JP4736814B2

JP4736814B2 - 液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置

Info

Publication number: JP4736814B2
Application number: JP2006007717A
Authority: JP
Inventors: 克弘野津; 雅樹片岡; 秀樹福永; 洋井上; 茂梅原; 隆晴近藤
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2006-01-16
Filing date: 2006-01-16
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2026-01-16
Also published as: US20070165069A1; JP2007185921A

Description

本発明は、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置に関し、さらに詳しくは、生産性及びハンドリング性に優れるとともに、吐出特性にも優れた液滴吐出ヘッド並びに高精細な画像情報を形成することが可能な液滴吐出装置に関する。

ノズルから液滴を微細な液滴状にして吐出することにより情報の記録を行うための液滴吐出ヘッドでは、液体の流路を構成する部材として、金属材料やポリマー材料等が用いられている。

このような流路を構成する部材の１つであるノズルプレートの材質としてポリマー材料を用いる場合、このポリマー材料を加熱成形するときに流動性を改善して加工性を高めるため、あるいは成形品を金型から取り出すことを容易にするため、ポリマー材料中に滑剤を添加することが一般に行われている。

しかし、レーザー加工によってノズルプレートにノズルを形成する場合、ポリマー材料中に含まれる滑剤がレーザーの加工性に悪影響を及ぼしてバリや加工不良を発生させ、液滴の吐出特性（方向性）を低下させるという不都合があった。

このような不都合を解消するため、滑剤を含まないポリマー材料からノズルプレートを形成する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
特許第３２５４６５５号

しかしながら、滑剤を含まないポリマー材料の成形加工の場合、ポリマー材料の表面の滑り性が低下して走行性等が悪化し、走行時のガイドロール等との接触により張力が増大したり、表面に擦り傷が発生するというような、生産性及びハンドリング性が低下するという問題がある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、生産性及びハンドリング性に優れるとともに、吐出特性にも優れた液滴吐出ヘッド並びに高精細な画像情報を形成することが可能な液滴吐出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、以下の液滴吐出ヘッド及びこの液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置が提供される。

［１］ノズルを有し、ポリマー材料から形成されたノズルプレートを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、前記ノズルプレートを構成する前記ポリマー材料は、その平均粒径が０．０１μｍ以上で、かつ前記ノズルの孔径の８％以下の二酸化ケイ素又は炭酸マグネシウムからなる滑剤を含むことを特徴とする液滴吐出ヘッド。

この構成によれば、二酸化ケイ素又は炭酸マグネシウムからなる滑剤の平均粒径を０．０１μ ｍ以上とすることにより、ポリマー材料の加熱成形時に流動性を付与する等の滑剤の機能を発揮することができる。また、滑剤の平均粒径をノズルの孔径の８％以下とすることにより、レーザー加工によりノズルを形成した場合に、ノズルから滑剤が露出し、バリや加工不良となるのを防止することができる。この結果、生産性及びハンドリング性に優れるとともに、吐出特性にも優れた液滴吐出ヘッドとすることができる。

［２］前記ノズルプレートを構成する前記ポリマー材料は、その平均粒径が前記ノズルの孔径の５％以下である前記滑剤を含むことを特徴とする前記［１］に記載の液滴吐出ヘッド。

このように構成することによって、生産性及びハンドリング性にさらに優れるとともに、吐出特性にもさらに優れた液滴吐出ヘッドとすることができる。

［３］前記ノズルプレートを構成する前記ポリマー材料は、その平均粒径が前記ノズルの孔径の１％以下である前記滑剤を含むことを特徴とする前記［１］に記載の液滴吐出ヘッド。

このように構成することによって、生産性及びハンドリング性に特に優れるとともに、吐出特性にも特に優れた液滴吐出ヘッドとすることができる。

［４］前記ノズルプレートに形成された前記ノズルは、前記ノズルプレートをレーザー加工することによって形成されたものであることを特徴とする前記［１］〜［３］のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。

