JP2008307873A - Bonding method, bonding body, droplet discharge head, and droplet discharge apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bonding method enabling the mutual strong and efficient bonding of two members with high dimensional accuracy, a bonding body in which the two members are bonded to each other strongly with high dimensional accuracy, a high-integrity droplet discharge head provided with the bonding body, and a droplet discharge apparatus provided with the droplet discharge head. <P>SOLUTION: The bonding method comprises a process (a first process) of forming plasma-polymerized films 3 on surfaces of two substrates, a process (a second process) of irradiating surfaces of the plasma-polymerized films 3 with ultraviolet radiation to activate the surfaces, a process (a third process) of laminating two substrates 2 to each other to obtain the bonding body 1, and a process of pressurizing the bonding body 1 while heating it. The plasma-polymerized films 3 are preferably constituted of polyorganosiloxane as main materials. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、接合方法、接合体、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置に関するものである。   The present invention relates to a bonding method, a bonded body, a droplet discharge head, and a droplet discharge device.

2つの部材(基材)同士を接合(接着)する際には、従来、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤等の接着剤を用いて行う方法が多く用いられている。
接着剤は、部材の材質によらず、接着性を示すことができる。このため、種々の材料で構成された部材同士を、様々な組み合わせで接着することができる。
例えば、インクジェットプリンタが備える液滴吐出ヘッド(インクジェット式記録ヘッド)は、樹脂材料、金属材料、シリコン系材料等の異種材料で構成された部品同士を、接着剤を用いて接着することにより構成されている。
このように接着剤を用いて部材同士を接着する際には、液状またはペースト状の接着剤を接着面に塗布し、塗布された接着剤を介して部材同士を貼り合わせる。その後、熱または光の作用により接着剤が硬化すると、部材同士がアンカー効果のような物理的相互作用や、化学結合のような化学的相互作用に基づいて接着される。
When joining (adhering) two members (base materials), conventionally, a method of using an adhesive such as an epoxy adhesive, a urethane adhesive, or a silicone adhesive is often used.
The adhesive can exhibit adhesiveness regardless of the material of the member. For this reason, members composed of various materials can be bonded in various combinations.
For example, a droplet discharge head (inkjet recording head) provided in an inkjet printer is configured by bonding parts made of different materials such as a resin material, a metal material, and a silicon material using an adhesive. ing.
When the members are bonded together using the adhesive as described above, a liquid or paste adhesive is applied to the bonding surface, and the members are bonded together via the applied adhesive. Thereafter, when the adhesive is cured by the action of heat or light, the members are bonded based on a physical interaction such as an anchor effect or a chemical interaction such as a chemical bond.

ところが、部材の接着面に接着剤を塗布する際には、印刷法等の煩雑な方法を用いる必要がある。また、塗布された接着剤の厚さは、接着剤の粘度、気温、湿度、印刷装置の条件等の多くのパラメータの影響を受けるため、厳密に制御することは、極めて困難である。このため、接合体の寸法精度を十分に高めることができないという問題を抱えている。その結果、前述の液滴吐出ヘッドのように、高い寸法精度が要求される構造物を接着剤を用いて製造する場合、液滴吐出ヘッドの寸法精度が低下して、プリンタの印刷結果に悪影響を及ぼす等の問題を引き起こすおそれがある。
また、接着剤の硬化時間が非常に長くなるため、接着に長時間を要するという問題もある。
さらに、多くの場合、接着強度を高めるためにプライマーを用いる必要があり、そのためのコストと手間が接着工程を複雑化している。
However, when applying an adhesive to the bonding surface of the member, it is necessary to use a complicated method such as a printing method. Further, since the thickness of the applied adhesive is affected by many parameters such as the viscosity, temperature, humidity, and printing device conditions of the adhesive, it is extremely difficult to strictly control. For this reason, it has the problem that the dimensional accuracy of a joined body cannot fully be raised. As a result, when a structure that requires high dimensional accuracy, such as the above-described droplet discharge head, is manufactured using an adhesive, the dimensional accuracy of the droplet discharge head is reduced, and the printing result of the printer is adversely affected. This may cause problems such as
Moreover, since the hardening time of an adhesive agent becomes very long, there also exists a problem that adhesion requires a long time.
Furthermore, in many cases, it is necessary to use a primer in order to increase the bonding strength, and the cost and labor for that purpose complicate the bonding process.

一方、接着剤を用いない接合方法として、固体接合による方法がある。
固体接合は、接着剤等の中間層が介在することなく、部材同士を直接接合する方法である(例えば、特許文献1参照)。
このような固体接合によれば、接着剤のような中間層を用いないので、寸法精度の高い接合体を得ることができる。
On the other hand, there is a solid bonding method as a bonding method that does not use an adhesive.
Solid bonding is a method of directly bonding members without an intermediate layer such as an adhesive (see, for example, Patent Document 1).
According to such solid bonding, since an intermediate layer such as an adhesive is not used, a bonded body with high dimensional accuracy can be obtained.

しかしながら、部材の材質に制約があるという問題がある。具体的には、一般に、固体接合は、同種材料同士の接合しか行うことができない。また、接合可能な材料は、シリコン系材料や一部の金属材料等に限られている。
さらに、固体接合を行う雰囲気が減圧雰囲気に限られる上、高温(700〜800℃程度)の熱処理を必要とする等、接合プロセスにおける問題もある。
このような問題を受け、2つの部材同士を、高い寸法精度で強固に、かつ効率よく接合する方法が求められている。
However, there is a problem that the material of the member is limited. Specifically, in general, solid bonding can only be performed between the same kind of materials. In addition, materials that can be joined are limited to silicon-based materials and some metal materials.
Furthermore, there are problems in the bonding process, such as the fact that the atmosphere in which solid bonding is performed is limited to a reduced-pressure atmosphere and that high-temperature (about 700 to 800 ° C.) heat treatment is required.
In response to such problems, a method for joining two members firmly and efficiently with high dimensional accuracy is required.

特開平5−82404号公報JP-A-5-82404

本発明の目的は、2つの部材同士を、高い寸法精度で強固にかつ効率よく接合可能な接合方法、2つの部材同士を高い寸法精度で強固に接合してなる接合体、かかる接合体を備えた信頼性の高い液滴吐出ヘッド、およびかかる液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a joining method capable of joining two members firmly and efficiently with high dimensional accuracy, a joined body obtained by joining two members firmly with high dimensional accuracy, and such a joined body. Another object of the present invention is to provide a highly reliable droplet discharge head and a droplet discharge apparatus including the droplet discharge head.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の接合方法は、基材上にそれぞれプラズマ重合膜を備えた第1の被着体および第2の被着体を用意する第1の工程と、
前記第1の被着体および前記第2の被着体の各プラズマ重合膜の表面にそれぞれエネルギーを付与して、該各プラズマ重合膜の表面を活性化させる第2の工程と、
該活性化させた各プラズマ重合膜の表面同士を密着させるように、前記第1の被着体と前記第2の被着体とを貼り合わせ、接合体を得る第3の工程とを有することを特徴とする。
これにより、2つの基材同士を、高い寸法精度で強固にかつ効率よく接合することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The bonding method of the present invention includes a first step of preparing a first adherend and a second adherend each having a plasma polymerized film on a substrate,
A second step of activating the surface of each plasma polymerized film by applying energy to the surface of each plasma polymerized film of the first adherend and the second adherend,
A third step of bonding the first adherend and the second adherend to obtain a joined body so that the surfaces of the activated plasma polymerization films are brought into close contact with each other; It is characterized by.
Thereby, two base materials can be joined firmly and efficiently with high dimensional accuracy.

本発明の接合方法では、前記各プラズマ重合膜は、それぞれポリオルガノシロキサンを主材料として構成されていることが好ましい。
これにより、プラズマ重合膜の撥水性と親水性の制御を容易に行うことができ、その結果、接着性の制御を容易に行うことができる。また、ポリオルガノシロキサンは、比較的柔軟性に富んでいるので、基材間に生じる熱膨張に伴う応力を緩和することができる。その結果、接合体の剥離を確実に防止することができる。さらに、耐久性に優れた接合体が得られる。
本発明の接合方法では、前記ポリオルガノシロキサンは、オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とするものであることが好ましい。
これにより、接着性に特に優れたプラズマ重合膜が得られる。
In the bonding method of the present invention, it is preferable that each of the plasma polymerized films is composed mainly of polyorganosiloxane.
Thereby, the water repellency and hydrophilicity of the plasma polymerized film can be easily controlled, and as a result, the adhesion can be easily controlled. Moreover, since polyorganosiloxane is comparatively rich in flexibility, it is possible to relieve stress accompanying thermal expansion that occurs between the substrates. As a result, peeling of the joined body can be reliably prevented. Furthermore, a bonded body having excellent durability can be obtained.
In the bonding method of the present invention, it is preferable that the polyorganosiloxane is mainly composed of a polymer of octamethyltrisiloxane.
Thereby, a plasma polymerization film having particularly excellent adhesiveness can be obtained.

本発明の接合方法では、前記各プラズマ重合膜の平均厚さは、それぞれ10〜10000nmであることが好ましい。
これにより、接合体の寸法精度が著しく低下するのを防止しつつ、2つの基材同士をより強固に接合することができる。また、これにより、プラズマ重合膜にある程度の形状追従性が確保されるので、基材の接合面に存在する凹凸を吸収して、プラズマ重合膜の表面に生じる凹凸の高さを緩和することができる。
In the bonding method of the present invention, the average thickness of each plasma polymerized film is preferably 10 to 10,000 nm.
Thereby, two base materials can be joined more firmly, preventing that the dimensional accuracy of a joined body falls remarkably. This also ensures a certain degree of shape following in the plasma polymerized film, so that the unevenness present on the bonding surface of the base material can be absorbed to reduce the height of the irregularities generated on the surface of the plasma polymerized film. it can.

本発明の接合方法では、前記第2の工程において、前記各プラズマ重合膜の表面に、それぞれエネルギー線を照射することが好ましい。
これにより、プラズマ重合膜の表面を効率よく活性化させることができる。また、プラズマ重合膜中の分子構造を必要以上に切断しないので、プラズマ重合膜の特性が低下してしまうのを避けることができる。
In the bonding method of the present invention, it is preferable that the surface of each plasma polymerization film is irradiated with energy rays in the second step.
Thereby, the surface of a plasma polymerization film | membrane can be activated efficiently. Further, since the molecular structure in the plasma polymerized film is not cut more than necessary, it is possible to avoid deterioration of the characteristics of the plasma polymerized film.

本発明の接合方法では、前記エネルギー線は、波長150〜300nmの紫外光であることが好ましい。
これにより、プラズマ重合膜の特性の著しい低下を防止しつつ、広い範囲をムラなく、より短時間に処理することができる。このため、プラズマ重合膜の表面の活性化をより効率よく行うことができる。
In the bonding method of the present invention, the energy beam is preferably ultraviolet light having a wavelength of 150 to 300 nm.
Thereby, it is possible to process a wide range in a shorter time without unevenness while preventing a remarkable deterioration of the characteristics of the plasma polymerized film. For this reason, activation of the surface of a plasma polymerization film | membrane can be performed more efficiently.

本発明の接合方法では、前記第2の工程は、大気雰囲気中で行われることが好ましい。
これにより、雰囲気を制御することに手間やコストをかける必要がなくなり、活性化処理をより簡単に行うことができる。
本発明の接合方法では、前記第3の工程の後、前記接合体に熱処理を施す工程を有することが好ましい。
これにより、接合体における接合強度をより高めることができる。
In the bonding method of the present invention, it is preferable that the second step is performed in an air atmosphere.
Thereby, it is not necessary to spend time and cost to control the atmosphere, and the activation process can be performed more easily.
In the joining method of this invention, it is preferable to have the process of heat-processing the said joined body after the said 3rd process.
Thereby, the joint strength in the joined body can be further increased.

本発明の接合方法では、前記熱処理の温度は、25〜100℃であることが好ましい。
これにより、接合体が熱によって変質・劣化するのを確実に防止しつつ、接合強度を確実に高めることができる。
本発明の接合方法では、前記第3の工程の後、前記接合体を加圧する工程を有することが好ましい。
これにより、2つのプラズマ重合膜の一体化がより進行して、接合体における接合強度をより高めることができる。
In the bonding method of the present invention, the temperature of the heat treatment is preferably 25 to 100 ° C.
Thereby, it is possible to reliably increase the bonding strength while reliably preventing the bonded body from being deteriorated and deteriorated by heat.
In the joining method of this invention, it is preferable to have the process of pressurizing the said joined body after the said 3rd process.
Thereby, the integration of the two plasma polymerized films further proceeds, and the bonding strength in the bonded body can be further increased.

本発明の接合方法では、前記接合体を加圧する際の圧力は、1〜10MPaであることが好ましい。
これにより、基材に損傷等を生じさせることなく、接合体の接合強度を確実に高めることができる。
本発明の接合方法では、前記第2の工程の終了後、60分以内に、前記第3の工程を開始することが好ましい。
これにより、プラズマ重合膜の表面を十分な活性状態に維持することができ、貼り合せたときに十分な接合強度を得ることができる。
In the bonding method of the present invention, it is preferable that the pressure applied to the bonded body is 1 to 10 MPa.
Thereby, the joining strength of the joined body can be reliably increased without causing damage to the substrate.
In the joining method of the present invention, it is preferable to start the third step within 60 minutes after the end of the second step.
Thereby, the surface of a plasma polymerization film | membrane can be maintained in a sufficient active state, and sufficient bonding strength can be obtained when it bonds together.

