JPH068450A - Manufacture of ink jet head - Google Patents
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はインクジェットヘッドに
関する。更に詳しくは、インク液滴を選択的に記録媒体
に付着させるインクジェットヘッドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inkjet head. More specifically, the present invention relates to an inkjet head that selectively deposits ink droplets on a recording medium.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年インクジェットプリンタは高速印
字、低騒音、高印字品位等の利点から、急速に発展して
いる。インクジェットプリンタに用いられるインクジェ
ットヘッドにはいくつかの方式が提案されているが、一
般的には二つの方式に分けることができる。すなわち第
一の方式は圧電材料を使用して、インクチャンバー内に
圧力パルスを発生させ、ノズルからインク滴を吐出させ
る。第二の方式は発熱抵抗体を使用して、インクチャン
バー内に蒸気バブルを発生させ、ノズルからインク滴を
吐出させる。2. Description of the Related Art In recent years, ink jet printers have been rapidly developed due to advantages such as high speed printing, low noise and high printing quality. Several methods have been proposed for an inkjet head used in an inkjet printer, but generally they can be classified into two methods. That is, the first method uses a piezoelectric material to generate a pressure pulse in the ink chamber to eject an ink droplet from the nozzle. The second method uses a heating resistor to generate vapor bubbles in the ink chamber and eject ink droplets from the nozzle.
【0003】第二の方式は、発熱抵抗体の急速な加熱冷
却を繰り返すために、容易に発熱抵抗体が劣化し、耐久
性に乏しいという課題がある。また蒸気バブルが発生す
るインクしか使えないという課題もある。The second method has a problem in that the heating resistor is easily deteriorated and durability is poor because the heating resistor is repeatedly heated and cooled rapidly. There is also a problem that only ink that generates vapor bubbles can be used.
【0004】これに対して第一の方式は前述の課題を持
たない。しかしながら第一の方式は圧電材料の効率が低
いため、インクジェットヘッド自体が大型化する。また
複雑な製造工程となり、大量生産に適さず、結果として
高価なものとなる。さらにノズル密度の高密度化が困難
なため、高印字品位を得にくい。これらの課題がある
為、広く普及するには至っていない。On the other hand, the first method does not have the above-mentioned problems. However, in the first method, the efficiency of the piezoelectric material is low, so that the inkjet head itself becomes large. In addition, the manufacturing process is complicated, it is not suitable for mass production, and as a result, it is expensive. Further, since it is difficult to increase the nozzle density, it is difficult to obtain high print quality. Due to these issues, it has not been widely spread.
【0005】第一の、方式の課題を解決する方法とし
て、特開昭63−247501号公報に、ノズルの並び
方向に互いに間隔を有する複数の平行な長方形の断面積
の流路を有し、前記流路の側壁の一部または全表面に電
極が形成され、前記側壁はその一部または全体が圧電材
料で構成され、前記側壁が流路の並び方向に平行な変形
をし、前記流路内の圧力を変化させて、流路の一端に形
成されたインク滴を吐出せしめるインクジェットヘッド
が提案されている。As a first method for solving the problem of the method, Japanese Patent Laid-Open No. 63-247501 has a plurality of parallel rectangular cross-sectional flow passages spaced from each other in the nozzle arrangement direction, An electrode is formed on a part or the whole surface of the side wall of the channel, the part or the whole of the side wall is made of a piezoelectric material, and the side wall is deformed parallel to the direction in which the channels are arranged. An inkjet head has been proposed that changes the internal pressure to eject ink droplets formed at one end of a flow path.
【0006】特開昭63−247501号公報に示され
たインクジェットヘッドの構造を図3を用いて説明す
る。図3はインクジェットヘッドの構成を示す図で、1
は圧電基板、2はノズルプレート、3はノズル、4はイ
ンク流路、5は圧電材料からなる側壁(以下、圧電側壁
と略す)、6は上部基板、7はインク供給口、9はイン
ク吐出口、10は電極である。The structure of the ink jet head disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-247501 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the inkjet head.
Is a piezoelectric substrate, 2 is a nozzle plate, 3 is a nozzle, 4 is an ink flow path, 5 is a side wall made of a piezoelectric material (hereinafter abbreviated as a piezoelectric side wall), 6 is an upper substrate, 7 is an ink supply port, and 9 is ink discharge. The outlet 10 is an electrode.
