JPH06344554A - Ink jet head and production thereof - Google Patents
Ink jet head and production thereofInfo
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- JPH06344554A JPH06344554A JP14064493A JP14064493A JPH06344554A JP H06344554 A JPH06344554 A JP H06344554A JP 14064493 A JP14064493 A JP 14064493A JP 14064493 A JP14064493 A JP 14064493A JP H06344554 A JPH06344554 A JP H06344554A
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【技術分野】本発明は、インクジェットヘッドおよびそ
の製造方法に関し、より詳細には、高剛性でインクに含
まれる有機材により、膨潤することがない安定で高密度
記録可能な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 relates to an inkjet head and a method of manufacturing the same, and more specifically, an inkjet head that is highly rigid and does not swell due to an organic material contained in the ink, and enables high-density recording, and a method of manufacturing the same. Regarding
【０００２】[0002]
【従来技術】圧電素子をアクチュエータとするオンデマ
ンド型のインクジェットヘッドは、流路壁により区画さ
れた平行な複数の流路を有する流路板と、平行な複数の
分離溝を有し、流路と対応した駆動圧電素子を形成する
板状の圧電素子とからなり、流路板と圧電素子とを直接
または弾性材の隔板を介して流路とアクチュエータとが
対向するように接合し、画像信号に従った駆動圧電素子
を駆動し、流路内に発生する圧力波により流路に取り付
けられたノズルより液滴を噴射し記録するものである。2. Description of the Related Art An on-demand type ink jet head using a piezoelectric element as an actuator has a flow path plate having a plurality of parallel flow paths partitioned by flow path walls and a plurality of parallel separation grooves. And a plate-shaped piezoelectric element that forms a corresponding driving piezoelectric element, and the flow channel plate and the piezoelectric element are bonded to each other so that the flow channel and the actuator face each other directly or via a partition plate made of an elastic material. A driving piezoelectric element is driven according to a signal, and a pressure wave generated in the flow channel ejects a droplet from a nozzle attached to the flow channel to record the droplet.
【０００３】圧電素子は、通常，低電圧で駆動しても所
定の圧電歪が得られるように積層圧電素子が使用されて
いる。従来のインクジェットヘッドにおいては、各層毎
に配設された電極を絶縁するために、分離溝内に樹脂を
充填していた。As the piezoelectric element, a laminated piezoelectric element is usually used so that a predetermined piezoelectric strain can be obtained even when driven at a low voltage. In a conventional inkjet head, a resin is filled in the separation groove in order to insulate the electrodes arranged in each layer.
【０００４】しかし、従来の樹脂充填方法では透湿があ
り、樹脂は流路等のインク容器内のインクに含まれる有
機材料、例えばエチレングリコール，グリセリンおよび
界面活性剤等により更に膨潤するため、圧電素子間の電
極間がリークするという問題が発生した。However, the conventional resin filling method has moisture permeability, and the resin is further swollen by the organic material contained in the ink in the ink container such as the flow path, such as ethylene glycol, glycerin, and the surfactant, so that the piezoelectric material is swelled. There was a problem of leakage between the electrodes between the elements.
【０００５】また、従来は、ある駆動圧電素子を駆動し
たとき発生する圧力波が隣接する圧電素子および流路に
影響し画質を損うため、駆動圧電素子間に、溝により分
離した非駆動圧電素子を配設して、駆動圧電素子を非駆
動圧電素子および溝を隔てて駆動するようにしていた。
ここで、流路板と圧電素子との接合は、流路板の流路壁
と非駆動圧電素子とでなされ、各流路を分離独立させて
いた。この結果、インクジェットヘッドの駆動効率は向
上したが、高密度実装に問題を残した。Further, conventionally, since a pressure wave generated when a certain driving piezoelectric element is driven affects the adjacent piezoelectric element and the flow path to deteriorate the image quality, a non-driving piezoelectric element separated by a groove between the driving piezoelectric elements. The element is arranged so that the driving piezoelectric element is driven by separating the non-driving piezoelectric element and the groove.
Here, the flow path plate and the piezoelectric element are joined by the flow path wall of the flow path plate and the non-driving piezoelectric element, and each flow path is separated and independent. As a result, the driving efficiency of the inkjet head was improved, but there was a problem in high-density mounting.
【０００６】また、特開昭５９−１５９３５８号公報に
よる「圧電駆動形印字ヘッドおよびその製作方法」にお
いては、圧電素子を個々に切断分離し、１個の流路に対
して１個の圧電素子を接合し、加工を容易にして圧力波
による相互干渉を防止しているが、効率および量産生が
悪いという問題点があった。Further, in the "Piezoelectric drive type print head and its manufacturing method" disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-159358, the piezoelectric elements are individually cut and separated, and one piezoelectric element is provided for one flow path. However, there is a problem in that efficiency and quantity production are poor.
【０００７】更に、特開昭６３−２５２７５０号公報に
よる「高密度マルチ流路アレイ・パルス滴付着装置およ
び同装置の製造方法」においては、圧電素子で流路を挟
んだ構造をもち、流路の隔壁を圧電素子で駆動してイン
クを噴射するインクジェットヘッドにおいて、圧電素子
のアレイ方向に平行な横変形を利用して流路のインクを
吐出することが開示されている。流路隔壁をアクチュエ
ータにすることにより、高集積化によるアクチュエータ
面積の低下という課題を解決し、さらに圧電素子をｄ１
３モード（圧電歪が分極方向と直角方向）で駆動するこ
とにより効率を良くしている。しかし、圧電素子の加工
や電極の形成等が困難で、信頼性が低いという問題があ
った。Further, in "High Density Multi-Channel Array / Pulse Droplet Adhering Device and Manufacturing Method of the Same" disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-252750, the structure has a structure in which a piezoelectric element sandwiches a channel, In an inkjet head that ejects ink by driving the partition walls of the piezoelectric element with a piezoelectric element, it is disclosed that the ink in the flow path is ejected by utilizing lateral deformation parallel to the array direction of the piezoelectric element. By using the flow path partition wall as an actuator, the problem of reduction of the actuator area due to high integration is solved, and the piezoelectric element is d1.
The efficiency is improved by driving in three modes (the piezoelectric strain is in the direction perpendicular to the polarization direction). However, there is a problem that the reliability is low because it is difficult to process the piezoelectric element and form the electrodes.
