JPH06155738A - Ink jet head and its manufacture - Google Patents

Ink jet head and its manufacture

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JPH06155738A
JPH06155738A JP30897392A JP30897392A JPH06155738A JP H06155738 A JPH06155738 A JP H06155738A JP 30897392 A JP30897392 A JP 30897392A JP 30897392 A JP30897392 A JP 30897392A JP H06155738 A JPH06155738 A JP H06155738A
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JP
Japan
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ink
flow path
piezoelectric
jet head
ink jet
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Application number
JP30897392A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hajime Mizutani
肇 水谷
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Publication of JPH06155738A publication Critical patent/JPH06155738A/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, e.g. INK-JET PRINTERS, THERMAL PRINTERS, 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

Abstract

PURPOSE:To provide an ink jet head of improved foam discharge properties and insulation reliability, simplified process and low unit cost thereof. CONSTITUTION:In an ink jet head provided with an ink passage 4 and a nozzle opening 3 injecting ink fed in the ink passage 4, a part or the whole of the ink passage 4 is constituted of a piezoelectric material and the whole of the surface of ink passage 4 on which an electrode 10 is formed is coated with an insulated layer 12.

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 inkjet head. More specifically, the present invention relates to an inkjet head that selectively deposits ink droplets on 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 inkjet head used in an inkjet printer, but generally they can be classified into two methods. That is, the first method uses a piezoelectric material to generate a pressure pulse in the ink chamber to eject an ink droplet from the nozzle. The second method uses a heating resistor to generate vapor bubbles in the ink chamber and eject ink droplets from the nozzle.

【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。
The second method has a problem in that the heating resistor is easily deteriorated and durability is poor because the heating resistor is repeatedly heated and cooled rapidly. 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 problems. However, in the first method, the efficiency of the piezoelectric material is low, so that the inkjet head itself becomes large. In addition, the manufacturing process is complicated, it is not suitable for mass production, and as a result, it 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 spread.

【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,
In Japanese Patent Laid-Open No. 63-247501, there are provided a plurality of parallel rectangular cross-sectional areas spaced apart from each other in the nozzle arrangement direction, and electrodes are formed on part or all of the side walls of the flow paths. The side wall is partially or entirely made of a piezoelectric material, and the side wall is deformed in parallel to the direction in which the flow channels are arranged, and the pressure in the flow channel is changed so that ink droplets are applied to one end of the flow channel. An inkjet head that can be formed and ejected has been proposed.

【0005】従来例のインクジェットヘッドの構造を図
5、図6をもとに説明する。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 FIGS. FIG. 5 is a perspective view showing the structure of a conventional inkjet head, and FIG. 6 is a sectional view of an ink flow path showing the structure of the conventional inkjet head. 1
Is a piezoelectric substrate, 2 is a nozzle plate, 3 is a nozzle, 4 is an ink flow path, 5 is a side wall made of a piezoelectric material (hereinafter abbreviated as a piezoelectric side wall), 6 is an upper substrate, 7 is an ink supply port, and 9 is ink discharge. An outlet, 10 is an electrode, 11 is a polarization direction, 15 is a channel end opening, 16 is a mounting portion electrode, and 20 is 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 which are parallel to each other are formed. The ink flow path 4 is
Comprised of a groove formed in the piezoelectric substrate 1 and the upper substrate 6,
Its cross-sectional shape is rectangular. One end of the ink flow path 4 is
It is connected to the slit-shaped ink discharge port 9 and connected to the nozzle 3 formed on the nozzle plate 2. Further, the other end of the ink flow path 4 is connected to the ink supply port 7, and passes through the flow path end opening 15 and the ink supply port 7 corresponding to each ink flow path 4 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 ink ejection operation of the 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 a voltage pulse is not applied to the electrodes 10 formed on both sides by an electric driving means (not shown). In FIG. 6B, when a voltage pulse is applied, the piezoelectric side wall 5 is deformed to the reversal plane of the polarization direction of the piezoelectric side wall, and the ink is generated by the pressure generated by the decrease of the volume of the ink flow path 4. A part of the ink filling the flow path 4 is ejected from the nozzle 3 as an ink droplet, and the other part is ejected to the ink storage tank side through the ink supply port 7. The ink supply to the nozzle portion after the ink droplets are discharged is supplied to the nozzle 3 from the ink storage tank through the ink supply port 7 and the flow path 4 by the capillary force of the nozzle 3.

