蒸着による酸化インジウ
ム錫の数μｍ厚さの透明な膜である。このように、透明
な膜を用いることによって、キャビティ板１の溝の状況
が目視でき、作業性が向上する。
以上説明したような従来の技術では、キャビティ板と
してシリコン基板が用いられるから、半導体工業分野に
おけるリソグラフィなどの微細加工技術が適用でき、高
解像度，高密度のノズル配置が実現できる。反面、シリ
コン基板では、大気中に放置されただけで、溝の内周面
が酸化され、これに起因してインクの濡れ性（親水性）
が低下するという問題がある。 一般に、インクジェット記録ヘッドのインク加圧室な
どに気泡が存在すると、この気泡が振動板の変位を吸収
し、良好なインク噴射を阻害し、極端なときには詰まり
を生じる、という問題を生じる。その対策として、吸引
ポンプを備える吸引装置で気泡を吸引，除去するが、キ
ャビティ板の溝の内周面のインクに対する親水性が悪い
と、気泡が溝内周面の各箇所に滞留しやすく、吸引装置
による除去が十分おこなわれない。また、キャビティ板
の溝の内周面のインクに対する親水性が悪いと、溝内の
インクの円滑な流れが阻害され、結果としてインク噴射
が良好におこなわれない。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を
解消し、キャビティ板の溝内周面にインクに対する親水
性を付与することによって、印字品質と信頼性の向上が
図れるインクジェット記録ヘッドを提供することにあ
る。
してシリコン基板が用いられるから、半導体工業分野に
おけるリソグラフィなどの微細加工技術が適用でき、高
解像度，高密度のノズル配置が実現できる。反面、シリ
コン基板では、大気中に放置されただけで、溝の内周面
が酸化され、これに起因してインクの濡れ性（親水性）
が低下するという問題がある。 一般に、インクジェット記録ヘッドのインク加圧室な
どに気泡が存在すると、この気泡が振動板の変位を吸収
し、良好なインク噴射を阻害し、極端なときには詰まり
を生じる、という問題を生じる。その対策として、吸引
ポンプを備える吸引装置で気泡を吸引，除去するが、キ
ャビティ板の溝の内周面のインクに対する親水性が悪い
と、気泡が溝内周面の各箇所に滞留しやすく、吸引装置
による除去が十分おこなわれない。また、キャビティ板
の溝の内周面のインクに対する親水性が悪いと、溝内の
インクの円滑な流れが阻害され、結果としてインク噴射
が良好におこなわれない。 この発明の課題は、従来の技術がもつ以上の問題点を
解消し、キャビティ板の溝内周面にインクに対する親水
性を付与することによって、印字品質と信頼性の向上が
図れるインクジェット記録ヘッドを提供することにあ
る。
この課題を解決するために、請求項１に係るインクジ
ェット記録ヘッドは、 インク溜めとインク加圧室とインク噴射用ノズルとが連
通する溝として形成されるキャビティ板と、このキャビ
ティ板の溝側表面と一方の面で接合され他方の面で前記
インク加圧室に対向する位置に圧電素子が固着される振
動板とを備える記録ヘッドにおいて、 前記キャビティ板は、シリコンからなり、かつ、インク
溜めからインク噴射用ノズルに至るインク流路を形成す
る前記溝の内周面に親水性をもつシリコン酸化膜が形成
されてなる。 請求項２に係るインクジェット記録ヘッドは、請求項
１に記載の記録ヘッドにおいて、親水性シリコン酸化膜
の形成は、陽極酸化処理による。 請求項３に係るインクジェット記録ヘッドは、請求項
２に記載の記録ヘッドにおいて、陽極酸化処理には、Ｎ
−メチルアセトアシドと硝酸カリウムとの混合液が用い
られる。
ェット記録ヘッドは、 インク溜めとインク加圧室とインク噴射用ノズルとが連
通する溝として形成されるキャビティ板と、このキャビ
ティ板の溝側表面と一方の面で接合され他方の面で前記
インク加圧室に対向する位置に圧電素子が固着される振
動板とを備える記録ヘッドにおいて、 前記キャビティ板は、シリコンからなり、かつ、インク
溜めからインク噴射用ノズルに至るインク流路を形成す
る前記溝の内周面に親水性をもつシリコン酸化膜が形成
されてなる。 請求項２に係るインクジェット記録ヘッドは、請求項
１に記載の記録ヘッドにおいて、親水性シリコン酸化膜
の形成は、陽極酸化処理による。 請求項３に係るインクジェット記録ヘッドは、請求項
２に記載の記録ヘッドにおいて、陽極酸化処理には、Ｎ
−メチルアセトアシドと硝酸カリウムとの混合液が用い
られる。