本発明の接合方法では、前記第1の被着体および前記第2の被着体は、それぞれ、あらかじめ前記各基材上にプラズマによる下地処理を施した後、該下地処理を施した領域に前記プラズマ重合膜を形成してなるものであることが好ましい。
これにより、基材の接合面を清浄化および活性化し、接合面上にプラズマ重合膜を形成したとき、接合面とプラズマ重合膜との接合強度を高めることができる。
本発明の接合方法では、前記2つの基材は、それぞれ剛性が異なっていることが好ましい。
これにより、2つの基材同士をより強固に接合することができる。
In the bonding method of the present invention, each of the first adherend and the second adherend is subjected to a ground treatment with plasma on each of the substrates in advance, and then is applied to the region subjected to the ground treatment. It is preferable to form the plasma polymerized film.
Thereby, when the joining surface of a base material is cleaned and activated and a plasma polymerization film | membrane is formed on a joining surface, the joining strength of a joining surface and a plasma polymerization film | membrane can be raised.
In the joining method of the present invention, it is preferable that the two base materials have different rigidity.
Thereby, two base materials can be joined more firmly.

本発明の接合体は、2つの基材が、本発明の接合方法により接合されていることを特徴とする。
これにより、2つの基材同士を高い寸法精度で強固に接合してなる接合体が得られる。
本発明の接合体は、2つの基材と、
プラズマ重合膜とを有し、
前記2つの基材が、前記プラズマ重合膜を介して接合されていることを特徴とする。
これにより、2つの基材同士を高い寸法精度で強固に接合してなる接合体が得られる。
本発明の接合体では、前記プラズマ重合膜は、前記2つの基材の表面にそれぞれあらかじめ形成されたプラズマ重合膜同士を、接合してなるものであることが好ましい。
これにより、2つの基材同士を高い寸法精度で特に強固に接合してなる接合体が得られる。
本発明の接合体では、前記2つの基材間の接合強度は5MPa以上であることが好ましい。
これにより、接合体は、その剥離を十分に防止し得るものとなる。
本発明の液滴吐出ヘッドは、本発明の接合体を有することを特徴とする。
これにより、信頼性の高い液滴吐出ヘッドが得られる。
本発明の液滴吐出装置は、本発明の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い液滴吐出装置が得られる。
The joined body of the present invention is characterized in that two substrates are joined by the joining method of the present invention.
Thereby, the joined body formed by joining two base materials firmly with high dimensional accuracy is obtained.
The joined body of the present invention comprises two substrates,
A plasma polymerized film,
The two substrates are bonded via the plasma polymerization film.
Thereby, the joined body formed by joining two base materials firmly with high dimensional accuracy is obtained.
In the joined body of the present invention, the plasma polymerized film is preferably formed by joining plasma polymerized films formed in advance on the surfaces of the two base materials.
Thereby, the joined body formed by joining two base materials especially firmly with high dimensional accuracy is obtained.
In the joined body of the present invention, the joining strength between the two base materials is preferably 5 MPa or more.
Thereby, the joined body can sufficiently prevent the peeling.
The droplet discharge head of the present invention is characterized by having the joined body of the present invention.
Thereby, a highly reliable droplet discharge head can be obtained.
The liquid droplet ejection apparatus of the present invention includes the liquid droplet ejection head of the present invention.
Thereby, a highly reliable droplet discharge device can be obtained.

以下、本発明の接合方法、接合体、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置を、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
<接合方法>
本発明の接合方法は、2つの基材2同士を、プラズマ重合膜3を介して接合する方法である。かかる方法によれば、2つの基材2同士を、高い寸法精度で強固にかつ効率よく接合することができる。
ここでは、本発明の接合方法を説明するのに先立って、まず、前述のプラズマ重合膜を形成するのに用いられるプラズマ重合装置について説明する。
Hereinafter, a bonding method, a bonded body, a droplet discharge head, and a droplet discharge device according to the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
<Join method>
The bonding method of the present invention is a method for bonding two base materials 2 to each other via a plasma polymerization film 3. According to this method, the two base materials 2 can be bonded firmly and efficiently with high dimensional accuracy.
Here, prior to describing the bonding method of the present invention, first, a plasma polymerization apparatus used to form the above-described plasma polymerization film will be described.

図1は、本発明の接合方法に用いられるプラズマ重合装置を模式的に示す縦断面図である。なお、以下の説明では、図1中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
図1に示すプラズマ重合装置100は、チャンバー101と、基材2を支持する第1の電極130と、第2の電極140と、各電極130、140間に高周波電圧を印加する電源回路180と、チャンバー101内にガスを供給するガス供給部190と、チャンバー101内のガスを排気する排気ポンプ170とを備えている。これらの各部のうち、第1の電極130および第2の電極140がチャンバー101内に設けられている。以下、各部について詳細に説明する。
チャンバー101は、内部の気密を保持し得る容器であり、内部を減圧(真空)状態にして使用されるため、内部と外部との圧力差に耐え得る耐圧性能を有するものとされる。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view schematically showing a plasma polymerization apparatus used in the bonding method of the present invention. In the following description, the upper side in FIG. 1 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
The plasma polymerization apparatus 100 shown in FIG. 1 includes a chamber 101, a first electrode 130 that supports the substrate 2, a second electrode 140, and a power supply circuit 180 that applies a high-frequency voltage between the electrodes 130 and 140. A gas supply unit 190 that supplies gas into the chamber 101 and an exhaust pump 170 that exhausts the gas in the chamber 101 are provided. Among these parts, the first electrode 130 and the second electrode 140 are provided in the chamber 101. Hereinafter, each part will be described in detail.
The chamber 101 is a container that can keep the inside airtight, and is used with the inside being in a reduced pressure (vacuum) state. Therefore, the chamber 101 has pressure resistance that can withstand a pressure difference between the inside and the outside.

図1に示すチャンバー101は、軸線が水平方向に沿って配置されたほぼ円筒形をなすチャンバー本体と、チャンバー本体の左側開口部を封止する円形の側壁と、右側開口部を封止する円形の側壁とで構成されている。
チャンバー101の上方には供給口103が、下方には排気口104が、それぞれ設けられている。そして、供給口103にはガス供給部190が接続され、排気口104には排気ポンプ170が接続されている。
なお、本実施形態では、チャンバー101は、導電性の高い金属材料で構成されており、接地線102を介して電気的に接地されている。
A chamber 101 shown in FIG. 1 has a substantially cylindrical chamber body whose axis is arranged in the horizontal direction, a circular side wall that seals the left-side opening of the chamber body, and a circle that seals the right-side opening. And side walls.
A supply port 103 is provided above the chamber 101, and an exhaust port 104 is provided below the chamber 101. A gas supply unit 190 is connected to the supply port 103, and an exhaust pump 170 is connected to the exhaust port 104.
In this embodiment, the chamber 101 is made of a highly conductive metal material and is electrically grounded via the ground wire 102.

第1の電極130は、板状をなしており、基材2を支持している。
この第1の電極130は、チャンバー101の側壁の内壁面に、鉛直方向に沿って設けられており、これにより、第1の電極130は、チャンバー101を介して電気的に接地されている。なお、第1の電極130は、図1に示すように、チャンバー本体と同心状に設けられている。
The first electrode 130 has a plate shape and supports the substrate 2.
The first electrode 130 is provided on the inner wall surface of the side wall of the chamber 101 along the vertical direction, whereby the first electrode 130 is electrically grounded via the chamber 101. The first electrode 130 is provided concentrically with the chamber body as shown in FIG.

第1の電極130の基材2を支持する面には、静電チャック(吸着機構)139が設けられている。
この静電チャック139により、図1に示すように、基材2を鉛直方向に沿って支持することができる。また、基材2に多少の反りがあっても、静電チャック139に吸着させることにより、その反りを矯正した状態で基材2をプラズマ処理に供することができる。
An electrostatic chuck (suction mechanism) 139 is provided on the surface of the first electrode 130 that supports the substrate 2.
As shown in FIG. 1, the electrostatic chuck 139 can support the substrate 2 along the vertical direction. Moreover, even if the base material 2 has some warpage, the base material 2 can be subjected to plasma treatment in a state in which the warpage is corrected by being attracted to the electrostatic chuck 139.

第2の電極140は、基材2を介して、第1の電極130と対向して設けられている。なお、第2の電極140は、チャンバー101の側壁の内壁面から離間した(絶縁された)状態で設けられている。
この第2の電極140には、配線184を介して高周波電源182が接続されている。また、配線184の途中には、マッチングボックス(整合器)183が設けられている。これらの配線184、高周波電源182およびマッチングボックス183により、電源回路180が構成されている。
このような電源回路180によれば、第1の電極130は接地されているので、第1の電極130と第2の電極140との間に高周波電圧が印加される。これにより、第1の電極130と第2の電極140との間隙には、高い周波数で向きが反転する電界が誘起される。
The second electrode 140 is provided to face the first electrode 130 with the base material 2 interposed therebetween. Note that the second electrode 140 is provided in a state of being separated (insulated) from the inner wall surface of the side wall of the chamber 101.
A high frequency power source 182 is connected to the second electrode 140 via a wiring 184. A matching box (matching unit) 183 is provided in the middle of the wiring 184. The wiring 184, the high-frequency power source 182 and the matching box 183 constitute a power circuit 180.
According to such a power supply circuit 180, since the first electrode 130 is grounded, a high frequency voltage is applied between the first electrode 130 and the second electrode 140. As a result, an electric field whose direction is reversed at a high frequency is induced in the gap between the first electrode 130 and the second electrode 140.

ガス供給部190は、チャンバー101内に所定のガスを供給するものである。
図1に示すガス供給部190は、液状の膜材料(原料液)を貯留する貯液部191と、液状の膜材料を気化してガス状に変化させる気化装置192と、キャリアガスを貯留するガスボンベ193とを有している。また、これらの各部とチャンバー101の供給口103とが、それぞれ配管194で接続されており、ガス状の膜材料(原料ガス)とキャリアガスとの混合ガスを、供給口103からチャンバー101内に供給するように構成されている。
The gas supply unit 190 supplies a predetermined gas into the chamber 101.
A gas supply unit 190 shown in FIG. 1 stores a liquid storage unit 191 that stores a liquid film material (raw material liquid), a vaporizer 192 that vaporizes the liquid film material to change it into a gaseous state, and stores a carrier gas. And a gas cylinder 193. Each of these parts and the supply port 103 of the chamber 101 are connected by a pipe 194, and a mixed gas of a gaseous film material (raw material gas) and a carrier gas is supplied from the supply port 103 into the chamber 101. It is configured to supply.

貯液部191に貯留される液状の膜材料は、プラズマ重合装置100により、重合して基材2の表面に重合膜を形成する原材料となるものである。
このような液状の膜材料は、気化装置192により気化され、ガス状の膜材料(原料ガス)となってチャンバー101内に供給される。なお、原料ガスについては、後に詳述する。
The liquid film material stored in the liquid storage unit 191 is a raw material that is polymerized by the plasma polymerization apparatus 100 to form a polymer film on the surface of the substrate 2.
Such a liquid film material is vaporized by the vaporizer 192 and is supplied into the chamber 101 as a gaseous film material (raw material gas). The source gas will be described in detail later.

ガスボンベ193に貯留されるキャリアガスは、電界の作用により放電し、およびこの放電を維持するために導入するガスである。このようなキャリアガスとしては、例えば、Arガス、Heガス等が挙げられる。
また、チャンバー101内の供給口103の近傍には、拡散板195が設けられている。
拡散板195は、チャンバー101内に供給される混合ガスの拡散を促進する機能を有する。これにより、混合ガスは、チャンバー101内に、ほぼ均一の濃度で分散することができる。
The carrier gas stored in the gas cylinder 193 is a gas that is discharged due to the action of an electric field and introduced to maintain this discharge. Examples of such a carrier gas include Ar gas and He gas.
A diffusion plate 195 is provided near the supply port 103 in the chamber 101.
The diffusion plate 195 has a function of promoting the diffusion of the mixed gas supplied into the chamber 101. Thereby, the mixed gas can be dispersed in the chamber 101 with a substantially uniform concentration.

排気ポンプ170は、チャンバー101内を排気するものであり、例えば、油回転ポンプ、ターボ分子ポンプ等で構成される。このようにチャンバー101内を排気して減圧することにより、ガスを容易にプラズマ化することができる。また、大気雰囲気との接触による基材2の汚染・酸化等を防止するとともに、プラズマ処理による反応生成物をチャンバー101内から効果的に除去することができる。
また、排気口104には、チャンバー101内の圧力を調整する圧力制御機構171が設けられている。これにより、チャンバー101内の圧力が、ガス供給部190の動作状況に応じて、適宜設定される。
The exhaust pump 170 exhausts the inside of the chamber 101, and includes, for example, an oil rotary pump, a turbo molecular pump, or the like. Thus, by exhausting the chamber 101 and reducing the pressure, the gas can be easily converted into plasma. In addition, contamination and oxidation of the base material 2 due to contact with the air atmosphere can be prevented, and reaction products resulting from the plasma treatment can be effectively removed from the chamber 101.
The exhaust port 104 is provided with a pressure control mechanism 171 that adjusts the pressure in the chamber 101. Thereby, the pressure in the chamber 101 is appropriately set according to the operation state of the gas supply unit 190.

