JP3097707B2 - Ink jet head and method of manufacturing the same - Google Patents

Ink jet head and method of manufacturing the same

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JP3097707B2
JP3097707B2 JP24730691A JP24730691A JP3097707B2 JP 3097707 B2 JP3097707 B2 JP 3097707B2 JP 24730691 A JP24730691 A JP 24730691A JP 24730691 A JP24730691 A JP 24730691A JP 3097707 B2 JP3097707 B2 JP 3097707B2
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、インク滴を飛翔させ、
記録紙等の記録媒体上にインク像を形成するプリンタ等
インクジェット方式の記録装置に関し、更に詳細にはイ
ンクジェットヘッド、およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention
The present invention relates to an ink jet recording apparatus such as a printer that forms an ink image on a recording medium such as recording paper, and more particularly to an ink jet head and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】特公昭60−8953号公報等に開示さ
れている従来のインクジェットヘッドの構成は、ノズル
開口を有するノズル形成部材と、その背後に配置され、
インクと直接接触する圧電変換器とを有するものであ
る。
2. Description of the Related Art The structure of a conventional ink jet head disclosed in Japanese Patent Publication No. 60-8953 is arranged with a nozzle forming member having a nozzle opening and a nozzle forming member behind the nozzle forming member.
A piezoelectric transducer that comes into direct contact with the ink.

【0003】このような構造のインクジェットヘッドで
は、圧電変換器がノズル形成部材と概ね直交する方向に
変位するごとく振動し、また各ノズル間の流路が、短い
距離で通じていることにより、飛翔したインク滴の安定
性が良く、インク中に気泡、塵埃等の異物が混入した場
合でも、これらの影響を受けることなく正常に動作を維
持できるという特徴を有する。
In the ink jet head having such a structure, the piezoelectric transducer vibrates as it is displaced in a direction substantially perpendicular to the nozzle forming member, and the flow path between the nozzles communicates at a short distance. The ink droplets have good stability, and can operate normally without being affected by foreign matters such as air bubbles and dust in the ink.

【0004】しかしながら、前記構造のインクジェット
ヘッドでは、圧電変換器の単位長さ当りの伸縮量や単位
電圧当りの伸縮量が極めて小さく、インク滴の発生力も
小さい。従って、印字に要求されるインク滴の飛翔力を
得るためには、圧電変換器の梁を長くしたり、高い電圧
の印加が必要となり、駆動回路や電気絶縁対策が複雑化
するという問題があった。
However, in the ink jet head having the above-described structure, the amount of expansion and contraction per unit length and the amount of expansion and contraction per unit voltage of the piezoelectric transducer are extremely small, and the ink droplet generation force is also small. Therefore, in order to obtain the flying force of ink droplets required for printing, it is necessary to lengthen the beam of the piezoelectric transducer or to apply a high voltage, which complicates the drive circuit and measures for electrical insulation. Was.

【0005】この様な問題を解決するため、特公昭63-1
25343号公報等に開示されている様に、内部電極と圧電
体とが交互に積み重なり、一体化した積層型の圧電変換
器を用いたインクジェットヘッドが提案されている。こ
のような積層型の圧電変換器は、積層数を調整すること
により圧電変換器の機械的強度に低下を招くことなく、
内部電極と内部電極との層間距離を可及的に小さくで
き、駆動電圧を下げることができる。
In order to solve such a problem, Japanese Patent Publication No. 63-1
As disclosed in Japanese Patent No. 25343 or the like, an ink jet head using a laminated piezoelectric transducer in which internal electrodes and piezoelectric bodies are alternately stacked and integrated has been proposed. Such a laminated piezoelectric transducer does not reduce the mechanical strength of the piezoelectric transducer by adjusting the number of layers,
The interlayer distance between the internal electrodes can be made as small as possible, and the driving voltage can be reduced.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のインクジェットヘッドは、何れも圧電変換器自
身が、インクに直接接していたり、インクの遮断が不充
分であるために、使用することができるインクとしては
電気絶縁性を有するものに限定され、記録媒体との親和
性、インクの乾燥性などの印字品質や、印字に適応する
記録媒体の種類に制限を受けるという問題がある。
However, any of the above-mentioned conventional ink jet heads can be used because the piezoelectric transducer itself is in direct contact with the ink or the ink is not sufficiently shut off. Inks are limited to those having electrical insulation properties, and there is a problem that printing quality such as affinity with a recording medium, ink drying property, and the type of recording medium adapted for printing are limited.

