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JP2007168393A - Droplet discharge head, droplet discharge device, and manufacturing method of droplet discharge head - Google Patents

Droplet discharge head, droplet discharge device, and manufacturing method of droplet discharge head Download PDF

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JP2007168393A
JP2007168393A JP2005372872A JP2005372872A JP2007168393A JP 2007168393 A JP2007168393 A JP 2007168393A JP 2005372872 A JP2005372872 A JP 2005372872A JP 2005372872 A JP2005372872 A JP 2005372872A JP 2007168393 A JP2007168393 A JP 2007168393A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
droplet discharge
underlayer
nozzle
water
discharge head
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005372872A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Inoue
洋 井上
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a droplet discharge head which is excellent in adhesiveness and directional property and has a water-repellent film, a droplet discharge device, and a manufacturing method of a droplet discharge head. <P>SOLUTION: The droplet discharge head 1 has a reservoir plate 3 and a nozzle plate 2 which has a nozzle 2a with the water-repellent film 10 overlying the surface thereof. In the head, the water-repellent film 10 comprises an undercoat layer 10a overlying the surface of the nozzle plate 2 for improving adhesiveness between the nozzle plate 2 and the surface and a water-repellent layer 10b formed on the undercoat layer 10a. The undercoat layer 10a comprises a first undercoat layer 10a<SB>1</SB>having adhesiveness with respect to the surface of the nozzle plate 2 higher than that of the water-repellent layer 10b and a second undercoat layer 10a<SB>2</SB>having adhesiveness with respect to the water-repellent layer 10b higher than that of the first undercoat layer 10a<SB>1</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、および液滴吐出ヘッドの製造方法に関し、さらに詳しくは、密着性(耐剥離性)および吐出方向性に優れた撥水膜を備えた液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、および液滴吐出ヘッドの製造方法に関する。   The present invention relates to a droplet discharge head, a droplet discharge device, and a method for manufacturing a droplet discharge head, and more particularly, a droplet having a water-repellent film excellent in adhesion (peeling resistance) and discharge directionality. The present invention relates to a discharge head, a droplet discharge device, and a method for manufacturing a droplet discharge head.

液滴吐出ヘッドは、従来より、ノズルを有するノズルプレートの吐出側表面に、撥水性を付与すべく撥水膜を形成して、液滴の付着を防止し、ノズルプレートの表面の均一性を高めることにより、液滴の吐出方向性の安定化を図ることが行われている(例えば、特許文献1、2参照。)。   Conventionally, a droplet discharge head has formed a water-repellent film on the discharge-side surface of a nozzle plate having nozzles to impart water repellency to prevent the adhesion of droplets and improve the uniformity of the surface of the nozzle plate. Increasing the stability of the droplet discharge direction has been attempted (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

具体的には、特許文献1に記載された液滴吐出ヘッドは、ノズル形成部材(ノズルプレート)の表面にSiO膜がスパッタリングで形成され、そのSiO膜上にフッ素系撥水剤がコーティングされている。 Specifically, in the droplet discharge head described in Patent Document 1, a SiO 2 film is formed by sputtering on the surface of a nozzle forming member (nozzle plate), and a fluorine-based water repellent is coated on the SiO 2 film. Has been.

特許文献2に記載された液滴吐出ヘッドは、吐出口プレート(ノズルプレート)の表面にSiO膜が蒸着され、そのSiO膜上にシランカップリング剤等の撥水性有機材料が蒸着によって形成されている。
特開2003―341070号公報(請求項6、8) 特開平11―91109号公報(段落[0025]、[0026])
In the droplet discharge head described in Patent Document 2, a SiO 2 film is deposited on the surface of a discharge port plate (nozzle plate), and a water-repellent organic material such as a silane coupling agent is formed on the SiO 2 film by deposition. Has been.
JP 2003-341070 A (Claims 6 and 8) JP-A-11-91109 (paragraphs [0025] and [0026])

しかしながら、特許文献1に記載された発明によると、下地層としてスパッタリングによって形成されたSiO膜は、ノズルプレートとしてポリイミド樹脂を用いた場合、ノズルプレートとの密着性(耐剥離性)は良好だが、スパッタリングによって形成したSiO膜上にフッ素系撥水膜を形成すると、撥水膜表面に微小な凹凸が発生し、液滴の吐出方向性の面において必ずしも十分に満足し得るものではないという問題がある。 However, according to the invention described in Patent Document 1, the SiO 2 film formed by sputtering as the underlayer has good adhesion (peeling resistance) to the nozzle plate when polyimide resin is used as the nozzle plate. When a fluorine-based water-repellent film is formed on a SiO 2 film formed by sputtering, minute irregularities are generated on the surface of the water-repellent film, which is not necessarily satisfactory in terms of liquid droplet ejection direction. There's a problem.

また、特許文献2に記載された発明によると、下地層として蒸着によって形成されたSiO膜は、ノズルプレートとしてポリイミド樹脂を用いた場合、ノズルプレートとの密着性(耐剥離性)が不十分であるという問題がある。 According to the invention described in Patent Document 2, the SiO 2 film formed by vapor deposition as the underlayer has insufficient adhesion (peel resistance) to the nozzle plate when a polyimide resin is used as the nozzle plate. There is a problem that.

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、密着性(耐剥離性)および吐出方向性に優れた撥水膜を備えた液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、および液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problem, and is a droplet discharge head, a droplet discharge device, and a droplet including a water-repellent film having excellent adhesion (peeling resistance) and discharge directionality It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a discharge head.

上記目的を達成するため、本発明の一態様は、以下の液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、および液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。   In order to achieve the above object, one embodiment of the present invention provides the following droplet discharge head, droplet discharge apparatus, and method for manufacturing the droplet discharge head.

[1]液滴を吐出するノズルを有するとともに、表面上に撥水膜として下地層および撥水層がこの順序で形成されたノズルプレートと、前記ノズルプレートの裏面に接合され、前記ノズルに連通する連通孔を有するプールプレートとを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
前記下地層は、前記ノズルプレートの前記表面上に形成され、前記ノズルプレートの前記表面に対する密着性が前記撥水層よりも大である第1下地層と、前記第1下地層の表面上に形成され、前記撥水層に対する密着性が前記第1下地層よりも大である第2下地層とから構成されてなることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
[1] A nozzle plate having a nozzle for discharging droplets and having a base layer and a water-repellent layer formed in this order as a water-repellent film on the surface and joined to the back surface of the nozzle plate and communicated with the nozzle In a droplet discharge head comprising a pool plate having a communicating hole that
The foundation layer is formed on the surface of the nozzle plate, and has a first foundation layer that has a greater adhesion to the surface of the nozzle plate than the water repellent layer, and a surface of the first foundation layer. A droplet discharge head, comprising: a second underlayer formed and having a higher adhesion to the water repellent layer than the first underlayer.

このように構成することによって、密着性および吐出方向性に優れた撥水膜を備えた液滴吐出ヘッドとすることができる。密着性は、耐剥離性と同義である。   With this configuration, it is possible to provide a droplet discharge head including a water-repellent film having excellent adhesion and discharge directionality. Adhesion is synonymous with peel resistance.

[2]前記ノズルプレートは、その表面の前記ノズル周辺に凸部を有し、
前記撥水膜は、前記ノズルプレートの前記ノズル周辺の表面、および前記凸部の側面および表面に形成されてなることを特徴とする前記[1]に記載の液滴吐出ヘッド。
[2] The nozzle plate has a convex portion around the nozzle on the surface thereof,
The droplet discharge head according to [1], wherein the water repellent film is formed on a surface around the nozzle of the nozzle plate, and on a side surface and a surface of the convex portion.

