JP2014097593A - Liquid ejection head, liquid ejection device, and method for manufacturing liquid ejection head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ノズルからインクを噴射させる液体噴射ヘッド、これを備えた液体噴射装置、及び液体噴射ヘッドの製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting head that ejects ink from nozzles, a liquid ejecting apparatus including the same, and a method for manufacturing the liquid ejecting head.
液体噴射装置は液体噴射ヘッドを備え、この噴射ヘッドから各種の液体を噴射する装置である。この液体噴射装置としては、例えば、インクジェット式プリンターやインクジェット式プロッター等の画像記録装置があるが、最近ではごく少量の液体を所定位置に正確に着弾させることができるという特長を生かして各種の製造装置にも応用されている。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置,有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイやFED(面発光ディスプレイ)等の電極を形成する電極形成装置,バイオチップ(生物化学素子)を製造するチップ製造装置に応用されている。そして、画像記録装置用の記録ヘッドでは液状のインクを噴射し、ディスプレイ製造装置用の色材噴射ヘッドではR(Red)・G(Green)・B(Blue)の各色材の溶液を噴射する。また、電極形成装置用の電極材噴射ヘッドでは液状の電極材料を噴射し、チップ製造装置用の生体有機物噴射ヘッドでは生体有機物の溶液を噴射する。 The liquid ejecting apparatus includes a liquid ejecting head and ejects various liquids from the ejecting head. As this liquid ejecting apparatus, for example, there is an image recording apparatus such as an ink jet printer or an ink jet plotter, but recently, various types of manufacturing have been made by taking advantage of the ability to accurately land a very small amount of liquid on a predetermined position. It is also applied to devices. For example, a display manufacturing apparatus for manufacturing a color filter such as a liquid crystal display, an electrode forming apparatus for forming an electrode such as an organic EL (Electro Luminescence) display or FED (surface emitting display), a chip for manufacturing a biochip (biochemical element) Applied to manufacturing equipment. The recording head for the image recording apparatus ejects liquid ink, and the color material ejecting head for the display manufacturing apparatus ejects solutions of R (Red), G (Green), and B (Blue) color materials. The electrode material ejecting head for the electrode forming apparatus ejects a liquid electrode material, and the bioorganic matter ejecting head for the chip manufacturing apparatus ejects a bioorganic solution.
この種の液体噴射ヘッドは、例えば圧力室が形成された流路基板や、ノズルが開口されたノズル基板等の複数の基板を積層して形成されている。そして、これら複数の基板同士は、接着剤によって接着固定されている(例えば、特許文献1参照)。このような液体噴射ヘッドでは、基板同士を接着する接着剤の一部が流路内に露出しており、この部分が流路を流れるインクに晒されている。このため、インクからの影響を受けて、接着剤の接着力が低下する虞があった。接着剤の接着力が低下すると、この接着剤によって接着している基板同士が剥がれる虞があった。このため、従来では、インクに対する耐性を有するビスフェノールA型エポキシ樹脂を主成分とする接着剤が用いられていた。 This type of liquid jet head is formed by stacking a plurality of substrates such as a flow path substrate in which a pressure chamber is formed and a nozzle substrate in which nozzles are opened. And these several board | substrates are adhere | attached and fixed with the adhesive agent (for example, refer patent document 1). In such a liquid jet head, a part of the adhesive that bonds the substrates to each other is exposed in the flow path, and this part is exposed to the ink flowing through the flow path. For this reason, there is a possibility that the adhesive strength of the adhesive may be reduced due to the influence of the ink. When the adhesive strength of the adhesive is reduced, there is a possibility that the substrates bonded by the adhesive are peeled off. For this reason, conventionally, an adhesive mainly composed of a bisphenol A type epoxy resin having resistance to ink has been used.
