JP4947133B2 - Method for manufacturing droplet discharge head - Google Patents
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Description
本発明は、液滴吐出ヘッドの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a droplet discharge head.
例えば、インクジェットプリンタ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）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。
ところで、このような液滴吐出ヘッドは、ノズルが形成されたノズルプレートと、インク室を画成する基板との間を、接着剤で接着することによって組み立てられている。
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 are provided. What you have 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.
By the way, such a droplet discharge head is assembled by adhering between a nozzle plate in which nozzles are formed and a substrate defining an ink chamber with an adhesive.
しかしながら、ノズルプレートと基板との間に接着剤を供給する際に、接着剤の供給量を厳密に制御することは極めて困難である。このため、供給する接着剤の量を均一にすることができず、ノズルプレートと基板との距離が不均一になる。これにより、液滴吐出ヘッド内に複数個設けられたインク室のそれぞれの容積が不均一になったり、液滴吐出ヘッド毎でインク室の容積が不均一になってしまう。また、液滴吐出ヘッドと印刷用紙等の印字媒体との間の距離が不均一になる。さらに、接合箇所から接着剤がはみ出してしまうおそれがある。このような問題により、液滴吐出ヘッドの寸法精度が低下し、インクジェットプリンタの印字の品位が低下することとなる。
また、接着剤は、インク室に貯留されたインクに長期間曝される。このように接着剤がインクに曝されると、インク中の有機成分によって、接着剤に変質・劣化が生じる。このため、インク室の液密性が低下したり、接着剤中の成分がインクに溶出したりするおそれがある。
However, when supplying the adhesive between the nozzle plate and the substrate, it is extremely difficult to strictly control the supply amount of the adhesive. For this reason, the amount of the adhesive to be supplied cannot be made uniform, and the distance between the nozzle plate and the substrate becomes non-uniform. As a result, the volumes of the plurality of ink chambers provided in the droplet discharge heads become non-uniform, or the volumes of the ink chambers become non-uniform for each droplet discharge head. Further, the distance between the droplet discharge head and the print medium such as print paper becomes non-uniform. Furthermore, there is a possibility that the adhesive protrudes from the joint location. Due to such a problem, the dimensional accuracy of the droplet discharge head is lowered, and the printing quality of the ink jet printer is lowered.
Further, the adhesive is exposed to ink stored in the ink chamber for a long time. When the adhesive is exposed to the ink in this manner, the adhesive is altered or deteriorated by the organic component in the ink. For this reason, there is a possibility that the liquid tightness of the ink chamber may be lowered, or components in the adhesive may be eluted into the ink.
一方、液滴吐出ヘッドを構成する各部を、固体接合法によって接合する方法も知られている。
固体接合は、接着剤等の接着層を介在させることなく、部材同士を直接接合する方法であり、例えば、拡散接合法、シリコン直接接合法、陽極接合法等の方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
On the other hand, there is also known a method of joining the respective parts constituting the droplet discharge head by a solid joining method.
Solid bonding is a method of directly bonding members without interposing an adhesive layer such as an adhesive. For example, methods such as diffusion bonding, silicon direct bonding, and anodic bonding are known (for example, , See Patent Document 1).
ところが、固体接合には、
・接合可能な部材の材質が限られる
・接合プロセスにおいて高温（例えば、７００〜８００℃程度）での熱処理を伴う
・接合プロセスにおける雰囲気が減圧雰囲気に限られる
・一部の領域を部分的に接合することができない
といった問題がある。
However, for solid bonding,
・ Materials of members that can be joined are limited. ・ The joining process involves heat treatment at a high temperature (for example, about 700 to 800.degree. C.). ・ The atmosphere in the joining process is limited to a reduced pressure atmosphere. There is a problem that can not be done.
本発明の目的は、寸法精度および耐薬品性に優れ、長期間にわたって高品位の印字が可能な信頼性の高い液滴吐出ヘッドを容易に製造することができる液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a droplet discharge head that can easily manufacture a highly reliable droplet discharge head that has excellent dimensional accuracy and chemical resistance and can perform high-quality printing over a long period of time. There is to do.
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、基板と、前記基板の一の面に設けられ、ノズル孔を備えるノズルプレートと、前記基板の他の面に設けられた封止板とを有し、前記基板と前記ノズルプレート、および前記基板と前記封止板がシリコーン材料を含有する接合膜を介して接合されてなり、吐出液を貯留する吐出液貯留室を内部に有しており、前記吐出液を前記ノズル孔から液滴として吐出するよう構成された液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記ノズルプレート、前記基板、および前記封止板の、前記接合膜を介して接合する接合領域のうち一部の領域を、接着剤で固定する工程と、
前記接合領域の前記吐出液貯留室に臨む部分に前記液状材料を浸透させ、液状の前記シリコーン材料の被膜を形成し、乾燥して接合膜を形成する工程と、
前記接合膜にエネルギーを付与して前記ノズルプレート、前記基板、および前記封止板を接合する工程と、を有し、
前記シリコーン材料は、その末端部では下記一般式（１）で表わされる構造単位を有し、連結部では下記一般式（２）で表わされる構造単位を有し、また、分枝部では下記一般式（３）で表わされる構造単位を備えるポリオルガノシロキサン骨格を有する化合物で構成されたものであることを特徴とする。
Method for manufacturing a droplet discharge head of the present invention includes a base plate, provided on one surface of the pre-Symbol substrate, Roh nozzle a nozzle plate provided with a hole, before Symbol sealing plate provided on the other surface of the substrate The substrate and the nozzle plate , and the substrate and the sealing plate are bonded via a bonding film containing a silicone material, and have a discharge liquid storage chamber for storing the discharge liquid therein. A method of manufacturing a droplet discharge head configured to discharge the discharge liquid as droplets from the nozzle hole,
Fixing a part of the bonding region of the nozzle plate, the substrate, and the sealing plate to be bonded via the bonding film with an adhesive;
Infiltrating the liquid material into a portion of the bonding region facing the discharge liquid storage chamber, forming a liquid film of the silicone material, and drying to form a bonding film;
And applying energy to the bonding film to bond the nozzle plate, the substrate, and the sealing plate,
The silicone material has a structural unit represented by the following general formula (1) at the terminal portion, a structural unit represented by the following general formula (2) at the connecting portion, and the following general unit at the branch portion. It is comprised by the compound which has a polyorganosiloxane frame | skeleton provided with the structural unit represented by Formula (3), It is characterized by the above-mentioned.
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法では、前記液滴吐出ヘッドは、その内部に、前記吐出液貯留室と連通したリザーバーをさらに有しており、
前記一部の領域は、前記接合領域であって前記吐出液貯留室および前記リザーバーに臨まない領域であることが好ましい。
In the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, the droplet discharge head further includes a reservoir in communication with the discharge liquid storage chamber.
The partial region is preferably a region that is the junction region and does not face the discharge liquid storage chamber and the reservoir.
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法では、前記基板、ノズルプレートおよび封止板の前記接合膜と接触する面に、前記接合膜との密着性を高める表面処理を施すことが好ましい。
これにより、基板、ノズルプレートおよび封止板の各部材と接合膜との接合強度をより高めることができる。
In the method for manufacturing the droplet-discharging head of the present invention, the substrate, the surface in contact with the bonding film of the nozzle plate and the sealing plate is preferably subjected to a surface treatment for increasing the adhesion between the bonding film.
Thereby, the joint strength of each member of a board | substrate, a nozzle plate, and a sealing plate, and a joining film can be raised more.
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法では、前記表面処理は、プラズマ処理または紫外線照射処理であることが好ましい。
これにより、接合膜を形成するために、各部材の表面を特に最適化することができる。
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法では、前記エネルギーの付与は、前記接合膜にエネルギー線を照射する方法により行われることが好ましい。
これにより、接合膜に対して比較的簡単に効率よくエネルギーを付与することができる。
In the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, the surface treatment is preferably a plasma treatment or an ultraviolet irradiation treatment.
Thereby, in order to form a joining film | membrane, the surface of each member can be optimized especially.
In the method for manufacturing a droplet discharge head of the present invention, it is preferable that the energy is applied by a method of irradiating the bonding film with energy rays.
Thereby, energy can be imparted to the bonding film relatively easily and efficiently.
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法では、さらに、前記基板と前記ノズルプレートとの間および前記基板と前記封止板との間のうちの少なくとも一方を、前記接合膜を介して接合させた後に、前記接合膜に対して接合強度を高める処理を行う工程を有することが好ましい。
これにより、基板、ノズルプレートおよび封止板の各部材を接合してなる接合体の接合強度のさらなる向上を図ることができる。
In the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention, at least one of the substrate and the nozzle plate and the substrate and the sealing plate are bonded via the bonding film. It is preferable to include a step of performing a process of increasing the bonding strength on the bonding film later.
Thereby, the joint strength of the joined body formed by joining the members of the substrate, the nozzle plate, and the sealing plate can be further improved.
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法では、前記接合強度を高める処理を行う工程は、前記接合膜を加熱する方法および前記接合膜に圧縮力を付与する方法のうちの少なくとも１つの方法により行われることが好ましい。
これにより、基板、ノズルプレートおよび封止板の各部材を接合してなる接合体の接合強度のさらなる向上を容易に図ることができる。
In the method for manufacturing a droplet discharge head of the present invention, the step of increasing the bonding strength is performed by at least one of a method of heating the bonding film and a method of applying a compressive force to the bonding film. Are preferred.
Thereby, the joint strength of the joined body formed by joining the members of the substrate, the nozzle plate, and the sealing plate can be easily further improved.
以下、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法を、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＞
≪第１実施形態≫
まず、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法により製造された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の第１実施形態について説明する。
Hereinafter, a method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention will be described in detail based on a preferred embodiment shown in the accompanying drawings.
<Inkjet recording head>
<< First Embodiment >>
First, a description will be given of a first embodiment in which a droplet discharge head manufactured by a method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention is applied to an ink jet recording head.
図１は、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法により製造された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の第１実施形態を示す分解斜視図、図２は、図１に示すインクジェット式記録ヘッドの断面図、図３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および図２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」という。）は、図３に示すようなインクジェットプリンタ（液滴吐出装置）９に搭載されている。
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a first embodiment when a droplet discharge head manufactured by the method of manufacturing a droplet discharge head according to the present invention is applied to an ink jet recording head, and FIG. 2 is a view shown in FIG. FIG. 3 is a schematic view showing an embodiment of an ink jet printer including the ink jet recording head shown in FIG. In the following description, the upper side in FIGS. 1 and 2 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
Ink jet recording head 1 (hereinafter, simply referred to as "head 1".) Shown in FIG. 1 is installed in an inkjet printer (droplet ejection apparatus) 9 as shown in FIG.
図３に示すインクジェットプリンタ９は、装置本体９２を備えており、上部後方に記録用紙Ｐを設置するトレイ９２１と、下部前方に記録用紙Ｐを排出する排紙口９２２と、上部面に操作パネル９７とが設けられている。
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
The
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
Under the control of the
印刷装置９４は、ヘッドユニット９３と、ヘッドユニット９３の駆動源となるキャリッジモータ９４１と、キャリッジモータ９４１の回転を受けて、ヘッドユニット９３を往復動させる往復動機構９４２とを備えている。
ヘッドユニット９３は、その下部に、多数のノズル孔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
The
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。
The
キャリッジ９３２は、キャリッジガイド軸９４３に往復動自在に支持されるとともに、タイミングベルト９４４の一部に固定されている。
キャリッジモータ９４１の作動により、プーリを介してタイミングベルト９４４を正逆走行させると、キャリッジガイド軸９４３に案内されて、ヘッドユニット９３が往復動する。そして、この往復動の際に、ヘッド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
When the
給紙装置９５は、その駆動源となる給紙モータ９５１と、給紙モータ９５１の作動により回転する給紙ローラ９５２とを有している。
給紙ローラ９５２は、記録用紙Ｐの送り経路（記録用紙Ｐ）を挟んで上下に対向する従動ローラ９５２ａと駆動ローラ９５２ｂとで構成され、駆動ローラ９５２ｂは給紙モータ９５１に連結されている。これにより、給紙ローラ９５２は、トレイ９２１に設置した多数枚の記録用紙Ｐを、印刷装置９４に向かって１枚ずつ送り込めるようになっている。なお、トレイ９２１に代えて、記録用紙Ｐを収容する給紙カセットを着脱自在に装着し得るような構成であってもよい。
The
The
制御部９６は、例えばパーソナルコンピュータやディジタルカメラ等のホストコンピュータから入力された印刷データに基づいて、印刷装置９４や給紙装置９５等を制御することにより印刷を行うものである。
制御部９６は、いずれも図示しないが、主に、各部を制御する制御プログラム等を記憶するメモリ、印刷装置９４（キャリッジモータ９４１）を駆動する駆動回路、給紙装置９５（給紙モータ９５１）を駆動する駆動回路、および、ホストコンピュータからの印刷データを入手する通信回路と、これらに電気的に接続され、各部での各種制御を行うＣＰＵとを備えている。
The
Although not shown, the
また、ＣＰＵには、例えば、インクカートリッジ９３１のインク残量、ヘッドユニット９３の位置等を検出可能な各種センサ等が、それぞれ電気的に接続されている。
制御部９６は、通信回路を介して、印刷データを入手してメモリに格納する。ＣＰＵは、この印刷データを処理して、この処理データおよび各種センサからの入力データに基づいて、各駆動回路に駆動信号を出力する。この駆動信号により印刷装置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。
Further, for example, various sensors that can detect the remaining ink amount of the
The
以下、ヘッド１について、図１および図２を参照しつつ詳述する。
図１および図２に示すように、ヘッド１は、ノズルプレート１０と、吐出液貯留室形成基板（基板）２０と、封止シート３０と、封止シート３０上に設けられた振動板４０と、振動板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とを有する。また、本実施形態では、封止シート３０と振動板４０との積層体により、封止板を構成している。なお、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 FIGS. 1 and 2.