【0007】特に、積層型の圧電変換器の内部電極に
は、銀や銀−パラジウムを主成分とする金属が使用され
るため、エレクトロマイグレーション現象による沿面放
電、貫層放電などによる故障が発生しやすい。これらの
現象は、圧電変換器がインクに直接接触か否かに係わら
ず、内部電極付近の湿気や、温度、さらには内部電極間
距離の高密度化に伴って助長される。
[0007] In particular, since a metal mainly composed of silver or silver-palladium is used for the internal electrode of the laminated piezoelectric transducer, failures such as creeping discharge and trans-layer discharge due to the electromigration phenomenon occur. Cheap. These phenomena are promoted with the increase in the humidity near the internal electrodes, the temperature, and the density of the distance between the internal electrodes, regardless of whether the piezoelectric transducer is in direct contact with the ink.

【0008】すなわち、積層型の圧電変換器は、バイン
ダー等の有機成分を多量に含んだセラミックス粉末と、
金属ぺーストとを焼結して製造されるため、焼結により
有機成分が抜けて微細な貫通孔を含む有孔質(この孔を
空孔という)が形成されやすく、これに起因して圧電変
換器の表面での沿面放電のみならず、内部においては貫
層放電が発生する虞がある。
[0008] That is, a laminated piezoelectric transducer is composed of a ceramic powder containing a large amount of an organic component such as a binder;
Since it is manufactured by sintering a metal paste, organic components are easily removed by sintering, and porous material including fine through holes (this hole is called a hole) is easily formed. There is a risk that not only a creeping discharge on the surface of the converter but also a trans-layer discharge may occur inside.

【0009】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、圧電変換器
の表面での沿面放電、及び内部での貫層放電を可及的に
防止して信頼性の向上と、使用可能なインクの選択幅を
広げることができるインクジェットヘッドを提案するこ
とにある。本発明の他の目的は、上記インクジェットヘ
ッドの製造方法を提案することである。
The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to reduce creeping discharge on the surface of a piezoelectric transducer and transmembrane discharge inside the piezoelectric transducer as much as possible. It is an object of the present invention to provide an ink jet head that can prevent such a problem and improve the reliability and expand the range of selection of usable ink. Another object of the present invention is to propose a method for manufacturing the above-mentioned inkjet head.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るため本発明においては、記録媒体に対向するように配
設されたノズル開口を有するノズル形成部材と、このノ
ズル形成部材の背後に配置された圧電変換器とを有し、
ノズル形成部材と圧電変換器との間にインクが充たされ
る如く構成されたインクジェットヘッドにおいて、前記
圧電変換器を構成する圧電材料の表面、及び空孔に主鎖
に炭素鎖を持ち、側鎖にフッ素を持つポリマーを含有す
る電気絶縁性物質を含浸、固化させるようにした。
According to the present invention, there is provided a nozzle forming member having a nozzle opening arranged to face a recording medium, and a nozzle forming member disposed behind the nozzle forming member. Having a piezoelectric transducer,
In an ink jet head configured so that ink is filled between a nozzle forming member and a piezoelectric converter, a surface of a piezoelectric material constituting the piezoelectric converter, and a hole have a carbon chain in a main chain and a side chain. An electric insulating material containing a polymer having fluorine is impregnated and solidified .

【0011】[0011]

【作用】本発明のインクジェットヘッドによれば、焼成
により発生した空孔に含浸された主鎖に炭素鎖を持ち、
側鎖にフッ素を持つポリマーを含有する電気絶縁性物質
と、また表面に塗布された主鎖に炭素鎖を持ち、側鎖に
フッ素を持つポリマーを含有する電気絶縁性物質とによ
り、圧電変換器が高い気密封止性を持ち、電気絶縁破壊
が抑制され、振動特性の長期安定性が向上する。
According to the ink jet head of the present invention, the main chain impregnated in the pores generated by firing has a carbon chain,
A piezoelectric transducer is made of an electrically insulating substance containing a polymer having fluorine in the side chain and an electrically insulating substance containing a polymer having a carbon chain in the main chain applied to the surface and having a fluorine in the side chain. Has high hermetic sealing properties, suppresses electrical insulation breakdown, and improves long-term stability of vibration characteristics.