しかしながら、上記のような接着剤を用いたとしても十分ではなく、基板の剥がれによる液体噴射ヘッドの寿命の低下が問題になっている。特に、液体噴射ヘッドから水系のインクを噴射する場合、基板の剥がれによる寿命の低下が顕著になっている。これは水系インク内に含まれる水分によって接着剤が加水分解されると共に、水系のインク内に含まれる溶剤によって接着剤が溶解され、接着剤の接着力が低下することが原因であることが分かっている。 However, even if the above-described adhesive is used, it is not sufficient, and there is a problem that the life of the liquid jet head is reduced due to peeling of the substrate. In particular, when water-based ink is ejected from a liquid ejecting head, the lifetime is significantly reduced due to peeling of the substrate. This is because the adhesive is hydrolyzed by water contained in the water-based ink, and the adhesive is dissolved by the solvent contained in the water-based ink, and the adhesive strength of the adhesive is reduced. ing.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、インク、特に水系インクに対する耐性を向上させ、寿命を延ばすことができる液体噴射ヘッド、これを備えた液体噴射装置、及び液体噴射ヘッドの製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to improve the resistance to ink, particularly water-based ink, and to extend the life, a liquid ejecting apparatus including the same, And a method of manufacturing a liquid jet head.
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、複数の基板を接着して形成され、内部に形成された流路を通じてノズルからインクを噴射可能な液体噴射ヘッドであって、
前記複数の基板同士を接着する接着剤のうち少なくとも一部の接着剤が、少なくともビスフェノールF型エポキシ樹脂と変性脂肪族ポリアミンとから生成される物質を主成分としたものであることを特徴とする。
The present invention has been proposed to achieve the above object, and is a liquid ejecting head formed by adhering a plurality of substrates and capable of ejecting ink from nozzles through a flow path formed therein,
Among the adhesives for adhering the plurality of substrates, at least a part of the adhesive is mainly composed of a substance generated from at least a bisphenol F type epoxy resin and a modified aliphatic polyamine. .
本発明によれば、基板同士を接着する接着剤の主成分を、ビスフェノールF型エポキシ樹脂と変性脂肪族ポリアミンにしたので、基板間に形成される接着剤層の耐水性を向上させることができると共に、耐溶剤性を向上させることができる。これにより、液体噴射ヘッドに用いられる接着剤の接着力の低下を抑制でき、ひいては、液体噴射ヘッドの寿命を延ばすことができる。 According to the present invention, since the main components of the adhesive for bonding the substrates are the bisphenol F type epoxy resin and the modified aliphatic polyamine, the water resistance of the adhesive layer formed between the substrates can be improved. At the same time, the solvent resistance can be improved. As a result, it is possible to suppress a decrease in the adhesive force of the adhesive used in the liquid ejecting head, thereby extending the life of the liquid ejecting head.
上記構成において、特に前記ノズルから噴射されるインクが水系インクである場合に用いられることが望ましい。 In the above-described configuration, it is desirable that the ink is ejected from the nozzle, particularly when the ink is water-based ink.
この構成によれば、液体噴射ヘッドから水系インクを噴射する場合であっても、接着剤の接着力の低下を抑制でき、ひいては、液体噴射ヘッドの寿命を延ばすことができる。 According to this configuration, even when water-based ink is ejected from the liquid ejecting head, it is possible to suppress a decrease in the adhesive force of the adhesive, and thereby extend the life of the liquid ejecting head.
上記各構成において、前記一の接着剤は、主剤と硬化剤とが混合された接着剤であって、
前記主剤はビスフェノールF型エポキシ樹脂を主成分とし、
前記硬化剤は変性脂肪族ポリアミンを主成分とすることが望ましい。
In each of the above configurations, the one adhesive is an adhesive in which a main agent and a curing agent are mixed,
The main agent is mainly composed of bisphenol F type epoxy resin,
The curing agent is preferably composed mainly of a modified aliphatic polyamine.
この構成によれば、主剤と硬化剤とを別個に取り扱うことができ、接着剤の保管期間を延ばすことができる。 According to this configuration, the main agent and the curing agent can be handled separately, and the storage period of the adhesive can be extended.
また、本発明の液体噴射装置は、上記各構成の液体噴射ヘッドを備えたことを特徴とする。 According to another aspect of the invention, a liquid ejecting apparatus includes the liquid ejecting head having the above-described configuration.
この構成によれば、液体噴射ヘッドに用いられる接着剤の接着力の低下を抑制でき、ひいては、液体噴射装置の寿命を延ばすことができる。 According to this configuration, it is possible to suppress a decrease in the adhesive force of the adhesive used for the liquid ejecting head, and thereby extend the life of the liquid ejecting apparatus.