【０００８】[0008]
【目的】本発明は、上述の実情に鑑みてなされたもの
で、（１）耐湿性を有し、高絶縁性を保ち、高剛性のイ
ンクジェットヘッドを提供すること。（２）圧電素子の
分離溝に充填される充填材中に気泡が混入することのな
い信頼性の高い充填を行うこと。（３）界面活性剤が多
く含まれるカラーインクに接触しても、充填材の膨潤を
なくすこと。（４）充填材の表面に新水性を与えて高品
質の印字を可能とすること。（５）不活性圧電素子をな
くして高密度化したインクジェットヘッドを提供するこ
と。（６）充填材の硬化の工程と圧電素子と流路板との
接合の工程を兼ねることにより、製造工程を短縮するこ
とを目的としてなされたものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides (1) an inkjet head having moisture resistance, high insulation, and high rigidity. (2) Reliable filling in which bubbles are not mixed in the filling material filled in the separation groove of the piezoelectric element. (3) To prevent swelling of the filler even when it comes into contact with a color ink containing a large amount of a surfactant. (4) To give high quality printing by giving fresh water to the surface of the filler. (5) To provide an ink jet head having a high density by eliminating the inactive piezoelectric element. (6) The purpose is to shorten the manufacturing process by combining the step of hardening the filler and the step of joining the piezoelectric element and the flow path plate.
【０００９】[0009]
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
流路壁により区画された長手方向に平行な複数の流路を
有し該流路の各々にノズルが接続された流路板と、該流
路板に接合した板状体で、長手方向に複数の平行な分離
溝を有し、前記流路の容積を変化させ、前記ノズルから
インクを噴射させる圧電素子とからなるインクジェット
ヘッドにおいて、前記分離溝内に無機繊維とホイスカー
および又は無機フィラーを絶縁性材料と混合した充填材
を充填したこと、更には、（２）流路壁により区画され
た長手方向に平行な複数の流路を有し該流路の各々にノ
ズルが接続された流路板と、該流路板に接合した板状体
で、長手方向に複数の平行な分離溝を有し、前記流路の
容積を変化させ、前記ノズルからインクを噴射させる圧
電素子とからなるインクジェットヘッドの製造方法にお
いて、前記分離溝加工を施した前記圧電素子に低圧力零
囲気内で絶縁材料をコーティングすること、更には、前
記（２）において、（３）低圧力零囲気内で圧電素子に
絶縁材料をコーティングした該絶縁材料をキュアー硬化
し、キュアー硬化した絶縁材料に無機フィラーを含む絶
縁材料をコーティングし硬化すること、更には、（４）
絶縁材料をポリイミドとし、無機フィラーとしてチタン
酸化物，チッ化物，炭化物，酸化物等の無機物および該
無機物のホイスカーとし、無機物および該無機のホイス
カーの何れかを選択すること、更には、（５）分離溝内
に無機フィラーを含む絶縁材料を充填した圧電素子に絶
縁材料をコーティングしてキュアー硬化後、前記圧電素
子面を平坦化処理した該圧電素子の平坦面にフロロカー
ボンをコーティングし、フロロカーボン膜を形成するこ
と、更には、（６）分離溝内に無機フィラーを含む絶縁
材料を充填した圧電素子に絶縁材をコーティングしてキ
ュアー硬化後、前記圧電素子面を平坦化処理した該圧電
素子の平坦面にポリキシレンをコーティングし、ポリキ
シレン膜を形成すること、更には、前記（２）,（５）
又は（６）において、（７）平坦面に絶縁膜を形成した
圧電素子の分離溝と流路板の流路壁とを位置合わせし、
前記圧電素子と流路板とを接合するカシメ固定手段を有
すること、更には、（８）絶縁材料を充填処理した分離
溝面を平坦化後、該平坦面に不活性ガスと酸素のプラズ
マドライエッチングを処理すること、或いは、前記請求
項（２）において、（９）絶縁材料を充填処理した分離
溝面を平坦化後、該平坦面に大気圧プラズマ処理し、該
プラズマ処理面に有機材料又は無機材料を薄膜コーティ
ングすること、或いは、（１０）絶縁材料を充填処理し
た分離溝を平坦化するためにポリィミドをコーティング
コーティングした圧電素子と流路板とをポリイミドの中
間体であるポリアミドの状態で接合し、硬化固着させる
ことを特徴とするものである。以下、本発明の実施例に
基づいて説明する。まず、本発明に係る圧電素子の概要
を説明する。In order to achieve the above object, the present invention provides (1)
A channel plate having a plurality of channels parallel to the longitudinal direction divided by the channel walls and nozzles connected to each of the channels, and a plate-like body joined to the channel plate. In an inkjet head having a plurality of parallel separation grooves, changing the volume of the flow path, and a piezoelectric element for ejecting ink from the nozzles, insulating the inorganic fibers and whiskers and / or inorganic filler in the separation grooves. Filled with a filler mixed with a conductive material, and further, (2) a flow path having a plurality of flow paths defined by flow path walls and parallel to the longitudinal direction, and a nozzle connected to each of the flow paths. Inkjet comprising a plate and a plate-like body joined to the flow path plate, having a plurality of parallel separation grooves in the longitudinal direction, changing the volume of the flow path, and ejecting ink from the nozzles In the method of manufacturing a head, the separation groove Coating the processed piezoelectric element with an insulating material in a low-pressure zero atmosphere, and further, in (2), (3) the insulating material obtained by coating the piezoelectric element with an insulating material in a low-pressure zero atmosphere. Is cured, and the cured insulating material is coated with an insulating material containing an inorganic filler and cured, and (4)
The insulating material is polyimide, the inorganic filler is an inorganic material such as titanium oxide, nitride, carbide, or oxide, and the whiskers of the inorganic material, and the inorganic material or the whiskers of the inorganic material is selected, and further, (5) A piezoelectric element filled with an insulating material containing an inorganic filler in the separation groove is coated with an insulating material and cured and cured, and then the flat surface of the piezoelectric element, which has been flattened, is coated with fluorocarbon to form a fluorocarbon film. Forming, and (6) a piezoelectric element having an insulating material filled with an inorganic filler in the separation groove is coated with an insulating material to cure and cure, and then the surface of the piezoelectric element is flattened. To form a polyxylene film by coating the surface with polyxylene, and further to (2) and (5) above.