この構成によれば、ノズル周辺に凸部を設けることにより、ノズル周辺の撥水膜をワイピング等の機械的な摩耗から保護することができる。   According to this configuration, by providing the protrusion around the nozzle, the water repellent film around the nozzle can be protected from mechanical wear such as wiping.

[3]前記撥水層は、フッ素系化合物からなることを特徴とする前記[1]又は[2]に記載の液滴吐出ヘッド。 [3] The droplet discharge head according to [1] or [2], wherein the water repellent layer is made of a fluorine-based compound.

これにより、撥水性および密着性を向上させることができる。   Thereby, water repellency and adhesiveness can be improved.

[4]前記第1下地層は、SiOからなり、前記第2下地層は、SiOからなることを特徴とする前記[1]又は[2]に記載の液滴吐出ヘッド。 [4] The droplet discharge head according to [1] or [2], wherein the first underlayer is made of SiO 2 and the second underlayer is made of SiO x .

第1下地層および第2下地層として、シリコン酸化膜同士を組み合わせることにより、第1下地層と第2下地層との密着性が向上する。   By combining silicon oxide films as the first base layer and the second base layer, the adhesion between the first base layer and the second base layer is improved.

[5]前記SiOは、30〜100nmの膜厚を有し、前記SiOは、30〜100nmの膜厚を有することを特徴とする前記[4]に記載の液滴吐出ヘッド。 [5] The droplet discharge head according to [4], wherein the SiO 2 has a thickness of 30 to 100 nm, and the SiO x has a thickness of 30 to 100 nm.

[6]前記第1下地層は、Siからなり、前記第2下地層は、SiNからなることを特徴とする前記[1]又は[2]に記載の液滴吐出ヘッド。 [6] The droplet discharge head according to [1] or [2], wherein the first underlayer is made of Si 2 N 3 and the second underlayer is made of SiN x .

第1下地層および第2下地層として、シリコン窒化膜同士を組み合わせることにより、第1下地層と第2下地層との密着性が向上する。   By combining silicon nitride films as the first underlayer and the second underlayer, the adhesion between the first underlayer and the second underlayer is improved.

[7][1]〜[6]のいずれか1つに記載の液滴吐出ヘッドと、画像信号に基づいて前記液滴吐出ヘッドを制御して前記液滴吐出ヘッドから液滴を吐出させ、記録媒体上に画像を記録する制御部とを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。 [7] The liquid droplet ejection head according to any one of [1] to [6] and the liquid droplet ejection head controlled based on an image signal to eject liquid droplets from the liquid droplet ejection head, A droplet discharge apparatus comprising: a control unit that records an image on a recording medium.

このように構成することによって、耐久性に優れるとともに、高精細な画像情報の記録を可能とする液滴吐出装置とすることができる。   With this configuration, it is possible to provide a droplet discharge device that has excellent durability and enables recording of high-definition image information.

[8]液滴を吐出するノズルを有するとともに、表面上に撥水膜として下地層および撥水層がこの順序で形成されたノズルプレートと、前記ノズルプレートの裏面に接合され、前記ノズルに連通する連通孔を有するプールプレートとを備えた液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記ノズルプレートの前記表面上に形成され、前記ノズルプレートの前記表面に対する密着性が前記撥水層よりも大である第1下地層を形成し、前記第1下地層の表面上に形成され、前記撥水層に対する密着性が前記第1下地層よりも大である第2下地層を形成し、前記第2下地層上に前記撥水層を形成することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。 [8] A nozzle plate having a nozzle for discharging droplets and having a base layer and a water-repellent layer formed in this order as a water-repellent film on the surface, joined to the back surface of the nozzle plate, and communicated with the nozzle In the method of manufacturing a droplet discharge head including a pool plate having a communicating hole that is formed on the surface of the nozzle plate, the adhesion of the nozzle plate to the surface is greater than that of the water repellent layer. Forming a first underlayer, forming a second underlayer formed on the surface of the first underlayer, and having a greater adhesion to the water-repellent layer than the first underlayer; A method for manufacturing a droplet discharge head, comprising forming the water repellent layer on a ground layer.

このように構成することによって、密着性および吐出方向性に優れた撥水膜を備えた液滴吐出ヘッドの製造方法とすることができる。   With this configuration, a method for manufacturing a droplet discharge head including a water-repellent film having excellent adhesion and discharge directionality can be obtained.

[9]前記第1下地層は、スパッタリングにより形成されてなり、前記第2下地層は、蒸着により形成されてなることを特徴とする前記[8]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。 [9] The method for manufacturing a droplet discharge head according to [8], wherein the first underlayer is formed by sputtering, and the second underlayer is formed by vapor deposition.

この構成によれば、スパッタリングによりノズルプレートと第1下地層との密着性がさらに向上し、蒸着によって撥水膜の平坦性が良くなる。   According to this configuration, the adhesion between the nozzle plate and the first underlayer is further improved by sputtering, and the flatness of the water repellent film is improved by vapor deposition.

本発明によれば、密着性および吐出方向性に優れた撥水膜を備えた液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、および液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the droplet discharge head provided with the water-repellent film excellent in adhesiveness and discharge directionality, a droplet discharge apparatus, and a droplet discharge head can be provided.

[第1の実施の形態]
(液滴吐出ヘッドの構成)
図1および図2は、本発明の第1の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを示し、図1は平面図、図2(a)は図1のA−A線断面図、図2(b)は図2(a)のB部詳細図である。
[First Embodiment]
(Configuration of droplet discharge head)
1 and 2 show a droplet discharge head according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view, FIG. 2A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 2B is a detailed view of a portion B in FIG.

この液滴吐出ヘッド1は、図1に示すように、略平行四辺形の振動板7と、振動板7上に配置された複数の圧電素子8と、複数の圧電素子8に対向する位置に形成された複数のノズル2aとを有し、圧電素子8を駆動することにより、内部に貯留されている液体がノズル2aから液滴として吐出するように構成されている。なお、7aは、振動板7に設けられ、図示しない液体タンクから液体がヘッド1内部に供給される供給孔である。   As shown in FIG. 1, the droplet discharge head 1 includes a substantially parallelogram-shaped diaphragm 7, a plurality of piezoelectric elements 8 disposed on the diaphragm 7, and positions facing the plurality of piezoelectric elements 8. It has a plurality of nozzles 2a formed and by driving the piezoelectric element 8, the liquid stored inside is ejected as droplets from the nozzle 2a. Reference numeral 7a denotes a supply hole that is provided in the diaphragm 7 and through which liquid is supplied from a liquid tank (not shown) to the inside of the head 1.

また、液滴吐出ヘッド1は、図2(a)に示すように、ノズル2aが形成されたノズルプレート2を有し、このノズルプレート2の吐出側と反対側の面(裏面)に、連通孔3aおよび液プール3bを有するプールプレート3と、連通孔4aおよび供給孔4bを有する供給孔プレート4と、連通孔5aおよび供給路5bを有する供給路プレート5と、圧力発生室6aを有する圧力発生室プレート6と、上記振動板7と、上記圧電素子8とを順次積層して構成されている。また、液プール3bからは、供給孔4bおよび供給路5bを介して圧力発生室6aに連通し、圧力発生室6aからは連通孔5a,4a,3aを介してノズル2aに連通している。   Further, as shown in FIG. 2A, the droplet discharge head 1 has a nozzle plate 2 on which nozzles 2a are formed, and communicates with a surface (back surface) opposite to the discharge side of the nozzle plate 2. Pool plate 3 having hole 3a and liquid pool 3b, supply hole plate 4 having communication hole 4a and supply hole 4b, supply path plate 5 having communication hole 5a and supply path 5b, and pressure having pressure generation chamber 6a The generation chamber plate 6, the diaphragm 7, and the piezoelectric element 8 are sequentially stacked. The liquid pool 3b communicates with the pressure generation chamber 6a via the supply hole 4b and the supply path 5b, and the pressure generation chamber 6a communicates with the nozzle 2a via the communication holes 5a, 4a and 3a.

