JPH09109396A - Ink jet head and manufacture thereof - Google Patents
Ink jet head and manufacture thereofInfo
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- JPH09109396A JPH09109396A JP27083895A JP27083895A JPH09109396A JP H09109396 A JPH09109396 A JP H09109396A JP 27083895 A JP27083895 A JP 27083895A JP 27083895 A JP27083895 A JP 27083895A JP H09109396 A JPH09109396 A JP H09109396A
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- electrode
- ink
- titanium
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は導電性インクに通電
しインクジュール熱によって導電性インクを沸騰させ吐
出させて記録を行うインクジェットヘッド及びその製造
方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head for conducting recording by energizing a conductive ink and causing the conductive ink to boil and discharge by ink joule heat, and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、インクジェットプリンタは、記録
時の静粛性、高速記録が可能、カラー化が容易といった
点から家庭用、オフィス用コンピュータの出力プリンタ
として広く利用されている。このようなインクジェット
プリンタは、インクを小滴化し吐出させ、記録用紙に浸
透させて記録を行うもので、小滴の発生方法や吐出方向
の制御法によってコンティニュアス方式とオンデマンド
方式に大別される。コンティニュアス方式は、例えば、
米国特許第3060429号公報に開示されている方法
で、インクの小滴を静電吸引的に行い、発生した小滴を
記録信号により応じて電界制御し、記録用紙上に小滴を
選択的に付着させて記録を行うものであり、小滴の発生
に高電圧を要し、マルチノズル化が困難であるので高速
記録には不適である。オンデマンド方式は、例えば米国
特許第34747120号公報に開示されている方式
で、小滴を吐出するノズル孔を有する記録ヘッドに付設
されているピエゾ振動素子に、電気的な記録信号を付加
し、この電気記録信号をピエゾ振動素子の機械的振動に
変え、機械的信号に従って前記ノズル孔より小滴を吐出
させて記録用紙に付着し浸透させることで記録を行うも
のであり、オンデマンドでインクをノズル孔より吐出し
て記録を行うため、コンティニュアス方式のように吐出
する小滴の中、画像の記録に不要な小滴を回収する必要
がないため、オンデマンド方式のインクジェットプリン
タはコンティニュアス方式のインクジェットプリンタと
比較してシンプルな構成が可能である。また、特公昭6
1−59911号公報、特公昭61−59914号公
報、特公昭62−11035号公報には、発熱抵抗体に
よりインクを加熱し沸騰を生起させ沸騰圧力によりノズ
ル孔よりインクを吐出する方法が開示されている。2. Description of the Related Art In recent years, ink jet printers have been widely used as output printers for home and office computers because of their quietness during recording, high-speed recording capability, and easy colorization. Such ink jet printers make ink into small droplets and eject the ink to permeate the recording paper to perform recording. The ink jet printer is roughly classified into a continuous method and an on-demand method according to a method of generating a small droplet and a control method of an ejection direction. To be done. The continuous method is, for example,
By the method disclosed in US Pat. No. 30,604,29, a small drop of ink is electrostatically attracted, and the generated small drop is subjected to electric field control according to a recording signal to selectively form the small drop on the recording paper. Since the recording is carried out by adhering the droplets, a high voltage is required to generate small droplets, and it is difficult to realize multi-nozzle, which is not suitable for high-speed recording. The on-demand system is a system disclosed in, for example, U.S. Pat. No. 3,474,120, in which an electrical recording signal is added to a piezoelectric vibration element attached to a recording head having a nozzle hole for ejecting a small droplet, This electric recording signal is converted into mechanical vibration of the piezoelectric vibrating element, and small ink droplets are ejected from the nozzle holes according to the mechanical signal to adhere to and penetrate the recording paper to perform recording. Since recording is performed by ejecting from the nozzle hole, it is not necessary to collect the small droplets unnecessary for image recording among the small droplets ejected as in the continuous method. A simpler configuration is possible compared to an ass type inkjet printer. In addition, Tokiko Sho 6
1-59911, Japanese Patent Publication No. 61-59914, and Japanese Patent Publication No. 62-11035 disclose a method of heating ink by a heating resistor to cause boiling and ejecting ink from a nozzle hole by boiling pressure. ing.
【0003】オンデマンド方式の他の例として、米国特
許第3179042号公報に開示されている方式は、ピ
エゾ振動素子や発熱抵抗体を利用する代わりに一対の電
極を介してインクに電流を流しインクのジュール熱を利
用しインクを加熱し沸騰を生起させ沸騰圧力によりノズ
ル孔よりインクを吐出するという通電加熱方式を用いた
通電加熱型インクジェット方式が記載されている。この
方式は、ピエゾ振動素子や発熱抵抗体を利用する方式と
比較し、エネルギー交換効率が高くインクジェットヘッ
ドの構造がシンプルであるためにマルチノズル化が容易
であるといった特徴がある。ここでは通電加熱方式を用
いた通電加熱型インクジェットヘッド(以下、通電加熱
型インクジェットヘッドを単にインクジェットヘッドと
いう。)について、説明を行う。As another example of the on-demand system, the system disclosed in US Pat. No. 3,179,042 discloses a method in which a current is passed through ink through a pair of electrodes instead of using a piezoelectric vibrating element or a heating resistor. The inkjet heating method using an electric heating method is described in which the Joule heat is used to heat the ink to cause boiling and the ink is ejected from the nozzle holes by the boiling pressure. Compared with a method using a piezoelectric vibrating element or a heating resistor, this method has a feature that energy exchange efficiency is high and the structure of the inkjet head is simple, so that it is easy to realize multi-nozzle. Here, an electrically heated inkjet head using an electrically heated method (hereinafter, the electrically heated inkjet head is simply referred to as an inkjet head) will be described.
【0004】以下に従来のインクジェットヘッドについ
て、図面を参照しながら説明する。図11は従来例にお
けるインクジェットヘッドの要部断面側面図であり、図
12は従来例におけるインクジェットヘッドの電極の断
面模式図である。図11において、101は従来例にお
けるインクジェットヘッド、2は表面が鏡面に仕上げら
れたガラス等からなる基板、3は幅、高さが30〜80
μmに形成されたインク流路、4はインク流路2の壁面
に穿孔され後述するインクを小滴として吐出させるノズ
ル孔、5は基板2上に形成されチタンからなり第1電極
5aと第2電極5bが対向して配設された電極、6は電
極5と外部との接続を行うリード線、7は電極5に印加
する駆動電圧を発生させる電源、8は電源7のオン、オ
フを行うスイッチ、9は電極5部分を除き基板2に積層
された絶縁層、10は比抵抗が25℃において8〜50
Ω・cmである導電性を有するインク、11はノズル孔
4の前方1mm程度に位置し情報がインクドットとして
順次印字される記録用紙である。A conventional ink jet head will be described below with reference to the drawings. FIG. 11 is a cross-sectional side view of a main part of an inkjet head in the conventional example, and FIG. 12 is a schematic sectional view of electrodes of the inkjet head in the conventional example. In FIG. 11, 101 is an inkjet head in a conventional example, 2 is a substrate made of glass or the like having a mirror-finished surface, and 3 is 30 to 80 in width and height.
An ink channel 4 formed to have a thickness of 4 μm is formed in the wall surface of the ink channel 2, and a nozzle hole 5 for ejecting ink described later as a small droplet is formed on the substrate 2 and made of titanium. Electrodes 5b are arranged to face each other, 6 is a lead wire for connecting the electrode 5 to the outside, 7 is a power source for generating a drive voltage applied to the electrode 5, and 8 is for turning on / off the power source 7. A switch, 9 is an insulating layer laminated on the substrate 2 except for the electrode 5 portion, and 10 is 8 to 50 at a specific resistance of 25 ° C.
Ink having a conductivity of Ω · cm, and 11 is a recording paper which is positioned about 1 mm in front of the nozzle hole 4 and information is sequentially printed as ink dots.
【0005】図12において、2は基板、5は電極、5
aは第1電極、5bは第2電極である。In FIG. 12, 2 is a substrate, 5 is an electrode, 5
a is a first electrode and 5b is a second electrode.
【0006】以上のように構成されたインクジェットヘ
ッドについて、以下その製造方法を図面を用いて説明す
る。まず、多数の電極を有する基板の形成工程につい
て、図面を用いて説明する。図13(a)は従来例にお
けるインクジェットヘッドの基板の洗浄工程を示す斜視
図であり、図13(b)は従来例におけるインクジェッ
トヘッドのチタン薄膜形成工程を示す斜視図であり、図
13(c)は従来例におけるインクジェットヘッドの電
極形成工程を示す斜視図であり、図14(a)は従来例
におけるインクジェットヘッドのリード線形成工程を示
す斜視図であり、図14(b)は従来例におけるインク
ジェットヘッドの絶縁膜形成工程を示す斜視図である。
図13において、20は基板、21はチタン薄膜、22
は電極である。図14において、20は基板、22は電
極、23はリード線、24は絶縁層である。まず、図1
3(a)に示すように基板20に蒸気洗浄を行い表面を
清浄にする。次に、図13(b)に示すようにDCスパ
ッタリング法を用いてチタン薄膜21を基板20の表面
に0.5〜5μmの厚さに積層する。形成条件としては
純度99.9%以上のチタンターゲットを使用しスパッ
タリング時の圧力を3Pa以上、基板温度を250℃以
上を用いる。次に、図13(c)に示すように、エッチ
ング加工又はイオンミリング加工等による電極22を所
定の間隔で形成する。次に、金をメッキ法又は真空蒸着
法により0.1〜1μmの厚さで積層し、図14(a)
に示すように、エッチング加工又はイオンミリング加工
によりリード線23を成形する。次に、感光性樹脂を1
〜5μmの厚さに塗布した後にフォトリソグラフィー法
により電極部分を除去し図14(b)に示すように絶縁
層24を成形する。感光性樹脂としては耐インク性及び
絶縁性に優れたポリイミド樹脂を用いる。また、感光性
樹脂の代わりに酸化アルミニウムや酸化シリコン等の無
機物も用いられる。A method of manufacturing the ink jet head having the above-described structure will be described below with reference to the drawings. First, a step of forming a substrate having a large number of electrodes will be described with reference to the drawings. 13A is a perspective view showing a substrate cleaning process of an inkjet head in the conventional example, FIG. 13B is a perspective view showing a titanium thin film forming process of the inkjet head in the conventional example, and FIG. 14A is a perspective view showing an electrode forming process of an inkjet head in the conventional example, FIG. 14A is a perspective view showing a lead wire forming process of the inkjet head in the conventional example, and FIG. It is a perspective view which shows the insulating film formation process of an inkjet head.
In FIG. 13, 20 is a substrate, 21 is a titanium thin film, 22
Is an electrode. In FIG. 14, 20 is a substrate, 22 is an electrode, 23 is a lead wire, and 24 is an insulating layer. First, FIG.
As shown in FIG. 3A, the substrate 20 is cleaned with steam to clean the surface. Next, as shown in FIG. 13B, a titanium thin film 21 is laminated on the surface of the substrate 20 to a thickness of 0.5 to 5 μm by using the DC sputtering method. As a forming condition, a titanium target having a purity of 99.9% or more is used, a pressure during sputtering is 3 Pa or more, and a substrate temperature is 250 ° C. or more. Next, as shown in FIG. 13C, the electrodes 22 are formed at predetermined intervals by etching or ion milling. Next, gold is laminated by a plating method or a vacuum evaporation method to a thickness of 0.1 to 1 μm, and then, as shown in FIG.
As shown in, the lead wire 23 is formed by etching or ion milling. Next, the photosensitive resin 1
After application to a thickness of ˜5 μm, the electrode portions are removed by photolithography and the insulating layer 24 is formed as shown in FIG. A polyimide resin having excellent ink resistance and insulating properties is used as the photosensitive resin. Inorganic substances such as aluminum oxide and silicon oxide may be used instead of the photosensitive resin.