Alternatively, in (6), (7) aligning the separation groove of the piezoelectric element having the insulating film formed on the flat surface with the flow path wall of the flow path plate,
Having a caulking fixing means for joining the piezoelectric element and the flow path plate, and (8) after flattening the separation groove surface filled with an insulating material, plasma dry of an inert gas and oxygen on the flat surface. Etching is performed, or (9) the isolation groove surface filled with an insulating material is flattened, and then the flat surface is subjected to atmospheric pressure plasma treatment, and the plasma treated surface is treated with an organic material. Alternatively, a thin film coating of an inorganic material, or (10) a state in which a piezoelectric element coated with polyimide for flattening a separation groove filled with an insulating material and a flow path plate are polyamide intermediates, which is an intermediate of polyimide It is characterized in that they are joined together and cured and fixed. Hereinafter, description will be given based on examples of the present invention. First, the outline of the piezoelectric element according to the present invention will be described.
【００１０】図１（ａ）,（ｂ）は、本発明に係る圧電
素子を説明するための斜視図であり、図１（ａ）は圧電
素子外観、図１（ｂ）は溝加工を施した圧電素子であ
り、図中、１は圧電素子、２は分離溝、３は駆動圧電素
子、４は電極である。1 (a) and 1 (b) are perspective views for explaining a piezoelectric element according to the present invention. FIG. 1 (a) is an external view of the piezoelectric element, and FIG. 1 (b) is a grooved process. In the figure, 1 is a piezoelectric element, 2 is a separation groove, 3 is a driving piezoelectric element, and 4 is an electrode.
【００１１】図１（ａ）の圧電素子は、ＢaＴiＯ3（チ
タン酸バリウム），ＰbＴiＯ3（チタン酸鉛）やＰbＴi
Ｏ3とＰbＺrＯ3（ジルコン酸鉛）との固溶体（商品名：
ＰＺＴ）の圧電燒結体で、厚さ方向に分極されている。
なお、圧電素子１は、多層圧電素子である。図１（ｂ）
に示すように、図１（ａ）の圧電素子をダイシング等で
平行な複数の溝加工を施こし、削除部分を分離溝２と
し、該分離溝２で分割された平行な多数の駆動圧電素子
３が形成される。駆動圧電素子３には、厚さ方向に多数
の電極４が配設され、電圧印加により厚さ方向のｄ３３
の圧電歪が発生する。The piezoelectric element shown in FIG. 1 (a) is composed of BaTiO 3 (barium titanate), PbTiO 3 (lead titanate) and PbTi.
Solid solution of O 3 and PbZrO 3 (lead zirconate) (trade name:
PZT) piezoelectric sintered body, which is polarized in the thickness direction.
The piezoelectric element 1 is a multilayer piezoelectric element. Figure 1 (b)
As shown in FIG. 1, the piezoelectric element shown in FIG. 1A is processed into a plurality of parallel grooves by dicing or the like, and the removed portion is defined as the separation groove 2, and a large number of parallel driving piezoelectric elements divided by the separation groove 2 are formed. 3 is formed. A large number of electrodes 4 are arranged in the driving piezoelectric element 3 in the thickness direction, and d33 in the thickness direction is applied by applying a voltage.
Piezoelectric strain occurs.
【００１２】図２は、本発明によるインクジェットヘッ
ドの圧電素子を説明するための部分斜視図で、図中、５
は硬化層、６は硬化部であり、図１と同じ作用をする部
分には、図１と同一の参照番号を付している。FIG. 2 is a partial perspective view for explaining the piezoelectric element of the ink jet head according to the present invention.
Is a hardened layer, and 6 is a hardened part, and the parts having the same functions as in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as in FIG.
【００１３】図２は、分離溝２内に充填材を充填した様
子を示すもので、充填材はポリイミドにＰbＴiＯ3，Ｃa
ＴiＯ3（チタン酸カルシウム），ＳiＯ2（硫素），Ｔi
Ｏ2（酸化チタン），Ｗ2Ｏ3（酸化タングステン），Ｂa
ＳＯ4（硫酸バリウム），Ｍo2Ｏ3（酸化モリブデン）等
の酸化物の粉体（フィラー：filler）や、ガラス繊維を
５〜４０wt％を混入したものである。この充填材内に圧
電素子１を浸漬して、乾燥後、加熱炉内で熱処理するこ
とにより、圧電素子１の表面にはポリイミド単体層が認
められ、更に分離溝２内にポリイミド材に上記無機フィ
ラーを含む高ヤング率体の硬化部６が形成される。FIG. 2 shows a state in which a filling material is filled in the separation groove 2. The filling material is polyimide made of PbTiO 3 or Ca.
TiO 3 (calcium titanate), SiO 2 (sulfuric acid), Ti
O 2 (titanium oxide), W 2 O 3 (tungsten oxide), Ba
5 to 40 wt% of oxide powder (filler) such as SO 4 (barium sulfate) or Mo 2 O 3 (molybdenum oxide) or glass fiber is mixed. By immersing the piezoelectric element 1 in this filling material, drying it, and then heat-treating it in a heating furnace, a polyimide single layer is recognized on the surface of the piezoelectric element 1, and the polyimide material in the separation groove 2 is made of the above inorganic material. The hardened portion 6 of the high Young's modulus body containing the filler is formed.
【００１４】上記の乾燥および熱処理は、具体的には次
のように行われる。無機フィラー表面はポリイミド溶液
との濡れ性が良いので、浸漬された圧電素子１の表面に
はポリイミド単体層が形成されるが、ポリイミド溶液内
にはＮ−メチルピロリドン等の溶剤が含んでいるので、
この溶剤を８０℃で３０〜６０分間乾燥する。The above-mentioned drying and heat treatment are specifically carried out as follows. Since the surface of the inorganic filler has good wettability with the polyimide solution, a single layer of polyimide is formed on the surface of the piezoelectric element 1 that has been immersed, but since the polyimide solution contains a solvent such as N-methylpyrrolidone. ,
The solvent is dried at 80 ° C. for 30-60 minutes.
【００１５】乾燥後、ヘーグ炉等の加熱炉内で熱処理す
る。ポリイミドは、まず通常１５０〜１８０℃で脱水反
応を行うが、このとき初めて閉環硬化反応が起こる。こ
の状態では、熱処理が不充分な状態であり、ヤング率も
低く、５０kg／mm2程度である。これを更に高い２５０
〜２７０℃で２時間程度のキュアリングサイクルで熱処
理を施すことにより、高硬度のポリアミドが得られる。
このときのフィラーを混入したポリイミドのヤング率
は、1000〜5000kg／mm2に達する。キュアー硬化後の圧
電素子１の駆動面側は、平坦化処理される。なお、ポリ
イミド単体のヤング率は、硬化条件により異なるが、５
０〜４００kg／mm2程度である。After drying, heat treatment is performed in a heating furnace such as a Hague furnace. First, the polyimide usually undergoes a dehydration reaction at 150 to 180 ° C., but at this time, a ring-closing curing reaction occurs. In this state, the heat treatment is insufficient and the Young's modulus is low, about 50 kg / mm 2 . 250 higher than this
A high hardness polyamide can be obtained by performing a heat treatment at a curing cycle of about 270 ° C. for about 2 hours.
