JP2012250517A - Liquid droplet discharge head, method for manufacturing the same and liquid droplet discharge device - Google Patents

Liquid droplet discharge head, method for manufacturing the same and liquid droplet discharge device Download PDF

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泰秀 松尾
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid droplet discharge head that achieves both vibration property on a vibration plate and resistance to organic solvent, and to provide a method for efficiently manufacturing the same, and a liquid droplet discharge device with the same.SOLUTION: An ink jet recording head 1 includes a substrate 20, a nozzle plate 10, a vibration plate composed of a vibration film 30 and a support plate 40, and a piezoelectric element 50. The substrate 20 and the nozzle plate 10, the substrate 20 and the vibration film 30, and the vibration film 30 and the support plate 40 are bonded to each other through resin layers 15, 25, 35, respectively. The resin layers are composed of a polyolefin-based resin covering both surfaces of the vibration film 30. The polyolefin-based resin contains polyethylene in the molecule structure thereof, and also, preferably contains unsaturated carboxylic acid and the derivative thereof.

Description

本発明は、液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法および液滴吐出装置に関するものである。   The present invention relates to a droplet discharge head, a method for manufacturing a droplet discharge head, and a droplet discharge apparatus.

例えば、インクジェットプリンターのような液滴吐出装置には、液滴を吐出するための液滴吐出ヘッドが備えられている。このような液滴吐出ヘッドとしては、例えば、インクを液滴として吐出するノズルに連通し、インクを収容するインク室(キャビティー)と、このインク室の壁面を変形させる駆動用の圧電素子とを備えるものが知られている。
このような液滴吐出ヘッドにあっては、駆動用の圧電素子を伸縮させることにより、インク室の一部(振動板)を変位させる。これにより、インク室の容積を変化させて、ノズルからインク液滴が吐出される。
For example, a droplet discharge device such as an ink jet printer is provided with a droplet discharge head for discharging droplets. As such a droplet discharge head, for example, an ink chamber (cavity) that communicates with a nozzle that discharges ink as droplets and stores ink, and a piezoelectric element for driving that deforms the wall surface of the ink chamber, What is provided with is known.
In such a droplet discharge head, a part of the ink chamber (vibrating plate) is displaced by expanding and contracting the driving piezoelectric element. Thereby, the volume of the ink chamber is changed and ink droplets are ejected from the nozzles.

ところで、この液滴吐出ヘッドは、ノズルが形成されたノズルプレートと、インク室が形成された基板と、インク室の容積を変化させる振動板と、歪みにより振動板を振動させる圧電素子とを有しており、これらを接合することによって組み立てられている。
また、振動板は、圧電素子の歪みにより振動する振動フィルムと、圧電素子の歪みを振動フィルムに伝播する支持板とを有しており、これら同士を互いに接合することによって組み立てられている(例えば、特許文献1等参照。)。
このような各種部材の組み立て(接着)に、ビスフェノール系、ノボラック系のようなエポキシ系接着剤や、ウレタン系接着剤等の各種接着剤が用いられる。
By the way, this droplet discharge head has a nozzle plate on which nozzles are formed, a substrate on which ink chambers are formed, a vibration plate that changes the volume of the ink chambers, and a piezoelectric element that vibrates the vibration plate due to strain. They are assembled by joining them together.
Further, the diaphragm has a vibration film that vibrates due to distortion of the piezoelectric element and a support plate that propagates the distortion of the piezoelectric element to the vibration film, and is assembled by joining them together (for example, , See Patent Document 1).
For the assembly (adhesion) of such various members, epoxy adhesives such as bisphenol or novolac, and various adhesives such as urethane adhesives are used.

ここで、例えば、インク室と振動板との接合や、インク室とノズルプレートとの接合では、接着剤がインク室に貯留されるインクと長時間接することとなるため、インクに含まれる溶剤に対する耐性(耐溶剤性)を有していることが求められる。したがって、ウレタン系接着剤は、一般的に耐溶剤性が低く、溶剤の接触により容易に膨潤する性質を有するものであるため、このような部材同士の接合には適しない。   Here, for example, in the bonding between the ink chamber and the vibration plate or the bonding between the ink chamber and the nozzle plate, the adhesive is in contact with the ink stored in the ink chamber for a long time. It is required to have resistance (solvent resistance). Therefore, a urethane-based adhesive generally has low solvent resistance and has a property of being easily swollen by contact with a solvent, and thus is not suitable for joining such members.

また、例えば、振動フィルムと支持板との接合では、圧電素子の歪みを振動フィルムに伝播する必要性があるため、柔軟性に優れることが求められる。ところが、ビスフェノール系、ノボラック系のようなエポキシ系接着剤は、一般的に剛性の高い接着剤であるため、このような部材同士の接合には適しない。
以上のことから、振動特性に優れた振動板を有するとともに、溶剤に対する優れた耐性を有する液滴吐出ヘッドが求められている。
In addition, for example, in joining the vibration film and the support plate, it is necessary to propagate the distortion of the piezoelectric element to the vibration film, so that excellent flexibility is required. However, epoxy adhesives such as bisphenol and novolak are generally highly rigid adhesives and are not suitable for joining such members.
In view of the above, there is a demand for a droplet discharge head that has a diaphragm with excellent vibration characteristics and has excellent resistance to solvents.

特開平4−21448号公報JP-A-4-21448

本発明の目的は、振動板における振動特性と有機溶剤に対する耐性とを高度に両立する液滴吐出ヘッド、かかる液滴吐出ヘッドを効率よく製造可能な液滴吐出ヘッドの製造方法、および前記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。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid droplet ejection head that is highly compatible with vibration characteristics in a diaphragm and resistance to an organic solvent, a method for producing a liquid droplet ejection head capable of efficiently producing such a liquid droplet ejection head, and the liquid droplets. It is an object of the present invention to provide a droplet discharge device provided with a discharge head.

上記目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の液滴吐出ヘッドは、吐出液を貯留する吐出液貯留室が形成された基板と、
前記吐出液貯留室を覆うように前記基板の一方の面に設けられ、前記吐出液を液滴として吐出するノズル孔を備えるノズルプレートと、
前記吐出液貯留室を覆うように前記基板の他方の面に設けられた振動板と、を有し、
前記振動板は、振動フィルム、前記振動フィルムの両面を覆うポリオレフィン系樹脂で構成された樹脂層、および前記振動フィルムの前記基板とは反対の面に設けられた支持板、を備えており、
前記基板と前記振動フィルム、および、前記振動フィルムと前記支持板は、前記樹脂層を介して接着されていることを特徴とする。
これにより、振動板における振動特性と有機溶剤に対する耐性とを高度に両立する液滴吐出ヘッドが得られる。
The above object is achieved by the present invention described below.
The droplet discharge head of the present invention includes a substrate on which a discharge liquid storage chamber for storing discharge liquid is formed,
A nozzle plate that is provided on one surface of the substrate so as to cover the discharge liquid storage chamber and includes nozzle holes for discharging the discharge liquid as droplets;
A diaphragm provided on the other surface of the substrate so as to cover the discharge liquid storage chamber,
The vibration plate includes a vibration film, a resin layer made of a polyolefin resin covering both surfaces of the vibration film, and a support plate provided on a surface opposite to the substrate of the vibration film,
The substrate and the vibration film, and the vibration film and the support plate are bonded via the resin layer.
As a result, a liquid droplet ejection head that achieves both high vibration characteristics in the diaphragm and resistance to organic solvents can be obtained.

本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記ポリオレフィン系樹脂は、分子構造中にポリエチレンを含むものであることが好ましい。
これにより、振動特性に特に優れるとともに、有機溶剤に対する特に優れた耐溶剤性を有する液滴吐出ヘッドが得られる。
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記ポリオレフィン系樹脂は、分子構造中にさらに、不飽和カルボン酸またはその誘導体を含むものであることが好ましい。
これにより、樹脂層は、接着に供される部材の材質によらず、より優れた接着性を発現するものとなる。
In the liquid droplet ejection head of the present invention, it is preferable that the polyolefin-based resin includes polyethylene in a molecular structure.
As a result, a droplet discharge head having particularly excellent vibration characteristics and particularly excellent solvent resistance against an organic solvent can be obtained.
In the droplet discharge head of the present invention, it is preferable that the polyolefin-based resin further contains an unsaturated carboxylic acid or a derivative thereof in the molecular structure.
Thereby, a resin layer expresses more excellent adhesiveness irrespective of the material of the member used for adhesion.

本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記不飽和カルボン酸は、マレイン酸であることが好ましい。
マレイン酸は、ポリオレフィンと相溶性が高く、かつ、接着性の増強作用が特に高いので、ポリオレフィン系樹脂で構成された樹脂層における添加剤として有用である。
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記振動フィルムの一方の面を覆うポリオレフィン系樹脂と、他方の面を覆うポリオレフィン系樹脂は、同じ組成のものであることが好ましい。
これにより、振動板の振動特性がより優れたものとなり、液滴吐出ヘッドの吐出特性の向上が図られる。
In the droplet discharge head of the present invention, the unsaturated carboxylic acid is preferably maleic acid.
Maleic acid is highly compatible with polyolefin and has a particularly high adhesion enhancing action, and thus is useful as an additive in a resin layer composed of a polyolefin resin.
In the droplet discharge head of the present invention, it is preferable that the polyolefin resin covering one surface of the vibration film and the polyolefin resin covering the other surface have the same composition.
As a result, the vibration characteristics of the diaphragm are improved, and the discharge characteristics of the droplet discharge head can be improved.

本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記樹脂層の平均厚さは、0.5μm以上25μm以下であることが好ましい。
これにより、液滴吐出ヘッドの寸法精度を低下させることなく、十分な接着性を確保することができる。その結果、印字精度が高く、かつ耐溶剤性の高い液滴吐出ヘッドが得られる。
In the droplet discharge head of the present invention, the average thickness of the resin layer is preferably 0.5 μm or more and 25 μm or less.
Thereby, sufficient adhesiveness can be ensured without reducing the dimensional accuracy of the droplet discharge head. As a result, a droplet discharge head with high printing accuracy and high solvent resistance can be obtained.

本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記樹脂層は、融着により接着するものであることが好ましい。
これにより、硬化反応の時間を必要としないことから、短時間で接着を完了することができ、液滴吐出ヘッドの製造効率を高めることができる。
本発明の液滴吐出ヘッドでは、前記振動板に接するように設けられ、歪みにより前記振動板を振動させる振動手段をさらに有することが好ましい。
これにより、吐出液貯留室の容積を確実に変化させることができ、正確な印字を可能にする。
In the liquid droplet ejection head according to the aspect of the invention, it is preferable that the resin layer is bonded by fusion bonding.
Thereby, since the time for the curing reaction is not required, the adhesion can be completed in a short time, and the manufacturing efficiency of the droplet discharge head can be improved.
In the liquid droplet ejection head according to the aspect of the invention, it is preferable that the liquid droplet ejection head further includes a vibration unit that is provided in contact with the vibration plate and vibrates the vibration plate by strain.
Thereby, the volume of the discharge liquid storage chamber can be changed reliably, and accurate printing is enabled.

本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、吐出液を貯留する吐出液貯留室が形成された基板と、
前記吐出液貯留室を覆うように前記基板の一方の面に設けられ、前記吐出液を液滴として吐出するノズル孔を備えるノズルプレートと、
前記吐出液貯留室を覆うように前記基板の他方の面に設けられ、振動フィルム、前記振動フィルムの両面を覆うポリオレフィン系樹脂で構成された樹脂層、および前記振動フィルムの前記基板とは反対の面に設けられた支持板と、を備える振動板と、を有する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記振動フィルムの両面を覆うようにポリオレフィン系樹脂で構成された樹脂層を成膜する工程と、
前記振動フィルムと前記支持板とを前記樹脂層の融着により接着し、前記振動板を得る工程と、
前記振動板と前記基板とを前記樹脂層を介して積層し、接着する工程と、
前記基板に対して前記ノズルプレートを接着する工程と、を有することを特徴とする。
これにより、振動特性に優れた振動板を有するとともに、有機溶剤に対する優れた耐性を有する液滴吐出ヘッドを、効率よく製造することができる。
The method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention includes a substrate on which a discharge liquid storage chamber for storing discharge liquid is formed,
A nozzle plate that is provided on one surface of the substrate so as to cover the discharge liquid storage chamber and includes nozzle holes for discharging the discharge liquid as droplets;
It is provided on the other surface of the substrate so as to cover the discharge liquid storage chamber, and is opposite to the vibration film, a resin layer composed of a polyolefin resin covering both surfaces of the vibration film, and the substrate of the vibration film. A support plate provided on a surface, and a vibration plate comprising: a droplet discharge head manufacturing method comprising:
Forming a resin layer composed of a polyolefin-based resin so as to cover both surfaces of the vibration film;
Bonding the vibration film and the support plate by fusing the resin layer to obtain the vibration plate;
Laminating and adhering the diaphragm and the substrate through the resin layer;
Adhering the nozzle plate to the substrate.
As a result, it is possible to efficiently produce a liquid droplet ejection head having a diaphragm having excellent vibration characteristics and having excellent resistance to an organic solvent.