【0007】次に、インク流路及びノズル孔を構成する
ノズルプレートの形成工程について、図面を参照しなが
ら説明する。図15(a)は従来例におけるインクジェ
ットヘッドのノズルプレートの前処理工程を示す斜視図
であり、図15(b)は従来例におけるインクジェット
ヘッドのノズルプレートの紫外線照射工程を示す斜視図
であり、図15(c)は従来例におけるインクジェット
ヘッドのノズルプレートのエッチング処理工程を示す斜
視図である。図15において、25はノズルプレート、
26は結晶化部、27はインク流路、28はノズル孔で
ある。まず、図15(a)に示すようにノズルプレート
25を洗浄する。ノズルプレートは感光性ガラスを使用
する。次に、図15(b)に示すようにインク流路及び
ノズル孔となるべき位置を結晶化して結晶化部26を形
成する。結晶化部26は紫外線を照射し大気中の加熱炉
内で400℃、1時間の熱処理を施す。次に、結晶化部
26は非結晶化部に比較して100倍以上のエッチング
速度を有しているのでエッチング処理を行うことにより
結晶化部26が溝状にエッチングされる。エッチング液
は5%フッ化水素水を使用する。図15(c)に示すよ
うにノズルプレートにインク流路27やノズル孔28が
形成される。ノズルプレート25としては、ポリイミド
樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂
等の高分子材料、感光性ガラス、ガラス、セラミックス
等の絶縁材料、半導体、又は表面を高分子材料で被覆し
た金属、合金、絶縁体、半導体等が用いられる。Next, the step of forming the nozzle plate which forms the ink flow path and the nozzle hole will be described with reference to the drawings. 15A is a perspective view showing a pretreatment process of a nozzle plate of an inkjet head in a conventional example, and FIG. 15B is a perspective view showing an ultraviolet irradiation process of a nozzle plate of an inkjet head in a conventional example, FIG. 15C is a perspective view showing a step of etching a nozzle plate of an inkjet head in a conventional example. In FIG. 15, 25 is a nozzle plate,
Reference numeral 26 is a crystallization part, 27 is an ink flow path, and 28 is a nozzle hole. First, the nozzle plate 25 is washed as shown in FIG. The nozzle plate uses photosensitive glass. Next, as shown in FIG. 15B, the positions to be the ink flow paths and the nozzle holes are crystallized to form the crystallized portion 26. The crystallization part 26 is irradiated with ultraviolet rays and heat-treated at 400 ° C. for 1 hour in a heating furnace in the atmosphere. Next, since the crystallized portion 26 has an etching rate 100 times or more higher than that of the non-crystallized portion, the crystallized portion 26 is etched into a groove shape by performing an etching process. As the etching solution, 5% hydrogen fluoride water is used. As shown in FIG. 15C, the ink flow path 27 and the nozzle hole 28 are formed in the nozzle plate. As the nozzle plate 25, a polymer material such as a polyimide resin, an acrylic resin, or a polyethylene terephthalate resin, an insulating material such as photosensitive glass, glass, or a ceramic, a semiconductor, or a metal, an alloy, or an insulator whose surface is coated with a polymer material. , Semiconductor, etc. are used.
【0008】最後にノズルプレートと基板の接着工程に
ついて図面を参照しながら説明する。図16(a)は従
来例におけるインクジェットヘッドのノズルプレートと
基板の状態を示す斜視図であり、図16(b)は従来例
におけるインクジェットヘッドのノズルプレートと基板
の接着状態を示す斜視図である。図16において、20
は基板、22は電極、23はリード線、24は絶縁層、
25はノズルプレート、27はインク流路、28はノズ
ル孔である。まず、図16(a)に示すように、インク
流路27及びノズル孔28が形成されたノズルプレート
25と電極22及びリード線23が形成された基板20
を準備する。次に、図16(b)に示すように、接着剤
によりノズルプレート25と基板20を接合する。この
とき位置合わせはインク流路27内に電極22が配置さ
れるように接着される。また、接着剤には耐インク性の
良いエポキシ系接着剤が使用される。インクは共通イン
ク室(図示せず)を経てインク流路27に充満される。Finally, the step of adhering the nozzle plate and the substrate will be described with reference to the drawings. FIG. 16A is a perspective view showing a state of a nozzle plate and a substrate of an inkjet head in a conventional example, and FIG. 16B is a perspective view showing a bonded state of a nozzle plate of an inkjet head in the conventional example and a substrate. . In FIG. 16, 20
Is a substrate, 22 is an electrode, 23 is a lead wire, 24 is an insulating layer,
Reference numeral 25 is a nozzle plate, 27 is an ink flow path, and 28 is a nozzle hole. First, as shown in FIG. 16A, a nozzle plate 25 having an ink flow path 27 and a nozzle hole 28, a substrate 20 having an electrode 22 and a lead wire 23 formed thereon.
Prepare Next, as shown in FIG. 16B, the nozzle plate 25 and the substrate 20 are bonded with an adhesive. At this time, the alignment is performed so that the electrode 22 is arranged in the ink flow path 27. Further, an epoxy adhesive having good ink resistance is used as the adhesive. Ink is filled in the ink flow path 27 through a common ink chamber (not shown).
【0009】ここで、従来例における電極材料について
説明を行う。チタン以外の電極材料としては、一般に適
当な酸素過電圧を持ち耐腐食性に優れた材料である金、
白金、ニッケル、パラジウム、等が使用される。しか
し、インクジェットヘッド動作時には1kA/cm2以上
の大きな電流密度が電極にかかるため、金、白金、ニッ
ケル、パラジウムを電極材料として使用した場合、電気
化学反応が容易に起こり酸化や溶解が発生し、その進行
が速い傾向にある。一方、チタンは電極材料として安定
であり、最も好適に使用されているが、やはり酸化や溶
解が少なからず発生し、印字寿命回数に支障をきたして
いる。しかし、上述して製造方法による形成条件下で形
成されたチタン膜は柱状構造なるためにチタン表面の実
表面積を大きくすることができる。その結果、電気化学
的に安定でかつ実表面積が大きいチタンをインクジェッ
トヘッドの電極として使用できるので、電流密度が減少
し電気化学的反応を抑制できるのである。従って、柱状
構造で実表面積の大きいチタンが従来の電極材料として
最も好適に使用されている。Here, the electrode material in the conventional example will be described. As electrode materials other than titanium, gold, which is a material that has an appropriate oxygen overvoltage and is excellent in corrosion resistance,
Platinum, nickel, palladium, etc. are used. However, since a large current density of 1 kA / cm 2 or more is applied to the electrodes during operation of the inkjet head, when gold, platinum, nickel, or palladium is used as an electrode material, an electrochemical reaction easily occurs and oxidation or dissolution occurs, The progress tends to be fast. On the other hand, titanium is stable and is most preferably used as an electrode material, but it still suffers from considerable oxidation and dissolution, which hinders the printing life. However, since the titanium film formed under the forming conditions by the manufacturing method described above has a columnar structure, the actual surface area of the titanium surface can be increased. As a result, titanium, which is electrochemically stable and has a large actual surface area, can be used as the electrode of the inkjet head, so that the current density is reduced and the electrochemical reaction can be suppressed. Therefore, titanium having a columnar structure and a large actual surface area is most preferably used as a conventional electrode material.
【0010】以上のように製造された従来例におけるイ
ンクジェットヘッドについて、以下図面を用いてその使
用方法を説明する。図17(a)は従来例におけるイン
クジェットヘッドの交流電圧印加前を示す要部断面側面
図であり、図17(b)は従来例におけるインクジェッ
トヘッドの交流電圧印加後のインクの気泡発生を示す要
部断面側面図であり、図17(c)は従来例におけるイ
ンクジェットヘッドの交流電圧印加後のインク滴の吐出
を示す要部断面側面図であり、図17(d)は従来例に
おけるインクジェットヘッドの交流電圧印加停止後のイ
ンクの気泡消滅を示す要部断面側面図であり、図17
(e)は従来例におけるインクジェットヘッドの交流電
圧印加停止後のインクの充填を示す要部断面側面図であ
る。図17において、2は基板、3はインク流路、4は
ノズル孔、5aは第1電極、5bは第2電極、6はリー
ド線、7は電源、8はスイッチ、9は絶縁層、10はイ
ンク、11は記録用紙、30はインクが沸騰して発生し
た気泡、31はインク10が吐出したインク滴である。
まず、図17(a)に示すように従来例におけるインク
ジェットヘッドはチタンからなる第1電極5a、第2電
極5b間に周波数100k〜5MHz、電圧10〜40
Vの交流信号を印加しインク10中に5〜20mAの交
流電流を流す。周波数が2MHzの交流駆動の場合周期
は500ナノ秒で行われることになる。この周期で5〜
20μ秒間通電するとインク10はW=I2×R×tな
るジュール熱を発生しインク10の温度が150〜20
0℃程度に上昇する。この時発生するジュール熱によっ
てインク10が沸騰し図17(b)に示すように気泡3
0が第1電極5a、第2電極5b間に発生する。さら
に、図17(c)に示すように気泡30が成長し沸騰の
圧力エネルギーによりノズル孔4からインク滴31が記
録用紙11の方向に吐出することになる。次に、図17
(d)に示すように、インク滴31が吐出し交流信号電
圧の印加を停止すると同時に気泡30は急激に冷却し縮
小し消滅しインク吐出動作が完了する。また、吐出した
インク滴31は記録用紙11に付着浸透し印字されるこ
とになる。ここで、インク10が共通インク室(図示せ
ず)より毛細管現象によりインク流路3に供給され図1
7(e)に示すように、インク10がインク流路3内に
充填される。この動作を繰り返し連続印字がなされる。The conventional ink jet head manufactured as described above will be described below with reference to the drawings. FIG. 17A is a cross-sectional side view of an essential part of the conventional inkjet head before application of an AC voltage, and FIG. 17B is a schematic view of the conventional inkjet head showing generation of ink bubbles after application of an AC voltage. 17C is a side sectional view of a part, and FIG. 17C is a side sectional view of an essential part showing ejection of ink droplets after application of an AC voltage to the inkjet head in the conventional example, and FIG. FIG. 17 is a cross-sectional side view of a main part showing disappearance of ink bubbles after the application of an AC voltage is stopped.
(E) is a cross-sectional side view of essential parts showing the filling of ink after stopping the application of the alternating voltage to the inkjet head in the conventional example. 17, 2 is a substrate, 3 is an ink flow path, 4 is a nozzle hole, 5a is a first electrode, 5b is a second electrode, 6 is a lead wire, 7 is a power supply, 8 is a switch, 9 is an insulating layer, 10 Is an ink, 11 is a recording paper, 30 is a bubble generated by boiling of the ink, and 31 is an ink droplet ejected from the ink 10.
First, as shown in FIG. 17A, the inkjet head in the conventional example has a frequency of 100 k to 5 MHz and a voltage of 10 to 40 between the first electrode 5a and the second electrode 5b made of titanium.
An AC signal of V is applied to flow an AC current of 5 to 20 mA in the ink 10. In the case of AC driving with a frequency of 2 MHz, the cycle is 500 nanoseconds. 5 in this cycle
When electricity is applied for 20 μs, the ink 10 generates Joule heat of W = I 2 × R × t, and the temperature of the ink 10 is 150 to 20.
It rises to about 0 ° C. Due to the Joule heat generated at this time, the ink 10 boils and bubbles 3 are generated as shown in FIG.
0 occurs between the first electrode 5a and the second electrode 5b. Further, as shown in FIG. 17C, the bubbles 30 grow and the pressure energy of boiling causes the ink droplets 31 to be ejected from the nozzle holes 4 toward the recording paper 11. Next, FIG.
As shown in (d), the ink droplet 31 is ejected and the application of the AC signal voltage is stopped, and at the same time, the bubble 30 is rapidly cooled, reduced and disappears, and the ink ejection operation is completed. In addition, the ejected ink droplets 31 adhere to the recording paper 11 and permeate to be printed. Here, the ink 10 is supplied to the ink flow path 3 from a common ink chamber (not shown) by a capillary phenomenon.
As shown in FIG. 7E, the ink 10 is filled in the ink flow path 3. By repeating this operation, continuous printing is performed.