At this time, the Young's modulus of the polyimide mixed with the filler reaches 1000 to 5000 kg / mm 2 . The drive surface side of the piezoelectric element 1 after curing is flattened. The Young's modulus of the polyimide alone varies depending on the curing conditions, but is 5
It is about 0 to 400 kg / mm 2 .
【００１６】上述の熱処理で得られたポリイミドは、耐
酸化性が大きく、また耐熱性は−１５０〜５００℃であ
り、更には耐摩耗性，耐放射性，耐薬品性があり、メチ
レンクロライド以外の有機溶剤に対して顕著なダメージ
を受けない。また、熱膨張係数は１〜２×１０-5cm／℃
であり、吸水率は０.７wt％程度であるから、このよう
に形成されたフィラーを含むポリイミドの硬化層５は、
耐インク性が大きく、耐水性があり、更にヤング率が大
きいので、圧電素子１の障壁層としても本発明の充填材
は充分な力を発揮する。The polyimide obtained by the above-mentioned heat treatment has a high oxidation resistance, a heat resistance of -150 to 500 ° C., a wear resistance, a radiation resistance and a chemical resistance, and other than methylene chloride. No significant damage to organic solvents. The coefficient of thermal expansion is 1 to 2 × 10 -5 cm / ° C.
Since the water absorption rate is about 0.7 wt%, the cured layer 5 of the polyimide containing the filler thus formed is
Since the ink resistance is high, the water resistance is high, and the Young's modulus is high, the filler of the present invention exerts sufficient force as a barrier layer of the piezoelectric element 1.
【００１７】すなわち、駆動圧電素子３の外壁の界面に
はポリイミドが３０〜５０μm（マイクロメータ）の厚
さの層状となって、覆被しているので、これが駆動圧電
素子３を駆動したときの素子間の障壁層となる。駆動圧
電素子３が駆動されたときのインク流路方向の駆動変位
量（圧電歪）は、1000〜1500Å（オンクストローム）程
度であり、２５〜４０μｓ（マイクロ秒）の短時間に発
生し、衝撃波を発生するが、この振動が横方向に伝播し
てもこれを低ヤング率３００〜４００kg／mm2のポリイ
ミドが吸収し、フィラーを大量に含む隣接した駆動圧電
素子３には衝撃波の影響はなくなる。この現象は、駆動
圧電素子３と隣接する駆動されない駆動圧電素子３の残
留振動波形を測定することにより確認された。That is, since the polyimide on the interface of the outer wall of the driving piezoelectric element 3 is covered with a layer having a thickness of 30 to 50 μm (micrometer), the polyimide is covered when the driving piezoelectric element 3 is driven. It becomes a barrier layer between elements. The drive displacement amount (piezoelectric strain) in the ink flow path direction when the drive piezoelectric element 3 is driven is about 1000 to 1500Å (angstrom), and occurs in a short time of 25 to 40 μs (microsecond), Although a shock wave is generated, even if this vibration propagates in the lateral direction, it is absorbed by the polyimide having a low Young's modulus of 300 to 400 kg / mm 2 , and the influence of the shock wave on the adjacent driving piezoelectric element 3 containing a large amount of filler is not affected. Disappear. This phenomenon was confirmed by measuring the residual vibration waveform of the driving piezoelectric element 3 which is not driven and is adjacent to the driving piezoelectric element 3.
【００１８】また、圧電素子１の分離溝２の幅を３０〜
４０μm程度に狭くなると、ポリイミドの粘度を３０〜
１００cps（センチポアーズ）程度に薄めても分離溝３
内の充填材内に気泡が発生する。また、圧電素子材料の
溝加工した加工面結晶間の間隙や、１０〜２０μm程度
の小さなくぼみには、充填材のポリイミドが浸透しない
部分が発生する。この結果、気泡やボイド又はピンホー
ルが分離溝３内に発生し、圧電素子１の耐湿性や耐薬品
性等が低下し、信頼性が著しく劣化する。Further, the width of the separation groove 2 of the piezoelectric element 1 is set to 30 to.
When it becomes narrower to about 40 μm, the viscosity of the polyimide becomes 30-
Separation groove 3 even if thinned to about 100 cps (centipoise)
Bubbles are generated in the filling material inside. Further, in the gaps between the crystallized surfaces of the piezoelectric element material and in the small dents of about 10 to 20 μm, there are portions where the filler polyimide does not penetrate. As a result, bubbles, voids or pinholes are generated in the separation groove 3, moisture resistance and chemical resistance of the piezoelectric element 1 are reduced, and reliability is significantly deteriorated.
【００１９】本発明においては、これらの問題を解決す
るために、圧電素子１とフィラーを含むポリイミド溶液
を真空室等の低圧力室内に収容し、室内圧を１００〜１
０-2Torr（トール）の低圧迄にして脱気する。充填方法
としては、脱気後に圧電素子１をフィラーを含むポリイ
ミド溶液内に入れる方法と、上記ポリイミド溶液内に圧
電素子を浸漬し、その後に低圧力に排気する方法とがあ
るが、後者の場合は発泡脱気となるので、排気速度を遅
くする必要がある。In the present invention, in order to solve these problems, a polyimide solution containing the piezoelectric element 1 and a filler is housed in a low pressure chamber such as a vacuum chamber, and the chamber pressure is set to 100-1.
Degas to a low pressure of 0 -2 Torr. As a filling method, there are a method of putting the piezoelectric element 1 in a polyimide solution containing a filler after deaeration, and a method of immersing the piezoelectric element in the polyimide solution and then exhausting it to a low pressure. In the latter case, Will be degassed by foaming, so it is necessary to slow down the exhaust speed.
【００２０】このように脱気することで信頼性は向上
し、且つ、駆動圧電素子１の壁面との界面には流動性の
高いポリイミドが優先的に流れ、３０〜５０μmの厚さ
の界面層を形成する。By degassing in this way, reliability is improved, and highly fluid polyimide flows preferentially at the interface with the wall surface of the driving piezoelectric element 1, and an interface layer having a thickness of 30 to 50 μm is obtained. To form.