さらに、本発明の液体噴射ヘッドの製造方法は、複数の基板を接着して形成され、内部に形成された流路を通じてノズルからインクを噴射可能な液体噴射ヘッドの製造方法であって、
ビスフェノールF型エポキシ樹脂と変性脂肪族ポリアミンとを主成分とする接着剤からなる接着剤層を一の基板に形成する接着剤層形成工程と、
前記接着剤層が形成された基板と他の基板とを接着させる接着工程とを含むことを特徴とする。
Furthermore, the method for manufacturing a liquid jet head according to the present invention is a method for manufacturing a liquid jet head formed by adhering a plurality of substrates and capable of jetting ink from nozzles through a flow path formed inside.
An adhesive layer forming step of forming an adhesive layer made of an adhesive mainly composed of a bisphenol F-type epoxy resin and a modified aliphatic polyamine on one substrate;
A bonding step of bonding the substrate on which the adhesive layer is formed to another substrate.
以下、本発明を実施するための形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下の説明では、本発明の液体噴射装置として、液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド(以下、記録ヘッド)を搭載したインクジェット式プリンター(以下、プリンター)を例に挙げる。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described below, various limitations are made as preferred specific examples of the present invention. However, the scope of the present invention is not limited to the following description unless otherwise specified. However, the present invention is not limited to these embodiments. In the following description, an ink jet printer (hereinafter referred to as a printer) equipped with an ink jet recording head (hereinafter referred to as a recording head), which is a kind of liquid ejecting head, is taken as an example of the liquid ejecting apparatus of the present invention.
プリンター1の構成について、図1を参照して説明する。プリンター1は、記録紙等の記録媒体2(着弾対象の一種)の表面に対して液体状のインクを噴射して画像等の記録を行う装置である。このプリンター1は、記録ヘッド3、この記録ヘッド3が取り付けられるキャリッジ4、キャリッジ4を主走査方向に移動させるキャリッジ移動機構5、記録媒体2を副走査方向に移送する搬送機構6等を備えている。ここで、上記のインクは、液体供給源としてのインクカートリッジ7に貯留されている。このインクカートリッジ7は、記録ヘッド3(後述するホルダ14)に対して着脱可能に装着される。なお、インクカートリッジ7がプリンター1の本体側に配置され、当該インクカートリッジ7からインク供給チューブを通じて記録ヘッド3に供給される構成を採用することもできる。
また、上記のインクは、有機溶剤を主成分とする溶剤系インクや水を主成分とする水系インク等があり、顔料又は染料を色材として用いたものを使用する。
ここで、顔料とは、水又は有機溶媒のいずれにも不溶又は難溶であるものをいい、例えば、カラーインデックスにおいて「Pigment(顔料)」分類される化合物が挙げられる。
染料とは、水又は有機溶剤のいずれかに溶解するものをいい、水溶性の染料と油溶性の染料が知られている。水溶性の染料としては、例えば、カラーインデックスにおいて「Acid Dye(酸性染料)」、「Basic Dye(塩基性染料)」、「Direct Dye(直接染料)」、「Food Dye(食用色素)」「Reactive Dye(反応性染料)」に分類される化合物が挙げられる。油溶性の染料としては、例えば、カラーインデックスにおいて、「Solvent Dye(溶剤染料)」、「Disperse Dye(分散染料)」、「Vat Dye(建染染料)」に分類される化合物が挙げられる。
前記有機溶剤としては、γ−ブチロラクトンや2−ピロリドン等の複素環化合物;トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル;1,2−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール等のアルカンジオール;オレイン酸エチル等の脂肪酸エステル;等やこれらの混合物が挙げられる。
The configuration of the
In addition, the ink includes a solvent-based ink mainly containing an organic solvent and a water-based ink mainly containing water. An ink using a pigment or a dye as a coloring material is used.
Here, the pigment refers to a pigment that is insoluble or hardly soluble in either water or an organic solvent, and examples thereof include compounds classified as “Pigment” in the color index.
The dye is one that dissolves in either water or an organic solvent, and water-soluble dyes and oil-soluble dyes are known. Examples of water-soluble dyes include “Acid Dye (acidic dye)”, “Basic Dye (basic dye)”, “Direct Dye (direct dye)”, “Food Dye (food dye)” and “Reactive” in the color index. And compounds classified as “Dye (reactive dye)”. Examples of the oil-soluble dye include compounds classified in the color index into “Solvent Dye (solvent dye)”, “Disperse Dye (disperse dye)”, and “Vat Dye (vat dye)”.