【0011】本発明で用いるインクは水溶性或いは油溶
性のどちらでもよいが、臭い、安全性を考慮すると水溶
性が好ましい。インクには、染料、湿潤材、界面活性
剤、防腐剤等が溶媒に含有されている。染料としては、
アゾ染料、酸性染料、塩基性染料、直接染料等が用いら
れる。顔料としては、カーボンブラック、アゾレーキ顔
料、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔
料、フタロシアニン顔料、ベリレン顔料、アトラキノン
顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオイン
ジコ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料、
塩基性染料型レーキ、ニトロ顔料、アニリンブラック、
蛍光顔料、酸化チタン、酸化鉄等が用いられる。溶媒と
しては、水、エチルアルコール、メチルアルコール、n
−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n−
ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、ter
t−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n−ペ
ンタノール、ジエチレングリコール、低級ジアルキルエ
ーテル類、アセトン、ジアセトンアルコール等のケトン
又はケトアルコール、ジメチルホルムアミド、ジメチル
アセトアミド等のアミド類、等が用いられる。湿潤剤と
してはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコ
ール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール等の
アルキレン基が2〜6個の炭素原子を含むアルキレング
リコール、エチレングリコールエチルエーテル、ジエチ
レングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコール
エチルエーテル等のジエチレングリコールの低級アルキ
ルエーテル、グリセリン、尿素、ソルビタン、ソルビト
ール、イノシトール、キレート剤等が用いられる。粘度
調整剤としてポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピ
ルセルロース、メチルセルロース、水溶性アクリル樹
脂、ポリビニルピロリドン、アラビアゴムスターチ、グ
リセリン等が用いられる。表面張力調整剤として、ジエ
アノールアミン、トリエタノールアミン、アニオン系界
面活性剤、ノニオン系界面活性剤等が用いられる。pH
調整剤として、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、ジ
エアノールアミン等が用いられる。分散剤として、蛋白
質類、天然ゴム類、セルロース誘電体、天然高分子、非
イオン性高分子、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活
性剤等が用いられる。発泡剤として、イソプロピルアル
コール、多価アルコール等が用いられる。酸化防止剤と
しては、ビタミンC、亜硫酸ナトリウム、ハイドロキノ
ン、ピラゾリドン、ヒドラジン等が用いられる。防腐剤
としては、アルコール、ホルマリン、オマシンナトリウ
ム等が用いられる。導電性付与剤としては、リチウム等
からなるアルカリ金属化合物塩、硫酸アンモニウム、塩
化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム等の無機塩
類や有機塩類あるいは4級有機アンモニウム塩の誘導体
が用いられる。化合物の例として、モノエタノールアミ
ン硫酸塩、ジエタノールアミン硫酸塩、トリエタノール
アミン硫酸塩、モノエタノールアミン硝酸塩、ジエタノ
ールアミン硝酸塩、トリエタノールアミン硝酸塩、モノ
エタノールアミンリン酸塩、ジエタノールアミンリン酸
塩、トリエタノールアミンリン酸塩、ジメタノールアミ
ン硫酸塩、トリメタノールアミン硫酸塩、ジエチルアミ
ン硫酸塩、トリエチルアミン硫酸塩、ジメチルアミン硫
酸塩、トリメチルアミン硫酸塩、モノプロピルアミン硫
酸塩、ジプロピルアミン硫酸塩、トリプロピルアミン硫
酸塩、フェニルアミン硫酸塩、ジフェニルアミン硫酸
塩、ジメチレンアミン硫酸塩、トリメチレンアミン硫酸
塩、ジエチレンアミン硫酸塩、トリエチレンアミン硫酸
塩、ジプロピレンアミン硫酸塩、トリプロピレンアミン
硫酸塩、ピリジン硫酸塩、ピロール硫酸塩等が用いられ
る。界面活性剤としては、脂肪酸塩類、高級アルコール
硫酸エステル類、液体脂肪油硫酸エステル類、脂肪アル
コールリン酸エステル塩類、二塩基性脂肪酸エステルの
スルホン塩類、脂肪酸アミドスルホン酸塩類、アルキル
アリルスルホン酸塩類、ホルマリン縮合のナフタリンス
ルホン酸塩類、アルキルピリジウム塩、ポリオキシエチ
レンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキル
フェニールエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエ
ステル類、ソルビタンアルキルエステル類、ポリオキシ
エチレンソルビタンアルキルエステル類を挙げることが
できる。更に、印刷用紙に付着する場合のインクの被膜
の強度を補強するために、アルキッド樹脂、アクリル樹
脂、アクリルアミド樹脂、ポリビニールアルコール、ポ
リビニルピロリドン等の樹脂重合体が添加されても良
い。また、カビ防止剤を添加するのが長期保存時の信頼
性確保の点で有利である。インクの比抵抗は25℃にお
いて、8〜50Ω・cm、好ましくは15〜25Ω・c
mが用いられる。比抵抗が15Ω・cm未満になるにつ
れ導電性付与剤の含有量が多くなり染料の溶解安定性が
低下しノズルの目詰まり性が悪化する傾向となり好まし
くない。比抵抗が25Ω・cmを越えるにつれ電極に印
加する電圧の交流周波数を低くすると基板上の化学反応
を防止することができず電極が溶解され吐出安定性が悪
化する傾向となり好ましくない。粘度は1〜10cp、
好ましくは1〜5cpが好適に用いられる。粘度が1c
p未満になるにつれ適当な原料の配合ができなくなる傾
向となり好ましくない。粘度が5cpを越えるにつれ適
当な大きさのインク滴が得られない傾向となり好ましく
ない。表面張力は28〜55dyne/cm、好ましく
は30〜45dyne/cmが用いられる。表面張力が
30dyne/cm未満になるにつれ印字の細線滲みが
悪化し印字濃度が低下する傾向となり好ましくない。表
面張力が45dyne/cmを越えるにつれ色重ね印字
の色滲み性が低下する傾向にあり好ましくない。pHは
6〜10、好ましくは7〜9が用いられる。pHが7未
満になるにつれ染料の溶解安定性が低下する傾向となり
好ましくない。pHが9を越えるにつれ染料の退色が発
生する傾向があり好ましくない。The ink used in the present invention may be either water-soluble or oil-soluble, but is preferably water-soluble in consideration of odor and safety. The ink contains a dye, a wetting agent, a surfactant, an antiseptic agent and the like in a solvent. As a dye,
Azo dyes, acid dyes, basic dyes, direct dyes and the like are used. As the pigment, carbon black, azo lake pigment, insoluble azo pigment, condensed azo pigment, chelate azo pigment, phthalocyanine pigment, berylene pigment, atraquinone pigment, quinacridone pigment, dioxazine pigment, thioindico pigment, isoindolinone pigment, quinophthalone pigment,
Basic dye type lake, nitro pigment, aniline black,
Fluorescent pigment, titanium oxide, iron oxide, etc. are used. As the solvent, water, ethyl alcohol, methyl alcohol, n
-Propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-
Butyl alcohol, sec-butyl alcohol, ter
Ketones or keto alcohols such as t-butyl alcohol, isobutyl alcohol, n-pentanol, diethylene glycol, lower dialkyl ethers, acetone and diacetone alcohol, and amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide are used. As the wetting agent, alkylene glycol such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, butylene glycol and hexylene glycol having 2 to 6 carbon atoms, diethylene glycol lower than ethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol ethyl ether, etc. Alkyl ether, glycerin, urea, sorbitan, sorbitol, inositol, chelating agent and the like are used. As the viscosity modifier, polyvinyl alcohol, hydroxypropyl cellulose, methyl cellulose, water-soluble acrylic resin, polyvinyl pyrrolidone, gum arabic starch, glycerin and the like are used. As the surface tension adjusting agent, diaeranolamine, triethanolamine, anionic surfactant, nonionic surfactant and the like are used. pH
As a regulator, potassium hydroxide, sodium hydroxide, diaanolamine, etc. are used. As the dispersant, proteins, natural rubbers, cellulose dielectrics, natural polymers, nonionic polymers, anionic surfactants, nonionic surfactants and the like are used. Isopropyl alcohol, polyhydric alcohol, etc. are used as a foaming agent. As the antioxidant, vitamin C, sodium sulfite, hydroquinone, pyrazolidone, hydrazine and the like are used. As the preservative, alcohol, formalin, omasin sodium and the like are used. As the conductivity-imparting agent, an alkali metal compound salt of lithium or the like, an inorganic salt such as ammonium sulfate, lithium chloride, sodium chloride or potassium chloride, an organic salt or a derivative of a quaternary organic ammonium salt is used. Examples of compounds include monoethanolamine sulfate, diethanolamine sulfate, triethanolamine sulfate, monoethanolamine nitrate, diethanolamine nitrate, triethanolamine nitrate, monoethanolamine phosphate, diethanolamine phosphate, triethanolamine phosphate. Acid salt, dimethanolamine sulfate, trimethanolamine sulfate, diethylamine sulfate, triethylamine sulfate, dimethylamine sulfate, trimethylamine sulfate, monopropylamine sulfate, dipropylamine sulfate, tripropylamine sulfate, Phenylamine sulfate, diphenylamine sulfate, dimethyleneamine sulfate, trimethyleneamine sulfate, diethyleneamine sulfate, triethyleneamine sulfate, dipropyleneamine sulfate, Propylene amine sulfate, pyridine sulfate, pyrrole sulfate or the like is used. As the surfactant, fatty acid salts, higher alcohol sulfates, liquid fatty acid sulfates, fatty alcohol phosphate esters, dibasic fatty acid ester sulfonates, fatty acid amide sulfonates, alkylallyl sulfonates, Formalin-condensed naphthalene sulfonates, alkylpyridium salts, polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkylphenyl ethers, polyoxyethylene alkyl esters, sorbitan alkyl esters, polyoxyethylene sorbitan alkyl esters You can Further, a resin polymer such as an alkyd resin, an acrylic resin, an acrylamide resin, polyvinyl alcohol, or polyvinylpyrrolidone may be added in order to reinforce the strength of the ink film when attached to the printing paper. Addition of an antifungal agent is advantageous from the viewpoint of ensuring reliability during long-term storage. The specific resistance of the ink is 8 to 50 Ω · cm, preferably 15 to 25 Ω · c at 25 ° C.
m is used. When the specific resistance is less than 15 Ω · cm, the content of the conductivity-imparting agent increases, the dissolution stability of the dye decreases, and the nozzle clogging tends to deteriorate, which is not preferable. If the AC frequency of the voltage applied to the electrode is lowered as the specific resistance exceeds 25 Ω · cm, the chemical reaction on the substrate cannot be prevented, the electrode is dissolved and the ejection stability tends to be deteriorated, which is not preferable. Viscosity is 1-10 cp,
Preferably 1 to 5 cp is suitably used. Viscosity 1c
When it is less than p, it tends to be impossible to mix appropriate raw materials, which is not preferable. When the viscosity exceeds 5 cp, it is not preferable because ink droplets having an appropriate size cannot be obtained. The surface tension is 28 to 55 dyne / cm, preferably 30 to 45 dyne / cm. When the surface tension is less than 30 dyne / cm, fine line bleeding of the print is deteriorated and the print density tends to decrease, which is not preferable. When the surface tension exceeds 45 dyne / cm, the color bleeding property of color overprinting tends to decrease, which is not preferable. The pH used is 6 to 10, preferably 7 to 9. When the pH is less than 7, the dissolution stability of the dye tends to decrease, which is not preferable. As the pH exceeds 9, discoloration of the dye tends to occur, which is not preferable.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のインクジェットヘッドでは、最も好適に使用されてい
た柱状構造で実表面積の大きいチタンを電極として使用
してもインクジェットヘッド動作時には電流を媒介とし
インクと電極の間で電気化学反応が起こる。更にインク
がジュール熱を発生し電極近傍のインクの温度が上昇す
るため、電気化学反応が促進され電極の酸化や溶解が発
生し進行するという問題点を有していた。電極の酸化が
進行した場合電極表面に酸化水和物が生成する。しかも
この酸化水和物はすかすかな構造を持つため電極表面か
ら内部へ酸化が容易に進行していく。この電極の酸化や
溶解が大きな抵抗となり十分な電流が導電性インクに流
れなくなり、気泡が生成できずインク滴が吐出しなくな
るという問題点を有していた。また、従来例におけるイ
ンクジェットヘッドでは、一対の電極である第1電極と
第2電極との面積が異なると面積の小さい電極に電流が
集中して益々電極の酸化や溶解が進行し電極自体が消滅
することもありインクジェットヘッドとしての機能が損
なわれ印字寿命回数が短く実用上大きな問題点を有して
いた。However, in the above-mentioned conventional ink jet head, even when titanium, which has the columnar structure and which has a large actual surface area, is used most preferably as the electrode, the ink and the electrode are mediated by current during the operation of the ink jet head. An electrochemical reaction occurs between them. Further, since the ink generates Joule heat and the temperature of the ink in the vicinity of the electrode rises, there is a problem that the electrochemical reaction is promoted and the electrode is oxidized and dissolved to proceed. When the oxidation of the electrode progresses, an oxide hydrate is formed on the electrode surface. Moreover, since this oxidized hydrate has a faint structure, oxidation easily progresses from the electrode surface to the inside. There is a problem that oxidation and dissolution of this electrode cause a large resistance and a sufficient current cannot flow into the conductive ink, bubbles cannot be generated, and ink droplets cannot be ejected. Further, in the ink jet head in the conventional example, when the areas of the first electrode and the second electrode, which are a pair of electrodes, are different, the current concentrates on the electrode having a small area, and the oxidation and dissolution of the electrodes progress more and more, and the electrodes themselves disappear. In some cases, the function as an ink jet head is impaired, the number of printing lives is short, and there is a serious problem in practical use.
【0013】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、電極材料を改質することにより電極の電気化学反応
を抑制し酸化や溶解を防止することができ耐久性に優れ
吐出特性を長期間安定に維持して高画質な印字を行うこ
とができ印字回数の長い信頼性に優れたインクジェット
ヘッドの提供、及び、高耐久性で高信頼性のインクジェ
ットヘッドを高い製造歩留りで安定して製造することが
できる生産性や量産性に優れたインクジェットヘッドの
製造方法を提供することを目的とする。The present invention solves the above-mentioned conventional problems. By modifying the electrode material, the electrochemical reaction of the electrode can be suppressed and oxidation and dissolution can be prevented, and the durability is excellent and the ejection characteristics are long. Providing highly reliable inkjet heads that can perform high-quality printing while maintaining stable printing for a long period of time, and manufacture highly durable and highly reliable inkjet heads with high manufacturing yield and stability It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing an inkjet head which is excellent in productivity and mass productivity.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、電極がチタンと価電子数が5価以上の金属
とを含有し、かつ、電極の表面が酸化されているように
構成したものである。In order to solve this problem, the present invention provides an electrode containing titanium and a metal having a valence electron number of 5 or more, and the surface of the electrode is oxidized. It is composed.