As shown in FIGS. 1 and 2, the head 1 includes a
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と、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吐出液供給室２２とが形成されている。
図１および図２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。
A discharge liquid storage chamber forming substrate 20 (hereinafter referred to as “
As shown in FIGS. 1 and 2, each of the discharge
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として、櫛状をなしている。
なお、吐出液供給室２２は、平面視において、本実施形態のように長方形状のものの他、例えば、台形状、三角形状または俵形状（カプセル形状）のものであってもよい。
Further, each discharge
In addition, the discharge
基板２０を構成する材料としては、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、チタン、アルミニウムのような金属材料、石英ガラス、ケイ酸ガラス（石英ガラス）、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、カリ石灰ガラス、鉛（アルカリ）ガラス、バリウムガラス、ホウケイ酸ガラスのようなガラス材料、アルミナ、ジルコニア、フェライト、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化チタン、炭化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、炭化タングステン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、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等のポリオレフィン、環状ポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリカーボネート、ポリ−（４−メチルペンテン−１）、アイオノマー、アクリル系樹脂、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオキシメチレン、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリシクロヘキサンテレフタレート（ＰＣＴ）等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルイミド、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレンオキシド、変性ポリフェニレンオキシド、変性ポリフェニレンエーテル樹脂（ＰＢＯ）、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアリレート、芳香族ポリエステル（液晶ポリマー）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂、スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリブタジエン系、トランスポリイソプレン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、アラミド系樹脂、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂、ポリウレタン等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等の樹脂材料、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。 Examples of the material constituting the substrate 20 include silicon materials such as single crystal silicon, polycrystalline silicon, and amorphous silicon, metal materials such as stainless steel, titanium, and aluminum, quartz glass, silicate glass (quartz glass), Glass materials such as alkali silicate glass, soda lime glass, potash lime glass, lead (alkali) glass, barium glass, borosilicate glass, alumina, zirconia, ferrite, silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, titanium nitride, carbonized Ceramic materials such as silicon, boron carbide, titanium carbide, tungsten carbide, carbon materials such as graphite, polyolefins such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), cyclic polyolefin , Modified polyolefin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, polyimide, polyamideimide, polycarbonate, poly- (4-methylpentene-1), ionomer, acrylic resin, polymethyl methacrylate, acrylonitrile-butadiene-styrene Polymer (ABS resin), acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin), butadiene-styrene copolymer, polyoxymethylene, polyvinyl alcohol (PVA), ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), polyethylene terephthalate (PET) ), Polyethylene naphthalate, polybutylene terephthalate (PBT), polycyclohexane terephthalate (PCT) and other polyesters, polyethers, polyether ketones (PEK) , Polyether ether ketone (PEEK), polyether imide, polyacetal (POM), polyphenylene oxide, modified polyphenylene oxide, modified polyphenylene ether resin (PBO), polysulfone, polyether sulfone, polyphenylene sulfide (PPS), polyarylate, fragrance Group polyester (liquid crystal polymer), polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, other fluorine resins, styrene, polyolefin, polyvinyl chloride, polyurethane, polyester, polyamide, polybutadiene, trans polyisoprene, fluorine Various thermoplastic elastomers such as rubber and chlorinated polyethylene, epoxy resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, aramid resin, unsaturated poly Examples thereof include ester, silicone resin, polyurethane and the like, or resin materials such as copolymers, blends and polymer alloys mainly composed of these, or composite materials obtained by combining one or more of these materials.
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。
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。
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.
Among these, the constituent material of the
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７０の一部を構成する。
また、吐出液貯留室２１と吐出液供給室２２との内面に、あらかじめ、親水処理を施しておいてもよい。これにより、吐出液貯留室２１および吐出液供給室２２に貯留されたインク中に気泡が含まれるのを防止することができる。
Further, the discharge
Further, the inner surfaces of the discharge
また、基板２０の下面（封止シート３０と反対側の面）には、接合膜１５を介して、ノズルプレート１０が接合（接着）されている。
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、この接合膜１５、および、接合膜１５を用いて基板２０とノズルプレート１０とを接合する方法に特徴を有するものである。
この接合膜１５は、シリコーン材料を含有する液状材料を、乾燥させてなるものである。
The
The manufacturing method of the droplet discharge head of the present invention is characterized by the
The
そして、この接合膜１５にエネルギーを付与すると、この接合膜１５では、表面（ノズルプレート１０に臨む面）付近の分子結合の一部が切断され、表面が活性化されることに起因して、接合膜１５に接着性が発現する。この接着性によって、基板２０とノズルプレート１０とを接合している。
なお、接合膜１５については、後に詳述する。
Then, when energy is applied to the
The
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に、吐出液貯留室２１に貯留されたインクを押し出させることにより、インクを液滴として吐出することができる。
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と、基板２０および封止シート３０とにより、各吐出液貯留室２１や吐出液供給室２２を画成している。
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。
Nozzle holes 11 are formed (perforated) in the
Further, the
Examples of the material constituting the
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。
Among these, it is preferable that the constituent material of the
なお、ノズルプレート１０の構成材料は、線膨張係数が３００℃以下で２．５〜４．５［×１０-6／℃］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、０．０１〜１ｍｍ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、撥液膜（図示せず）が設けられる。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
The thickness of the
Further, a liquid repellent film (not shown) is provided on the lower surface of the
このような撥液膜の構成材料としては、例えば、撥液性を示す官能基を有するカップリング剤や、撥液性の樹脂材料等が挙げられる。
カップリング剤としては、例えば、シラン系カップリング剤、チタン系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤、ジルコニウム系カップリング剤、有機リン酸系カップリング剤、シリルパーオキサイド系カップリング剤等を用いることができる。
撥液性を示す官能基としては、例えば、フルオロアルキル基、アルキル基、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、メタクリロキシ基等が挙げられる。
Examples of the constituent material of the liquid repellent film include a coupling agent having a functional group exhibiting liquid repellency, a liquid repellant resin material, and the like.
As the coupling agent, for example, a silane coupling agent, a titanium coupling agent, an aluminum coupling agent, a zirconium coupling agent, an organic phosphate coupling agent, a silyl peroxide coupling agent, or the like is used. be able to.
Examples of the functional group exhibiting liquid repellency include a fluoroalkyl group, an alkyl group, a vinyl group, an epoxy group, a styryl group, and a methacryloxy group.
一方、撥液性の樹脂材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、パーフルオロエチレン−プロペン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）のようなフッ素系樹脂等が挙げられる。 On the other hand, examples of liquid repellent resin materials include polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), and perfluoro. Examples thereof include fluorine-based resins such as ethylene-propene copolymer (FEP) and ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE).
また、基板２０の上面には、接合膜２５を介して、封止シート３０が接合（接着）されている。
また、封止シート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、封止シート３０と、基板２０およびノズルプレート１０とにより、各吐出液貯留室２１や吐出液供給室２２を画成している。そして、封止シート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 sealing
Further, the sealing
封止シート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。
これらの中でも、封止シート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、封止シート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。
As a material constituting the sealing
Among these, the constituent material of the sealing
このような封止シート３０と基板２０とを接合する接合膜２５は、前述の接合膜１５と同じ接合機能（接着性）を有するものである。
すなわち、接合膜２５は、シリコーン材料を含有する液状材料を、乾燥させてなるものである。
そして、この接合膜２５にエネルギーを付与すると、この接合膜２５では、表面（封止シート３０に臨む面）付近の分子結合の一部が切断され、表面が活性化されることに起因して、接合膜２５に接着性が発現する。この接着性によって、基板２０と封止シート３０とを接合している。
なお、接合膜２５については、前述した接合膜１５とともに、後に詳述する。
封止シート３０の上面には、接合膜３５を介して、振動板４０が接合（接着）されている。
The
That is, the
When energy is applied to the
The
The
振動板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。そして、振動板４０が封止シート３０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、封止シート３０の変位、すなわち各吐出液貯留室２１の容積変化に確実に変換している。
As a material constituting the
これらの中でも、振動板４０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、高速で弾性変形することが可能である。このため、圧電素子５０が振動板４０を変位させることによって、吐出液貯留室２１の容積を高速に変化させることができる。その結果、インクを高精度に吐出することができる。
このような振動板４０と封止シート３０とを接合する接合膜３５は、封止シート３０と振動板４０とを接合または接着し得るものであれば、いかなる材料で構成されていてもよく、封止シート３０や振動板４０の各構成材料によって適宜選択されるが、例えば、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、ウレタン系接着剤のような接着剤、半田、ろう材等が挙げられる。
また、接合膜３５は必ずしも設けられていなくてもよく、省略してもよい。この場合、封止シート３０と振動板４０との間は、融着（溶接）、または、シリコン直接接合、陽極接合のような固体接合等の直接接合法によって接合（接着）することができる。
Among these, it is preferable that the constituent material of the
The
The
本実施形態では、接合膜３５が前述の接合膜１５と同じ接合機能（接着性）を有するものとする。
すなわち、接合膜３５は、シリコーン材料を含有する液状材料を、乾燥させてなるものである。
そして、この接合膜３５にエネルギーを付与すると、この接合膜３５では、表面（振動板４０に臨む面）付近の分子結合の一部が切断され、表面が活性化されることに起因して、接合膜３５に接着性が発現する。この接着性によって、封止シート３０と振動板４０とを接合している。
In the present embodiment, it is assumed that the
That is, the
Then, when energy is applied to the
なお、接合膜３５については、前述した接合膜１５および接合膜２５とともに、後に詳述する。
また、本実施形態では、封止シート３０と振動板４０とを積層してなる積層体により封止板を構成しているが、この封止板は、１層であってもよく、３層以上の層が積層してなる積層体で構成されていてもよい。
The
Moreover, in this embodiment, although the sealing board is comprised with the laminated body which laminates | stacks the sealing
なお、３層以上の層が積層してなる積層体によって封止板が構成されている場合、積層体中の層のうち、隣接する少なくとも１組の層間が接合膜３５で接合されたものであれば、積層体の寸法精度が高くなり、ひいては、ヘッド１の寸法精度を高めることができる。
振動板４０の上面の一部（図２では、振動板４０の上面の中央部付近）に、接合膜４５ａを介して、圧電素子（振動手段）５０が接合（接着）されている。
In the case where the sealing plate is constituted by a laminate in which three or more layers are laminated, at least one pair of adjacent layers among the layers in the laminate is joined by the
A piezoelectric element (vibrating means) 50 is bonded (adhered) to a part of the upper surface of the diaphragm 40 (in FIG. 2, near the center of the upper surface of the diaphragm 40) via a
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）。この歪みが振動板４０および封止シート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。このように、圧電素子５０が振動板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、振動板４０および封止シート３０の変位、ひいては、各吐出液貯留室２１の容積変化へと確実に変換することができる。
The
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、振動板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、振動板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、振動板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。
In addition, the stacking direction of the
圧電素子５０のうち、接合膜４５ａ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
As a material constituting the
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。
このような圧電素子５０と振動板４０とを接合する接合膜４５ａは、振動板４０と圧電素子５０とを接合または接着し得るものであれば、いかなる材料で構成されていてもよく、振動板４０や圧電素子５０の各構成材料によって適宜選択されるが、例えば、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、ウレタン系接着剤のような接着剤、半田、ろう材等が挙げられる。
また、接合膜４５ａは必ずしも設けられていなくてもよく、省略してもよい。この場合、振動板４０と圧電素子５０との間は、融着（溶接）、または、シリコン直接接合、陽極接合のような固体接合等の直接接合法によって接合（接着）することができる。
On the other hand, as a material constituting the
The
Further, the
本実施形態では、接合膜４５ａが前述の接合膜１５と同じ接合機能（接着性）を有するものとする。
すなわち、接合膜４５ａは、シリコーン材料を含有する液状材料を、乾燥させてなるものである。
そして、この接合膜４５ａにエネルギーを付与すると、この接合膜４５ａでは、表面（圧電素子５０に臨む面）付近の分子結合の一部が切断され、表面が活性化されることに起因して、接合膜４５ａに接着性が発現する。この接着性によって、振動板４０と圧電素子５０とを接合している。
In the present embodiment, it is assumed that the
That is, the
When energy is applied to the
なお、接合膜４５ａについては、前述した接合膜１５、接合膜２５および接合膜３５とともに、後に詳述する。
ここで、前述した振動板４０は、圧電素子５０に対応する位置を取り囲むように環状に形成された凹部５３を有している。すなわち、圧電素子５０に対応する位置では、振動板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。
なお、接合膜４５ａは、環状の凹部５３の内側に設けられている。
The
Here, the
Note that the
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、振動板４０の上面の一部には、接合膜４５ｂを介して、ケースヘッド６０が接合（接着）されている。このように、ケースヘッド６０が振動板４０と確実に接合されていることにより、ノズルプレート１０、基板２０、封止シート３０および振動板４０の積層体で構成された、いわゆるキャビティ部分を補強し、キャビティ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
Further, the
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
Among these, the constituent material of the
このようなケースヘッド６０と振動板４０とを接合する接合膜４５ｂは、振動板４０とケースヘッド６０とを接合または接着し得るものであれば、いかなる材料で構成されていてもよく、振動板４０やケースヘッド６０の各構成材料によって適宜選択されるが、例えば、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤、ウレタン系接着剤のような接着剤、半田、ろう材等が挙げられる。
また、接合膜４５ｂは必ずしも設けられていなくてもよく、省略してもよい。この場合、振動板４０とケースヘッド６０との間は、融着（溶接）、または、シリコン直接接合、陽極接合のような固体接合等の直接接合法によって接合（接着）することができる。
The
Further, the
本実施形態では、接合膜４５ｂが前述の接合膜１５と同じ接合機能（接着性）を有するものとする。
すなわち、接合膜４５ｂは、シリコーン材料を含有する液状材料を、乾燥させてなるものである。
そして、この接合膜４５ｂにエネルギーを付与すると、この接合膜４５ｂでは、表面（ケースヘッド６０に臨む面）付近の分子結合の一部が切断され、表面が活性化されることに起因して、接合膜４５ｂに接着性が発現する。この接着性によって、振動板４０とケースヘッド６０とを接合している。
In the present embodiment, the
That is, the
When energy is applied to the
なお、接合膜４５ｂについては、前述した接合膜１５、接合膜２５、接合膜３５および接合膜４５ａとともに、後に詳述する。
また、接合膜２５、封止シート３０、接合膜３５、振動板４０および接合膜４５ｂ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７０の一部を構成する。
The
Further, the
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振動板４０および封止シート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）。
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。
In such a head 1, after taking ink from an external discharge liquid supply means (not shown) and filling the interior from the
In this way, in the head 1, a voltage is applied to the
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、振動手段として圧電素子５０をヒータで代替した構成（サーマル方式）のヘッドであってもよい。このようなヘッドは、ヒータでインクを加熱して沸騰させ、それによって吐出液貯留室内の圧力を高めることにより、インクをノズル孔１１から液滴として吐出するよう構成されているものである。
The head 1 is not limited to the one having the configuration described above, and may be a head having a configuration (thermal method) in which the
さらに、振動手段のその他の例としては、静電アクチュエータ方式等が挙げられる。
なお、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、振動板４０および封止シート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。
また、各接合膜３５、４５ａ、４５ｂは、前述したようなシリコーン材料を含有する液状材料を乾燥させてなるものでなくてもよく、例えば、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤等の接着剤による接着や、固体接合による接合で代替されていてもよい。
Furthermore, other examples of the vibration means include an electrostatic actuator system.