次に、本発明の接合方法の実施形態について、上記のプラズマ重合装置100を用いた場合を例に説明する。
図2および図3は、本発明の接合方法を説明するための図(縦断面図)である。なお、以下の説明では、図2および図3中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
本実施形態にかかる接合方法は、2つの基材2の表面上に、それぞれプラズマ重合膜3を形成する工程(第1の工程)と、プラズマ重合膜3の表面にエネルギーを付与して、表面を活性化させる工程(第2の工程)と、活性化させた表面同士が接触するように、2つの基材2同士を貼り合わせ、接合体を得る工程(第3の工程)と、接合体を加熱しつつ加圧する工程とを有する。以下、各工程について順次説明する。
Next, an embodiment of the bonding method of the present invention will be described by taking the case of using the plasma polymerization apparatus 100 as an example.
2 and 3 are views (longitudinal sectional views) for explaining the joining method of the present invention. In the following description, the upper side in FIGS. 2 and 3 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
The bonding method according to the present embodiment includes a step (first step) of forming the plasma polymerized film 3 on the surfaces of the two base materials 2, respectively, and applying energy to the surface of the plasma polymerized film 3, thereby A step of activating (second step), a step of bonding two substrates 2 together so that the activated surfaces are in contact with each other, and obtaining a joined body (third step); And pressurizing while heating. Hereinafter, each process will be described sequentially.

[1]まず、基材2を2つ用意する。なお、図2では、2つの基材2のうちの1つを省略して示している。
このような基材2の構成材料は、特に限定されないが、ポリフェニルサルファイド、アラミド系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリアリレートのような樹脂材料、ステンレス鋼、アルミニウム、タンタル、チタン、酸化インジウムスズ(ITO)のような金属材料、単結晶シリコン、多結晶シリコン、石英ガラスのようなシリコン系材料、アルミナのようなセラミックス材料、またはこれらの材料の1種または2種以上を組み合わせた複合材料等が挙げられる。
なお、2つの基材2の構成材料は、それぞれ同じでも、異なっていてもよい。
[1] First, two base materials 2 are prepared. In FIG. 2, one of the two base materials 2 is omitted.
Although the constituent material of such a base material 2 is not specifically limited, polyphenyl sulfide, aramid resin, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polypropylene, cycloolefin polymer, polyamide, polyethersulfone, polymethyl methacrylate, polycarbonate, Resin materials such as polyarylate, metal materials such as stainless steel, aluminum, tantalum, titanium, indium tin oxide (ITO), silicon-based materials such as single crystal silicon, polycrystalline silicon, quartz glass, and alumina A ceramic material or a composite material combining one or more of these materials can be used.
Note that the constituent materials of the two base materials 2 may be the same or different.

また、2つの基材2の熱膨張率は、ほぼ等しいのが好ましいが、互いに異なっていてもよい。各基材2の熱膨張率がほぼ等しければ、2つの基材2同士を接合した際に、その接合界面に熱膨張に伴う応力が発生し難くなる。その結果、最終的に得られる接合体1において、剥離を確実に防止することができる。また、後に詳述するが、各基材2の熱膨張率が互いに異なる場合でも、後述する工程において、2つの基材2同士を貼り合わせる際の条件を最適化することにより、2つの基材2同士を高い寸法精度で強固に接合することができる。   Further, the thermal expansion coefficients of the two base materials 2 are preferably substantially equal, but may be different from each other. If the thermal expansion coefficient of each base material 2 is substantially equal, when the two base materials 2 are joined together, it becomes difficult to generate stress accompanying thermal expansion at the joint interface. As a result, peeling can be reliably prevented in the finally obtained bonded body 1. In addition, as will be described in detail later, even when the thermal expansion coefficients of the respective base materials 2 are different from each other, by optimizing the conditions for bonding the two base materials 2 to each other in the process described later, the two base materials The two can be firmly bonded with high dimensional accuracy.

また、2つの基材2は、互いに剛性が異なるのが好ましい。これにより、2つの基材2同士をより強固に接合することができる。
また、2つの基材2のうち、少なくとも一方の構成材料は、樹脂材料で構成されているのが好ましい。樹脂材料は、その柔軟性により、2つの基材2同士を接合した際に、その接合界面に発生する応力(例えば、熱膨張に伴う応力等)を緩和することができる。このため、接合界面が破壊し難くなり、結果的に、接合強度の高い接合体1を得ることができる。
Moreover, it is preferable that the two base materials 2 have mutually different rigidity. Thereby, two base materials 2 can be joined more firmly.
Moreover, it is preferable that at least one of the two base materials 2 is made of a resin material. The resin material can relieve stress (for example, stress accompanying thermal expansion, etc.) generated at the bonding interface when the two base materials 2 are bonded to each other due to its flexibility. For this reason, it becomes difficult to destroy the bonding interface, and as a result, the bonded body 1 having high bonding strength can be obtained.

次に、必要に応じて、基材2の接合面21に下地処理を施す。これにより、接合面21を清浄化および活性化する。その結果、後述する工程において、接合面21上にプラズマ重合膜3を形成したとき、接合面21とプラズマ重合膜3との接合強度を高めることができる。
この下地処理としては、特に限定されないが、例えば、酸素プラズマ処理、エッチング処理、電子線照射処理、紫外光照射処理等が挙げられる。
なお、下地処理を施す基材2が、樹脂材料(高分子材料)で構成されている場合には、特に、コロナ放電処理、窒素プラズマ処理等が好適に用いられる。
Next, a base treatment is performed on the bonding surface 21 of the substrate 2 as necessary. Thereby, the bonding surface 21 is cleaned and activated. As a result, when the plasma polymerization film 3 is formed on the bonding surface 21 in a process described later, the bonding strength between the bonding surface 21 and the plasma polymerization film 3 can be increased.
The base treatment is not particularly limited, and examples thereof include oxygen plasma treatment, etching treatment, electron beam irradiation treatment, and ultraviolet light irradiation treatment.
In addition, especially when the base material 2 which performs a base treatment is comprised with the resin material (polymer material), a corona discharge process, a nitrogen plasma process, etc. are used suitably.

[2]次に、図2(a)〜(c)に示すように、2つの基材2上(基材2の一方の面)に、それぞれプラズマ重合膜3を形成する(第1の工程)。
かかるプラズマ重合膜3は、強電界中に、原料ガスとキャリアガスとの混合ガスを供給することにより、原料ガス中の分子を重合して得ることができる。
具体的には、まず、チャンバー101内に基材2を収納して封止状態とした後、排気ポンプ170の作動により、チャンバー101内を減圧状態とする。
[2] Next, as shown in FIGS. 2A to 2C, the plasma polymerized films 3 are respectively formed on the two base materials 2 (one surface of the base material 2) (first step). ).
The plasma polymerized film 3 can be obtained by polymerizing molecules in the source gas by supplying a mixed gas of the source gas and the carrier gas in a strong electric field.
Specifically, first, the base material 2 is accommodated in the chamber 101 to be in a sealed state, and then the inside of the chamber 101 is depressurized by the operation of the exhaust pump 170.

次に、ガス供給部190を作動させ、チャンバー101内に原料ガスとキャリアガスの混合ガスを供給する。供給された混合ガスは、チャンバー101内に充填される(図2(a)参照)。
混合ガス中における原料ガスの占める割合(混合比)は、原料ガスやキャリアガスの種類や目的とする成膜速度等によって若干異なるが、例えば、混合ガス中の原料ガスの割合を20〜70%程度に設定するのが好ましく、30〜60%程度に設定するのがより好ましい。これにより、重合膜の形成(成膜)の条件の最適化を図ることができる。
また、供給するガスの流量は、ガスの種類や目的とする成膜速度、膜厚等によって適宜決定され、特に限定されるものではないが、通常は、原料ガスおよびキャリアガスの流量を、それぞれ、1〜100ccm程度に設定するのが好ましく、10〜60ccm程度に設定するのがより好ましい。
Next, the gas supply unit 190 is operated to supply a mixed gas of the source gas and the carrier gas into the chamber 101. The supplied mixed gas is filled into the chamber 101 (see FIG. 2A).
The ratio (mixing ratio) of the raw material gas in the mixed gas is slightly different depending on the kind of the raw material gas and the carrier gas, the target film forming speed, and the like. It is preferable to set it to a degree, and it is more preferable to set it to about 30 to 60%. As a result, it is possible to optimize the conditions for formation (film formation) of the polymer film.
Further, the flow rate of the gas to be supplied is appropriately determined depending on the type of gas, the target film formation rate, the film thickness, etc., and is not particularly limited, but usually the flow rates of the source gas and the carrier gas are respectively , Preferably about 1 to 100 ccm, more preferably about 10 to 60 ccm.

次いで、電源回路180を作動させ、一対の電極130、140間に高周波電圧を印加する。これにより、一対の電極130、140間に存在するガスの分子が電離し、プラズマが発生する。このプラズマのエネルギーにより原料ガス中の分子が重合し、図2(b)に示すように、重合物が基材2上に付着・堆積する。これにより、基材2上にプラズマ重合膜3が形成される(図2(c)参照)。   Next, the power supply circuit 180 is activated, and a high frequency voltage is applied between the pair of electrodes 130 and 140. As a result, gas molecules existing between the pair of electrodes 130 and 140 are ionized to generate plasma. Due to the energy of the plasma, molecules in the raw material gas are polymerized, and the polymer is deposited and deposited on the substrate 2 as shown in FIG. Thereby, the plasma polymerization film | membrane 3 is formed on the base material 2 (refer FIG.2 (c)).

原料ガスとしては、例えば、メチルシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、メチルフェニルシロキサンのようなオルガノシロキサン、トリメチルガリウム、トリエチルガリウム、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリメチルインジウム、トリエチルインジウム、トリメチル亜鉛、トリエチル亜鉛のような有機金属系化合物、各種炭化水素系化合物、各種フッ素系化合物等が挙げられる。   Examples of the source gas include methylsiloxane, octamethyltrisiloxane, decamethyltetrasiloxane, decamethylcyclopentasiloxane, octamethylcyclotetrasiloxane, organosiloxane such as methylphenylsiloxane, trimethylgallium, triethylgallium, trimethylaluminum, Examples thereof include organometallic compounds such as triethylaluminum, triisobutylaluminum, trimethylindium, triethylindium, trimethylzinc, and triethylzinc, various hydrocarbon compounds, and various fluorine compounds.

このような原料ガスを用いて得られるプラズマ重合膜3は、これらの原料が重合してなるもの(重合物)、すなわち、ポリオルガノシロキサン、有機金属ポリマー、炭化水素系ポリマー、フッ素系ポリマー等で構成されることとなる。
このうち、プラズマ重合膜3は、特に、ポリオルガノシロキサンを主材料として構成されているのが好ましい。ポリオルガノシロキサンは、通常、撥水性を示すが、各種の活性化処理を施すことにより、容易に有機基を脱離させることができ、親水性に変化することができる。すなわち、プラズマ重合膜3の撥水性と親水性の制御を容易に行えるという利点がある。
The plasma polymerized film 3 obtained by using such a raw material gas is obtained by polymerizing these raw materials (polymer), that is, polyorganosiloxane, organometallic polymer, hydrocarbon polymer, fluorine polymer, and the like. Will be composed.
Of these, the plasma polymerized film 3 is preferably composed mainly of polyorganosiloxane. The polyorganosiloxane usually exhibits water repellency, but by performing various activation treatments, the organic group can be easily detached and can be changed to hydrophilic. That is, there is an advantage that the water repellency and hydrophilicity of the plasma polymerized film 3 can be easily controlled.

また、撥水性を示すポリオルガノシロキサンで構成されたプラズマ重合膜3は、それ同士を接触させても、有機基によって接着が阻害されることとなり、極めて接着し難い。一方、親水性を示すポリオルガノシロキサンで構成されたプラズマ重合膜3は、それ同士を接触させると、特に容易に接着することができる。すなわち、撥水性と親水性の制御を容易に行えるという利点は、接着性の制御を容易に行えるという利点に繋がるため、ポリオルガノシロキサンで構成されたプラズマ重合膜3は、本発明の接合方法において好適に用いられるものとなる。
また、ポリオルガノシロキサンは、比較的柔軟性に富んでいるので、例えば、2つの基材2の構成材料が異なる場合でも、各基材2間に生じる熱膨張に伴う応力を緩和することができる。これにより、最終的に得られる接合体1において、剥離を確実に防止することができる。
Moreover, even if the plasma polymerization film | membrane 3 comprised with the polyorganosiloxane which shows water repellency contacts each other, adhesion will be inhibited by an organic group and it will be very difficult to adhere | attach. On the other hand, the plasma-polymerized film 3 composed of polyorganosiloxane exhibiting hydrophilicity can be particularly easily bonded when they are brought into contact with each other. That is, the advantage that the water repellency and the hydrophilicity can be easily controlled leads to the advantage that the adhesion can be easily controlled. Therefore, the plasma polymerized film 3 made of polyorganosiloxane is used in the bonding method of the present invention. It will be used suitably.
In addition, since polyorganosiloxane is relatively flexible, for example, even when the constituent materials of the two base materials 2 are different, it is possible to relieve stress accompanying thermal expansion that occurs between the base materials 2. . Thereby, peeling can be reliably prevented in the bonded body 1 finally obtained.