本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法では、前記樹脂層の成膜は、前記樹脂層の原料を含む液体を前記振動フィルムの両面に塗布した後、乾燥させることにより行われることが好ましい。
これにより、樹脂層を効率よく安価に成膜することができるので、液滴吐出ヘッドの製造効率の向上や低コスト化が図られる。
In the method for manufacturing a droplet discharge head of the present invention, the resin layer is preferably formed by applying a liquid containing the resin layer raw material on both surfaces of the vibration film and then drying the liquid.
Thereby, since the resin layer can be formed efficiently and inexpensively, the manufacturing efficiency of the droplet discharge head can be improved and the cost can be reduced.

本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法では、前記振動フィルムに前記支持板の原料となる板状原料を前記樹脂層の融着により接着した後、前記板状原料の不要部分を除去するパターニング加工を施すことにより前記支持板を形成し、前記振動板を得ることが好ましい。
これにより、振動板に形成されるパターンの位置精度が高くなり、ひいては振動板の振動特性を高めることができる。
本発明の液滴吐出装置は、本発明の液滴吐出ヘッドを有することを特徴とする。
これにより、印字精度が高く、かつ耐久性に優れた液滴吐出装置が得られる。
In the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, a patterning process for removing unnecessary portions of the plate-shaped raw material after bonding a plate-shaped raw material serving as a raw material for the support plate to the vibration film by fusing the resin layer. It is preferable that the support plate is formed by applying the step to obtain the diaphragm.
As a result, the positional accuracy of the pattern formed on the diaphragm is increased, and as a result, the vibration characteristics of the diaphragm can be enhanced.
The liquid droplet ejection apparatus of the present invention has the liquid droplet ejection head of the present invention.
As a result, a droplet discharge device having high printing accuracy and excellent durability can be obtained.

本発明の液滴吐出ヘッドをインクジェット式記録ヘッドに適用した実施形態を示す縦断面図である。1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment in which a droplet discharge head of the present invention is applied to an ink jet recording head. 図1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ー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. インクジェット式記録ヘッドの製造方法を説明するための図(縦断面図)である。It is a figure (longitudinal sectional drawing) for demonstrating the manufacturing method of an inkjet recording head. インクジェット式記録ヘッドの製造方法を説明するための図(縦断面図)である。It is a figure (longitudinal sectional drawing) for demonstrating the manufacturing method of an inkjet recording head. インクジェット式記録ヘッドの製造方法を説明するための図(縦断面図)である。It is a figure (longitudinal sectional drawing) for demonstrating the manufacturing method of an inkjet recording head. 樹脂層と被接着部材との接着状態の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the adhesion state of a resin layer and a to-be-adhered member.

以下、本発明の液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法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。
<インクジェット式記録ヘッド>
まず、本発明の液滴吐出ヘッドについて説明する。なお、以下では、本発明の液滴吐出ヘッドをインクジェット式記録ヘッドに適用した場合を一例に説明する。
Hereinafter, a droplet discharge head, a method of manufacturing a droplet discharge head, and a droplet discharge apparatus according to the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
<Inkjet recording head>
First, the droplet discharge head of the present invention will be described. Hereinafter, a case where the droplet discharge head of the present invention is applied to an ink jet recording head will be described as an example.

図1は、本発明の液滴吐出ヘッドをインクジェット式記録ヘッドに適用した実施形態を示す縦断面図、図2は、図1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ーの実施形態を示す概略図である。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に示すインクジェット式記録ヘッド1(以下、単に「ヘッド1」と言うこともある。)は、図2に示すようなインクジェットプリンター(本発明の液滴吐出装置)9に搭載されている。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment in which the droplet discharge head of the present invention is applied to an ink jet recording head. FIG. 2 is a schematic view showing an embodiment of an ink jet printer including the ink jet recording head shown in FIG. It is. In the following description, the upper side in FIG. 1 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
An ink jet recording head 1 shown in FIG. 1 (hereinafter sometimes simply referred to as “head 1”) is mounted on an ink jet printer (droplet discharge device of the present invention) 9 as shown in FIG.

図2に示すインクジェットプリンター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。
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。
The ink jet printer 9 shown in FIG. 2 includes an apparatus main body 92, a tray 921 in which the recording paper P is placed 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.
The operation panel 97 is composed of, for example, a liquid crystal display, an organic EL display, an LED lamp, and the like. And.

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。
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。
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.
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ー941と、キャリッジモーター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11を備えるヘッド1と、ヘッド1にインクを供給するインクカートリッジ931と、ヘッド1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。
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 a head 1 having a large number of nozzle holes 11, an ink cartridge 931 that supplies ink to the head 1, and a carriage 932 on which the head 1 and the ink cartridge 931 are mounted at the lower part thereof.

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。
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。
Ink cartridge 931 is filled with four color inks of yellow, cyan, magenta, and black (black), thereby enabling full color printing.
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.

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。
キャリッジモーター941の作動により、プーリー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1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 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 through the 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 1 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ー951と、給紙モーター951の作動により回転する給紙ローラー952とを有している。
給紙ローラー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ー952aと駆動ローラー952bとで構成され、駆動ローラー952bは給紙モーター951に連結されている。これにより、給紙ローラー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 feeding path (recording paper P) of the 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ーやディジタルカメラ等のホストコンピューター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ー、印刷装置94(キャリッジモーター941)を駆動する駆動回路、給紙装置95(給紙モーター951)を駆動する駆動回路、および、ホストコンピューター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。
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 drive circuit that drives the printing device 94 (carriage motor 941), and a paper feeding device 95 (paper feeding motor 951). Drive circuit, a communication circuit for obtaining print data from a host computer, and a CPU that is electrically connected to these and performs various controls in each unit.

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ー等が、それぞれ電気的に接続されている。
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ーに格納する。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ー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。
In addition, for example, various sensors that can detect the remaining amount of ink in the ink cartridge 931, the position of the head unit 93, and the like are electrically connected to the CPU.
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 printing device 94 and the paper feeding device 95 are operated by this drive signal. As a result, printing is performed on the recording paper P.

以下、ヘッド1について、図1を参照しつつ詳述する。
図1に示すように、ヘッド1は、ノズルプレート10と、ノズルプレート10上に設けられた吐出液貯留室形成基板(基板)20と、吐出液貯留室形成基板20上に設けられた振動フィルム30と、振動フィルム30上に設けられた支持板40と、支持板40上に設けられた圧電素子(振動手段)50およびケースヘッド60とを有している。なお、本実施形態では、このヘッド1は、ピエゾジェット式ヘッドを構成する。
Hereinafter, the head 1 will be described in detail with reference to FIG.
As shown in FIG. 1, the head 1 includes a nozzle plate 10, a discharge liquid storage chamber forming substrate (substrate) 20 provided on the nozzle plate 10, and a vibration film provided on the discharge liquid storage chamber forming substrate 20. 30, a support plate 40 provided on the vibration film 30, and a piezoelectric element (vibration means) 50 and a case head 60 provided on the support plate 40. In the present embodiment, the head 1 constitutes a piezo jet head.

吐出液貯留室形成基板20(以下、省略して「基板20」と言う。)には、インクを貯留する複数の吐出液貯留室(圧力室)21が形成され、さらに、各吐出液貯留室21に連通し、各吐出液貯留室21にインクを供給する共通の吐出液供給室22が形成されている。
図1に示すように、各吐出液貯留室21および吐出液供給室22は、それぞれ、平面視においてほぼ長方形状をなし、各吐出液貯留室21の幅(短辺)は、吐出液供給室22の幅(短辺)より細幅となっている。
また、各吐出液貯留室21は、吐出液供給室22に対して、ほぼ垂直をなすように配置されており、各吐出液貯留室21および吐出液供給室22は、平面視において全体で櫛状をなしている。
A plurality of discharge liquid storage chambers (pressure chambers) 21 for storing ink are formed on the discharge liquid storage chamber forming substrate 20 (hereinafter referred to as “substrate 20” for short). A common discharge liquid supply chamber 22 that supplies ink to each discharge liquid storage chamber 21 is formed.
As shown in FIG. 1, each of the discharge liquid storage chambers 21 and the discharge liquid supply chambers 22 has a substantially rectangular shape in plan view, and the width (short side) of each of the discharge liquid storage chambers 21 is the discharge liquid supply chamber. It is narrower than the width (short side) of 22.
Further, each discharge liquid storage chamber 21 is arranged so as to be substantially perpendicular to the discharge liquid supply chamber 22, and each discharge liquid storage chamber 21 and the discharge liquid supply chamber 22 are comb-like in plan view. It has a shape.

基板20を構成する材料としては、特に限定されないが、例えば、単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコンのようなシリコン材料、ステンレス鋼のような金属材料、石英ガラスのようなガラス材料、アルミナのようなセラミックス材料、グラファイトのような炭素材料、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、アクリロニトリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、シリコーン樹脂のような樹脂材料等が挙げられ、これらのうち1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
また、上記のような材料に、酸化処理(酸化膜形成)、めっき処理、不働態化処理、窒化処理等の各処理を施した材料でもよい。
The material constituting the substrate 20 is not particularly limited. For example, silicon materials such as single crystal silicon, polycrystalline silicon, and amorphous silicon, metal materials such as stainless steel, glass materials such as quartz glass, alumina Ceramic materials such as graphite, carbon materials such as graphite, polyolefins, polyvinyl chloride, acrylonitrile-styrene copolymers (AS resins), resin materials such as silicone resins, etc., one or more of these Can be used in combination.
Moreover, the material which gave each process, such as an oxidation process (oxide film formation), a plating process, a passivation process, a nitriding process, to the above materials may be used.

これらの中でも、基板20の構成材料は、シリコン材料またはステンレス鋼であるのが好ましい。このような材料は、耐薬品性に優れることから、長時間にわたってインクに曝されたとしても、基板20が変質・劣化するのを確実に防止することができる。また、これらの材料は、加工性に優れるため、寸法精度の高い基板20が得られる。このため、吐出液貯留室21や吐出液供給室22の容積の精度が高くなり、高品位の印字が可能なヘッド1が得られる。   Among these, the constituent material of the substrate 20 is preferably a silicon material or stainless steel. Since such a material is excellent in chemical resistance, even if it is exposed to ink for a long time, the substrate 20 can be reliably prevented from being deteriorated or deteriorated. Moreover, since these materials are excellent in workability, the substrate 20 with high dimensional accuracy can be obtained. For this reason, the accuracy of the volume of the discharge liquid storage chamber 21 and the discharge liquid supply chamber 22 is increased, and the head 1 capable of high-quality printing is obtained.

また、吐出液供給室22は、後述するケースヘッド60に設けられた吐出液供給路61と連通して複数の吐出液貯留室21にインクを供給する共通のインク室として機能するリザーバー70の一部を構成する。
基板20の下面(振動フィルム30と反対側の面)には、樹脂層15を介して、吐出液貯留室21および吐出液供給室22を覆うようにノズルプレート10が接着されている。
Further, the discharge liquid supply chamber 22 communicates with a discharge liquid supply path 61 provided in a case head 60 described later, and is a part of a reservoir 70 that functions as a common ink chamber that supplies ink to the plurality of discharge liquid storage chambers 21. Parts.
The nozzle plate 10 is bonded to the lower surface of the substrate 20 (the surface opposite to the vibration film 30) so as to cover the discharge liquid storage chamber 21 and the discharge liquid supply chamber 22 via the resin layer 15.

ノズルプレート10には、各吐出液貯留室21に対応するように、それぞれノズル孔11が形成(穿設)されている。このノズル孔11から、吐出液貯留室21に貯留されたインク(吐出液)を押し出すことにより、インクが液滴として吐出されることとなる。
また、ノズルプレート10は、各吐出液貯留室21や吐出液供給室22の内壁面の下面を構成している。すなわち、ノズルプレート10、基板20および振動フィルム30により、各吐出液貯留室21や吐出液供給室22が画成されている。
Nozzle holes 11 are formed (perforated) in the nozzle plate 10 so as to correspond to the respective discharge liquid storage chambers 21. By extruding the ink (discharge liquid) stored in the discharge liquid storage chamber 21 from the nozzle hole 11, the ink is discharged as droplets.
Further, the nozzle plate 10 constitutes the lower surface of the inner wall surface of each discharge liquid storage chamber 21 and the discharge liquid supply chamber 22. That is, each of the discharge liquid storage chambers 21 and the discharge liquid supply chamber 22 is defined by the nozzle plate 10, the substrate 20, and the vibration film 30.