Note that, as in the present embodiment, since the vibration means is configured by a piezoelectric element, the degree of bending generated in the
Further, each of the
次に、母材２０’上に、プラズマ重合法により、接合膜１５を作製する方法、およびこの方法を含むヘッド１を作製する方法について説明する。
図４ないし図７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４ないし図７中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
Next, a method for producing the
4 to 7 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. 4 to 7 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
本実施形態にかかるヘッド１の製造方法は、母材２０’上に接合膜２５を形成し、この接合膜２５を介して母材２０’と封止シート３０とを接合する工程と、封止シート３０上に接合膜３５を形成し、この接合膜３５を介して封止シート３０と振動板４０とを接合する工程と、接合膜２５、封止シート３０、接合膜３５および振動板４０の一部に貫通孔２３を形成するとともに、振動板４０の一部に凹部５３を形成する工程と、振動板４０上に接合膜４５ａを形成し、この接合膜４５ａを介して振動板４０と圧電素子５０とを接合する工程と、振動板４０上に接合膜４５ｂを形成し、この接合膜４５ｂを介して振動板４０とケースヘッド６０とを接合する工程と、母材２０’に対して加工を施し、基板２０を形成する工程と、基板２０の封止シート３０と反対側の面上に接合膜１５を形成し、この接合膜１５を介して基板２０とノズルプレート１０とを接合する工程とを有する。
The manufacturing method of the head 1 according to the present embodiment includes a step of forming a
以下、各工程について順次説明する。
［１］まず、基板２０を作製するための母材として、母材２０’を用意する。母材２０’は、後述する工程において加工を施すことにより、基板２０になり得るものである。
次に、図４（ａ）に示すように、母材２０’上に、接合膜２５を形成する。この接合膜２５の形成方法は、後述する接合膜１５の形成方法と同様である。
Hereinafter, each process will be described sequentially.
[1] First, a
Next, as shown in FIG. 4A, a
［２］次に、接合膜２５に対してエネルギーを付与する。これにより、接合膜２５に、封止シート３０との接着性が発現する。なお、接合膜２５に対するエネルギーの付与は、後述する接合膜１５に対するエネルギーの付与方法と同様の方法で行うことができる。
［３］次に、封止シート３０を用意する。そして、接着性が発現してなる接合膜２５と封止シート３０とが密着するように、母材２０’と封止シート３０とを貼り合わせる。これにより、図４（ｂ）に示すように、母材２０’と封止シート３０とが、接合膜２５を介して接合（接着）される。
[2] Next, energy is applied to the
[3] Next, the sealing
［４］次に、図４（ｃ）に示すように、封止シート３０上に、接合膜３５を形成する。この接合膜３５の形成方法は、後述する接合膜１５の形成方法と同様である。
［５］次に、接合膜３５に対してエネルギーを付与する。これにより、接合膜３５に、振動板４０との接着性が発現する。なお、接合膜３５に対するエネルギーの付与は、後述する接合膜１５に対するエネルギーの付与方法と同様の方法で行うことができる。
[4] Next, as shown in FIG. 4C, a
[5] Next, energy is applied to the
［６］次に、振動板４０を用意する。そして、接着性が発現してなる接合膜３５と振動板４０とが密着するように、封止シート３０を備えた母材２０’と振動板４０とを貼り合わせる。これにより、封止シート３０と振動板４０とが、接合膜３５を介して接合（接着）される。その結果、図４（ｄ）に示すように、母材２０’、封止シート３０および振動板４０が接合される。
[6] Next, the
［７］次に、図４（ｅ）に示すように、接合膜２５、封止シート３０、接合膜３５および振動板４０のうち、ヘッド１の吐出液供給室２２に対応する位置に、貫通孔２３を形成する。
また、振動板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、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。
[7] Next, as shown in FIG. 4 (e), the
Moreover, the recessed
The through-
［８］次に、図４（ｆ）に示すように、振動板４０上の圧電素子５０が組み立てられる位置に、接合膜４５ａを形成する。この接合膜４５ａの形成方法は、後述する接合膜１５の形成方法と同様である。
なお、振動板４０上の一部の領域に部分的に接合膜４５ａを形成する場合、例えば、接合膜４５ａを形成すべき領域に対応する形状の窓部を有するマスクを介して、接合膜４５ａを成膜するようにすればよい。
[8] Next, as shown in FIG. 4F, a
When the
［９］次に、接合膜４５ａに対してエネルギーを付与する。これにより、接合膜４５ａに、圧電素子５０との接着性が発現する。なお、接合膜４５ａに対するエネルギーの付与は、後述する接合膜１５に対するエネルギーの付与方法と同様の方法で行うことができる。
［１０］次に、圧電素子５０を用意する。そして、接着性が発現してなる接合膜４５ａと圧電素子５０とが密着するように、振動板４０と圧電素子５０とを貼り合わせる。これにより、振動板４０と圧電素子５０とが、接合膜４５ａを介して接合（接着）される。その結果、図５（ｇ）に示すように、母材２０’、封止シート３０、振動板４０および圧電素子５０が接合される。
[9] Next, energy is applied to the
[10] Next, the
［１１］次に、図５（ｈ）に示すように、振動板４０上のケースヘッド６０が組み立てられる位置に、エネルギーを付与する前の状態の接合膜４５ｂを形成する。この接合膜４５ｂの形成方法は、後述する接合膜１５の形成方法と同様である。
なお、振動板４０上の一部の領域に部分的に接合膜４５ｂを形成する場合、例えば、接合膜４５ｂを形成すべき領域に対応する形状の窓部を有するマスクを介して、接合膜４５ｂを成膜するようにすればよい。
[11] Next, as shown in FIG. 5H, a
When the
［１２］次に、接合膜４５ｂに対してエネルギーを付与する。これにより、接合膜４５ｂに、ケースヘッド６０との接着性が発現する。なお、接合膜４５ｂに対するエネルギーの付与は、後述する接合膜１５に対するエネルギーの付与方法と同様の方法で行うことができる。
［１３］次に、ケースヘッド６０を用意する。そして、接着性が発現してなる接合膜４５ｂとケースヘッド６０とが密着するように、振動板４０とケースヘッド６０とを貼り合わせる。これにより、振動板４０とケースヘッド６０とが、接合膜４５ｂを介して接合（接着）される。その結果、図５（ｉ）に示すように、母材２０’、封止シート３０、振動板４０、圧電素子５０およびケースヘッド６０が接合される。
[12] Next, energy is applied to the
[13] Next, the
［１４］次に、封止シート３０、振動板４０、圧電素子５０およびケースヘッド６０が接合された母材２０’の上下を反転させる。そして、母材２０’の封止シート３０と反対側の面に対して加工を施し、各吐出液貯留室２１および吐出液供給室２２を形成する。これにより、母材２０’から基板２０を得る（図６（ｊ）参照）。また、吐出液供給室２２は、接合膜２５、封止シート３０、接合膜３５および振動板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、リザーバ７０が形成される。
[14] Next, the
母材２０’の加工方法には、例えば、前述したような各種エッチング法を用いることができる。
なお、ここでは、封止シート３０、振動板４０、圧電素子５０およびケースヘッド６０が接合された母材２０’に対して加工を施すことにより、各吐出液貯留室２１および吐出液供給室２２を形成する場合について説明したが、前記工程［１］の時点で、あらかじめ母材２０’に各吐出液貯留室２１および吐出液供給室２２を設けておいてもよい。
As a processing method of the
Here, each of the discharge
［１５］次に、基板２０の封止シート３０と反対側の面上に、ノズルプレート１０を接合する。以下、基板２０とノズルプレート１０とを接合する方法について詳述する。
なお、基板２０のノズルプレート１０を接合する面（接合膜１５を形成する面）には、あらかじめ、接合膜１５との密着性を高める表面処理を施すのが好ましい。これにより、基板２０と接合膜１５との間の接合強度をより高めることができ、最終的には、基板２０とノズルプレート１０との接合強度を高めることができる。
[15] Next, the
In addition, it is preferable that the surface of the
かかる表面処理としては、例えば、スパッタリング処理、ブラスト処理のような物理的表面処理、酸素プラズマ、窒素プラズマ等を用いたプラズマ処理、コロナ放電処理、エッチング処理、電子線照射処理、紫外線照射処理、オゾン暴露処理のような化学的表面処理、または、これらを組み合わせた処理等が挙げられる。このような処理を施すことにより、基板２０の接合膜１５を成膜する領域を清浄化するとともに、該領域を活性化させることができる。
Examples of the surface treatment include physical surface treatment such as sputtering treatment and blast treatment, plasma treatment using oxygen plasma, nitrogen plasma, etc., corona discharge treatment, etching treatment, electron beam irradiation treatment, ultraviolet irradiation treatment, ozone Examples include chemical surface treatment such as exposure treatment, or a combination of these. By performing such treatment, the region of the
また、これらの各表面処理の中でもプラズマ処理を用いることにより、接合膜１５を形成するために、基板２０の表面を特に最適化することができる。
なお、表面処理を施す基板２０が、樹脂材料（高分子材料）で構成されている場合には、特に、コロナ放電処理、窒素プラズマ処理等が好適に用いられる。
また、基板２０の構成材料によっては、上記のような表面処理を施さなくても、接合膜１５の接合強度が十分に高くなるものがある。このような効果が得られる基板２０の構成材料としては、例えば、前述したような各種金属系材料、各種シリコン系材料、各種ガラス系材料等を主材料とするものが挙げられる。
Further, by using plasma treatment among these surface treatments, the surface of the
When the
Further, depending on the constituent material of the
このような材料で構成された基板２０は、その表面が酸化膜で覆われており、この酸化膜の表面には、比較的活性の高い水酸基が結合している。したがって、このような材料で構成された基板２０を用いると、上記のような表面処理を施さなくても、基板２０と接合膜１５とを強固に密着させることができる。
なお、この場合、基板２０の全体が上記のような材料で構成されていなくてもよく、少なくとも接合膜１５を成膜する領域の表面付近が上記のような材料で構成されていればよい。
The surface of the
In this case, the
さらに、基板２０の接合膜１５を成膜する領域に、以下の基や物質を有する場合には、上記のような表面処理を施さなくても、基板２０と接合膜１５との接合強度を十分に高くすることができる。
このような基や物質としては、例えば、水酸基、チオール基、カルボキシル基、アミノ基、ニトロ基、イミダゾール基のような官能基、ラジカル、開環分子、２重結合、３重結合のような不飽和結合、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉのようなハロゲン、過酸化物からなる群から選択される少なくとも１つの基または物質が挙げられる。
Further, when the region where the
Examples of such groups and substances include functional groups such as hydroxyl groups, thiol groups, carboxyl groups, amino groups, nitro groups, and imidazole groups, radicals, ring-opened molecules, double bonds, and triple bonds. And at least one group or substance selected from the group consisting of a saturated bond, a halogen such as F, Cl, Br, and I, and a peroxide.
また、このようなものを有する表面が得られるように、上述したような各種表面処理を適宜選択して行うのが好ましい。
また、表面処理に代えて、基板２０の少なくとも接合膜１５を成膜する領域には、あらかじめ、中間層を形成しておくのが好ましい。
この中間層は、いかなる機能を有するものであってもよく、例えば、接合膜１５との密着性を高める機能、クッション性（緩衝機能）、応力集中を緩和する機能等を有するものが好ましい。このような中間層を介して基板２０上に接合膜１５を成膜することにより、基板２０と接合膜１５との接合強度を高め、信頼性の高い接合体、すなわちヘッド１を得ることができる。
Further, it is preferable to appropriately select and perform various surface treatments as described above so that a surface having such a material can be obtained.
In place of the surface treatment, it is preferable to form an intermediate layer in advance in at least the region of the
The intermediate layer may have any function. For example, a layer having a function of improving adhesion to the
かかる中間層の構成材料としては、例えば、アルミニウム、チタンのような金属系材料、金属酸化物、シリコン酸化物のような酸化物系材料、金属窒化物、シリコン窒化物のような窒化物系材料、グラファイト、ダイヤモンドライクカーボンのような炭素系材料、シランカップリング剤、チオール系化合物、金属アルコキシド、金属−ハロゲン化合物のような自己組織化膜材料等が挙げられ、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ることができる。 Examples of the constituent material of the intermediate layer include metal materials such as aluminum and titanium, metal oxides, oxide materials such as silicon oxide, metal nitrides, and nitride materials such as silicon nitride. , Carbon-based materials such as graphite and diamond-like carbon, silane coupling agents, thiol-based compounds, metal alkoxides, self-assembled film materials such as metal-halogen compounds, etc., one or two of these A combination of more than one species can be used.
また、これらの各材料で構成された中間層の中でも、酸化物系材料で構成された中間層によれば、基板２０と接合膜１５との間の接合強度を特に高めることができる。
一方、ノズルプレート１０の接合膜１５と接触する領域にも、あらかじめ、接合膜１５との密着性を高める表面処理を施すのが好ましい。これにより、ノズルプレート１０と接合膜１５との間の接合強度をより高めることができる。
Further, among the intermediate layers formed of these materials, the intermediate layer formed of the oxide-based material can particularly increase the bonding strength between the
On the other hand, it is preferable to perform a surface treatment for improving the adhesion with the
なお、この表面処理には、基板２０に対して施す前述したような表面処理と同様の処理を適用することができる。
また、表面処理に代えて、ノズルプレート１０の接合膜１５と接触する領域に、あらかじめ、接合膜１５との密着性を高める機能を有する中間層を形成しておくのが好ましい。これにより、ノズルプレート１０と接合膜１５との間の接合強度をより高めることができる。
For this surface treatment, the same treatment as the above-described surface treatment performed on the
Moreover, it is preferable to form an intermediate layer having a function of improving the adhesion with the
かかる中間層の構成材料には、前述の基板２０に形成する中間層の構成材料と同様のものを用いることができる。
なお、基板２０やノズルプレート１０に対する前述の表面処理および中間層の形成は、言うまでもなく、封止シート３０、振動板４０、圧電素子５０およびケースヘッド６０に対して行うようにしてもよい。これにより、各部の接合強度をより高めることができる。
As the constituent material of the intermediate layer, the same constituent material as that of the intermediate layer formed on the
Needless to say, the surface treatment and the formation of the intermediate layer on the
［１５−１］次に、封止シート３０、振動板４０、圧電素子５０およびケースヘッド６０が接合された基板２０の上面に、液状材料３１を供給し、図６（ｋ）に示すように液状被膜３２を形成する。
液状材料３１の供給方法としては、例えば、液滴吐出法（インクジェット法）、スピンコート法、スクリーン印刷法等の各種方法を用いることができる。
このうち、液滴吐出法によれば、目的の領域、例えば、基板２０の上面の接合膜１５を形成すべき面に対して選択的に液状材料３１を確実に供給することができる。
ここで、液状材料３１は、シリコーン材料を含有するものである。
[15-1] Next, the liquid material 31 is supplied to the upper surface of the
As a supply method of the liquid material 31, for example, various methods such as a droplet discharge method (inkjet method), a spin coating method, and a screen printing method can be used.