さらに、ポリオルガノシロキサンは、耐薬品性に優れているため、薬品類等に長期にわたって曝されるような部材の接合に際して効果的に用いることができる。具体的には、例えば、樹脂材料を浸食し易い有機系インクが用いられる工業用インクジェットプリンタの液滴吐出ヘッドを製造する際に、ポリオルガノシロキサンを主材料とするプラズマ重合膜3を用いることにより、その耐久性を向上させることができる。   Furthermore, since polyorganosiloxane is excellent in chemical resistance, it can be effectively used for joining members that are exposed to chemicals for a long time. Specifically, for example, when manufacturing a droplet discharge head of an industrial inkjet printer in which an organic ink that easily erodes a resin material is used, by using the plasma polymerized film 3 mainly composed of polyorganosiloxane. , Its durability can be improved.

また、ポリオルガノシロキサンの中でも、特に、オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とするものが好ましい。オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とするプラズマ重合膜は、接着性に特に優れることから、本発明の接合方法において、特に好適に用いられるものである。また、オクタメチルトリシロキサンを主成分とする原料は、常温で液状をなし、適度な粘度を有するため、取り扱いが容易であるという利点もある。   Further, among the polyorganosiloxanes, those mainly composed of a polymer of octamethyltrisiloxane are preferred. A plasma polymerized film containing a polymer of octamethyltrisiloxane as a main component is particularly excellent in adhesiveness, and therefore is particularly preferably used in the bonding method of the present invention. Moreover, since the raw material which has octamethyltrisiloxane as a main component is liquid at normal temperature and has an appropriate viscosity, there is an advantage that it is easy to handle.

プラズマ重合の際、一対の電極130、140間に印加する高周波の周波数は、特に限定されないが、1kHz〜100MHz程度であるのが好ましく、10〜60MHz程度であるのがより好ましい。
また、高周波の出力密度は、特に限定されないが、0.01〜10W/cm程度であるのが好ましく、0.1〜1W/cm程度であるのがより好ましい。
また、成膜時のチャンバー101内の圧力は、133.3×10−5〜1333Pa(1×10−5〜10Torr)程度であるのが好ましく、133.3×10−4〜133.3Pa(1×10−4〜1Torr)程度であるのがより好ましい。
In the plasma polymerization, the frequency of the high frequency applied between the pair of electrodes 130 and 140 is not particularly limited, but is preferably about 1 kHz to 100 MHz, and more preferably about 10 to 60 MHz.
Further, the power density of the high frequency is not particularly limited, and is preferably about 0.01 to 10 / cm 2, more preferably about 0.1 to 1 W / cm 2.
Further, the pressure in the chamber 101 during film formation is preferably about 133.3 × 10 −5 to 1333 Pa (1 × 10 −5 to 10 Torr), and 133.3 × 10 −4 to 133.3 Pa ( More preferably, it is about 1 × 10 −4 to 1 Torr).

原料ガス流量は、0.5〜200sccm程度であるのが好ましく、1〜100sccm程度であるのがより好ましい。一方、キャリアガス流量は、5〜750sccm程度であるのが好ましく、10〜500sccm程度であるのがより好ましい。
処理時間は、1〜10分程度であるのが好ましく、4〜7分程度であるのがより好ましい。
また、基材2の温度は、25℃以上であるのが好ましく、25〜100℃程度であるのがより好ましい。
The raw material gas flow rate is preferably about 0.5 to 200 sccm, and more preferably about 1 to 100 sccm. On the other hand, the carrier gas flow rate is preferably about 5 to 750 sccm, and more preferably about 10 to 500 sccm.
The treatment time is preferably about 1 to 10 minutes, more preferably about 4 to 7 minutes.
Moreover, it is preferable that the temperature of the base material 2 is 25 degreeC or more, and it is more preferable that it is about 25-100 degreeC.

このような条件を適宜設定することにより、緻密なプラズマ重合膜3をムラなく形成することができる。
なお、本実施形態では、プラズマ重合装置を用いて、基材2上にプラズマ重合膜を形成する手順について説明しているが、プラズマ重合膜を備えた基材(被着体)をあらかじめ用意しておき、その被着体を用いるようにしてもよい。
また、プラズマ重合膜3の平均厚さは、10〜10000nm程度であるのが好ましく、50〜5000nm程度であるのがより好ましい。プラズマ重合膜3の平均厚さを前記範囲内とすることにより、2つの基材2同士を接合した接合体の寸法精度が著しく低下するのを防止しつつ、より強固に接合することができる。
By appropriately setting such conditions, the dense plasma polymerized film 3 can be formed without unevenness.
In this embodiment, the procedure for forming a plasma polymerized film on the substrate 2 using a plasma polymerization apparatus is described. However, a substrate (adhered body) provided with a plasma polymerized film is prepared in advance. In addition, the adherend may be used.
Moreover, it is preferable that the average thickness of the plasma polymerization film | membrane 3 is about 10-10000 nm, and it is more preferable that it is about 50-5000 nm. By setting the average thickness of the plasma polymerized film 3 within the above range, the dimensional accuracy of the joined body in which the two base materials 2 are joined to each other can be prevented from being significantly lowered, and the joining can be performed more firmly.

すなわち、プラズマ重合膜3の平均厚さが前記下限値を下回った場合は、十分な接合強度が得られないおそれがある。一方、プラズマ重合膜3の平均厚さが前記上限値を上回った場合は、接合体の寸法精度が著しく低下するおそれがある。
さらに、プラズマ重合膜3の平均厚さが前記範囲内であれば、プラズマ重合膜3にある程度の形状追従性が確保される。このため、例えば、基材2の接合面(プラズマ重合膜3に隣接する面)に凹凸が存在している場合でも、その凹凸の高さにもよるが、凹凸の形状に追従するようにプラズマ重合膜3を被着させることができる。その結果、プラズマ重合膜3は、凹凸を吸収して、その表面に生じる凹凸の高さを緩和することができる。
なお、上記のような形状追従性の程度は、プラズマ重合膜3の厚さが厚いほど顕著になる。したがって、形状追従性を十分に確保するためには、プラズマ重合膜3の厚さをできるだけ厚くすればよい。
That is, when the average thickness of the plasma polymerized film 3 is less than the lower limit value, there is a possibility that sufficient bonding strength cannot be obtained. On the other hand, when the average thickness of the plasma polymerized film 3 exceeds the upper limit, the dimensional accuracy of the joined body may be significantly reduced.
Furthermore, if the average thickness of the plasma polymerized film 3 is within the above range, a certain degree of shape followability is ensured for the plasma polymerized film 3. For this reason, for example, even when unevenness is present on the bonding surface of the substrate 2 (surface adjacent to the plasma polymerization film 3), the plasma follows the shape of the unevenness depending on the height of the unevenness. The polymer film 3 can be deposited. As a result, the plasma polymerized film 3 can absorb the unevenness and reduce the height of the unevenness generated on the surface.
In addition, the degree of the shape followability as described above becomes more prominent as the thickness of the plasma polymerization film 3 increases. Therefore, in order to ensure sufficient shape followability, the thickness of the plasma polymerization film 3 should be as thick as possible.

[3]次に、得られたプラズマ重合膜3の表面31に、それぞれエネルギーを付与する。これにより、表面31付近の分子結合の一部が切断され、表面31を活性化させる(第2の工程)。
プラズマ重合膜3の表面31にエネルギーを付与する方法としては、表面31を活性化し得る方法であれば、いかなる方法であってもよいが、エネルギー線を照射する方法が好ましい。かかる方法によれば、プラズマ重合膜3の表面31を効率よく活性化させる。また、この方法によれば、プラズマ重合膜3中の分子構造を必要以上に(例えば、基材2の界面に至るまで)切断しないので、プラズマ重合膜3の特性が低下してしまうのを避けることができる。エネルギー線としては、例えば、紫外光、電子線、粒子線等が挙げられる。
[3] Next, energy is applied to the surface 31 of the obtained plasma polymerization film 3. Thereby, a part of molecular bond in the vicinity of the surface 31 is cut, and the surface 31 is activated (second step).
As a method for imparting energy to the surface 31 of the plasma polymerized film 3, any method may be used as long as it can activate the surface 31, but a method of irradiating energy rays is preferable. According to this method, the surface 31 of the plasma polymerization film 3 is activated efficiently. Further, according to this method, the molecular structure in the plasma polymerized film 3 is not cut more than necessary (for example, until reaching the interface of the base material 2), so that the characteristics of the plasma polymerized film 3 are prevented from deteriorating. be able to. Examples of the energy beam include ultraviolet light, electron beam, and particle beam.

また、エネルギー線には、特に、図2(d)に示すように、波長150〜300nm程度の紫外光を照射する方法を用いるのが好ましい。かかる紫外光によれば、プラズマ重合膜3の特性の著しい低下を防止しつつ、広い範囲をムラなく、より短時間に処理することができる。このため、プラズマ重合膜3の表面31の活性化をより効率よく行うことができる。また、紫外光には、紫外ランプ等の簡単な設備で発生させることができるという利点もある。
なお、紫外光の波長は、より好ましくは、160〜200nm程度とされる。
In addition, it is preferable to use a method of irradiating ultraviolet rays having a wavelength of about 150 to 300 nm as energy rays, as shown in FIG. According to such ultraviolet light, a wide range can be processed in a shorter time without unevenness while preventing a significant deterioration in the characteristics of the plasma polymerized film 3. For this reason, activation of the surface 31 of the plasma polymerized film 3 can be performed more efficiently. In addition, ultraviolet light has an advantage that it can be generated by simple equipment such as an ultraviolet lamp.
The wavelength of the ultraviolet light is more preferably about 160 to 200 nm.

また、紫外光を照射する時間は、プラズマ重合膜3の表面31付近の分子結合を切断し得る程度の時間であればよく、特に限定されないが、0.5〜30分程度であるのが好ましく、1〜10分程度であるのがより好ましい。
また、プラズマ重合膜3に対するエネルギー線の照射は、いかなる雰囲気中で行うようにしてもよいが、大気雰囲気中で行われるのが好ましい。これにより、雰囲気を制御することに手間やコストをかける必要がなくなり、活性化処理をより簡単に行うことができる。
Further, the time of irradiation with ultraviolet light is not particularly limited as long as the molecular bond near the surface 31 of the plasma polymerized film 3 can be cut, but is preferably about 0.5 to 30 minutes. More preferably, it is about 1 to 10 minutes.
Further, the irradiation of the energy beam to the plasma polymerization film 3 may be performed in any atmosphere, but is preferably performed in an air atmosphere. Thereby, it is not necessary to spend time and cost to control the atmosphere, and the activation process can be performed more easily.

このようにして活性化されたプラズマ重合膜3の表面31には、周囲の水分が接触することにより、水酸基(OH基)が自然に結合する。なお、前述の「活性化させる」とは、表面31付近および内部の分子結合が切断されて、終端化されていない結合手が生じた状態や、その切断された結合手に水酸基が結合した状態、または、これらの状態が混在した状態のことを言う。   A hydroxyl group (OH group) is naturally bonded to the surface 31 of the plasma polymerized film 3 activated in this manner by contact with surrounding moisture. The above-mentioned “activate” means a state in which the molecular bond in the vicinity of and inside the surface 31 is broken, and an unterminated bond is generated, or a hydroxyl group is bonded to the broken bond. Or a state in which these states are mixed.

[4]次に、活性化させた表面同士が接触するように、2つの基材2同士を貼り合わせる(図3(e)参照)。これにより、2つのプラズマ重合膜3同士が一体化され、2つの基材2同士が接合される。
ここで、この接合は、以下のような2つのメカニズム(i)、(ii)の双方または一方に基づくものであると推測される。
[4] Next, the two base materials 2 are bonded together so that the activated surfaces are in contact with each other (see FIG. 3E). Thereby, the two plasma polymerization films 3 are integrated with each other, and the two base materials 2 are bonded to each other.
Here, this joining is presumed to be based on both or one of the following two mechanisms (i) and (ii).

(i)2つの基材2同士を貼り合わせると、各プラズマ重合膜3の表面にそれぞれ存在するOH基同士が隣接することとなる。この隣接したOH基同士は、水素結合によって互いに引き合い、OH基同士の間に引力が発生する。
また、この水素結合によって互いに引き合うOH基同士は、温度条件等によって、脱水縮合を伴って表面から脱離する。その結果、2つのプラズマ重合膜3同士の接触界面では、脱離したOH基が結合していた結合手同士が結合する。すなわち、各プラズマ重合膜3を構成するそれぞれの母材同士が直接結合して一体化し、1層のプラズマ重合膜30が形成される。
(I) When two base materials 2 are bonded together, OH groups existing on the surface of each plasma polymerization film 3 are adjacent to each other. The adjacent OH groups attract each other by hydrogen bonding, and an attractive force is generated between the OH groups.
In addition, OH groups that are attracted to each other by this hydrogen bond are desorbed from the surface with dehydration condensation depending on temperature conditions and the like. As a result, at the contact interface between the two plasma polymerized films 3, the bonds in which the detached OH groups are bonded are bonded. That is, the respective base materials constituting each plasma polymerized film 3 are directly coupled and integrated to form one plasma polymerized film 30.