請求項1,2または３に係る記録ヘッドでは共通に、親
水性のためにキャビティ板の溝内周面がインクに対して
濡れ性がよくなる。とくに、請求項2,3に係る記録ヘッ
ドでは、陽極酸化処理、たとえばＮ−メチルアセトアシ
ドと硝酸カリウムとの混合液が用いられる陽極酸化処理
によって、キャビティ板の溝内周面には、水酸基が付着
した酸化シリコンの膜が形成され、この膜が親水性を向
上させる働きをする。
水性のためにキャビティ板の溝内周面がインクに対して
濡れ性がよくなる。とくに、請求項2,3に係る記録ヘッ
ドでは、陽極酸化処理、たとえばＮ−メチルアセトアシ
ドと硝酸カリウムとの混合液が用いられる陽極酸化処理
によって、キャビティ板の溝内周面には、水酸基が付着
した酸化シリコンの膜が形成され、この膜が親水性を向
上させる働きをする。
本発明に係る実施例では、種々な実験の結果として、
シリコン基板に対する下記の条件の陽極酸化処理が、も
っとも適当であると判断された。 ・電解液:N−メチルアセトアシドと硝酸カリウム（5.2
％重量）との混合液 ・電解液の温度:40〜60℃ ・（＋）極：シリコン基板 ・（−）極：白金 ・電流密度:3〜20mA/cm2 ・電流印加時間:20〜300分 この処理の効果について、シリコン基板に対するイン
クの濡れ性を、接触角で調べてみる。 陽極酸化：接触角が10.5（度） （厚さ0.17μｍの酸化シリコン膜） 比較のための他の処理、たとえば汚れ除去処理とし
て、 ・アルカリ液洗浄:14.5（度） ・アセトン脱脂 :34.8 ・弗酸洗浄 :43.7 大気中に放置したときの酸化状態として、 ・熱酸化処理 :45.6（度） （厚さ1.2μｍの酸化シリコン膜） 上記から明らかなように、陽極酸化したシリコン基板
の場合が、接触角は最小、つまりもっとも濡れ性にすぐ
れる。 なお、上記の場合の陽極酸化処理の条件は、 ・電解液の温度:45℃ ・電流密度:5mA/cm2 ・電流印加時間:180分 その他の条件は、冒頭の内容と同じである。 なお、陽極酸化処理の場合、液温，電流密度を増加さ
せるほど、短時間で厚い酸化膜が得られるが、あまり短
時間に膜を生成させると、膜表面の凹凸が激しくなり、
かえってインクとの濡れ性が低下する傾向があることに
留意すべきである。 処理の効果について、別の実験例を示す。本数24,解
像度180dpi（１インチ当たりの本数）のノズルを形成し
たシリコン基板に、パイレックスガラスの振動板を貼着
した記録ヘッドで、陽極酸化処理したもの、しないもの
について、インク吸引した後に圧電素子に電圧印加して
インク噴射させ、吸引性能ひいては親水性の度合を調べ
た。吸引条件は、１回が１秒で、0.3ccのインクを吸引
するようにした。その結果、陽極酸化処理したもので
は、１回の吸引で、24本全てのノズルからインク噴射で
きた。これに対して、脱脂洗浄したものでは、３回の吸
引で、はじめて全てのノズルからインク噴射できた。
シリコン基板に対する下記の条件の陽極酸化処理が、も
っとも適当であると判断された。 ・電解液:N−メチルアセトアシドと硝酸カリウム（5.2
％重量）との混合液 ・電解液の温度:40〜60℃ ・（＋）極：シリコン基板 ・（−）極：白金 ・電流密度:3〜20mA/cm2 ・電流印加時間:20〜300分 この処理の効果について、シリコン基板に対するイン
クの濡れ性を、接触角で調べてみる。 陽極酸化：接触角が10.5（度） （厚さ0.17μｍの酸化シリコン膜） 比較のための他の処理、たとえば汚れ除去処理とし
て、 ・アルカリ液洗浄:14.5（度） ・アセトン脱脂 :34.8 ・弗酸洗浄 :43.7 大気中に放置したときの酸化状態として、 ・熱酸化処理 :45.6（度） （厚さ1.2μｍの酸化シリコン膜） 上記から明らかなように、陽極酸化したシリコン基板
の場合が、接触角は最小、つまりもっとも濡れ性にすぐ
れる。 なお、上記の場合の陽極酸化処理の条件は、 ・電解液の温度:45℃ ・電流密度:5mA/cm2 ・電流印加時間:180分 その他の条件は、冒頭の内容と同じである。 なお、陽極酸化処理の場合、液温，電流密度を増加さ
せるほど、短時間で厚い酸化膜が得られるが、あまり短
時間に膜を生成させると、膜表面の凹凸が激しくなり、
かえってインクとの濡れ性が低下する傾向があることに
留意すべきである。 処理の効果について、別の実験例を示す。本数24,解
像度180dpi（１インチ当たりの本数）のノズルを形成し