【００２１】また、圧電素子１の壁面に形成されるポリ
イミド界面層を５０〜３００μmの厚さに厚さを増す場
合は、ポリイミド単体でコーティングしてから８０℃１
時間の仮乾燥後、さらに無機フィラー５〜４０％を含む
ポリイミド絶縁材料をコーティングすることで、圧電素
子１の耐電圧特性の向上と衝撃波のノイズ防止向上を計
ることができる。When the thickness of the polyimide interface layer formed on the wall surface of the piezoelectric element 1 is increased to 50 to 300 μm, the polyimide interface layer is first coated at 80 ° C.
After temporary drying for a certain period of time, by coating a polyimide insulating material containing 5 to 40% of inorganic filler, the withstand voltage characteristics of the piezoelectric element 1 and the shock wave noise prevention can be improved.
【００２２】無機フィラーには前記金属酸化物の他にＺ
nＯ（酸化亜鉛)，ＳnＯ2（酸化錫），ＣaＣＯ3（炭酸カ
ルシウム）等もあるが、本発明では、ヤング率向上と耐
湿性向上，耐電圧性，分散性等考慮して、チタン酸の複
合酸化物の粉末や、ホィスカー，またヤング率の大きい
窒素化合物，炭素化合物，さらにＷ2Ｏ5，ＷＯ3，Ｍ02
Ｏ3，Ｍ0Ｏ3等の安定で、硬い酸化物が使用される。ま
た、これらのホィスカーを含むフィラーを用いること
で、1000〜5000kg／mm2のヤング率が得られた。In addition to the above metal oxides, Z can be used as the inorganic filler.
Although there are nO (zinc oxide), SnO 2 (tin oxide), CaCO 3 (calcium carbonate), etc., in the present invention, in consideration of Young's modulus improvement, moisture resistance improvement, voltage resistance, dispersibility, etc. Complex oxide powder, whiskers, nitrogen compounds with large Young's modulus, carbon compounds, and further W 2 O 5 , WO 3 , M 02
Stable and hard oxides such as O 3 and M 0 O 3 are used. Also, Young's modulus of 1000 to 5000 kg / mm 2 was obtained by using the filler containing these whiskers.
【００２３】ポリイミドは低分子表面活性剤であり、溶
媒によってはその表面界面が膨潤することが知られてい
る。ポリイミドの硬化条件にもよるが、膨潤するとヤン
グ率の低下が起こり、インクジェットのインク噴射特性
が劣化する結果となる。このような膨潤を防ぐため、活
性剤やアルコール類を含むインクに対しても影響を受け
ることのないように撥水性を与えるためにポリイミド表
面にフロロカーボン膜をコーティングすることが有効で
あり、膨潤を解決することができた。これを以下に説明
する。Polyimide is a low-molecular surface active agent, and it is known that its surface interface swells depending on the solvent. Although it depends on the curing conditions of the polyimide, the swelling causes the Young's modulus to decrease, resulting in deterioration of the ink jet characteristics of the inkjet. In order to prevent such swelling, it is effective to coat the polyimide surface with a fluorocarbon film in order to impart water repellency so that it will not be affected by ink containing an activator or alcohols. I was able to solve it. This will be explained below.
【００２４】図３（ａ）,（ｂ）は、本発明によるイン
クジェットヘッドの他の実施例を説明するための図であ
り、図３（ａ）はフロロカーボン膜コーティング前、図
３（ｂ）はフロロカーボン膜コーティング後の断面図
で、図中、７はフロロカーボン膜であり、図中、図２と
同じ作用をする部分には、図２と同一の参照番号を付し
ている。3 (a) and 3 (b) are views for explaining another embodiment of the ink jet head according to the present invention. FIG. 3 (a) is before fluorocarbon film coating, and FIG. 3 (b) is. In the cross-sectional view after coating the fluorocarbon film, in the figure, 7 is a fluorocarbon film, and in the figure, the parts having the same functions as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.
【００２５】図３（ａ）のように、分離溝２を含む圧電
素子１の表面に５〜１０μmの厚さのポリイミド硬化層
５を形成とした圧電素子１の上部面に、ディスバージョ
ンコーティングし、更に、図３（ｂ）のように直径が
０.２〜０.５μmのフロロカーボンの微粒子を表面にコ
ーティングして１２０℃で３０分間水分を乾燥して、更
に、また３００℃で１時間加熱してフロロカーボンの微
粒子を溶融固着してフロロカーボン膜７を形成したもの
である。As shown in FIG. 3 (a), the upper surface of the piezoelectric element 1 having a polyimide cured layer 5 having a thickness of 5 to 10 μm formed on the surface of the piezoelectric element 1 including the separation groove 2 is subjected to the disversion coating. Then, as shown in FIG. 3 (b), the surface is coated with fine particles of fluorocarbon having a diameter of 0.2 to 0.5 μm, the water content is dried at 120 ° C. for 30 minutes, and further heated at 300 ° C. for 1 hour. Then, the fine particles of fluorocarbon are melted and fixed to form the fluorocarbon film 7.
【００２６】また、ポリイミド硬化層５上に気相法で薄
膜形成し、界面活性剤やアルコールによる膨潤等を防止
し、しかも、熱処理を必要としない保護膜の作成方法と
してポリキシレンを蒸着するポリキシレン蒸着膜も有効
である。ポリキシレン膜は、化学安定性があり、硬度も
高く、共にインク流路形成材料として、その特性は充分
補足できるものである。Further, a thin film is formed on the cured polyimide layer 5 by a vapor phase method to prevent swelling due to a surfactant or alcohol, and polyxylene is vapor-deposited as a method for forming a protective film which does not require heat treatment. A xylene vapor deposition film is also effective. The polyxylene film is chemically stable and has a high hardness, and both properties can be sufficiently complemented as an ink flow path forming material.
【００２７】前述の如く、本発明によるポリイミド溶材
中に無機フィラーを含む充填材を圧電素子１の分離溝２
内に充填し、キュアー硬化した充填材は、駆動圧電素子
３の壁面では駆動時の衝撃波ノイズを防止するポリイミ
ドの硬化膜５で覆われ、中部は高ヤング率の硬化部６と
なるので、圧電素子１には従来のように隣接する駆動圧
電素子３の間に、溝により区画された非駆動圧電素子を
構成する必要がない。従って、従来圧電素子と流路板と
を流路壁と非駆動圧電素子部で接合していたのを、流路
壁と硬化層６とで接合することが可能となった。As described above, the filler containing the inorganic filler in the polyimide melt according to the present invention is filled with the separating groove 2 of the piezoelectric element 1.