Among these, according to the droplet discharge method, the liquid material 31 can be selectively supplied to a target region, for example, a surface on which the
Here, the liquid material 31 contains a silicone material.
シリコーン材料とは、ポリオルガノシロキサン骨格を有する化合物であり、通常、主骨格（主鎖）部分が主としてオルガノシロキサン単位の繰り返しからなる化合物のことを言い、主鎖の一部から突出する分枝状の構造を有するものであってもよく、主鎖が環状をなす環状体であってもよく、主鎖の末端同士が連結しない直鎖状のものであってもよい。
例えば、ポリオルガノシロキサン骨格を有する化合物において、オルガノシロキサン単位は、その末端部では下記一般式（１）で表わされる構造単位を有し、連結部では下記一般式（２）で表わされる構造単位を有し、また、分枝部では下記一般式（３）で表わされる構造単位を有している。
A silicone material is a compound having a polyorganosiloxane skeleton, and usually refers to a compound in which the main skeleton (main chain) portion is mainly composed of repeating organosiloxane units, and is branched from a part of the main chain. The main chain may have a cyclic structure, or the main chain may have a cyclic shape, or the main chain may have a straight chain in which the ends of the main chain are not connected to each other.
For example, in a compound having a polyorganosiloxane skeleton, the organosiloxane unit has a structural unit represented by the following general formula (1) at the terminal portion and a structural unit represented by the following general formula (2) at the connecting portion. In addition, the branch part has a structural unit represented by the following general formula (3).
なお、シロキサン残基とは、酸素原子を介して隣接する構造単位が有するケイ素原子に結合しており、シロキサン結合を形成している置換基のことを表す。具体的には、−Ｏ−（Ｓｉ）構造（Ｓｉは隣接する構造単位が有するケイ素原子）となっている。
このようなシリコーン材料において、ポリオルガノシロキサン骨格は、直鎖状をなすもの、すなわち上記一般式（１）の構造単位および上記一般式（２）の構造単位で構成されるものであるのが好ましい。これにより、次工程において、液状材料中に含まれるシリコーン材料同士が絡まり合うようにして接合膜１５が形成されることから、得られる接合膜１５は膜強度に優れたものとなる。
具体的には、かかる構成のポリオルガノシロキサン骨格を有する化合物としては、例えば、下記一般式（４）で表わされるものが挙げられる。
The siloxane residue is a substituent that is bonded to a silicon atom of an adjacent structural unit through an oxygen atom and forms a siloxane bond. Specifically, it has an —O— (Si) structure (Si is a silicon atom of an adjacent structural unit).
In such a silicone material, it is preferable that the polyorganosiloxane skeleton is linear, that is, composed of the structural unit of the general formula (1) and the structural unit of the general formula (2). . Thereby, in the next step, since the
Specifically, examples of the compound having a polyorganosiloxane skeleton having such a configuration include those represented by the following general formula (4).
上記一般式（１）〜上記一般式（４）中、基Ｒ（置換または無置換の炭化水素基）としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、トリル基、ビフェニリル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基等のアラルキル基等が挙げられる。さらに、これらの基の炭素原子に結合している水素原子の一部または全部が、Ｉ）フッ素原子、塩素原子、臭素原子のようなハロゲン原子、II）グリシドキシ基のようなエポキシ基、III）メタクリル基のような（メタ）アクリロイル基、IV）カルボキシル基、スルフォニル基のようなアニオン性基等で置換された基等が挙げられる。 In the general formula (1) to the general formula (4), examples of the group R (substituted or unsubstituted hydrocarbon group) include, for example, alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, a cyclopentyl group, and a cyclohexyl group. Cycloalkyl groups such as phenyl groups, aryl groups such as phenyl groups, tolyl groups, and biphenylyl groups, and aralkyl groups such as benzyl groups and phenylethyl groups. Furthermore, some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms of these groups are: I) a halogen atom such as a fluorine atom, a chlorine atom or a bromine atom, II) an epoxy group such as a glycidoxy group, III) Examples include (meth) acryloyl groups such as methacryl groups, IV) groups substituted with anionic groups such as carboxyl groups and sulfonyl groups, and the like.
また、加水分解基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、ジメチルケトオキシム基、メチルエチルケトオキシム基等のケトオキシム基、アセトキシ基等のアシルオキシ基、イソプロペニルオキシ基、イソブテニルオキシ基等のアルケニルオキシ基等が挙げられる。
また、上記一般式（４）中、ｍおよびｎは、ポリオルガノシロキサンの重合度を表すものであるが、ｍおよびｎの合計（ｍ＋ｎ）が、５〜１００００程度の整数であるのが好ましく、５０〜１０００程度の整数であるのがより好ましい。かかる範囲内に設定することにより、液状材料３１の粘度を後に示すような好適な範囲内に比較的容易に設定することができる。
Hydrolytic groups include alkoxy groups such as methoxy, ethoxy, propoxy, and butoxy, ketoximes such as dimethyl ketoxime and methylethyl ketoxime, acyloxy such as acetoxy, isopropenyloxy, isopropenyl Examples include alkenyloxy groups such as butenyloxy groups.
In the general formula (4), m and n represent the degree of polymerization of the polyorganosiloxane, and the total of m and n (m + n) is preferably an integer of about 5 to 10,000. It is more preferably an integer of about 50 to 1000. By setting within this range, the viscosity of the liquid material 31 can be set relatively easily within a suitable range as shown later.
このようなシリコーン材料の中でも、特に、その主骨格がポリジメチルシロキサンで構成されているのが好ましい。すなわち、上記一般式（４）において、各基Ｒはメチル基であるのが好ましい。かかる化合物は、比較的入手が容易で、かつ安価であるとともに、後工程において、接合膜１５にエネルギーを付与することにより、メチル基が容易に切断されて、その結果として、接合膜１５に確実に接着性を発現させることができるため、シリコーン材料として好適に用いられる。
Among such silicone materials, it is particularly preferable that the main skeleton is composed of polydimethylsiloxane. That is, in the general formula (4), each group R is preferably a methyl group. Such a compound is relatively easily available and inexpensive, and in the subsequent step, energy is imparted to the
さらに、シリコーン材料は、シラノール基を有するものであるのが好ましい。すなわち、上記一般式（４）において、各基Ｚは水酸基であるのが好ましい。これにより、次工程において、液状材料３１を乾燥させた後、最終的に接合膜１５を得る際に、隣接するシリコーン材料が有する水酸基同士が結合することとなり、得られる接合膜１５の膜強度が優れたものとなる。さらに、基板２０として、前述したように、その接合面（表面）２３から水酸基が露出しているものを用いた場合には、シリコーン材料が備える水酸基と、基板２０が備える水酸基とが結合することから、シリコーン材料を物理的な結合ばかりでなく、化学的な結合によっても基板２０に結合させることができる。その結果、接合膜１５は、基板２０の接合面に対して、強固に結合したものとなる。
Furthermore, the silicone material preferably has a silanol group. That is, in the general formula (4), each group Z is preferably a hydroxyl group. Thereby, in the next step, after the liquid material 31 is dried, when the
また、シリコーン材料は、比較的柔軟性に富む材料である。そのため、後工程において、接合膜１５を介して基板２０にノズルプレート１０を接合してヘッド１を得る際に、例えば、基板２０とノズルプレート１０との各構成材料が互いに異なるものを用いる場合であったとしても、基板２０とノズルプレート１０との間に生じる熱膨張に伴う応力を確実に緩和することができる。これにより、最終的に得られるヘッド１において、剥離が生じるのを確実に防止することができる。
Silicone materials are relatively flexible materials. Therefore, in the subsequent process, when the head 1 is obtained by bonding the
さらに、シリコーン材料は、耐薬品性に優れているため、薬品類等に長期にわたって曝されるような部材の接合に際して効果的に用いることができる。具体的には、例えば、樹脂材料を浸食し易い有機系インクが用いられる工業用インクジェットプリンタの液滴吐出ヘッドを製造する際に、本発明にかかる接合膜１５を適用すれば、その耐久性を確実に向上させることができる。また、シリコーン材料は、耐熱性にも優れていることから、高温下に曝されるような部材の接合に際しても効果的に用いることができる。
Furthermore, since the silicone material is excellent in chemical resistance, it can be effectively used for joining members that are exposed to chemicals for a long time. Specifically, for example, when the droplet discharge head of an industrial inkjet printer using an organic ink that easily erodes a resin material is used, the durability can be improved by applying the
このような液状材料３１の粘度（２５℃）は、通常、０．５〜２００ｍＰａ・ｓ程度であるのが好ましく、３〜２０ｍＰａ・ｓ程度であるのがより好ましい。液状材料の粘度をかかる範囲とすることにより、液状材料３１を次工程で乾燥させた際に、接合膜１５を形成するのに十分な量のシリコーン材料を液状材料３１中に含有したものとすることができる。
The viscosity (25 ° C.) of the liquid material 31 is usually preferably about 0.5 to 200 mPa · s, more preferably about 3 to 20 mPa · s. By setting the viscosity of the liquid material in such a range, when the liquid material 31 is dried in the next step, a sufficient amount of silicone material for forming the
また、液状材料３１は、前述のようにシリコーン材料を含有するものであるが、シリコーン材料単独で、液状をなし目的とする粘度範囲である場合、シリコーン材料をそのまま液状材料３１として用いることができる。また、シリコーン材料単独で、固形状または高粘度の液状をなす場合には、液状材料３１として、シリコーン材料の溶液または分散液を用いることができる。 The liquid material 31 contains a silicone material as described above. However, when the silicone material alone is in a liquid state and has a desired viscosity range, the silicone material can be used as the liquid material 31 as it is. . When the silicone material alone forms a solid or high-viscosity liquid, a solution or dispersion of the silicone material can be used as the liquid material 31.
シリコーン材料を溶解または分散するための溶媒または分散媒としては、例えば、アンモニア、水、過酸化水素、四塩化炭素、エチレンカーボネイト等の無機溶媒や、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、イソブタノール等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル系溶媒、メチルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、ヘキサン、ペンタン等の脂肪族炭化水素系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン等の芳香族複素環化合物系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒、または、これらを含む混合溶媒等を用いることができる。 Examples of the solvent or dispersion medium for dissolving or dispersing the silicone material include inorganic solvents such as ammonia, water, hydrogen peroxide, carbon tetrachloride, and ethylene carbonate, and ketone solvents such as methyl ethyl ketone (MEK) and acetone. Alcohol solvents such as methanol, ethanol and isobutanol, ether solvents such as diethyl ether and diisopropyl ether, cellosolve solvents such as methyl cellosolve, aliphatic hydrocarbon solvents such as hexane and pentane, toluene, xylene, benzene, etc. Aromatic hydrocarbon solvents, aromatic heterocyclic compound solvents such as pyridine, pyrazine, furan, amide solvents such as N, N-dimethylformamide (DMF), halogen compound solvents such as dichloromethane and chloroform, ethyl acetate Esters such as methyl acetate Various organic solvents such as solvents, sulfur compound solvents such as dimethyl sulfoxide (DMSO), sulfolane, nitrile solvents such as acetonitrile, propionitrile, acrylonitrile, organic acid solvents such as formic acid, trifluoroacetic acid, or the like A mixed solvent containing can be used.
このうち、溶媒（分散媒）は、トルエンまたはキシレンを含むのが好ましい。これらの溶媒はシリコーン材料の溶解性に優れていることから、これらの溶媒を用いることにより、シリコーン材料を均一に溶解した均質な液状材料を得ることができる。これにより、液状材料３１を塗布してなる液状被膜３２は均質なものとなり、これを乾燥させると、膜厚バラツキの少ない接合膜１５を得ることができる。
また、トルエンおよびキシレンは、常圧常温での揮発性に優れていることから、後述する乾燥過程において、短時間で簡単に揮発させることができる。このため、膜厚の厚い接合膜１５を形成する場合であっても、効率よく形成することができる。
Among these, the solvent (dispersion medium) preferably contains toluene or xylene. Since these solvents are excellent in the solubility of the silicone material, a homogeneous liquid material in which the silicone material is uniformly dissolved can be obtained by using these solvents. Thereby, the liquid film 32 formed by applying the liquid material 31 becomes homogeneous, and when it is dried, the
In addition, since toluene and xylene are excellent in volatility at normal pressure and normal temperature, they can be easily volatilized in a short time in the drying process described later. For this reason, even when the
［１５−２］次に、液状被膜３２を、放置するか、または任意の乾燥処理によって乾燥させる。これにより、基板２０の上面に、接合膜１５が形成される。
このようにして得られた液状材料３１の乾燥体は、エネルギーを付与することにより接着性が発現する接合膜１５となる。このような接合膜１５は、例えばシリコーン材料としてシラノール基を有するものを用いた場合には、シリコーン材料が有するシラノール基同士を、さらには、シラノール基と基板２０が有する水酸基とを、確実に結合させることができるため、形成される接合膜１５を、膜強度に優れ、かつ基板２０に対して強固に結合することができる。また、接合膜１５は、シリコーン材料で構成されているため、熱膨張係数が小さいものとなる。このため、温度変化に伴う接合膜１５の膨張・収縮を抑制することができるとともに、特に、シリコン材料で構成された部材を接合する際には、接合界面に、熱膨張率差に伴う応力が集中するのを抑制することができる。かかる観点から、接合膜１５によれば、基板２０とノズルプレート１０とを確実に接合することができる。
[15-2] Next, the liquid coating 32 is left to stand or dried by an arbitrary drying process. Thereby, the
The dried body of the liquid material 31 thus obtained becomes the
液状被膜３２を乾燥させる際の温度は、２５℃以上であるのが好ましく、２５〜１００℃程度であるのがより好ましい。
また、乾燥させる時間は、０．５〜４８時間程度であるのが好ましく、１５〜３０時間程度であるのがより好ましい。
さらに、乾燥させる際の雰囲気の圧力は、大気圧下であってもよいが、減圧下であるのが好ましい。具体的には、減圧の程度は、１３３．３×１０−５〜１３３３Ｐａ（１×１０−５〜１０Ｔｏｒｒ）程度であるのが好ましく、１３３．３×１０−４〜１３３．３Ｐａ（１×１０−４〜１Ｔｏｒｒ）程度であるのがより好ましい。これにより、液状被膜３２の乾燥を促進させるとともに、接合膜１５の膜密度が緻密化して、接合膜１５をより優れた膜強度を有するものとすることができる。
The temperature at which the liquid coating 32 is dried is preferably 25 ° C. or higher, more preferably about 25 to 100 ° C.
