JP3173187B2 - Ink jet head and method of manufacturing the same - Google Patents

Ink jet head and method of manufacturing the same

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JP3173187B2
JP3173187B2 JP30264392A JP30264392A JP3173187B2 JP 3173187 B2 JP3173187 B2 JP 3173187B2 JP 30264392 A JP30264392 A JP 30264392A JP 30264392 A JP30264392 A JP 30264392A JP 3173187 B2 JP3173187 B2 JP 3173187B2
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/10Finger type piezoelectric elements

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はインクジェットヘッドに
関する。更に詳しくは、インク液滴を選択的に記録媒体
に付着させるインクジェットヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head. More specifically, the present invention relates to an ink jet head for selectively adhering ink droplets to a recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年インクジェットプリンタは高速印
字、低騒音、高印字品位等の利点から、急速に発展して
いる。インクジェットプリンタに用いられるインクジェ
ットヘッドにはいくつかの方式が提案されているが、一
般的には二つの方式に分けることができる。すなわち第
一の方式は圧電材料を使用して、インクチャンバー内に
圧力パルスを発生させ、ノズルからインク滴を吐出させ
る。第二の方式は発熱抵抗体を使用して、インクチャン
バー内に蒸気バブルを発生させ、ノズルからインク滴を
吐出させる。
2. Description of the Related Art In recent years, ink jet printers have been rapidly developed due to advantages such as high-speed printing, low noise, and high printing quality. Several methods have been proposed for an ink jet head used in an ink jet printer, but can generally be divided into two methods. That is, the first method uses a piezoelectric material to generate a pressure pulse in the ink chamber, thereby ejecting an ink droplet from a nozzle. The second method uses a heating resistor to generate a vapor bubble in an ink chamber and eject ink droplets from nozzles.

【0003】第二の方式は、発熱抵抗体の急速な加熱冷
却を繰り返すために、容易に発熱抵抗体が劣化し、耐久
性に乏しいという課題がある。また蒸気バブルが発生す
るインクしか使えないという課題もある。これに対して
第一の方式は前述の課題を持たない。しかしながら第一
の方式は圧電材料の効率が低いため、インクジェットヘ
ッド自体が大型化する。また複雑な製造工程となり、大
量生産に適さず、結果として高価なものとなる。さらに
ノズル配列の高密度化が困難なため、高印字品位を得に
くい。これらの課題がある為、広く普及するには至って
いない。
[0003] The second method has a problem that the heating resistor is easily deteriorated due to repeated heating and cooling of the heating resistor, resulting in poor durability. There is also a problem that only ink that generates vapor bubbles can be used. On the other hand, the first method does not have the above-mentioned problem. However, in the first method, since the efficiency of the piezoelectric material is low, the size of the ink jet head itself increases. In addition, the manufacturing process becomes complicated, is not suitable for mass production, and is expensive. Further, since it is difficult to increase the density of the nozzle array, it is difficult to obtain high print quality. Due to these issues, it has not been widely used.

【0004】第一の方式の課題を解決する方法として、
特開昭63−247501号公報に、ノズルの並び方向
に互いに間隔を有する複数の平行な長方形の断面積の流
路を有し、前記流路の側壁の一部または全表面に電極が
形成され、前記側壁はその一部または全体が圧電材料で
構成され、前記側壁が流路の並び方向に平行な変形を
し、前記流路内の圧力を変化させて、インク滴を流路の
一端に形成し、吐出せしめるインクジェットヘッドが提
案されている。
As a method for solving the problem of the first method,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-247501 discloses a method in which a plurality of parallel rectangular cross-sectional channels having an interval in the direction in which the nozzles are arranged are provided, and an electrode is formed on a part or the entire surface of the side wall of the flow channel. The side wall is partially or entirely made of a piezoelectric material, and the side wall deforms parallel to the direction in which the flow paths are arranged, changes the pressure in the flow path, and moves the ink droplet to one end of the flow path. An inkjet head that forms and discharges ink has been proposed.