【0007】このインクジェットヘッドは互いに平行な
流路4が多数形成されている。ノズルプレート2に形成
されたノズル3に接続し、流路4の他の一端は、スリッ
ト状のインク吐出口9に接続する。また、インク流路4
はインク供給口7を有する上部基板により蓋をされ、各
インク流路4に対応するインク供給口を経て、インク貯
蔵タンク(図示せず)に接続している。インク流路4は
圧電側壁5と上部基板6からなり、その断面形状は長方
形である。In this ink jet head, a large number of parallel flow paths 4 are formed. It is connected to the nozzle 3 formed on the nozzle plate 2, and the other end of the flow path 4 is connected to the slit-shaped ink ejection port 9. In addition, the ink flow path 4
Is covered with an upper substrate having an ink supply port 7, and is connected to an ink storage tank (not shown) via the ink supply port corresponding to each ink flow path 4. The ink flow path 4 is composed of a piezoelectric side wall 5 and an upper substrate 6, and has a rectangular cross section.
【0008】従来例のインクジェットヘッドのインク吐
出の動作を、流路の断面を示す図4を基に説明する。図
4(a)に於て、圧電側壁5は分極方向11が異なる2
個の圧電側壁により形成されている。図4(a)に於
て、圧電側壁5は両面に形成された電極10に、電気的
アクチュエート手段(図示せず)より電圧パルスを印加
されない為、変形していない。The ink ejection operation of the conventional ink jet head will be described with reference to FIG. 4 showing a cross section of the flow path. In FIG. 4A, the piezoelectric side wall 5 has a different polarization direction 11.
It is formed by individual piezoelectric sidewalls. In FIG. 4A, the piezoelectric side wall 5 is not deformed because a voltage pulse is not applied to the electrodes 10 formed on both sides by an electric actuating means (not shown).
【0009】図4(b)に於て、電圧パルスを印加され
ると圧電側壁5は圧電側壁の接合面にズリ変形し、発生
する圧力によりインク流路4を満たすインクの一部を、
図3に示す、ノズル開口3からインク滴として吐出さ
せ、他の一部をインク供給口7を経てインク貯蔵タンク
側に排出する。インク滴吐出後のノズル部へのインク供
給は、ノズル3の毛管力によりインク貯蔵タンクよりイ
ンク供給口7とインク流路4を経てノズル3へ供給され
る。In FIG. 4B, when a voltage pulse is applied, the piezoelectric side wall 5 is deformed to the joint surface of the piezoelectric side wall, and a part of the ink filling the ink flow path 4 is generated by the generated pressure.
Ink droplets are ejected from the nozzle openings 3 shown in FIG. 3, and the other part is ejected to the ink storage tank side through the ink supply port 7. The ink supply to the nozzle portion after the ink droplets are discharged is supplied to the nozzle 3 from the ink storage tank through the ink supply port 7 and the ink flow path 4 by the capillary force of the nozzle 3.
【0010】また従来例では、圧電側壁について別の構
造が提案されている。以降、前述の構造を圧電側壁構造
Aと呼びこれから説明する構造を圧電側壁構造Bと呼
ぶ。In the conventional example, another structure has been proposed for the piezoelectric side wall. Hereinafter, the structure described above will be referred to as a piezoelectric side wall structure A, and the structure described below will be referred to as a piezoelectric side wall structure B.
【0011】圧電側壁構造Bの構造を図5を用いて説明
する。この圧電側壁構造Bでは各インク流路4を区画す
る圧電側壁5は流路方向に対して垂直方向11に分極さ
れている。図5(a)は電圧パルスが印加がされない状
態を示す図、図5(b)は電圧パルスが印加がされた状
態を示す図である。The structure of the piezoelectric side wall structure B will be described with reference to FIG. In this piezoelectric side wall structure B, the piezoelectric side wall 5 that partitions each ink flow path 4 is polarized in a direction 11 perpendicular to the flow path direction. FIG. 5A is a diagram showing a state in which no voltage pulse is applied, and FIG. 5B is a diagram showing a state in which a voltage pulse is applied.