このようなノズルプレート10を構成する材料としては、例えば、前述したようなシリコン材料、金属材料、ガラス材料、セラミックス材料、炭素材料、樹脂材料、またはこれらの各材料の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。
これらの中でも、ノズルプレート10の構成材料は、シリコン材料またはステンレス鋼であるのが好ましい。このような材料は、耐薬品性に優れることから、長時間にわたってインクに曝されたとしても、ノズルプレート10が変質・劣化するのを確実に防止することができる。また、これらの材料は、加工性に優れるため、寸法精度の高いノズルプレート10が得られる。このため、信頼性の高いヘッド1が得られる。
Examples of the material constituting the nozzle plate 10 include silicon materials, metal materials, glass materials, ceramic materials, carbon materials, resin materials, or one or more of these materials as described above. The composite material etc. which were combined are mentioned.
Among these, it is preferable that the constituent material of the nozzle plate 10 is a silicon material or stainless steel. Since such a material is excellent in chemical resistance, it is possible to reliably prevent the nozzle plate 10 from being altered or deteriorated even when exposed to ink for a long time. Moreover, since these materials are excellent in workability, the nozzle plate 10 with high dimensional accuracy can be obtained. For this reason, the highly reliable head 1 is obtained.

なお、ノズルプレート10の構成材料は、300℃以下で線膨張係数が2.5×10-6/℃以上4.5×10-6/℃以下程度であるものが好ましい。
また、ノズルプレート10の厚さは、特に限定されないが、0.01mm以上1mm以下程度であるのが好ましい。
また、ノズルプレート10の下面には、必要に応じて、撥液処理を施すのが好ましい。これにより、ノズル孔から吐出されるインク滴が意図しない方向に吐出されるのを防止することができる。
The constituent material of the nozzle plate 10 is preferably a material having a linear expansion coefficient of about 2.5 × 10 −6 / ° C. to 4.5 × 10 −6 / ° C. at 300 ° C. or lower.
The thickness of the nozzle plate 10 is not particularly limited, but is preferably about 0.01 mm or more and 1 mm or less.
Moreover, it is preferable to perform a liquid repellent treatment on the lower surface of the nozzle plate 10 as necessary. Thereby, it is possible to prevent ink droplets ejected from the nozzle holes from being ejected in unintended directions.

基板20の上面(他方の面)には、樹脂層25を介して、吐出液貯留室21および吐出液供給室22を覆うように振動フィルム30が接着されている。
また、振動フィルム30は、各吐出液貯留室21や吐出液供給室22の内壁面の上面を構成している。すなわち、振動フィルム30と、基板20およびノズルプレート10により、各吐出液貯留室21や吐出液供給室22が画成されている。そして、振動フィルム30が基板20と確実に接合されていることにより、各吐出液貯留室21や吐出液供給室22の液密性を確保している。
A vibration film 30 is bonded to the upper surface (the other surface) of the substrate 20 through the resin layer 25 so as to cover the discharge liquid storage chamber 21 and the discharge liquid supply chamber 22.
The vibration film 30 constitutes the upper surface of the inner wall surface of each discharge liquid storage chamber 21 and the discharge liquid supply chamber 22. That is, each of the discharge liquid storage chambers 21 and the discharge liquid supply chamber 22 is defined by the vibration film 30, the substrate 20, and the nozzle plate 10. In addition, since the vibration film 30 is securely bonded to the substrate 20, the liquid tightness of each discharge liquid storage chamber 21 and the discharge liquid supply chamber 22 is ensured.

さらに、振動フィルム30は、弾性変形する機能を有するものである。したがって、圧電素子50で発生した歪みにより、支持板40を介して振動フィルム30を変位(振動)させることで、吐出液貯留室21の容積を変化させることができ、その結果、インクが吐出される。
振動フィルム30を構成する材料としては、例えば、前述したようなシリコン材料、金属材料、ガラス材料、セラミックス材料、炭素材料、樹脂材料、またはこれらの各材料の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。
Furthermore, the vibration film 30 has a function of elastic deformation. Therefore, the volume of the discharge liquid storage chamber 21 can be changed by displacing (vibrating) the vibration film 30 via the support plate 40 due to the distortion generated in the piezoelectric element 50. As a result, ink is discharged. The
Examples of the material constituting the vibration film 30 include a silicon material, a metal material, a glass material, a ceramic material, a carbon material, a resin material, or a combination of one or more of these materials as described above. Materials and the like.

これらの中でも、振動フィルム30の構成材料は、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、アラミド樹脂のような樹脂材料、シリコン材料またはステンレス鋼であるのが好ましい。このような材料は、耐薬品性に優れることから、長時間にわたってインクに曝されたとしても、振動フィルム30が変質・劣化するのを確実に防止することができる。このため、吐出液貯留室21内および吐出液供給室22内に、長期間にわたってインクを貯留することができる。さらに、これらは、高速で弾性変形することが可能な材料であるため、吐出液貯留室21の容積を高速に変化させることができ、その結果、インクを高精度に吐出することができる。   Among these, the constituent material of the vibration film 30 is preferably a resin material such as polyphenylene sulfide (PPS) or an aramid resin, a silicon material, or stainless steel. Since such a material is excellent in chemical resistance, even if it is exposed to ink for a long time, the vibration film 30 can be reliably prevented from being altered or deteriorated. For this reason, ink can be stored in the discharge liquid storage chamber 21 and the discharge liquid supply chamber 22 for a long period of time. Furthermore, since these are materials that can be elastically deformed at high speed, the volume of the discharge liquid storage chamber 21 can be changed at high speed, and as a result, ink can be discharged with high accuracy.

振動フィルム30の上面には、樹脂層35を介して、振動フィルム30の一部に対応するように支持板40が接着されている。
支持板40は、圧電素子50で発生した歪みを、このものを介して、振動フィルム30に伝播する機能を有するものである。これにより、圧電素子50に歪みを発生させることで、振動フィルム30に変位が生じ、その結果、各吐出液貯留室21における容積変化を確実に生じさせることができる。
A support plate 40 is bonded to the upper surface of the vibration film 30 via a resin layer 35 so as to correspond to a part of the vibration film 30.
The support plate 40 has a function of propagating the distortion generated in the piezoelectric element 50 to the vibration film 30 through this. Accordingly, by generating distortion in the piezoelectric element 50, the vibration film 30 is displaced, and as a result, a volume change in each discharge liquid storage chamber 21 can be surely generated.

支持板40を構成する材料としては、例えば、前述したようなシリコン材料、金属材料、ガラス材料、セラミックス材料、炭素材料、樹脂材料、またはこれらの各材料の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。
これらの中でも、支持板40の構成材料は、シリコン材料またはステンレス鋼(SUS)であるのが好ましい。このような材料は、優れた強度を有するものである。そのため、圧電素子50で発生した歪みが、より確実に、振動フィルム30に伝播されることから、インクがより高精度に吐出されることとなる。
Examples of the material constituting the support plate 40 include a silicon material, a metal material, a glass material, a ceramic material, a carbon material, a resin material, or a combination of one or more of these materials as described above. Materials and the like.
Among these, it is preferable that the constituent material of the support plate 40 is a silicon material or stainless steel (SUS). Such a material has excellent strength. For this reason, the distortion generated in the piezoelectric element 50 is more reliably transmitted to the vibration film 30, so that the ink is ejected with higher accuracy.

なお、本実施形態では、上述した振動フィルム30と支持板40とが樹脂層35を介して接合された積層体により、吐出液貯留室21および吐出液供給室22を覆う振動板(封止板)が構成される。
支持板40の上面の一部(図1では、支持板40の上面の中央部付近)に、圧電素子(振動手段)50が接着されている。
In the present embodiment, the vibration plate (sealing plate) that covers the discharge liquid storage chamber 21 and the discharge liquid supply chamber 22 by the laminate in which the vibration film 30 and the support plate 40 are bonded via the resin layer 35 described above. ) Is configured.
A piezoelectric element (vibrating means) 50 is bonded to a part of the upper surface of the support plate 40 (in FIG. 1, near the center of the upper surface of the support plate 40).

圧電素子50は、圧電材料で構成された圧電体層51と、この圧電体層51に電圧を印加する電極膜52との積層体で構成されている。このような圧電素子50では、電極膜52を介して圧電体層51に電圧を印加することにより、圧電体層51に電圧に応じた歪みが発生する(逆圧電効果)。この歪みが支持板40を介して振動フィルム30に撓み(振動)をもたらし、吐出液貯留室21の容積を変化させる。かかる構成の圧電素子50が支持板40と確実に接合されていることにより、圧電素子50に発生した歪みを、支持板40を介して振動フィルム30の変位へと確実に変換することができ、その結果、各吐出液貯留室21が確実に容積変化することとなる。   The piezoelectric element 50 is constituted by a laminate of a piezoelectric layer 51 made of a piezoelectric material and an electrode film 52 that applies a voltage to the piezoelectric layer 51. In such a piezoelectric element 50, when a voltage is applied to the piezoelectric layer 51 through the electrode film 52, a distortion corresponding to the voltage is generated in the piezoelectric layer 51 (reverse piezoelectric effect). This distortion causes the vibration film 30 to bend (vibrate) via the support plate 40 and change the volume of the discharge liquid storage chamber 21. Since the piezoelectric element 50 having such a structure is reliably bonded to the support plate 40, the distortion generated in the piezoelectric element 50 can be reliably converted into the displacement of the vibration film 30 via the support plate 40. As a result, the volume of each discharge liquid storage chamber 21 is reliably changed.

また、圧電体層51と電極膜52との積層方向は、特に限定されず、支持板40に対して平行な方向であっても、直交する方向であってもよい。なお、圧電体層51と電極膜52との積層方向が、図1に示すように、支持板40に対して直交する方向である場合、このように配置された圧電素子50を特にMLP(Multi Layer Piezo)と言う。圧電素子50がMLPであれば、支持板40の変位量を大きくとることができるので、インクの吐出量の調整幅が大きいという利点がある。   The lamination direction of the piezoelectric layer 51 and the electrode film 52 is not particularly limited, and may be a direction parallel to the support plate 40 or a direction orthogonal thereto. In addition, when the stacking direction of the piezoelectric layer 51 and the electrode film 52 is a direction orthogonal to the support plate 40 as shown in FIG. Say Layer Piezo). If the piezoelectric element 50 is MLP, the displacement amount of the support plate 40 can be increased, which has the advantage that the adjustment range of the ink ejection amount is large.

圧電素子50のうち、支持板40に隣接する(接触する)面は、圧電素子50の配置方法によって異なるが、圧電体層が露出した面、電極膜が露出した面、または圧電体層と電極膜の双方が露出した面のいずれかである。
圧電素子50のうち、圧電体層51を構成する材料としては、例えば、チタン酸バリウム、ジルコン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、酸化亜鉛、窒化アルミニウム、タンタル酸リチウム、ニオブ酸リチウム、水晶等が挙げられる。
The surface of the piezoelectric element 50 adjacent to (in contact with) the support plate 40 differs depending on the arrangement method of the piezoelectric element 50, but the surface on which the piezoelectric layer is exposed, the surface on which the electrode film is exposed, or the piezoelectric layer and the electrode Either side of the membrane is exposed.
As a material constituting the piezoelectric layer 51 in the piezoelectric element 50, for example, barium titanate, lead zirconate, lead zirconate titanate, zinc oxide, aluminum nitride, lithium tantalate, lithium niobate, crystal, and the like are available. Can be mentioned.

一方、電極膜52を構成する材料としては、例えば、Fe、Ni、Co、Zn、Pt、Au、Ag、Cu、Pd、Al、W、Ti、Mo、またはこれらを含む合金等の各種金属材料が挙げられる。
ここで、前述した支持板40は、圧電素子50に対応する位置を取り囲むように平面視で環状に形成された凹部53を有している。すなわち、支持板40は、振動フィルム30上の一部に設けられており、圧電素子50に対応する位置では、支持板40の一部が、この環状の凹部53を隔てて島状に孤立している。このような島状をなす部分に圧電素子50を接合する構成とすることで、圧電素子50で発生した歪みをより確実に、振動フィルム30に伝播することができるため、振動フィルム30における撓みがより確実に生じることとなる。
On the other hand, as a material constituting the electrode film 52, for example, various metal materials such as Fe, Ni, Co, Zn, Pt, Au, Ag, Cu, Pd, Al, W, Ti, Mo, or an alloy containing them. Is mentioned.
Here, the support plate 40 described above has a recess 53 formed in an annular shape in plan view so as to surround a position corresponding to the piezoelectric element 50. That is, the support plate 40 is provided on a part of the vibration film 30, and at a position corresponding to the piezoelectric element 50, a part of the support plate 40 is isolated in an island shape with the annular recess 53 interposed therebetween. ing. By adopting a configuration in which the piezoelectric element 50 is joined to such an island-shaped portion, distortion generated in the piezoelectric element 50 can be more reliably propagated to the vibration film 30, so that the bending in the vibration film 30 is prevented. It will occur more reliably.

また、圧電素子50の電極膜52は、図示しない駆動ICと電気的に接続されている。これにより、駆動素子50の動作を駆動ICによって制御することができる。
また、支持板40の上面の一部(図1では、凹部53を隔てて、島状をなす部分を取り囲む部分)には、ケースヘッド60が接合されている。このように、ケースヘッド60と支持板40とが接合されることで、ノズルプレート10、基板20、振動フィルム30および支持板40の積層体で構成された、いわゆるキャビティー部分を補強し、キャビティー部分のよじれや反り等を確実に抑制することができる。
The electrode film 52 of the piezoelectric element 50 is electrically connected to a drive IC (not shown). Thereby, the operation of the drive element 50 can be controlled by the drive IC.
Further, the case head 60 is joined to a part of the upper surface of the support plate 40 (in FIG. 1, a portion surrounding the island-shaped portion with the recess 53 therebetween). In this way, the case head 60 and the support plate 40 are joined to reinforce a so-called cavity portion composed of a laminate of the nozzle plate 10, the substrate 20, the vibration film 30 and the support plate 40. The tee portion can be reliably prevented from being twisted or warped.