(ii)2つの基材2同士を貼り合わせると、各プラズマ重合膜3の表面31や内部に生じた終端化されていない結合手同士が再結合する。この再結合は、互いに重なり合う(絡み合う)ように複雑に生じることから、接合界面にネットワーク状の結合が形成される。これにより、各プラズマ重合膜3を構成するそれぞれの母材同士が直接接合して一体化し、1層のプラズマ重合膜30が形成される。   (Ii) When the two base materials 2 are bonded to each other, the unterminated bonds generated on the surface 31 and the inside of each plasma polymerized film 3 are recombined. Since this recombination occurs in a complicated manner so as to overlap (entangle) with each other, a network-like bond is formed at the bonding interface. Thereby, the respective base materials constituting each plasma polymerized film 3 are directly joined and integrated to form one plasma polymerized film 30.

以上のようなメカニズムにより、図3(f)に示すように接合体1を得る(第3の工程)。
なお、前記工程[3]で活性化されたプラズマ重合膜3の表面は、その活性状態が経時的に緩和してしまう。このため、前記工程[3]の終了後、できるだけ早く本工程[4]を行うようにする。具体的には、前記工程[3]の終了後、60分以内に本工程[4]を行うようにするのが好ましく、5分以内に行うのがより好ましい。かかる時間内であれば、プラズマ重合膜3の表面が十分な活性状態を維持しているので、貼り合せたときに十分な接合強度を得ることができる。
With the above mechanism, the joined body 1 is obtained as shown in FIG. 3 (f) (third step).
Note that the active state of the surface of the plasma polymerized film 3 activated in the step [3] relaxes with time. For this reason, this process [4] is performed as soon as possible after the completion of the process [3]. Specifically, after the completion of the step [3], the step [4] is preferably performed within 60 minutes, and more preferably within 5 minutes. Within this time, the surface of the plasma polymerized film 3 maintains a sufficiently active state, so that a sufficient bonding strength can be obtained when bonded.

換言すれば、活性化させる前のプラズマ重合膜3は、化学的に安定であり、耐候性に優れている。このため、前記工程[2]を終えた時点のプラズマ重合膜3は、長期にわたる保存に適したものである。したがって、そのようなプラズマ重合膜3を備えた基材2(被着体)を多量に製造または購入して保存しておき、本工程[4]の貼り合わせを行う直前に、必要な個数のみに前記工程[3]を行うようにすれば、接合体の製造効率の観点から有効である。
なお、従来のシリコン直接接合のような固体接合では、表面を活性化させても、その活性状態は、大気中では数秒〜数十秒程度の極めて短時間しか維持されない。このため、表面の活性化を行った後、接合する2つの部材を貼り合わせる等の作業を行う時間を十分に確保することができないという問題があった。
In other words, the plasma polymerization film 3 before activation is chemically stable and excellent in weather resistance. For this reason, the plasma polymerized film 3 at the time when the step [2] is completed is suitable for long-term storage. Therefore, a large amount of the base material 2 (adhered body) provided with such a plasma polymerized film 3 is manufactured or purchased and stored, and just before the bonding in this step [4], only the necessary number is performed. If the step [3] is performed, it is effective from the viewpoint of the manufacturing efficiency of the joined body.
In the conventional solid bonding such as silicon direct bonding, even if the surface is activated, the active state is maintained for only a very short time of several seconds to several tens of seconds in the atmosphere. For this reason, after the surface was activated, there was a problem that it was not possible to ensure sufficient time for performing operations such as bonding the two members to be joined together.

これに対し、本発明によれば、プラズマ重合膜の作用により、数分以上の比較的長時間にわたって活性状態を維持することができる。このため、作業に要する時間を十分に確保することができ、接合作業の効率化を高めることができる。
このようにして得られた接合体1では、従来の接合方法で用いられていた接着剤のように、アンカー効果のような物理的結合に基づく接着ではなく、共有結合のように短時間で起こる強固な化学的結合に基づいて、2つの基材2同士が接合されている。このため、接合体1は、極めて剥離し難く、接合ムラ等も生じ難いものとなる。
また、本発明の接合方法によれば、従来の固体接合のように、高温(700〜800℃程度)での熱処理を必要としないことから、耐熱性の低い材料で構成された基材をも、接合に供することができる。これにより、基材の構成材料の選択の幅を広げることができる。
On the other hand, according to the present invention, the active state can be maintained for a relatively long time of several minutes or more by the action of the plasma polymerized film. For this reason, the time required for the work can be sufficiently secured, and the efficiency of the joining work can be increased.
In the bonded body 1 obtained in this manner, the bonding occurs in a short time like a covalent bond, not an adhesive based on a physical bond such as an anchor effect, like an adhesive used in a conventional bonding method. Based on a strong chemical bond, the two substrates 2 are joined together. For this reason, the joined body 1 is extremely difficult to be peeled off, and joining unevenness or the like hardly occurs.
Further, according to the bonding method of the present invention, unlike the conventional solid bonding, a heat treatment at a high temperature (about 700 to 800 ° C.) is not required. Can be used for joining. Thereby, the range of selection of the constituent material of a base material can be expanded.

以上のようにして接合体(本発明の接合体)1を得ることができる。
このようにして得られた接合体1は、その基材2間の接合強度が5MPa(50kgf/cm)以上であるのが好ましく、10MPa(100kgf/cm)以上であるのがより好ましい。このような接合強度を有する接合体1は、その剥離を十分に防止し得るものとなる。そして、後述のように、接合体1を用いて液滴吐出ヘッドを構成した場合、耐久性に優れた液滴吐出ヘッドが得られる。また、本発明の接合方法によれば、2つの基材2同士が上記のような大きな接合強度で接合された接合体1を効率よく作製することができる。
なお、接合体1を得た後、この接合体1に対して、必要に応じ、以下の2つの工程[5A]、[5B]のうちのいずれか一方または両方を行うようにしてもよい。
The joined body (joined body of the present invention) 1 can be obtained as described above.
The bonded body 1 thus obtained preferably has a bonding strength between the substrates 2 of 5 MPa (50 kgf / cm 2 ) or more, more preferably 10 MPa (100 kgf / cm 2 ) or more. The bonded body 1 having such bonding strength can sufficiently prevent the peeling. As will be described later, when the droplet discharge head is configured using the joined body 1, a droplet discharge head having excellent durability can be obtained. Moreover, according to the joining method of the present invention, the joined body 1 in which the two base materials 2 are joined with such a large joining strength can be efficiently produced.
In addition, after obtaining the joined body 1, you may make it perform either one or both of the following two processes [5A] and [5B] with respect to this joined body 1 as needed.

[5A]図3(g)に示すように、得られた接合体1を各基材2同士が近づく方向に加圧する。
これにより、各プラズマ重合膜3の表面同士がより近接する。その結果、前記工程[4]における脱水縮合や結合活性手の再結合が促進される。そして、2つのプラズマ重合膜3の一体化がより進行して、接合体1における接合強度をより高めることができる。
このとき、接合体1を加圧する際の圧力は、できるだけ高い方が好ましい。これにより、この圧力に比例して接合体1における接合強度を高めることができる。
[5A] As shown in FIG. 3G, the obtained bonded body 1 is pressurized in a direction in which the base materials 2 approach each other.
Thereby, the surfaces of the respective plasma polymerization films 3 are closer to each other. As a result, dehydration condensation and recombination of binding activity in the step [4] are promoted. Then, the integration of the two plasma polymerized films 3 further proceeds, and the bonding strength in the bonded body 1 can be further increased.
At this time, the pressure when pressurizing the bonded body 1 is preferably as high as possible. Thereby, the joint strength in the joined body 1 can be increased in proportion to the pressure.

なお、この圧力は、基材2の構成材料や厚さ、接合装置等の条件に応じて、適宜調整すればよい。具体的には、基材2の構成材料や厚さ等に応じて若干異なるものの、1〜10MPa程度であるのが好ましく、1〜5MPa程度であるのがより好ましい。これにより、接合体1の接合強度を確実に高めることができる。なお、この圧力が前記上限値を上回っても構わないが、基材2の構成材料によっては、基材2に損傷等が生じるおそれがある。
また、加圧する時間は、特に限定されないが、10秒〜30分程度であるのが好ましい。なお、加圧する時間は、加圧する際の圧力に応じて適宜変更すればよい。具体的には、接合体1を加圧する際の圧力が高いほど、加圧する時間を短くすることができる。
In addition, what is necessary is just to adjust this pressure suitably according to conditions, such as a constituent material and thickness of the base material 2, and a joining apparatus. Specifically, although it is slightly different depending on the constituent material and thickness of the substrate 2, it is preferably about 1 to 10 MPa, and more preferably about 1 to 5 MPa. Thereby, the joining strength of the joined body 1 can be reliably increased. In addition, although this pressure may exceed the said upper limit, depending on the constituent material of the base material 2, there exists a possibility that damage etc. may arise in the base material 2. FIG.
The time for pressurization is not particularly limited, but is preferably about 10 seconds to 30 minutes. In addition, what is necessary is just to change suitably the time to pressurize according to the pressure at the time of pressurizing. Specifically, the higher the pressure at which the bonded body 1 is pressed, the shorter the pressing time.

[5B]図3(g)に示すように、得られた接合体1を加熱する。
これにより、各プラズマ重合膜3の界面において、OH基の脱水縮合がより進行する。これにより、接合体1における接合強度をより高めることができる。
このとき、接合体1を加熱する際の温度は、室温より高く、接合体1の耐熱温度未満であれば、特に限定されないが、好ましくは25〜100℃程度とされ、より好ましくは50〜100℃程度とされる。かかる範囲の温度で加熱すれば、接合体1が熱によって変質・劣化するのを確実に防止しつつ、接合強度を確実に高めることができる。
[5B] As shown in FIG. 3G, the obtained bonded body 1 is heated.
Thereby, dehydration condensation of OH groups further proceeds at the interface of each plasma polymerized film 3. Thereby, the joint strength in the joined body 1 can be further increased.
At this time, the temperature at the time of heating the bonded body 1 is not particularly limited as long as it is higher than room temperature and lower than the heat resistance temperature of the bonded body 1, but is preferably about 25 to 100 ° C., more preferably 50 to 100 ° C. About ℃. By heating at a temperature in such a range, it is possible to reliably increase the bonding strength while reliably preventing the bonded body 1 from being altered or deteriorated by heat.

また、加熱時間は、特に限定されないが、1〜30分程度であるのが好ましい。
また、前記工程[5A]、[5B]の両方を行う場合、これらを同時に行うのが好ましい。すなわち、図3(g)に示すように、接合体1を加圧しつつ、加熱するのが好ましい。これにより、加圧による効果と、加熱による効果とが相乗的に発揮され、接合体1の接合強度を特に高めることができる。
The heating time is not particularly limited, but is preferably about 1 to 30 minutes.
Moreover, when performing both said process [5A] and [5B], it is preferable to perform these simultaneously. That is, as shown in FIG. 3G, it is preferable to heat the bonded body 1 while applying pressure. Thereby, the effect by pressurization and the effect by heating are exhibited synergistically, and the joint strength of the joined body 1 can be particularly increased.

なお、2つの基材2の熱膨張率がほぼ等しい場合には、上記のようにして接合体1を加熱するのが好ましいが、2つの基材2の熱膨張率が互いに異なっている場合には、できるだけ低温下で接合を行うのが好ましい。接合を低温下で行うことにより、接合界面に発生する熱応力のさらなる低減を図ることができる。
具体的には、2つの基材2の熱膨張率差にもよるが、25〜50℃程度の温度で接合を行うのが好ましく、25〜40℃程度の温度で接合を行うのがより好ましい。このような温度範囲であれば、2つの基材2の熱膨張率差がある程度大きくても、接合界面に発生する熱応力を十分に低減することができる。その結果、接合体1における反りや剥離等の発生を確実に防止することができる。
この場合、2つの基材2の熱膨張係数の差が、5×10−5/K以上あるような場合には、上記のようにして、できるだけ低温下で接合を行うことが強く推奨される。
以上のような工程を行うことにより、2つのプラズマ重合膜3は、ほぼ完全に一体化して1層のプラズマ重合膜30となる。その結果、より接合強度を高めた接合体1’が得られる。
In addition, when the thermal expansion coefficients of two base materials 2 are substantially equal, it is preferable to heat the joined body 1 as described above, but when the thermal expansion coefficients of the two base materials 2 are different from each other. Is preferably performed at as low a temperature as possible. By performing the bonding at a low temperature, it is possible to further reduce the thermal stress generated at the bonding interface.
Specifically, although it depends on the difference in thermal expansion coefficient between the two base materials 2, it is preferable to perform the bonding at a temperature of about 25 to 50 ° C, and it is more preferable to perform the bonding at a temperature of about 25 to 40 ° C. . Within such a temperature range, even if the difference in thermal expansion coefficient between the two base materials 2 is large to some extent, the thermal stress generated at the bonding interface can be sufficiently reduced. As a result, it is possible to reliably prevent warpage, peeling, and the like in the joined body 1.
In this case, when the difference in thermal expansion coefficient between the two base materials 2 is 5 × 10 −5 / K or more, it is strongly recommended that the bonding be performed at the lowest possible temperature as described above. .
By performing the steps as described above, the two plasma polymer films 3 are almost completely integrated into one plasma polymer film 30. As a result, a bonded body 1 ′ with higher bonding strength can be obtained.