【0012】[0012]

【実施例】図1は、本発明の一実施例であるインクジェ
ットヘッドの要部の斜視図である。圧電変換器10は、
圧電性セラミックスなどの圧電体11と導電材12a、
12b(以下、内部電極12a、12bと称す)とを、
それぞれ交互に積み重ねた多層構造である。更に、圧電
変換器10には、導電材13a、13b(以下、外部電
極13a、13bと称す)が形成されており、外部電極
13aは内部電極12aと、外部電極13bは内部電極
12bと、それぞれが電気的に導通している。又、圧電
変換器10は、ベース部材14上に接合されている。
FIG. 1 is a perspective view of a main part of an ink jet head according to an embodiment of the present invention. The piezoelectric transducer 10
A piezoelectric body 11 such as a piezoelectric ceramic and a conductive material 12a,
12b (hereinafter, referred to as internal electrodes 12a and 12b)
Each has a multilayer structure stacked alternately. Further, the piezoelectric transducer 10 is formed with conductive materials 13a and 13b (hereinafter, referred to as external electrodes 13a and 13b). The external electrode 13a is an internal electrode 12a, and the external electrode 13b is an internal electrode 12b. Are electrically conductive. Further, the piezoelectric transducer 10 is joined on the base member 14.

【0013】圧電変換器10は、焼結により発生した空
孔に主鎖に炭素鎖を持ち、側鎖にフッ素の結合を持つポ
リマーを含有する電気絶縁性物質が含浸されており、ま
た表面には主鎖に炭素鎖を持ち、側鎖にフッ素の結合を
持つポリマーを含有する電気絶縁性物質が塗布されてい
る。
The piezoelectric transducer 10 has a pore formed by sintering having a carbon chain in a main chain and an electric insulating material containing a polymer having a fluorine bond in a side chain. Is coated with an electrically insulating substance containing a polymer having a carbon chain in the main chain and a fluorine bond in a side chain.

【0014】図2は、上記圧電変換器10を用いたイン
クジェットヘッドの構造を示す断面図である。インク2
0は、ノズル開口22を形成した板状のノズル形成部材
21(以下、ノズルプレート21と称す)、並びにフレ
ーム23a、23b、ベース部材14、突起25の形成
された弾性板24の五部材より囲まれたインク室内に充
されており、インク20の毛細管力により突起25とノ
ズルプレート21との間へ供給される。
FIG. 2 is a sectional view showing the structure of an ink jet head using the piezoelectric transducer 10. As shown in FIG. Ink 2
Reference numeral 0 denotes a plate-shaped nozzle forming member 21 having a nozzle opening 22 (hereinafter, referred to as a nozzle plate 21), and five members including frames 23a and 23b, a base member 14, and an elastic plate 24 on which a projection 25 is formed. The ink is supplied to the space between the projection 25 and the nozzle plate 21 by the capillary force of the ink 20.