ケースヘッド60を構成する材料としては、例えば、前述したようなシリコン材料、金属材料、ガラス材料、セラミックス材料、炭素材料、樹脂材料、またはこれらの各材料の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。
これらの中でも、ケースヘッド60の構成材料は、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ザイロンのような変性ポリフェニレンエーテル樹脂(「ザイロン」は登録商標)またはステンレス鋼であるのが好ましい。これらの材料は、十分な剛性を備えていることから、ヘッド1を支持するケースヘッド60の構成材料として好適である。
Examples of the material constituting the case head 60 include a silicon material, a metal material, a glass material, a ceramic material, a carbon material, a resin material, or a combination of one or more of these materials as described above. Materials and the like.
Among these, the constituent material of the case head 60 is preferably polyphenylene sulfide (PPS), a modified polyphenylene ether resin such as Zylon (“Zylon” is a registered trademark), or stainless steel. Since these materials have sufficient rigidity, they are suitable as constituent materials for the case head 60 that supports the head 1.

また、振動フィルム30、樹脂層35および支持板40は、吐出液供給室22に対応する位置に貫通孔23を有する。この貫通孔23により、ケースヘッド60に設けられた吐出液供給路61と吐出液供給室22とが連通している。なお、吐出液供給路61と吐出液供給室22とにより、複数の吐出液貯留室21にインクを供給する共通のインク室として機能するリザーバー70の一部を構成する。   Further, the vibration film 30, the resin layer 35, and the support plate 40 have a through hole 23 at a position corresponding to the discharge liquid supply chamber 22. Through the through hole 23, the discharge liquid supply path 61 provided in the case head 60 and the discharge liquid supply chamber 22 communicate with each other. The discharge liquid supply path 61 and the discharge liquid supply chamber 22 constitute a part of a reservoir 70 that functions as a common ink chamber that supplies ink to the plurality of discharge liquid storage chambers 21.

このようなヘッド1では、図示しない外部吐出液供給手段からインクを取り込み、リザーバー70からノズル孔11に至るまで内部をインクで満たした後、駆動ICからの記録信号により、各吐出液貯留室21に対応するそれぞれの圧電素子50を動作させる。これにより、圧電素子50の逆圧電効果によって支持板40を介して振動フィルム30に撓み(振動)が生じる。その結果、例えば、各吐出液貯留室21内の容積が収縮すると、各吐出液貯留室21内の圧力が瞬間的に高まり、ノズル孔11からインクが液滴として押し出される(吐出される)。   In such a head 1, after taking ink from an external discharge liquid supply means (not shown) and filling the interior from the reservoir 70 to the nozzle hole 11 with the ink, each discharge liquid storage chamber 21 is received by a recording signal from the drive IC. Each piezoelectric element 50 corresponding to is operated. Accordingly, the vibration film 30 is bent (vibrated) via the support plate 40 due to the reverse piezoelectric effect of the piezoelectric element 50. As a result, for example, when the volume in each discharge liquid storage chamber 21 contracts, the pressure in each discharge liquid storage chamber 21 increases instantaneously, and ink is pushed out (discharged) from the nozzle hole 11 as a droplet.

このようにして、ヘッド1において、印刷したい位置の圧電素子50に、駆動ICを介して電圧を印加すること、すなわち、吐出信号を順次入力することにより、任意の文字が図形等を印刷することができる。
なお、ヘッド1は、前述したような構成のものに限らず、例えば、振動手段としての圧電素子50に代えて、静電アクチュエータを備えるものであってもよい。
In this way, in the head 1, a voltage is applied to the piezoelectric element 50 at a position to be printed via the driving IC, that is, an arbitrary character is printed as a figure or the like by sequentially inputting ejection signals. Can do.
The head 1 is not limited to the configuration described above, and may include, for example, an electrostatic actuator instead of the piezoelectric element 50 serving as a vibration unit.

ただし、本実施形態のように、振動手段が圧電素子で構成されていることにより、振動フィルム30に発生する撓みの程度を容易に制御することができる。これにより、インク滴の大きさを容易に制御することができる。
ここで、上述した各樹脂層15、25、35のうち、少なくとも樹脂層25、35は、それぞれポリオレフィン系樹脂で構成されたものである。
However, as in the present embodiment, since the vibration means is configured by a piezoelectric element, the degree of bending that occurs in the vibration film 30 can be easily controlled. As a result, the size of the ink droplet can be easily controlled.
Here, among the resin layers 15, 25, and 35 described above, at least the resin layers 25 and 35 are each made of a polyolefin resin.

ポリオレフィン系樹脂は、極性が低く化学的に安定であるため、基本的には接着性に乏しい。このため、液密性の高い部位、例えばインクジェット式記録ヘッドのように有機溶剤との接触が避けられない部位の接着には、これまで不適であると考えられてきた。したがって、従来のインクジェット式記録ヘッドでは、エポキシ樹脂やウレタン樹脂のような熱硬化性樹脂で構成された接着剤が主に用いられていた。   Polyolefin resins are low in polarity and chemically stable, and therefore basically have poor adhesion. For this reason, it has hitherto been considered unsuitable for bonding a highly liquid-tight portion, for example, a portion where contact with an organic solvent cannot be avoided, such as an ink jet recording head. Therefore, in the conventional ink jet recording head, an adhesive composed of a thermosetting resin such as an epoxy resin or a urethane resin has been mainly used.

ところが、これらの接着剤の中には耐溶剤性が低いものがあり、長期間インクに接触した場合に接着性が低下する場合があった。また、これらの接着剤は、硬化後の柔軟性に乏しいため、振動板の振動特性に悪影響を及ぼしていた。
そこで、本発明者は、上記の諸問題を同時に解決可能なヘッド1の構造として、各樹脂層25、35がポリオレフィン系樹脂で構成されており、かつ、樹脂層25は振動フィルム30の下面を覆うよう設けられ、樹脂層35は振動フィルム30の上面を覆うように設けられているという構造を見出し、本発明を完成するに至った。
However, some of these adhesives have low solvent resistance, and there are cases where the adhesiveness is lowered when they are in contact with ink for a long time. In addition, these adhesives have poor flexibility after curing, and thus have an adverse effect on the vibration characteristics of the diaphragm.
Therefore, the present inventor, as a structure of the head 1 that can simultaneously solve the above problems, each resin layer 25, 35 is made of polyolefin resin, and the resin layer 25 covers the lower surface of the vibration film 30. The present inventors have found a structure in which the resin layer 35 is provided so as to cover the resin film 35 so as to cover the upper surface of the vibration film 30, and the present invention has been completed.

このような本発明によれば、振動フィルム30の上面と下面がそれぞれポリオレフィン系樹脂で覆われることとなる。前述したようにポリオレフィン系樹脂は、極性が低く化学的に安定であるため、このような樹脂によって振動フィルム30の両面が覆われることになると、振動フィルム30はインクとの接触から隔離されることとなる。その結果、振動フィルム30がインクに含まれる溶剤に侵されたり、あるいは膨潤したりして、振動フィルム30の振動特性が変化してしまうことが防止される。   According to the present invention as described above, the upper surface and the lower surface of the vibration film 30 are each covered with the polyolefin-based resin. As described above, since the polyolefin resin has low polarity and is chemically stable, when both surfaces of the vibration film 30 are covered with such a resin, the vibration film 30 is isolated from contact with ink. It becomes. As a result, it is possible to prevent the vibration characteristics of the vibration film 30 from changing due to the vibration film 30 being attacked or swollen by the solvent contained in the ink.

また、ポリオレフィン系樹脂は、一般に柔軟性が高いため、振動フィルム30の上面および下面を覆ったとしても振動フィルム30の振動特性に悪影響を及ぼし難い。このため、振動フィルム30およびこれを含む振動板は、圧電素子50によって十分な振幅で振動し、液滴吐出の性能を高めることができる。また、比較的小さな駆動波形であっても十分な振幅が得られるので、振動板は多様な振動パターンを実現することができ、ヘッド1は多様な印字を行うことのできるものとなる。   In addition, since the polyolefin-based resin is generally high in flexibility, even if the upper and lower surfaces of the vibration film 30 are covered, the vibration characteristics of the vibration film 30 are hardly adversely affected. For this reason, the vibration film 30 and the vibration plate including the vibration film 30 can vibrate with sufficient amplitude by the piezoelectric element 50, and the droplet discharge performance can be improved. In addition, since a sufficient amplitude can be obtained even with a relatively small driving waveform, the diaphragm can realize various vibration patterns, and the head 1 can perform various printing.

また、各樹脂層25、35は、融着により接着性を発現しているのが好ましい。融着は、樹脂の硬化ではなく、溶融、再固化を経て接着性を発現するため、硬化反応の時間を必要としない。このため、各樹脂層25、35において部材同士を融着することにより、極めて短時間で接着を完了することができ、製造効率の観点から好ましい。なお、従来のヘッドに用いられていた接着剤は、硬化時には長時間の硬化時間を確保する必要があり、容易な製造が困難であったが、本発明によれば、このような課題をも解決することができる。
以上のような理由から、ヘッド1は、従来のヘッドにおける諸問題を同時にかつ高度に解決することができる。
Moreover, it is preferable that each resin layer 25 and 35 is expressing adhesiveness by melt | fusion. Since the fusion does not cure the resin but develops adhesiveness through melting and re-solidification, it does not require time for the curing reaction. For this reason, adhesion can be completed in a very short time by fusing the members in the resin layers 25 and 35, which is preferable from the viewpoint of manufacturing efficiency. Note that the adhesive used in the conventional head needs to secure a long curing time at the time of curing and is difficult to manufacture easily. Can be solved.
For the reasons described above, the head 1 can simultaneously and highly solve various problems in the conventional head.

なお、本発明は、少なくとも樹脂層25、35において上記事項を有していればよいが、本実施形態では樹脂層15も上記事項を有しているものとして説明する。
各樹脂層15、25、35を構成するポリオレフィン系樹脂は、分子構造中にポリオレフィンを含む樹脂であればいかなるものでもよい。前記ポリオレフィンの具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1−ブテン、ポリイソブチレン、ポリメチルペンテンのような単独重合体の他、プロピレンとエチレンおよび1−ブテンの一方または双方とのランダム共重合体またはブロック共重合体、エチレンとプロピレンとジエン成分とを含むエチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体、シクロペンタジエンとエチレンおよびプロピレンの一方または双方との共重合体、エチレンまたはプロピレンとビニル化合物とのランダム共重合体またはブロック共重合体等が挙げられる。
In the present embodiment, it is sufficient that at least the resin layers 25 and 35 have the above-described matters, but in the present embodiment, the resin layer 15 will be described as having the above-mentioned matters.
The polyolefin resin constituting each of the resin layers 15, 25, and 35 may be any resin as long as it contains a polyolefin in its molecular structure. Specific examples of the polyolefin include a random copolymer of propylene and one or both of ethylene and 1-butene in addition to a homopolymer such as polyethylene, polypropylene, poly-1-butene, polyisobutylene and polymethylpentene. Or a block copolymer, an ethylene-propylene-diene terpolymer containing ethylene, propylene and a diene component, a copolymer of cyclopentadiene and one or both of ethylene and propylene, ethylene or propylene and a vinyl compound A random copolymer, a block copolymer, etc. are mentioned.

これらの中でも、ポリエチレンが好ましく用いられる。ポリエチレンを含む樹脂は、柔軟性が特に高い(ヤング率が特に低い)一方、耐溶剤性が比較的高く、融着による接着性も高い。このため、このような樹脂で構成された各樹脂層15、25、35は、振動板の振動特性が特に高く(振動への追従性が高い等)、振動フィルム30に対して優れた耐溶剤性を付与し、かつ、容易に接着可能なものとなる。   Among these, polyethylene is preferably used. A resin containing polyethylene has particularly high flexibility (particularly low Young's modulus), has relatively high solvent resistance, and high adhesion by fusion. For this reason, each of the resin layers 15, 25, and 35 made of such a resin has particularly high vibration characteristics (such as high followability to vibration) of the diaphragm, and excellent solvent resistance with respect to the vibration film 30. It is possible to impart properties and easily bond.