たシリコン基板に、パイレックスガラスの振動板を貼着
した記録ヘッドで、陽極酸化処理したもの、しないもの
について、インク吸引した後に圧電素子に電圧印加して
インク噴射させ、吸引性能ひいては親水性の度合を調べ
た。吸引条件は、１回が１秒で、0.3ccのインクを吸引
するようにした。その結果、陽極酸化処理したもので
は、１回の吸引で、24本全てのノズルからインク噴射で
きた。これに対して、脱脂洗浄したものでは、３回の吸
引で、はじめて全てのノズルからインク噴射できた。
請求項1,2または３に係る記録ヘッドでは共通に、親
水性のためにキャビティ板の溝内周面がインクに対して
濡れ性がよくなり、インクの流れが円滑になり、これに
関連してインク中の気泡の除去が容易になるから、と
ぎれ，かすれのない鮮明な印字が得られて印字品質，信
頼性の向上が図れ、また止むをえず生じた気泡も吸引
装置によって簡単に吸引，除去でき、保守性にすぐれる
とともに装置の稼動率の向上が図れる。
水性のためにキャビティ板の溝内周面がインクに対して
濡れ性がよくなり、インクの流れが円滑になり、これに
関連してインク中の気泡の除去が容易になるから、と
ぎれ，かすれのない鮮明な印字が得られて印字品質，信
頼性の向上が図れ、また止むをえず生じた気泡も吸引
装置によって簡単に吸引，除去でき、保守性にすぐれる
とともに装置の稼動率の向上が図れる。
第１図は本発明に係る実施例と従来例との共通な、基板
の溝側から見た平面図、 第２図は同じくその断面図である。 符号説明 1:キャビティ板、2:ノズル、3:噴射流路、 5:インク加圧室、6:インク供給路、 7:インク溜め、9:振動板、10:圧電素子、 11:導電性膜。
の溝側から見た平面図、 第２図は同じくその断面図である。 符号説明 1:キャビティ板、2:ノズル、3:噴射流路、 5:インク加圧室、6:インク供給路、 7:インク溜め、9:振動板、10:圧電素子、 11:導電性膜。
フロントページの続き (72)発明者 松本 浩造 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 高浜 禎造 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−157872（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41J 2/045,2/055,2/16
Claims (3)
- 【請求項１】インク溜めとインク加圧室とインク噴射用
ノズルとが連通する溝として形成されるキャビティ板
と、このキャビティ板の溝側表面と一方の面で接合され
他方の面で前記インク加圧室に対向する位置に圧電素子
が固着される振動板とを備える記録ヘッドにおいて、 前記キャビティ板は、シリコンからなり、かつ、インク
溜めからインク噴射用ノズルに至るインク流路を形成す
る前記溝の内周面に親水性をもつシリコン酸化膜が形成
されてなることを特徴とするインクジェット記録ヘッ
ド。 - 【請求項２】請求項１に記載の記録ヘッドにおいて、親
水性シリコン酸化膜の形成は、陽極酸化処理によること
を特徴とするインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項３】請求項２に記載の記録ヘッドにおいて、陽
極酸化処理には、Ｎ−メチルアセトアシドと硝酸カリウ
ムとの混合液が用いられることを特徴とするインクジェ
ット記録ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2241392A JP2765209B2 (ja) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | インクジェット記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2241392A JP2765209B2 (ja) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | インクジェット記録ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04119853A JPH04119853A (ja) | 1992-04-21 |