<液滴吐出ヘッド>
次に、本発明の接合体をインクジェット式記録ヘッドに適用した場合の実施形態について説明する。
図4は、本発明の接合体を適用して得られたインクジェット式記録ヘッド(液滴吐出ヘッド)を示す分解斜視図、図5は、図4に示すインクジェット式記録ヘッドの主要部の構成を示す断面図、図6は、図4に示すインクジェット式記録ヘッドを備えるインクジェットプリンタの実施形態を示す概略図である。なお、図4は、通常使用される状態とは、上下逆に示されている。
<Droplet ejection head>
Next, an embodiment in which the joined body of the present invention is applied to an ink jet recording head will be described.
FIG. 4 is an exploded perspective view showing an ink jet recording head (droplet discharge head) obtained by applying the joined body of the present invention, and FIG. 5 shows a configuration of a main part of the ink jet recording head shown in FIG. FIG. 6 is a schematic view showing an embodiment of an ink jet printer including the ink jet recording head shown in FIG. Note that FIG. 4 is shown upside down from the state of normal use.

図4に示すインクジェット式記録ヘッド(本発明の液滴吐出ヘッド)10は、図6に示すようなインクジェットプリンタ(本発明の液滴吐出装置)9に搭載されている。
図6に示すインクジェットプリンタ9は、装置本体92を備えており、上部後方に記録用紙Pを設置するトレイ921と、下部前方に記録用紙Pを排出する排紙口922と、上部面に操作パネル97とが設けられている。
An ink jet recording head (droplet discharge head of the present invention) 10 shown in FIG. 4 is mounted on an ink jet printer (droplet discharge apparatus of the present invention) 9 as shown in FIG.
The ink jet printer 9 shown in FIG. 6 includes an apparatus main body 92, a tray 921 in which the recording paper P is installed at the upper rear, a paper discharge port 922 for discharging the recording paper P in the lower front, and an operation panel on the upper surface. 97.

操作パネル97は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、LEDランプ等で構成され、エラーメッセージ等を表示する表示部(図示せず)と、各種スイッチ等で構成される操作部(図示せず)とを備えている。
また、装置本体92の内部には、主に、往復動するヘッドユニット93を備える印刷装置(印刷手段)94と、記録用紙Pを1枚ずつ印刷装置94に送り込む給紙装置(給紙手段)95と、印刷装置94および給紙装置95を制御する制御部(制御手段)96とを有している。
The operation panel 97 includes, for example, a liquid crystal display, an organic EL display, an LED lamp, and the like, and a display unit (not shown) for displaying an error message and the like, and an operation unit (not shown) configured with various switches. And.
Further, inside the apparatus main body 92, mainly a printing apparatus (printing means) 94 provided with a reciprocating head unit 93 and a paper feeding apparatus (paper feeding means) for feeding recording paper P to the printing apparatus 94 one by one. 95 and a control unit (control means) 96 for controlling the printing device 94 and the paper feeding device 95.

制御部96の制御により、給紙装置95は、記録用紙Pを一枚ずつ間欠送りする。この記録用紙Pは、ヘッドユニット93の下部近傍を通過する。このとき、ヘッドユニット93が記録用紙Pの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動して、記録用紙Pへの印刷が行なわれる。すなわち、ヘッドユニット93の往復動と記録用紙Pの間欠送りとが、印刷における主走査および副走査となって、インクジェット方式の印刷が行なわれる。   Under the control of the control unit 96, the paper feeding device 95 intermittently feeds the recording paper P one by one. The recording paper P passes near the lower part of the head unit 93. At this time, the head unit 93 reciprocates in a direction substantially orthogonal to the feeding direction of the recording paper P, and printing on the recording paper P is performed. That is, the reciprocating motion of the head unit 93 and the intermittent feeding of the recording paper P are the main scanning and sub-scanning in printing, and ink jet printing is performed.

印刷装置94は、ヘッドユニット93と、ヘッドユニット93の駆動源となるキャリッジモータ941と、キャリッジモータ941の回転を受けて、ヘッドユニット93を往復動させる往復動機構942とを備えている。
ヘッドユニット93は、その下部に、多数のノズル孔111を備えるインクジェット式記録ヘッド10(以下、単に「ヘッド10」と言う。)と、ヘッド10にインクを供給するインクカートリッジ931と、ヘッド10およびインクカートリッジ931を搭載したキャリッジ932とを有している。
なお、インクカートリッジ931として、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック(黒)の4色のインクを充填したものを用いることにより、フルカラー印刷が可能となる。
The printing apparatus 94 includes a head unit 93, a carriage motor 941 that is a drive source of the head unit 93, and a reciprocating mechanism 942 that reciprocates the head unit 93 in response to the rotation of the carriage motor 941.
The head unit 93 includes an ink jet recording head 10 (hereinafter simply referred to as “head 10”) having a large number of nozzle holes 111 at a lower portion thereof, an ink cartridge 931 that supplies ink to the head 10, the head 10 and And a carriage 932 on which the ink cartridge 931 is mounted.
Ink cartridge 931 is filled with four color inks of yellow, cyan, magenta, and black (black), thereby enabling full color printing.

往復動機構942は、その両端をフレーム(図示せず)に支持されたキャリッジガイド軸943と、キャリッジガイド軸943と平行に延在するタイミングベルト944とを有している。
キャリッジ932は、キャリッジガイド軸943に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト944の一部に固定されている。
キャリッジモータ941の作動により、プーリを介してタイミングベルト944を正逆走行させると、キャリッジガイド軸943に案内されて、ヘッドユニット93が往復動する。そして、この往復動の際に、ヘッド10から適宜インクが吐出され、記録用紙Pへの印刷が行われる。
The reciprocating mechanism 942 includes a carriage guide shaft 943 whose both ends are supported by a frame (not shown), and a timing belt 944 extending in parallel with the carriage guide shaft 943.
The carriage 932 is supported by the carriage guide shaft 943 so as to be able to reciprocate and is fixed to a part of the timing belt 944.
When the timing belt 944 travels forward and backward via a pulley by the operation of the carriage motor 941, the head unit 93 reciprocates as guided by the carriage guide shaft 943. During this reciprocation, ink is appropriately discharged from the head 10 and printing on the recording paper P is performed.

給紙装置95は、その駆動源となる給紙モータ951と、給紙モータ951の作動により回転する給紙ローラ952とを有している。
給紙ローラ952は、記録用紙Pの送り経路(記録用紙P)を挟んで上下に対向する従動ローラ952aと駆動ローラ952bとで構成され、駆動ローラ952bは給紙モータ951に連結されている。これにより、給紙ローラ952は、トレイ921に設置した多数枚の記録用紙Pを、印刷装置94に向かって1枚ずつ送り込めるようになっている。なお、トレイ921に代えて、記録用紙Pを収容する給紙カセットを着脱自在に装着し得るような構成であってもよい。
The sheet feeding device 95 includes a sheet feeding motor 951 serving as a driving source thereof, and a sheet feeding roller 952 that is rotated by the operation of the sheet feeding motor 951.
The paper feed roller 952 includes a driven roller 952a and a drive roller 952b that are vertically opposed to each other with a recording paper P feeding path (recording paper P) interposed therebetween. The drive roller 952b is connected to the paper feed motor 951. As a result, the paper feed roller 952 can feed a large number of recording sheets P set on the tray 921 one by one toward the printing apparatus 94. Instead of the tray 921, a configuration in which a paper feed cassette that stores the recording paper P can be detachably mounted may be employed.

制御部96は、例えばパーソナルコンピュータやディジタルカメラ等のホストコンピュータから入力された印刷データに基づいて、印刷装置94や給紙装置95等を制御することにより印刷を行うものである。
制御部96は、いずれも図示しないが、主に、各部を制御する制御プログラム等を記憶するメモリ、圧電素子(振動源)14を駆動して、インクの吐出タイミングを制御する圧電素子駆動回路、印刷装置94(キャリッジモータ941)を駆動する駆動回路、給紙装置95(給紙モータ951)を駆動する駆動回路、および、ホストコンピュータからの印刷データを入手する通信回路と、これらに電気的に接続され、各部での各種制御を行うCPUとを備えている。
また、CPUには、例えば、インクカートリッジ931のインク残量、ヘッドユニット93の位置等を検出可能な各種センサ等が、それぞれ電気的に接続されている。
The control unit 96 performs printing by controlling the printing device 94, the paper feeding device 95, and the like based on print data input from a host computer such as a personal computer or a digital camera.
Although not shown, the control unit 96 mainly includes a memory that stores a control program for controlling each unit, a piezoelectric element driving circuit that drives the piezoelectric element (vibration source) 14 to control the ink ejection timing, A driving circuit for driving the printing device 94 (carriage motor 941), a driving circuit for driving the paper feeding device 95 (paper feeding motor 951), a communication circuit for obtaining print data from the host computer, and these electrically And a CPU that is connected and performs various controls in each unit.
Further, for example, various sensors that can detect the remaining ink amount of the ink cartridge 931, the position of the head unit 93, and the like are electrically connected to the CPU.

制御部96は、通信回路を介して、印刷データを入手してメモリに格納する。CPUは、この印刷データを処理して、この処理データおよび各種センサからの入力データに基づいて、各駆動回路に駆動信号を出力する。この駆動信号により圧電素子14、印刷装置94および給紙装置95は、それぞれ作動する。これにより、記録用紙Pに印刷が行われる。   The control unit 96 obtains the print data via the communication circuit and stores it in the memory. The CPU processes the print data and outputs a drive signal to each drive circuit based on the process data and input data from various sensors. The piezoelectric element 14, the printing device 94, and the paper feeding device 95 are each activated by this drive signal. As a result, printing is performed on the recording paper P.

以下、ヘッド10(本発明の液滴吐出ヘッド)について、図4および図5を参照しつつ詳述する。
ヘッド10は、ノズル板11と、インク室基板12と、振動板13と、振動板13に接合された圧電素子(振動源)14とを備えるヘッド本体17と、このヘッド本体17を収納する基体16とを有している。なお、このヘッド10は、オンデマンド形のピエゾジェット式ヘッドを構成する。
Hereinafter, the head 10 (the droplet discharge head of the present invention) will be described in detail with reference to FIGS.
The head 10 includes a head main body 17 including a nozzle plate 11, an ink chamber substrate 12, a vibration plate 13, and a piezoelectric element (vibration source) 14 bonded to the vibration plate 13, and a base body that houses the head main body 17. 16. The head 10 constitutes an on-demand piezo jet head.

ノズル板11は、例えば、SiO、SiN、石英ガラスのようなシリコン系材料、Al、Fe、Ni、Cuまたはこれらを含む合金のような金属系材料、アルミナ、酸化鉄のような酸化物系材料、カーボンブラック、グラファイトのような炭素系材料等で構成されている。
このノズル板11には、インク滴を吐出するための多数のノズル孔111が形成されている。これらのノズル孔111間のピッチは、印刷精度に応じて適宜設定される。
The nozzle plate 11 is made of, for example, a silicon-based material such as SiO 2 , SiN, or quartz glass, a metal-based material such as Al, Fe, Ni, Cu, or an alloy containing these, or an oxide-based material such as alumina or iron oxide. The material is composed of carbon-based materials such as carbon black and graphite.
A number of nozzle holes 111 for discharging ink droplets are formed in the nozzle plate 11. The pitch between these nozzle holes 111 is appropriately set according to the printing accuracy.

ノズル板11には、インク室基板12が固着(固定)されている。
このインク室基板12は、ノズル板11、側壁(隔壁)122および後述する振動板13により、複数のインク室(キャビティ、圧力室)121と、インクカートリッジ931から供給されるインクを貯留するリザーバ室123と、リザーバ室123から各インク室121に、それぞれインクを供給する供給口124とが区画形成されている。
An ink chamber substrate 12 is fixed (fixed) to the nozzle plate 11.
The ink chamber substrate 12 includes a plurality of ink chambers (cavities, pressure chambers) 121 and a reservoir chamber that stores ink supplied from the ink cartridge 931 by the nozzle plate 11, side walls (partition walls) 122, and a vibration plate 13 described later. 123 and a supply port 124 for supplying ink from the reservoir chamber 123 to each ink chamber 121 are partitioned.

各インク室121は、それぞれ短冊状(直方体状)に形成され、各ノズル孔111に対応して配設されている。各インク室121は、後述する振動板13の振動により容積可変であり、この容積変化により、インクを吐出するよう構成されている。
インク室基板12を得るための母材としては、例えば、シリコン単結晶基板、各種ガラス基板、各種樹脂基板等を用いることができる。これらの基板は、いずれも汎用的な基板であるので、これらの基板を用いることにより、ヘッド10の製造コストを低減することができる。
Each ink chamber 121 is formed in a strip shape (cuboid shape), and is disposed corresponding to each nozzle hole 111. Each ink chamber 121 has a variable volume due to vibration of a diaphragm 13 described later, and is configured to eject ink by this volume change.
As a base material for obtaining the ink chamber substrate 12, for example, a silicon single crystal substrate, various glass substrates, various resin substrates and the like can be used. Since these substrates are general-purpose substrates, the manufacturing cost of the head 10 can be reduced by using these substrates.