また、このようなポリオレフィン系樹脂は、分子構造中にさらに、ポリオレフィンを被接着部材に対して強固に結合させるための任意の構造(官能基含有構造)を含んでいてもよい。かかる構造としては、例えば、不飽和カルボン酸またはその誘導体、グリシジル基含有不飽和化合物、ビニル基含有化合物等が挙げられるが、このうち不飽和カルボン酸またはその誘導体を含むものが好ましく用いられる。かかるポリオレフィン系樹脂は、接着に供される部材の材質によらず、より優れた接着性を発現する。   Such a polyolefin resin may further include an arbitrary structure (functional group-containing structure) for firmly bonding the polyolefin to the adherend in the molecular structure. Examples of such structures include unsaturated carboxylic acids or derivatives thereof, glycidyl group-containing unsaturated compounds, vinyl group-containing compounds, etc. Among them, those containing unsaturated carboxylic acids or derivatives thereof are preferably used. Such a polyolefin-based resin exhibits better adhesiveness regardless of the material of the member used for adhesion.

不飽和カルボン酸またはその誘導体は、被接着部材に対して水素結合を生じるため、ポリオレフィン系樹脂の接着性をより高めることができる。
不飽和カルボン酸としては、例えば、マレイン酸、無水マレイン酸、フマ−ル酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、アクリル酸等が挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いられる。また、不飽和カルボン酸の誘導体としては、上記不飽和カルボン酸の金属塩、アミド、イミド、エステル等が挙げられる。
これらの中でも、マレイン酸が好ましく用いられる。マレイン酸は、ポリオレフィンと相溶性が高く、かつ、接着性の増強作用が特に優れている。このため、マレイン酸を含むポリオレフィン系樹脂は、前述した諸問題を同時に解決し得る各樹脂層15、25、35の構成材料として特に有用である。
Unsaturated carboxylic acid or a derivative thereof generates a hydrogen bond to a member to be bonded, so that the adhesion of the polyolefin resin can be further improved.
Examples of the unsaturated carboxylic acid include maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, citraconic acid, citraconic anhydride, itaconic acid, itaconic anhydride, crotonic acid, isocrotonic acid, acrylic acid, and the like. One of them or two or more of them are used in combination. Moreover, as a derivative | guide_body of unsaturated carboxylic acid, the metal salt, amide, imide, ester, etc. of the said unsaturated carboxylic acid are mentioned.
Among these, maleic acid is preferably used. Maleic acid is highly compatible with polyolefin and has particularly excellent adhesion enhancing action. For this reason, the polyolefin resin containing maleic acid is particularly useful as a constituent material of the resin layers 15, 25, and 35 that can simultaneously solve the above-described problems.

なお、不飽和カルボン酸またはその誘導体は、前述したポリオレフィンと共重合体を形成する。この共重合体は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体、ポリオレフィンを主鎖とするグラフト共重合体等の各種共重合体のいずれであってもよいが、好ましくは不飽和カルボン酸またはその誘導体中の不飽和結合がポリオレフィンの主鎖の一部を構成するように付加重合してなる共重合体とされる。このような共重合体は、水素結合を生じる官能基がポリオレフィンの主鎖に対して強固に結合した構造を有するものとなるため、ポリオレフィン系樹脂は、被接着部材に対して特に優れた接着性を示すものとなる。   In addition, unsaturated carboxylic acid or its derivative forms a copolymer with the polyolefin mentioned above. This copolymer may be any of various copolymers such as random copolymers, block copolymers, alternating copolymers, and graft copolymers having a polyolefin as the main chain, but preferably unsaturated. The copolymer is formed by addition polymerization so that the unsaturated bond in the carboxylic acid or derivative thereof constitutes a part of the main chain of the polyolefin. Since such a copolymer has a structure in which a functional group that generates a hydrogen bond is firmly bonded to the main chain of the polyolefin, the polyolefin resin is particularly excellent in adhesion to an adherend. Will be shown.

図6は、各樹脂層15、25、35と被接着部材との接着状態の一例を示す模式図である。なお、図6は、ポリエチレンの主鎖に対してマレイン酸の不飽和結合が付加重合してなる共重合体が、被接着部材に対して接着している状態を示すものである。
被接着部材の表面には、一般に水酸基が露出している場合が多い。また、露出していない場合でも、一般的な下地処理により水酸基が導入される。この水酸基とマレイン酸由来の水酸基との間に水素結合が生じることにより、各樹脂層15、25、35と被接着部材との間には、強固な接着力が生じる。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a bonding state between each resin layer 15, 25, 35 and the member to be bonded. FIG. 6 shows a state in which a copolymer formed by addition polymerization of an unsaturated bond of maleic acid to a polyethylene main chain is adhered to an adherend.
In general, hydroxyl groups are often exposed on the surface of the adherend. Moreover, even when it is not exposed, a hydroxyl group is introduced by a general ground treatment. When a hydrogen bond is generated between the hydroxyl group and a hydroxyl group derived from maleic acid, a strong adhesive force is generated between each of the resin layers 15, 25, and 35 and the member to be bonded.

上述した共重合体の具体例としては、マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性ポリエチレン、マレイン酸変性ポリプロピレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン等が挙げられる。
上述した任意の構造の含有率は、特に限定されないが、ポリオレフィン100質量部に対して0.001質量部以上20質量部以下であるのが好ましく、0.01質量部以上15質量部以下であるのがより好ましく、0.05質量部以上10質量部以下であるのがさらに好ましい。前記構造の含有率が前記範囲内であれば、ポリオレフィンが本来有している物性を損なうことなく、ポリオレフィン系樹脂に対してより強固な接着性が付与される。
Specific examples of the copolymer include maleic acid-modified polyethylene, maleic anhydride-modified polyethylene, maleic acid-modified polypropylene, maleic anhydride-modified polypropylene, and the like.
Although the content rate of the arbitrary structure mentioned above is not specifically limited, It is preferable that it is 0.001 mass part or more and 20 mass parts or less with respect to 100 mass parts of polyolefin, and is 0.01 mass part or more and 15 mass parts or less. Is more preferably 0.05 parts by mass or more and 10 parts by mass or less. If the content of the structure is within the above range, stronger adhesiveness can be imparted to the polyolefin-based resin without impairing the physical properties inherent in the polyolefin.

また、ポリオレフィン系樹脂の重量平均分子量は、特に限定されないが、好ましくは1万以上10万以下、より好ましくは2万以上8万以下とされる。なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し、標準ポリスチレンで換算して求めることができる。
各樹脂層15、25、35の平均厚さは、それぞれ、0.5μm以上25μm以下であるのが好ましく、2μm以上10μm以下であるのがより好ましい。各樹脂層15、25、35の平均厚さを前記範囲内にすることにより、ヘッド1の寸法精度を低下させることなく、十分な接着性を確保することができる。その結果、印字精度が高く、かつ耐溶剤性の高いヘッド1が得られる。
The weight average molecular weight of the polyolefin resin is not particularly limited, but is preferably 10,000 or more and 100,000 or less, more preferably 20,000 or more and 80,000 or less. In addition, a weight average molecular weight can be calculated | required by measuring with gel permeation chromatography (GPC) and converting with standard polystyrene.
The average thickness of each resin layer 15, 25, 35 is preferably 0.5 μm or more and 25 μm or less, and more preferably 2 μm or more and 10 μm or less. By setting the average thickness of each resin layer 15, 25, 35 within the above range, sufficient adhesion can be ensured without reducing the dimensional accuracy of the head 1. As a result, the head 1 with high printing accuracy and high solvent resistance can be obtained.

なお、振動フィルム30の下面に設けられた樹脂層25を構成するポリオレフィン系樹脂と上面に設けられた樹脂層35を構成するポリオレフィン系樹脂は、互いに異なる組成のものであってもよいが、互いに同じ組成であるのが好ましい。これにより、振動板の振動特性がより優れたものとなり、ヘッド1の吐出特性の向上が図られる。また、振動板の構造が簡素化され、製造が容易になるので、ヘッド1の製造効率の観点から有効である。   The polyolefin resin constituting the resin layer 25 provided on the lower surface of the vibration film 30 and the polyolefin resin constituting the resin layer 35 provided on the upper surface may have different compositions from each other, The same composition is preferred. Thereby, the vibration characteristics of the diaphragm are further improved, and the ejection characteristics of the head 1 are improved. Further, since the structure of the diaphragm is simplified and the manufacture becomes easy, it is effective from the viewpoint of the manufacturing efficiency of the head 1.

また、基板20の下面に設けられた樹脂層15を構成するポリオレフィン系樹脂も、上記2つの樹脂層25、35を構成するポリオレフィン系樹脂と互いに同じ組成であるのが好ましい。これにより、ヘッド1の構造が簡素化され、製造が容易になるので、ヘッド1の製造効率の観点から有用である。
また、各樹脂層15、25、35は、上述したポリオレフィン等の必須成分以外に、例えば酸化防止剤、紫外線吸収剤、架橋剤、滑剤、可塑剤、帯電防止剤、乳化剤等の成分またはその反応生成物等を含んでいてもよい。
In addition, the polyolefin resin constituting the resin layer 15 provided on the lower surface of the substrate 20 preferably has the same composition as the polyolefin resin constituting the two resin layers 25 and 35. This simplifies the structure of the head 1 and facilitates manufacturing, which is useful from the viewpoint of manufacturing efficiency of the head 1.
In addition to the essential components such as polyolefin described above, each resin layer 15, 25, 35 is a component such as an antioxidant, an ultraviolet absorber, a crosslinking agent, a lubricant, a plasticizer, an antistatic agent, an emulsifier, or a reaction thereof. It may contain products and the like.

なお、樹脂層15は、その他の接着剤で構成されたものであってもよい。その他の接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、ウレタン系接着剤等が挙げられる。
また、圧電素子50やケースヘッド60の接着においても、上述したポリオレフィン系樹脂で構成された接着剤を用いることもでき、その他の接着剤を用いることもできる。
The resin layer 15 may be composed of other adhesives. Examples of other adhesives include epoxy adhesives, silicone adhesives, urethane adhesives, and the like.
Further, in bonding the piezoelectric element 50 and the case head 60, an adhesive made of the above-described polyolefin resin can be used, and other adhesives can also be used.

<インクジェット式記録ヘッドの製造方法>
次に、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法について説明する。なお、以下では、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法をインクジェット式記録ヘッドの製造方法に適用した場合を一例に説明する。
図3ないし図5は、インクジェット式記録ヘッドの製造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3ないし図5中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
本実施形態にかかるヘッド1の製造方法は、[1]振動フィルム30の両面に樹脂層を成膜する工程と、[2]振動フィルム30と支持板40とを接着し、振動板を得る工程と、[3]振動板と基板20とを接着する工程と、[4]基板20に対してノズルプレート10を接着する工程と、を有する。
<Method for producing ink jet recording head>
Next, a method for manufacturing the droplet discharge head of the present invention will be described. Hereinafter, a case where the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention is applied to a method for manufacturing an ink jet recording head will be described as an example.
3 to 5 are views (longitudinal sectional views) for explaining a method of manufacturing the ink jet recording head. In the following description, the upper side in FIGS. 3 to 5 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
The method for manufacturing the head 1 according to the present embodiment includes: [1] a step of forming a resin layer on both surfaces of the vibration film 30; and [2] a step of bonding the vibration film 30 and the support plate 40 to obtain a vibration plate. And [3] a step of bonding the diaphragm and the substrate 20 and [4] a step of bonding the nozzle plate 10 to the substrate 20.

以下、各工程について順次説明する。
[1]まず、振動フィルム30の下面に樹脂層25を成膜するとともに、上面に樹脂層35を成膜する。
樹脂層25、35は、その原料を含む薄膜を積層する方法、その原料を含む液体(液体原料)を塗布した後、乾燥させる方法等により成膜される。
Hereinafter, each process will be described sequentially.
[1] First, the resin layer 25 is formed on the lower surface of the vibration film 30 and the resin layer 35 is formed on the upper surface.
The resin layers 25 and 35 are formed by a method of laminating a thin film containing the raw material, a method of applying a liquid containing the raw material (liquid raw material), and then drying.

このうち、後者の方法が好ましく用いられる。後者の方法によれば、樹脂層25、35を効率よく安価に成膜することができるので、ヘッド1の製造効率の向上や低コスト化に寄与する。
液体原料としては、樹脂層25、35の原料の水性分散媒または水溶液が用いられる。このような液体原料は、例えば、原料と、必要に応じて添加される前述したような成分と水性媒体とを撹拌することにより調製される。撹拌の方法や撹拌の条件等は特に限定されないが、加熱下で撹拌するのが好ましい。
Of these, the latter method is preferably used. According to the latter method, the resin layers 25 and 35 can be formed efficiently and inexpensively, which contributes to an improvement in manufacturing efficiency and cost reduction of the head 1.
As the liquid raw material, an aqueous dispersion medium or an aqueous solution of the raw material for the resin layers 25 and 35 is used. Such a liquid raw material is prepared, for example, by stirring the raw material, the above-described components added as necessary, and an aqueous medium. The stirring method, stirring conditions, and the like are not particularly limited, but stirring under heating is preferable.