【0015】かかる構成により、フレキシブル基板27
を通じて圧電変換器10に駆動信号が入力して電界が印
加されると、圧電変換器10は、ノズルプレート21と
直交する方向に収縮する。この電界を解除すると、圧電
変換器10の弾性的な復元力により、突起25とノズル
プレート21との間のインク20に圧力が加えられ、ノ
ズル開口22からインク滴が吐出する。このように電界
が印加された際にも、空孔に主鎖に炭素鎖を持ち、側鎖
にフッ素の結合を持つポリマーを含有する電気絶縁性物
質が含浸され、また表面には主鎖に炭素鎖を持ち、側鎖
にフッ素の結合を持つポリマーを含有する電気絶縁性物
質が塗布されて、圧電変換器10の圧電材料や内部電極
が外気と確実に遮断されているため、絶縁破壊等の電気
的障害が確実に防止される。
With this configuration, the flexible substrate 27
When a drive signal is input to the piezoelectric converter 10 through the interface and an electric field is applied, the piezoelectric converter 10 contracts in a direction orthogonal to the nozzle plate 21. When this electric field is released, pressure is applied to the ink 20 between the projection 25 and the nozzle plate 21 by the elastic restoring force of the piezoelectric converter 10, and an ink droplet is ejected from the nozzle opening 22. Even when an electric field is applied in this manner, the pores are impregnated with an electrically insulating substance containing a polymer having a carbon chain in the main chain and a fluorine-bonded side chain, and the surface has a main chain. Since an electrically insulating substance having a carbon chain and containing a polymer having a fluorine bond in a side chain is applied thereto, the piezoelectric material and the internal electrodes of the piezoelectric transducer 10 are reliably shut off from the outside air, so that dielectric breakdown or the like occurs. Is reliably prevented.

【0016】図3(a)〜(f)に本発明のインクジェ
ットヘッドの製造方法の一実施例を示す。アセトン、メ
チルエチルケトン、ジメチルフォルムアミド、ジメチル
アセトアミドなどにフッ化ビニリデン(以下、PVDF
と称す)を溶解させた溶液を用意する。この溶液は、主
鎖に炭素鎖を持ち、側鎖にフッ素を持つポリマーを含有
している。
FIGS. 3A to 3F show an embodiment of a method of manufacturing an ink jet head according to the present invention. Acetone, methyl ethyl ketone, dimethylformamide, dimethylacetamide, etc.
) Is prepared. This solution contains a polymer having a carbon chain in the main chain and fluorine in the side chain.

【0017】先ず、圧電変換板30とベース部材14の
両方、或いは何れか片方に接着剤31を塗布する。その
後、圧電変換板30とベース部材14とを貼合わせ、位
置決めを行う。所定の温度、時間、荷重条件で圧締し、
接着剤31を硬化させ、一枚の板材32に構成する(図
3(a))。
First, an adhesive 31 is applied to both or any one of the piezoelectric conversion plate 30 and the base member 14. After that, the piezoelectric conversion plate 30 and the base member 14 are bonded and positioned. Pressing at the specified temperature, time and load conditions,
The adhesive 31 is cured to form a single plate 32 (FIG. 3A).

【0018】尚、接着剤31を塗布した後に、接着剤3
1を減圧処理すると、接着剤31中の気泡が除去される
ため、接合強度の安定化に極めて効果的である。
After the adhesive 31 is applied, the adhesive 3
When the pressure reduction of 1 is performed, bubbles in the adhesive 31 are removed, which is extremely effective in stabilizing the bonding strength.

【0019】図3中には示していないが、圧電変換板3
0とベース部材14との接合に於いて、接着剤31の中
に導電性粒子が混練してあり、機械的接合と電気的接合
とを同時に得ている。
Although not shown in FIG. 3, the piezoelectric conversion plate 3
At the time of joining the base member 14 to the base member 14, conductive particles are kneaded in the adhesive 31, so that mechanical joining and electric joining are simultaneously obtained.

【0020】この様に一体的に構成された板材32を、
高速で回転する回転砥石刃34や高速で走行する金属ワ
イヤーなどを用いて溝入れ加工をし、圧電変換器モジュ
ール33にする。ベース部材14の表面まで到達するス
リットを、所定の間隔で入れると、一端がベース部材1
4に固定され、他端が自由端となる片持ち梁状の圧電変
換器10が複数形成される(図3(b))。
The plate 32 integrally formed as described above is
Groove processing is performed using a rotating grindstone blade 34 that rotates at a high speed or a metal wire that runs at a high speed to form a piezoelectric converter module 33. When a slit reaching the surface of the base member 14 is inserted at a predetermined interval, one end of the slit is
4 and a plurality of cantilever-shaped piezoelectric transducers 10 whose other ends are free ends are formed (FIG. 3B).