一方、インク室基板12のノズル板11と反対側には、振動板13が接合され、さらに振動板13のインク室基板12と反対側には、複数の圧電素子14が設けられている。
また、振動板13の所定位置には、振動板13の厚さ方向に貫通して連通孔131が形成されている。この連通孔131を介して、前述したインクカートリッジ931からリザーバ室123に、インクが供給可能となっている。
On the other hand, a vibration plate 13 is bonded to the ink chamber substrate 12 on the side opposite to the nozzle plate 11, and a plurality of piezoelectric elements 14 are provided on the vibration plate 13 on the side opposite to the ink chamber substrate 12.
A communication hole 131 is formed at a predetermined position of the diaphragm 13 so as to penetrate in the thickness direction of the diaphragm 13. Ink can be supplied from the ink cartridge 931 to the reservoir chamber 123 through the communication hole 131.

各圧電素子14は、それぞれ、下部電極142と上部電極141との間に圧電体層143を介挿してなり、各インク室121のほぼ中央部に対応して配設されている。各圧電素子14は、圧電素子駆動回路に電気的に接続され、圧電素子駆動回路の信号に基づいて作動(振動、変形)するよう構成されている。
各圧電素子14は、それぞれ、振動源として機能し、振動板13は、圧電素子14の振動により振動し、インク室121の内部圧力を瞬間的に高めるよう機能する。
基体16は、例えば各種樹脂材料、各種金属材料等で構成されており、この基体16にノズル板11が固定、支持されている。すなわち、基体16が備える凹部161に、ヘッド本体17を収納した状態で、凹部161の外周部に形成された段差162によりノズル板11の縁部を支持する。
Each piezoelectric element 14 has a piezoelectric layer 143 interposed between the lower electrode 142 and the upper electrode 141, and is disposed corresponding to the substantially central portion of each ink chamber 121. Each piezoelectric element 14 is electrically connected to a piezoelectric element drive circuit and is configured to operate (vibrate, deform) based on a signal from the piezoelectric element drive circuit.
Each piezoelectric element 14 functions as a vibration source, and the diaphragm 13 vibrates due to vibration of the piezoelectric element 14 and functions to instantaneously increase the internal pressure of the ink chamber 121.
The base body 16 is made of, for example, various resin materials, various metal materials, and the like, and the nozzle plate 11 is fixed and supported on the base body 16. That is, the edge of the nozzle plate 11 is supported by the step 162 formed on the outer periphery of the recess 161 in a state where the head body 17 is housed in the recess 161 provided in the base body 16.

以上のような、ノズル板11とインク室基板12との接合、インク室基板12と振動板13との接合、およびノズル板11と基体16との接合のうち、少なくとも1箇所に本発明の接合方法が用いられている。
換言すれば、ノズル板11とインク室基板12との接合体、インク室基板12と振動板13との接合体、およびノズル板11と基体16との接合体のうち、少なくとも1箇所に本発明の接合体が適用されている。
Among the above-described bonding between the nozzle plate 11 and the ink chamber substrate 12, bonding between the ink chamber substrate 12 and the vibration plate 13, and bonding between the nozzle plate 11 and the substrate 16, the bonding according to the present invention is performed. The method is used.
In other words, the present invention is provided in at least one place among the joined body of the nozzle plate 11 and the ink chamber substrate 12, the joined body of the ink chamber substrate 12 and the vibration plate 13, and the joined body of the nozzle plate 11 and the substrate 16. The joined body is applied.

このようなヘッド10は、上記の接合界面にプラズマ重合膜が介挿されて接合されている。このため、接合界面の接合強度および耐薬品性が高くなっており、これにより、各インク室121に貯留されたインクに対する耐久性および液密性が高くなっている。その結果、ヘッド10は、信頼性の高いものとなる。
また、非常に低温で信頼性の高い接合ができるため、線膨張係数の異なる材料でも大面積のヘッドができる点でも有利である。
このようなヘッド10は、圧電素子駆動回路を介して所定の吐出信号が入力されていない状態、すなわち、圧電素子14の下部電極142と上部電極141との間に電圧が印加されていない状態では、圧電体層143に変形が生じない。このため、振動板13にも変形が生じず、インク室121には容積変化が生じない。したがって、ノズル孔111からインク滴は吐出されない。
Such a head 10 is joined by interposing a plasma polymerization film at the joining interface. For this reason, the bonding strength and chemical resistance of the bonding interface are increased, and thereby the durability and liquid tightness with respect to the ink stored in each ink chamber 121 are increased. As a result, the head 10 becomes highly reliable.
In addition, since highly reliable bonding can be performed at a very low temperature, it is advantageous in that a large-area head can be formed even with materials having different linear expansion coefficients.
Such a head 10 is in a state where a predetermined ejection signal is not input via the piezoelectric element driving circuit, that is, in a state where no voltage is applied between the lower electrode 142 and the upper electrode 141 of the piezoelectric element 14. The piezoelectric layer 143 is not deformed. For this reason, the vibration plate 13 is not deformed, and the volume of the ink chamber 121 is not changed. Therefore, no ink droplet is ejected from the nozzle hole 111.

一方、圧電素子駆動回路を介して所定の吐出信号が入力された状態、すなわち、圧電素子14の下部電極142と上部電極141との間に一定電圧が印加された状態では、圧電体層143に変形が生じる。これにより、振動板13が大きくたわみ、インク室121の容積変化が生じる。このとき、インク室121内の圧力が瞬間的に高まり、ノズル孔111からインク滴が吐出される。   On the other hand, in a state where a predetermined ejection signal is input via the piezoelectric element driving circuit, that is, in a state where a constant voltage is applied between the lower electrode 142 and the upper electrode 141 of the piezoelectric element 14, the piezoelectric layer 143 is applied. Deformation occurs. As a result, the diaphragm 13 is greatly deflected, and the volume of the ink chamber 121 is changed. At this time, the pressure in the ink chamber 121 increases instantaneously, and ink droplets are ejected from the nozzle holes 111.

1回のインクの吐出が終了すると、圧電素子駆動回路は、下部電極142と上部電極141との間への電圧の印加を停止する。これにより、圧電素子14は、ほぼ元の形状に戻り、インク室121の容積が増大する。なお、このとき、インクには、インクカートリッジ931からノズル孔111へ向かう圧力(正方向への圧力)が作用している。このため、空気がノズル孔111からインク室121へ入り込むことが防止され、インクの吐出量に見合った量のインクがインクカートリッジ931(リザーバ室123)からインク室121へ供給される。
このようにして、ヘッド10において、印刷させたい位置の圧電素子14に、圧電素子駆動回路を介して吐出信号を順次入力することにより、任意の(所望の)文字や図形等を印刷することができる。
When the ejection of one ink is completed, the piezoelectric element driving circuit stops applying the voltage between the lower electrode 142 and the upper electrode 141. As a result, the piezoelectric element 14 returns almost to its original shape, and the volume of the ink chamber 121 increases. At this time, a pressure (pressure in the positive direction) from the ink cartridge 931 toward the nozzle hole 111 acts on the ink. Therefore, air is prevented from entering the ink chamber 121 from the nozzle hole 111, and an amount of ink corresponding to the amount of ink discharged is supplied from the ink cartridge 931 (reservoir chamber 123) to the ink chamber 121.
In this manner, in the head 10, arbitrary (desired) characters and figures can be printed by sequentially inputting ejection signals to the piezoelectric elements 14 at the positions to be printed via the piezoelectric element driving circuit. it can.

なお、ヘッド10は、圧電素子14の代わりに電気熱変換素子を有していてもよい。つまり、ヘッド10は、電気熱変換素子による材料の熱膨張を利用してインクを吐出する構成(いわゆる、「バブルジェット方式」(「バブルジェット」は登録商標))のものであってもよい。
かかる構成のヘッド10において、ノズル板11には、撥液性を付与することを目的に形成された被膜114が設けられている。これにより、ノズル孔111からインク滴が吐出される際に、このノズル孔111の周辺にインク滴が残存するのを確実に防止することができる。その結果、ノズル孔111から吐出されたインク滴を目的とする領域に確実に着弾させることができる。
以上、本発明の接合方法、接合体、液滴吐出ヘッドおよび液滴吐出装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、本発明の接合方法では、必要に応じて、1以上の任意の目的の工程を追加してもよい。
The head 10 may have an electrothermal conversion element instead of the piezoelectric element 14. That is, the head 10 may have a configuration (so-called “bubble jet method” (“bubble jet” is a registered trademark)) that ejects ink using thermal expansion of a material by an electrothermal transducer.
In the head 10 having such a configuration, the nozzle plate 11 is provided with a coating 114 formed for the purpose of imparting liquid repellency. Thus, when ink droplets are ejected from the nozzle holes 111, it is possible to reliably prevent ink droplets from remaining around the nozzle holes 111. As a result, the ink droplets ejected from the nozzle hole 111 can be reliably landed on the target area.
As described above, the bonding method, the bonded body, the droplet discharge head, and the droplet discharge apparatus of the present invention have been described based on the illustrated embodiments, but the present invention is not limited thereto.
For example, in the bonding method of the present invention, one or more optional steps may be added as necessary.

次に、本発明の具体的実施例について説明する。
1.積層体(接合体)の製造
(実施例1)
まず、第1の基材として、縦20mm×横20mm×平均厚さ1mmの単結晶シリコン基板を用意し、第2の基材として、縦20mm×横20mm×平均厚さ1mmのガラス基板を用意した。
次いで、これらの基材を図1に示すプラズマ重合装置100のチャンバー101内に収納し、酸素プラズマによる下地処理を行った。
次に、下地処理を行った面に、平均厚さ200nmのプラズマ重合膜を成膜した。なお、成膜条件は以下に示す通りである。
Next, specific examples of the present invention will be described.
1. Production of laminated body (joined body) (Example 1)
First, a single crystal silicon substrate having a length of 20 mm × width of 20 mm × an average thickness of 1 mm is prepared as the first base material, and a glass substrate of length 20 mm × width 20 mm × average thickness of 1 mm is prepared as the second base material. did.
Subsequently, these base materials were accommodated in the chamber 101 of the plasma polymerization apparatus 100 shown in FIG. 1, and the base treatment by oxygen plasma was performed.
Next, a plasma polymerization film having an average thickness of 200 nm was formed on the surface subjected to the base treatment. The film forming conditions are as shown below.

<成膜条件>
・原料ガスの組成 :オクタメチルトリシロキサン
・原料ガスの流量 :50sccm
・キャリアガスの組成:アルゴン
・キャリアガスの流量:100sccm
・高周波電力の出力 :100W
・チャンバー内圧力 :1Pa(低真空)
・処理時間 :15分
・基板温度 :20℃
<Film formation conditions>
-Source gas composition: Octamethyltrisiloxane-Source gas flow rate: 50 sccm
Carrier gas composition: Argon Carrier gas flow rate: 100 sccm
・ High frequency power output: 100W
-Chamber pressure: 1 Pa (low vacuum)
・ Processing time: 15 minutes ・ Substrate temperature: 20 ° C.

次に、得られたプラズマ重合膜に以下に示す条件で紫外線を照射した。
<紫外線照射条件>
・雰囲気ガスの組成 :大気(空気)
・雰囲気ガスの温度 :20℃
・雰囲気ガスの圧力 :大気圧(100kPa)
・紫外線の波長 :172nm
・紫外線の照射時間 :5分
続いて、紫外線を照射してから1分後に、紫外線を照射した面が接触するように、各基材を重ね合わせた。
そして、各基材を3MPaで加圧しつつ、80℃で加熱し、15分間維持した。これにより、各基材を接合し、積層体(接合体)を得た。
Next, the obtained plasma polymerization film was irradiated with ultraviolet rays under the following conditions.
<Ultraviolet irradiation conditions>
-Atmospheric gas composition: Air (air)
・ Atmospheric gas temperature: 20 ℃
・ Atmospheric gas pressure: Atmospheric pressure (100 kPa)
UV wavelength: 172 nm
-Irradiation time of ultraviolet rays: 5 minutes Subsequently, one minute after the irradiation of ultraviolet rays, the respective substrates were superposed so that the surfaces irradiated with the ultraviolet rays contacted each other.
And each base material was heated at 80 degreeC, pressurizing at 3 Mpa, and maintained for 15 minutes. Thereby, each base material was joined and the laminated body (joined body) was obtained.

(実施例2)
加熱の温度を80℃から25℃に変更した以外は、前記実施例1と同様にして積層体を得た。
(実施例3〜12)
第1の基材の構成材料および第2の基材の構成材料を、それぞれ表1に示す材料に変更した以外は、前記実施例1と同様にして積層体を得た。
(Example 2)
A laminate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the heating temperature was changed from 80 ° C to 25 ° C.
(Examples 3 to 12)
A laminate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the constituent material of the first base material and the constituent material of the second base material were changed to the materials shown in Table 1, respectively.

(実施例13〜15)
原料ガスを表1に示す組成のガスに変更し、プラズマ重合膜の組成を変更した以外は、それぞれ前記実施例1、3、4と同様にして積層体を得た。
(比較例1〜3)
第1の基材の構成材料および第2の基材の構成材料を、それぞれ表1に示す材料とし、各基材間をエポキシ系接着剤で接着した以外は、それぞれ前記実施例1、3、4と同様にして、積層体を得た。
(Examples 13 to 15)
A laminate was obtained in the same manner as in Examples 1, 3, and 4 except that the raw material gas was changed to the gas having the composition shown in Table 1 and the composition of the plasma polymerized film was changed.
(Comparative Examples 1-3)
The constituent materials of the first base material and the constituent materials of the second base material are the materials shown in Table 1, respectively, except that each base material is bonded with an epoxy-based adhesive, respectively in Examples 1, 3, and In the same manner as in Example 4, a laminate was obtained.