【0005】従来例のインクジェットヘッドの構造を図
5、インク吐出の動作を図6を用いて説明する。図5は
従来のインクジェットヘッドの構成を示す斜視図、図6
は従来のインクジェットヘッドの構造を示すインク流路
の断面図である。1は圧電基板、2はノズルプレート、
3はノズル、4はインク流路、5は圧電材料からなる側
壁(以下、圧電側壁と略す)、6は上部基板、7はイン
ク供給口、9はインク排出口、10は電極、11は分極
方向、15は流路終端開口部、16は実装部電極、20
は上部基板接着面である。
The structure of a conventional ink jet head will be described with reference to FIG. 5, and the operation of ink ejection will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of a conventional ink jet head, and FIG.
FIG. 3 is a sectional view of an ink flow path showing a structure of a conventional inkjet head. 1 is a piezoelectric substrate, 2 is a nozzle plate,
Reference numeral 3 denotes a nozzle, 4 denotes an ink flow path, 5 denotes a side wall made of a piezoelectric material (hereinafter abbreviated as a piezoelectric side wall), 6 denotes an upper substrate, 7 denotes an ink supply port, 9 denotes an ink discharge port, 10 denotes an electrode, and 11 denotes polarization. Direction, 15 is a flow path terminal opening, 16 is a mounting part electrode, 20
Denotes an upper substrate bonding surface.

【0006】このインクジェットヘッドは互いに平行な
インク流路4が多数形成されている。インク流路4は、
圧電基板1に形成された溝と上部基板6より構成され、
その断面形状は長方形である。インク流路4の一端は、
スリット状のインク排出口9に接続し、ノズルプレート
2に形成されたノズル3に接続する。また、インク流路
4の他の一端はインク供給口7に接続され、各インク流
路4に対応する流路終端開口部15、インク供給口7を
経て、インク貯蔵タンク(図示せず)に接続している。
In this ink jet head, a large number of ink flow paths 4 parallel to each other are formed. The ink flow path 4 is
It is composed of a groove formed in the piezoelectric substrate 1 and an upper substrate 6,
Its cross-sectional shape is rectangular. One end of the ink flow path 4
It is connected to the slit-shaped ink discharge port 9 and to the nozzle 3 formed in the nozzle plate 2. Further, the other end of the ink flow path 4 is connected to the ink supply port 7, passes through the flow path end opening 15 corresponding to each ink flow path 4, the ink supply port 7, and then to an ink storage tank (not shown). Connected.

【0007】従来例のインクジェットヘッドのインク吐
出の動作を図6を用いて説明する。図6(a)に於て、
圧電側壁5は分極方向11が異なる2個の圧電セラミッ
クスにより形成されている。図6(a)に於て、圧電側
壁5は両面に形成された電極10に、電気的駆動手段
(図示せず)より電圧パルスを印加されないために変形
していない。図6(b)に於て、電圧パルスを印加され
ると圧電側壁5は圧電側壁の分極方向の逆転面にズリ変
形し、インク流路4の容積が減少することにより発生す
る圧力で、インク流路4を満たすインクの一部をノズル
3からインク滴として吐出させ、他の一部をインク供給
口7を経てインク貯蔵タンク側に排出する。インク滴吐
出後のノズル部へのインク供給は、ノズル3の毛管力に
よりインク貯蔵タンクよりインク供給口7と流路4を経
てノズル3へ供給される。
The operation of ink ejection of a conventional ink jet head will be described with reference to FIG. In FIG. 6A,
The piezoelectric side wall 5 is formed of two piezoelectric ceramics having different polarization directions 11. In FIG. 6A, the piezoelectric side wall 5 is not deformed because no voltage pulse is applied to the electrodes 10 formed on both surfaces by an electric driving means (not shown). In FIG. 6B, when a voltage pulse is applied, the piezoelectric side wall 5 is distorted to the reverse surface of the piezoelectric side wall in the direction of polarization, and the pressure generated by the reduction in the volume of the ink flow path 4 causes the ink to flow. A part of the ink filling the flow path 4 is ejected from the nozzle 3 as ink droplets, and the other part is discharged to the ink storage tank side via the ink supply port 7. After the ink droplets are ejected, the ink is supplied to the nozzle 3 from the ink storage tank via the ink supply port 7 and the flow path 4 by the capillary force of the nozzle 3.