このように構成することによって、本発明の上述の効果を最も十全に発揮させることができる。

［５］複数のノズルを有し、ポリマー材料から形成されたノズルプレートを有する液滴吐出ヘッドを備え、駆動信号に応じて前記複数のノズルから被吐出面に向けて液滴を吐出する液滴吐出装置において、前記ノズルプレートを構成する前記ポリマー材料は、その平均粒径が０．０１μｍ以上で、かつ前記ノズルの孔径の８％以下の二酸化ケイ素又は炭酸マグネシウムからなる滑剤を含むことを特徴とする液滴吐出装置。

このように構成することによって、高精細な画像情報を形成することが可能な液滴吐出装置とすることができる。

本発明によって、生産性及びハンドリング性に優れるとともに、吐出特性にも優れた液滴吐出ヘッド並びに高精細な画像情報を形成することが可能な液滴吐出装置が提供される。

（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。

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。

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。

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の表面および側面に下地層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の開口面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。

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、接着剤により振動板７に接合され、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。

なお、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。

本液滴吐出ヘッド１は、上述の基本的な構成を有することに加えて、ノズルプレート２が、ノズル２ａの形成が容易である点からポリマー材料から構成されるとともに、このポリマー材料が、その平均粒径が０．０１μｍ以上で、かつノズル２ａの孔径の８％以下である滑剤を含むという構成を有するものである。

ノズルプレート２を構成するポリマー材料としては、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、耐インク性、耐熱性（ＳＵＳ等の金属からなるプールプレート３との接合温度は３００℃にも達する）、および作製工程の観点から、自己融着型のポリイミド樹脂が好ましい。また、ノズルプレート２の厚さは、３０〜１００μｍであることが好ましい。

本実施の形態において、ノズル２ａを形成する方法としては、例えば、微細な加工が可能であることからレーザーの照射によるレーザー加工を好適例として挙げることができる。このようなレーザー加工に用いられるレーザーとしては、ガスレーザーであってもよく固体レーザーであってもよい。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。このように、レーザー加工によってノズル２ａを形成する場合に、ノズルプレート２を構成するポリマー材料中に含まれる滑剤の平均粒径の、ノズル２ａの孔径に対する比率の大きさが、レーザーの加工性に悪影響を及ぼし、バリや加工不良を発生させる原因になっていた。

なお、本実施の形態において、ノズル２ａを形成するタイミングとしては、ノズルプレート２とプールプレート３とを接合してから、ノズル２ａ形成してもよく、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。

本実施の形態において、ポリマー材料に含まれる滑剤としては、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、炭酸マグネシウム(ＭｇＣＯ_３)を挙げることができる。

本実施の形態において用いられる滑剤の平均粒径は、上述のように、０．０１μｍ以上で、かつノズル２ａの孔径の８％以下、好ましくは５％以下、さらに好ましくは１％以下のものである。ノズル２ａの孔径の８％を超えると、レーザーの加工性に悪影響を及ぼしてバリや加工不良を発生させ、液滴の吐出特性（方向性）を低下させる。また、０．０１μｍ未満であると、滑剤として機能しない。

（液滴吐出ヘッドの製造方法）
以下、図３を参照しつつ、液滴吐出ヘッド１の製造方法を説明する。

図３Ａ（ａ）に示すように、凸部９ａを形成するため、まず、滑剤として、平均粒径が０．０１μｍ以上の二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を含んだ自己融着型のポリイミドフィルムから構成された厚さが、例えば、５０μｍのノズルプレート２に、例えば、厚さが１０μｍのＳＵＳプレートを加熱加圧（例えば、３００℃、３００ｋｇｆ）により接合する。次に、ＳＵＳプレート上にフォトリソグラフィ法により凸部９ａを形成する。

次に、図３Ａ（ｂ）に示すように、ノズルプレート２の裏面に、連通孔３ａを有した厚さが、例えば１００μｍのＳＵＳから構成されたプールプレート３を加熱加圧（例えば、３００℃、３００ｋｇｆ）によって接合する。