また、液体原料における固形分濃度は、5質量%以上50質量%以下であるのが好ましく、10質量%以上40質量%以下であるのがより好ましい。
また、水性媒体としては、例えば、水、アルコール類等が挙げられる。
振動フィルム30の上面および下面に対する液体原料の塗布は、いかなる方法で行われてもよく、その方法としては、例えば、スクリーン印刷、グラビア印刷、マイクログラビア、ディップコート印刷、バーコーターコーティング、ロールコーターコーティング、リップコーターコーティング、スプレーコーターコーティング等の各種方法が挙げられる。
Further, the solid content concentration in the liquid raw material is preferably 5% by mass or more and 50% by mass or less, and more preferably 10% by mass or more and 40% by mass or less.
Examples of the aqueous medium include water and alcohols.
The liquid raw material may be applied to the upper and lower surfaces of the vibration film 30 by any method. Examples of the method include screen printing, gravure printing, microgravure, dip coat printing, bar coater coating, and roll coater coating. And various methods such as lip coater coating and spray coater coating.

また、振動フィルム30の塗布面には、必要に応じて表面処理を施すようにしてもよい。表面処理としては、例えば、コロナ放電処理、プラズマ放電処理、紫外線照射処理、オゾン処理、超音波洗浄等が挙げられる。
また、液体原料の塗布後、乾燥を行う。乾燥温度は、40℃以上200℃以下であるのが好ましく、50℃以上170℃以下であるのがより好ましい。また、乾燥時間は、10秒以上600秒以下であるのが好ましく、20秒以上180秒以下であるのがより好ましい。
In addition, the application surface of the vibration film 30 may be subjected to a surface treatment as necessary. Examples of the surface treatment include corona discharge treatment, plasma discharge treatment, ultraviolet irradiation treatment, ozone treatment, and ultrasonic cleaning.
In addition, drying is performed after the liquid material is applied. The drying temperature is preferably 40 ° C. or higher and 200 ° C. or lower, and more preferably 50 ° C. or higher and 170 ° C. or lower. Further, the drying time is preferably 10 seconds or more and 600 seconds or less, and more preferably 20 seconds or more and 180 seconds or less.

[2]次に、振動フィルム30と支持板40とを積層し、振動板を得る。
この支持板40は、圧電素子50の形状に合わせてパターニングされる場合、あらかじめパターニングされたものを積層するようにしてもよく、パターニングされていないものを積層した後、パターニングするようにしてもよい。後者の場合、位置合わせをしつつ貼り合わせる作業が不要になるため、パターンの位置精度が高くなり、ひいては振動板の振動特性が高くなるという点で有用である。一方、前者の場合、貼り合わせ作業の難易度は高いものの、パターニングにおいて樹脂層を汚染しないという点で有用である。ここでは、後者の場合について説明する。
[2] Next, the vibration film 30 and the support plate 40 are laminated to obtain a vibration plate.
When the support plate 40 is patterned in accordance with the shape of the piezoelectric element 50, a previously patterned one may be laminated, or a non-patterned one may be laminated and then patterned. . In the latter case, it is not necessary to perform the bonding operation while aligning, so that the positional accuracy of the pattern is improved, and this is useful in that the vibration characteristics of the diaphragm are improved. On the other hand, the former case is useful in that it does not contaminate the resin layer during patterning although the difficulty of the bonding operation is high. Here, the latter case will be described.

まず、振動フィルム30の上面に成膜した樹脂層35上に支持板形成用基板41を積層する。支持板形成用基板41は、振動フィルム30の上面を覆う形状のものである。
次いで、樹脂層35を介して振動フィルム30と支持板形成用基板41とを積層し、得られた積層体を厚さ方向に加圧する。これにより、樹脂層35を介して振動フィルム30と支持板形成用基板41とが接着される。
First, the support plate forming substrate 41 is laminated on the resin layer 35 formed on the upper surface of the vibration film 30. The support plate forming substrate 41 has a shape that covers the upper surface of the vibration film 30.
Next, the vibration film 30 and the support plate forming substrate 41 are laminated via the resin layer 35, and the obtained laminate is pressed in the thickness direction. Thereby, the vibration film 30 and the support plate forming substrate 41 are bonded via the resin layer 35.

加圧時の圧力は、特に限定されず、被接着部材の材質等に応じて適宜設定されるものの、0.01MPa以上10MPa以下であるのが好ましく、0.05MPa以上5MPa以下であるのがより好ましい。これにより、各樹脂層15、25、35において必要かつ十分な接着力が得られる。
また、加圧処理は必要に応じて加熱下で行われる。その際の加熱温度は、80℃以上300℃以下であるのが好ましく、100℃以上250℃以下であるのがより好ましい。これにより、ポリオレフィン系樹脂が溶融し、その後の再固化により被接着部材が強固に接着される。また、ポリオレフィン系樹脂が極性基を有している場合、水素結合による接着が増強される。その結果、振動特性に優れた振動板が得られる。
The pressure at the time of pressurization is not particularly limited and is appropriately set according to the material of the adherend member, but is preferably 0.01 MPa or more and 10 MPa or less, more preferably 0.05 MPa or more and 5 MPa or less. preferable. Thereby, necessary and sufficient adhesive force is obtained in each resin layer 15, 25, 35.
Further, the pressure treatment is performed under heating as necessary. The heating temperature at that time is preferably 80 ° C. or higher and 300 ° C. or lower, and more preferably 100 ° C. or higher and 250 ° C. or lower. Thereby, the polyolefin-based resin is melted, and the adherend member is firmly bonded by the subsequent re-solidification. In addition, when the polyolefin resin has a polar group, adhesion by hydrogen bonding is enhanced. As a result, a diaphragm having excellent vibration characteristics can be obtained.

また、加圧時間は、0.1秒以上20秒以下であるのが好ましく、0.5秒以上10秒以下であるのがより好ましい。これにより、被接着部材を変質させることなく、効率よく強固な接着を行うことができる。
その後、支持板形成用基板41に対して不要部分を除去するパターニング加工を施し、支持板40を形成する。これにより振動板が得られる。
The pressurization time is preferably 0.1 second or more and 20 seconds or less, more preferably 0.5 second or more and 10 seconds or less. Thereby, it is possible to efficiently and firmly bond without altering the member to be bonded.
Thereafter, the support plate forming substrate 41 is subjected to patterning to remove unnecessary portions, thereby forming the support plate 40. Thereby, a diaphragm is obtained.

このパターニング加工は、ドライエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウエットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの1種または2種以上を組み合わせた方法が用いられる。
なお、樹脂層25、振動フィルム30、樹脂層35および支持板形成用基板41の4層を積層したものは、あらかじめ大量に製造、保管しておくことができるので、製造効率の観点から有用である。その場合、長尺の帯状をなす振動フィルム用の母材を使用することで、ロール状に巻き取って保管することができるので、保管効率や、その後の工程における搬送容易性の観点から有用である。
また、支持板40の接着面には、あらかじめ前述したような表面処理を施しておくのが好ましい。これにより、水素結合の結合力がより大きくなる。
For this patterning process, a method using one or a combination of two or more of physical etching methods such as dry etching, reactive ion etching, beam etching, and light-assisted etching, and chemical etching methods such as wet etching is used. It is done.
In addition, since what laminated | stacked 4 layers, the resin layer 25, the vibration film 30, the resin layer 35, and the support plate formation board | substrate 41 can be manufactured and stored in large quantities beforehand, it is useful from a viewpoint of manufacturing efficiency. is there. In that case, by using a base material for a vibration film having a long band shape, it can be wound and stored in a roll shape, which is useful from the viewpoint of storage efficiency and ease of conveyance in the subsequent process. is there.
Moreover, it is preferable that the adhesive surface of the support plate 40 is subjected to the surface treatment as described above. Thereby, the bond strength of the hydrogen bond is further increased.

[3]次に、振動板と基板20とを接着する。
[3−1]基板20は、図3(b)に示すような平板状の母材20’を用意し、これに加工を施して、図3(c)に示すような各吐出液貯留室21および吐出液供給室22を形成することにより得られる。
吐出液貯留室21および吐出液供給室22の形成は、ドライエッチング、リアクティブイオンエッチング、ビームエッチング、光アシストエッチング等の物理的エッチング法、ウエットエッチング等の化学的エッチング法等のうちの1種または2種以上を組み合わせて用いて行うことができる。
[3] Next, the diaphragm and the substrate 20 are bonded.
[3-1] As the substrate 20, a flat base material 20 'as shown in FIG. 3B is prepared, and processed to give each discharge liquid storage chamber as shown in FIG. 3C. 21 and the discharge liquid supply chamber 22 are formed.
The formation of the discharge liquid storage chamber 21 and the discharge liquid supply chamber 22 is one of physical etching methods such as dry etching, reactive ion etching, beam etching, and light-assisted etching, and chemical etching methods such as wet etching. Or it can carry out using combining 2 or more types.

次いで、樹脂層25を介して振動板と基板20とを積層し、得られた積層体を厚さ方向に加圧する。これにより、図3(d)に示すように、樹脂層25を介して振動板(振動フィルム30)と基板20とが接着される。
加圧条件等は、上記工程と同様である。
また、本実施形態では、振動フィルム30と支持板40とを接着して振動板を得た後、得られた振動板と基板20とを接着するようにしたが、振動フィルム30と支持板40との接着と振動フィルム30と基板20との接着を同時に行うようにしてもよい。これにより、製造効率のさらなる向上が図られる。
Next, the diaphragm and the substrate 20 are laminated via the resin layer 25, and the obtained laminate is pressed in the thickness direction. As a result, as shown in FIG. 3D, the diaphragm (vibrating film 30) and the substrate 20 are bonded via the resin layer 25.
The pressurizing conditions and the like are the same as in the above process.
In the present embodiment, the vibration film 30 and the support plate 40 are bonded to obtain the vibration plate, and then the obtained vibration plate and the substrate 20 are bonded. And the vibration film 30 and the substrate 20 may be bonded at the same time. Thereby, the further improvement of manufacturing efficiency is achieved.

一方、2箇所の接着を個別に行う場合には、振動フィルム30と支持板40とを接着する際に、樹脂層25の表面が汚染されたり他の部材と意図せず接着したりしないよう、剥離性を有する保護フィルム等で覆うようにすればよい。
なお、基板20の接着面には、あらかじめ前述したような表面処理を施しておくのが好ましい。これにより、水素結合の結合力がより大きくなる。
On the other hand, when bonding the two locations individually, when bonding the vibration film 30 and the support plate 40, the surface of the resin layer 25 is not contaminated or unintentionally bonded to other members. What is necessary is just to make it cover with the protective film etc. which have peelability.
In addition, it is preferable to perform the surface treatment as described above on the bonding surface of the substrate 20 in advance. Thereby, the bond strength of the hydrogen bond is further increased.

[3−2]続いて、図4(a)に示すように、振動フィルム30、樹脂層35および支持板40のうち、基板20の吐出液供給室22に対応する位置に、すなわち、吐出液供給室22に連通するように貫通孔23を形成する。さらに、支持板40のうち、圧電素子50が組み立てられる位置を取り囲む環状の領域に、凹部53を形成する。
貫通孔23および凹部53の形成は、前述した吐出液貯留室21および吐出液供給室22の形成で説明したのと同様の各種エッチング法を用いて行われる。
[3-2] Subsequently, as shown in FIG. 4A, a position corresponding to the discharge liquid supply chamber 22 of the substrate 20 among the vibration film 30, the resin layer 35, and the support plate 40, that is, the discharge liquid. A through hole 23 is formed so as to communicate with the supply chamber 22. Furthermore, the recessed part 53 is formed in the cyclic | annular area | region surrounding the position where the piezoelectric element 50 is assembled among the support plates 40. FIG.
The through holes 23 and the recesses 53 are formed by using various etching methods similar to those described in the above-described formation of the discharge liquid storage chamber 21 and the discharge liquid supply chamber 22.

[3−3]次に、圧電素子50を用意し、支持板40の島状をなす部分に、圧電素子50を接合することで、図4(b)に示すように、振動板と圧電素子50とを接合する。
[3−4]次に、ケースヘッド60を用意し、振動板の上面にケースヘッド60を接合することで、図5(a)に示すように、振動板とケースヘッド60とを接合する。
この際、吐出液供給室22は、振動フィルム30、樹脂層35および支持板40に形成された貫通孔23、および、ケースヘッド60に設けられた吐出液供給路61と連通し、これにより、リザーバー70が形成される。
[3-3] Next, the piezoelectric element 50 is prepared, and the piezoelectric element 50 is joined to the island-shaped portion of the support plate 40, so that the diaphragm and the piezoelectric element as shown in FIG. 50.
[3-4] Next, the case head 60 is prepared, and the case head 60 is joined to the upper surface of the diaphragm, thereby joining the diaphragm and the case head 60 as shown in FIG.
At this time, the discharge liquid supply chamber 22 communicates with the vibration film 30, the through hole 23 formed in the resin layer 35 and the support plate 40, and the discharge liquid supply path 61 provided in the case head 60. A reservoir 70 is formed.