Examples of the organic solvent include heterocyclic compounds such as γ-butyrolactone and 2-pyrrolidone; glycol ethers such as triethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monohexyl ether, and tetraethylene glycol dimethyl ether; 1,2-hexanediol, 1,6- Examples include alkanediols such as hexanediol and 2-ethyl-1,3-hexanediol; fatty acid esters such as ethyl oleate; and the like and mixtures thereof.
上記のキャリッジ移動機構5はタイミングベルト8を備えている。そして、このタイミングベルト8はDCモーター等のパルスモーター9により駆動される。従ってパルスモーター9が作動すると、キャリッジ4は、プリンター1に架設されたガイドロッド10に案内されて、主走査方向(記録媒体2の幅方向)に往復移動する。キャリッジ4の主走査方向の位置は、位置情報検出手段の一種であるリニアエンコーダー11によって検出され、その検出信号、即ち、エンコーダーパルス(位置情報の一種)をプリンター1の制御部(図示せず)に送信する。キャリッジ4の移動範囲内における記録領域よりも外側の端部領域には、キャリッジ4の走査の基点となるホームポジションが設定されている。プリンター1は、このホームポジションから反対側の端部へ向けてキャリッジ4が移動する往動時と、反対側の端部からホームポジション側にキャリッジ4が戻る復動時との双方向で記録紙5上に文字や画像等を記録する所謂双方向記録を行う。
The
次に記録ヘッド2について説明する。図2は、記録ヘッド2の要部断面図である。本実施形態における記録ヘッド2は、ヘッドケース15、コンプライアンス基板16、保護基板17、圧電素子18(圧力発生手段の一種)、振動板19、流路基板20、連通基板21およびノズル基板22を積層して構成されている。なお、以下の説明では、便宜上、ヘッドケース15側を上、ノズル基板22側を下として説明する。また、ヘッドケース15、コンプライアンス基板16、保護基板17、振動板19、流路基板20、連通基板21およびノズル基板22が本発明における基板に相当する。
Next, the
ヘッドケース15は、インクカートリッジ3からのインクを後述するリザーバー32に供給するケース流路24が形成された部材である。ケース流路24は、下端側がリザーバー32の上部(天井部分)と連通され、上端側がインクカートリッジ3に接続されるインク導入針(図示せず)と連通されている。また、ヘッドケース15の下面のうちコンプライアンス基板16の封止部29(後述)に対向する部分には、封止膜26の可撓変形を阻害しない程度の封止空間25が備えられている。
The
コンプライアンス基板16は、可撓性を有する封止膜26と金属等の硬質の部材からなる固定基板27とを積層した基板であり、ヘッドケース15の下面に接合(接着)されている。このコンプライアンス基板16には、リザーバー32にインクを導入するインク導入口28が厚さ方向に貫通して形成されている。また、コンプライアンス基板16のリザーバー32に対向する領域のうちインク導入口28以外の領域は、固定基板27が除去された封止膜26のみからなる封止部29となっている。これにより、リザーバー32は可撓性を有する封止部29により封止され、コンプライアンスが得られることになる。
The
保護基板17は、圧電素子18に対向する領域にその変位を阻害しない程度の大きさの圧電素子保持空間30が形成された基板であり、コンプライアンス基板16の下面に接合(接着)されている。この保護基板17には、後述する流路基板20の連通空部37に対向する位置に、厚さ方向に貫通した導入空部31が設けられている。導入空部31は連通空部37と連通し、圧力室35にインクを供給するリザーバー32(共通液室)を構成する。なお、保護基板17とコンプライアンス基板16との接着には、ビスフェノールF型エポキシ樹脂と変性脂肪族ポリアミンとを主成分とした接着剤40が用いられている。この接着剤40の詳しい組成に関しては後述する。また、この接着剤40は、保護基板17の貫通部分以外の上面であって、コンプライアンス基板16と重なる部分に塗布され、この部分を接着している。すなわち、図2に示すように、導入空部31の上側の開口縁に接着剤40の層が形成され、この部分が流路内に露出し、インクに晒されることになる。
The
振動板19は、弾性膜および絶縁体膜が積層された弾性基板であり、保護基板17の下面に接合(接着)されている。この振動板19の導入空部31に対応する部分は上下に貫通しており、導入空部31と連通空部37とを連通させている。また、振動板19(絶縁体膜)上であって、後述する流路基板20の圧力室35に対向する部分には、下電極膜、圧電体層及び上電極膜が順次積層された圧電素子18が形成されている。圧電素子18には、図示しない配線部材が接続されており、この配線部材を通じて制御部からの駆動信号(駆動電圧)が印加される。この駆動信号の印加によって、圧電素子18が撓み変形し、圧力室35内の容積を変化させる。