次に、図３Ａ（ｃ）に示すように、ノズルプレート２の表面及び凸部９ａの表面及び側面に、下地層１０ａとしてスパッタリング法により二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を３０〜１００ｎｍ着膜させて、その後、蒸着法によってフッ素系撥水剤からなる撥水層１０ｂを１０〜２０ｎｍ着膜させる。

次に、図３Ａ（ｄ）に示すように、撥水層１０ｂの表面を真空中において保護層１１で被覆する。

保護層１１としては、例えば、シート状の粘着テープ類、熱可塑性樹脂類等からなる層を挙げることができる。粘着テープ類としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリイミド樹脂等からなる基材上に、アクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ウレタン系レジスト、ノボラック系レジスト等の粘着剤を塗布したものを挙げることができる。また、熱可塑性樹脂類としては、ポリエステル樹脂、エチレンアクリル酸共重合物、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂等を挙げることができ、これらを単独で用いてもよく、基材フィルムに塗布したものを用いてもよい。

次に、図３Ｂ（ｅ）に示すように、プールプレート３側からエキシマレーザーを照射することによって貫通孔を穿設してズル２ａを形成する。

次に、図３Ｂ（ｆ）に示すように、保護層１１を剥離して、第１の積層体Ｓ１を得る。

次に、図２及び図３Ｂ（ｇ）に示すように、ＳＵＳから構成された供給孔プレート４、供給路プレート５および圧力発生室プレート６を、接着剤を用い、加熱加圧（例えば３００℃、３００ｋｇｆ）により接合し、さらに振動板７および圧電素子８を接着剤により接合して第２の積層体Ｓ２を得る。

次に、図２および図４Ｂ（ｈ）に示すように、上述のようにして得られた第１の積層体Ｓ１と第２の積層体Ｓ２とを、接着剤を用いて、撥水膜１０の耐熱温度より低い加熱加圧（２００℃、４３０ｋｇｆ）で接合し、液滴吐出ヘッド１を得る。

（第１の実施の形態）
上述した第１の実施の形態によれば、ノズルプレート２を構成する材料として、最適な粒径の滑剤を含んだポリマー材料を用いているので、ノズルプレート２の加熱成形が容易となり、ノズル２ａにバリ等が発生せず、良好な吐出特性を得ることができる。

[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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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近くまで排出された用紙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。

（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、ノズル２ａにバリ等の発生の少ないノズルプレート２を用いているので、吐出方向性に優れた記録ヘッドユニット４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋにより、高精細、高画質のカラー画像を提供することができる。

実施例１は、滑剤として、平均粒径が０．１μｍの二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を用いてノズルプレート２を形成し、孔径が２５μｍのノズル２ａを形成したものである。従って、滑剤の平均粒径（０．１μｍ）は、ノズルの孔径（２５μｍ）の０．４％に相当することになる。

実施例２において、滑剤として、平均粒径が０．２５μｍの二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を用いたこと以外は実施例１と同様にした。なお、ノズルの孔径は２５μｍで実施例１の場合と同じにした。従って、滑剤の平均粒径（０．２５μｍ）は、ノズルの孔径（２５μｍ）の１％に相当することになる。

実施例３において、滑剤として、平均粒径が１．２５μｍの二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を用いたこと以外は実施例１と同様にした。なお、ノズルの孔径は２５μｍで実施例１の場合と同じにした。従って、滑剤の平均粒径（１．２５μｍ）は、ノズルの孔径（２５μｍ）の５％に相当することになる。

実施例４において、滑剤として、平均粒径が２．０μｍの二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を用いたこと以外は実施例１と同様にした。なお、ノズルの孔径は２５μｍで実施例１の場合と同じにした。従って、滑剤の平均粒径（２．０μｍ）は、ノズルの孔径（２５μｍ）の８％に相当することになる。

（比較例）
比較例において、滑剤として、平均粒径が２．５μｍの二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）を用いたこと以外は実施例１と同様にした。なお、ノズルの孔径は２５μｍで実施例１の場合と同じにした。従って、滑剤の平均粒径（２．５μｍ）は、ノズルの孔径（２５μｍ）の１０％に相当することになる。