【0008】上記構成では、上部基板と圧電基板を接着
する際、インク流路間でインク漏れのない流路を得るた
めに、接着面は充分に平坦でなければならない。さら
に、図6の吐出原理に示すとおり、上部基板接着面20
は圧電側壁5の変位の支点となる。圧電側壁5の変位の
損失を極力抑え、低電力で印字するためには、接合層は
極力薄い方が望ましい。
In the above structure, when the upper substrate and the piezoelectric substrate are bonded together, the bonding surface must be sufficiently flat in order to obtain a flow path without ink leakage between the ink flow paths. Further, as shown in the ejection principle of FIG.
Serves as a fulcrum of displacement of the piezoelectric sidewall 5. In order to suppress the loss of displacement of the piezoelectric side wall 5 as much as possible and to print with low power, it is desirable that the bonding layer be as thin as possible.

【0009】さらに、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。
Further, in the above structure, the electrodes are exposed on the surface of the ink flow path and are in direct contact with the ink. For this reason, when water-based ink or the like with high conductivity is used, current leaks in the ink due to voltage application during ejection,
Corrosion of electrodes, deterioration of ink, etc. occur.

【0010】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。
Therefore, although the ink having a low electric conductivity, for example, the oil-based ink is used, the oil-based ink has a larger print bleeding than the water-based ink, and the nozzle is easily clogged. Sufficient print quality cannot be obtained. It also has drawbacks such as being harmful and dangerous.

【0011】上記課題の解決のため、従来技術では電極
上に絶縁層を形成することも提案されている。
In order to solve the above problem, it has been proposed in the prior art to form an insulating layer on the electrode.

【0012】以下に従来のインクジェットヘッドの流路
部分の製造方法を図7を用いて、従来のインクジェット
ヘッドの構造を図8、図9を用いて説明する。図7、図
8、図9は従来のインクジェットヘッドのインク流路の
断面図である。図中、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、11は分極
方向、20は上部基板接着面、21は絶縁層、電極の欠
落、22は絶縁層、電極の剥離である。
A method of manufacturing a flow path portion of a conventional ink jet head will be described below with reference to FIG. 7, and a structure of the conventional ink jet head will be described with reference to FIGS. FIG. 7, FIG. 8 and FIG. 9 are cross-sectional views of ink flow paths of a conventional inkjet head. In the figure, 1 is a piezoelectric substrate, 4 is an ink flow path,
Reference numeral 5 is a piezoelectric side wall, 6 is an upper substrate, 10 is an electrode, 11 is a polarization direction, 20 is an upper substrate bonding surface, 21 is an insulating layer, a missing electrode, 22 is an insulating layer, and peeling of the electrode.

【0013】図7(a)に示すように、インク流路4
を形成した圧電基板1上に電極10を形成する。
As shown in FIG. 7A, the ink flow path 4
An electrode 10 is formed on the piezoelectric substrate 1 on which the electrodes have been formed.

【0014】さらに図7(b)に示すように、電極1
0上に、絶縁層12を形成する。
Further, as shown in FIG. 7B, the electrode 1
0, the insulating layer 12 is formed.

【0015】圧電基板1の接着面20上に形成され
た、不要な電極と絶縁層を、一括に平面研磨により除去
し、平坦な接着面20を形成する。
Unnecessary electrodes and insulating layers formed on the adhesive surface 20 of the piezoelectric substrate 1 are collectively removed by plane polishing to form a flat adhesive surface 20.