【0008】しかし、上記構造ではインク流路表面に電
極が露出しており、直接インクと接する構造となってい
る。このため電導度の高い水系のインク等を使用する
と、吐出時の電圧印加で電流のインク中の漏洩が生じ、
電極の腐食、インクの変質等が生じる。
However, in the above structure, the electrodes are exposed on the surface of the ink flow path, so that the structure is in direct contact with the ink. For this reason, when a water-based ink or the like having a high conductivity is used, a current leaks in the ink due to the application of a voltage during ejection,
Corrosion of the electrodes, deterioration of the ink, and the like occur.

【0009】そのため、電導度の低いインク、例えば油
系のインクの使用を用いていたが、油系インクは水系イ
ンクに比して、印字のにじみが大きい、ノズルに目詰ま
りを起こし易い等、充分な印字品質が得られない。ま
た、有害性、危険性を伴う等の欠点を持つ。
For this reason, inks having low conductivity, for example, oil-based inks, have been used. However, oil-based inks have larger print bleeding and are more likely to cause clogging of nozzles than water-based inks. Sufficient print quality cannot be obtained. In addition, it has disadvantages such as harm and danger.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、流路と該流路と連通するノズルを有し、前記
流路の一部又は全体が圧電材料で構成され、前記流路の
インクと接する面に絶縁層を形成し、前記圧電材料に電
界を印加することにより前記ノズルからインクを吐出さ
せるインクジェットヘッドにおいて、前記流路の前記絶
縁層上にアルミナまたはジルコニアからなる親水膜によ
り被覆されていることを特徴とする。また、前記親水膜
がアルミナゾル、またはジルコニウムゾルを希釈した液
体を循環させて成膜されたことを特徴とする。また、イ
ンクジェットヘッドの製造法において、前記流路にアル
カリ系洗浄液を導入、循環、排出する工程と、純水を循
環する工程と、エタノールを循環する工程と、空気を循
環する工程と、アルミナまたはジルコニウムゾルをエタ
ノールで希釈した溶液を循環する工程と、空気を循環す
る工程と、前記流路を乾燥する工程とを有することを特
徴とする。
An ink jet head according to the present invention has a flow path and a nozzle communicating with the flow path, and a part or the whole of the flow path is made of a piezoelectric material, and the ink in the flow path is formed. forming an insulating layer on a surface in contact with an ink jet head for discharging ink from the nozzle by applying an electric field to the piezoelectric material, the insulation of the channel
The edge layer is covered with a hydrophilic film made of alumina or zirconia. Further, the hydrophilic film is formed by circulating a liquid obtained by diluting an alumina sol or a zirconium sol. Further, in the method of manufacturing an inkjet head, a step of introducing, circulating, and discharging an alkaline cleaning liquid into the flow path, a step of circulating pure water, a step of circulating ethanol, a step of circulating air, The method includes a step of circulating a solution obtained by diluting the zirconium sol with ethanol, a step of circulating air, and a step of drying the channel.

【0011】以下に、図7、図8を用いて従来のインク
ジェットヘッドの構造を、図9を用いて従来のインクジ
ェットヘッド製造方法を説明する。
Hereinafter, the structure of a conventional ink jet head will be described with reference to FIGS. 7 and 8, and a conventional method of manufacturing the ink jet head will be described with reference to FIG.

【0012】図9は従来例のインクジェットヘッド製造
方法を示すインク流路の断面図である。1は圧電基板、
4はインク流路、5は圧電側壁、6は上部基板、10は
電極、12は絶縁層、20は上部基板接着面である。
FIG. 9 is a sectional view of an ink flow path showing a conventional method of manufacturing an ink jet head. 1 is a piezoelectric substrate,
4 is an ink channel, 5 is a piezoelectric side wall, 6 is an upper substrate, 10 is an electrode, 12 is an insulating layer, and 20 is an upper substrate bonding surface.