Further, the drying time is preferably about 0.5 to 48 hours, more preferably about 15 to 30 hours.
Furthermore, the atmospheric pressure during drying may be under atmospheric pressure, but is preferably under reduced pressure. Specifically, the degree of decompression is preferably about 133.3 × 10 −5 to 1333 Pa (1 × 10 −5 to 10 Torr), preferably 133.3 × 10 −4 to 133.3 Pa (1 × 10 -4 to 1 Torr) is more preferable. As a result, drying of the liquid coating 32 is promoted, the film density of the
以上のように、接合膜１５を形成する際の条件を適宜設定することにより、形成される接合膜１５の膜強度等を所望のものとすることができる。
接合膜１５の平均厚さは、１０〜１００００ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜５０００ｎｍ程度であるのがより好ましい。供給する液状材料の量を適宜設定して、形成される接合膜１５の平均厚さを前記範囲内とすることにより、基板２０とノズルプレート１０とを接合した接合体の寸法精度が著しく低下するのを防止しつつ、より強固に接合することができる。
As described above, by appropriately setting the conditions for forming the
The average thickness of the
なお、接合膜１５の平均厚さが前記下限値を下回った場合は、十分な接合強度が得られないおそれがある。一方、接合膜１５の平均厚さが前記上限値を上回った場合は、接合体の寸法精度が著しく低下するおそれがある。
また、接合膜１５の平均厚さをかかる範囲とすることにより、接合膜１５がある程度弾性に富むものとなることから、後工程において、基板２０とノズルプレート１０とを接合する際に、接合膜１５と接触させるノズルプレート１０の接合面にパーティクル等の異物が付着していても、このパーティクルを接合膜１５で取り囲むようにして接合膜１５とノズルプレート１０とが接合することとなる。そのため、このパーティクルが存在することによって、接合膜１５とノズルプレート１０との界面における接合強度が低下したり、この界面において剥離が生じたりするのを的確に抑制または防止することができる。
また、本発明では、液状材料を供給して接合膜１５を形成する構成となっていることから、たとえ基板２０の接合面に凹凸が存在している場合であっても、その凹凸の高さにもよるが、凹凸の形状に追従するようにして接合膜１５を形成ことができる。その結果、接合膜１５が凹凸を吸収して、その表面がほぼ平坦面で構成されることとなる。
If the average thickness of the
In addition, by setting the average thickness of the
In the present invention, since the
［１５−３］次に、接合膜１５にエネルギーを付与する。
接合膜１５にエネルギーを付与すると、この接合膜１５では、表面付近の分子結合の一部が切断し、表面が活性化されることに起因して、表面付近にノズルプレート１０に対する接着性が発現する。
このような状態の接合膜１５は、ノズルプレート１０と、化学的結合に基づいて強固に接合可能なものとなる。
[15-3] Next, energy is applied to the
When energy is applied to the
The
ここで、本明細書中において、表面が「活性化された」状態とは、上述のように接合膜１５の表面の分子結合の一部、具体的には、例えば、ポリジメチルシロキサン骨格が備えるメチル基が切断されて、接合膜１５中に終端化されていない結合手（以下、「未結合手」または「ダングリングボンド」とも言う。）が生じた状態の他、この未結合手が水酸基（ＯＨ基）によって終端化された状態、さらに、これらの状態が混在した状態を含めて、接合膜１５が「活性化された」状態と言うこととする。
Here, in this specification, the state where the surface is “activated” means a part of the molecular bond on the surface of the
接合膜１５に付与するエネルギーは、いかなる方法を用いて付与するものであってもよいが、例えば、接合膜１５にエネルギー線を照射する方法、接合膜１５を加熱する方法、接合膜１５に圧縮力（物理的エネルギー）を付与する方法、接合膜１５をプラズマに曝す（プラズマエネルギーを付与する）方法、接合膜１５をオゾンガスに曝す（化学的エネルギーを付与する）方法等が挙げられる。これにより、接合膜１５の表面を効率よく活性化させることができる。また、接合膜１５中の分子構造を必要以上に切断しないので、接合膜１５の特性が低下してしまうのを避けることができる。
The energy applied to the
上記の方法の中でも、本実施形態では、接合膜１５にエネルギーを付与する方法として、特に、接合膜１５にエネルギー線を照射する方法を用いるのが好ましい。かかる方法は、接合膜１５に対して比較的簡単に効率よくエネルギーを付与することができるので、エネルギーを付与する方法として好適に用いられる。
このうち、エネルギー線としては、例えば、紫外線、レーザ光のような光、Ｘ線、γ線のような電磁波、電子線、イオンビームのような粒子線等や、またはこれらのエネルギー線を２種以上組み合わせたものが挙げられる。
Among the methods described above, in the present embodiment, as a method for applying energy to the
Among these, as energy rays, for example, light such as ultraviolet rays and laser light, electromagnetic waves such as X-rays and γ rays, particle beams such as electron beams and ion beams, or two types of these energy rays are used. The combination is mentioned.
これらのエネルギー線の中でも、特に、波長１２６〜３００ｎｍ程度の紫外線を用いるのが好ましい（図６（Ｌ）参照）。かかる範囲内の紫外線によれば、付与されるエネルギー量が最適化されるので、接合膜１５中の骨格をなす分子結合が必要以上に破壊されるのを防止しつつ、接合膜１５において表面付近の分子結合を選択的に切断することができる。これにより、接合膜１５の特性（機械的特性、化学的特性等）が低下するのを防止しつつ、接合膜１５に接着性を確実に発現させることができる。
Among these energy rays, it is particularly preferable to use ultraviolet rays having a wavelength of about 126 to 300 nm (see FIG. 6L). With the ultraviolet rays within such a range, the amount of energy applied is optimized, so that the molecular bond forming the skeleton in the
また、紫外線によれば、広い範囲をムラなく短時間に処理することができるので、分子結合の切断を効率よく行うことができる。さらに、紫外線には、例えば、ＵＶランプ等の簡単な設備で発生させることができるという利点もある。
なお、紫外線の波長は、より好ましくは、１２６〜２００ｎｍ程度とされる。
また、ＵＶランプを用いる場合、その出力は、接合膜１５の面積に応じて異なるが、１ｍＷ／ｃｍ２〜１Ｗ／ｃｍ２程度であるのが好ましく、５ｍＷ／ｃｍ２〜５０ｍＷ／ｃｍ２程度であるのがより好ましい。なお、この場合、ＵＶランプと接合膜１５との離間距離は、３〜３０００ｍｍ程度とするのが好ましく、１０〜１０００ｍｍ程度とするのがより好ましい。
In addition, since ultraviolet rays can be processed over a wide range in a short time without unevenness, molecular bonds can be efficiently broken. Furthermore, ultraviolet rays also have the advantage that they can be generated with simple equipment such as UV lamps.
The wavelength of the ultraviolet light is more preferably about 126 to 200 nm.
In the case of using the UV lamp, the output may vary depending on the area of the
また、紫外線を照射する時間は、接合膜１５の表面付近の分子結合を切断し得る程度の時間、すなわち、接合膜１５の表面付近に存在する分子結合を選択的に切断し得る程度の時間とするのが好ましい。具体的には、紫外線の光量、接合膜１５の構成材料等に応じて若干異なるものの、１秒〜３０分程度であるのが好ましく、１秒〜１０分程度であるのがより好ましい。
Further, the time for irradiating the ultraviolet rays is such a time that molecular bonds near the surface of the
また、紫外線は、時間的に連続して照射されてもよいが、間欠的（パルス状）に照射されてもよい。
一方、レーザ光としては、例えば、エキシマレーザのようなパルス発振レーザ（パルスレーザ）、炭酸ガスレーザ、半導体レーザのような連続発振レーザ等が挙げられる。中でも、パルスレーザが好ましく用いられる。パルスレーザでは、接合膜１５のレーザ光が照射された部分に経時的に熱が蓄積され難いので、蓄積された熱による接合膜１５の変質・劣化を確実に防止することができる。すなわち、パルスレーザによれば、接合膜１５の内部にまで蓄積された熱の影響がおよぶのを、防止することができる。
Moreover, although an ultraviolet-ray may be irradiated continuously in time, you may irradiate intermittently (pulse form).
On the other hand, examples of the laser light include a pulsed laser (pulse laser) such as an excimer laser, a continuous wave laser such as a carbon dioxide laser, and a semiconductor laser. Among these, a pulse laser is preferably used. In the pulse laser, heat hardly accumulates with time in the portion of the
また、パルスレーザのパルス幅は、熱の影響を考慮した場合、できるだけ短い方が好ましい。具体的には、パルス幅が１ｐｓ（ピコ秒）以下であるのが好ましく、５００ｆｓ（フェムト秒）以下であるのがより好ましい。パルス幅を前記範囲内にすれば、レーザ光照射に伴って接合膜１５に生じる熱の影響を、的確に抑制することができる。なお、パルス幅が前記範囲内程度に小さいパルスレーザは、「フェムト秒レーザ」と呼ばれる。
The pulse width of the pulse laser is preferably as short as possible in consideration of the influence of heat. Specifically, the pulse width is preferably 1 ps (picosecond) or less, and more preferably 500 fs (femtosecond) or less. If the pulse width is within the above range, the influence of heat generated in the
また、レーザ光の波長は、特に限定されないが、例えば、２００〜１２００ｎｍ程度であるのが好ましく、４００〜１０００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
また、レーザ光のピーク出力は、パルスレーザの場合、パルス幅によって異なるが、０．１〜１０Ｗ程度であるのが好ましく、１〜５Ｗ程度であるのがより好ましい。
さらに、パルスレーザの繰り返し周波数は、０．１〜１００ｋＨｚ程度であるのが好ましく、１〜１０ｋＨｚ程度であるのがより好ましい。パルスレーザの周波数を前記範囲内に設定することにより、表面付近の分子結合を選択的に切断することができる。
The wavelength of the laser light is not particularly limited, but is preferably about 200 to 1200 nm, and more preferably about 400 to 1000 nm.
In the case of a pulse laser, the peak output of the laser light varies depending on the pulse width, but is preferably about 0.1 to 10 W, and more preferably about 1 to 5 W.
Furthermore, the repetition frequency of the pulse laser is preferably about 0.1 to 100 kHz, and more preferably about 1 to 10 kHz. By setting the frequency of the pulse laser within the above range, molecular bonds near the surface can be selectively cut.
なお、このようなレーザ光の各種条件は、レーザ光を照射された部分の温度が、好ましくは常温（室温）〜６００℃程度、より好ましくは２００〜６００℃程度、さらに好ましくは３００〜４００℃程度になるように適宜調整されるのが好ましい。これにより、レーザ光を照射した部分の温度が著しく上昇するのを防止して、表面付近の分子結合を選択的に切断することができる。 The various conditions of such laser light are such that the temperature of the portion irradiated with the laser light is preferably from room temperature (room temperature) to about 600 ° C., more preferably about 200 to 600 ° C., and even more preferably 300 to 400 ° C. It is preferable to adjust as appropriate. As a result, the temperature of the portion irradiated with the laser light can be prevented from significantly increasing, and the molecular bonds near the surface can be selectively cut.
また、接合膜１５に照射するレーザ光は、その焦点を、接合膜１５の表面に合わせた状態で、この表面に沿って走査されるようにするのが好ましい。これにより、レーザ光の照射によって発生した熱が、表面付近に局所的に蓄積されることとなる。その結果、接合膜１５の表面に存在する分子結合を選択的に脱離させることができる。
また、接合膜１５に対するエネルギー線の照射は、いかなる雰囲気中で行うようにしてもよく、具体的には、大気、酸素のような酸化性ガス雰囲気、水素のような還元性ガス雰囲気、窒素、アルゴンのような不活性ガス雰囲気、またはこれらの雰囲気を減圧した減圧（真空）雰囲気等が挙げられるが、中でも、大気雰囲気（特に、露点が低い雰囲気下）中で行うのが好ましい。これにより、接合膜１５の表面付近にオゾンガスが生じて、表面の活性化がより円滑に行われることとなる。さらに、雰囲気を制御することに手間やコストをかける必要がなくなり、エネルギー線の照射をより簡単に行うことができる。
In addition, it is preferable that the laser light applied to the
The irradiation of the energy beam to the
このように、エネルギー線を照射する方法によれば、接合膜１５に対して選択的にエネルギーを付与することが容易に行えるため、例えば、エネルギーの付与による基板２０の変質・劣化を防止することができる。
また、エネルギー線を照射する方法によれば、付与するエネルギーの大きさを、精度よく簡単に調整することができる。このため、接合膜１５で切断される分子結合の量を調整することが可能となる。このように切断される分子結合の量を調整することにより、基板２０とノズルプレート１０との間の接合強度を容易に制御することができる。
As described above, according to the method of irradiating the energy beam, it is possible to easily apply energy selectively to the
Moreover, according to the method of irradiating energy rays, the magnitude of energy to be applied can be easily adjusted with high accuracy. For this reason, it is possible to adjust the amount of molecular bonds cut by the
すなわち、表面付近で切断される分子結合の量を多くすることにより、接合膜１５の表面付近に、より多くの活性手が生じるため、接合膜１５に発現する接着性をより高めることができる。一方、表面付近で切断される分子結合の量を少なくすることにより、接合膜１５の表面付近に生じる活性手を少なくし、接合膜１５に発現する接着性を抑えることができる。
なお、付与するエネルギーの大きさを調整するためには、例えば、エネルギー線の種類、エネルギー線の出力、エネルギー線の照射時間等の条件を調整すればよい。
さらに、エネルギー線を照射する方法によれば、短時間で大きなエネルギーを付与することができるので、エネルギーの付与をより効率よく行うことができる。
That is, by increasing the amount of molecular bonds cleaved near the surface, more active hands are generated in the vicinity of the surface of the
In addition, in order to adjust the magnitude | size of the energy to provide, what is necessary is just to adjust conditions, such as the kind of energy beam, the output of an energy beam, the irradiation time of an energy beam.