【0015】これにより、電圧印加時の電極の酸化反応
や溶解現象が起こり難く電極物質の溶出の少ない耐久性
に優れたインクジェットヘッドが得られる。As a result, it is possible to obtain an ink jet head which is less likely to undergo an oxidation reaction or a dissolution phenomenon of the electrode when a voltage is applied, and which is less likely to elute the electrode substance and has excellent durability.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載のインク
ジェットヘッドは、インク流路と、インク流路の壁面に
穿孔されたノズル孔と、インク流路の壁面に対向して配
設された一対の電極と、を備えたインクジェットヘッド
であって、電極がチタンと価電子数が5価以上の金属と
を含有し、かつ、電極の表面が酸化されているとしたも
のであり、インクと接する電極表面がチタンと価電子数
が5価以上である金属の酸化物で覆われるので、価電子
数が5価以上である金属の余分な電子が自由電子となり
酸化物を半導体とすることができる。また、価電子数が
5価以上である金属元素は酸化チタンのn型半導体にお
けるドナー原子と作用し酸化チタンの電気伝導度を向上
できる。従って、酸化や溶解は広義の意味では酸化反応
であるため、酸化や溶解等の電気化学反応を抑制でき
る。また、酸化が進行しても従来の電極より電気伝導度
が高いので電極を介して安定にインク中に電流を流すこ
とができるという作用を有する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An ink jet head according to claim 1 of the present invention is provided with an ink flow path, a nozzle hole formed in a wall surface of the ink flow path, and a wall surface of the ink flow path. An ink jet head including a pair of electrodes, wherein the electrode contains titanium and a metal having a valence number of 5 or more, and the surface of the electrode is oxidized. Since the surface of the electrode in contact with is covered with titanium and an oxide of a metal having a valence of 5 or more, extra electrons of the metal having a valence of 5 or more become free electrons, and the oxide is used as a semiconductor. You can Further, the metal element having a valence electron number of 5 or more acts on a donor atom in the n-type semiconductor of titanium oxide to improve the electrical conductivity of titanium oxide. Therefore, since oxidation and dissolution are oxidation reactions in a broad sense, electrochemical reactions such as oxidation and dissolution can be suppressed. Further, even if the oxidation progresses, the electric conductivity is higher than that of the conventional electrode, so that there is an effect that a current can be stably passed through the electrode through the ink.
【0017】請求項2に記載のインクジェットヘッド
は、請求項1において、価電子数が5価以上の金属が
0.01〜1.0原子%の割合で含有されているとした
ものであり、さらに好適には0.05〜0.5原子%の
範囲で用いられる。含有量が0.05原子%未満になる
につれ従来のチタンからなる電極と同様の吐出性能であ
り電気化学反応の抑制に大きな効果は見られない傾向と
なり好ましくない。含有量が0.5原子%を越えるにつ
れ電極表面に価電子数が5価以上である金属固有の緻密
な酸化膜が形成されこれにより電極間の抵抗が大きくな
りインク中の十分な電流を供給することが困難となる傾
向があり好ましくない。According to a second aspect of the present invention, there is provided an ink jet head according to the first aspect, wherein the metal having a valence electron number of 5 or more is contained in a proportion of 0.01 to 1.0 atom%. More preferably, it is used in the range of 0.05 to 0.5 atom%. When the content is less than 0.05 atom%, the ejection performance is the same as that of the conventional electrode made of titanium, and there is a tendency that no significant effect is observed in suppressing the electrochemical reaction, which is not preferable. As the content exceeds 0.5 atom%, a dense oxide film peculiar to a metal having 5 or more valence electrons is formed on the electrode surface, which increases the resistance between the electrodes and supplies a sufficient current in the ink. It is difficult to do so, which is not preferable.
【0018】請求項3に記載のインクジェットヘッド
は、インク流路と、インク流路の壁面に穿孔されたノズ
ル孔と、インク流路の壁面に対向して配設された一対の
電極と、を備えたインクジェットヘッドであって、電極
が、チタン膜と、チタン膜上に積層された価電子数が5
価以上の金属膜とで形成され、かつ、電極の表面が酸化
されているとしたものであり、電極表面が価電子数が5
価以上である金属の酸化物で被覆されるので酸化や溶解
等の電気化学反応を抑制できる作用を有する。An ink jet head according to a third aspect of the present invention includes an ink flow path, a nozzle hole formed in a wall surface of the ink flow path, and a pair of electrodes arranged to face the wall surface of the ink flow path. An inkjet head provided with an electrode having a titanium film and a valence electron number of 5 stacked on the titanium film.
It is assumed that the surface of the electrode is oxidized with a metal film having a valence of 5 or more and the number of valence electrons is 5 on the surface of the electrode.
Since it is coated with a metal oxide having a valency or more, it has the effect of suppressing electrochemical reactions such as oxidation and dissolution.
【0019】請求項4に記載のインクジェットヘッド
は、請求項3において、価電子数が5価以上である金属
膜の膜厚が0.02〜0.2μmであるとしたものであ
り、特に、好適には0.05〜0.1μmの範囲で用い
られる。厚さが0.05μm未満になるにつれ従来のチ
タンからなる電極を持つインクジェットヘッドと同様の
吐出性能であり電極の電気化学反応の抑制に効果が見ら
れない傾向となり好ましくない。厚さが0.1μmを越
えるにつれ電気抵抗が大きくなり気泡の発生が十分でな
くインクの吐出性能が低下する傾向となり好ましくな
い。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an ink jet head according to the third aspect, wherein the metal film having a valence number of 5 or more has a thickness of 0.02 to 0.2 μm. It is preferably used in the range of 0.05 to 0.1 μm. When the thickness is less than 0.05 μm, the ejection performance is similar to that of an ink jet head having a conventional electrode made of titanium, and there is a tendency that the effect of suppressing the electrochemical reaction of the electrode cannot be seen, which is not preferable. If the thickness exceeds 0.1 μm, the electric resistance increases, the generation of bubbles is not sufficient, and the ink ejection performance tends to deteriorate, which is not preferable.
【0020】請求項5に記載のインクジェットヘッド
は、請求項1乃至4の内いずれか1において、価電子数
が5価以上の金属が、ニオブ、タンタル、タングステ
ン、乃至、アンチモンの内いずれか1以上であるとした
ものであり、チタンに十分固溶し固溶体を形成できると
ともにチタン表面に金属膜を形成し易い作用を有す。An inkjet head according to a fifth aspect of the present invention is the inkjet head according to any one of the first to fourth aspects, wherein the metal having a valence electron number of 5 or more is niobium, tantalum, tungsten, or antimony. As described above, it has a function of forming a solid solution by sufficiently forming a solid solution in titanium and easily forming a metal film on the titanium surface.
【0021】請求項6に記載のインクジェットヘッドの
製造方法は、チタンと価電子数が5価以上である金属と
を含有する電極膜を形成する電極膜形成工程と、電極膜
形成工程で成形された電極膜の表面を酸化し表面酸化層
を形成する酸化処理工程と、を備えたとしたものであ
り、酸化反応や溶解現象の生じない耐久性に優れた電極
を形成することができる作用を有する。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an ink jet head manufacturing method, which includes an electrode film forming step of forming an electrode film containing titanium and a metal having a valence number of 5 or more, and an electrode film forming step. And an oxidation treatment step of oxidizing the surface of the electrode film to form a surface oxide layer, which has the function of forming an electrode having excellent durability without causing an oxidation reaction or a dissolution phenomenon. .
【0022】請求項7に記載のインクジェットヘッドの
製造方法は、請求項6において、酸化処理工程が、30
0〜800℃の温度範囲で電極膜を加熱する処理工程か
らなるとしたものであり、特に好適には400〜500
℃の範囲が用いられる。加熱温度が400℃未満になる
につれ電極表面が十分に酸化されずインクジェットヘッ
ドを作動させた場合電極の電気化学反応の抑制作用がな
い傾向となり好ましくない。加熱温度が500℃を越え
た場合はチタンの酸化量が多くなり体積膨張を起こし電
極の表面積が減少するため電流密度が増大し電極の電気
化学反応の抑制に大きな効果が見られない傾向となり好
ましくない。According to a seventh aspect of the present invention, in the ink jet head manufacturing method of the sixth aspect, the oxidation treatment step is
It is said that it comprises a treatment step of heating the electrode film in a temperature range of 0 to 800 ° C., and particularly preferably 400 to 500.
A range of ° C is used. When the heating temperature is lower than 400 ° C., the electrode surface is not sufficiently oxidized, and when the inkjet head is operated, there is a tendency that there is no effect of suppressing the electrochemical reaction of the electrode, which is not preferable. When the heating temperature exceeds 500 ° C., the amount of oxidation of titanium increases, volume expansion occurs, and the surface area of the electrode decreases, so that the current density increases and the effect of suppressing the electrochemical reaction of the electrode tends not to be observed, which is preferable. Absent.
【0023】請求項8に記載のインクジェットヘッドの
製造方法は、請求項6において、酸化処理工程が、電極
膜を陽極酸化する処理工程からなるとしたものであり、
製造装置が簡便にでき生産速度が速いとともに品質の安
定した製品を製造でき製造歩留りが高いという作用を有
する。According to an eighth aspect of the present invention, in the ink jet head manufacturing method of the sixth aspect, the oxidation treatment step comprises a treatment step of anodizing the electrode film.
This has the effects of simplifying the manufacturing apparatus, increasing the production speed, and producing products with stable quality, and increasing the production yield.
【0024】請求項9に記載のインクジェットヘッドの
製造方法は、請求項6において、酸化処理工程が、電極
膜を酸素プラズマで酸化する処理工程からなるとしたも
のであり、製品の不純物による汚染が少なく高品質の製
品を得ることができるという作用を有する。According to a ninth aspect of the present invention, in the ink jet head manufacturing method according to the sixth aspect, the oxidation treatment step includes a treatment step of oxidizing the electrode film with oxygen plasma, so that the product is less contaminated by impurities. It has an effect that a high quality product can be obtained.
【0025】請求項10に記載のインクジェットヘッド
の製造方法は、チタン膜を形成するチタン膜形成工程
と、チタン膜形成工程で形成されたチタン膜上に価電子
数が5価以上である金属膜を積層する金属膜形成工程
と、チタン膜形成工程及び金属膜形成工程で形成された
チタン膜及び金属膜を300〜800℃の温度で加熱し
表面酸化層を形成する酸化処理工程と、を備えたことと
したもので、酸化工程での加熱温度は特に好適には40
0〜500℃の範囲が用いられる。加熱温度が400℃
未満になるにつれ電極表面が十分に酸化されずインクジ
ェットヘッドを作動させた場合電極の電気化学反応の抑
制作用がない傾向となり好ましくない。加熱温度が50
0℃を越えた場合はチタンの酸化量が多くなり体積膨張
を起こし電極の表面積が減少するため電流密度が増大し
電極の電気化学反応の抑制に大きな効果が見られない傾
向となり好ましくない。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an ink jet head, wherein a titanium film forming step of forming a titanium film, and a metal film having a valence number of 5 or more on the titanium film formed in the titanium film forming step. And a titanium film forming step of heating the titanium film and the metal film formed in the metal film forming step at a temperature of 300 to 800 ° C. to form a surface oxide layer. The heating temperature in the oxidation step is particularly preferably 40
A range of 0-500 ° C is used. Heating temperature is 400 ℃
When the amount is less than the above range, the electrode surface is not sufficiently oxidized, and when the inkjet head is operated, the effect of suppressing the electrochemical reaction of the electrode tends to be unfavorable. Heating temperature is 50
When the temperature exceeds 0 ° C., the amount of oxidized titanium increases, the volume expansion occurs, and the surface area of the electrode decreases, so that the current density increases and a large effect on suppressing the electrochemical reaction of the electrode tends not to be seen, which is not preferable.
【0026】請求項11に記載のインクジェットヘッド
の製造方法は、チタン膜を形成するチタン膜形成工程
と、チタン膜形成工程で形成されたチタン膜上に価電子
数が5価以上である金属を含有する溶液を塗布する塗布
工程と、塗布工程で塗布された価電子数が5価以上であ
る金属を含有する溶液を加熱分解する加熱分解処理工程
と、を備えたこととしたもので、チタン膜を酸化できる
と同時にチタン膜内部に価電子数が5価以上である金属
を拡散でき接合強度の高い金属膜を形成できるとともに
均一に酸化されしかも安定な酸化状態を形成できる作用
を有する。In the method of manufacturing an ink jet head according to claim 11, a titanium film forming step of forming a titanium film, and a metal having a valence number of 5 or more on the titanium film formed in the titanium film forming step. It is provided with a coating step of coating a solution containing it, and a thermal decomposition treatment step of thermally decomposing a solution containing a metal having a valence number of 5 or more applied in the coating step. The film can be oxidized, and at the same time, a metal having a valence number of 5 or more can be diffused inside the titanium film to form a metal film having high bonding strength and to be uniformly oxidized and have a stable oxidized state.