実施例２〜４、及び比較例１で得られた記録ヘッド（インクジェットヘッド）を用いて、液滴が大滴（１０ｐｌ）、中滴（４ｐｌ）、小滴（２ｐｌ）の場合におけるそれぞれの吐出方向性を確認した。その結果を表１に示す。

表１において、記号〇は方向性が良好であること、記号△は方向性が概ね良好であること、記号×は方向性が不良であることを意味する。

（走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像による評価）
図５（ａ）は、実施例１で得られた記録ヘッド（インクジェットヘッド）のノズル及びその周辺を、正面方向から走査型電子顕微鏡によって撮影して得られた３０００倍のＳＥＭ画像であり、図５（ｂ）は、斜方向から走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって撮影して得られた２０００倍のＳＥＭ画像である。図５（ａ）、（ｂ）からわかるように、ノズル及びその周辺には、レーザー加工に起因するバリや加工不良は認められなかった。

図６（ａ）は、比較例１で得られた記録ヘッド（インクジェットヘッド）のノズル及びその周辺を、正面方向から走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって撮影して得られた１３００倍のＳＥＭ画像であり、図６（ｂ）は、斜方向から走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって撮影して得られた１５００倍のＳＥＭ画像を示す。図６（ａ）、（ｂ）からわかるように、ノズル及びその周辺に、レーザー加工に起因して、滑剤５０が露出し、バリや加工不良が認められた。

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。

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の表面に撥水層１０を形成してもよい。

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。

また、上記実施の形態では、圧電素子を用いて液滴を吐出したが、本発明は、熱エネルギーの作用で液滴を吐出する熱インクジェットヘッド等の液滴吐出ヘッドにも適用することができる。

本発明の液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置は、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。

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。（ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ部詳細図である。（ａ）〜（ｅ）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方法を模式的に示す断面図である。（ｆ）〜（ｈ）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方法を模式的に示す断面図である。本発明の第２の実施の形態に係る液滴吐出装置（カラープリンター）の説明図である。（ａ）は、実施例１で得られた液滴吐出ヘッドのノズル及びその周辺を、正面方向から走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって撮影して得られた３０００倍のＳＥＭ画像、（ｂ）は、実施例１で得られた液滴吐出ヘッドのノズル及びその周辺を、斜方向から走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって撮影して得られた２０００倍のＳＥＭ画像である。（ａ）は、比較例１で得られた液滴吐出ヘッドのノズル及びその周辺を、正面方向から走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって撮影して得られた１３００倍のＳＥＭ画像、（ｂ）は、比較例１で得られた液滴吐出ヘッドのノズル及びその周辺を、斜方向から走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって撮影して得られた１５００倍のＳＥＭ画像である。

符号の説明

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下地層
１０ｂ撥水層
１１保護層
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

Claims

ノズルを有し、ポリマー材料から形成されたノズルプレートを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
前記ノズルプレートを構成する前記ポリマー材料は、その平均粒径が０．０１μｍ以上で、かつ前記ノズルの孔径の８％以下の二酸化ケイ素又は炭酸マグネシウムからなる滑剤を含むことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
前記ノズルプレートを構成する前記ポリマー材料は、その平均粒径が前記ノズルの孔径の５％以下である前記滑剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
前記ノズルプレートを構成する前記ポリマー材料は、その平均粒径が前記ノズルの孔径の１％以下である前記滑剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
前記ノズルプレートに形成された前記ノズルは、前記ノズルプレートをレーザー加工することによって形成されたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
複数のノズルを有し、ポリマー材料から形成されたノズルプレートを有する液滴吐出ヘッドを備え、駆動信号に応じて前記複数のノズルから被吐出面に向けて液滴を吐出する液滴吐出装置において、
前記ノズルプレートを構成する前記ポリマー材料は、その平均粒径が０．０１μｍ以上で、かつ前記ノズルの孔径の８％以下の二酸化ケイ素又は炭酸マグネシウムからなる滑剤を含むことを特徴とする液滴吐出装置。