【0013】図9(a)は、電極形成後のインク流路
の断面図である。対抗する分極方向で貼り合わされた圧
電基板1に、溝幅80μmの圧電側壁5を形成し、電極1
0を形成する。
FIG. 9A is a cross-sectional view of the ink flow path after the electrodes have been formed. A piezoelectric side wall 5 having a groove width of 80 μm is formed on the piezoelectric substrate 1 bonded in the opposite polarization direction.
0 is formed.

【0014】次に圧電基板1の上面の不要な電極を除
去し、平坦な上部基板接着面20を得る。インク流路断
面形状は図9(b)に示すとおりとなる。
Next, unnecessary electrodes on the upper surface of the piezoelectric substrate 1 are removed, and a flat upper substrate bonding surface 20 is obtained. The cross-sectional shape of the ink flow path is as shown in FIG.

【0015】圧電側壁5が形成された圧電基板1にガ
ラスの上部基板6を接合する。インク流路断面形状は図
9(c)に示すとおりとなる。
A glass upper substrate 6 is bonded to the piezoelectric substrate 1 on which the piezoelectric side walls 5 are formed. The cross-sectional shape of the ink flow path is as shown in FIG.

【0016】熱分解CVD(化学蒸着)法等により有
機絶縁層12をインク流路表面に形成する。インク流路
断面は図8の様になる。
The organic insulating layer 12 is formed on the surface of the ink flow path by a thermal decomposition CVD (chemical vapor deposition) method or the like. The cross section of the ink flow path is as shown in FIG.

【0017】圧電基板1、上部基板6の端面にノズル
プレートを接着する。
A nozzle plate is bonded to the end surfaces of the piezoelectric substrate 1 and the upper substrate 6.

【0018】インク供給手段、印加パルスを発生する
駆動手段と接続する。
The ink supply means is connected to a drive means for generating an applied pulse.

【0019】得られたインクジェットヘッドは図7に示
す構成となる。
The obtained ink jet head has the structure shown in FIG.

【0020】また、以下に熱分解CVD法による絶縁層
の形成方法を図10を用いて説明する。
A method for forming an insulating layer by a thermal decomposition CVD method will be described below with reference to FIG.

【0021】図10は熱分解CVD装置の構成を示した
ものである。図中、1は圧電基板、31は気化器、32
は熱分解室、33は蒸着室である。
FIG. 10 shows the structure of a thermal decomposition CVD apparatus. In the figure, 1 is a piezoelectric substrate, 31 is a vaporizer, 32
Denotes a thermal decomposition chamber, and 33 denotes a vapor deposition chamber.

【0022】化1は有機絶縁層の原料物質となるジパ
ラキシリレンである。ジパラキシリレンは室温で二量体
の固体である。ジパラキシシリレンは気化室31中で、
1Torr、175℃で加熱され気化し、熱分解室32に導
入される。
Chemical formula 1 is diparaxylylene which is a raw material of the organic insulating layer. Diparaxylylene is a dimeric solid at room temperature. Diparaxysilylene is vaporized in the vaporization chamber 31,
It is heated and vaporized at 1 Torr and 175 ° C. and introduced into the thermal decomposition chamber 32.

【0023】導入されたジパラキシリレンは熱分解室
32中で、680℃に加熱、0.5Torrに減圧され、化
2に示す、ジラジカルパラキシリレンとなる。
The introduced diparaxylylene is heated to 680 ° C. and decompressed to 0.5 Torr in the thermal decomposition chamber 32 to become diradical paraxylylene shown in Chemical formula 2.