なお、上記の説明では、予め母材20’に加工を施して各吐出液貯留室21および吐出液供給室22が形成された基板20に対して振動フィルム30、支持板40、圧電素子50およびケースヘッド60を接着する場合について説明したが、ヘッド1の製造方法はこれに限定されず、母材20’に対して振動フィルム30、支持板40、圧電素子50およびケースヘッド60を接合した後に、母材20’に加工を施し、各吐出液貯留室21および吐出液供給室22が形成して基板20を得るようにしてもよい。   In the above description, the vibration film 30, the support plate 40, the piezoelectric element 50, and the substrate 20 on which the base material 20 ′ is previously processed to form the respective discharge liquid storage chambers 21 and the discharge liquid supply chambers 22 are provided. Although the case where the case head 60 is bonded has been described, the method for manufacturing the head 1 is not limited to this, and after the vibration film 30, the support plate 40, the piezoelectric element 50, and the case head 60 are bonded to the base material 20 ′. Alternatively, the base material 20 ′ may be processed to form the discharge liquid storage chamber 21 and the discharge liquid supply chamber 22 to obtain the substrate 20.

[4]次に、ノズルプレート10を用意し、図5(b)に示すように、樹脂層15を介して基板20とノズルプレート10とを接着する。これによりヘッド1が得られる。
樹脂層15の成膜も、前述した各樹脂層25、35と同様にして行うことができる。
また、樹脂層25や樹脂層35を介した接着のみならず、樹脂層15を介した接着も同時に行うことができる。すなわち、樹脂層15、25、35の3層を介した接着を同時に行うことができる。これにより、製造効率のさらなる向上が図られる。
[4] Next, the nozzle plate 10 is prepared, and the substrate 20 and the nozzle plate 10 are bonded via the resin layer 15 as shown in FIG. Thereby, the head 1 is obtained.
The resin layer 15 can be formed in the same manner as the resin layers 25 and 35 described above.
Moreover, not only the adhesion via the resin layer 25 and the resin layer 35 but also the adhesion via the resin layer 15 can be performed simultaneously. That is, adhesion through the three resin layers 15, 25, and 35 can be performed simultaneously. Thereby, the further improvement of manufacturing efficiency is achieved.

以上、液滴吐出ヘッド、液滴吐出ヘッドの製造方法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、本発明の液滴吐出ヘッドを製造する方法では、前記実施形態の構成に限定されず、工程の順序が前後してもよい。また、任意の目的の工程が1または2以上追加されていてもよく、不要な工程が付加されていてもよい。
Although the droplet discharge head, the method for manufacturing the droplet discharge head, and the droplet discharge apparatus have been described based on the illustrated embodiments, the present invention is not limited to these.
For example, in the method of manufacturing the droplet discharge head of the present invention, the order of the steps may be changed without being limited to the configuration of the above embodiment. In addition, one or two or more processes for an arbitrary purpose may be added, and unnecessary processes may be added.

次に、本発明の具体的実施例について説明する。
1.インクジェット記録ヘッドの製造
(実施例1)
<1>まず、ポリフェニレンサルファイド(PPS)製の振動フィルムを用意し、その両面全体に、マイクログラビア方式により樹脂層の液体原料を塗布した。振動フィルムの塗布面には、あらかじめコロナ放電処理を施しておいた。液体原料には、マレイン酸変性ポリエチレンと、水性媒体(水、イソプロピルアルコール)とを含むものを用いた。
Next, specific examples of the present invention will be described.
1. Production of inkjet recording head (Example 1)
<1> First, a vibration film made of polyphenylene sulfide (PPS) was prepared, and a liquid raw material for a resin layer was applied to the entire both surfaces by a microgravure method. The application surface of the vibration film was previously subjected to corona discharge treatment. As the liquid raw material, one containing maleic acid-modified polyethylene and an aqueous medium (water, isopropyl alcohol) was used.

次いで、塗布膜を150℃で3分間加熱して乾燥させた。その結果、マレイン酸変性ポリエチレン(ポリオレフィン系樹脂)で構成された平均厚さ5μmの樹脂層が成膜された。なお、マレイン酸変性ポリエチレン中には、マレイン酸由来の部位がポリエチレン100質量部に対して0.5質量部の割合で含まれている。また、マレイン酸変性ポリエチレンの重量平均分子量は、約5万であった。さらに、使用したマレイン酸変性ポリエチレンは、マレイン酸中の不飽和結合がポリエチレンに対して付加重合し、主鎖の一部を構成するように共重合してなるものである。   Subsequently, the coating film was dried by heating at 150 ° C. for 3 minutes. As a result, a resin layer having an average thickness of 5 μm composed of maleic acid-modified polyethylene (polyolefin resin) was formed. The maleic acid-modified polyethylene contains a maleic acid-derived site at a ratio of 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of polyethylene. The weight average molecular weight of the maleic acid-modified polyethylene was about 50,000. Furthermore, the maleic acid-modified polyethylene used is obtained by copolymerization such that unsaturated bonds in maleic acid are addition-polymerized to polyethylene and constitute a part of the main chain.

<2>次に、支持板形成用基板としてステンレス鋼箔を用意した。そして、振動フィルムの一方の面に成膜された樹脂層を介してステンレス鋼箔を積層した。その後、厚さ方向に0.15MPaの圧力、200℃の温度で、2秒間加圧することにより、振動フィルムとステンレス鋼箔とを接着した。
次いで、ステンレス鋼箔にレジスト膜を形成した後、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によりレジスト膜をパターニングした。そして、パターニングしたレジスト膜をマスクとしてステンレス鋼箔にエッチング処理を施し、所定の形状にパターニングした。併せて、エッチング処理により、リザーバー用の貫通孔を形成した。その後、レジスト膜を除去して振動板を得た。
<2> Next, a stainless steel foil was prepared as a support plate forming substrate. And stainless steel foil was laminated | stacked through the resin layer formed into a film on one surface of the vibration film. Then, the vibration film and the stainless steel foil were bonded by pressurizing in the thickness direction at a pressure of 0.15 MPa and a temperature of 200 ° C. for 2 seconds.
Next, after a resist film was formed on the stainless steel foil, the resist film was patterned by a photolithography technique and an etching technique. Then, the stainless steel foil was etched using the patterned resist film as a mask, and patterned into a predetermined shape. In addition, a through hole for the reservoir was formed by etching. Thereafter, the resist film was removed to obtain a diaphragm.

<3>次に、単結晶シリコン製の母材を用意し、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により、母材を加工して各吐出液貯留室および吐出液供給室を形成した。これにより、吐出液貯留室形成基板を得た。
次いで、振動フィルムの他方の面に成膜された樹脂層を介して吐出液貯留室形成基板を積層した。そして、厚さ方向に0.15MPaの圧力、200℃の温度で、2秒間加圧することにより、振動フィルムと吐出液貯留室形成基板とを接着した。
また、圧電素子およびケースヘッドを用意し、これらについても上記樹脂層と同様の樹脂層を用いて接着した。
<3> Next, a base material made of single crystal silicon was prepared, and the base material was processed by photolithography technique and etching technique to form each discharge liquid storage chamber and discharge liquid supply chamber. Thereby, a discharge liquid storage chamber forming substrate was obtained.
Next, a discharge liquid storage chamber forming substrate was laminated via a resin layer formed on the other surface of the vibration film. And the vibration film and the discharge liquid storage chamber formation board | substrate were adhere | attached by pressurizing for 2 second at the pressure of 0.15 MPa and the temperature of 200 degreeC in the thickness direction.
In addition, a piezoelectric element and a case head were prepared, and these were also bonded using a resin layer similar to the resin layer.

<4>次に、ステンレス鋼製のノズルプレートを用意し、その一方の面に上記と同様のポリオレフィン系樹脂で構成された平均厚さ5μmの樹脂層を成膜した。そして、成膜した樹脂層を介してノズルプレートと吐出液貯留室形成基板とを積層した。その後、厚さ方向に0.15MPaの圧力、200℃の温度で、2秒間加圧することにより、吐出液貯留室形成基板とノズルプレートとを接着した。
以上のようにしてインクジェット記録ヘッドを得た。
<4> Next, a stainless steel nozzle plate was prepared, and a resin layer having an average thickness of 5 μm composed of the same polyolefin-based resin as described above was formed on one surface thereof. And the nozzle plate and the discharge liquid storage chamber formation board | substrate were laminated | stacked through the formed resin layer. Then, the discharge liquid storage chamber forming substrate and the nozzle plate were bonded by pressurizing for 2 seconds at a pressure of 0.15 MPa and a temperature of 200 ° C. in the thickness direction.
An ink jet recording head was obtained as described above.

(実施例2〜15)
使用するポリオレフィン系樹脂の組成を表1に示すように変更した以外は、それぞれ実施例1と同様にしてインクジェット記録ヘッドを得た。
(実施例16)
樹脂層としてポリエチレンのフィルム(平均厚さ5μm)を用い、これを介して積層、融着するようにした以外は、実施例1と同様にしてインクジェット記録ヘッドを得た。
(実施例17)
振動フィルムの両面で、成膜するポリオレフィン系樹脂の組成を互いに異ならせるようにした以外は、実施例1と同様にしてインクジェット記録ヘッドを得た。
(Examples 2 to 15)
An ink jet recording head was obtained in the same manner as in Example 1 except that the composition of the polyolefin resin used was changed as shown in Table 1.
(Example 16)
An ink jet recording head was obtained in the same manner as in Example 1 except that a polyethylene film (average thickness: 5 μm) was used as the resin layer, and the film was laminated and fused via the polyethylene film.
(Example 17)
An ink jet recording head was obtained in the same manner as in Example 1 except that the composition of the polyolefin resin to be formed on the both surfaces of the vibration film was different from each other.

(比較例1)
ポリオレフィン系樹脂で構成された各樹脂層に代えて、エポキシ系接着剤を用いるようにした以外は、実施例1と同様にしてインクジェット記録ヘッドを得た。
なお、接着の際には、接着剤を塗布した後、硬化前に被接着部材を貼り合わせ、その状態で1日間保持した。
(Comparative Example 1)
An ink jet recording head was obtained in the same manner as in Example 1 except that an epoxy adhesive was used instead of each resin layer composed of a polyolefin resin.
At the time of adhesion, after applying the adhesive, the adherend member was bonded before curing, and kept in that state for 1 day.

(比較例2)
ポリオレフィン系樹脂で構成された各樹脂層に代えて、ウレタン系接着剤を用いるようにした以外は、実施例1と同様にしてインクジェット記録ヘッドを得た。
なお、接着の際には、接着剤を塗布した後、硬化前に被接着部材を貼り合わせ、その状態で1日間保持した。
(Comparative Example 2)
An ink jet recording head was obtained in the same manner as in Example 1 except that a urethane adhesive was used instead of each resin layer composed of a polyolefin resin.
At the time of adhesion, after applying the adhesive, the adherend member was bonded before curing, and kept in that state for 1 day.

(比較例3)
振動フィルムの両面に成膜された2つの樹脂層のうち、支持板と振動フィルムとを接着する樹脂層についてはエポキシ系接着剤を用いるようにした以外は、実施例1と同様にしてインクジェット記録ヘッドを得た。
なお、接着の際には、接着剤を塗布した後、硬化前に被接着部材を貼り合わせ、その状態で1日間保持した。
(Comparative Example 3)
Of the two resin layers formed on both surfaces of the vibration film, ink jet recording is performed in the same manner as in Example 1 except that an epoxy adhesive is used for the resin layer that bonds the support plate and the vibration film. Got the head.
At the time of adhesion, after applying the adhesive, the adherend member was bonded before curing, and kept in that state for 1 day.

(比較例4)
振動フィルムと吐出液貯留室形成基板との接着に際し、樹脂層を振動フィルム側に成膜するのではなく、吐出液貯留室形成基板の上面に成膜し、これを介して接着するようにした以外は、実施例1と同様にしてインクジェット記録ヘッドを得た。なお、これにより、得られたインクジェット記録ヘッドでは、吐出液貯留室に振動フィルムが露出した状態となる。
以上、インクジェット記録ヘッドの製造条件を表1に示す。
(Comparative Example 4)
When adhering the vibration film and the discharge liquid storage chamber forming substrate, the resin layer is not formed on the vibration film side, but is formed on the upper surface of the discharge liquid storage chamber forming substrate, and is adhered through this. Except for the above, an ink jet recording head was obtained in the same manner as in Example 1. In this way, in the obtained ink jet recording head, the vibration film is exposed in the discharge liquid storage chamber.
Table 1 shows the manufacturing conditions of the ink jet recording head.

Figure 2012250517
Figure 2012250517

2.インクジェット記録ヘッドの評価
各実施例および各比較例で得られたインクジェット記録ヘッドを用い、以下の3種類の溶剤からなるインクa〜cを基板上に1000時間吐出し続ける長期吐出動作を行った。
<3種類のインク>
インクa:N−メチル−2−ピロリドン
インクb:γ−ブチロラクトン
インクc:ブチルセロソルブ
その後、吐出を一旦停止し、再度吐出したときのヘッドやインクの挙動について以下に示す評価を行った。
2. Evaluation of Inkjet Recording Head Using the inkjet recording head obtained in each Example and each Comparative Example, a long-term ejection operation was performed in which inks a to c composed of the following three types of solvents were continuously ejected on the substrate for 1000 hours.
<Three types of ink>
Ink a: N-methyl-2-pyrrolidone Ink b: γ-butyrolactone Ink c: Butyl cellosolve Then, the following evaluations were performed on the behavior of the head and ink when ejection was temporarily stopped and ejected again.

