JPWO2008117716A1 - 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 - Google Patents
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Abstract
Description
その中でも、前記要請に応え、微小化されたノズルから低粘度のみならず高粘度の液滴を吐出させる技術として、ノズル内の液体を帯電させ、ノズルと液滴の着弾を受ける対象物となる各種の基材との間に形成される電界から受ける静電吸引力により吐出させるいわゆる静電吸引方式の液滴吐出技術が知られている。
液体が供給される液体供給口、前記液体供給口から供給された液体を吐出する吐出口及び、前記液体供給口から前記吐出口に液体を供給する液体供給路を有するノズルが設けられたノズルプレートと、
前記液体供給口に連通するとともに前記吐出口から吐出される液体が貯蔵されるキャビティと、
前記キャビティの容積を変化させることにより該キャビティ内の液体に圧力を発生させる圧力発生手段と、
前記ノズル及び前記キャビティ内の液体と基材間に静電電圧を印加して静電吸引力を発生させる静電電圧発生手段と、
を備える液体吐出ヘッドであって、
前記ノズルの液体供給口側はシリコン層により形成され、前記ノズルの吐出口側は少なくとも一層の体積抵抗率1015Ωm以上、比誘電率3以下の熱硬化性又は感光性フッ素ポリマーからなる樹脂層により形成されるとともに、前記ノズルの液体供給口側のノズル径が前記ノズルの吐出口側のノズル径より大きいことを特徴とする。
前記樹脂層の液体の吸収率は、0.3%以下であることを特徴とする。
前記樹脂層の厚さは、5μm以上であることを特徴とする。
前記樹脂層を形成する熱硬化性又は感光性フッ素ポリマーのガラス転移温度は、350℃以上であることを特徴とする。
前記樹脂層は、Si又はSiHからなる中間層を介して2層以上で構成されていることを特徴とする。
前記ノズルプレートの前記吐出口が開口された面には、SiO2からなる中間層を介して撥液層が形成されていることを特徴とする。
前記SiO2からなる中間層の厚さは、1μm以上であることを特徴とする。
前記請求の範囲第1項から請求の範囲第7項のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドに対向する対向電極と、を備え、
前記液体吐出ヘッドと前記対向電極との間に生じる前記静電吸引力と前記ノズル内に発生した圧力とにより前記液体を吐出することを特徴とする。
2 液体吐出ヘッド
3 対向電極
4 ノズルプレート
41 シリコン層
42 樹脂層
43 中間層
5 ノズル
6 吐出面
61 撥液層
62 中間層
9 液体供給口
10 大径部
11 吐出口
12 小径部
14 帯電用電極
15 内周面
16 静電電圧電源(静電電圧発生手段)
19 ボディ層
20 キャビティ
21 可撓層
22 ピエゾ素子(圧力発生手段)
23 駆動電圧電源
24 動作制御手段
25 CPU
26 ROM
29 RAM
30 シリコン基板
31 熱硬化性フッ素ポリマー層
32 SiH膜
33 酸化膜
K 基材
L 液体
[実験条件]
ノズルプレート4の吐出面6と対向電極3の対向面との距離:1.0mm
ノズルプレート4の厚さ:125μm
ノズル径:10μm
静電電圧:1.5kV
駆動電圧:20V
この実機による実験で、液滴Dがノズル5から安定に吐出されたすべての場合について、メニスカス先端部の電界強度を求めた。実際には、メニスカス先端部の電界強度を直接測定することが困難であるため、電界シミュレーションソフトである「PHOTO-VOLT」(商品名、株式会社フォトン製)で電流分布解析モードによるシミュレーションにより算出した。その結果、すべての場合においてメニスカス先端部の電界強度は1.5×107V/m(15kV/mm)以上であった。
Claims (8)
- 液体が供給される液体供給口、前記液体供給口から供給された液体を吐出する吐出口及び、前記液体供給口から前記吐出口に液体を供給する液体供給路を有するノズルが設けられたノズルプレートと、
前記液体供給口に連通するとともに前記吐出口から吐出される液体が貯蔵されるキャビティと、
前記キャビティの容積を変化させることにより該キャビティ内の液体に圧力を発生させる圧力発生手段と、
前記ノズル及び前記キャビティ内の液体と基材間に静電電圧を印加して静電吸引力を発生させる静電電圧発生手段と、
を備える液体吐出ヘッドであって、
前記ノズルの液体供給口側はシリコン層により形成され、前記ノズルの吐出口側は少なくとも一層の体積抵抗率1015Ωm以上、比誘電率3以下の熱硬化性又は感光性フッ素ポリマーからなる樹脂層により形成されるとともに、前記ノズルの液体供給口側のノズル径が前記ノズルの吐出口側のノズル径より大きいことを特徴とする液体吐出ヘッド。 - 前記樹脂層の液体の吸収率は、0.3%以下であることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記樹脂層の厚さは、5μm以上であることを特徴とする請求の範囲第1項又は請求の範囲第2項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記樹脂層を形成する熱硬化性又は感光性フッ素ポリマーのガラス転移温度は、350℃以上であることを特徴とする請求の範囲第1項から請求の範囲第3項のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記樹脂層は、Si又はSiHからなる中間層を介して2層以上で構成されていることを特徴とする請求の範囲第2項から請求の範囲第4項のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記ノズルプレートの前記吐出口が開口された面には、SiO2からなる中間層を介して撥液層が形成されていることを特徴とする請求の範囲第1項から請求の範囲第5項のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記SiO2からなる中間層の厚さは、1μm以上であることを特徴とする請求の範囲第6項に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記請求の範囲第1項から請求の範囲第7項のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドに対向する対向電極と、を備え、
前記液体吐出ヘッドと前記対向電極との間に生じる前記静電吸引力と前記ノズル内に発生した圧力とにより前記液体を吐出することを特徴とする液体吐出装置。
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