The filling material filled inside and cured is covered with a cured film 5 of polyimide for preventing shock wave noise at the time of driving on the wall surface of the driving piezoelectric element 3, and the middle portion becomes a cured portion 6 having a high Young's modulus. It is not necessary to form a non-driving piezoelectric element defined by a groove between the driving piezoelectric elements 3 adjacent to each other in the element 1 as in the conventional case. Therefore, it has become possible to join the piezoelectric element and the flow path plate to the flow path wall and the non-driving piezoelectric element portion, but to join the flow path wall and the hardened layer 6.
【００２８】図４は、本発明によるインクジェットヘッ
ド製造方法を説明するための図で、図中、８は流路板、
９は流路、１０は流路壁、１１は保持板、１２は熱収縮
樹脂チューブであり、図中、図２と同じ作用をする部分
には、図２と同一の参照番号を付している。FIG. 4 is a view for explaining a method of manufacturing an ink jet head according to the present invention, in which 8 is a flow path plate,
Reference numeral 9 is a flow path, 10 is a flow path wall, 11 is a holding plate, and 12 is a heat-shrinkable resin tube. In the figure, parts having the same functions as those in FIG. There is.
【００２９】図において、流路板８には圧電素子１の駆
動圧電素子３と対応する間隔で複数のインクの流路９が
平行して配設されており、各々の流路９は流路壁１０に
より区画されている。流路板８と圧電素子１とは、流路
壁１０と分離溝２とで接合するように位置合せがなさ
れ、位置合せた流路板８と圧電素子１とを更に保持板１
１と重ねて、これをヒシチューブ（商品名）等の熱収縮
樹チューブ１２内に挿入して、加熱して熱収縮チューブ
の収縮応力によりカシメ固定される。In the figure, a plurality of ink flow paths 9 are arranged in parallel on a flow path plate 8 at intervals corresponding to the driving piezoelectric elements 3 of the piezoelectric elements 1. Each flow path 9 is a flow path. It is partitioned by the wall 10. The flow path plate 8 and the piezoelectric element 1 are aligned so that the flow path wall 10 and the separation groove 2 are joined to each other, and the aligned flow path plate 8 and the piezoelectric element 1 are further held.
1 is overlaid, and this is inserted into a heat-shrinkable resin tube 12 such as a Hishi tube (trade name), heated, and caulked and fixed by shrinkage stress of the heat-shrinkable tube.
【００３０】以上のように構成されインクジェットヘッ
ドは、分離溝２により分割された圧電素子１は、全素子
がアクチュエータとして使用されるので、高密度化が計
れる。例えば、分離溝のスリット巾は４０〜６０μmで
駆動圧電素子３の巾が８０〜２００μmとすることによ
り、４本／mm〜８本／mmのインクジェットアレイを作る
ことが可能となる。従来、圧電素子１の高密度化アレイ
は、困難とされてきたが、本発明の方法を用いること
で、３００dpi〜６００dpi（ドット／インチ）の画素密
度を持つインクジェットヘッドが容易に可能となる。In the ink jet head configured as described above, since all the piezoelectric elements 1 divided by the separation groove 2 are used as actuators, high density can be achieved. For example, when the slit width of the separation groove is 40 to 60 μm and the width of the driving piezoelectric element 3 is 80 to 200 μm, it is possible to manufacture an inkjet array of 4 lines / mm to 8 lines / mm. Conventionally, it has been difficult to form a high-density array of the piezoelectric elements 1, but by using the method of the present invention, an inkjet head having a pixel density of 300 dpi to 600 dpi (dots / inch) can be easily realized.
【００３１】分離溝２内に硬化層５および硬化部６を形
成し、駆動面にポリイミド，フロロカーボン膜またはポ
リキシレン等を成膜した圧電素子１面を平滑化後は、こ
れらのポリイミド，フロロカーボン膜，ポリキシレン膜
等は化学的に安定性が高く、表面は撥水性が強いので、
流路９内のインクには微小気泡をとり込んで、インクの
噴射特性を劣化させたり、内部に発生した気泡の消減が
非常に遅くなるなどの現象があらわれ、特性を不安定に
する。また、インクのメニスカスの運動において、液膜
の切れが発生し、気泡吸入が発生し易くなり、この場合
も劣化原因となる。After the hardened layer 5 and the hardened part 6 are formed in the separation groove 2 and the surface of the piezoelectric element 1 on which the polyimide, fluorocarbon film or polyxylene is formed on the driving surface is smoothed, these polyimide and fluorocarbon films are formed. ， Polyxylene film etc. has high chemical stability and the surface has strong water repellency.
The ink in the flow path 9 takes in microscopic air bubbles, which causes a phenomenon such as deterioration of the ink ejection characteristics and a very slow disappearance of the air bubbles generated inside, which makes the characteristics unstable. In addition, the movement of the ink meniscus causes breakage of the liquid film, which easily causes air bubble inhalation, which also causes deterioration.
【００３２】このような不安定要因を取り除くため、Ａ
ｒ，Ｈｅ等の不活性ガスとＯ2の混合ガスによってドラ
イエッチング処理すると、これら撥水性表面を親水性に
変えることができる。上記不活性ガスは、そのイオン粒
子を用いて物理的エッチングをするもので、エッチング
条件として、例えば、ＲＦ１３.５６ＭＨＺ，２５０Ｗ
の高周波電源で、０.１Torr，１０分の処理することに
より1000〜1500Åの表面荒さが得られた。また、Ｏ2を
混合することにより、界面がケミカルエッチングされ、
また発生している酸素イオンラジカルによって、Ｒ−Ｃ
ＯＯＨ，Ｒ−ＯＨの官能基が多量に付与されていること
がＸＰＳ（Ｘ線光電子分析法）で確認された。In order to remove such an unstable factor, A
By dry etching with a mixed gas of an inert gas such as r and He and O 2 , these water repellent surfaces can be made hydrophilic. The inert gas is used for physical etching using the ion particles, and the etching conditions are, for example, RF 13.56 MHZ, 250 W.
The surface roughness of 1000 to 1500Å was obtained by treating with the high frequency power source of No. 1 for 0.1 Torr for 10 minutes. Further, by mixing O 2 , the interface is chemically etched,
In addition, due to the generated oxygen ion radicals, RC
It was confirmed by XPS (X-ray photoelectron analysis method) that a large amount of functional groups of OOH and R-OH were provided.