【0016】上部基板6を接着し、図8の構造を得て
いた。
The upper substrate 6 was adhered to obtain the structure shown in FIG.

【0017】[0017]

【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の構造、製造工程では以下の問題
が生じた。
However, the following problems have occurred in the structure and manufacturing process of the conventional ink jet head.

【0018】図8は従来のインクジェットヘッドのイン
ク流路の断面図である。多くの場合、研磨による圧電側
壁5の圧電側壁、絶縁層、電極の欠落21、絶縁層、電
極の剥離22が生じている。この現象の生じたノズル
は、導電性の高い水性インクを使用した場合に、インク
中への電流の漏洩により、吐出不能となった。また、イ
ンク滴吐出に支障の無い微量の電流漏洩でも、長期に渡
る使用により、電極の腐食やインクの変質に起因して吐
出不良となり、必要とする駆動電力も増加した。さら
に、上部基板6と圧電基板1の接着層が不充分な場合、
隙間からインクが侵入し同様の悪影響が生じる。そのた
め十分な接着強度を得ようと、接着層を厚くすると、接
着層の剛性の不足により、効率の低下を招いた。
FIG. 8 is a sectional view of an ink flow path of a conventional ink jet head. In many cases, the piezoelectric side wall of the piezoelectric side wall 5, the insulating layer, the missing electrode 21, and the peeling 22 of the insulating layer and the electrode are caused by polishing. When a highly conductive water-based ink was used, the nozzle in which this phenomenon occurred was unable to eject due to the leakage of current into the ink. In addition, even a small amount of current leakage that does not hinder the ejection of ink droplets caused ejection failure due to electrode corrosion and ink deterioration due to long-term use, and required driving power also increased. Furthermore, when the adhesive layer between the upper substrate 6 and the piezoelectric substrate 1 is insufficient,
Ink penetrates through the gap, and the same adverse effect occurs. Therefore, if the adhesive layer is thickened in order to obtain sufficient adhesive strength, the rigidity of the adhesive layer is insufficient, resulting in a decrease in efficiency.

【0019】また、図9に示すように、電流漏洩の対策
として絶縁層の研磨を行わず接着を行った場合、接着面
が非平坦で、数カ所で隣接インク流路へのインク漏洩が
確認された。従来1μm程度であった接合層の厚さが8
〜10μmとなり、接着層と絶縁層の剛性不足により、
圧電基板の変位に対しての損失が大きくなり、20%程
度の駆動電圧の増加を必要とした。
Further, as shown in FIG. 9, when the insulating layer is adhered without polishing as a measure against current leakage, the adhering surface is not flat, and ink leakage to adjacent ink channels is confirmed at several places. It was The thickness of the bonding layer, which used to be around 1 μm, is 8
10 μm, and due to insufficient rigidity of the adhesive layer and insulating layer,
The loss with respect to the displacement of the piezoelectric substrate was large, and it was necessary to increase the drive voltage by about 20%.

【0020】別の問題として、インク流路の圧電側壁と
上部基板との接合部は角が生ずれば、インク循環に対し
て不均一な要素となり、インク流路内に気泡が溜まり易
く、また、気泡の排出性も悪くなった。
Another problem is that if the joint between the piezoelectric side wall of the ink flow path and the upper substrate is angled, it becomes a non-uniform element for ink circulation, and bubbles tend to accumulate in the ink flow path. , The air bubble discharging property also deteriorated.

【0021】本発明はかかる問題を解決するもので、幅
広いインク種の対応性を持ち、かつ良好な製造歩留まり
と簡素な製造工程、ノズル単位、ヘッド単位の一定した
インク吐出の性能水準と長期信頼性を備え、低電力で印
字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。
The present invention solves such a problem, has a wide range of ink compatibility, has a good production yield, a simple production process, a constant ink ejection performance level for each nozzle and head, and long-term reliability. It is an object of the present invention to provide at low cost an inkjet head capable of printing with low power consumption.