さらに、液滴吐出ヘッド1は、図2(b)に示すように、ノズルプレート2の吐出側の面(表面)に、ノズル2a周辺に凸部9aが形成されるように凸部プレート9が接合されており、ノズルプレート2のノズル2a周辺の表面、および凸部9aの側面および表面に第1下地層10a、第2下地層10aおよび撥水層10bからなる撥水膜10を形成している。ノズル2aの周辺に撥水膜10を形成することにより、ノズル2aから吐出する液滴がノズル2aに対して垂直方向に吐出されるようになる。また、ノズル2aの周辺に凸部9aを設けることにより、ノズル2a周辺の撥水膜10をワイピング等による機械的な摩耗から保護することができる。 Further, as shown in FIG. 2B, the droplet discharge head 1 has a convex plate 9 on the discharge side surface (front surface) of the nozzle plate 2 so that a convex portion 9a is formed around the nozzle 2a. The water repellent film 10 composed of the first base layer 10a 1 , the second base layer 10a 2 and the water repellent layer 10b is formed on the surface around the nozzle 2a of the nozzle plate 2 and the side surface and surface of the convex portion 9a. is doing. By forming the water repellent film 10 around the nozzle 2a, the liquid droplets discharged from the nozzle 2a are discharged in a direction perpendicular to the nozzle 2a. Further, by providing the convex portion 9a around the nozzle 2a, the water repellent film 10 around the nozzle 2a can be protected from mechanical wear due to wiping or the like.

ノズル2aが形成されたノズルプレート2、連通孔3aおよび液プール3bを有するプールプレート3、凸部9aが形成された凸部プレート9、および撥水膜10が積層された構成を、以下、第1の積層体S1という。また、連通孔4aおよび供給孔4bを有する供給孔プレート4、連通孔5aおよび供給路5bを有する供給路プレート5、圧力発生室6aを有する圧力発生室プレート6、および圧電素子8を備えた振動板7が積層された構成を、以下、第2の積層体S2という。   The configuration in which the nozzle plate 2 in which the nozzles 2a are formed, the pool plate 3 having the communication holes 3a and the liquid pool 3b, the convex plate 9 in which the convex portions 9a are formed, and the water repellent film 10 is laminated is described below. 1 laminate S1. A vibration including a supply hole plate 4 having a communication hole 4a and a supply hole 4b, a supply path plate 5 having a communication hole 5a and a supply path 5b, a pressure generation chamber plate 6 having a pressure generation chamber 6a, and a piezoelectric element 8. Hereinafter, the configuration in which the plates 7 are stacked is referred to as a second stacked body S2.

図1、図2では、1つの液滴吐出ヘッド1を示すが、複数の液滴吐出ヘッド1を組み合わせて液滴吐出ヘッドユニットとして、また、複数の液滴吐出ヘッドユニットを配列して液滴吐出ヘッドアレイとして用いることができる。   1 and 2 show one droplet discharge head 1, a plurality of droplet discharge heads 1 are combined to form a droplet discharge head unit, and a plurality of droplet discharge head units are arranged to form a droplet. It can be used as an ejection head array.

次に、液滴吐出ヘッド1の各部の詳細を説明する。   Next, details of each part of the droplet discharge head 1 will be described.

(ノズルプレート)
ノズルプレート2としては、ノズル2aの形成が容易である点から合成樹脂から構成されたものが好ましく、例えば、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリマー、アロマティックポリアミド樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリサルフォン樹脂等を挙げることができる。中でも、自己融着型のポリイミド樹脂が好ましい。ノズルプレート2の厚さは、15〜100μmであることが好ましい。
(Nozzle plate)
The nozzle plate 2 is preferably made of a synthetic resin because the nozzle 2a can be easily formed. For example, a polyimide resin, a polyethylene terephthalate resin, a liquid crystal polymer, an aromatic polyamide resin, a polyethylene naphthalate resin, or a polysulfone resin. Etc. Among these, a self-bonding polyimide resin is preferable. The thickness of the nozzle plate 2 is preferably 15 to 100 μm.

(プールプレート)
プールプレート3としては、材質が、腐食性等の点からSUS等の金属から構成されたものを好適例として挙げることができる。
(Pool plate)
As the pool plate 3, a material made of a metal such as SUS from the viewpoint of corrosiveness can be cited as a preferred example.

(圧電素子)
圧電素子8は、上面と下面に電極がスパッタリング等により形成されており、下面の電極は、導電性接着剤により振動板7に電気的に接続され、振動板7を介して接地されている。圧電素子8の上面の電極は、ハンダにより図示しないフレキシブルプリント基板の導電パターンに接続されている。また、圧電素子8は、圧力発生室6aに対応する振動板7の部分に接合されている。
(Piezoelectric element)
In the piezoelectric element 8, electrodes are formed on the upper surface and the lower surface by sputtering or the like, and the electrodes on the lower surface are electrically connected to the diaphragm 7 by a conductive adhesive and are grounded via the diaphragm 7. The electrode on the upper surface of the piezoelectric element 8 is connected to a conductive pattern of a flexible printed board (not shown) by solder. The piezoelectric element 8 is joined to the portion of the diaphragm 7 corresponding to the pressure generating chamber 6a.

(凸部プレート)
凸部プレート9は、SUS等の金属、ポリイミド樹脂等の樹脂から構成されている。凸部9aの高さは、5〜30μmが好ましく、10〜20μmがより好ましい。
(Convex plate)
The convex plate 9 is made of a metal such as SUS or a resin such as polyimide resin. 5-30 micrometers is preferable and, as for the height of the convex part 9a, 10-20 micrometers is more preferable.

(撥水膜)
撥水膜10の第1下地層10aは、ノズルプレート2の表面上に形成され、ノズルプレート2の表面に対する密着性(耐剥離性)が撥水層10bよりも大であり、第2下地層10aは、第1下地層10aの表面上に形成され、撥水層10bに対する密着性(耐剥離性)が第1下地層10aよりも大となっている。
(Water repellent film)
First underlayer 10a 1 of the water-repellent film 10 is formed on the surface of the nozzle plate 2, adhesiveness to the surface of the nozzle plate 2 (peel resistance) is greater than the water-repellent layer 10b, the second lower strata 10a 2 is formed on the first underlayer 10a 1 on the surface, the adhesion to the water-repellent layer 10b (peeling resistance) becomes larger than the first base layer 10a 1.