【0024】ジラジカルパラキシリレンは室温、0.
1Torrの蒸着室に導入され、基板への吸着と、重合がな
され、化3に示すポリパラキシリレンとなり、基板全
面、インク流路全面に有機絶縁層が形成される。
The diradical para-xylylene can be used at room temperature, at 0.
It is introduced into a 1 Torr vapor deposition chamber, where it is adsorbed on the substrate and polymerized, resulting in polyparaxylylene shown in Chemical Formula 3, and an organic insulating layer is formed on the entire surface of the substrate and the entire surface of the ink flow path.

【0025】有機絶縁層の形成された基板は−70
℃、0.001Torrに減圧、冷却され、密着した絶縁層
が得られる。
The substrate on which the organic insulating layer is formed is -70.
The temperature was reduced to 0.001 Torr at a temperature of 10.degree. C., and a closely adhered insulating layer was obtained.

【0026】[0026]

【化1】 Embedded image

【0027】[0027]

【化2】 Embedded image

【0028】[0028]

【化3】 Embedded image

【0029】上記提案により、インク流路の絶縁物によ
る完全な被覆が可能で、水系インクの長期に渡る安定吐
出が可能となった。
According to the above proposal, it is possible to completely cover the ink flow path with the insulator, and it is possible to stably discharge the aqueous ink for a long period of time.

【0030】[0030]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
インクジェットヘッドでは以下の問題を有する。
However, the conventional ink jet head has the following problems.

【0031】インク流路表面に形成した有機絶縁層表面
は、水系インクに対しての親和性が悪く、一般に用いて
いる水系インクをはじいてしまう。このため、インク流
路内へのインクの完全な充填が困難である。また、イン
ク吐出時に気泡を引き込み易く、多数のノズルが吐出不
能となり、印字にドット抜けが多く生じた。
The surface of the organic insulating layer formed on the surface of the ink flow path has poor affinity for water-based ink and repels commonly used water-based ink. Therefore, it is difficult to completely fill the ink flow path with the ink. In addition, bubbles are easily drawn in at the time of ink ejection, so that a large number of nozzles cannot be ejected, and printing often has missing dots.

【0032】さらに、クリーニング動作(ノズルから吸
引することにより、インク流路に溜まった気泡を吸い出
す、すなわちインク流路内に完全にインクを充填す
る。)による気泡の排出性も悪い。そのため、長時間に
渡る安定な印字が困難で、一定量の印字に対して多数回
のクリーニング動作が必要であった。
Further, the bubble discharge performance by the cleaning operation (absorbing the air bubbles accumulated in the ink flow path by sucking from the nozzles, ie, completely filling the ink flow path with the ink) is also poor. For this reason, stable printing for a long time is difficult, and a large number of cleaning operations are required for a fixed amount of printing.

【0033】上記に示す様に、従来のインクジェットヘ
ッドでは有機絶縁層の撥水性により、印字速度の向上
と、精細な印字に対する信頼性の向上を得ることが困難
であった。
As described above, in the conventional ink jet head, it was difficult to improve the printing speed and the reliability for fine printing due to the water repellency of the organic insulating layer.

【0034】また表面の改質についても、流路が幅に対
して深い構造であるため、均一にインク流路表面に処理
を行うことが困難であった。
Regarding the surface modification, it is difficult to uniformly treat the surface of the ink flow path because the flow path has a structure deeper than the width.

【0035】本発明はかかる問題を解決するもので、優
れた印字品質を持ち、長期信頼性を備え、高速での印字
が可能なインクジェットヘッドを安価に提供することを
目的とする。
An object of the present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide an ink jet head having excellent printing quality, long-term reliability, and capable of high-speed printing at low cost.

【0036】[0036]

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッド及びその製造方法は、流路と前記流路に配接され
たインクを吐出せしめるノズル面を有し、前記流路の一
部または全体が圧電材料で構成され、前記圧電材料の駆
動用の電極が流路のインクに接する面に形成され、前記
流路のインクに接する面の全面を絶縁層を形成したイン
クジェットヘッドに於て、前記流路を親水物で被覆した
ことを特徴とし、前記流路内に液体を循環させることに
より、前記流路の表面の被覆を行うことを特徴とする。
An ink jet head and a method of manufacturing the same according to the present invention have a flow path and a nozzle surface for discharging ink arranged in the flow path, and a part or the whole of the flow path is formed. In an inkjet head, the piezoelectric head is formed of a piezoelectric material, and a driving electrode of the piezoelectric material is formed on a surface of the flow path in contact with the ink, and an entire surface of the flow path in contact with the ink is provided with an insulating layer. The flow path is covered with a hydrophilic substance, and the surface of the flow path is coated by circulating a liquid in the flow path.