Furthermore, according to the method of irradiating energy rays, a large amount of energy can be applied in a short time, so that the energy can be applied more efficiently.
［１５−４］次に、ノズルプレート１０を用意する。そして、図７（ｍ）に示すように、接合膜１５とノズルプレート１０とが密着するように、基板２０とノズルプレート１０とを貼り合わせる。これにより、前記工程［１５−３］において、接合膜１５の表面にノズルプレート１０に対する接着性が発現していることから、接合膜１５とノズルプレート１０とが化学的に結合する。その結果、基板２０とノズルプレート１０とが接合膜１５を介して接合され、図７（ｎ）に示すようなヘッド１が得られる。
[15-4] Next, the
ここで、上記のようにして接合される基板２０とノズルプレート１０の各熱膨張率は、ほぼ等しいのが好ましい。基板２０とノズルプレート１０の熱膨張率がほぼ等しければ、これらを貼り合せた際に、その接合界面に熱膨張に伴う応力が発生し難くなる。その結果、最終的に得られるヘッド１において、剥離等の不具合が発生するのを確実に防止することができる。
Here, it is preferable that the thermal expansion coefficients of the
また、基板２０とノズルプレート１０の各熱膨張率が互いに異なる場合でも、基板２０とノズルプレート１０とを貼り合わせる際の条件を以下のように最適化することにより、基板２０とノズルプレート１０とを高い寸法精度で強固に接合することができる。
すなわち、基板２０とノズルプレート１０の熱膨張率が互いに異なっている場合には、できるだけ低温下で接合を行うのが好ましい。接合を低温下で行うことにより、接合界面に発生する熱応力のさらなる低減を図ることができる。
Even when the thermal expansion coefficients of the
That is, when the thermal expansion coefficients of the
具体的には、基板２０とノズルプレート１０との熱膨張率差にもよるが、基板２０とノズルプレート１０の温度が２５〜５０℃程度である状態下で、基板２０とノズルプレート１０とを貼り合わせるのが好ましく、２５〜４０℃程度である状態下で貼り合わせるのがより好ましい。このような温度範囲であれば、基板２０とノズルプレート１０の熱膨張率差がある程度大きくても、接合界面に発生する熱応力を十分に低減することができる。その結果、ヘッド１における反りや剥離等の発生を確実に防止することができる。
Specifically, depending on the difference in thermal expansion coefficient between the
また、この場合、基板２０とノズルプレート１０との間の熱膨張係数の差が、５×１０−５／Ｋ以上あるような場合には、上記のようにして、できるだけ低温下で接合を行うことが特に推奨される。なお、接合膜１５を用いることにより、上述したような低温下でも、基板２０とノズルプレート１０とを強固に接合することができる。
また、基板２０とノズルプレート１０は、互いに剛性が異なっているのが好ましい。これにより、基板２０とノズルプレート１０とをより強固に接合することができる。
In this case, when the difference in thermal expansion coefficient between the
The
なお、本実施形態では、前記工程［１５−３］および本工程［１５−４］で示したように、接合膜１５にエネルギーを付与して、接合膜１５の接合面（表面）付近に接着性を発現させた後、接合膜１５を介して基板２０とノズルプレート１０とを接触させることによりヘッド１を得るようにしたが、これに限らず、接合膜１５を介して基板２０とノズルプレート１０とを接触させた後、接合膜１５にエネルギーを付与することによりヘッド１を得るようにしてもよい。すなわち、前記工程［１５−３］と本工程［１５−４］との順序を逆にしてヘッド１を得るようにしてもよい。このような順序で各工程を施してヘッド１を得る場合においても前述したのと同様の効果が得られる。
In the present embodiment, as shown in the step [15-3] and the step [15-4], energy is applied to the
ここで、本工程において、接合膜１５を備える基板２０とノズルプレート１０とが接合されるメカニズムについて説明する。
例えば、ノズルプレート１０の基板２０との接合に供される領域に、水酸基が露出している場合を例に説明すると、本工程において、接合膜１５とノズルプレート１０とが接触するように、基板２０とノズルプレート１０とを貼り合わせたとき、接合膜１５の表面に存在する水酸基と、ノズルプレート１０の前記領域に存在する水酸基とが、水素結合によって互いに引き合い、水酸基同士の間に引力が発生する。この引力によって、接合膜１５を備える基板２０とノズルプレート１０とが接合されると推察される。
Here, a mechanism in which the
For example, a case where a hydroxyl group is exposed in a region of the
また、この水素結合によって互いに引き合う水酸基同士は、温度条件等によって、脱水縮合を伴って表面から切断される。その結果、接合膜１５とノズルプレート１０との接触界面では、水酸基が結合していた結合手同士が結合する。これにより、接合膜１５を介して基板２０とノズルプレート１０とがより強固に接合されると推察される。
また、基板２０の接合膜１５の表面や内部、および、ノズルプレート１０の下面や内部に、それぞれ終端化されていない結合手すなわち未結合手（ダングリングボンド）が存在している場合、基板２０とノズルプレート１０とを貼り合わせた時、これらの未結合手同士が再結合する。この再結合は、互いに重なり合う（絡み合う）ように複雑に生じることから、接合界面にネットワーク状の結合が形成されることとなる。これにより、接合膜１５とノズルプレート１０とが特に強固に接合される。
Further, the hydroxyl groups attracting each other by the hydrogen bond are cleaved from the surface with dehydration condensation depending on the temperature condition or the like. As a result, at the contact interface between the
In addition, when there are unterminated bonds, that is, dangling bonds (dangling bonds) on the surface and inside of the
なお、前記工程［１５−３］で活性化された接合膜１５の表面は、その活性状態が経時的に緩和してしまう。このため、前記工程［１５−３］の終了後、できるだけ早く本工程［１５−４］を行うようにするのが好ましい。具体的には、前記工程［１５−３］の終了後、６０分以内に本工程［１５−４］を行うようにするのが好ましく、５分以内に行うのがより好ましい。かかる時間内であれば、接合膜１５の表面が十分な活性状態を維持しているので、本工程で接合膜１５を備える基板２０とノズルプレート１０とを貼り合わせたとき、これらの間に十分な接合強度を得ることができる。
Note that the active state of the surface of the
換言すれば、活性化させる前の接合膜１５は、シリコーン材料を乾燥させて得られた接合膜であるため、化学的に比較的安定であり、耐候性に優れている。このため、活性化させる前の接合膜１５は、長期にわたる保存に適したものとなる。したがって、そのような接合膜１５を備えた基板２０を多量に製造または購入して保存しておき、本工程の貼り合わせを行う直前に、必要な個数のみに前記工程［１５−３］に記載したエネルギーの付与を行うようにすれば、ヘッド１の製造効率の観点から有効である。
In other words, since the
このようにして接合された基板２０とノズルプレート１０との間は、その接合強度が５ＭＰａ（５０ｋｇｆ／ｃｍ２）以上であるのが好ましく、１０ＭＰａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ２）以上であるのがより好ましい。このような接合強度であれば、接合界面の剥離を十分に防止し得るものとなる。そして、信頼性の高いヘッド１が得られる。
以上のような工程を経て、ヘッド１が製造される。
なお、ヘッド１を得る際、または、ヘッド１を得た後に、このヘッド１に対して、必要に応じ、以下の２つの工程（［１６Ａ］および［１６Ｂ］）のうちの少なくとも１つの工程（ヘッド１の接合強度を高める工程）を行うようにしてもよい。これにより、ヘッド１の接合強度のさらなる向上を容易に図ることができる。
The bonding strength between the
The head 1 is manufactured through the steps as described above.
In addition, when the head 1 is obtained or after the head 1 is obtained, at least one step ([16A] and [16B]) of the following two steps ([16A] and [16B]) is performed on the head 1 as necessary. The step of increasing the bonding strength of the head 1 may be performed. Thereby, the further improvement of the joining strength of the head 1 can be aimed at easily.
［１６Ａ］得られたヘッド１を、ノズルプレート１０と基板２０とが互いに近づく方向に加圧する。
これにより、ノズルプレート１０の表面および基板２０の表面に、それぞれ接合膜１５の表面がより近接し、ヘッド１における接合強度をより高めることができる。
また、ヘッド１を加圧することにより、ヘッド１中の接合界面に残存していた隙間を押し潰して、接合面積をさらに広げることができる。これにより、ヘッド１における接合強度をさらに高めることができる。
[16A] The obtained head 1 is pressurized in a direction in which the
Thereby, the surface of the
Further, by pressurizing the head 1, the gap remaining at the bonding interface in the head 1 can be crushed and the bonding area can be further expanded. Thereby, the joint strength in the head 1 can be further increased.
なお、この圧力は、基板２０およびノズルプレート１０の各構成材料や各厚さ、接合装置等の条件に応じて、適宜調整すればよい。具体的には、基板２０およびノズルプレート１０の各構成材料や各厚さ等に応じて若干異なるものの、０．２〜１０ＭＰａ程度であるのが好ましく、１〜５ＭＰａ程度であるのがより好ましい。これにより、ヘッド１の接合強度を確実に高めることができる。なお、この圧力が前記上限値を上回っても構わないが、基板２０およびノズルプレート１０の各構成材料によっては、基板２０やノズルプレート１０に損傷等が生じるおそれがある。
また、加圧する時間は、特に限定されないが、１０秒〜３０分程度であるのが好ましい。なお、加圧する時間は、加圧する際の圧力に応じて適宜変更すればよい。具体的には、ヘッド１を加圧する際の圧力が高いほど、加圧する時間を短くしても、接合強度の向上を図ることができる。
In addition, what is necessary is just to adjust this pressure suitably according to conditions, such as each component material of each of the board |
The time for pressurization is not particularly limited, but is preferably about 10 seconds to 30 minutes. In addition, what is necessary is just to change suitably the time to pressurize according to the pressure at the time of pressurizing. Specifically, the higher the pressure at which the head 1 is pressed, the more the bonding strength can be improved even if the pressing time is shortened.
［１６Ｂ］得られたヘッド１を加熱する。
これにより、ヘッド１における接合強度をより高めることができる。
このとき、ヘッド１を加熱する際の温度は、室温より高く、ヘッド１の耐熱温度未満であれば、特に限定されないが、好ましくは２５〜１００℃程度とされ、より好ましくは５０〜１００℃程度とされる。かかる範囲の温度で加熱すれば、ヘッド１が熱によって変質・劣化するのを確実に防止しつつ、接合強度を確実に高めることができる。
[16B] The obtained head 1 is heated.
Thereby, the joint strength in the head 1 can be further increased.
At this time, the temperature at which the head 1 is heated is not particularly limited as long as it is higher than room temperature and lower than the heat-resistant temperature of the head 1, but is preferably about 25 to 100 ° C., more preferably about 50 to 100 ° C. It is said. Heating at a temperature in such a range can reliably increase the bonding strength while reliably preventing the head 1 from being altered or deteriorated by heat.
また、加熱時間は、特に限定されないが、１〜３０分程度であるのが好ましい。
また、前記工程［１６Ａ］、［１６Ｂ］の双方を行う場合、これらを同時に行うのが好ましい。すなわち、ヘッド１を加圧しつつ、加熱するのが好ましい。これにより、加圧による効果と、加熱による効果とが相乗的に発揮され、ヘッド１の接合強度を特に高めることができる。
The heating time is not particularly limited, but is preferably about 1 to 30 minutes.
Moreover, when performing both said process [16A] and [16B], it is preferable to perform these simultaneously. That is, it is preferable to heat the head 1 while applying pressure. Thereby, the effect by pressurization and the effect by heating are synergistically exhibited, and the bonding strength of the head 1 can be particularly increased.
以上のような工程を行うことにより、ヘッド１における接合強度のさらなる向上を容易に図ることができる。
なお、上記では、基板２０上に成膜された接合膜１５とノズルプレート１０とが密着するように、基板２０とノズルプレート１０とを貼り合わせる場合について説明しているが、ノズルプレート１０の下面に成膜された接合膜１５と基板２０とが密着するように、基板２０とノズルプレート１０とを貼り合わせるようにしてもよい。
また、接合膜１５は、図８に示すように、基板２０とノズルプレート１０の双方に成膜されていてもよい。
By performing the steps as described above, it is possible to easily further improve the bonding strength in the head 1.
In the above description, the case where the
Further, the
図８は、本実施形態にかかるヘッドの他の構成例を示す図である。なお、以下の説明では、図８中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
図８に示すヘッド１では、基板２０の下面に成膜された接合膜１５と、ノズルプレート１０の上面に成膜された接合膜１５とが密着するように、基板２０とノズルプレート１０とを貼り合わせることにより、これらが接合（接着）されている。
FIG. 8 is a diagram illustrating another configuration example of the head according to the present embodiment. In the following description, the upper side in FIG. 8 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
In the head 1 shown in FIG. 8, the
また、これと同様に、図８に示すヘッド１では、基板２０の上面に成膜された接合膜２５と、封止シート３０の下面に成膜された接合膜２５とが密着するように、基板２０と封止シート３０とを貼り合わせることにより、これらが接合（接着）されている。
さらに、封止シート３０の上面に成膜された接合膜３５と、振動板４０の下面に成膜された接合膜３５とが密着するように、封止シート３０と振動板４０とを貼り合わせることにより、これらが接合（接着）されている。
Similarly, in the head 1 shown in FIG. 8, the
Further, the sealing
また、振動板４０の上面に成膜された接合膜４５ａと、圧電素子５０の下面に成膜された接合膜４５ａとが密着するように、振動板４０と圧電素子５０とを貼り合わせることにより、これらが接合（接着）されている。
さらに、振動板４０の上面に成膜された接合膜４５ｂと、ケースヘッド６０の下面に成膜された接合膜４５ｂとが密着するように、振動板４０とケースヘッド６０とを貼り合わせることにより、これらが接合（接着）されている。
Further, the
Furthermore, the
このような構成のヘッド１によれば、各部の界面を特に強固に接合することができる。また、このようなヘッド１では、被着体（例えば、基板、ノズルプレート、封止シート、振動板、圧電素子、ケースヘッド等）の材質が接合強度に影響を及ぼし難いため、被着体の材質によらず、各部が強固に接合された信頼性の高いヘッド１が得られる。
なお、この場合、例えば、接合膜１５に対するエネルギーの付与は、基板２０の下面に成膜された接合膜１５と、ノズルプレート１０の上面に成膜された接合膜１５のそれぞれに対して行うようにすればよい。
According to the head 1 having such a configuration, the interfaces of the respective portions can be particularly strongly bonded. Moreover, in such a head 1, since the material of a to-be-adhered body (for example, a board | substrate, a nozzle plate, a sealing sheet, a vibration plate, a piezoelectric element, a case head, etc.) hardly influences bonding strength, Regardless of the material, a highly reliable head 1 in which the respective parts are firmly bonded can be obtained.