第1下地層10aとしては、ノズルプレート2の表面に対する密着性が撥水層10bよりも大であれば特に制限はないが、例えば、厚さが30〜100nmの、SiO、SiO、SiO等のシリコン酸化膜又はSi、SiN等のシリコン窒化膜を挙げることができる。中でも、耐インク性に優れるとともに、ノズルプレート2として用いるポリイミドのような樹脂およびフッ素系撥水材料との密着性(耐剥離性)にも優れていることから、SiOおよびSiからなるものが好ましい。 The first underlayer 10a 1 is not particularly limited as long as the adhesion to the surface of the nozzle plate 2 is greater than that of the water repellent layer 10b. For example, SiO, SiO 2 , SiO having a thickness of 30 to 100 nm. It may be a silicon oxide film or Si 2 N 3, a silicon nitride film such as SiN x of x or the like. Among them, since it is excellent in ink resistance, it also has excellent adhesion (peeling resistance) with a resin such as polyimide used as the nozzle plate 2 and a fluorine-based water repellent material, and therefore, from SiO 2 and Si 2 N 3. Is preferred.

第2下地層10aとしては、撥水層10bに対する密着性が第1下地層10aよりも大であれば特に制限はないが、例えば、厚さが30〜100nmの、第1下地層10aがSiO、からなる場合は、SiOからなるものが好ましく、第1下地層10aがSiからなる場合は、SiNからなるものが好ましい。これにより、第1下地層10aと第2下地層10aとの密着性が良くなる。 As the second underlayer 10a 2, it is not particularly limited as long as larger than adhesiveness first underlayer 10a 1 relative to the water-repellent layer 10b, for example, a thickness of 30 to 100 nm, the first base layer 10a If 1 is SiO 2, consisting preferably is made of SiO x, when the first base layer 10a 1 is made of Si 2 N 3 is preferably one made of SiN x. Thus, adhesion between the first base layer 10a 1 and the second base layer 10a 2 is improved.

撥水層10bとしては、例えば、フッ素系化合物からなるフッ素系撥水膜、シリコーン系撥水膜、プラズマ重合保護膜、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)ニッケル共析めっき等を挙げることができる。中でも、フッ素系化合物からなるフッ素系撥水膜が、撥水性および密着性に優れていることから好ましい。撥水層10bの厚さは、10〜50nmであることが好ましい。   Examples of the water repellent layer 10b include a fluorine water repellent film made of a fluorine compound, a silicone water repellent film, a plasma polymerization protective film, polytetrafluoroethylene (PTFE) nickel eutectoid plating, and the like. Among these, a fluorine-based water repellent film made of a fluorine-based compound is preferable because of its excellent water repellency and adhesion. The thickness of the water repellent layer 10b is preferably 10 to 50 nm.

(液滴吐出ヘッドの製造方法)
図3(a)〜(g)は、本液滴吐出ヘッド1の製造工程を示す。
(Method for manufacturing droplet discharge head)
3A to 3G show the manufacturing process of the present droplet discharge head 1.

(1)第1の積層体S1の作製
まず、図3(a)に示すように、凸部9aを形成するため、例えば、自己融着型のポリイミドフィルムからなるノズルプレート2上に、例えば、SUSからなる凸部プレート9を加熱加圧(例えば、300℃、300kgf)により接合する。なお、ノズルプレート2として自己融着型のポリイミドフィルムを用いない場合は、接合に接着剤等を用いてもよい。
(1) Production of First Laminate S1 First, as shown in FIG. 3A, in order to form the convex portion 9a, for example, on the nozzle plate 2 made of a self-bonding polyimide film, for example, The convex plate 9 made of SUS is joined by heating and pressing (for example, 300 ° C., 300 kgf). In the case where a self-bonding polyimide film is not used as the nozzle plate 2, an adhesive or the like may be used for bonding.

次に、図3(b)に示すように、凸部プレート9上にフォトリソグラフィ法によって、所望の形状となるようにレジスト11をパターニングする。   Next, as shown in FIG. 3B, the resist 11 is patterned on the convex plate 9 by photolithography so as to have a desired shape.

次に、図3(c)に示すように、このレジスト11をマスクとして凸部プレート9をエッチングし、ノズルプレート2の表面上のノズル2aが形成されることになる部分以外の領域に凸部9aを形成する。   Next, as shown in FIG. 3C, the convex plate 9 is etched using the resist 11 as a mask, and the convex portion is formed in a region other than the portion on the surface of the nozzle plate 2 where the nozzle 2a is to be formed. 9a is formed.

次に、図3(d)に示すように、例えば、自己融着型のポリイミドフィルムからなるノズルプレート2の裏面に、連通孔3aおよび液プール3bを有する、例えば、SUSからなるプールプレート3を加熱加圧(例えば、300℃、300kgf)によって接合する。なお、図3では、連通孔3aの周辺のみを図示する。   Next, as shown in FIG. 3D, for example, a pool plate 3 made of SUS, for example, having a communication hole 3a and a liquid pool 3b on the back surface of the nozzle plate 2 made of a self-bonding polyimide film. Bonding is performed by heating and pressing (for example, 300 ° C., 300 kgf). In FIG. 3, only the periphery of the communication hole 3a is shown.

ノズルプレート2として自己融着型のポリイミドフィルムを用いない場合は、接着剤等を用いてもよい。   When a self-bonding polyimide film is not used as the nozzle plate 2, an adhesive or the like may be used.

上記ノズルプレート2と凸部プレート9、およびノズルプレート2とプールプレート3とを接着剤により接合する場合は、接着剤として、ポリイミド,ポリスチレン等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂,エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。   When the nozzle plate 2 and the convex plate 9 and the nozzle plate 2 and the pool plate 3 are bonded with an adhesive, a thermoplastic resin such as polyimide or polystyrene, or a heat such as phenol resin or epoxy resin is used as the adhesive. A curable resin can be used.

次に、図3(e)に示すように、ノズルプレート2のノズル2a周辺の表面、および凸部9aの側面および表面に、第1下地層10aとして、例えば、SiO膜をスパッタリングによって形成する。第1下地層10aとしてSiO膜を用いることにより、ノズルプレート2および凸部9aとの密着性を向上させることができる。これは、一般に、蒸着によって形成した膜よりも、スパッタリングによって形成した膜の方が密着性が良いことによるものである。 Next, as shown in FIG. 3E, a SiO 2 film, for example, is formed by sputtering as the first underlayer 10a 1 on the surface around the nozzle 2a of the nozzle plate 2 and the side surface and surface of the convex portion 9a. To do. By using the SiO 2 film as the first underlayer 10a 1 , the adhesion between the nozzle plate 2 and the convex portion 9a can be improved. This is because the film formed by sputtering generally has better adhesion than the film formed by vapor deposition.

次に、第1下地層10a上に、第2下地層10aとして、例えば、SiO膜を蒸着によって形成する。第2下地層10aとしてSiO膜を用いることにより、撥水層10bとの密着性および平坦性を向上させることができる。これは、SiO膜にはミクロな隙間があり、そこに撥水層10bの分子が入り込み密着性が向上することによるものである。 Next, the first on the underlayer 10a 1, a second base layer 10a 2, for example, be formed by depositing a SiO x film. By using a SiO x film as the second underlayer 10a 2 , adhesion and flatness with the water repellent layer 10b can be improved. This is because there is a micro gap in the SiO x film, and molecules of the water-repellent layer 10b enter there to improve the adhesion.