2−1.インクの吐出速度の変動の評価
まず、インクジェット記録ヘッドから吐出されるインクの速度の平均値のバラツキを測定した。そして、その測定結果を以下に示す評価基準にしたがって評価した。
<吐出速度の変動の評価基準>
A:速度のバラツキが±2%未満
B:速度のバラツキが±2%以上5%未満
C:速度のバラツキが±5%以上10%未満
D:速度のバラツキが±10%以上20%未満
E:速度のバラツキが±20%以上、またはインクを射出しない射出口が発生
2-1. Evaluation of Variation in Ink Ejection Speed First, variation in the average value of the speed of ink ejected from the ink jet recording head was measured. And the measurement result was evaluated according to the evaluation criteria shown below.
<Evaluation criteria for fluctuations in discharge speed>
A: Speed variation is less than ± 2% B: Speed variation is ± 2% or more and less than 5% C: Speed variation is ± 5% or more and less than 10% D: Speed variation is ± 10% or more and less than 20% E : Speed variation is ± 20% or more, or an ejection port that does not eject ink occurs

2−2.インクの飛行曲がりの評価
次に、インクジェット記録ヘッドから吐出されるインクの着弾位置のズレ量を測定した。そして、その測定結果を以下に示す評価基準にしたがって評価した。
<飛行曲がりの評価基準>
A:飛行曲がりが5μm未満
B:飛行曲がりが5μm以上10μm未満
C:飛行曲がりが10μm以上20μm未満
D:飛行曲がりが20μm以上30μm未満
E:飛行曲がりが30μm以上40μm未満
2-2. Evaluation of Inflection of Ink Flight Next, the amount of deviation of the landing position of the ink ejected from the ink jet recording head was measured. And the measurement result was evaluated according to the evaluation criteria shown below.
<Evaluation criteria for flight curve>
A: Flight curve is less than 5 μm B: Flight curve is from 5 μm to less than 10 μm C: Flight curve is from 10 μm to less than 20 μm D: Flight curve is from 20 μm to less than 30 μm E: Flight curve is from 30 μm to less than 40 μm

2−3.振動数補正の評価
次に、インクジェット記録ヘッドの振動板を振動させる圧電素子に印加する電圧について、インクの吐出動作を安定させるために(振動板の振動を安定させるために)必要な電圧の補正量を測定した。そして、その測定結果を以下に示す評価基準にしたがって評価した。
2-3. Evaluation of frequency correction Next, regarding the voltage applied to the piezoelectric element that vibrates the vibration plate of the ink jet recording head, correction of the voltage necessary to stabilize the ink ejection operation (to stabilize vibration of the vibration plate) The amount was measured. And the measurement result was evaluated according to the evaluation criteria shown below.

<振動数補正の評価基準>
A:電圧による振動数補正が2V未満
B:電圧による振動数補正が2V以上5V未満
C:電圧による振動数補正が5V以上、または電圧の波形を補正しても安定動作が困難である
2−4.評価結果
2−1〜2−3から得られた評価結果について、表2に示す。
<Evaluation criteria for frequency correction>
A: Frequency correction by voltage is less than 2 V B: Frequency correction by voltage is 2 V or more and less than 5 V C: Frequency correction by voltage is 5 V or more, or stable operation is difficult even when the voltage waveform is corrected. 4). Evaluation results Table 2 shows the evaluation results obtained from 2-1 to 2-3.

Figure 2012250517
Figure 2012250517

表2から明らかなように、各実施例で得られたインクジェット記録ヘッドでは、長期にわたる連続駆動の後でも、インクの吐出速度のバラツキやインクの飛行曲がりが少なく、かつ、必要な電圧の補正量が少ないという結果が得られた。これは、各ヘッドでは、振動板中の振動フィルムが、耐溶剤性の高いポリオレフィン系樹脂の層で覆われているため、インク中の有機溶剤によって侵され難く、それゆえ、インクジェット記録ヘッドが、有機溶剤を含むインクに対して高い耐久性を示すことに起因する結果であると推察される。   As can be seen from Table 2, the ink jet recording heads obtained in each example had little variation in ink ejection speed and ink flight bending even after continuous driving over a long period of time, and required voltage correction amount. The result that there was little was obtained. This is because, in each head, the vibration film in the vibration plate is covered with a layer of polyolefin resin having high solvent resistance, so that it is difficult to be attacked by the organic solvent in the ink. It is inferred that the result is due to the high durability against the ink containing the organic solvent.

一方、各比較例で得られたインクジェット記録ヘッドでは、長期にわたる連続駆動の結果、インクの吐出速度のバラツキやインクの飛行曲がりが多くなった。また、インクの吐出動作を安定させるために、より大きな電圧の補正が必要になった。
また、各実施例で得られたインクジェット記録ヘッドでは、比較例1〜3で得られたインクジェット記録ヘッドに比べて、同じ駆動電圧であっても吐出されるインク量が多いという結果になった。これは、振動板の振幅等、振動特性の差によるものと考えられる。各ヘッドでの振動板の相違点は樹脂層の構成であるので、ポリオレフィン系樹脂で構成された樹脂層を用いることで、振動板の振動特性を高められることが明らかとなった。
On the other hand, in the ink jet recording heads obtained in the respective comparative examples, as a result of continuous driving over a long period of time, variations in ink ejection speed and flying curves of ink increased. Further, in order to stabilize the ink ejection operation, a larger voltage correction is required.
In addition, in the ink jet recording heads obtained in the respective examples, compared to the ink jet recording heads obtained in Comparative Examples 1 to 3, a large amount of ink was ejected even with the same driving voltage. This is considered due to a difference in vibration characteristics such as the amplitude of the diaphragm. Since the difference of the diaphragm in each head is the structure of the resin layer, it has been clarified that the vibration characteristics of the diaphragm can be improved by using the resin layer composed of polyolefin resin.

1……インクジェット式記録ヘッド 10……ノズルプレート 11……ノズル孔 15、25、35……樹脂層 20……吐出液貯留室形成基板 20’……母材 21……吐出液貯留室 22……吐出液供給室 23……貫通孔 30……振動フィルム 31……液状材料 32……液状被膜 40……支持板 41……支持板形成用基板 50……圧電素子 51……圧電体層 52……電極膜 53……凹部 60……ケースヘッド 61……吐出液供給路 70……リザーバー 9……インクジェットプリンター 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……キャリッジモーター 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……給紙モーター 952……給紙ローラー 952a……従動ローラー 952b……駆動ローラー 96……制御部 97……操作パネル P……記録用紙 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inkjet recording head 10 ... Nozzle plate 11 ... Nozzle hole 15, 25, 35 ... Resin layer 20 ... Discharge liquid storage chamber forming substrate 20 '... Base material 21 ... Discharge liquid storage chamber 22 ... ... Discharged liquid supply chamber 23 ... through hole 30 ... vibrating film 31 ... liquid material 32 ... liquid coating 40 ... support plate 41 ... support plate forming substrate 50 ... piezoelectric element 51 ... piezoelectric layer 52 ... Electrode film 53 ... Recess 60 ... Case head 61 ... Discharge liquid supply path 70 ... Reservoir 9 ... Inkjet printer 92 ... Device 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 Jjigaido shaft 944 ...... timing belt 95 ...... feeder 951 ...... feeding motor 952 ...... feed rollers 952a ...... driven roller 952b ...... drive roller 96 ...... controller 97 ...... operation panel P ...... recording paper

Claims (12)

吐出液を貯留する吐出液貯留室が形成された基板と、
前記吐出液貯留室を覆うように前記基板の一方の面に設けられ、前記吐出液を液滴として吐出するノズル孔を備えるノズルプレートと、
前記吐出液貯留室を覆うように前記基板の他方の面に設けられた振動板と、を有し、
前記振動板は、振動フィルム、前記振動フィルムの両面を覆うポリオレフィン系樹脂で構成された樹脂層、および前記振動フィルムの前記基板とは反対の面に設けられた支持板、を備えており、
前記基板と前記振動フィルム、および、前記振動フィルムと前記支持板は、前記樹脂層を介して接着されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
A substrate on which a discharge liquid storage chamber for storing the discharge liquid is formed;
A nozzle plate that is provided on one surface of the substrate so as to cover the discharge liquid storage chamber and includes nozzle holes for discharging the discharge liquid as droplets;
A diaphragm provided on the other surface of the substrate so as to cover the discharge liquid storage chamber,
The vibration plate includes a vibration film, a resin layer made of a polyolefin resin covering both surfaces of the vibration film, and a support plate provided on a surface opposite to the substrate of the vibration film,
The droplet discharge head, wherein the substrate and the vibration film, and the vibration film and the support plate are bonded via the resin layer.
前記ポリオレフィン系樹脂は、分子構造中にポリエチレンを含むものである請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。   The droplet discharge head according to claim 1, wherein the polyolefin resin contains polyethylene in a molecular structure. 前記ポリオレフィン系樹脂は、分子構造中にさらに、不飽和カルボン酸またはその誘導体を含むものである請求項2に記載の液滴吐出ヘッド。   The droplet discharge head according to claim 2, wherein the polyolefin-based resin further includes an unsaturated carboxylic acid or a derivative thereof in a molecular structure. 前記不飽和カルボン酸は、マレイン酸である請求項3に記載の液滴吐出ヘッド。   The droplet discharge head according to claim 3, wherein the unsaturated carboxylic acid is maleic acid. 前記振動フィルムの一方の面を覆うポリオレフィン系樹脂と、他方の面を覆うポリオレフィン系樹脂は、同じ組成のものである請求項1ないし4のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。   5. The droplet discharge head according to claim 1, wherein the polyolefin resin covering one surface of the vibration film and the polyolefin resin covering the other surface have the same composition. 前記樹脂層の平均厚さは、0.5μm以上25μm以下である請求項1ないし5のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。   6. The droplet discharge head according to claim 1, wherein an average thickness of the resin layer is not less than 0.5 μm and not more than 25 μm. 前記樹脂層は、融着により接着するものである請求項1ないし6のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。   The droplet discharge head according to claim 1, wherein the resin layer is bonded by fusion bonding. 前記振動板に接するように設けられ、歪みにより前記振動板を振動させる振動手段をさらに有する請求項1ないし7のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。   The liquid droplet ejection head according to claim 1, further comprising a vibration unit that is provided in contact with the vibration plate and vibrates the vibration plate due to strain. 吐出液を貯留する吐出液貯留室が形成された基板と、
前記吐出液貯留室を覆うように前記基板の一方の面に設けられ、前記吐出液を液滴として吐出するノズル孔を備えるノズルプレートと、
前記吐出液貯留室を覆うように前記基板の他方の面に設けられ、振動フィルム、前記振動フィルムの両面を覆うポリオレフィン系樹脂で構成された樹脂層、および前記振動フィルムの前記基板とは反対の面に設けられた支持板と、を備える振動板と、を有する液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記振動フィルムの両面を覆うようにポリオレフィン系樹脂で構成された樹脂層を成膜する工程と、
前記振動フィルムと前記支持板とを前記樹脂層の融着により接着し、前記振動板を得る工程と、
前記振動板と前記基板とを前記樹脂層を介して積層し、接着する工程と、
前記基板に対して前記ノズルプレートを接着する工程と、を有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
A substrate on which a discharge liquid storage chamber for storing the discharge liquid is formed;
A nozzle plate that is provided on one surface of the substrate so as to cover the discharge liquid storage chamber and includes nozzle holes for discharging the discharge liquid as droplets;
It is provided on the other surface of the substrate so as to cover the discharge liquid storage chamber, and is opposite to the vibration film, a resin layer composed of a polyolefin resin covering both surfaces of the vibration film, and the substrate of the vibration film. A support plate provided on a surface, and a vibration plate comprising: a droplet discharge head manufacturing method comprising:
Forming a resin layer composed of a polyolefin-based resin so as to cover both surfaces of the vibration film;
Bonding the vibration film and the support plate by fusing the resin layer to obtain the vibration plate;
Laminating and adhering the diaphragm and the substrate through the resin layer;
And a step of bonding the nozzle plate to the substrate.
前記樹脂層の成膜は、前記樹脂層の原料を含む液体を前記振動フィルムの両面に塗布した後、乾燥させることにより行われる請求項9に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。   The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 9, wherein the resin layer is formed by applying a liquid containing a raw material of the resin layer to both surfaces of the vibration film and then drying the liquid. 前記振動フィルムに前記支持板の原料となる板状原料を前記樹脂層の融着により接着した後、前記板状原料の不要部分を除去するパターニング加工を施すことにより前記支持板を形成し、前記振動板を得る請求項9または10に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。   After the plate-like raw material that is the raw material of the support plate is bonded to the vibration film by fusing the resin layer, the support plate is formed by performing a patterning process to remove unnecessary portions of the plate-like raw material, The method of manufacturing a droplet discharge head according to claim 9 or 10, wherein a diaphragm is obtained. 請求項1ないし8のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドを有す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 1.
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