【0027】以下本発明の実施の形態について、図1〜
図10を用いて説明する。 (実施の形態1)図1は本発明の第1実施の形態におけ
るインクジェットヘッドの要部断面側面図であり、図2
は本発明の第1実施の形態におけるインクジェットヘッ
ドの電極の要部模式図である。図1において、1は第1
実施の形態におけるインクジェットヘッド、2は基板、
3はインク流路、4はノズル孔、5は電極、5aは第1
電極、5bは第2電極、6はリード線、7は電源、8は
スイッチ、9は絶縁層、10はインクである。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. (Embodiment 1) FIG. 1 is a sectional side view of an essential part of an inkjet head according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic view of a main part of an electrode of the inkjet head according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is the first
Inkjet head in the embodiment, 2 is a substrate,
3 is an ink flow path, 4 is a nozzle hole, 5 is an electrode, and 5a is a first
An electrode, 5b is a second electrode, 6 is a lead wire, 7 is a power source, 8 is a switch, 9 is an insulating layer, and 10 is ink.
【0028】図2において、2は基板、5は電極、5a
は第1電極、5bは第2電極である。これらは従来例と
同様であり同一の符号を付けて説明を省略する。第1実
施の形態においては、電極5がチタンにニオブ、タンタ
ル、タングステン、アンチモンをそれぞれ0.01、
0.1、1.0原子%含有されるとともに電極表面を加
熱し酸化させている点が比較例と異なる。In FIG. 2, 2 is a substrate, 5 is an electrode, and 5a.
Is a first electrode and 5b is a second electrode. These are the same as those in the conventional example, and the same reference numerals are given to omit the description. In the first embodiment, the electrode 5 contains titanium containing 0.01% niobium, tantalum, tungsten, and antimony, respectively.
It differs from the comparative example in that it contains 0.1 and 1.0 atomic% and that the electrode surface is heated and oxidized.
【0029】基板2としては、ガラス、セラミックス等
の絶縁材料、半導体、表面を高抵抗材料で被覆した金
属、金属合金、絶縁物、半導体が用いられる。ガラスと
しては、カリ石灰ガラス、硼珪酸ガラス、クラウンガラ
ス、亜鉛クラウンガラス、ソーダカリガラス、バリウム
硼珪酸ガラス、96%珪酸ガラス、99.5%珪酸ガラ
ス燐酸ガラス、低融点ガラス、リチウム珪酸ガラス、亜
鉛アルミ珪酸ガラス、珪酸ジルコニウムガラス等が用い
られる。セラミックスとしては、酸化アルミニウム(ア
ルミナ)、酸化チタン(チタニア)、MgO・SiO2
(ステアタイト)、2MgO・SiO2(ホルステライ
ト)、BeO(ベリリア)、MgO・Al2O3(スピネ
ル)等が挙げられる。半導体としては、シリコン、炭化
シリコン、ゲルマニウム等が挙げられる。As the substrate 2, an insulating material such as glass or ceramics, a semiconductor, a metal whose surface is coated with a high resistance material, a metal alloy, an insulator or a semiconductor is used. As the glass, potassium lime glass, borosilicate glass, crown glass, zinc crown glass, soda potassium glass, barium borosilicate glass, 96% silicate glass, 99.5% silicate glass phosphate glass, low melting point glass, lithium silicate glass, zinc Aluminum silicate glass, zirconium silicate glass, etc. are used. As ceramics, aluminum oxide (alumina), titanium oxide (titania), MgO.SiO 2
(Steatite), 2MgO.SiO 2 (holsterite), BeO (beryllia), MgO.Al 2 O 3 (spinel) and the like. Examples of the semiconductor include silicon, silicon carbide, germanium and the like.
【0030】絶縁層9としては耐熱性のポリイミド樹
脂、ポリアミドイミド樹脂、尿素樹脂、フェノール樹
脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、シリコ
ン樹脂等の絶縁性の有機物、又は、絶縁性の無機物が用
いられる。As the insulating layer 9, an insulating organic material such as a heat-resistant polyimide resin, a polyamideimide resin, a urea resin, a phenol resin, an epoxy resin, a fluororesin, an acrylic resin, a silicon resin, or an insulating inorganic material is used. To be
【0031】以上のように構成された第1実施の形態に
おけるインクジェットヘッドについて、以下図面を用い
て製造方法を説明する。本実施の形態におけるインクジ
ェットヘッドの製造方法は、電極形成工程を除いて他の
工程は従来例と同様なので他の工程は説明を省略する。
図3(a)は第1実施の形態におけるインクジェットヘ
ッドの基板の洗浄工程図であり、図3(b)は第1実施
の形態におけるインクジェットヘッドの価電子数が5価
以上である金属を含有したチタン薄膜形成工程図であ
り、図3(c)は第1実施の形態におけるインクジェッ
トヘッドの基板の電極形成工程図であり、図4(a)は
第1実施の形態におけるインクジェットヘッドの基板の
酸化工程図であり、図4(b)は第1実施の形態におけ
る基板のリード線形成工程図であり、図4(c)は第1
実施の形態におけるインクジェットヘッドの基板の絶縁
層形成工程図である。図3において、20は基板、21
はチタン薄膜、22は電極である。図4において、20
は基板、22は電極、23はリード線、24は絶縁層で
ある。まず、図3(a)に示すように、基板20を超音
波洗浄及び有機溶剤により蒸気洗浄を行った。次に、図
3(b)に示すように、ニオブ、タンタル、タングステ
ン、アンチモンを0.01、0.1、1.0原子%含有
させたチタンをDCスパッタリング法を用いてチタン薄
膜21を積層した。成形条件としては、アルゴンガス雰
囲気中で圧力を3Pa以上、基板温度を250℃以上、
チタン薄膜21の厚さは0.5〜5.0μmとした。チ
タン薄膜21の成形方法としてはDCスパッタリング
法、RFスパッタリング法、或いは、真空蒸着法等の真
空薄膜形成技術が用いられる。次に、図3(c)に示す
ように、チタン薄膜21をフォトリソグラフィー法によ
り30×40μmの電極22に形成した。この時、電極
22の間隔は3μmに配置した。次に、図4(a)に示
すように電極22を加熱し表面に酸化物層を形成した。
加熱条件は500℃の加熱炉中に15分間放置して酸化
を行った。電極22の外観は黒化して酸化物層が形成さ
れた。次に、図4(b)に示すように金からなるリード
線23をメッキ法により形成した。リード線23の厚さ
は0.1〜1μmとした。次に、感光性樹脂からなる絶
縁層24をフォトリソグラフィー法により成形した。図
4(c)に示すように電極22及び電極22間には絶縁
層24は形成されなかった。絶縁層24の厚さは3μm
とした。感光性樹脂としては耐インク性や絶縁性に優れ
るポリイミド樹脂を用いた。A method of manufacturing the ink jet head of the first embodiment having the above structure will be described below with reference to the drawings. The method of manufacturing the inkjet head according to the present embodiment is the same as the conventional example except for the electrode forming step, and thus the description of the other steps will be omitted.
FIG. 3A is a process diagram for cleaning the substrate of the inkjet head according to the first embodiment, and FIG. 3B contains a metal having a valence number of 5 or more in the inkjet head according to the first embodiment. 3C is a process diagram of forming a titanium thin film, FIG. 3C is a process diagram of forming electrodes of a substrate of the inkjet head in the first embodiment, and FIG. 4A is a process diagram of forming a substrate of the inkjet head in the first embodiment. FIG. 4B is an oxidation process diagram, FIG. 4B is a lead wire formation process diagram of the substrate in the first embodiment, and FIG.
FIG. 7 is a process diagram of forming an insulating layer on a substrate of an inkjet head in the embodiment. In FIG. 3, 20 is a substrate and 21
Is a titanium thin film, and 22 is an electrode. In FIG.
Is a substrate, 22 is an electrode, 23 is a lead wire, and 24 is an insulating layer. First, as shown in FIG. 3A, the substrate 20 was subjected to ultrasonic cleaning and vapor cleaning with an organic solvent. Next, as shown in FIG. 3B, a titanium thin film 21 is laminated by DC sputtering with titanium containing 0.01, 0.1 and 1.0 atomic% of niobium, tantalum, tungsten and antimony. did. As molding conditions, the pressure is 3 Pa or more in an argon gas atmosphere, the substrate temperature is 250 ° C. or more,
The titanium thin film 21 has a thickness of 0.5 to 5.0 μm. As a method for forming the titanium thin film 21, a vacuum thin film forming technique such as a DC sputtering method, an RF sputtering method, or a vacuum evaporation method is used. Next, as shown in FIG. 3C, a titanium thin film 21 was formed on the electrode 22 of 30 × 40 μm by photolithography. At this time, the distance between the electrodes 22 was 3 μm. Next, as shown in FIG. 4A, the electrode 22 was heated to form an oxide layer on the surface.
The heating conditions were as follows: oxidation was performed by leaving it in a heating furnace at 500 ° C. for 15 minutes. The appearance of the electrode 22 was blackened and an oxide layer was formed. Next, as shown in FIG. 4B, a lead wire 23 made of gold was formed by a plating method. The thickness of the lead wire 23 was 0.1 to 1 μm. Next, the insulating layer 24 made of a photosensitive resin was formed by photolithography. As shown in FIG. 4C, the insulating layer 24 was not formed between the electrodes 22. The thickness of the insulating layer 24 is 3 μm
And A polyimide resin having excellent ink resistance and insulating properties was used as the photosensitive resin.
【0032】以上のように構成されたインクジェットヘ
ッドについて、以下性能評価について説明する。インク
ジェットヘッドの耐久性試験として印字寿命回数の測定
を行った。印字寿命回数の定義は紙面上のインクのドッ
トの大きさが印字開始時と比較して70%以下又は13
0%以上になった時を印字寿命としそれまでに印字した
ドットの吐出回数を測定した。印加交流電圧は25V、
印加交流電圧周波数を3MHz、印字周期を5kHzと
した。また、インクとして比抵抗を20Ω・cmを用い
た。結果を(表1)に示した。また、電極の比抵抗を測
定し、結果を(表2)に示した。The performance evaluation of the ink jet head having the above structure will be described below. As a durability test of the inkjet head, the number of printing lifespan was measured. The definition of the number of printing lifespan is that the size of the ink dot on the paper surface is 70% or less compared to the beginning of printing or 13
The print life was defined as when it reached 0% or more, and the number of ejections of dots printed up to that point was measured. The applied AC voltage is 25V,
The applied AC voltage frequency was 3 MHz and the printing cycle was 5 kHz. The specific resistance of the ink used was 20 Ω · cm. The results are shown in (Table 1). Further, the specific resistance of the electrodes was measured, and the results are shown in (Table 2).
【0033】[0033]
【表1】 [Table 1]
【0034】[0034]
【表2】 [Table 2]
【0035】比較例として、電極をニオブ、タンタル、
タングステン、アンチモンを0.001、1.5原子%
チタンに含有させたものとチタン単体に酸化処理を施し
たものと施さないものを用意し他の構成は第1実施の形
態と同様にした。As a comparative example, the electrodes are niobium, tantalum,
0.001 of tungsten and antimony, 1.5 atom%
Titanium was included, titanium alone was subjected to an oxidation treatment, and titanium was not subjected to an oxidation treatment. Other configurations were the same as in the first embodiment.
【0036】この(表1)及び(表2)から明らかなよ
うに、本実施の形態では印字回数が2億回以上あり耐久
性に優れることが判明した。比抵抗は1450〜180
0μΩ・cmの範囲にあり比較例より若干小さくなって
導電性が高くなったことが判明した。また、本実施の形
態は試験の前後で外観の変化が観察されず酸化や溶解が
生じないことが判明した。As is clear from (Table 1) and (Table 2), it was found that the present embodiment has a printing count of 200 million or more and is excellent in durability. Resistivity is 1450-180
It was found to be in the range of 0 μΩ · cm, which was slightly smaller than that of the comparative example, and the conductivity was increased. Further, it was found that in the present embodiment, no change in appearance was observed before and after the test, and neither oxidation nor dissolution occurred.
【0037】本実施の形態においては熱処理を大気中で
行ったが真空中においても熱処理時間を長くすれば同様
の酸化物層を形成でき印字寿命の長いインクジェットヘ
ッドを実現できる。In the present embodiment, the heat treatment is performed in the atmosphere, but if the heat treatment time is extended even in vacuum, the same oxide layer can be formed and an ink jet head having a long printing life can be realized.