次に、第2下地層10a上に厚さ10〜50nmのフッ素系撥水膜からなる撥水層10bを蒸着により形成した後、加熱(例えば50℃、1時間)によりフッ素系撥水膜を重合処理する。SiO膜およびSiO膜と撥水層10bとの相性に関しては、第2下地膜10aがSiO膜の場合は、撥水層10bの厚さが30nmより大となると撥水層10bに凹凸が発生するのに対し、第2下地膜10aがSiO膜の場合は、撥水層10bの厚さが50nmより大となると撥水層10bに凹凸が発生することが実験によって確認されている。このことから、吐出方向性およびノズル加工性、さらに、耐摩耗性を考慮した場合、撥水層10bの厚さが厚い方が利点も大となるので、第2下地膜10aとしてはSiO膜の方が好ましいことになる。 Next, after the water-repellent layer 10b made of a fluorine-based water-repellent film having a thickness of 10~50nm on the second underlayer 10a 2 is formed by vapor deposition, a fluorine-based water-repellent film by heating (for example 50 ° C., 1 hour) Is polymerized. Regarding the compatibility between the SiO 2 film and the SiO x film and the water repellent layer 10b, when the second undercoat film 10a 2 is a SiO 2 film, the water repellent layer 10b has a thickness greater than 30 nm. In contrast to the unevenness, when the second base film 10a 2 is a SiO x film, it is confirmed by experiments that the water-repellent layer 10b is uneven when the thickness of the water-repellent layer 10b is greater than 50 nm. ing. Therefore, the ejection direction and the nozzle processability, furthermore, in consideration of abrasion resistance, since it is thicker in the water-repellent layer 10b also becomes larger advantage, as the second base film 10a 2 SiO x A membrane is preferred.

次に、図3(f)に示すように、プールプレート3側からレーザーを照射することによってノズル2aを形成し、第1の積層体S1を得る。レーザーを用いることにより、微細な加工が可能となる。レーザーとしては、ガスレーザーでも固体レーザーでもよい。ガスレーザーとしては、エキシマレーザーを挙げることができ、固体レーザーとしてはYAGレーザーを挙げることができる。中でも、エキシマレーザーを用いることが好ましい。   Next, as shown in FIG.3 (f), the nozzle 2a is formed by irradiating a laser from the pool plate 3 side, and 1st laminated body S1 is obtained. By using a laser, fine processing becomes possible. The laser may be a gas laser or a solid laser. Examples of the gas laser include an excimer laser, and examples of the solid laser include a YAG laser. Among these, it is preferable to use an excimer laser.

なお、ノズルプレート2にノズル2aを形成してから、ノズルプレート2とプールプレート3とを接合してもよい。   Alternatively, the nozzle plate 2 and the pool plate 3 may be joined after the nozzle 2 a is formed on the nozzle plate 2.

また、ノズル2aを形成する前に、撥水膜10の上にシート状の粘着テープ類、熱可塑性樹脂類等から構成された保護層を予め形成し、ノズル2aを形成した後、保護層を剥離してもよい。
(2)第2の積層体S2の作製
一方、図2(a)に示すように、供給孔プレート4、供給路プレート5、圧力発生室プレート6、振動板7および圧電素子8を接合して第2の積層体S2を形成する。
Before forming the nozzle 2a, a protective layer made of sheet-like adhesive tape, thermoplastic resin, or the like is formed in advance on the water-repellent film 10, and after forming the nozzle 2a, the protective layer is formed. It may be peeled off.
(2) Production of Second Laminate S2 On the other hand, as shown in FIG. 2A, the supply hole plate 4, the supply path plate 5, the pressure generating chamber plate 6, the vibration plate 7 and the piezoelectric element 8 are joined. A second stacked body S2 is formed.

供給孔プレート4、供給路プレート5、圧力発生室プレート6、および振動板7を接合して第2の積層体S2を形成する方法としては、例えば、ポリイミド,ポリスチレン等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂,エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等の接着剤を用いることができる。   Examples of a method for forming the second laminate S2 by joining the supply hole plate 4, the supply path plate 5, the pressure generation chamber plate 6, and the vibration plate 7 include a thermoplastic resin such as polyimide and polystyrene, and phenol. An adhesive such as a thermosetting resin such as a resin or an epoxy resin can be used.

(3)第1の積層体S1と第2の積層体S2との接合
次に、図3(g)に示すように、第1の積層体S1のプールプレート3と第2の積層体S2の供給孔プレート4を接合して、液滴吐出ヘッド1を得る。
(3) Joining of the first laminate S1 and the second laminate S2 Next, as shown in FIG. 3G, the pool plate 3 of the first laminate S1 and the second laminate S2 The supply hole plate 4 is joined to obtain the droplet discharge head 1.

第1の積層体S1と第2の積層体S2とを接合する方法としては、例えば、ポリイミド,ポリスチレン等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂,エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等の接着剤を用いて、撥水膜10の耐熱温度以下の温度で接合する方法を挙げることができる。   As a method of joining the first laminate S1 and the second laminate S2, for example, an adhesive such as a thermoplastic resin such as polyimide or polystyrene, or a thermosetting resin such as phenol resin or epoxy resin is used. For example, the bonding may be performed at a temperature lower than the heat resistant temperature of the water repellent film 10.

(第1の実施の形態)
上述した第1の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
(イ)ノズルプレート2の表面上に、第1下地層10aとして、SiO膜をスパッタリングにより形成し、第1下地層10aの表面上に、第2下地層10aとして、SiO膜を蒸着により形成しているので、ノズルプレート2と第1下地層10a、第1下地層10aと第2下地層10a、第2下地層10aと撥水層10bとの密着性が向上する。従って、ノズルプレート2と撥水膜10との密着性が向上する。
(ロ)スパッタリングにより形成した第1下地層10a上に第2下地層10aを蒸着しているので、その上に形成する撥水層10bの平坦性が向上し、吐出方向性が向上する。
(First embodiment)
According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(B) on the surface of the nozzle plate 2, a first underlayer 10a 1, a SiO 2 film formed by sputtering, on the first surface of the base layer 10a 1, a second base layer 10a 2, SiO x film Are formed by vapor deposition so that the adhesion between the nozzle plate 2 and the first underlayer 10a 1 , the first underlayer 10a 1 and the second underlayer 10a 2 , and the second underlayer 10a 2 and the water repellent layer 10b is improved. improves. Therefore, the adhesion between the nozzle plate 2 and the water repellent film 10 is improved.
Since the deposited second underlayer 10a 2 on a first underlayer 10a 1 formed by (ii) sputtering, improve the flatness of the water-repellent layer 10b formed thereon, the ejection direction is improved .

[第2の実施の形態]
(カラープリンタの構成)
図4は、本発明の第2の実施の形態に係る液滴吐出装置を適用したカラープリンタを模式的に示す構成図である。このカラープリンタ100は、略箱型状の筐体101を有し、筐体101内の下部に、用紙Pを収容する給紙トレイ20、筐体101内の上部に、記録済みの用紙Pが排出される排紙トレイ21を各々配設し、給紙トレイ20から記録位置102を経由して排紙トレイ21に至る主搬送路31a〜31e、および排紙トレイ21側から記録位置102側に至る反転搬送路32に沿って用紙Pを搬送する搬送機構30を有している。
[Second Embodiment]
(Color printer configuration)
FIG. 4 is a configuration diagram schematically showing a color printer to which the droplet discharge device according to the second embodiment of the present invention is applied. This color printer 100 has a substantially box-shaped casing 101, a paper feed tray 20 for storing paper P in the lower part of the casing 101, and a recorded paper P in the upper part of the casing 101. Each of the discharged paper discharge trays 21 is disposed, main conveyance paths 31a to 31e from the paper feed tray 20 via the recording position 102 to the paper discharge tray 21, and from the paper discharge tray 21 side to the recording position 102 side. A transport mechanism 30 that transports the paper P along the reverse transport path 32 is provided.