【0022】[0022]

【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ている
インクジェットヘッドに於て、前記流路のインクに接す
る面の全面を絶縁物で被覆したことを特徴とし、前記流
路の表面の被覆方法として、真空とした槽内に2種類以
上のガスを導入し、前記ガスの反応励起手段を用いて、
前記ガスを出発材料とする被覆層を形成する方法を用い
ることを特徴とする。
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 ejecting ink disposed in the flow path, and a part or the whole of the flow path is provided. In an ink jet head which is made of a piezoelectric material and in which an electrode for driving the piezoelectric material is formed on the surface of the flow path in contact with the ink, the entire surface of the flow path in contact with the ink is covered with an insulator. As a method for coating the surface of the flow path, two or more kinds of gases are introduced into a vacuum chamber, and a reaction excitation means for the gas is used,
A method of forming a coating layer using the gas as a starting material is used.

【0023】[0023]

【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。
The present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to the examples below.

【0024】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斜視図、図2は
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はノズル孔、4はインク流路、5は圧電側
壁、10は電極、12は絶縁層である。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。
First, an example of the ink jet head of the present invention is shown in FIGS. FIG. 1 is a perspective view of an inkjet head showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of an ink flow path. Reference numeral 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, and 12 is an insulating layer. The ejection operation is similar to that of the conventional inkjet head.

【0025】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を説明する。
The ink jet head manufacturing method of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0026】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. 3 is a sectional view of an ink flow path showing a method of manufacturing an ink jet head according to an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 is a piezoelectric substrate, 4 is an ink flow path, 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.

【0027】図3(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、ダイシングソー等により、溝幅80μmの圧
電側壁5を形成し、真空蒸着等により電極10を形成す
る。
FIG. 3A is a sectional view of the ink flow path after the electrodes are formed. Piezoelectric side walls 5 having a groove width of 80 μm are formed by a dicing saw or the like on the piezoelectric substrates 1 bonded in opposite polarization directions, and the electrodes 10 are formed by vacuum vapor deposition or the like.

【0028】電極10はNi−Crを1.0μm、Auを0.
5μm形成する。圧電側壁5は他にワイヤーソー等を用い
て加工することも可能である。
The electrode 10 was Ni-Cr 1.0 μm and Au was 0.1 μm.
Form 5 μm. Alternatively, the piezoelectric side wall 5 can be processed using a wire saw or the like.

【0029】次に圧電基板1の上面の不要な電極を平
面研磨により除去し、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3(b)に示すとおりとな
る。
Next, unnecessary electrodes on the upper surface of the piezoelectric substrate 1 are removed by planar polishing to obtain a flat upper substrate bonding surface 20. The sectional shape of the ink flow path is as shown in FIG.

【0030】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を接着する。接着材は流れ出しの少な
いものが好ましい。インク流路断面形状は図3(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 sidewall 5 is formed. It is preferable that the adhesive material does not flow out. The sectional shape of the ink flow path is as shown in FIG.

【0031】熱分解CVD(化学蒸着)法等により絶
縁層12を形成する。このとき絶縁層の不要な部分には
マスキングを行い絶縁層の形成を防ぐ。インク流路断面
は図2の様になる。
The insulating layer 12 is formed by a thermal decomposition CVD (chemical vapor deposition) method or the like. At this time, unnecessary portions of the insulating layer are masked to prevent formation of the insulating layer. The cross section of the ink flow path is as shown in FIG.

【0032】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 faces of the piezoelectric substrate 1 and the upper substrate 6.

【0033】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 and the drive means for generating the applied pulse are connected.

【0034】得られたインクジェットヘッドは図1に示
す構成となる。
The ink jet head thus obtained has the structure shown in FIG.

【0035】また、以下に熱分解CVD法による絶縁層
の形成方法を図4を用いて説明する。
A method of forming an insulating layer by the thermal decomposition CVD method will be described below with reference to FIG.