【0012】図5(a)に於て、圧電側壁5は両面に形
成された電極10に、電気的アクチュエート手段(図示
せず)より電圧パルスを印加されない為、変形していな
い。図5(b)に於て、電圧パルスを印加されると圧電
側壁5の上部がズリ方向に変形し、発生する圧力により
インク流路4を満たすインクの一部をノズル3からイン
ク滴として吐出させる。In FIG. 5A, the piezoelectric side wall 5 is not deformed because no voltage pulse is applied to the electrodes 10 formed on both sides by an electric actuating means (not shown). In FIG. 5B, when a voltage pulse is applied, the upper portion of the piezoelectric side wall 5 is deformed in the displacement direction, and a part of the ink that fills the ink flow path 4 is ejected as an ink droplet from the nozzle 3 by the generated pressure. Let
【0013】さらに、圧電側壁構造A、Bの双方で、電
極10上に絶縁層(図示せず)を形成することにより電
導度の高いインクを電極を侵すことなく吐出する事が可
能である。Furthermore, by forming an insulating layer (not shown) on the electrode 10 in both the piezoelectric side wall structures A and B, it is possible to eject ink having a high electric conductivity without damaging the electrode.
【0014】以下に図6を用いて従来のインクジェット
ヘッドの製造方法を以下に示す。A conventional method of manufacturing an ink jet head will be described below with reference to FIG.
【0015】厚さ1mmの圧電基板に、厚さ0.2m
mの圧電セラミックス板を対向する分極方向で貼り合わ
せ、圧電基板1を形成しする。A piezoelectric substrate having a thickness of 1 mm and a thickness of 0.2 m
Piezoelectric ceramic plates of m are bonded in the opposite polarization direction to form the piezoelectric substrate 1.
【0016】圧電基板1に、ダイヤモンドブレードに
より、溝幅80μmの圧電側壁5を形成する。The piezoelectric side wall 5 having a groove width of 80 μm is formed on the piezoelectric substrate 1 with a diamond blade.
【0017】圧電側壁5に、真空蒸着法により電極1
0を形成する。電極10はNi−Crを1.0μm、Auを
0.5μm形成する。The electrode 1 is formed on the piezoelectric side wall 5 by a vacuum deposition method.
Form 0. The electrode 10 is Ni-Cr 1.0 μm, Au
0.5 μm is formed.
【0018】圧電側壁構造Aの場合は圧電基板1平面を
を蒸着源に対して垂直方向として行うが、圧電側壁構造
Bの場合は、図7の様に圧電基板1を蒸着源の方向14
に対して傾けて、両壁側面に対し一度づつ蒸着の操作を
行う。圧電壁構造Bでは圧電基板1は1枚の圧電セラミ
ックスからなる。In the case of the piezoelectric sidewall structure A, the plane of the piezoelectric substrate 1 is perpendicular to the vapor deposition source, whereas in the case of the piezoelectric sidewall structure B, the piezoelectric substrate 1 is oriented in the direction of the vapor deposition source 14 as shown in FIG.
Tilt with respect to each other, and perform vapor deposition operations on both side surfaces once. In the piezoelectric wall structure B, the piezoelectric substrate 1 is made of one piece of piezoelectric ceramics.
【0019】圧電基板1の上面の不要な電極10を平
面研磨により除去する。The unnecessary electrode 10 on the upper surface of the piezoelectric substrate 1 is removed by plane polishing.
【0020】以上の、電極形成までの工程を終了した状
態は図6(a)に示した。The state in which the above steps up to electrode formation are completed is shown in FIG. 6 (a).
【0021】圧電側壁5の上部に接着剤を塗布し、圧
電基板1と上部基板6、インク供給口7を接着する。上
部基板6はインク流路4の天壁となる。使用する接着剤
は流れ出しの少ないものが望ましい。An adhesive is applied to the upper portion of the piezoelectric side wall 5 to bond the piezoelectric substrate 1, the upper substrate 6 and the ink supply port 7. The upper substrate 6 serves as the top wall of the ink flow path 4. It is desirable that the adhesive used has a small amount of runoff.
【0022】圧電基板1、上部基板6のインク吐出側
の端面に、接着剤を塗布し、ノズルプレート2を接着す
る。この場合も使用する接着剤は流れ出しの少ないもの
が望ましい。An adhesive is applied to the end faces of the piezoelectric substrate 1 and the upper substrate 6 on the ink ejection side to bond the nozzle plate 2. Also in this case, it is desirable that the adhesive used has a small amount of outflow.
【0023】以上の、ノズルプレート2の接着までの工
程を終了した状態は図6(b)に示した。The state in which the above steps up to the adhesion of the nozzle plate 2 are completed is shown in FIG. 6 (b).
【0024】インク供給手段、駆動手段と接続する。It is connected to the ink supply means and the drive means.