記録位置102には、図4(b)に示すように、図1に示す液滴吐出ヘッド1の複数個を並列させて記録ヘッドユニットを構成し、4個の記録ヘッドユニットをそれぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のインク滴を吐出する記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kとして用紙Pの搬送方向に配列して記録ヘッドアレイを構成している。   As shown in FIG. 4B, a plurality of droplet discharge heads 1 shown in FIG. 1 are arranged in parallel at the recording position 102 to form a recording head unit, and each of the four recording head units is yellow (Y ), Magenta (M), cyan (C), and black (K) recording head units 41Y, 41M, 41C, and 41K that eject ink droplets of each color are arranged in the transport direction of the paper P to form a recording head array. ing.

また、カラープリンタ100は、用紙Pを吸着する吸着手段としての帯電ロール43と、無端ベルト35を介して記録ヘッドユニット20に対向して配置されたプラテン44と、記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kの近傍に配置されたメンテナンスユニット45と、本カラープリンタ100の各部を制御するとともに、画像信号に基づいて記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kを構成する液滴吐出ヘッド1の圧電素子8に駆動電圧を印加し、ノズル2aからインク滴を吐出させ、用紙P上のカラー画像を記録する図示しない制御部とを備える。   Further, the color printer 100 includes a charging roll 43 as an adsorbing unit that adsorbs the paper P, a platen 44 disposed opposite to the recording head unit 20 via the endless belt 35, and recording head units 41Y, 41M, and 41C. The piezoelectric element of the droplet discharge head 1 that controls the maintenance unit 45 arranged in the vicinity of 41K and each part of the color printer 100 and constitutes the recording head units 41Y, 41M, 41C, 41K based on image signals 8 includes a control unit (not shown) that applies a driving voltage to eject ink droplets from the nozzle 2a and records a color image on the paper P.

記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kは、用紙Pの幅以上の有効印字領域を有する。なお、液滴を吐出させる方法として、圧電方式を用いたが、特に制限はなく、例えば、サーマル方式等の汎用されている方式を適宜用いることができる。   The recording head units 41 </ b> Y, 41 </ b> M, 41 </ b> C, and 41 </ b> K have an effective print area that is equal to or larger than the width of the paper P. In addition, although the piezoelectric method was used as a method for discharging droplets, there is no particular limitation, and for example, a widely used method such as a thermal method can be appropriately used.

記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kの上部には、記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kに対応する色のインクを収容するインクタンク42Y、42M、42C、42Kを配設している。各インクタンク42Y、42M、42C、42Kからは、インクが各液滴吐出ヘッド1に図示しない配管を経由して供給されるように構成されている。   Ink tanks 42Y, 42M, 42C, and 42K that store inks corresponding to the recording head units 41Y, 41M, 41C, and 41K are disposed above the recording head units 41Y, 41M, 41C, and 41K. From each ink tank 42Y, 42M, 42C, 42K, it is comprised so that ink may be supplied to each droplet discharge head 1 via piping which is not shown in figure.

インクタンク42Y、42M、42C、42Kに収容されるインクとしては特に制限はなく、例えば、水性、油性、溶剤系等の汎用されているインクを適宜用いることができる。   The ink stored in the ink tanks 42Y, 42M, 42C, and 42K is not particularly limited, and for example, commonly used inks such as water-based, oil-based, and solvent-based inks can be appropriately used.

搬送機構30は、給紙トレイ20から用紙Pを1枚ずつ取り出して主搬送路31aに供給するピックアップロール33と、主搬送路31a、31b、31d、31e、および反転搬送路32の各部に配置され、用紙Pを搬送する複数の搬送ロール34と、記録位置102に設けられ、用紙Pを排紙トレイ21方向に搬送する無端ベルト35と、無端ベルト35が張架された駆動ロール36および従動ロール37と、搬送ロール34および駆動ロール36を駆動する図示しない駆動モータとを備える。   The transport mechanism 30 is arranged in each part of the pick-up roll 33 that takes out the paper P one by one from the paper feed tray 20 and supplies it to the main transport path 31a, the main transport paths 31a, 31b, 31d, 31e, and the reverse transport path 32. A plurality of transport rolls 34 that transport the paper P, an endless belt 35 that is provided at the recording position 102 and transports the paper P in the direction of the paper discharge tray 21, a drive roll 36 on which the endless belt 35 is stretched, and a follower A roll 37 and a drive motor (not shown) for driving the transport roll 34 and the drive roll 36 are provided.

(カラープリンタの動作)
次に、カラープリンタ100の動作を説明する。搬送機構30は、制御部の制御の下に、ピックアップロール33および搬送ロール34を駆動し、給紙トレイ20から用紙Pを取り出して主搬送路31a,31bに沿って搬送する。用紙Pが無端ベルト35の近傍に差し掛かると、帯電ロール43の静電吸着力によって用紙Pに電荷が付与され、用紙Pは無端ベルト35に吸着する。
(Color printer operation)
Next, the operation of the color printer 100 will be described. The transport mechanism 30 drives the pickup roll 33 and the transport roll 34 under the control of the control unit, takes out the paper P from the paper feed tray 20, and transports it along the main transport paths 31a and 31b. When the paper P reaches the vicinity of the endless belt 35, electric charge is applied to the paper P by the electrostatic attraction force of the charging roll 43, and the paper P is attracted to the endless belt 35.

無端ベルト35は、駆動ロール36の駆動によって回転移動し、用紙Pが記録位置102に搬送されると、記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kによってカラー画像が記録される。   The endless belt 35 is rotated by driving of the driving roll 36, and when the paper P is conveyed to the recording position 102, a color image is recorded by the recording head units 41Y, 41M, 41C, and 41K.

すなわち、図2に示す液滴吐出ヘッド1の液プール3bは、インクタンク42Y、42M、42C、42Kから供給されたインクで満たされており、液プール3bからインクが供給孔4bおよび供給路5bを介して圧力発生室6aに供給され、圧力発生室6aにインクが貯留している。制御部が、画像信号に基づいて複数の圧電素子8に駆動電圧を選択的に印加すると、振動板13は圧電素子8の変形に伴ってたわみ、これにより、圧力発生室6a内の容積が変化し、圧力発生室6aに貯留しているインクが連通孔5a,4a,3aを介してノズル2aからインク滴として用紙P上に吐出し、用紙Pに画像を記録する。用紙Pは、Y、M、C、Kの画像が順次上書きされ、カラー画像が記録される。   That is, the liquid pool 3b of the droplet discharge head 1 shown in FIG. 2 is filled with ink supplied from the ink tanks 42Y, 42M, 42C, and 42K, and ink is supplied from the liquid pool 3b to the supply holes 4b and the supply paths 5b. Is supplied to the pressure generating chamber 6a, and ink is stored in the pressure generating chamber 6a. When the control unit selectively applies a drive voltage to the plurality of piezoelectric elements 8 based on the image signal, the vibration plate 13 bends as the piezoelectric elements 8 are deformed, thereby changing the volume in the pressure generating chamber 6a. Then, the ink stored in the pressure generating chamber 6a is ejected as ink droplets from the nozzle 2a onto the paper P through the communication holes 5a, 4a, 3a, and an image is recorded on the paper P. On the paper P, Y, M, C, and K images are sequentially overwritten, and a color image is recorded.

カラー画像が記録された用紙Pは、搬送機構30によって主搬送路31dを経由して排紙トレイ21に排出される。   The paper P on which the color image is recorded is discharged to the paper discharge tray 21 by the transport mechanism 30 via the main transport path 31d.