The
流路基板20は、振動板19(弾性膜)の下面に接合(接着)された、シリコン単結晶またはステンレス鋼(SUS)からなる基板である。この流路基板20には、連通空部37、圧力室35、およびインク供給路36が板厚方向に貫通した状態で形成されている。連通空部37は、導入空部31に対応する部分に形成された空部であり、導入空部31と共にリザーバー32を構成している。また、圧力室35は、ノズル列方向に直交する方向に長尺な空部であり、各ノズル44に対応して複数形成されている。そして、圧力室35は、この圧力室35よりも狭い幅で形成されたインク供給路36を介して連通空部37(リザーバー32)と連通している。
The
連通基板21は、流路基板20の下面に接合(接着)された、シリコン単結晶またはステンレス鋼(SUS)からからなる基板である。連通基板21の圧力室35に対向する部分のうちインク供給路36(リザーバー32)とは反対側の端部には、圧力室35とノズル44とを連通させる連通孔39が板厚方向を貫通した状態で形成されている。ここで、連通基板21と流路基板20との接着には、保護基板17とコンプライアンス基板16の間と同様に、ビスフェノールF型エポキシ樹脂と変性脂肪族ポリアミンとを主成分とした接着剤40が用いられている。この接着剤40は、連通基板21の貫通部分以外の部分と流路基板20の貫通部分以外の部分とが重なる部分を接着している。すなわち、図2に示すように、圧力室35、インク供給路36、および連通空部37の下側の開口縁に接着剤40の層が形成され、この部分が流路内に露出し、インクに晒されることになる。
The
ノズル基板22は、連通基板21の下面に接合(接着)された、シリコン単結晶またはステンレス鋼(SUS)からからなる基板である。このノズル基板22には、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル44が列状に開設されている。例えば、360dpiに対応するピッチで360個のノズル44を列設することでノズル列(ノズル群の一種)が構成されている。なお、本実施形態では、ノズル基板22と連通基板21との接着においても、保護基板17とコンプライアンス基板16の間と同様に、ビスフェノールF型エポキシ樹脂と変性脂肪族ポリアミンとを主成分とした接着剤40が用いられている。この接着剤40は、連通基板21の貫通部分以外の下面であって、ノズル基板22と重なる部分に塗布され、この部分を接着している。すなわち、図2に示すように、連通孔39の下側の開口縁に接着剤40の層が形成され、この部分が流路内に露出し、インクに晒されることになる。
The
そして、インクカートリッジ3からのインクは、ケース流路24、インク導入口28、リザーバー32、インク供給路36、を介して圧力室35に供給される。この状態で圧電素子18を駆動させると、圧力室35内のインクに圧力変動が生じる。この圧力変動を利用することで連通孔39を介してノズル44からインクを噴射している。なお、ケース流路24、インク導入口28、リザーバー32、インク供給路36、圧力室35、および連通孔39からなる一連の流路が本発明における流路に相当する。
The ink from the
次に、保護基板17とコンプライアンス基板16との接着、連通基板21と流路基板20との接着、およびノズル基板22と連通基板21との接着に用いられる接着剤40について、説明する。本実施形態の接着剤40は、ビスフェノールF型エポキシ樹脂を主成分とした主剤と、変性脂肪族ポリアミンを主成分とした硬化剤とが混合された接着剤40が用いられている。具体的には、主剤は、ビスフェノールF型エポキシ樹脂を30〜40重量%、ビスフェノールA型エポキシ樹脂を30〜40重量%、その他のエポキシ樹脂を15〜25重量%、シリカを5〜15重量%含有し、これらが全体として100重量%になるように組成されている。ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、およびその他のエポキシ樹脂は、硬化剤と組み合わせることで硬化が促進され、これにより、接着性を発揮する。また、ビスフェノールF型エポキシ樹脂は、ビスフェノールA型エポキシ樹脂に比べて、耐溶剤性および耐水性が優れている。なお、シリカは、主に硬化前の接着材の流動性を向上させる。
Next, the adhesive 40 used for bonding the