【0025】以上の工程によりインクジェットヘッドと
しての動作が可能である。The operation as an ink jet head is possible through the above steps.
【0026】[0026]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の圧電構造Aのインクジェットヘッドでは、電極が底面
にまで形成されており、基板底面に電界の回り込みがあ
り、インク滴吐出に対し、影響を及ぼす。However, in the conventional ink jet head having the piezoelectric structure A, the electrodes are formed even on the bottom surface, and the electric field wraps around the bottom surface of the substrate, which has an effect on ink droplet ejection. .
【0027】図8は従来例の圧電構造Aのインクジェッ
トヘッドのインク流路の断面図である。インク流路4に
充填されたインクを、インク滴として吐出するために、
電極10に電圧をかける。すると、電界曲線15は図8
の様に圧電基板1内に生じ、圧電側壁5は点線16の様
に変形する。しかし図8に示すとおり、電界曲線15は
インク流路底面12上の電極に対しても生じ、基板底面
はが点線17の様に波打ってしまう。このため、隣接す
るキャビティ側壁に対して影響を及ぼし、クロストーク
の原因となり、ノズル毎の一定水準での吐出が困難であ
った。FIG. 8 is a sectional view of an ink flow path of a conventional piezoelectric structure A ink jet head. In order to eject the ink filled in the ink flow path 4 as an ink droplet,
A voltage is applied to the electrode 10. Then, the electric field curve 15 is shown in FIG.
Occurs in the piezoelectric substrate 1 and the piezoelectric sidewall 5 is deformed as shown by the dotted line 16. However, as shown in FIG. 8, the electric field curve 15 is also generated on the electrode on the bottom surface 12 of the ink flow path, and the bottom surface of the substrate becomes wavy as shown by the dotted line 17. For this reason, the adjacent side walls of the cavity are affected, causing crosstalk, and it is difficult to discharge at a constant level for each nozzle.
【0028】従来は、底面に電極を形成しないことを目
的に、真空蒸着法での方法を検討した。図9に示すよう
に、真空蒸着法において、蒸着源方向14に対して圧電
基板1を傾けて行うことが考えられた。しかし、インク
流路4の両壁面に電極形成を行うためには、二度の蒸着
操作が必要であり、さらに真空槽から基板を取り出して
基板の角度を変えなければならない。また真空槽内を一
度大気圧に戻し、再度槽内を真空状態にしなければなら
ないために、プロセス上工数が要し、真空槽内で前記の
評価を行うには装置構成の規模が大きくなり、高価とな
る。また、結果的に底面に全く電極を形成しないことは
困難であった。Conventionally, a vacuum deposition method has been studied for the purpose of not forming an electrode on the bottom surface. As shown in FIG. 9, in the vacuum evaporation method, it was considered that the piezoelectric substrate 1 was tilted with respect to the evaporation source direction 14. However, in order to form the electrodes on both wall surfaces of the ink flow path 4, it is necessary to perform the vapor deposition operation twice, and further the substrate angle must be changed by removing the substrate from the vacuum chamber. In addition, since it is necessary to return the inside of the vacuum chamber to atmospheric pressure once again and to make the inside of the chamber vacuum state again, man-hours are required in the process, and the scale of the apparatus configuration becomes large to perform the above evaluation in the vacuum chamber. It becomes expensive. Further, as a result, it was difficult to form no electrode on the bottom surface.
【0029】上記と同様な方法で電極形成を行う圧電側
壁Bの構造では、圧電側壁の上部半分に電極を形成す
る。底面に電極がないためキャビティ間の干渉は無い
が、電極面積が小さいために、変位できる圧電素子の容
積が小さく、画像形成に必要なインク滴の吐出速度を得
るには、さらに高い電圧を必要とし消費電力が大きくな
ることが問題になる。In the structure of the piezoelectric side wall B in which the electrode is formed by the same method as described above, the electrode is formed on the upper half of the piezoelectric side wall. Since there is no electrode on the bottom surface, there is no interference between cavities, but since the electrode area is small, the volume of the piezoelectric element that can be displaced is small, and a higher voltage is required to obtain the ink droplet ejection speed necessary for image formation. The problem is that the power consumption increases.