In this case, for example, application of energy to the
また、このようなヘッド１は、本発明に用いる液状材料３１を吐出するのに好適に用いられるものである。
ここで、液状材料３１は、前述したように、シリコーン材料と、このシリコーン材料を溶解または分散するための溶媒（分散媒）を含んでいることがある。このような溶媒は、樹脂材料を変質・劣化させてしまうおそれがあり、このため、液状材料３１に接触する接着剤は、長期にわたって接着性を維持することができない。このため、液状材料３１をインクジェット法で吐出した場合、従来では、ヘッドに用いられた接着剤が変質・劣化してしまい、ヘッドの耐久性に問題があった。
これに対し、液状材料３１を吐出するヘッドとして、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法により製造された液滴吐出ヘッドを用いることにより、上述したような接着剤の変質・劣化を伴わないため、長期にわたって優れた耐久性を示すヘッド１が得られる。すなわち、ヘッド１は、液状材料３１を吐出するのに、特に好適に用いられるものである。
Such a head 1 is preferably used for discharging the liquid material 31 used in the present invention.
Here, as described above, the liquid material 31 may include a silicone material and a solvent (dispersion medium) for dissolving or dispersing the silicone material. Such a solvent may deteriorate or deteriorate the resin material. Therefore, the adhesive contacting the liquid material 31 cannot maintain the adhesive property for a long time. For this reason, when the liquid material 31 is ejected by the ink jet method, conventionally, the adhesive used for the head is deteriorated and deteriorated, and there is a problem in durability of the head.
On the other hand, since the droplet discharge head manufactured by the method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention is used as the head for discharging the liquid material 31, it does not involve the above-mentioned alteration / deterioration of the adhesive. The head 1 exhibiting excellent durability over a long period of time can be obtained. That is, the head 1 is particularly preferably used for discharging the liquid material 31.
なお、液状材料３１としては、前述したように、シリコーン材料と、これを溶解する溶媒としてトルエンまたはキシレンとを含む材料が好ましく用いられる。しかしながら、これらの好ましい溶媒は、樹脂材料に対する浸食性に富んでいるため、ヘッドの耐久性を損なうおそれがある。
これに対し、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法により製造された液滴吐出ヘッドは、トルエンやキシレンといった樹脂材料に対する浸食性の高い溶媒を含む液状材料をも、安定的に貯留するとともに吐出することができる。かかる観点からも、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法により製造された液滴吐出ヘッドは、液状材料３１を吐出するのに、特に好適に用いることができる。
As the liquid material 31, as described above, a material containing a silicone material and toluene or xylene as a solvent for dissolving the silicone material is preferably used. However, since these preferable solvents are highly erodible to the resin material, the durability of the head may be impaired.
In contrast, the droplet discharge head manufactured by the method of manufacturing a droplet discharge head according to the present invention stably stores and discharges a liquid material containing a highly erodible solvent for resin materials such as toluene and xylene. can do. From this point of view, the droplet discharge head manufactured by the method of manufacturing a droplet discharge head according to the present invention can be used particularly suitably for discharging the liquid material 31.
≪第２実施形態≫
次に、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法により製造された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の第２実施形態について説明する。
図９は、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法により製造された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の第２実施形態を示す断面図である。なお、以下の説明では、図９中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
<< Second Embodiment >>
Next, a description will be given of a second embodiment in which a droplet discharge head manufactured by the method of manufacturing a droplet discharge head according to the present invention is applied to an ink jet recording head.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a second embodiment when a droplet discharge head manufactured by the method of manufacturing a droplet discharge head according to the present invention is applied to an ink jet recording head. In the following description, the upper side in FIG. 9 is referred to as “upper” and the lower side is referred to as “lower”.
以下、液滴吐出ヘッドの第２実施形態について説明するが、前記第１実施形態にかかる液滴吐出ヘッドとの相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
本実施形態にかかる液滴吐出ヘッドは、各部材間の接合部の構成が異なること以外は、前記第１実施形態と同様である。
Hereinafter, a second embodiment of the droplet discharge head will be described, but the description will focus on differences from the droplet discharge head according to the first embodiment, and the description of the same matters will be omitted.
The droplet discharge head according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment except that the configuration of the joint portion between the members is different.
すなわち、図９に示すインクジェット式記録ヘッド１は、前記第１実施形態と同様、ノズルプレート１０、基板２０、封止シート３０、振動板４０、圧電素子５０およびケースヘッド６０を備える。
ここで、ノズルプレート１０と基板２０との間の接合領域のうち、吐出液貯留室２１に臨む側の領域は、接合膜１５と同様の構成の接合膜１５１を介して接合されている。一方、ノズルプレート１０と基板２０との間の接合領域のうち、吐出液貯留室２１に臨む側と反対側の領域は、接着剤１５２を介して接着されている。
That is, the ink jet recording head 1 shown in FIG. 9 includes the
Here, of the bonding region between the
また、基板２０と封止シート３０との間の接合領域のうち、吐出液貯留室２１に臨む側の領域は、接合膜２５と同様の構成の接合膜２５１を介して接合されている。一方、基板２０と封止シート３０との間の接合領域のうち、吐出液貯留室２１に臨む側と反対側の領域は、接着剤２５２を介して接着されている。
また、封止シート３０と振動板４０との間の接合領域のうち、吐出液貯留室２１に臨む側の領域は、接合膜３５と同様の構成の接合膜３５１を介して接合されている。一方、封止シート３０と振動板４０との間の接合領域のうち、リザーバ７０に臨む側と反対側の領域は、接着剤３５２を介して接着されている。
In addition, of the bonding region between the
In addition, of the bonding region between the sealing
また、振動板４０と圧電素子５０との間は、接着剤４５ａ２を介して接着されている。
また、振動板４０とケースヘッド６０との間の接合領域のうち、リザーバ７０に臨む側の領域は、接合膜４５ｂと同様の構成の接合膜４５ｂ１を介して接合されている。一方、振動板４０とケースヘッド６０との間の接合領域のうち、リザーバ７０に臨む側と反対側の領域は、接着剤４５ｂ２を介して接着されている。
Further, the
In addition, of the bonding region between the
このような構成のヘッド１では、各部の接合領域のうち、インクが貯留される吐出液貯留室２１やリザーバ７０に臨む側の領域が、前記第１実施形態にかかる各接合膜１５、２５、３５、４５ｂと同様の接合膜を介して接合されている。このため、各接合領域が、インクに対して優れた耐久性を示す等、前記第１実施形態にかかるヘッド１と同様の作用・効果が得られる。
In the head 1 having such a configuration, among the bonding regions of the respective parts, the regions facing the discharge
また、本実施形態では、各部の接合領域のうち、吐出液貯留室２１やリザーバ７０に臨む側と反対側の領域が、接着剤を介して接着されている。接着剤は、硬化前の粘性が高く、取り扱いが容易であるという利点を有する反面、インクに対する耐久性に劣る。しかしながら、本実施形態にかかるヘッド１では、接着剤がインクに曝されることがないため、前述した接着剤の欠点が露呈することが防止される。そして、接着剤の粘性が高いことによって、ヘッド１を構成する各部の仮固定を行うことができる。
Moreover, in this embodiment, the area | region on the opposite side to the side which faces the discharge
すなわち、本実施形態にかかるヘッド１では、接着剤を用いて、ノズルプレート１０、基板２０、封止シート３０、振動板４０、圧電素子５０およびケースヘッド６０の各部の接合領域のうち、一部の領域をあらかじめ仮固定した後、残る領域を、前記第１実施形態と同様の構成の接合膜を介して接合している。このような方法によれば、ヘッド１の製造を容易に効率よく行うことができる。
That is, in the head 1 according to the present embodiment, a part of the bonding regions of the
以下、本実施形態にかかるヘッド１の製造方法について説明する。
［１］まず、ノズルプレート１０、基板２０、封止シート３０、振動板４０、圧電素子５０およびケースヘッド６０を用意する。そして、これらの各部の接合領域のうち、吐出液貯留室２１やリザーバ７０に臨む側と反対側の領域、すなわち、インクに曝されない領域を、接着剤で仮固定する。これにより、前述した接着剤１５２、２５２、３５２、４５ａ２、４５ｂ２を得る。なお、各部の接合領域のうち、接着剤１５２、２５２、３５２、４５ａ２、４５ｂ２で仮固定されていない領域には、接着剤の厚さ分に相当する距離の隙間が生じる。
接着剤としては、例えば、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤、シリコーン系接着剤等の各種接着剤を用いることができる。
Hereinafter, a method for manufacturing the head 1 according to the present embodiment will be described.
[1] First, the
As the adhesive, for example, various adhesives such as an epoxy adhesive, a urethane adhesive, and a silicone adhesive can be used.
［２］次に、仮固定されてなるヘッド１のリザーバ７０および吐出液貯留室２１に、液状材料３１を供給し、充填する。これにより、各部の接合領域に生じた隙間に、液状材料３１が浸透し、隙間を充填する。なお、この浸透現象は、毛細管現象を利用して行われるため、リザーバ７０および吐出液貯留室２１に液状材料３１を単に貯留するだけで、隙間を液状材料３１によって簡単かつ確実に充填することができる。また、毛細管現象の駆動力は、隙間の距離が小さいほど大きくなるので、接着剤１５２、２５２、３５２、４５ａ２、４５ｂ２の厚さは、できるだけ薄い方が好ましい。
[2] Next, the liquid material 31 is supplied and filled into the
［３］次に、前記第１実施形態と同様にして、隙間に浸透した液状材料３１を乾燥させる。これにより、前述した接合膜１５１、２５１、３５１、４５ｂ１を得る。
［４］次に、各接合膜１５１、２５１、３５１、４５ｂ１にエネルギーを付与する。これにより、各接合膜１５１、２５１、３５１、４５ｂ１に接着性が発現し、ヘッド１の各部が接合される。
以上のようにしてヘッド１が得られる。
[3] Next, as in the first embodiment, the liquid material 31 that has penetrated into the gap is dried. As a result, the above-described
[4] Next, energy is applied to each
The head 1 is obtained as described above.
このように、本実施形態にかかるヘッド１では、インクに対する優れた耐久性を維持しつつ、複数の接合膜１５１、２５１、３５１、４５ｂ１を一括して形成することができるため、製造工程を大幅に簡略化することができる。
また、ヘッド１の駆動中には、各部の接合領域に常時液状材料３１が隣接しているため、仮に接合領域に剥離や亀裂等が生じたとしても、その剥離部分や亀裂に液状材料３１が速やかに浸透することができる。したがって、そのようなヘッド１に対して、定期的に前記工程［３］、［４］を行うことにより、ヘッド１の修復を容易に行うことができるという利点もある。
なお、接着剤１５２、２５２、３５２、４５ａ２、４５ｂ２のうち、少なくとも１つは、接着剤以外の種々の接合膜で代替されていてもよい。このような種々の接合膜としては、例えば、プラズマ重合膜、ＣＶＤ膜、ＰＶＤ膜等が挙げられる。
As described above, in the head 1 according to the present embodiment, a plurality of
Further, while the head 1 is being driven, the liquid material 31 is always adjacent to the joining region of each part. Therefore, even if peeling or cracking occurs in the joining region, the liquid material 31 may be present at the peeling portion or crack. It can penetrate quickly. Accordingly, there is an advantage that the head 1 can be easily repaired by periodically performing the steps [3] and [4] on such a head 1.
Note that at least one of the
以上、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法を、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の製造方法では、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、不要な工程を削除してもよい。
As described above, the manufacturing method of the droplet discharge head of the present invention has been described based on the illustrated embodiment, but the present invention is not limited to these.
For example, in the method of manufacturing a droplet discharge head according to 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 arbitrary processes may be added, and unnecessary processes may be deleted.
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．インクジェット式記録ヘッドの製造
（実施例１）
＜１＞まず、ステンレス鋼製のノズルプレート、単結晶シリコン製の板状の母材、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）製の封止シート、ステンレス鋼製の振動板、ジルコン酸鉛の焼結体で構成された圧電体層とＡｇペーストを焼成した電極膜との積層体からなる圧電素子と、ＰＰＳ製のケースヘッドとを用意した。
Next, specific examples of the present invention will be described.
1. Production of inkjet recording head (Example 1)
<1> First, a stainless steel nozzle plate, a single crystal silicon plate base material, a polyphenylene sulfide resin (PPS) sealing sheet, a stainless steel diaphragm, and a lead zirconate sintered body A piezoelectric element composed of a laminate of the configured piezoelectric layer and an electrode film obtained by firing Ag paste, and a case head made of PPS were prepared.
次いで、母材に、酸素プラズマによる表面処理を行った。
次に、シリコーン材料としてポリジメチルシロキサン骨格を有するものを含有し、溶媒としてトルエンおよびイソブタノールを含有する液状材料（信越化学工業社製、「ＫＲ−２５１」：粘度（２５℃）１８．０ｍＰａ・ｓ）を用意し、インクジェット法により母材上に供給した。これにより、母材上に液状被膜を形成した。
次に、この液状被膜を、常温（２５℃）で、２４時間乾燥させることにより、母材上に、平均厚さ１０μｍの接合膜を形成した。
次に、得られた接合膜に以下に示す条件で紫外線を照射した。
Next, the base material was subjected to surface treatment with oxygen plasma.
Next, a liquid material containing a polydimethylsiloxane skeleton as a silicone material and containing toluene and isobutanol as a solvent (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., “KR-251”: viscosity (25 ° C.) 18.0 mPa · s) was prepared and supplied onto the base material by the inkjet method. Thereby, a liquid film was formed on the base material.
Next, this liquid film was dried at room temperature (25 ° C.) for 24 hours, thereby forming a bonding film having an average thickness of 10 μm on the base material.
Next, the obtained bonding film was irradiated with ultraviolet rays under the following conditions.
＜紫外線照射条件＞
・雰囲気ガスの組成 ：大気（空気）
・雰囲気ガスの温度 ：２０℃
・雰囲気ガスの圧力 ：大気圧（１００ｋＰａ）
・紫外線の波長 ：１７２ｎｍ
・紫外線の照射時間 ：５分
一方、封止シートの片面に対して、酸素プラズマによる表面処理を行った。
次に、接合膜の紫外線を照射した面と、封止シートの表面処理を施した面とが接触するように、母材と封止シートとを貼り合わせた。これにより、母材と封止シートとの接合体を得た。
<Ultraviolet irradiation conditions>
-Atmospheric gas composition: Air (air)
・ Atmospheric gas temperature: 20 ℃
・ Atmospheric gas pressure: Atmospheric pressure (100 kPa)
UV wavelength: 172 nm
-UV irradiation time: 5 minutes On the other hand, the surface treatment by oxygen plasma was performed with respect to the single side | surface of the sealing sheet.