【0038】以上のように本実施の形態によれば、ニオ
ブ、タンタル、タングステン、アンチモンを0.01〜
1.0原子%含有され表面が加熱酸化されたチタンから
なる電極を設けたので、電極が酸化や溶解されず経時変
化が少なく印字寿命が長く耐久性を向上させることがで
きる。As described above, according to the present embodiment, niobium, tantalum, tungsten and antimony are added in an amount of 0.01 to 0.01%.
Since the electrode made of titanium whose content is 1.0 atomic% and whose surface is heated and oxidized is provided, the electrode is not oxidized or dissolved, and the change over time is small, the printing life is long, and the durability can be improved.
【0039】(実施の形態2)図5は本発明の第2実施
の形態におけるインクジェットヘッドの電極の要部模式
図である。図5において、2は基板、40は電極、41
はチタン膜、42はニオブ、タンタル、タングステン、
及び、アンチモンの内いずれか1を含有し表面が酸化さ
れた厚さが0.02〜0.2μmの金属膜、43aは第
1電極、43bは第2電極である。第2実施の形態にお
けるインクジェットヘッドは電極の構成が第1実施の形
態と異なるだけで他の構成は同一なので説明を省略す
る。第2実施の形態においては、電極40がチタン膜4
1とチタン膜41上にニオブ、タンタル、タングステ
ン、アンチモンをそれぞれ0.02、0.05、0.
1、0.2μmの厚さで積層した後に表面を酸化処理し
て金属膜が形成されている。(Embodiment 2) FIG. 5 is a schematic view of an essential part of an electrode of an ink jet head according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 5, 2 is a substrate, 40 is an electrode, 41
Is a titanium film, 42 is niobium, tantalum, tungsten,
Also, a metal film containing any one of antimony and having a thickness of 0.02 to 0.2 μm whose surface is oxidized, 43a is a first electrode, and 43b is a second electrode. The ink jet head in the second embodiment is different from the first embodiment only in the configuration of the electrodes, and the other configurations are the same, so the description thereof will be omitted. In the second embodiment, the electrode 40 is the titanium film 4
1 and titanium film 41 with niobium, tantalum, tungsten, and antimony at 0.02, 0.05, and 0.
A metal film is formed by stacking layers with a thickness of 1, 0.2 μm and then oxidizing the surface.
【0040】以上のように構成された第2実施の形態に
おけるインクジェットヘッドについて、以下図面を用い
て製造方法を説明する。本実施の形態におけるインクジ
ェットヘッドの製造方法は、電極形成工程を除いて他の
工程は従来例と同様なので他の工程は説明を省略する。
図6(a)は第2実施の形態におけるインクジェットヘ
ッドの基板の洗浄工程図であり、図6(b)は第2実施
の形態におけるインクジェットヘッドのチタン薄膜形成
工程図であり、図6(c)は第2実施の形態におけるイ
ンクジェットヘッドの金属薄膜形成工程図であり、図6
(d)は第2実施の形態におけるインクジェットヘッド
の基板の電極形成工程図であり、図7(a)は第2実施
の形態におけるインクジェットヘッドの基板の酸化工程
図であり、図7(b)は第2実施の形態におけるインク
ジェットヘッドのリード線形成工程図であり、図7
(c)は第2実施の形態におけるインクジェットヘッド
の基板の絶縁層形成工程図である。図6において、20
は基板、40は電極、44はチタン薄膜、45は金属薄
膜である。図7において、20は基板、23はリード
線、24は絶縁層、40は電極、である。まず、図6
(a)に示すように、基板20を超音波洗浄及び有機溶
剤により蒸気洗浄を行った。次に、図6(b)に示すよ
うに、チタンをDCスパッタリング法により基板20に
蒸着しチタン薄膜44を形成した。成形条件としては、
アルゴンガス雰囲気中で圧力を3Pa以上、基板温度を
250℃以上、チタン薄膜44の厚さは0.5〜5.0
μmとした。次に、図6(c)に示すように、ニオブ、
タンタル、タングステン、乃至、アンチモンの内いずれ
か1をチタン薄膜44上にDCスパッタリング法により
積層し金属薄膜45を形成した。成形条件は純度99.
9%以上の各金属をターゲット材料として、真空圧力を
1〜2Pa、基板温度を100〜250℃とした。図6
(d)に示すように、チタン薄膜44と金属薄膜45を
フォトリソグラフィー法により30×40μmの電極4
0に形成した。この時、電極40の間隔は3μmに配置
した。次に、図7(a)に示すように電極40を加熱し
表面に酸化物層を形成した。加熱条件は500℃の加熱
炉中に15分間放置して酸化を行った。次に、図7
(b)に示すように金からなるリード線23をメッキ法
により形成した。リード線23の厚さは0.1〜1μm
とした。次に、図4(c)に示すように、感光性樹脂か
らなる絶縁層24をフォトリソグラフィー法により成形
した。感光性樹脂としては耐インク性や絶縁性に優れる
ポリイミド樹脂を用いた。A method of manufacturing the ink jet head of the second embodiment having the above structure will be described below with reference to the drawings. The method of manufacturing the inkjet head according to the present embodiment is the same as the conventional example except for the electrode forming step, and thus the description of the other steps will be omitted.
FIG. 6A is a process diagram for cleaning the substrate of the inkjet head in the second embodiment, FIG. 6B is a process diagram for forming a titanium thin film in the inkjet head in the second embodiment, and FIG. 6] is a process diagram of forming a metal thin film of the inkjet head in the second embodiment.
7D is a process diagram of forming electrodes on the substrate of the inkjet head in the second embodiment, FIG. 7A is a process diagram of oxidizing the substrate of the inkjet head in the second embodiment, and FIG. FIG. 7 is a process diagram of forming a lead wire of an inkjet head according to the second embodiment.
FIG. 6C is a process diagram of forming an insulating layer on a substrate of an inkjet head according to the second embodiment. In FIG. 6, 20
Is a substrate, 40 is an electrode, 44 is a titanium thin film, and 45 is a metal thin film. In FIG. 7, 20 is a substrate, 23 is a lead wire, 24 is an insulating layer, and 40 is an electrode. First, FIG.
As shown in (a), the substrate 20 was subjected to ultrasonic cleaning and vapor cleaning with an organic solvent. Next, as shown in FIG. 6B, titanium was deposited on the substrate 20 by the DC sputtering method to form a titanium thin film 44. As molding conditions,
In an argon gas atmosphere, the pressure is 3 Pa or higher, the substrate temperature is 250 ° C. or higher, and the titanium thin film 44 has a thickness of 0.5 to 5.0.
μm. Next, as shown in FIG. 6C, niobium,
Any one of tantalum, tungsten, and antimony was laminated on the titanium thin film 44 by the DC sputtering method to form the metal thin film 45. The molding condition is a purity of 99.
Using 9% or more of each metal as a target material, the vacuum pressure was 1 to 2 Pa and the substrate temperature was 100 to 250 ° C. FIG.
As shown in (d), the titanium thin film 44 and the metal thin film 45 are formed on the electrode 4 of 30 × 40 μm by photolithography.
Formed to 0. At this time, the interval between the electrodes 40 was set to 3 μm. Next, as shown in FIG. 7A, the electrode 40 was heated to form an oxide layer on the surface. The heating conditions were as follows: oxidation was performed by leaving it in a heating furnace at 500 ° C. for 15 minutes. Next, FIG.
As shown in (b), the lead wire 23 made of gold was formed by a plating method. The thickness of the lead wire 23 is 0.1 to 1 μm
And Next, as shown in FIG. 4C, an insulating layer 24 made of a photosensitive resin was formed by photolithography. A polyimide resin having excellent ink resistance and insulating properties was used as the photosensitive resin.
【0041】以上のように構成されたインクジェットヘ
ッドについて、以下性能評価について説明する。第2実
施の形態におけるインクジェットヘッドを第1実施の形
態におけるインクジェットヘッドと同様にして印字寿命
及び比抵抗を測定し、結果を(表3)及び(表4)に示
した。The performance evaluation of the ink jet head having the above structure will be described below. The printing life and specific resistance of the inkjet head of the second embodiment were measured in the same manner as the inkjet head of the first embodiment, and the results are shown in (Table 3) and (Table 4).
【0042】[0042]
【表3】 [Table 3]
【0043】[0043]
【表4】 [Table 4]
【0044】比較例として、金属膜をニオブ、タンタ
ル、タングステン、アンチモンそれぞれを用いて0.0
1及び0.3μmの厚さに積層したものとチタン単体に
酸化処理を施したものと施さないものを用意し他の構成
は第2実施の形態と同様にした。印字寿命及び比抵抗も
同様にして測定した。As a comparative example, niobium, tantalum, tungsten, and antimony are used for the metal film, and each is 0.0
One having a thickness of 1 and 0.3 .mu.m, a titanium element having an oxidation treatment and a titanium element having no oxidation treatment were prepared, and other configurations were the same as those in the second embodiment. Printing life and specific resistance were measured in the same manner.
【0045】この(表3)及び(表4)から明らかなよ
うに、本実施の形態では印字回数が2億回以上あり耐久
性に優れることが判明した。比抵抗は2450〜280
0μΩ・cmの範囲にあり比較例より若干小さくなって
導電性が高くなったことが判明した。また、本実施の形
態は試験の前後で外観の変化が観察されず酸化や溶解が
生じないことが判明した。As is clear from (Table 3) and (Table 4), it has been found that the number of printings is 200 million or more and the durability is excellent in the present embodiment. Resistivity is 2450-280
It was found to be in the range of 0 μΩ · cm, which was slightly smaller than that of the comparative example, and the conductivity was increased. Further, it was found that in the present embodiment, no change in appearance was observed before and after the test, and neither oxidation nor dissolution occurred.
【0046】本実施の形態においては熱処理を大気中で
行ったが真空中においても熱処理時間を長くすれば同様
の酸化物層を形成でき印字寿命の長いインクジェットヘ
ッドを実現できる。In the present embodiment, the heat treatment is performed in the atmosphere, but if the heat treatment time is extended even in vacuum, the same oxide layer can be formed and an ink jet head having a long printing life can be realized.
【0047】以上のように本実施の形態によれば、ニオ
ブ、タンタル、タングステン、アンチモンを0.02〜
0.2μm積層した金属膜とチタン膜及び金属膜の表面
を加熱酸化された電極を設けたので、電極が酸化や溶解
されず経時変化が少なく印字寿命が長く耐久性を向上さ
せることができる。As described above, according to the present embodiment, niobium, tantalum, tungsten, and antimony are added in an amount of 0.02 to 0.02.
Since the electrodes in which the surfaces of the metal film, the titanium film, and the metal film, which are laminated by 0.2 μm, are heated and oxidized are provided, the electrodes are not oxidized or dissolved, the change with time is small, the printing life is long, and the durability can be improved.
【0048】(実施の形態3)図8は本発明の第3実施
の形態におけるインクジェットヘッドの電極の要部模式
図である。図8において、2は基板、50は電極、51
はチタン膜、52はニオブ、タンタル、タングステン、
及び、アンチモンの内いずれか1を含有し表面が酸化さ
れた厚さが0.02〜0.2μmの金属膜、53aは第
1電極、53bは第2電極である。第3実施の形態にお
けるインクジェットヘッドは電極の構成が第1実施の形
態と異なるだけで他の構成は同一なので説明を省略す
る。第3実施の形態においては、電極50がチタン膜5
1とチタン膜51全体をニオブ、タンタル、タングステ
ン、アンチモンをそれぞれ0.02、0.05、0.
1、0.2μmの厚さで被覆した後に表面を酸化処理し
て金属膜が形成されている。(Third Embodiment) FIG. 8 is a schematic view of a main part of an electrode of an ink jet head according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 8, 2 is a substrate, 50 is an electrode, and 51.
Is a titanium film, 52 is niobium, tantalum, tungsten,
A metal film containing any one of antimony and having a thickness of 0.02 to 0.2 μm whose surface is oxidized, 53a is a first electrode, and 53b is a second electrode. The ink jet head in the third embodiment is different from the first embodiment only in the structure of the electrodes, and the other structures are the same, so the description thereof will be omitted. In the third embodiment, the electrode 50 is the titanium film 5
1 and titanium film 51 as a whole with niobium, tantalum, tungsten and antimony at 0.02, 0.05 and 0.
After coating with a thickness of 1 and 0.2 μm, the surface is oxidized to form a metal film.