なお、両面記録モードが設定されている場合は、排紙トレイ21に一旦排出された用紙Pは、再び主搬送路31eに戻り、反転搬送路32を経由して再び主搬送路31bを経由して記録位置102に搬送され、記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kによって前回記録された用紙Pの面と反対の面にカラー画像が記録される。   When the duplex recording mode is set, the paper P once discharged to the paper discharge tray 21 returns to the main transport path 31e again, passes through the reverse transport path 32, and again passes through the main transport path 31b. Then, the color image is recorded on the surface opposite to the surface of the paper P recorded last time by the recording head units 41Y, 41M, 41C, and 41K.

(第2の実施の形態の効果)
上述した第2の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
(イ)ノズルプレート2と撥水膜10との密着性が高い記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kを用いているので、信頼性の高いカラープリンタを提供することができる。
(ロ)吐出方向性の高い記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kを用いているので、高精細、高画質のカラー画像を提供することができる。
(Effect of the second embodiment)
According to the second embodiment described above, the following effects can be obtained.
(A) Since the recording head units 41Y, 41M, 41C, and 41K having high adhesion between the nozzle plate 2 and the water repellent film 10 are used, a highly reliable color printer can be provided.
(B) Since the recording head units 41Y, 41M, 41C, and 41K having high discharge directionality are used, a high-definition and high-quality color image can be provided.

以下、本発明の実施例を説明する。

Figure 2007168393
Examples of the present invention will be described below.
Figure 2007168393

表1は、実施例1、比較例1、2、3、4について、第1下地層10aとしてSiO膜を用い、第2下地層10aとしてSiO膜を用い、SiO膜およびSiO膜の膜厚を変化させた場合の密着性、ノズル加工性、吐出方向性、撥水膜の平坦性(凹凸)について行った評価結果を示す。 Table 1 shows that for Example 1 and Comparative Examples 1, 2, 3, and 4, a SiO 2 film was used as the first underlayer 10a 1 , a SiO x film was used as the second underlayer 10a 2 , and a SiO 2 film and a SiO 2 film were used. The evaluation result performed about the adhesiveness at the time of changing the film thickness of x film | membrane, nozzle processability, discharge directionality, and the flatness (unevenness | corrugation) of a water-repellent film is shown.

実施例1は、第1下地層10aとして膜厚35nmのSiO膜、第2下地層10aとして膜厚100nmのSiO膜、撥水層10bとして膜厚10nmのフッ素樹脂膜を用いた。その結果、密着性、ノズル加工性、吐出方向性、撥水膜の平坦性は、いずれも良好な結果(○印)が得られた。 Example 1, SiO 2 film having a film thickness 35nm as the first base layer 10a 1, SiO x film of the second base layer 10a 2 film thickness 100 nm, using a fluorine resin film with a thickness of 10nm as a water-repellent layer 10b . As a result, good results (circles) were obtained for the adhesion, nozzle processability, ejection directionality, and flatness of the water-repellent film.

これに対し、比較例1は、実施例1に対し、第1下地層10aを使用せず、撥水層10bの膜厚を35nmと厚くした。その結果、密着性は不良(×印)であったが、ノズル加工性、吐出方向性、撥水膜の平坦性は、いずれも良好な結果(○印)が得られた。 In contrast, Comparative Example 1, compared Example 1, without using the first base layer 10a 1, the thickness of the water-repellent layer 10b is increased to 35 nm. As a result, the adhesion was poor (x mark), but good results (◯ mark) were obtained for nozzle processability, ejection directionality, and flatness of the water-repellent film.

比較例2は、実施例1に対し、第1下地層10aを使用せず、撥水層10bの膜厚を55nmと比較例1よりも厚くした。その結果、密着性は不良(×印)、ノズル加工性は良好(○印)、吐出方向性はやや良好(△印)、撥水膜の平坦性は不良(×印)であった。 In Comparative Example 2, the first underlayer 10a 1 was not used as compared with Example 1, and the film thickness of the water repellent layer 10b was 55 nm, which was thicker than Comparative Example 1. As a result, the adhesion was poor (x mark), the nozzle processability was good (circle mark), the discharge directionality was slightly good (triangle mark), and the flatness of the water-repellent film was poor (x mark).

比較例3は、実施例1に対し、第1下地層10aのSiO膜の膜厚を120nmと厚くした。その結果、密着性は不良(×印)であったが、ノズル加工性、吐出方向性および撥水膜の平坦性は、いずれも不良(×印)であった。 In Comparative Example 3, compared with Example 1, the thickness of the SiO 2 film of the first underlayer 10a 1 was increased to 120 nm. As a result, the adhesion was poor (x mark), but the nozzle processability, the discharge directionality, and the flatness of the water-repellent film were all bad (x mark).

比較例4は、実施例1に対し、第2下地層10aを使用せず、撥水層10bの膜厚を35nmと厚くした。その結果、密着性およびノズル加工性は良好(○印)であったが、吐出方向性はやや良好(△印)であり、撥水膜の平坦性は、不良(×印)であった。 In Comparative Example 4, compared to Example 1, the second base layer 10a 2 was not used, and the film thickness of the water repellent layer 10b was increased to 35 nm. As a result, the adhesion and nozzle processability were good (◯ marks), but the discharge directionality was slightly good (Δ marks), and the flatness of the water-repellent film was poor (x marks).

なお、本発明は、上記実施の形態および上記実施例に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

例えば、上記実施の形態および上記実施例では、ノズルプレート2の表面に凸部9aを形成し、それらの表面に三層構造の撥水層10を形成したが、ノズルプレート2の表面に凸部9aを形成せずにノズルプレート2の表面に三層構造の撥水層10を形成してもよい。   For example, in the embodiment and the example described above, the convex portions 9 a are formed on the surface of the nozzle plate 2, and the water-repellent layer 10 having a three-layer structure is formed on the surfaces thereof, but the convex portions are formed on the surface of the nozzle plate 2. The water-repellent layer 10 having a three-layer structure may be formed on the surface of the nozzle plate 2 without forming 9a.

また、ノズルプレートに放電加工、フォトエッチング、ポンチによるプレス加工、レーザ加工等の加工を施してノズルの周囲に凸部を形成してもよい。これにより、ノズルプレートと凸部を一体的に形成することができるので、接合工程等を省略することができる。   Further, the nozzle plate may be subjected to processing such as electric discharge processing, photoetching, press processing using a punch, laser processing, or the like to form a convex portion around the nozzle. Thereby, since a nozzle plate and a convex part can be formed integrally, a joining process etc. can be omitted.

本発明の液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、および液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出することによって高精細な画像情報のパターンを形成することが要請される各種産業分野、例えば、高分子フィルムやガラス表面上にインクジェット法を用いてインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルタを形成したり、半田ペーストを基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成したり、回路基板の配線を形成する等の電気・電子工業分野、ガラス基板等に反応試薬を吐出してサンプルとの反応を検査するバイオチップを製造する医療分野等で有効に利用される。   The droplet discharge head, the droplet discharge device, and the manufacturing method of the droplet discharge head of the present invention are various industrial fields in which it is required to form a pattern of high-definition image information by discharging droplets, for example, Ink is ejected onto a polymer film or glass surface using an ink jet method to form a color filter for display, or a solder paste is ejected onto a substrate to form component mounting bumps. It is effectively used in the electrical / electronic industry fields, such as forming wiring, and in the medical field, which manufactures biochips that test reaction with a sample by discharging a reaction reagent onto a glass substrate or the like.