【0037】[0037]

【実施例】以下に図を用いて本発明を説明する。本発明
は以下の実施例に限定されるものではない。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. The present invention is not limited to the following examples.

【0038】まず図1、2に本発明のインクジェットヘ
ッドの一例を示し、構造を説明する。図1は本発明の一
実施例を示すインクジェットヘッドのインク流路の断面
図、図2はそのインクジェットヘッドの斜視図である。
First, an example of the ink jet head of the present invention is shown in FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of an ink flow path of an inkjet head according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of the inkjet head.

【0039】図1、2中、1は圧電基板、2はノズルプ
レート、3はノズル孔、4はインク流路、5は圧電側
壁、10は電極、12は有機絶縁層、14は親水層であ
る。吐出動作は、従来例のインクジェットヘッドと同様
である。
1 and 2, 1 is a piezoelectric substrate, 2 is a nozzle plate, 3 is a nozzle hole, 4 is an ink flow path, 5 is a piezoelectric side wall, 10 is an electrode, 12 is an organic insulating layer, and 14 is a hydrophilic layer. is there. The ejection operation is the same as that of the conventional inkjet head.

【0040】本発明の一実施例では、インク流路4の表
面全面に形成した有機絶縁層12上の全面に親水層14
を形成している。
In one embodiment of the present invention, the hydrophilic layer 14 is formed on the entire surface of the organic insulating layer 12 formed on the entire surface of the ink flow path 4.
Is formed.

【0041】ここでは親水層の材料にアルミナゾルを用
いている。アルミナゾルは、アルミナを水和しゾル化し
たもので、含まれるヒドロキシ基により、水に対して優
れた親和性を示す。他にジルコニウムゾル等による親水
層の形成も可能である。
Here, alumina sol is used as the material of the hydrophilic layer. Alumina sol is obtained by hydrating alumina to form a sol, and exhibits excellent affinity for water due to the contained hydroxy group. Alternatively, a hydrophilic layer can be formed using zirconium sol or the like.

【0042】アルミナゾルによる親水層の形成により、
従来60度程度であったインク流路表面の対インク接触
角を20度以下とすることができた。
By forming a hydrophilic layer with alumina sol,
The contact angle of the ink flow path surface with respect to the ink, which was about 60 degrees in the past, could be reduced to 20 degrees or less.

【0043】以下に、図3を用いて本発明のインクジェ
ットヘッド製造方法の親水層の形成方法を説明する。
Hereinafter, a method for forming a hydrophilic layer in the method of manufacturing an ink jet head according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0044】図3は本発明の一実施例のインクジェット
ヘッド製造方法の親水層形成方法の装置構成を示す斜視
図である。
FIG. 3 is a perspective view showing an apparatus configuration of a method for forming a hydrophilic layer in a method of manufacturing an ink jet head according to one embodiment of the present invention.

【0045】チューブポンプを液循環手段17に用い
て、アルカリ系の洗浄液を、インク供給口7より導入
し、インク流路4内に循環、インク排出口9から排出す
る。
Using a tube pump as the liquid circulation means 17, an alkaline cleaning liquid is introduced from the ink supply port 7, circulates in the ink flow path 4, and is discharged from the ink discharge port 9.

【0046】同様に純水をインク流路4内に循環する
ことにより、の洗浄液を除去する。
Similarly, pure water is circulated in the ink flow path 4 to remove the cleaning liquid.

【0047】エタノールを循環し、水分を除去する。The ethanol is circulated to remove water.