【0021】このように構成された圧電変換器モジュー
ル33と前述の溶液35aとを圧力容器36に収容し
て、圧力容器36内を減圧し、平衡圧状態となった段階
で圧電変換器10をPVDF含有溶液35aに浸潰す
る。そして、圧力容器36を大気に開放して大気圧によ
り圧電変換器10の空孔をPVDF含有溶液35aで封
孔し、また表面をPVDF含有溶液35aで被覆をする
(図3(c))。
The piezoelectric converter module 33 thus configured and the above-mentioned solution 35a are accommodated in a pressure vessel 36, and the pressure in the pressure vessel 36 is reduced. Immerse in the PVDF-containing solution 35a. Then, the pressure vessel 36 is opened to the atmosphere, the pores of the piezoelectric transducer 10 are sealed with the PVDF-containing solution 35a by the atmospheric pressure, and the surface is coated with the PVDF-containing solution 35a (FIG. 3C).

【0022】特に焼結により発生した圧電変換器10の
空孔にPVDF含有溶液35aを浸透させる必要上、P
VDF含有溶液35aの粘度は高くとも500〔m・Pa
・s〕以下、好ましくは100〔m・Pa・s〕以下に調整
する。より好ましくは20〔m・Pa・s〕以下とする。浸
潰方法としては、上述の方法法の他に、圧電変換器10
をPVDF含有溶液35aに浸漬した後に減圧処理して
もよい。この場合には好ましくは、減圧状態から一転し
て、加圧状態に移ると、圧電変換器10が濡れにくい状
態であっても、微細な空孔にまで確実にPVDF含有溶
液35aが浸透して確実に封孔がなされる。なお、圧力
操作をせずに大気圧のみで浸漬する方法も可能ではある
が、PVDF含有溶液35aを自然に浸透させる関係
上、圧電変換器の密度が低い場合や、PVDF含有溶液
35aに対する濡れ性が高い場合、さらにはPVDF含
有溶液35aの粘度が極めて低い場合に限られる。
In particular, since it is necessary to infiltrate the pores of the piezoelectric transducer 10 generated by sintering with the PVDF-containing solution 35a, P
The viscosity of the VDF-containing solution 35a is at most 500 [m · Pa
S] or less, preferably 100 [m · Pa · s] or less. More preferably, it is 20 [m · Pa · s] or less. As the immersion method, in addition to the above-described method, the piezoelectric transducer 10
May be subjected to a reduced pressure treatment after immersion in the PVDF-containing solution 35a. In this case, preferably, when the state changes from the depressurized state to the pressurized state, the PVDF-containing solution 35a surely penetrates into the fine pores even if the piezoelectric transducer 10 is hardly wet. Sealing is ensured. In addition, although a method of immersing only at atmospheric pressure without performing a pressure operation is also possible, the density of the piezoelectric transducer is low due to the natural penetration of the PVDF-containing solution 35a and the wettability to the PVDF-containing solution 35a. Is high, and only when the viscosity of the PVDF-containing solution 35a is extremely low.

【0023】前述の工程でPVDF含有溶液35aを含
浸させた圧電変換器モジュール33を、徐徐に加熱して
充填されているPVDF含有溶液35aの溶剤37を揮
発させ、圧電変換器10の表面にPVDF樹脂16の膜
を形成する(図3(d))。
The piezoelectric converter module 33 impregnated with the PVDF-containing solution 35a in the above-described process is gradually heated to evaporate the solvent 37 of the filled PVDF-containing solution 35a, and the PVDF A film of the resin 16 is formed (FIG. 3D).

【0024】次に、脱気処理をしたPVDF含有溶液3
5bに、前述の圧電変換器モジュール33を浸漬し、引
き上げた後に加熱乾燥してPVDF樹脂16の膜を形成
する(図3(e)、(f))。
Next, the degassed PVDF-containing solution 3
The piezoelectric transducer module 33 described above is immersed in 5b, pulled up, heated and dried to form a PVDF resin 16 film (FIGS. 3E and 3F).