【0036】図4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. 4 shows the structure of the thermal decomposition CVD apparatus. In the figure, 1 is a piezoelectric substrate, 31 is a vaporizer, 32 is a thermal decomposition chamber, and 33 is a vapor deposition chamber.

【0037】化1は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。ジパラキシリレンは気化室31中で、1Tor
r、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 for the insulating layer. Diparaxylylene is a dimeric solid at room temperature. Diparaxylylene is 1 Torr in the vaporization chamber 31.
It is heated at 175 ° C., vaporized, and introduced into the thermal decomposition chamber 32.

【0038】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 the diradical paraxylylene shown in Chemical formula 2.

【0039】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
への有機絶縁層が形成される。
The diradical paraxylylene is at room temperature, 0.
After being introduced into a vapor deposition chamber at 1 Torr, it is adsorbed on the substrate and polymerized to become polyparaxylylene shown in Chemical formula 3, and an organic insulating layer is formed on the entire surface of the substrate.

【0040】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 pressure is reduced to 0.001 Torr and the temperature is reduced to 0.001 Torr to obtain an adhered insulating layer.

【0041】[0041]

【化1】 [Chemical 1]

【0042】[0042]

【化2】 [Chemical 2]

【0043】[0043]

【化3】 [Chemical 3]

【0044】本発明では、図2に示す様に、絶縁層形成
後に研磨工程を用いることなく、工程を簡素とし、イン
ク流路表面の全面を絶縁層12で被覆することにより、
導電性インクに対して、安定した絶縁性と長期信頼性が
得ることができた。
In the present invention, as shown in FIG. 2, the polishing step is not used after the insulating layer is formed, the process is simplified, and the entire surface of the ink flow path is covered with the insulating layer 12.
Stable insulation and long-term reliability were obtained for the conductive ink.

【0045】また、絶縁層を介して接着を行う必要が無
く、上部基板との接着層を約1μmに保つことが可能と
なった。そのため圧電側壁の変位エネルギーを損失無く
インクに伝えることが可能となり、さらに低駆動電力で
の印字が可能となった。
Further, it is not necessary to perform the adhesion via the insulating layer, and the adhesion layer with the upper substrate can be kept at about 1 μm. Therefore, it becomes possible to transfer the displacement energy of the piezoelectric side wall to the ink without loss, and it is possible to perform printing with low driving power.

【0046】この方法により、従来の製造方法で60%
程度であった製造歩留まりを、従来の、低電力駆動の利
点を損なうことなく、ほぼ100%満足し、電流漏洩に
よる製造不良を解消することができた。
With this method, 60% of the conventional manufacturing method is used.
The manufacturing yield, which was about the same level, was satisfied almost 100% without impairing the advantage of the conventional low power driving, and the manufacturing defect due to the current leakage could be eliminated.

【0047】さらに、別の効果として、従来のインク流
路4の断面形状に形成されていた隅の部分が無くなると
ともに、圧電素子を構成する粒塊により生じていたイン
ク流路表面の凹凸が滑らかになった。そのため、流路抵
抗が低減され、気泡の排出性が向上した。
Further, as another effect, the corner portion formed in the cross-sectional shape of the conventional ink flow path 4 is eliminated, and the unevenness of the ink flow path surface generated by the agglomerates forming the piezoelectric element is smooth. Became. Therefore, the flow path resistance was reduced, and the bubble discharging property was improved.

【0048】本実施例では、絶縁層の形成に熱分解CV
D法を用いたが、他にもゾルゲル法等によりインク流路
中に処理液を循環し、セラミック等の絶縁層を形成し、
流路表面の被覆を行うことも可能である。
In this embodiment, pyrolysis CV is used to form the insulating layer.
Although the D method was used, the treatment liquid was circulated in the ink flow path by the sol-gel method or the like to form an insulating layer such as ceramic,
It is also possible to coat the surface of the flow channel.