【００３３】上記のように、平滑化後の圧電素子１の表
面は撥水性が強く、接着剤等の固着接合は困難である。
これを解決する方法としての上記ドライエッチング（低
圧１０〜０.１Torr)方法では、撥水性を除くという点で
は有効であるが、その装置と費用、その上処理時間が長
いという問題がある。これに対し、大気圧プラズマ処理
法によると、高速処理ができ、撥水性を親水性に置換す
ることができる。As described above, the surface of the piezoelectric element 1 after smoothing has strong water repellency, and it is difficult to fix and bond an adhesive or the like.
The above-mentioned dry etching (low pressure 10-0.1 Torr) method as a method for solving this is effective in removing water repellency, but there is a problem in that the apparatus, cost, and processing time are long. On the other hand, according to the atmospheric pressure plasma treatment method, high-speed treatment can be performed, and water repellency can be replaced with hydrophilicity.
【００３４】大気圧プラズマ処理法は、０.５〜１０KHZ
程度の高周波電源を用いて、電極間距離により異なる
が、例えば電極間に０.５〜３×１０3Ｖ程度の高周波電
圧を印加し、大気圧放電を発生させ、電極の表面に使用
目的である有機材料（ポリイミド，テフロン，ポリキシ
レン等）無機酸化物（セラミック状のもの）を固定する
方法である。このときの雰囲気は、不活性ガス中にアル
コール，アルデセド等の低級分子の蒸気ガスを若干含ま
せたもので、この雰囲気中で安定して大気圧放電が継続
する。この電極間に被処理体を通過させることによっ
て、目的材料に５０〜1000Å程度の薄膜の膜形成ができ
る。この膜は、固着力が強く、−Ｃ−ＯＨ，−Ｃ−ＯＨ
等の官能基を多量に含むことから親水性が発揮され、内
部気泡取り込みの問題、メニスカス機能不良等の問題が
防止できる。The atmospheric pressure plasma treatment method is 0.5 to 10 KHZ.
A high frequency power source of about 3 to 10 3 V is applied between the electrodes to generate atmospheric pressure discharge, which varies depending on the distance between the electrodes. This is a method of fixing a certain organic material (polyimide, Teflon, polyxylene, etc.) inorganic oxide (ceramic). The atmosphere at this time is an inert gas slightly containing a vapor gas of a lower molecule such as alcohol or aldeced, and the atmospheric pressure discharge is stably continued in this atmosphere. By passing the object to be processed between the electrodes, a thin film of about 50 to 1000 Å can be formed on the target material. This film has a strong fixing force, and is
Since a large amount of such functional groups as described above is included, hydrophilicity is exhibited, and problems such as internal air bubble incorporation and meniscus malfunctioning can be prevented.
【００３５】上述のように圧電素子１にポリイシド硬化
膜を形成すると脱水反応において中間体ポリアミドが閉
環して脱水しその後、キャリングサイクルよりキュア−
硬化固着するので、この膜形成とインク流路板の接合を
同時におこなうことによってインクジェットヘッドの製
作工程が短縮される。When the polyiside cured film is formed on the piezoelectric element 1 as described above, the intermediate polyamide is ring-closed and dehydrated in the dehydration reaction, and then cured by the carrying cycle.
Since the film is hardened and fixed, the film forming process and the ink flow path plate are joined at the same time, thereby shortening the manufacturing process of the inkjet head.
【００３６】図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は本発明に
るインクジェットヘッドの製作方法による工程を説明す
るための図で、図中、図４と同じ作用を部分には、図４
と同一の参照番号を付している。5 (a), (b), (c) and (d) are views for explaining the steps of the method for manufacturing an ink jet head according to the present invention. In the figure, the same operation as that of FIG. Figure 4
The same reference number is attached.
【００３７】図５において、図５（ａ）は説明のため、
図３（ａ）と同一の図を示したもので、分離溝２内にポ
リイミド内に無機フィラ−を混合した充填材を充填し、
キュア硬化平滑化処理した状態で図５（ｂ）に示すよう
に駆動部表面に、更に、Ｎ−メチルピロリドン等の有機
溶剤を含むポリアミド材料を１０〜３０μｍの厚さのコ
−ティング膜１３を形成する。In FIG. 5, FIG. 5A is for explanation,
As shown in FIG. 3 (a), the separation groove 2 is filled with a filler in which an inorganic filler is mixed in polyimide,
As shown in FIG. 5 (b) in the state where the curing and smoothing treatment is performed, a coating material 13 having a thickness of 10 to 30 μm is further formed on the surface of the driving portion with a polyamide material containing an organic solvent such as N-methylpyrrolidone. Form.
【００３８】コ−ティング膜１３を形成した圧電素子１
に対して流路板８をコ−ティング膜１３が未硬化の状態
で接合する。この時、流路９と駆動圧電素子５とは対応
する位置にある分離溝２と流路壁１０とで接合される。
この接合部の流路壁内側にポリアミドがクリ−ピングし
て生じた１５〜２０μｍ程の高さの接合部壁１４が形成
される。この状態で２５０〜２７０℃でキュア−硬化処
理すると、ポリアミドのコ−ティング膜１３は、図５
（ｄ）に示す様に圧電素子１と流路板８とをポリアミド
の硬化膜に上り固着接合される。Piezoelectric element 1 having coating film 13 formed thereon
On the other hand, the flow path plate 8 is bonded with the coating film 13 in an uncured state. At this time, the flow path 9 and the driving piezoelectric element 5 are joined by the separation groove 2 and the flow path wall 10 located at the corresponding positions.
Inside the flow path wall of this joint, a joint wall 14 having a height of about 15 to 20 μm is formed by polyamide creeping. When the curing and curing treatment is performed at 250 to 270 ° C. in this state, the polyamide coating film 13 is formed as shown in FIG.
As shown in (d), the piezoelectric element 1 and the flow path plate 8 are mounted on and bonded to a cured film of polyamide.