【0048】空気を導入し、表面を乾燥する。Introduce air and dry the surface.

【0049】アルミナゾルをエタノールで希釈し粘度
を落とし循環を容易にしたものを、流路内に循環する。
Alumina sol is diluted with ethanol to reduce the viscosity and facilitate circulation, and circulates in the flow channel.

【0050】空気を導入し、エタノール分を蒸発させ
る。
Air is introduced to evaporate the ethanol content.

【0051】乾燥器中で加温し、表面に残留したアル
ミナゾルを硬化する。
The alumina sol remaining on the surface is cured by heating in a dryer.

【0052】ここでは液循環手段として、チューブポン
プを用いたが、減圧吸引により液循環と表面の乾燥を行
うことも可能である。
Here, a tube pump is used as the liquid circulating means, but it is also possible to circulate the liquid and dry the surface by suction under reduced pressure.

【0053】また、図4に示す様にノズルプレート2の
接着後に上記処理により、ノズル内側面に親水層14を
形成することも可能である。
Further, as shown in FIG. 4, it is possible to form the hydrophilic layer 14 on the inner surface of the nozzle by the above-mentioned processing after the nozzle plate 2 is bonded.

【0054】本発明では、インク流路がアルミナ又はジ
ルコニアからなる親水膜により被覆されているため、イ
ンク吐出時のインク充填が容易になった。
In the present invention, since the ink flow path is covered with the hydrophilic film made of alumina or zirconia, ink filling at the time of ink ejection is facilitated.

【0055】また、インク流路表面のインクとの親和性
が向上したため、インク流路中に気泡を引き込むことが
少なく、頻繁なクリーニング動作が不要となり、印字速
度が向上した。
In addition, since the affinity for the ink on the surface of the ink flow path was improved, bubbles were less likely to be drawn into the ink flow path, so that frequent cleaning operations became unnecessary and the printing speed was improved.

【0056】さらに、流路中に引き込んだ気泡の排出も
容易で、簡素なクリーニング機構での気泡排出が可能と
なった。
Further, the air bubbles drawn into the flow path can be easily discharged, and the air bubbles can be discharged by a simple cleaning mechanism.

【0057】別の効果として、インク流路断面形状が円
滑となったため、流路抵抗の低減が得られ、低電圧での
吐出が可能となった。流路断面が円滑となることは、気
泡の引き込み、排出の対策としても効果を有する。
As another effect, since the cross-sectional shape of the ink flow path was smooth, the flow path resistance was reduced, and discharge at a low voltage became possible. The smoothness of the cross section of the flow path is effective also as a measure for drawing and discharging bubbles.

【0058】また絶縁層を形成した後にさらに絶縁物を
被覆しているため、絶縁信頼性が向上し、絶縁不良を原
因とする吐出不能ノズルが減少した。
Further, since the insulating material is further coated after the formation of the insulating layer, the insulation reliability is improved, and the number of non-dischargeable nozzles due to insulation failure is reduced.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明のインクジェットヘッド及びその
製造方法によれば、流路抵抗の低減、気泡排出性の向上
によるクリーニング動作の簡素化、ドット抜けの低減
と、絶縁信頼性が得られ、優れた印字品質と長期信頼性
を持ち、高速印字が可能なインクジェットヘッドを提供
することが可能である。
According to the ink jet head and the method of manufacturing the same of the present invention, the flow path resistance is reduced, the cleaning operation is simplified by improving the bubble discharging property, the dot missing is reduced, and the insulation reliability is obtained. It is possible to provide an ink jet head having high printing quality and high printing quality and long-term reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例のインクジェットヘッドの構
造を示すインク流路の断面図。
FIG. 1 is a sectional view of an ink flow path showing the structure of an ink jet head according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例のインクジェットヘッドの構
成を示す斜視図。
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of an inkjet head according to one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例のインクジェットヘッドの親
水層形成方法を示す概略図。
FIG. 3 is a schematic view showing a method for forming a hydrophilic layer of an ink jet head according to one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例を示すノズル部の断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of a nozzle portion showing one embodiment of the present invention.