【0049】以上のように構成された第3実施の形態に
おけるインクジェットヘッドについて、以下図面を用い
て製造方法を説明する。本実施の形態におけるインクジ
ェットヘッドの製造方法は、電極形成工程を除いて他の
工程は従来例と同様なので他の工程は説明を省略する。
図9(a)は第3実施の形態におけるインクジェットヘ
ッドの基板の洗浄工程図であり、図9(b)は第3実施
の形態におけるインクジェットヘッドのチタン薄膜形成
工程図であり、図9(c)は第3実施の形態におけるイ
ンクジェットヘッドの基板の電極形成工程図であり、図
10(a)は第3実施の形態におけるインクジェットヘ
ッドの基板の金属膜形成工程図であり、図10(b)は
第3実施の形態における基板のリード線形成工程図であ
り、図10(c)は第3実施の形態におけるインクジェ
ットヘッドの基板の絶縁層形成工程図である。図9にお
いて、20は基板、44はチタン薄膜、51はチタン膜
である。図10において、20は基板、23はリード
線、24は絶縁層、50は電極、52は金属膜である。
まず、図9(a)に示すように、基板20を超音波洗浄
及び有機溶剤により蒸気洗浄を行った。次に、図9
(b)に示すように、チタンをDCスパッタリング法に
より基板20にスパッタしチタン薄膜44を形成した。
成形条件としては、アルゴンガス雰囲気中で圧力を3P
a以上、基板温度を250℃以上、チタン薄膜44の厚
さは0.5〜5.0μmとした。次に、図9(c)に示
すように、チタン薄膜44をフォトリソグラフィー法に
より30×40μmのチタン膜51に形成した。この
時、チタン膜51の間隔は3μmに配置した。次に、塩
化ニオブ1g、還元剤としてラベンダー油やアニス油等
の未飽和油10cc、有機溶媒としてイソプロピルアル
コール又はブタノール等の多価アルコール50ccを混
合した溶液を基板20上に回転塗布した。回転塗布条件
は3000rpmで30秒間塗布した。その後、溶液を
塗布した基板20を80℃、15分の条件で放置しイソ
プロピルアルコールを気化させた後に、500℃、15
分の条件で熱処理を行い加熱分解を行い、図10(a)
に示すように金属膜52を形成した。加熱分解処理工程
においては、加熱分解を空気雰囲気下の加熱炉で行う。
加熱分解温度は300〜800℃、更に、好適には40
0〜500℃の温度範囲が用いられる。加熱温度が40
0℃未満になるにつれ価電子数が5価以上である金属の
チタン膜への密着力が弱く作動中に剥離し易く耐久性に
劣るという傾向となり好ましくない。加熱温度が500
℃を越えるにつれチタン膜の酸化量が増大し体積膨張を
起こし電極の表面積が減少したので価電子数が5価以上
である金属のチタン膜への積層が困難となる傾向があり
好ましくない。ここではニオブの場合を説明したが、他
にタンタル、タングステン、アンチモンの各塩化物を用
い、膜厚を0.02、0.05、0.1、0.2の4つ
の水準で形成した。次に、図10(b)に示すように金
からなるリード線23をメッキ法により形成した。リー
ド線23の厚さは0.1〜1μmとした。次に、図10
(c)に示すように、感光性樹脂からなる絶縁層24を
フォトリソグラフィー法により成形した。感光性樹脂と
しては耐インク性や絶縁性に優れるポリイミド樹脂を用
いた。A method of manufacturing the ink jet head of the third embodiment having the above structure will be described below with reference to the drawings. The method of manufacturing the inkjet head according to the present embodiment is the same as the conventional example except for the electrode forming step, and thus the description of the other steps will be omitted.
FIG. 9A is a process drawing of the substrate of the inkjet head according to the third embodiment, FIG. 9B is a process drawing of the titanium thin film of the inkjet head according to the third embodiment, and FIG. 10A is a process diagram of forming electrodes on a substrate of an inkjet head according to the third embodiment, FIG. 10A is a process diagram of forming a metal film on a substrate of an inkjet head according to the third embodiment, and FIG. FIG. 10A is a process drawing of forming a lead wire on a substrate in the third embodiment, and FIG. 10C is a process drawing of forming an insulating layer on a substrate of an inkjet head according to the third embodiment. In FIG. 9, 20 is a substrate, 44 is a titanium thin film, and 51 is a titanium film. In FIG. 10, 20 is a substrate, 23 is a lead wire, 24 is an insulating layer, 50 is an electrode, and 52 is a metal film.
First, as shown in FIG. 9A, the substrate 20 was subjected to ultrasonic cleaning and vapor cleaning with an organic solvent. Next, FIG.
As shown in (b), titanium was sputtered on the substrate 20 by a DC sputtering method to form a titanium thin film 44.
As the molding condition, the pressure is set to 3P in an argon gas atmosphere.
The substrate temperature was 250 ° C. or higher, and the thickness of the titanium thin film 44 was 0.5 to 5.0 μm. Next, as shown in FIG. 9C, a titanium thin film 44 was formed on the titanium film 51 of 30 × 40 μm by photolithography. At this time, the titanium film 51 was arranged at an interval of 3 μm. Next, a solution prepared by mixing 1 g of niobium chloride, 10 cc of unsaturated oil such as lavender oil or anise oil as a reducing agent, and 50 cc of polyhydric alcohol such as isopropyl alcohol or butanol as an organic solvent was spin-coated on the substrate 20. Spin coating conditions were 3000 rpm for 30 seconds. After that, the substrate 20 coated with the solution is left at 80 ° C. for 15 minutes to vaporize isopropyl alcohol, and then at 500 ° C. for 15 minutes.
10 (a), heat treatment is performed under the condition of minutes to decompose by heat.
A metal film 52 was formed as shown in FIG. In the thermal decomposition treatment step, thermal decomposition is performed in a heating furnace under an air atmosphere.
The thermal decomposition temperature is 300 to 800 ° C., and more preferably 40.
A temperature range of 0-500 ° C is used. Heating temperature is 40
When the temperature is lower than 0 ° C., the adhesion of a metal having a valence electron number of 5 or more to the titanium film is weak and the metal tends to be peeled off during operation, resulting in poor durability. Heating temperature is 500
As the temperature exceeds 0 ° C., the amount of oxidation of the titanium film increases, volume expansion occurs, and the surface area of the electrode decreases, so that it is difficult to stack a metal having a valence number of 5 or more on the titanium film, which is not preferable. Although the case of niobium has been described here, other tantalum, tungsten, and antimony chlorides were used to form the films at four levels of 0.02, 0.05, 0.1, and 0.2. Next, as shown in FIG. 10B, a lead wire 23 made of gold was formed by a plating method. The thickness of the lead wire 23 was 0.1 to 1 μm. Next, FIG.
As shown in (c), the insulating layer 24 made of a photosensitive resin was formed by photolithography. A polyimide resin having excellent ink resistance and insulating properties was used as the photosensitive resin.
【0050】以上のように構成されたインクジェットヘ
ッドについて、以下性能評価について説明する。第3実
施の形態におけるインクジェットヘッドを第1実施の形
態におけるインクジェットヘッドと同様にして印字寿命
及び比抵抗を測定し、結果を(表5)及び(表6)に示
した。The performance evaluation of the ink jet head having the above structure will be described below. The printing life and the specific resistance of the inkjet head of the third embodiment were measured in the same manner as the inkjet head of the first embodiment, and the results are shown in (Table 5) and (Table 6).
【0051】[0051]
【表5】 [Table 5]
【0052】[0052]
【表6】 [Table 6]
【0053】比較例として、金属膜をニオブ、タンタ
ル、タングステン、アンチモンそれぞれを用いて0.0
1及び0.3μmの厚さに積層したものとチタン単体に
酸化処理を施したものと施さないものを用意し他の構成
は第3実施の形態と同様にした。印字寿命及び比抵抗も
同様にして測定した。As a comparative example, niobium, tantalum, tungsten, and antimony were used for the metal film, and each was 0.0
One having a thickness of 1 and 0.3 μm, a layer of titanium which was subjected to an oxidation treatment and a layer of which titanium was not subjected to the oxidation treatment were prepared, and other configurations were the same as those of the third embodiment. Printing life and specific resistance were measured in the same manner.
【0054】この(表5)及び(表6)から明らかなよ
うに、本実施の形態では印字回数が2億回以上あり耐久
性に優れることが判明した。比抵抗は2100〜230
0μΩ・cmの範囲にあり比較例より若干小さくなって
導電性が高くなったことが判明した。また、本実施の形
態は試験の前後で外観の変化が観察されず酸化や溶解が
生じないことが判明した。As is clear from (Table 5) and (Table 6), it was found that the present embodiment has a printing count of 200 million or more and is excellent in durability. Specific resistance is 2100-230
It was found to be in the range of 0 μΩ · cm, which was slightly smaller than that of the comparative example, and the conductivity was increased. Further, it was found that in the present embodiment, no change in appearance was observed before and after the test, and neither oxidation nor dissolution occurred.
【0055】以上のように本実施の形態によれば、ニオ
ブ、タンタル、タングステン、アンチモンを0.02〜
0.2μm積層した金属膜とチタン膜及び金属膜の表面
を加熱酸化された電極を設けたので、電極が酸化や溶解
されず経時変化が少なく印字寿命が長く耐久性を向上さ
せることができる。As described above, according to the present embodiment, niobium, tantalum, tungsten and antimony are added in an amount of 0.02 to 0.02.
Since the electrodes in which the surfaces of the metal film, the titanium film, and the metal film, which are laminated by 0.2 μm, are heated and oxidized are provided, the electrodes are not oxidized or dissolved, the change with time is small, the printing life is long, and the durability can be improved.
【0056】[0056]
【発明の効果】以上のように本発明は、インクが充満さ
れたインク流路と、インク流路の壁面に穿孔されたノズ
ル孔と、インク流路の壁面に対向して配設された一対の
電極と、を備えたインクジェットヘッドであって、電極
がチタンと価電子数が5価以上の金属とを含有し、か
つ、電極の表面が酸化されているので、電極での酸化や
溶解等の電気化学反応が抑制され電極の電気特性が安定
しており印字の経時劣化が少なく耐久性に優れる。ま
た、電気伝導度が高いので電流が安定に流れ気泡の発生
が安定化され印字特性に優れたインクジェットヘッドを
実現することができる。As described above, according to the present invention, the ink flow path filled with ink, the nozzle hole formed in the wall surface of the ink flow path, and the pair of ink flow paths disposed opposite to the wall surface of the ink flow path. An ink-jet head including the electrode according to claim 1, wherein the electrode contains titanium and a metal having a valence number of 5 or more, and the surface of the electrode is oxidized. The electrochemical reaction is suppressed and the electrical characteristics of the electrode are stable, and the deterioration of printing over time is small and the durability is excellent. Further, since the electric conductivity is high, the current flows stably, the generation of bubbles is stabilized, and an ink jet head having excellent printing characteristics can be realized.
【0057】また、本発明は、チタンと価電子数が5価
以上である金属を含有する電極膜を形成する電極膜形成
工程と、電極膜形成工程で成形された電極膜の表面を酸
化し酸化物層を形成する酸化処理工程と、を設けたの
で、電極の酸化や溶解等の電気化学反応が抑制され耐久
性に優れるとともに印字寿命及び印字精度が高く製造歩
留りが高く生産性及び量産性に優れたインクジェットヘ
ッドの製造方法を実現することができる。Further, according to the present invention, an electrode film forming step of forming an electrode film containing titanium and a metal having a valence electron number of 5 or more, and a surface of the electrode film formed in the electrode film forming step are oxidized. Since the oxidation treatment process for forming the oxide layer is provided, electrochemical reactions such as electrode oxidation and dissolution are suppressed, and the durability is excellent and the printing life and printing accuracy are high, the manufacturing yield is high, and the productivity and mass productivity are high. It is possible to realize an excellent inkjet head manufacturing method.
【図1】本発明の第1実施の形態におけるインクジェッ
トヘッドの要部断面側面図FIG. 1 is a side sectional view of an essential part of an inkjet head according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第1実施の形態におけるインクジェッ
トヘッドの電極の要部模試図FIG. 2 is a schematic view of a main part of an electrode of the inkjet head according to the first embodiment of the present invention.
【図3】(a)第1実施の形態におけるインクジェット
ヘッドの基板の洗浄工程図 (b)第1実施の形態におけるインクジェットヘッドの
価電子数が5価以上である金属を含有したチタン薄膜形
成工程図 (c)第1実施の形態におけるインクジェットヘッドの
基板の電極形成工程図FIG. 3A is a diagram illustrating a step of cleaning the substrate of the inkjet head according to the first embodiment. FIG. 3B is a step of forming a titanium thin film containing a metal having a valence number of 5 or more in the inkjet head according to the first embodiment. FIG. (C) Electrode forming process diagram of the substrate of the inkjet head according to the first embodiment
【図4】(a)第1実施の形態におけるインクジェット
ヘッドの基板の酸化工程図 (b)第1実施の形態における基板のリード線形成工程
図 (c)第1実施の形態におけるインクジェットヘッドの
基板の絶縁層形成工程図4A is a process diagram of oxidizing the substrate of the inkjet head according to the first embodiment; FIG. 4B is a process diagram of forming lead wires of the substrate according to the first embodiment; and FIG. 4C is a substrate of the inkjet head according to the first embodiment. Of insulating layer formation process
【図5】本発明の第2実施の形態におけるインクジェッ
トヘッドの電極の要部模式図FIG. 5 is a schematic view of an essential part of an electrode of an inkjet head according to a second embodiment of the present invention.