【0030】また、従来は真空蒸着法を用いて電極形成
を行っていた。しかし、ドライプロセスによる金属層形
成は表面に直径1μm程度の金属塊が形成する。これ
は、金属薄膜のドライプロセスに於ける形成過程に起因
する。Further, conventionally, electrodes have been formed by using a vacuum evaporation method. However, when the metal layer is formed by the dry process, a metal lump having a diameter of about 1 μm is formed on the surface. This is due to the formation process of the metal thin film in the dry process.
【0031】金属原子は、基板表面に到達した時、基板
上で表面運動を行い、凝集して核を形成する。形成した
核は、さらに飛来してきた金属原子の凝集により、三次
元的に成長する。このような成長過程を経て、金属薄膜
が形成される。このため、金属薄膜の表面全域に、島状
にクラスターが存在する。When the metal atoms reach the surface of the substrate, they undergo surface movement on the substrate and aggregate to form nuclei. The formed nuclei grow three-dimensionally due to the agglomeration of the incoming metal atoms. A metal thin film is formed through such a growth process. Therefore, island-shaped clusters exist on the entire surface of the metal thin film.
【0032】さらに、基板である圧電セラミックスは直
径2〜3μmの粒塊で形成されており、蒸着源に対し、
陰の部分を生じる。飛来する金属原子は陰には直接到達
しないため、金属原子の量に差があらわれる。Furthermore, the piezoelectric ceramics, which is the substrate, is formed of agglomerates having a diameter of 2 to 3 μm.
The shadow part is produced. Since the flying metal atoms do not reach the shadow directly, a difference appears in the amount of metal atoms.
【0033】上記二点により、電極の表面粗度は最大で
5μm程度に達してしまう。さらに無電解メッキ等のウ
ェットプロセスを用いる場合では、金属層密着性の向上
のために表面を粗化するため、形成電極の表面は、ドラ
イプロセスのものより粗くなる。Due to the above two points, the surface roughness of the electrode reaches a maximum of about 5 μm. Further, when a wet process such as electroless plating is used, the surface of the formed electrode is rougher than that in the dry process because the surface is roughened in order to improve the adhesion of the metal layer.
【0034】流路壁面が平滑でないことは、流路抵抗が
大きくなり、キャビティ中に存在する気泡が抜けにくい
という問題が生じる。キャビティ中の気泡の存在は、圧
電セラミックスの変位を、インク滴吐出圧力に効率良変
換することを不可能とし、吐出不良を引き起こす。If the wall surface of the flow path is not smooth, the resistance of the flow path becomes large, and there arises a problem that bubbles existing in the cavity are difficult to escape. The presence of air bubbles in the cavity makes it impossible to efficiently convert the displacement of the piezoelectric ceramics into the ink droplet ejection pressure, causing ejection failure.
【0035】さらに電極表面に凹凸が存在することによ
り、絶縁処理等の処理を行う場合、欠陥が数多く存在
し、完全な被覆が困難であった。例えば絶縁処理を行っ
た場合では、導電性の高い水系インクを使用した場合
に、インク中への電流の漏洩により、吐出不能となっ
た。インク滴吐出に支障の無い微量の電流漏洩でも、長
期に渡る使用より、電極の腐食やインクの変質に起因し
て吐出不良となった。Further, due to the presence of irregularities on the surface of the electrode, many defects were present when performing a treatment such as an insulation treatment, and complete coating was difficult. For example, in the case of performing the insulation treatment, when a highly conductive water-based ink was used, discharge was impossible due to the leakage of current into the ink. Even with a small amount of current leakage that does not hinder ink droplet ejection, ejection failure was caused due to electrode corrosion and ink deterioration after long-term use.
【0036】本発明はかかる問題を解決するもので、幅
広いインク種の対応性を持ち、かつ良好な製造歩留ま
り、ノズル毎の一定したインク吐出性能水準、長期信頼
性を備えたインクジェットヘッドを提供することを目的
とする。The present invention solves such a problem and provides an ink jet head having a wide range of ink types, a good production yield, a constant ink ejection performance level for each nozzle, and long-term reliability. The purpose is to
【0037】[0037]
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドはかかる問題を解決するために、流路と前記流路
に配接されたインクを吐出せしめるノズル面を有し、前
記流路はその一部または全体が圧電材料で構成されるイ
ンクジェットヘッドに於て、前記流路底面に形成された
電極を、切削手段により除去に切削手段を用い、前記流
路側壁に形成された電極表面を平滑化するのに切削手段
を用い、前記流路底面に形成された電極の除去と、前記
流路側壁に形成された電極表面の平滑化を同一の工程で
行うことを特徴とする。In order to solve such a problem, the ink jet head of the present invention has a flow path and a nozzle surface for ejecting ink disposed in the flow path, and the flow path has In an inkjet head whose part or whole is made of a piezoelectric material, a cutting means is used to remove the electrode formed on the bottom surface of the flow path, and the electrode surface formed on the side wall of the flow path is smoothed. For this purpose, a cutting means is used to remove the electrodes formed on the bottom surface of the flow channel and to smooth the electrode surface formed on the side wall of the flow channel in the same step.