【0049】[0049]

【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、絶縁信頼性、流路抵抗の低減、気泡
排出性の向上、駆動電力の低下が得られ、幅広いインク
種の対応性を持ち、かつ良好な製造歩留まりと簡素な製
造方法、ノズル単位、ヘッド単位の一定したインク吐出
の性能水準と長期信頼性を備えた低電力で印字可能なイ
ンクジェットヘッドを安価に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, insulation reliability, reduction of flow path resistance, improvement of bubble discharge property, and reduction of driving power can be obtained, and the ink jet head has compatibility with a wide variety of ink types. In addition, it is possible to inexpensively provide an inkjet head capable of printing at low power with a good manufacturing yield, a simple manufacturing method, a constant ink discharge performance level for each nozzle and a head unit, and long-term reliability. .

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

【図1】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. 1 is a perspective view showing the configuration of an inkjet 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を示
すインク流路の断面図。
FIG. 2 is a sectional view of an ink flow path showing an inkjet head according to an 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製造
方法を示すインク流路の断面図。
FIG. 3 is a sectional view of an ink flow path showing a method for manufacturing an inkjet head according to an embodiment of the present invention.

【図4】絶縁層形成装置の構成を示す概略図。FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of an insulating layer forming apparatus.

【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 sectional view of an ink flow path showing the principle of ink droplet ejection of a conventional inkjet head.

【図7】従来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. 7 is a sectional view of an ink flow path showing a conventional inkjet head manufacturing method.

【図8】従来のインクジェットヘッドを示すインク流路
の断面図。
FIG. 8 is a sectional view of an ink flow path showing a conventional inkjet head.

【図9】従来の他のインクジェットヘッドを示すインク
流路の断面図。
FIG. 9 is a sectional view of an ink flow path showing another conventional inkjet head.

【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 9 インク排出口 10 電極 11 圧電側壁の分極方向 12 絶縁層 14 表面処理 15 流路終端開口部 16 実装部電極 20 上部基板接着面 21 圧電側壁、電極、絶縁層の欠落 22 電極、絶縁層の剥離 31 気化器 32 熱分解室 33 蒸着室 1 Piezoelectric Substrate 2 Nozzle Plate 3 Nozzle 4 Ink Channel 5 Piezoelectric Sidewall 6 Upper Substrate 7 Ink Supply Port 9 Ink Discharge Port 10 Electrode 11 Polarization Direction of Piezoelectric Sidewall 12 Insulating Layer 14 Surface Treatment 15 Channel Termination Opening 16 Mounting Part Electrode 20 Upper Substrate Bonding Surface 21 Piezoelectric Sidewalls, Electrodes, Insulation Layer Missing 22 Electrodes and Insulation Layer Peeling 31 Vaporizer 32 Pyrolysis Chamber 33 Deposition Chamber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B41J 2/16 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display area B41J 2/16

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 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ているインクジェッ
トヘッドに於て、前記流路のインクに接する面の全面を
絶縁物で被覆したことを特徴とするインクジェットヘッ
ド。
1. A flow path and a nozzle surface disposed in the flow path for ejecting ink, a part or the whole of the flow path is made of a piezoelectric material, and an electrode for driving the piezoelectric material is provided. An ink jet head formed on a surface of a flow path in contact with ink, wherein the entire surface of the flow path in contact with ink is covered with an insulating material.
【請求項2】 請求項1記載のインクジェットヘッドの
製造に於いて、前記流路の表面を、真空とした槽内に
2種類以上のガスを導入する工程、前記ガスの反応励
起手段を用いて、前記ガスを出発材料とする被覆層を形
成する工程、を含む工程により形成することを特徴とす
るインクジェットヘッド製造方法。
2. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein the step of introducing two or more kinds of gas into a tank in which the surface of the flow path is evacuated, and a reaction excitation means for the gas is used. And a step of forming a coating layer using the gas as a starting material.
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