【0025】そして、圧電変換器モジュール33をPV
DF含有溶液35bに浸漬し、加熱乾燥とを交互に複数
回繰返すと、溶剤37の揮発に起因するピンホールなど
の塗膜欠陥が無くなり圧電変換器10全体のガス遮断性
が向上する。
Then, the piezoelectric transducer module 33 is connected to the PV
When immersion in the DF-containing solution 35b and heating and drying are alternately repeated a plurality of times, coating film defects such as pinholes due to volatilization of the solvent 37 are eliminated, and the gas barrier properties of the entire piezoelectric transducer 10 is improved.

【0026】そして、第2の工程で使用するPVDF含
有溶液35bの固形分濃度を、第1の工程で使用するP
VDF含有溶液35aよりも高くしておくと、第1の工
程でのPVDF含有溶液35aによる被覆で生じたピン
ホールなどの圧電変換器10の表面上の塗膜欠陥を確実
に修復できる。
Then, the solid concentration of the PVDF-containing solution 35b used in the second step is adjusted to the P concentration used in the first step.
When the height is set higher than the VDF-containing solution 35a, coating film defects on the surface of the piezoelectric transducer 10 such as pinholes generated by coating with the PVDF-containing solution 35a in the first step can be surely repaired.

【0027】圧電変換器10の外部との遮断は、圧電変
換器10の電気絶縁抵抗劣化の防止や振動特性の安定性
などの信頼性向上に重要であり、且つ従来の方法では得
ることが困難であった。これに対し、本実施例によれ
ば、主鎖に炭素鎖を持ち、側鎖にフッ素の結合を持つポ
リマーを含有する電気絶縁性物質16を、圧電変換器1
0の表面と空孔とに形成することによって、圧電変換器
10の信頼性を向上させることができた。
Blocking the piezoelectric transducer 10 from the outside is important for preventing the electrical insulation resistance of the piezoelectric transducer 10 from deteriorating and improving reliability such as stability of vibration characteristics, and is difficult to obtain by the conventional method. Met. On the other hand, according to the present embodiment, the electric insulating substance 16 containing a polymer having a carbon chain in the main chain and a fluorine bond in the side chain is used for the piezoelectric transducer 1.
The reliability of the piezoelectric transducer 10 could be improved by forming it on the surface of 0 and the holes.

【0028】さらに、前記ポリマーを含有する溶液35
aを、先ず充填、固化させた後に、前記ポリマーを含有
する溶液35bに浸漬、固化することにより、前記ポリ
マーを含有する電気絶縁性物質16のピンホールなどの
塗膜欠陥部分を補完被覆することができるため、吸水
性、ガス遮断性に極めて優れた圧電変換器10の保護層
が形成できる。
Furthermore, a solution 35 containing the polymer
a is first filled and solidified, and then immersed in a solution 35b containing the polymer and solidified, thereby complementarily covering a coating defect portion such as a pinhole of the electrically insulating substance 16 containing the polymer. Therefore, a protective layer of the piezoelectric transducer 10 having extremely excellent water absorption and gas barrier properties can be formed.

【0029】本実施例では、PVDFを含有する物質を
溶液にして用いたが、溶液に限らず、ディスパージョ
ン、粉体、オルガノゾル、或いは熱溶解によっても可能
である。又、アクリル系、エポキシ系、シリコーン系、
ウレタン系、フェノール系樹脂などの主鎖に炭素鎖を持
ち、側鎖にフッ素を持つ物質を用いることもできる。
In this embodiment, the substance containing PVDF is used in the form of a solution. However, the present invention is not limited to the solution, and it is also possible to use dispersion, powder, organosol, or thermal dissolution. Also, acrylic, epoxy, silicone,
A substance having a carbon chain in the main chain and having fluorine in a side chain, such as a urethane-based or phenol-based resin, can also be used.