ここで、その他のエポキシ樹脂としては、例えば、トリグリシジル−p−アミノフェノール,テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン,トリグリシジルイソシアヌレート,トリグリシジルウラゾール,トリグリシジルアミノクレゾール,テトラグリシジル−1,3−ジアミノメチルシクロヘキサン,グリセロールトリグリシジルエーテルのほか,フェノールノボラック型エポキシ樹脂,クレゾールノボラック型エポキシ樹脂等が適用可能である。また、これらに限らず、ビスフェノールF型エポキシ樹脂およびビスフェノールA型エポキシ樹脂以外のエポキシ樹脂を、その他のエポキシ樹脂として使用できる。 Here, as other epoxy resins, for example, triglycidyl-p-aminophenol, tetraglycidyldiaminodiphenylmethane, triglycidyl isocyanurate, triglycidylurazole, triglycidylaminocresol, tetraglycidyl-1,3-diaminomethylcyclohexane In addition to glycerol triglycidyl ether, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, and the like are applicable. Moreover, not only these but epoxy resins other than bisphenol F type epoxy resin and bisphenol A type epoxy resin can be used as other epoxy resins.
また、硬化剤は、変性脂肪族ポリアミンを90〜95重量%、シリカを5〜10重量%含有し、これらが全体として100重量%になるように組成されている。変性脂肪族ポリアミンは、エポキシ樹脂を硬化させるものであり、耐溶剤性に優れている。なお、主剤と硬化剤は、使用(接着)の際に混合した状態(例えば、主剤と硬化剤とを1対1に混合した状態)であればよく、接着剤40を保管する際に主剤と硬化剤とを混合した状態で保管することもできるし、主剤と硬化剤とを別個に保管することもできる。主剤と硬化剤とを別個に保管する場合、エポキシ樹脂が硬化剤と反応して硬化することを抑制でき、接着剤40の保管期間を延ばすことができる。また、接着剤40には、主剤および硬化剤のほかに、弾性を有するフィラーやスペーサーを混合することもできる。例えば、シリカ粒子よりも径が大きいゴムや樹脂等からなるフィラーを接着剤40に混入することで、接着する基板間の厚みを厚くすることがきると共に、この部分に弾性を持たせることができる。 The curing agent contains 90 to 95% by weight of the modified aliphatic polyamine and 5 to 10% by weight of silica, and is composed so that these are 100% by weight as a whole. A modified aliphatic polyamine cures an epoxy resin and is excellent in solvent resistance. In addition, the main agent and the curing agent may be in a mixed state (for example, a state in which the main agent and the curing agent are mixed in a one-to-one relationship) at the time of use (adhesion), and when the adhesive 40 is stored, The hardener can be stored in a mixed state, and the main agent and the hardener can be stored separately. When the main agent and the curing agent are stored separately, the epoxy resin can be prevented from reacting with the curing agent and cured, and the storage period of the adhesive 40 can be extended. The adhesive 40 can be mixed with an elastic filler or spacer in addition to the main agent and the curing agent. For example, by mixing a filler made of rubber or resin having a diameter larger than that of silica particles into the adhesive 40, the thickness between the substrates to be bonded can be increased, and elasticity can be imparted to this portion. .