【図6】(a)第2実施の形態におけるインクジェット
ヘッドの基板の洗浄工程図 (b)第2実施の形態におけるインクジェットヘッドの
チタン薄膜形成工程図 (c)第2実施の形態におけるインクジェットヘッドの
金属薄膜形成工程図 (d)第2実施の形態におけるインクジェットヘッドの
基板の電極形成工程図FIG. 6A is a process diagram of cleaning a substrate of an inkjet head according to the second embodiment. FIG. 6B is a process diagram of forming a titanium thin film of the inkjet head according to the second embodiment. FIG. 6C is a process diagram of an inkjet head according to the second embodiment. Metal thin film forming process diagram (d) Electrode forming process diagram of the substrate of the inkjet head in the second embodiment
【図7】(a)第2実施の形態におけるインクジェット
ヘッドの基板の酸化工程図 (b)第2実施の形態におけるインクジェットヘッドの
リード線形成工程図 (c)第2実施の形態におけるインクジェットヘッドの
基板の絶縁層形成工程図FIG. 7A is a process diagram of oxidizing a substrate of an inkjet head according to the second embodiment; FIG. 7B is a process diagram of forming lead wires of an inkjet head according to the second embodiment; and FIG. 7C is a process diagram of an inkjet head according to the second embodiment. Substrate insulation layer formation process diagram
【図8】本発明の第3実施の形態におけるインクジェッ
トヘッドの電極の要部模式図FIG. 8 is a schematic view of a main part of an electrode of an inkjet head according to a third embodiment of the present invention.
【図9】(a)第3実施の形態におけるインクジェット
ヘッドの基板の洗浄工程図 (b)第3実施の形態におけるインクジェットヘッドの
チタン薄膜形成工程図 (c)第3実施の形態におけるインクジェットヘッドの
基板の電極形成工程図FIG. 9A is a process drawing of a substrate of an inkjet head according to the third embodiment. FIG. 9B is a titanium thin film forming process drawing of the inkjet head according to the third embodiment. FIG. 9C is an inkjet head according to the third embodiment. Substrate electrode formation process diagram
【図10】(a)第3実施の形態におけるインクジェッ
トヘッドの基板の金属膜形成工程図 (b)第3実施の形態における基板のリード線形成工程
図 (c)第3実施の形態におけるインクジェットヘッドの
基板の絶縁層形成工程図10A is a process diagram of forming a metal film on a substrate of an inkjet head according to the third embodiment. FIG. 10B is a process diagram of forming a lead wire on a substrate according to the third embodiment. FIG. 10C is an inkjet head according to the third embodiment. Process diagram of insulating layer formation on the substrate
【図11】従来例におけるインクジェットヘッドの要部
断面側面図FIG. 11 is a sectional side view of a main part of an inkjet head in a conventional example.
【図12】従来例におけるインクジェットヘッドの電極
の断面模式図FIG. 12 is a schematic sectional view of electrodes of an inkjet head in a conventional example.
【図13】(a)従来例におけるインクジェットヘッド
の基板の洗浄工程を示す斜視図 (b)従来例におけるインクジェットヘッドのチタン薄
膜形成工程を示す斜視図 (c)従来例におけるインクジェットヘッドの電極形成
工程を示す斜視図13A is a perspective view showing a substrate cleaning process of an inkjet head in a conventional example, FIG. 13B is a perspective view showing a titanium thin film forming process of an inkjet head in a conventional example, and FIG. 13C is an electrode forming process of an inkjet head in a conventional example. Perspective view showing
【図14】(a)従来例におけるインクジェットヘッド
のリード線形成工程を示す斜視図 (b)従来例におけるインクジェットヘッドの絶縁膜形
成工程を示す斜視図FIG. 14A is a perspective view showing a lead wire forming process of an inkjet head in a conventional example. FIG. 14B is a perspective view showing an insulating film forming process of an inkjet head in a conventional example.
【図15】(a)従来例におけるインクジェットヘッド
のノズルプレートの前処理工程を示す斜視図 (b)従来例におけるインクジェットヘッドのノズルプ
レートの紫外線照射工程を示す斜視図 (c)従来例におけるインクジェットヘッドのノズルプ
レートのエッチング処理工程を示す斜視図15A is a perspective view showing a pretreatment process of a nozzle plate of an inkjet head in a conventional example. FIG. 15B is a perspective view showing an ultraviolet irradiation process of a nozzle plate of an inkjet head in a conventional example. FIG. 15C is an inkjet head in a conventional example. Perspective view showing the etching process of the nozzle plate of FIG.
【図16】(a)従来例におけるインクジェットヘッド
のノズルプレートと基板の状態を示す斜視図 (b)従来例におけるインクジェットヘッドのノズルプ
レートと基板の接着状態を示す斜視図FIG. 16A is a perspective view showing a state of a nozzle plate and a substrate of an inkjet head in a conventional example. FIG. 16B is a perspective view showing a bonded state of a nozzle plate of an inkjet head and a substrate in a conventional example.
【図17】(a)従来例におけるインクジェットヘッド
の交流電圧印加前を示す要部断面側面図 (b)従来例におけるインクジェットヘッドの交流電圧
印加後のインクの気泡発生を示す要部断面側面図 (c)従来例におけるインクジェットヘッドの交流電圧
印加後のインク滴の吐出を示す要部断面側面図 (d)従来例におけるインクジェットヘッドの交流電圧
印加停止後のインクの気泡消滅を示す要部断面側面図 (e)従来例におけるインクジェットヘッドの交流電圧
印加停止後のインクの充填を示す要部断面側面図FIG. 17A is a cross-sectional side view of a main part of the conventional inkjet head before application of an AC voltage, and FIG. 17B is a cross-sectional side view of a main part of the inkjet head of the conventional example showing generation of ink bubbles after application of an AC voltage. c) Cross-sectional side view of essential parts showing ejection of ink droplets after application of AC voltage to inkjet head in conventional example. (d) Cross-sectional side view of essential parts showing disappearance of ink bubbles after stopping application of AC voltage in inkjet head in conventional example. (E) A cross-sectional side view of essential parts showing filling of ink after stopping application of an alternating voltage to an inkjet head in a conventional example
1 インクジェットヘッド 2 基板 3 インク流路 4 ノズル孔 5 電極 5a 第1電極 5b 第2電極 6 リード線 7 電源 8 スイッチ 9 絶縁層 10 インク 11 記録用紙 20 基板 21 チタン薄膜 22 電極 23 リード線 24 絶縁層 25 ノズルプレート 26 結晶化部 27 インク流路 28 ノズル孔 30 気泡 31 インク滴 40 電極 41 チタン膜 42 金属膜 43a 第1電極 43b 第2電極 44 チタン薄膜 45 金属薄膜 50 電極 51 チタン膜 52 金属膜 53a 第1電極 53b 第2電極 101 従来例におけるインクジェットヘッド 1 Inkjet head 2 Substrate 3 Ink flow path 4 Nozzle hole 5 Electrode 5a First electrode 5b Second electrode 6 Lead wire 7 Power supply 8 Switch 9 Insulating layer 10 Ink 11 Recording paper 20 Substrate 21 Titanium thin film 22 Electrode 23 Lead wire 24 Insulating layer 25 Nozzle Plate 26 Crystallized Part 27 Ink Flow Path 28 Nozzle Hole 30 Bubble 31 Ink Drop 40 Electrode 41 Titanium Film 42 Metal Film 43a First Electrode 43b Second Electrode 44 Titanium Thin Film 45 Metal Thin Film 50 Electrode 51 Titanium Film 52 Metal Film 53a First electrode 53b Second electrode 101 Conventional inkjet head
Claims (11)
孔されたノズル孔と、前記インク流路の壁面に対向して
配設された一対の電極と、を備えたインクジェットヘッ
ドであって、前記電極がチタンと価電子数が5価以上の
金属とを含有し、かつ、前記電極の表面が酸化されてい
ることを特徴とするインクジェットヘッド。1. An ink jet head comprising an ink flow path, a nozzle hole formed in a wall surface of the ink flow path, and a pair of electrodes arranged so as to face the wall surface of the ink flow path. The inkjet head is characterized in that the electrode contains titanium and a metal having a valence electron number of 5 or more, and the surface of the electrode is oxidized.
〜1.0原子%の割合で含有されていることを特徴とす
る請求項1に記載のインクジェットヘッド。2. A metal having a valence electron number of 5 or more is 0.01
The ink jet head according to claim 1, wherein the ink is contained in a proportion of ˜1.0 at%.
孔されたノズル孔と、前記インク流路の壁面に対向して
配設された一対の電極と、を備えたインクジェットヘッ
ドであって、前記電極が、チタン膜と、前記チタン膜上
に積層された価電子数が5価以上の金属膜とで形成さ
れ、かつ、前記電極の表面が酸化されていることを特徴
とするインクジェットヘッド。3. An ink jet head comprising an ink flow path, a nozzle hole bored in the wall surface of the ink flow path, and a pair of electrodes arranged so as to face the wall surface of the ink flow path. And an electrode in which the electrode is formed of a titanium film and a metal film laminated on the titanium film and having a valence electron number of 5 or more, and the surface of the electrode is oxidized. head.
厚が0.02〜0.2μmであることを特徴とする請求
項3に記載のインクジェットヘッド。4. The ink jet head according to claim 3, wherein the metal film having a valence electron number of 5 or more has a thickness of 0.02 to 0.2 μm.
ブ、タンタル、タングステン、乃至、アンチモンの内い
ずれか1以上であることを特徴とする請求項1乃至4の
内いずれか1に記載のインクジェットヘッド。5. The metal having a valence number of 5 or more is any one or more of niobium, tantalum, tungsten, and antimony. The described inkjet head.
を含有する電極膜を形成する電極膜形成工程と、前記電
極膜形成工程で成形された前記電極膜の表面を酸化し表
面酸化層を形成する酸化処理工程と、を備えたことを特
徴とするインクジェットヘッドの製造方法。6. An electrode film forming step of forming an electrode film containing titanium and a metal having a valence number of 5 or more, and a surface of the electrode film formed in the electrode film forming step by oxidizing the surface. An inkjet head manufacturing method, comprising: an oxidation treatment step of forming an oxide layer.
温度範囲で前記電極膜を加熱する処理工程からなること
を特徴とする請求項6に記載のインクジェットヘッドの
製造方法。7. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 6, wherein the oxidation treatment step includes a treatment step of heating the electrode film in a temperature range of 300 to 800 ° C.
化する処理工程からなることを特徴とする請求項6に記
載のインクジェットヘッドの製造方法。8. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 6, wherein the oxidation treatment step includes a treatment step of anodizing the electrode film.
ラズマで酸化する処理工程からなることを特徴とする請
求項6に記載のインクジェットヘッドの製造方法。9. The method for manufacturing an ink jet head according to claim 6, wherein the oxidation treatment step comprises a treatment step of oxidizing the electrode film with oxygen plasma.
と、前記チタン膜形成工程で形成された前記チタン膜上
に価電子数が5価以上である金属膜を積層する金属膜形
成工程と、前記チタン膜形成工程及び前記金属膜形成工
程で形成された前記チタン膜及び前記金属膜を300〜
800℃の温度で加熱し表面酸化層を形成する酸化処理
工程と、備えたことを特徴とするインクジェットヘッド
の製造方法。10. A titanium film forming step of forming a titanium film, and a metal film forming step of laminating a metal film having a valence number of 5 or more on the titanium film formed in the titanium film forming step, The titanium film and the metal film formed in the titanium film forming step and the metal film forming step are
An inkjet head manufacturing method comprising: an oxidation treatment step of forming a surface oxide layer by heating at a temperature of 800 ° C.
と、前記チタン膜形成工程で形成された前記チタン膜上
に価電子数が5価以上である金属を含有する溶液を塗布
する塗布工程と、前記塗布工程で塗布された価電子数が
5価以上である金属を含有する溶液を加熱分解する加熱
分解処理工程と、を備えたことを特徴とするインクジェ
ットヘッドの製造方法。11. A titanium film forming step of forming a titanium film, and a coating step of applying a solution containing a metal having a valence number of 5 or more on the titanium film formed in the titanium film forming step. And a thermal decomposition treatment step of thermally decomposing the solution containing a metal having a valence electron number of 5 or more applied in the applying step, the manufacturing method of the inkjet head.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27083895A JPH09109396A (en) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | Ink jet head and manufacture thereof |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP27083895A JPH09109396A (en) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | Ink jet head and manufacture thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09109396A true JPH09109396A (en) | 1997-04-28 |
Family
ID=17491718
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP27083895A Pending JPH09109396A (en) | 1995-10-19 | 1995-10-19 | Ink jet head and manufacture thereof |
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JP (1) | JPH09109396A (en) |
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1995
- 1995-10-19 JP JP27083895A patent/JPH09109396A/en active Pending
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