【0038】[0038]
【実施例】以下に図を用いて本発明を説明する。本発明
は以下の実施例により限定されるものではない。The present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to the examples below.
【0039】まず図1に本発明のインクジェットヘッド
の製造方法の一例を示し説明する。図1は、本発明の一
実施例を示すインクジェットヘッド製造過程に於けるイ
ンク流路の断面図である。1は圧電基板、4はインク流
路、5は圧電側壁、8はダイヤモンドブレード、10は
電極、11は圧電側壁の分極方向、12はインク流路底
面である。First, an example of a method for manufacturing an ink jet head of the present invention will be shown in FIG. 1 and described. FIG. 1 is a sectional view of an ink flow path in an inkjet head manufacturing process showing an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 is a piezoelectric substrate, 4 is an ink flow path, 5 is a piezoelectric side wall, 8 is a diamond blade, 10 is an electrode, 11 is a polarization direction of the piezoelectric side wall, and 12 is an ink flow path bottom surface.
【0040】対抗する分極方向11で貼り合わされた
圧電基板1に、厚さ70μmのダイヤモンドブレードに
より、溝幅80μmの圧電側壁5を形成する。Piezoelectric side walls 5 having a groove width of 80 μm are formed on the piezoelectric substrate 1 bonded in the opposing polarization directions 11 with a diamond blade having a thickness of 70 μm.
【0041】次に圧電基板上に、電極10を形成す
る。電極10は真空蒸着、スパッタリングあるいはメッ
キ等の金属薄膜形成手段を用いる。Next, the electrode 10 is formed on the piezoelectric substrate. For the electrode 10, a metal thin film forming means such as vacuum deposition, sputtering or plating is used.
【0042】形成した80μmのインク流路に対し
て、厚さ65μmのダイヤモンドブレードで当初形成し
た溝深さよりさらに深く切削し流路底面の電極を除去す
る。このとき同時に小径の砥粒を吹きつけることによ
り、電極表面の研磨を行う。The 80 μm-thick ink channel thus formed is cut deeper than the initially formed groove depth with a diamond blade having a thickness of 65 μm to remove the electrode at the bottom of the channel. At this time, the electrode surface is polished by simultaneously spraying small-diameter abrasive grains.
【0043】底面の電極は、一度の切削でも除去できる
が、厚さの薄いダイヤモンドブレードで複数回切り込む
ことによっても可能である。The bottom electrode can be removed by one-time cutting, but it can also be removed by cutting with a thin diamond blade a plurality of times.
【0044】得られた電極表面は極めて平坦であり、表
面の凹凸を0.5μm以下とすることが可能であった。The surface of the obtained electrode was extremely flat, and the surface irregularities could be 0.5 μm or less.
【0045】底面の電極を除去する事により、図8に示
したような基板の波打ちの解消が可能で、隣接キャビテ
ィの挙動に拘らず、安定した吐出が可能となった。ま
た、従来用いていた斜方蒸着による方法に比較すると、
工程を大きく簡素にできた。また、砥粒によりインク流
路の底面が研磨され、平滑になるので流路抵抗の低減に
有効であった。By removing the electrode on the bottom surface, the waviness of the substrate as shown in FIG. 8 can be eliminated, and stable ejection can be performed regardless of the behavior of the adjacent cavity. In addition, comparing with the conventional method using oblique deposition,
The process was greatly simplified. Further, since the bottom surface of the ink flow path was polished by the abrasive grains and became smooth, it was effective in reducing the flow path resistance.
【0046】さらに電極の表面が研磨されたことにより
流路抵抗を低減することができた。また電極上に絶縁層
を形成する場合では、絶縁層に欠陥が生じることがな
く、容易に、しかも長期的に安定した絶縁性が得ること
ができた。Further, since the surface of the electrode was polished, the flow path resistance could be reduced. Further, when the insulating layer was formed on the electrode, no defect was generated in the insulating layer, and stable insulating properties could be obtained easily and for a long time.