| JP2765209B2 true JP2765209B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=17073602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2241392A Expired - Lifetime JP2765209B2 (ja) | 1990-09-12 | 1990-09-12 | インクジェット記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765209B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009083140A (ja) * | 2007-09-27 | 2009-04-23 | Fujifilm Corp | 液体吐出ヘッド及びその製造方法 |
| WO2013098106A1 (en) * | 2011-12-30 | 2013-07-04 | Oce-Technologies B.V. | Printing device |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH062416B2 (ja) * | 1984-01-30 | 1994-01-12 | キヤノン株式会社 | 液体噴射記録ヘッドの製造方法 |
-
1990
- 1990-09-12 JP JP2241392A patent/JP2765209B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04119853A (ja) | 1992-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8123335B2 (en) | Liquid droplet ejecting head and liquid droplet ejecting apparatus | |
| JPS63145039A (ja) | インクジエツト記録装置 | |
| JPH09254394A (ja) | インクジェットヘッド | |
| JP2765209B2 (ja) | インクジェット記録ヘッド | |
| JP2791228B2 (ja) | インクジェットヘッドの製造方法及びインクジェットヘッド | |
| JP4393730B2 (ja) | インクジェットヘッド | |
| JPH05193141A (ja) | インクジェットヘッド | |
| JP2937961B2 (ja) | 静電式インクジェット記録装置 | |
| JPH06340071A (ja) | インキジェットプリンタの記録ヘッド、およびその製造方法ならびにインキジェットプリンタ | |
| JPH06191033A (ja) | インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置 | |
| JP3173281B2 (ja) | インクジェット式記録ヘッド | |
| JPH04235048A (ja) | インクジェットヘッド | |
| JP3010728B2 (ja) | インクジェット記録装置及びその製造方法 | |
| JP2939388B2 (ja) | インクジェットヘッドの製造方法 | |
| JPS63147652A (ja) | インクジエツト記録装置 | |
| JPH05293963A (ja) | インクジェットプリンタヘッド | |
| JP2001121709A (ja) | インクジェットヘッド | |
| JPH022006A (ja) | インクジェット記録ヘッド | |
| JP3649268B2 (ja) | インクジェット式記録ヘッド、及びインクジェット式記録装置 | |
| JP2017061115A (ja) | 液滴吐出部材、画像形成装置及び板状部材に対する貫通孔の形成方法 | |
| JPH04241948A (ja) | インクジェット記録ヘッド | |
| JPH10323983A (ja) | 静電式インクジェットプリントヘッド | |
| JP3127564B2 (ja) | インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法 | |
| JP3947846B2 (ja) | インクジェットヘッドの製造方法 | |
| JPH0939259A (ja) | インクジェットプリンタ |