Next, the base material and the sealing sheet were bonded so that the surface of the bonding film irradiated with ultraviolet rays and the surface subjected to the surface treatment of the sealing sheet were in contact with each other. Thereby, the joined body of the base material and the sealing sheet was obtained.
＜２＞次に、母材と封止シートとの接合体の封止シート上に、前記工程＜１＞と同様にして、接合膜を形成した。
次に、得られた接合膜に、前記工程＜１＞と同様にして、紫外線を照射した。一方、振動板の片面に対して、酸素プラズマによる表面処理を行った。
そして、接合膜の紫外線を照射した面と、振動板の表面処理を施した面とが接触するように、接合体と振動板とを貼り合わせた。これにより、母材、封止シートおよび振動板の接合体を得た。
<2> Next, on the sealing sheet of the joined body of the base material and the sealing sheet, a bonding film was formed in the same manner as in the step <1>.
Next, the obtained bonding film was irradiated with ultraviolet rays in the same manner as in the above step <1>. On the other hand, surface treatment with oxygen plasma was performed on one surface of the diaphragm.
Then, the bonded body and the vibration plate were bonded together so that the surface of the bonding film irradiated with ultraviolet rays and the surface subjected to the surface treatment of the vibration plate were in contact with each other. Thereby, the base material, the sealing sheet, and the joined body of the diaphragm were obtained.
＜３＞次に、封止シート、振動板およびこれらに隣接する重合膜のうち、ヘッドの吐出液供給室を形成すべき位置に貫通孔を形成した。また、振動板のうち、圧電素子が組み立てられる位置を取り囲む環状の領域に、貫通孔を形成した。なお、これらの貫通孔は、それぞれエッチング法により形成した。
＜４＞次に、母材、封止シートおよび振動板が接合された接合体の振動板上のうち、圧電素子が組み立てられる位置（環状の貫通孔の内側の領域）に、前記工程＜１＞と同様にして、接合膜を形成した。
<3> Next, through holes were formed at positions where the discharge liquid supply chamber of the head should be formed in the sealing sheet, the vibration plate, and the polymer film adjacent thereto. Further, a through hole was formed in an annular region surrounding the position where the piezoelectric element is assembled in the diaphragm. Each of these through holes was formed by an etching method.
<4> Next, on the vibration plate of the joined body in which the base material, the sealing sheet, and the vibration plate are joined, the step <1 is performed at a position where the piezoelectric element is assembled (a region inside the annular through hole). >, A bonding film was formed.
次に、得られた接合膜に、前記工程＜１＞と同様にして、紫外線を照射した。一方、圧電素子の片面に対して、酸素プラズマによる表面処理を行った。
そして、接合膜の紫外線を照射した面と、圧電素子の表面処理を施した面とが接触するように、接合体と圧電素子とを貼り合わせた。これにより、母材、封止シート、振動板および圧電素子の接合体を得た。
Next, the obtained bonding film was irradiated with ultraviolet rays in the same manner as in the above step <1>. On the other hand, surface treatment with oxygen plasma was performed on one surface of the piezoelectric element.
Then, the bonded body and the piezoelectric element were bonded so that the surface of the bonding film irradiated with ultraviolet rays and the surface subjected to the surface treatment of the piezoelectric element were in contact with each other. As a result, a bonded body of the base material, the sealing sheet, the vibration plate, and the piezoelectric element was obtained.
＜５＞次に、母材、封止シート、振動板および圧電素子が接合された接合体のうち、ケースヘッドが組み立てられる位置に、前記工程＜１＞と同様にして、接合膜を成膜した。
次に、得られた接合膜に、前記工程＜１＞と同様にして、紫外線を照射した。一方、ケースヘッドの接合面に対して、酸素プラズマによる表面処理を行った。
そして、接合膜の紫外線を照射した面と、ケースヘッドの表面処理を施した面とが接触するように、接合体とケースヘッドとを貼り合わせた。これにより、母材、封止シート、振動板、圧電素子およびケースヘッドの接合体を得た。
<5> Next, a bonding film is formed at the position where the case head is assembled in the bonded body in which the base material, the sealing sheet, the vibration plate, and the piezoelectric element are bonded in the same manner as in the above step <1>. did.
Next, the obtained bonding film was irradiated with ultraviolet rays in the same manner as in the above step <1>. On the other hand, surface treatment with oxygen plasma was performed on the joint surface of the case head.
Then, the bonded body and the case head were bonded so that the surface of the bonding film irradiated with ultraviolet rays and the surface subjected to the surface treatment of the case head were in contact with each other. Thereby, a base material, a sealing sheet, a vibration plate, a piezoelectric element, and a case head joined body were obtained.
＜６＞次に、得られた接合体の上下を反転させ、母材の封止シートが接合された面と反対側の面に対して、エッチング法により加工を施した。そして、母材に、吐出液貯留室と吐出液供給室とを形成し、これにより吐出液貯留室形成基板を得た。
＜７＞次に、吐出液貯留室形成基板上に、前記工程＜１＞と同様にして、接合膜を成膜した。
<6> Next, the obtained joined body was turned upside down, and the surface opposite to the surface to which the sealing sheet of the base material was joined was processed by an etching method. Then, a discharge liquid storage chamber and a discharge liquid supply chamber were formed in the base material, thereby obtaining a discharge liquid storage chamber forming substrate.
<7> Next, a bonding film was formed on the discharge liquid storage chamber forming substrate in the same manner as in the step <1>.
次に、得られた接合膜に、前記工程＜１＞と同様にして、紫外線を照射した。一方、ノズルプレートの接合面に対して、酸素プラズマによる表面処理を行った。
そして、接合膜の紫外線を照射した面と、ノズルプレートの表面処理を施した面とが接触するように、吐出液貯留室形成基板とノズルプレートとを貼り合わせた。これにより、ノズルプレート、母材、封止シート、振動板、圧電素子およびケースヘッドの接合体、すなわちインクジェット式記録ヘッドを得た。
＜８＞次に、得られたインクジェット式記録ヘッドを、３ＭＰａで圧縮しつつ、８０℃で加熱し、１５分間維持した。これにより、インクジェット式記録ヘッドの接合強度の向上を図った。
Next, the obtained bonding film was irradiated with ultraviolet rays in the same manner as in the above step <1>. On the other hand, the surface treatment by oxygen plasma was performed on the joint surface of the nozzle plate.
And the discharge liquid storage chamber formation board | substrate and the nozzle plate were bonded together so that the surface which irradiated the ultraviolet-ray of the bonding film and the surface which performed the surface treatment of the nozzle plate may contact. As a result, a joined body of a nozzle plate, a base material, a sealing sheet, a vibration plate, a piezoelectric element and a case head, that is, an ink jet recording head was obtained.
<8> Next, the obtained ink jet recording head was heated at 80 ° C. while being compressed at 3 MPa, and maintained for 15 minutes. As a result, the bonding strength of the ink jet recording head was improved.
（実施例２）
以下のようにして、接合膜を接合界面の両側に成膜し、各接合膜同士を貼り合わせるようにした以外は、前記実施例１と同様にしてインクジェット式記録ヘッドを製造した。
具体的には、まず、前記実施例１と同様にして、母材上に接合膜を成膜した。
また、同様に、封止シート上にも接合膜を成膜した。
(Example 2)
An ink jet recording head was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the bonding films were formed on both sides of the bonding interface and bonded to each other as follows.
Specifically, first, in the same manner as in Example 1, a bonding film was formed on the base material.
Similarly, a bonding film was formed on the sealing sheet.
次に、母材上の接合膜と、封止シート上の接合膜とに、それぞれ紫外線を照射した。
次に、各接合膜同士が密着するように、母材と封止シートとを貼り合わせた。これにより、母材と封止シートとを接合した。
また、これと同様にして、封止シートと振動板との間、振動板と圧電素子との間、振動板とケースヘッドとの間、吐出液貯留室形成基板とノズルプレートとの間を、それぞれ接合した。
Next, the bonding film on the base material and the bonding film on the sealing sheet were each irradiated with ultraviolet rays.
Next, the base material and the sealing sheet were bonded so that the bonding films were in close contact with each other. Thereby, the base material and the sealing sheet were joined.
Similarly, between the sealing sheet and the diaphragm, between the diaphragm and the piezoelectric element, between the diaphragm and the case head, between the discharge liquid storage chamber forming substrate and the nozzle plate, Each was joined.
（実施例３）
図９に示すインクジェット式記録ヘッドを製造した。
なお、図９に示す接合膜１５１、２５１、３５１、４５ｂ１の形成にあたっては、実施例１と同様にして行った。
また、図９に示す接着剤１５２、２５２、３５２、４５ａ２、４５ｂ２として、エポキシ系接着剤を用いた。
(Example 3)
An ink jet recording head shown in FIG. 9 was manufactured.
The bonding
In addition, epoxy adhesives were used as the
（比較例）
全ての接合部、すなわち、ノズルプレートと吐出液貯留室形成基板との間、母材と封止シートとの間、封止シートと振動板との間、振動板と圧電素子との間、振動板とケースヘッドとの間の各接合部を、それぞれエポキシ接着剤で接合するようにした以外は、前記実施例１と同様にしてインクジェット式記録ヘッドを製造した。
(Comparative example)
All joints, that is, vibration between the nozzle plate and the discharge liquid storage chamber forming substrate, between the base material and the sealing sheet, between the sealing sheet and the diaphragm, between the diaphragm and the piezoelectric element, An ink jet recording head was manufactured in the same manner as in Example 1 except that each joint between the plate and the case head was joined with an epoxy adhesive.
２．インクジェット式記録ヘッドの評価
２．１ 寸法精度の評価
各実施例および比較例で得られたインクジェット式記録ヘッドについて、それぞれ寸法精度を測定した。
その結果、各実施例で得られたインクジェット式記録ヘッドでは、いずれも、各比較例で得られたインクジェット式記録ヘッドに比べて寸法精度が高かった。
また、各インクジェット式記録ヘッドをインクジェットプリンタに組み込み、印刷用紙に印字したところ、各実施例で得られたヘッドを組み込んだプリンタでは、各比較例で得られたヘッドを組み込んだプリンタに比べ、印字品位が優れていることが認められた。
2. 2. Evaluation of inkjet recording head 2.1 Evaluation of dimensional accuracy The dimensional accuracy of each of the inkjet recording heads obtained in the examples and comparative examples was measured.
As a result, each of the ink jet recording heads obtained in each example had higher dimensional accuracy than the ink jet recording head obtained in each comparative example.
In addition, when each ink jet recording head was incorporated in an ink jet printer and printed on printing paper, the printer incorporating the head obtained in each example printed compared to the printer incorporating the head obtained in each comparative example. It was recognized that the quality was excellent.
２．２ 耐薬品性の評価
各実施例および比較例で得られたインクジェット式記録ヘッドに、溶媒としてトルエンおよびイソブタノールを含有する液状材料（信越化学工業社製、「ＫＲ−２５１」：粘度（２５℃）１８．０ｍＰａ・ｓ）を充填し、３週間保持した。その後、インクジェット式記録ヘッドの状態を評価した。
その結果、各実施例で得られたインクジェット式記録ヘッドでは、接合部への液状材料の浸入がほとんど認められなかった。これに対し、比較例で得られたインクジェット式記録ヘッドでは、接合部への液状材料の浸入が認められた。
2.2 Evaluation of chemical resistance A liquid material containing toluene and isobutanol as solvents (“KR-251” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.): Viscosity ( 25 ° C.) and 18.0 mPa · s), and held for 3 weeks. Thereafter, the state of the ink jet recording head was evaluated.
As a result, in the ink jet recording head obtained in each example, almost no liquid material permeated into the joint. On the other hand, in the ink jet recording head obtained in the comparative example, the intrusion of the liquid material into the joint portion was recognized.
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、４５ａ、４５ｂ、１５１、２５１、３５１、４５ｂ１……接合膜 １５２、２５２、３５２、４５ａ２、４５ｂ２……接着剤 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……封止シート ３１……液状材料 ３２……液状被膜 ４０……振動板 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 ９……インクジェットプリンタ ９２……装置本体 ９２１……トレイ ９２２……排紙口 ９３……ヘッドユニット ９３１……インクカートリッジ ９３２……キャリッジ ９４……印刷装置 ９４１……キャリッジモータ ９４２……往復動機構 ９４３……キャリッジガイド軸 ９４４……タイミングベルト ９５……給紙装置 ９５１……給紙モータ ９５２……給紙ローラ ９５２ａ……従動ローラ ９５２ｂ……駆動ローラ ９６……制御部 ９７……操作パネル Ｐ……記録用紙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (7)
前記ノズルプレート、前記基板、および前記封止板の、前記接合膜を介して接合する接合領域のうち一部の領域を、接着剤で固定する工程と、
前記接合領域の前記吐出液貯留室に臨む部分に前記液状材料を浸透させ、液状の前記シリコーン材料の被膜を形成し、乾燥して接合膜を形成する工程と、
前記接合膜にエネルギーを付与して前記ノズルプレート、前記基板、および前記封止板を接合する工程と、を有し、
前記シリコーン材料は、その末端部では下記一般式（１）で表わされる構造単位を有し、連結部では下記一般式（２）で表わされる構造単位を有し、また、分枝部では下記一般式（３）で表わされる構造単位を備えるポリオルガノシロキサン骨格を有する化合物で構成されたものであることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
Fixing a part of the bonding region of the nozzle plate, the substrate, and the sealing plate to be bonded via the bonding film with an adhesive;
Infiltrating the liquid material into a portion of the bonding region facing the discharge liquid storage chamber, forming a liquid film of the silicone material, and drying to form a bonding film;
And applying energy to the bonding film to bond the nozzle plate, the substrate, and the sealing plate,
The silicone material has a structural unit represented by the following general formula (1) at the terminal portion, a structural unit represented by the following general formula (2) at the connecting portion, and the following general unit at the branch portion. A method for producing a droplet discharge head, comprising a compound having a polyorganosiloxane skeleton having a structural unit represented by formula (3).
前記一部の領域は、前記接合領域であって前記吐出液貯留室および前記リザーバーに臨まない領域である請求項１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 1, wherein the partial region is a region that is the junction region and does not face the discharge liquid storage chamber and the reservoir.
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