2.積層体(接合体)の評価
2.1 接合強度(割裂強度)の評価
各実施例および各比較例で得られた積層体について、それぞれ接合強度を測定した。
接合強度の測定は、各基材を引き剥がしたとき、剥がれる直前の強度を測定することにより行った。そして、接合強度を以下の基準にしたがって評価した。
2. 2. Evaluation of Laminate (Joint) 2.1 Evaluation of Bond Strength (Split Strength) For the laminates obtained in each Example and each Comparative Example, the bond strength was measured.
The measurement of the bonding strength was performed by measuring the strength immediately before each substrate was peeled off. Then, the bonding strength was evaluated according to the following criteria.

<接合強度の評価基準>
◎:10MPa(100kgf/cm)以上
○: 5MPa( 50kgf/cm)以上、10MPa(100kgf/cm)未満
△: 1MPa( 10kgf/cm)以上、 5MPa( 50kgf/cm)未満
×: 1MPa( 10kgf/cm)未満
<Evaluation criteria for bonding strength>
◎: 10 MPa (100 kgf / cm 2 ) or more ○: 5 MPa (50 kgf / cm 2 ) or more, less than 10 MPa (100 kgf / cm 2 ) Δ: 1 MPa (10 kgf / cm 2 ) or more, less than 5 MPa (50 kgf / cm 2 ) ×: Less than 1 MPa (10 kgf / cm 2 )

2.2 寸法精度の評価
各実施例および各比較例で得られた積層体について、それぞれ厚さ方向の寸法精度を測定した。
寸法精度の測定は、正方形の積層体の各角部の厚さを測定し、4箇所の厚さの最大値と最小値の差を算出することにより行った。そして、この差を以下の基準にしたがって評価した。
<寸法精度の評価基準>
○:10μm未満
×:10μm以上
2.2 Evaluation of dimensional accuracy The dimensional accuracy in the thickness direction was measured for each of the laminates obtained in each Example and each Comparative Example.
The measurement of the dimensional accuracy was performed by measuring the thickness of each corner of the square laminate and calculating the difference between the maximum value and the minimum value of the thickness at four locations. This difference was evaluated according to the following criteria.
<Evaluation criteria for dimensional accuracy>
○: Less than 10 μm ×: 10 μm or more

2.3 耐薬品性の評価
各実施例および各比較例で得られた積層体を、80℃に維持したインクジェットプリンタ用インク(エプソン社製、HQ4)に、以下の条件で3週間浸漬した。その後、各基材を引き剥がし、接合界面にインクが浸入していないかを確認した。そして、その結果を以下の基準にしたがって評価した。
2.3 Evaluation of chemical resistance The laminates obtained in each Example and each Comparative Example were immersed in ink for inkjet printers (manufactured by Epson Corporation, HQ4) maintained at 80 ° C. for 3 weeks under the following conditions. Thereafter, each base material was peeled off, and it was confirmed whether or not ink entered the bonding interface. The results were evaluated according to the following criteria.

<耐薬品性の評価基準>
◎:全く浸入していない
○:角部にわずかに浸入している
△:縁部に沿って浸入している
×:内側に浸入している
以上、2.1〜2.3の各評価結果を表1に示す。
<Evaluation criteria for chemical resistance>
◎: Not penetrated at all ○: Slightly penetrated into the corner △: Infiltrated along the edge ×: Intruded inside As described above, each evaluation result of 2.1 to 2.3 Is shown in Table 1.

Figure 2008307873
Figure 2008307873

表1から明らかなように、各実施例で得られた積層体は、接合強度、寸法精度および耐薬品性のいずれの項目においても優れた特性を示した。
一方、各比較例で得られた積層体は、接合強度および耐薬品性が十分でなく、特に寸法精度はその傾向が顕著であった。
As is clear from Table 1, the laminates obtained in each example exhibited excellent characteristics in any of the items of bonding strength, dimensional accuracy, and chemical resistance.
On the other hand, the laminates obtained in the respective comparative examples have insufficient bonding strength and chemical resistance, and the tendency of the dimensional accuracy is particularly remarkable.

本発明の接合方法に用いられるプラズマ重合装置を模式的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the plasma polymerization apparatus used for the joining method of this invention. 本発明の接合方法を説明するための図(縦断面図)である。It is a figure (longitudinal sectional view) for demonstrating the joining method of this invention. 本発明の接合方法を説明するための図(縦断面図)である。It is a figure (longitudinal sectional view) for demonstrating the joining method of this invention. 本発明の接合体を適用して得られたインクジェット式記録ヘッド(液滴吐出ヘッド)を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the inkjet recording head (droplet discharge head) obtained by applying the conjugate | zygote of this invention. 図4に示すインクジェット式記録ヘッドの主要部の構成を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the ink jet recording head illustrated in FIG. 4. 図4に示すインクジェット式記録ヘッドを備えるインクジェットプリンタの実施形態を示す概略図である。It is the schematic which shows embodiment of an inkjet printer provided with the inkjet recording head shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1、1’……接合体 2……基材 21……接合面 3、30……プラズマ重合膜 31……表面 100……プラズマ重合装置 101……チャンバー 102……接地線 103……供給口 104……排気口 130……第1の電極 139……静電チャック 170……ポンプ 171……圧力制御機構 180……電源回路 182……高周波電源 183……マッチングボックス 184……配線 190……ガス供給部 191……貯液部 192……気化装置 193……ガスボンベ 194……配管 195……拡散板 10……インクジェット式記録ヘッド 11……ノズル板 111……ノズル孔 114……被膜 12……インク室基板 121……インク室 122……側壁 123……リザーバ室 124……供給口 13……振動板 131……連通孔 14……圧電素子 140……第2の電極 141……上部電極 142……下部電極 143……圧電体層 16……基体 161……凹部 162……段差 17……ヘッド本体 9……インクジェットプリンタ 92……装置本体 921……トレイ 922……排紙口 93……ヘッドユニット 931……インクカートリッジ 932……キャリッジ 94……印刷装置 941……キャリッジモータ 942……往復動機構 943……キャリッジガイド軸 944……タイミングベルト 95……給紙装置 951……給紙モータ 952……給紙ローラ 952a……従動ローラ 952b……駆動ローラ 96……制御部 97……操作パネル P……記録用紙   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1 '... Assembly 2 ... Base material 21 ... Joining surface 3, 30 ... Plasma polymerization film 31 ... Surface 100 ... Plasma polymerization apparatus 101 ... Chamber 102 ... Grounding wire 103 ... Supply port 104 …… Exhaust port 130 …… First electrode 139 …… Electrostatic chuck 170 …… Pump 171 …… Pressure control mechanism 180 …… Power supply circuit 182 …… High frequency power supply 183 …… Matching box 184 …… Wiring 190 …… Gas supply unit 191 ... Liquid storage unit 192 ... Vaporizer 193 ... Gas cylinder 194 ... Pipe 195 ... Diffusion plate 10 ... Inkjet recording head 11 ... Nozzle plate 111 ... Nozzle hole 114 ... Coating 12 ... ... Ink chamber substrate 121 ... Ink chamber 122 ... Side wall 123 ... Reservoir chamber 124 ... Supply port 13 ... Diaphragm 131 …… Communication hole 14 …… Piezoelectric element 140 …… Second electrode 141 …… Upper electrode 142 …… Lower electrode 143 …… Piezoelectric layer 16 …… Substrate 161 …… Concavity 162 …… Step 17 …… Head body 9. Inkjet printer 92 ... Main body 921 ... Tray 922 ... Paper discharge port 93 ... Head unit 931 ... Ink cartridge 932 ... Carriage 94 ... Printing device 941 ... Carriage motor 942 ... Reciprocating mechanism 943 …… Carriage guide shaft 944 …… Timing belt 95 …… Feeding device 951 …… Feeding motor 952 …… Feeding roller 952a …… Driving roller 952b …… Driving roller 96 …… Control unit 97 …… Operation panel P ……Recording sheet

Claims (20)

基材上にそれぞれプラズマ重合膜を備えた第1の被着体および第2の被着体を用意する第1の工程と、
前記第1の被着体および前記第2の被着体の各プラズマ重合膜の表面にそれぞれエネルギーを付与して、該各プラズマ重合膜の表面を活性化させる第2の工程と、
該活性化させた各プラズマ重合膜の表面同士を密着させるように、前記第1の被着体と前記第2の被着体とを貼り合わせ、接合体を得る第3の工程とを有することを特徴とする接合方法。
A first step of preparing a first adherend and a second adherend each having a plasma polymerized film on a substrate;
A second step of activating the surface of each plasma polymerized film by applying energy to the surface of each plasma polymerized film of the first adherend and the second adherend,
A third step of bonding the first adherend and the second adherend to obtain a joined body so that the surfaces of the activated plasma polymerization films are brought into close contact with each other; The joining method characterized by this.
前記各プラズマ重合膜は、それぞれポリオルガノシロキサンを主材料として構成されている請求項1に記載の接合方法。   The bonding method according to claim 1, wherein each of the plasma polymerized films is composed of polyorganosiloxane as a main material. 前記ポリオルガノシロキサンは、オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とするものである請求項2に記載の接合方法。   The joining method according to claim 2, wherein the polyorganosiloxane is mainly composed of a polymer of octamethyltrisiloxane. 前記各プラズマ重合膜の平均厚さは、それぞれ10〜10000nmである請求項1ないし3のいずれかに記載の接合方法。   The joining method according to any one of claims 1 to 3, wherein an average thickness of each plasma polymerization film is 10 to 10,000 nm. 前記第2の工程において、前記各プラズマ重合膜の表面に、それぞれエネルギー線を照射する請求項1ないし4のいずれかに記載の接合方法。   5. The bonding method according to claim 1, wherein, in the second step, the surface of each plasma polymerization film is irradiated with energy rays. 前記エネルギー線は、波長150〜300nmの紫外光である請求項5に記載の接合方法。   The bonding method according to claim 5, wherein the energy beam is ultraviolet light having a wavelength of 150 to 300 nm. 前記第2の工程は、大気雰囲気中で行われる請求項1ないし6のいずれかに記載の接合方法。   The joining method according to claim 1, wherein the second step is performed in an air atmosphere. 前記第3の工程の後、前記接合体に熱処理を施す工程を有する請求項1ないし7のいずれかに記載の接合方法。   The joining method according to claim 1, further comprising a step of performing a heat treatment on the joined body after the third step. 前記熱処理の温度は、25〜100℃である請求項8に記載の接合方法。   The bonding method according to claim 8, wherein a temperature of the heat treatment is 25 to 100 ° C. 前記第3の工程の後、前記接合体を加圧する工程を有する請求項1ないし9のいずれかに記載の接合方法。   The joining method according to claim 1, further comprising a step of pressurizing the joined body after the third step. 前記接合体を加圧する際の圧力は、1〜10MPaである請求項10に記載の接合方法。   The bonding method according to claim 10, wherein a pressure when the bonded body is pressurized is 1 to 10 MPa. 前記第2の工程の終了後、60分以内に、前記第3の工程を開始する請求項1ないし11のいずれかに記載の接合方法。   The joining method according to any one of claims 1 to 11, wherein the third step is started within 60 minutes after the end of the second step. 前記第1の被着体および前記第2の被着体は、それぞれ、あらかじめ前記各基材上にプラズマによる下地処理を施した後、該下地処理を施した領域に前記プラズマ重合膜を形成してなるものである請求項1ないし12のいずれかに記載の接合方法。   Each of the first adherend and the second adherend is preliminarily subjected to a base treatment with plasma on each of the substrates, and then the plasma polymerized film is formed in the region subjected to the base treatment. The joining method according to any one of claims 1 to 12, wherein the joining method is as follows. 前記2つの基材は、それぞれ剛性が異なっている請求項1ないし13のいずれかに記載の接合方法。   The joining method according to claim 1, wherein the two base materials have different rigidity. 2つの基材が、請求項1ないし14のいずれかに記載の接合方法により接合されていることを特徴とする接合体。   Two bonded substrates are bonded by the bonding method according to any one of claims 1 to 14. 2つの基材と、
プラズマ重合膜とを有し、
前記2つの基材が、前記プラズマ重合膜を介して接合されていることを特徴とする接合体。
Two substrates,
A plasma polymerized film,
The joined body, wherein the two base materials are joined via the plasma polymerized film.
前記プラズマ重合膜は、前記2つの基材の表面にそれぞれあらかじめ形成されたプラズマ重合膜同士を、接合してなるものである請求項16に記載の接合体。   The joined body according to claim 16, wherein the plasma polymerized film is formed by joining plasma polymerized films formed in advance on the surfaces of the two base materials. 前記2つの基材間の接合強度は5MPa以上である請求項15ないし17のいずれかに記載の接合体。   The joined body according to any one of claims 15 to 17, wherein a joining strength between the two base materials is 5 MPa or more. 請求項15ないし18のいずれかに記載の接合体を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。   A droplet discharge head comprising the joined body according to claim 15. 請求項19に記載の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする液滴吐出装置。   A droplet discharge apparatus comprising the droplet discharge head according to claim 19.
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