【0030】なお、上述の実施例では、主鎖に炭素鎖を
持ち、側鎖にフッ素を持ったポリマーとして、フッ化ビ
ニリデン重合体を用いているが、四フッ化エチレン重合
体(PTFE)系やフルオロエチレンビニルエーテル共
重合体(FEVE)系、三フッ化塩化エチレン共重合体
(PCTFE)系、フッ化ビニル重合体(PVF)系、
四フッ化エチレン・エチレン共重合体(ETFE)系、
四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン共重合体(FE
P)系、四フッ化エチレン・バーフルオロアルキルビニ
ルエーテル共重合体(PFA)系、三フッ化塩化エチレ
ン・エチレン共重合体(ECTFE)系等の物質を用い
ることができる。
In the above-described embodiment, a vinylidene fluoride polymer is used as a polymer having a carbon chain in the main chain and fluorine in the side chain. However, a tetrafluoroethylene polymer (PTFE) -based polymer is used. Or fluoroethylene vinyl ether copolymer (FEVE), ethylene trifluorochloride copolymer (PCTFE), vinyl fluoride polymer (PVF),
Ethylene tetrafluoride / ethylene copolymer (ETFE),
Ethylene tetrafluoride / propylene hexafluoride copolymer (FE
P) -based materials, ethylene tetrafluoride / verfluoroalkylvinyl ether copolymer (PFA) -based materials, and ethylene trifluoride-ethylene / ethylene copolymer (ECTFE) -based materials can be used.

【0031】フッ化ビニリデンと三フッ化塩化エチレン
との共重合体、フッ化ビニリデンと六フッ化プロピレン
との共重合体、四フッ化エチレンとプロピレンとの共重
合体、フッ化ビニリデンと四フッ化エチレンとの共重合
体は、ヤング率が107〔N/m〕以下のゴム状弾性を有する
物質であるため、圧電変換器10の振動特性に対する影
響が少ないため、塗膜の厚さの厳密な管理が不要となり
処理工程を簡素化することができる。
A copolymer of vinylidene fluoride and ethylene trifluoride chloride, a copolymer of vinylidene fluoride and propylene hexafluoride, a copolymer of ethylene tetrafluoride and propylene, and a copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene Since the copolymer with ethylene fluoride is a substance having a rubber-like elasticity having a Young's modulus of 10 7 [N / m] or less, the influence on the vibration characteristics of the piezoelectric transducer 10 is small. Strict management is not required, and the processing steps can be simplified.

【0032】主鎖に炭素鎖を持ち、側鎖にフッ素を持つ
ポリマーを含有する物質は、耐熱性、耐薬品性、電気絶
縁性、耐電圧性に優れている。中でも吸水性やガス透過
性が極めて低いという特徴を有しているので、圧電変換
器10の表面と空孔とへ形成することで、湿気や温度等
に起因する電気的破壊を確実に防止することができる。
なお、上述の実施例においては軸方向に伸長する圧電変
換器について説明したが、積層型のバイモルフ型、ユニ
モルフ型による構造の圧電変換器に適用しても同等の効
果を奏することは明らかである。
A substance containing a polymer having a carbon chain in the main chain and fluorine in the side chain is excellent in heat resistance, chemical resistance, electric insulation, and voltage resistance. Above all, it has a feature that water absorption and gas permeability are extremely low. Therefore, by forming it on the surface of the piezoelectric transducer 10 and the pores, it is possible to reliably prevent electric breakdown due to moisture, temperature, and the like. be able to.
In the above-described embodiment, the piezoelectric transducer extending in the axial direction has been described. However, it is apparent that the same effect can be obtained by applying the present invention to a piezoelectric transducer having a laminated bimorph type or unimorph type structure. .

【0033】[0033]

【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、焼成により発生した空孔に含浸された主鎖に炭素鎖
を持ち、側鎖にフッ素を持つポリマーを含有する電気絶
縁性物質と、また表面に塗布された主鎖に炭素鎖を持
ち、側鎖にフッ素を持つポリマーを含有する電気絶縁性
物質とにより、圧電変換器が高い気体封止性を有するか
ら、圧電材料が電気絶縁破壊されるのを防止して、振動
特性を長期間安定させて、信頼性の高いインクジェット
ヘッドを得ることができる。
As described above, according to the present invention, an electric insulating material containing a polymer having a carbon chain in a main chain impregnated in pores generated by firing and having a fluorine in a side chain, In addition, since the piezoelectric transducer has a high gas-sealing property due to an electrically insulating substance containing a polymer having a carbon chain in the main chain and fluorine in the side chain applied to the surface, the piezoelectric material has electrical insulation breakdown Vibration
Characteristics can be stabilized for a long time, and a highly reliable inkjet head can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるインクジェットヘッドの要部の断
面斜視図である。
FIG. 1 is a sectional perspective view of a main part of an ink jet head according to the present invention.