【図5】従来のインクジェットヘッドの構成を示す斜視
図。
FIG. 5 is a perspective view showing a configuration of a conventional inkjet head.

【図6】従来のインクジェットヘッドのインク滴吐出原
理を示すインク流路の断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view of an ink flow path showing the principle of ink droplet ejection of a conventional inkjet head.

【図7】従来の他のインクジェットヘッドの構成を示す
斜視図。
FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of another conventional inkjet head.

【図8】従来の他のインクジェットヘッドの構造を示す
インク流路の断面図。
FIG. 8 is a sectional view of an ink flow path showing the structure of another conventional inkjet head.

【図9】従来の他のインクジェットヘッド製造方法を示
すインク流路の断面図。
FIG. 9 is a cross-sectional view of an ink flow path showing another conventional inkjet head manufacturing method.

【図10】熱分解CVD法の装置構成を示す概略図。FIG. 10 is a schematic diagram showing an apparatus configuration of a thermal decomposition CVD method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 圧電基板 2 ノズルプレート 3 ノズル 4 インク流路 5 圧電側壁 6 上部基板 7 インク供給口 8 ノズルプレート接着面 9 インク排出口 10 電極 11 圧電側壁の分極方向 12 有機絶縁層 13 親水層形成に用いる処理液 14 親水層 15 流路終端開口部 16 実装部電極 17 液循環手段 20 上部基板接着面 31 気化器 32 熱分解室 33 蒸着室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric substrate 2 Nozzle plate 3 Nozzle 4 Ink flow path 5 Piezoelectric side wall 6 Upper substrate 7 Ink supply port 8 Nozzle plate adhesion surface 9 Ink discharge port 10 Electrode 11 Polarization direction of piezoelectric side wall 12 Organic insulating layer 13 Processing used for forming hydrophilic layer Liquid 14 hydrophilic layer 15 flow path end opening 16 mounting part electrode 17 liquid circulation means 20 upper substrate bonding surface 31 vaporizer 32 thermal decomposition chamber 33 evaporation chamber

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 流路と該流路と連通するノズルを有し、
前記流路の一部又は全体が圧電材料で構成され、前記流
路のインクと接する面に絶縁層を形成し、前記圧電材料
に電界を印加することにより前記ノズルからインクを吐
出させるインクジェットヘッドにおいて、前記流路の前記絶縁層上に アルミナまたはジルコニアか
らなる親水膜により被覆されていることを特徴とするイ
ンクジェットヘッド。
Claims: 1. There is provided a flow path and a nozzle communicating with the flow path,
A part or the whole of the flow path is formed of a piezoelectric material, an insulating layer is formed on a surface of the flow path in contact with the ink, and an ink is ejected from the nozzle by applying an electric field to the piezoelectric material. An ink-jet head , wherein the insulating layer of the flow path is covered with a hydrophilic film made of alumina or zirconia.
【請求項2】前記親水膜がアルミナゾル、またはジルコ
ニウムゾルを希釈した液体を循環させて成膜されたこと
を特徴とする請求項1に記載のインクジェットヘッドの
製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the hydrophilic film is formed by circulating a liquid obtained by diluting an alumina sol or a zirconium sol.
【請求項3】前記流路にアルカリ系洗浄液を導入、循
環、排出する工程と、純水を循環する工程と、エタノー
ルを循環する工程と、空気を循環する工程と、アルミナ
またはジルコニウムゾルをエタノールで希釈した溶液を
循環する工程と、空気を循環する工程と、前記流路を乾
燥する工程とを有することを特徴とする請求項1に記載
のインクジェットヘッドの製造方法。
3. A step of introducing, circulating, and discharging an alkaline cleaning liquid into the flow path, a step of circulating pure water, a step of circulating ethanol, a step of circulating air, and a step of converting alumina or zirconium sol into ethanol. 2. The method according to claim 1, further comprising the steps of: circulating the solution diluted in step (a), circulating air, and drying the flow path.
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