このように、保護基板17とコンプライアンス基板16との接着、連通基板21と流路基板20との接着、およびノズル基板22と連通基板21との接着に用いられる接着剤40の主成分を、ビスフェノールF型エポキシ樹脂と変性脂肪族ポリアミンにしたので、この接着剤40の耐水性を向上させることができると共に、耐溶剤性を向上させることができる。特にビスフェノールF型エポキシ樹脂を接着剤40に含有させたので、これを含まないビスフェノールA型エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂を主成分とする接着剤40と比べて、耐水性および耐溶剤性が向上する。このため、上記したインクに晒される部分の接着剤40が、インクに含まれる水分によって加水分解したり、インクに含まれる溶剤によって溶解したりすることを抑制できる。これにより、接着剤40の接着力の低下を抑制でき、基板の剥離を抑制できる。その結果、記録ヘッド2の寿命を延ばすことができ、ひいては、プリンター1の寿命を延ばすことができる。特に、本発明の接着剤40は耐水性に優れるため、水系インクを噴射する記録ヘッド2に好適である。
As described above, the main component of the adhesive 40 used for adhesion between the
次に、記録ヘッド2の製造方法について説明する。図3(a)〜(c)は、記録ヘッド2の製造工程を説明した模式図である。
Next, a method for manufacturing the
まず、図3(a)に示すように、スクリーン印刷や転写印刷等のほか、ディスペンサ等を用いて、連通基板21の上面(流路基板20側の面)のうち圧力室35、インク供給路36、および連通空部37に対向する部分以外の部分に、主剤と硬化剤とを混合した接着剤40を略均一に塗布(接着剤層を形成)する(第1の接着剤層形成工程)。この状態で、保護基板17、圧電素子18、振動板19および流路基板20を予め積層してユニット化したアクチュエーターユニット45を、連通基板21の上面側から押し当て、接着剤40を硬化させる(第1の接着工程)。これにより、流路基板20と連通基板21とが接着される。なお、接着剤40は、連通孔39の縁から垂れ落ちない程度の量に設定されている。
First, as shown in FIG. 3A, in addition to screen printing, transfer printing, and the like, a
次に、図3(b)に示すように、上記と同様の方法で連通基板21の下面(ノズル基板22側の面)の全面に、主剤と硬化剤とを混合した接着剤40を略均一に塗布(接着剤層を形成)する(第2の接着剤層形成工程)。この状態で、ノズル基板22を、連通基板21の下面側から押し当て、接着剤40を硬化させる(第2の接着工程)。これにより、連通基板21とノズル基板22とが接着される。なお、この場合も、接着剤40は、連通孔39の縁からはみ出ない程度の量に設定されている。
Next, as shown in FIG. 3B, the adhesive 40 in which the main agent and the curing agent are mixed is substantially uniform on the entire lower surface (surface on the
そして、図3(c)に示すように、上記と同様の方法で保護基板17の上面(ヘッドケース15側の面)の全面に、主剤と硬化剤とを混合した接着剤40を略均一に塗布(接着剤層を形成)する(第3の接着剤層形成工程)。この状態で、予めコンプライアンス基板16が接合されたヘッドケース15を、保護基板17の上面側から押し当て、接着剤40を硬化させる(第3の接着工程)。これにより、保護基板17とコンプライアンス基板16とが接着され、上記した記録ヘッド2が作成される。なお、この場合も、接着剤40は、導入空部37の縁からはみ出ない程度の量に設定されている。
Then, as shown in FIG. 3C, the adhesive 40 in which the main agent and the curing agent are mixed is substantially uniformly applied to the entire upper surface (the surface on the
ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。 By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made based on the description of the scope of claims.
例えば、図4に示す第2の実施形態では、連通基板を設けず、流路基板20とノズル基板22とが直接接着剤40で接着されている。すなわち、圧力室35、インク供給路36、および連通空部37の下側の開口は、ノズル基板22よって封止されている。また、ノズル44は、各圧力室35のインク供給路36とは反対側に開口されている。そして、接着剤40は、流路基板20の貫通部分以外の部分とノズル基板22の貫通部分以外の部分とが重なる部分を接着している。すなわち、接着剤40(接着剤層)は、ノズル基板22の上面(流路基板20側の面)のうち圧力室35、インク供給路36、および連通空部37に対向する部分以外の部分に塗布(形成)され、この部分を接着している。なお、この接着剤40の組成は、上記した接着剤40と同じであるため説明を省略する。また、その他の構成についても、上記した実施形態と同じであるため説明を省略する。
For example, in the second embodiment shown in FIG. 4, the
また、上記した実施形態では、保護基板17とコンプライアンス基板16との接着、連通基板21と流路基板20との接着、およびノズル基板22と連通基板21との接着、または流路基板20とノズル基板22との接着に用いられる接着剤を、ビスフェノールF型エポキシ樹脂と変性脂肪族ポリアミンとを主成分とする接着剤としたが、これには限られない。これらの基板間のうち少なくとも一部に本発明の接着剤が用いられていれば良い。例えば、保護基板17とコンプライアンス基板16との間、および連通基板21と流路基板20との間には、ビスフェノールA型エポキシ樹脂と変性脂肪族ポリアミンとを主成分とする接着剤を用い、流路基板20とノズル基板22との間には、本発明のビスフェノールF型エポキシ樹脂と変性脂肪族ポリアミンとを主成分とする接着剤を用いてもよい。また、上記した基板間のほか、記録ヘッドを構成する基板と基板との間であれば、本発明の接着剤を使用することができる。例えば、ヘッドケース15とコンプライアンス基板16との間、保護基板17と振動板19との間、および振動板19と流路基板20との間に本発明の接着剤を用いることができる。少なくとも最も接着剤の耐久性が求められる基板間に本発明の接着剤を用いることが望ましい。また、同じ基板間であっても、流路に近くインクに接触する領域に本発明の接着剤を用い、流路から遠い領域には従来の接着剤を用いてもよい。そして、本発明の接着剤を用いた部分の耐水性および耐溶剤性を向上させることができ、インクから影響を受けることによって接着力が低下することを抑制できる。その結果、記録ヘッドの寿命を延ばすことができる。