【図2】本発明によるインクジェットヘッドの構造を示
す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a structure of an inkjet head according to the present invention.

【図3】(a)〜(f)は、本発明の製造方法の一実施
例を示す製造工程図である。
FIGS. 3A to 3F are manufacturing process diagrams showing one embodiment of the manufacturing method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 圧電変換器 11 圧電体 12a、b 内部電極 13a、b 外部電極 14 ベース部材 15 ベース電極 16 PVDFを含有する電気絶縁性物質 20 インク 21 ノズルプレート、 22 ノズル開口 23a、b フレームa、b 24 弾性板 25 突起 26 フレームb 27 フレキシブル基板 30 圧電変換板 31 接着剤 32 圧電変換板とベース部材とを一体化した板材 33 圧電変換器モジュール 34 回転砥石刃 35a PVDFを含有した低粘度溶液 35b PVDFを含有した固形分濃度の高い溶液 36 圧力容器 37 溶剤 38 保護テープ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Piezoelectric transducer 11 Piezoelectric body 12a, b Internal electrode 13a, b External electrode 14 Base member 15 Base electrode 16 Electric insulating material containing PVDF 20 Ink 21 Nozzle plate, 22 Nozzle opening 23a, b Frame a, b 24 Elasticity Plate 25 Projection 26 Frame b 27 Flexible substrate 30 Piezoelectric conversion plate 31 Adhesive 32 Plate material integrating piezoelectric conversion plate and base member 33 Piezoelectric converter module 34 Rotating wheel blade 35a Low-viscosity solution containing PVDF 35b Contains PVDF Solution with high solids concentration 36 Pressure vessel 37 Solvent 38 Protective tape

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/16 B41J 2/295 H01L 41/08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/16 B41J 2/295 H01L 41/08

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 記録媒体に対向するように配設されたノ
ズル開口を有するノズル形成部材と、このノズル形成部
材の背後に配置された圧電変換器とを有し、ノズル形成
部材と圧電変換器との間にインクが充たされる如く構成
されたインクジェットヘッドにおいて、 前記圧電変換器を構成する圧電材料の表面、及び空孔に
主鎖に炭素鎖を持ち、側鎖にフッ素を持つポリマーを含
有する電気絶縁性物質を含浸、固化したインクジェット
ヘッド。
1. A nozzle forming member having a nozzle opening disposed to face a recording medium, and a piezoelectric converter disposed behind the nozzle forming member, wherein the nozzle forming member and the piezoelectric converter are provided. An ink jet head configured so as to be filled with ink between the surface of the piezoelectric material constituting the piezoelectric transducer, and a polymer having a carbon chain in a main chain in pores and a fluorine in a side chain. An inkjet head impregnated with an electrically insulating material and solidified .
【請求項2】 粘度が500〔m・Pa・s〕以下で、かつ
主鎖に炭素鎖を持ち、側鎖にフッ素を持つポリマーを含
有する第1の物質に圧電変換器を浸漬、固化して前記圧
電変換器を構成する圧電材料に前記ポリマーを含有する
電気絶縁性物質を形成する第1工程と、 第1工程により電気絶縁性物質が形成された前記圧電変
換器に、主鎖に炭素鎖を持ち、側鎖にフッ素を持つポリ
マーを第1の物質よりも高い濃度で含有する第2の物質
を塗布、固化する第2工程と、からなるインクジェット
ヘッドの製造方法。
2. A piezoelectric transducer is immersed and solidified in a first substance having a viscosity of 500 [m · Pa · s] or less, a polymer having a carbon chain in a main chain and a fluorine in a side chain. The pressure
A first step of forming an electric insulating material containing the polymer on a piezoelectric material constituting the electric converter ; and a carbon chain as a main chain in the piezoelectric converter in which the electric insulating material is formed by the first step. Poly that has fluorine in the side chain
A second step of applying and solidifying a second substance containing a polymer at a higher concentration than the first substance.
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