本発明の第1の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの平面図である。1 is a plan view of a droplet discharge head according to a first embodiment of the present invention. (a)は、図1のA−A線断面図、(b)は、(a)のB部詳細図である。(A) is the sectional view on the AA line of FIG. 1, (b) is the B section detailed drawing of (a). (a)〜(g)は、本発明の第1の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの製造工程を示す断面図である。(A)-(g) is sectional drawing which shows the manufacturing process of the droplet discharge head which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態に係る液滴吐出装置を適用したカラープリンタを模式的に示す構成図である。It is a block diagram which shows typically the color printer to which the droplet discharge apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

1 液滴吐出ヘッド
2 ノズルプレート
2a ノズル
3 プールプレート
3a 連通孔
3b 液プール
4 供給孔プレート
4a 連通孔
4b 供給孔
5 供給路プレート
5a 連通孔
5b 供給路
6 圧力発生室プレート
6a 圧力発生室
7 振動板
7a 供給孔
8 圧電素子
9 凸部プレート
9a 凸部
10 撥水膜
10a 第1下地層
10a 第2下地層
10b 撥水層
11 レジスト
20 給紙トレイ
21 排紙トレイ
30 搬送機構
31a〜31e 主搬送路
32 反転搬送路
33 ピックアップロール
34 搬送ロール
35 無端ベルト
36 駆動ロール
37 従動ロール
41Y、41M、41C、41K 記録ヘッドユニット
42Y、42M、42C、42K インクタンク
43 帯電ロール
44 プレテン
45 メンテナンスユニット
100 カラープリンタ
101 筐体
102 記録位置
P 用紙
S1 積層体
S2 積層体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Droplet discharge head 2 Nozzle plate 2a Nozzle 3 Pool plate 3a Communication hole 3b Liquid pool 4 Supply hole plate 4a Communication hole 4b Supply hole 5 Supply path plate 5a Communication hole 5b Supply path 6 Pressure generation chamber plate 6a Pressure generation chamber 7 Vibration Plate 7a Supply hole 8 Piezoelectric element 9 Protruding plate 9a Protruding portion 10 Water repellent film 10a 1 First underlayer 10a 2 Second underlayer 10b Water repellent layer 11 Resist 20 Paper feed tray 21 Paper discharge tray 30 Transport mechanisms 31a to 31e Main transport path 32 Reverse transport path 33 Pickup roll 34 Transport roll 35 Endless belt 36 Drive roll 37 Driven roll 41Y, 41M, 41C, 41K Recording head unit 42Y, 42M, 42C, 42K Ink tank 43 Charging roll 44 Preten 45 Maintenance unit 100 Color printer 101 Case 102 Position P sheets S1 stack S2 laminate

Claims (9)

液滴を吐出するノズルを有するとともに、表面上に撥水膜として下地層および撥水層がこの順序で形成されたノズルプレートと、前記ノズルプレートの裏面に接合され、前記ノズルに連通する連通孔を有するプールプレートとを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
前記下地層は、前記ノズルプレートの前記表面上に形成され、前記ノズルプレートの前記表面に対する密着性が前記撥水層よりも大である第1下地層と、前記第1下地層の表面上に形成され、前記撥水層に対する密着性が前記第1下地層よりも大である第2下地層とから構成されてなることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
A nozzle plate having a nozzle for discharging droplets and having a base layer and a water-repellent layer formed in this order as a water-repellent film on the surface, and a communication hole joined to the back surface of the nozzle plate and communicating with the nozzle In a droplet discharge head comprising a pool plate having
The foundation layer is formed on the surface of the nozzle plate, and has a first foundation layer that has a greater adhesion to the surface of the nozzle plate than the water repellent layer, and a surface of the first foundation layer. A droplet discharge head, comprising: a second underlayer formed and having a higher adhesion to the water repellent layer than the first underlayer.
前記ノズルプレートは、その表面の前記ノズル周辺に凸部を有し、
前記撥水膜は、前記ノズルプレートの前記ノズル周辺の表面、および前記凸部の側面および表面に形成されてなることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。
The nozzle plate has a convex portion around the nozzle on its surface,
2. The liquid droplet ejection head according to claim 1, wherein the water repellent film is formed on a surface of the nozzle plate around the nozzle and on a side surface and a surface of the convex portion.
前記撥水層は、フッ素系化合物からなることを特徴とする請求項1又は2に記載の液滴吐出ヘッド。   The droplet discharge head according to claim 1, wherein the water repellent layer is made of a fluorine-based compound. 前記第1下地層は、SiOからなり、
前記第2下地層は、SiOからなることを特徴とする請求項1又は2に記載の液滴吐出ヘッド。
The first underlayer is made of SiO 2 .
The droplet discharge head according to claim 1, wherein the second underlayer is made of SiO x .
前記SiOは、30〜100nmの膜厚を有し、
前記SiOは、30〜100nmの膜厚を有することを特徴とする請求項4に記載の液滴吐出ヘッド。
The SiO 2 has a thickness of 30 to 100 nm,
The droplet discharge head according to claim 4, wherein the SiO x has a thickness of 30 to 100 nm.
前記第1下地層は、Siからなり、
前記第2下地層は、SiNからなることを特徴とする請求項1又は2に記載の液滴吐出ヘッド。
The first underlayer is made of Si 2 N 3 ,
The droplet discharge head according to claim 1, wherein the second underlayer is made of SiN x .
請求項1〜6のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドと、
画像信号に基づいて前記液滴吐出ヘッドを制御して前記液滴吐出ヘッドから液滴を吐出させ、記録媒体上に画像を記録する制御部とを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
A liquid droplet ejection head according to any one of claims 1 to 6;
A droplet ejection apparatus comprising: a control unit that controls the droplet ejection head based on an image signal to eject droplets from the droplet ejection head and records an image on a recording medium.
液滴を吐出するノズルを有するとともに、表面上に撥水膜として下地層および撥水層がこの順序で形成されたノズルプレートと、前記ノズルプレートの裏面に接合され、前記ノズルに連通する連通孔を有するプールプレートとを備えた液滴吐出ヘッドの製造方法において、
前記ノズルプレートの前記表面上に形成され、前記ノズルプレートの前記表面に対する密着性が前記撥水層よりも大である第1下地層を形成し、
前記第1下地層の表面上に形成され、前記撥水層に対する密着性が前記第1下地層よりも大である第2下地層を形成し、
前記第2下地層上に前記撥水層を形成することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
A nozzle plate having a nozzle for discharging droplets and having a base layer and a water-repellent layer formed in this order as a water-repellent film on the surface, and a communication hole joined to the back surface of the nozzle plate and communicating with the nozzle In a method of manufacturing a droplet discharge head comprising a pool plate having
Forming a first base layer formed on the surface of the nozzle plate and having a greater adhesion to the surface of the nozzle plate than the water repellent layer;
Forming a second underlayer formed on the surface of the first underlayer and having a greater adhesion to the water-repellent layer than the first underlayer;
A method of manufacturing a droplet discharge head, comprising forming the water repellent layer on the second underlayer.
前記第1下地層は、スパッタリングにより形成されてなり、
前記第2下地層は、蒸着により形成されてなることを特徴とする請求項8に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
The first underlayer is formed by sputtering,
The method for manufacturing a droplet discharge head according to claim 8, wherein the second underlayer is formed by vapor deposition.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9205652B2 (en) 2013-06-23 2015-12-08 Ricoh Company, Ltd. Liquid ejection head, and image forming apparatus using the liquid ejection head

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