【0047】上記方法を用いれば、同一の工程で複数の
効果が得られ、工程の簡素化が可能である。By using the above method, a plurality of effects can be obtained in the same step, and the steps can be simplified.
【0048】さらに図2に示すように、毛足の長いバフ
研磨筒を、基板上面に密着し、前述の吐粒のさらに粒径
の細かいものを吹き付け回転させる。これにより、電極
表面はさらに平滑となり、電極表面の凹凸は0.1μm
を下回るものとなる。Further, as shown in FIG. 2, a buffing cylinder having a long bristles is brought into close contact with the upper surface of the substrate, and the above-mentioned discharged particles having a smaller particle diameter are sprayed and rotated. As a result, the electrode surface becomes smoother and the unevenness of the electrode surface is 0.1 μm
Will be less than.
【0049】絶縁処理を行う場合では、さらに電極表面
が平滑になったことにより、より薄い膜厚での絶縁処理
が可能である。In the case of performing the insulation treatment, since the electrode surface is made smoother, the insulation treatment can be performed with a thinner film thickness.
【0050】本発明のインクジェット製造方法により、
導電性インクに対して、安定した絶縁性と長期信頼性を
得ている。従来工法で60%程度であった製造歩留まり
が、ほぼ100%満足し、電流漏洩による製造不良を解
消することができた。By the ink jet manufacturing method of the present invention,
It has stable insulation and long-term reliability for conductive ink. The manufacturing yield, which was about 60% in the conventional method, was almost 100% satisfied, and manufacturing defects due to current leakage could be eliminated.
【0051】また従来10%程であったノズル毎のイン
ク滴の吐出速度のバラツキを、3%程度に抑えることが
できた。Further, it was possible to suppress the variation in the ejection speed of ink droplets from nozzle to nozzle, which was about 10% in the past, to about 3%.
【0052】さらに、電極表面の研磨に関しては、圧電
側壁構造Bで構成される図5のインク流路断面構造を持
つインクジェットヘッドにも有用で、上記と同様の効果
を得ることができた。Further, regarding the polishing of the electrode surface, it was also useful for the ink jet head having the ink flow path cross-sectional structure of FIG. 5 constituted by the piezoelectric side wall structure B, and the same effect as above could be obtained.
【0053】本発明は他のインク流路に電極が露出する
構造を持つインクジェットヘッドに対しても有用であ
る。The present invention is also useful for an inkjet head having a structure in which electrodes are exposed in other ink flow paths.
【0054】[0054]
【発明の効果】本発明のインクジェット製造方法によれ
ば、良好な製造歩留まり、ノズル毎の一定したインク吐
出性能水準、優れた量産性、また、広範なインク種対応
性を持ち、さらに長期的に高い信頼性を確保したインク
ジェットヘッドを安価に提供できるという優れた効果を
持つ。According to the ink jet manufacturing method of the present invention, it has a good manufacturing yield, a constant ink ejection performance level for each nozzle, excellent mass productivity, and a wide range of ink type compatibility, and can be used for a long period of time. It has an excellent effect that an ink jet head with high reliability can be provided at a low cost.
【図1】本発明の、一実施例のインクジェットヘッド製
造方法を示すインク流路の断面図。FIG. 1 is a sectional view of an ink flow path showing a method for manufacturing an inkjet head according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の、一実施例のインクジェットヘッド製
造方法を示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing an inkjet head manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
【図3】従来のインクジェットヘッドの構成を示す斜視
図。FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a conventional inkjet head.
【図4】従来の圧電側壁構造Aのインクジェットヘッド
の吐出原理を示すインク流路の断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view of an ink flow path showing the ejection principle of an inkjet head having a conventional piezoelectric sidewall structure A.
【図5】従来の圧電側壁構造Bのインクジェットヘッド
の吐出原理を示すインク流路の断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view of an ink flow path showing the ejection principle of an inkjet head having a conventional piezoelectric sidewall structure B.
【図6】従来のインクジェットヘッドの製造方法を示す
斜視図。FIG. 6 is a perspective view showing a conventional method for manufacturing an inkjet head.
【図7】従来の圧電側壁構造Bのインクジェットヘッド
の電極形成方法を示すインク流路の断面図。FIG. 7 is a sectional view of an ink flow path showing a method of forming electrodes of an inkjet head having a conventional piezoelectric sidewall structure B.