In the above-described embodiment, the
さらに、上記した実施形態では、圧力発生手段として、所謂撓み振動型の圧電素子18を例示したが、これには限られず、例えば、所謂縦振動型の圧電素子を採用することも可能である。その他、圧力発生手段としては、発熱によりインクを突沸させることで圧力変動を生じさせる発熱素子や、静電気力により圧力室の区画壁を変位させることで圧力変動を生じさせる静電アクチュエーターなどの圧力発生手段を採用する構成においても本発明を適用することが可能である。
Furthermore, in the above-described embodiment, the so-called flexural vibration type
そして、以上では、液体噴射ヘッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド2を備えたプリンター1を例に挙げて説明したが、本発明は、インク以外でも同様の溶剤を用いている等の接着剤に耐液体性が求められることになる液体を噴射するような、他の液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置にも適用することができる。例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ、FED(面発光ディスプレイ)等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ(生物化学素子)の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を備えた液体噴射装置にも本発明を適用することができる。
In the above description, the
1…プリンター,4…キャリッジ,7…インクカートリッジ,15…ヘッドケース,16…コンプライアンス基板,17…保護基板,18…圧電素子,19…振動板,20…流路基板,21…連通基板,22…ノズル基板,24…ケース流路,25…封止空間,26…封止膜,27…固定基板,28…インク導入口,29…封止部,30…圧電素子保持空間,31…導入空部,32…リザーバー,35…圧力室,36…インク供給路,37…連通空部,39…連通孔,40…接着剤,44…ノズル,45…アクチュエーターユニット
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記複数の基板同士を接着する接着剤のうち少なくとも一部の接着剤が、少なくともビスフェノールF型エポキシ樹脂と変性脂肪族ポリアミンとから生成される物質を主成分としたものであることを特徴とする液体噴射ヘッド。 A liquid ejecting head formed by adhering a plurality of substrates and capable of ejecting ink from a nozzle through a flow path formed inside,
Among the adhesives for adhering the plurality of substrates, at least a part of the adhesive is mainly composed of a substance generated from at least a bisphenol F type epoxy resin and a modified aliphatic polyamine. Liquid jet head.
前記主剤はビスフェノールF型エポキシ樹脂を主成分とし、
前記硬化剤は変性脂肪族ポリアミンを主成分としたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液体噴射ヘッド。 The one adhesive is an adhesive in which a main agent and a curing agent are mixed,
The main agent is mainly composed of bisphenol F type epoxy resin,
The liquid ejecting head according to claim 1, wherein the curing agent includes a modified aliphatic polyamine as a main component.
ビスフェノールF型エポキシ樹脂と変性脂肪族ポリアミンとを主成分とする接着剤からなる接着剤層を一の基板に形成する接着剤層形成工程と、
前記接着剤層が形成された基板と他の基板とを接着させる接着工程とを含むことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。 A method of manufacturing a liquid ejecting head formed by adhering a plurality of substrates and capable of ejecting ink from nozzles through a flow path formed inside,
An adhesive layer forming step of forming an adhesive layer made of an adhesive mainly composed of a bisphenol F-type epoxy resin and a modified aliphatic polyamine on one substrate;
A method of manufacturing a liquid jet head, comprising: a bonding step of bonding a substrate on which the adhesive layer is formed and another substrate.
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