【図8】従来の圧電側壁構造Aのインクジェットヘッド
の電極形成方法を示すインク流路の断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view of an ink flow path showing a method for forming electrodes of an inkjet head having a conventional piezoelectric sidewall structure A.
【図9】従来のインクジェットヘッドの駆動時のインク
流路断面の変形を示す図。FIG. 9 is a diagram showing deformation of a cross section of an ink flow path when a conventional inkjet head is driven.
1 圧電基板 2 ノズルプレート 3 ノズル 4 インク流路 5 圧電側壁 6 上部基板 7 インク供給口 8 ダイヤモンドブレード 9 インク排出口 10 電極 11 圧電側壁の分極方向 12 インク流路底面 13 バフ研磨筒 14 蒸着源の方向 15 圧電基板中の電界曲線 16 圧電基板駆動時の圧電側壁の変形を示す線 17 圧電側壁駆動時の圧電基板の変形を示す線 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Piezoelectric substrate 2 Nozzle plate 3 Nozzle 4 Ink flow path 5 Piezoelectric side wall 6 Upper substrate 7 Ink supply port 8 Diamond blade 9 Ink discharge port 10 Electrode 11 Polarization direction of piezoelectric side wall 12 Ink flow path bottom surface 13 Buff polishing cylinder 14 Deposition source Direction 15 Electric field curve in piezoelectric substrate 16 Line showing deformation of piezoelectric side wall when driving piezoelectric substrate 17 Line showing deformation of piezoelectric substrate when driving piezoelectric side wall
Claims (3)
出せしめるノズル面を有し、前記流路はその一部または
全体が圧電材料で構成されるインクジェットヘッドに於
て、前記流路底面に形成された電極を、切削手段により
除去することを特徴とするインクジェットヘッド製造方
法。1. An ink jet head having a flow path and a nozzle surface disposed in the flow path for ejecting ink, wherein the flow path is partly or entirely made of a piezoelectric material. An inkjet head manufacturing method, characterized in that an electrode formed on a road bottom is removed by a cutting means.
出せしめるノズル面を有し、前記流路はその一部または
全体が圧電材料で構成されるインクジェットヘッドに於
て、前記流路側壁に形成された電極表面を研磨したこと
を特徴とするインクジェットヘッド製造方法。2. An ink jet head having a flow path and a nozzle surface disposed in the flow path for ejecting ink, the flow path being partly or wholly made of a piezoelectric material. An inkjet head manufacturing method, characterized in that an electrode surface formed on a road side wall is polished.
出せしめるノズル面を有し、前記流路はその一部または
全体が圧電材料で構成されるインクジェットヘッドに於
て、前記流路底面に形成された電極の除去と、前記流路
側壁に形成された電極表面の研磨を同一の工程で行うこ
とを特徴とするインクジェットヘッド製造方法。3. An ink jet head having a flow path and a nozzle surface, which is disposed in contact with the flow path, for ejecting ink, and the flow path is partly or wholly made of a piezoelectric material. An inkjet head manufacturing method, characterized in that the removal of the electrode formed on the bottom surface of the road and the polishing of the surface of the electrode formed on the side wall of the flow path are performed in the same step.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16933192A JPH068450A (en) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | Manufacture of ink jet head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16933192A JPH068450A (en) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | Manufacture of ink jet head |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH068450A true JPH068450A (en) | 1994-01-18 |
Family
ID=15884574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16933192A Pending JPH068450A (en) | 1992-06-26 | 1992-06-26 | Manufacture of ink jet head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068450A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6722035B1 (en) | 1995-11-02 | 2004-04-20 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing an ink ejecting device wherein electrodes formed within non-ejecting channels are divided and electrodes formed within ejecting channels are continuous |
| CN102476506A (en) * | 2010-11-30 | 2012-05-30 | 东芝泰格有限公司 | Manufacturing method of inkjet head and inkjet head |
| JP2016055609A (en) * | 2014-09-12 | 2016-04-21 | エスアイアイ・プリンテック株式会社 | Liquid ejecting head, liquid ejecting apparatus, and method of manufacturing liquid ejecting head |
-
1992
- 1992-06-26 JP JP16933192A patent/JPH068450A/en active Pending
Cited By (5)
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| JP2012116054A (en) * | 2010-11-30 | 2012-06-21 | Toshiba Tec Corp | Manufacturing method of ink jet head, and ink jet head |
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