【００３９】[0039]
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と下記の如き効果がある。 （１）圧電素子の分離溝に充填される充填材をポリイミ
ドに結晶性の大きいホイスカ−や金属酸化物結晶を混入
した充填材を充填レキュア−硬化したので耐温性がたか
くヤング率が向上し、ポリイミド単体のヤング率が５０
〜４００k／ｍｍ2であるのに対し１０００〜５０００kg
／mm2とすることができた。 （２）充填材を真空状態の低圧力中で充填熱処理したの
で圧電素子の結晶間隙や壁面に付着する気泡が無視でき
る程度にできたので、湿度が侵入することがなく信頼性
を向上することができた。 （３）ポリアミドはカラ−インク等のアルコ−ル含有率
の高い染色展開剤のような界面活性剤があると一部膨潤
するが、ポリアミド膜上にフロロカ−ボン膜をコ−ティ
ングすることにより膨潤を完全に防止することができ信
頼性を向上した。 （４）分離溝内には壁面部の衝撃波のノイズを防止する
ポリイミド硬化膜と中央部の無材フィラ−を含む硬化部
が充填されるので従来のように非駆動圧電素子を設ける
事が不要となったので高密度インクジェットアレイを提
供することが可能となった。 （５）充填剤やフロロカ−ボン膜、あるいはポリキシレ
ン膜等の撥水性材は、気泡を取り込み易く正常なメニス
カス機構阻害し信頼性を低下するが、上記撥水性材の表
面に不活性ガスと酸素のプラズマ処理を行うことにより
親水性を付与させることができた。また、同様の効果
が、有機、無機材料に対して大気圧プラズマ処理を行う
ことによっても達成することができた。 （６）圧電素子と流路板とを圧電素子の充填材の硬化時
に生ずる接着作用により接合したので工程の低減を計る
ことができた。[Effect] As is clear from the above description, the present invention has the following effects. (1) The filler to be filled in the separation groove of the piezoelectric element is filled with a highly crystalline whisker or a filler mixed with metal oxide crystals, and cured and cured to improve Young's modulus. , The Young's modulus of polyimide alone is 50
1000~5000kg is whereas a ~400k / mm 2
Could be / mm 2 . (2) Since the filling material was heat-treated for filling under a low pressure in a vacuum state, bubbles adhering to the crystal gaps and wall surfaces of the piezoelectric element were made negligible, so that humidity did not invade and reliability was improved. I was able to. (3) Polyamide partially swells in the presence of a surface-active agent such as a dye-developing agent having a high alcohol content such as color ink. However, by coating the fluorocarbon film on the polyamide film, Swelling can be completely prevented and reliability is improved. (4) It is not necessary to provide a non-driving piezoelectric element as in the conventional case because the separation groove is filled with a hardened part including a polyimide hardened film for preventing noise of shock waves on the wall surface and a central material filler. As a result, it is possible to provide a high-density inkjet array. (5) A water-repellent material such as a filler, a fluorocarbon film, or a polyxylene film easily traps air bubbles and interferes with a normal meniscus mechanism to reduce reliability. However, an inert gas is formed on the surface of the water-repellent material. It was possible to impart hydrophilicity by performing plasma treatment of oxygen. In addition, the same effect could be achieved by performing atmospheric pressure plasma treatment on organic and inorganic materials. (6) Since the piezoelectric element and the flow path plate are joined by the adhesive action that occurs when the filling material of the piezoelectric element is cured, the number of steps can be reduced.
【図１】 図１（ａ）,（ｂ）は、本発明に係る圧電素
子を説明するための斜視図である。1A and 1B are perspective views for explaining a piezoelectric element according to the present invention.
【図２】 図２は、本発明によるインクジェットヘッド
の圧電素子部を説明するための部分斜視図である。FIG. 2 is a partial perspective view for explaining a piezoelectric element portion of an inkjet head according to the present invention.
【図３】 図３、（ａ）,（ｂ）は、本発明によるイン
クジェットヘッドの他の実施例を説明するための図であ
る。3 (a) and 3 (b) are views for explaining another embodiment of the inkjet head according to the present invention.
【図４】 図４は、本発明によるインクジェットヘッド
製造方法を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining an inkjet head manufacturing method according to the present invention.
【図５】 図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は本発明にる
インクジェットヘッドの製作方法による工程を説明する
ための図である。5 (a), (b), (c), and (d) are views for explaining steps in the method for manufacturing an inkjet head according to the present invention.
１…原電素子、２…分離溝、３…駆動圧電素子、４…電
極、５…硬層化、６…硬化部、８…流路板、９…流路、
１０…流路壁、１１…保持板、１２…熱収縮樹脂チュ−
ブ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electron element, 2 ... Separation groove, 3 ... Driving piezoelectric element, 4 ... Electrode, 5 ... Hardened layer, 6 ... Hardened part, 8 ... Flow path plate, 9 ... Flow path,
10 ... Flow path wall, 11 ... Holding plate, 12 ... Heat-shrinkable resin tube
Boo.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広瀬 武貞 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takesada Hirose 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd.
Claims (10)
な複数の流路を有し、該流路の各々にノズルが接続され
た流路板と、該流路板に接合した板状体で、長手方向に
複数の平行な分離溝を有し、前記流路の容積を変化さ
せ、前記ノズルからインクを噴射させる圧電素子とから
なるインクジェットヘッドにおいて、前記分離溝内に無
機繊維とホイスカーおよび又は無機フィラーを絶縁性材
料と混合した充填材を充填したことを特徴とするインク
ジェットヘッド。1. A flow channel plate having a plurality of flow channels partitioned by flow channel walls and parallel to a longitudinal direction, nozzles being connected to the respective flow channels, and a plate-like member joined to the flow channel plate. An ink jet head having a body and a plurality of parallel separation grooves in the longitudinal direction, which changes the volume of the flow path and ejects ink from the nozzles, wherein an inorganic fiber and a whisker are provided in the separation groove. And / or an inkjet head filled with a filler in which an inorganic filler is mixed with an insulating material.
な複数の流路を有し該流路の各々にノズルが接続された
流路板と、該流路板に接合した板状体で、長手方向に複
数の平行な分離溝を有し、前記流路の容積を変化させ、
前記ノズルからインクを噴射させる圧電素子とからなる
インクジェットヘッドの製造方法において、前記分離溝
加工を施した前記圧電素子に低圧力零囲気内で絶縁材料
をコーティングすることを特徴とするインクジェットヘ
ッドの製造方法。2. A channel plate having a plurality of channels parallel to the longitudinal direction defined by channel walls and nozzles connected to each of the channels, and a plate-like body joined to the channel plate. With a plurality of parallel separation grooves in the longitudinal direction, changing the volume of the flow path,
A method of manufacturing an inkjet head including a piezoelectric element that ejects ink from the nozzle, wherein the piezoelectric element that has been subjected to the separation groove processing is coated with an insulating material in a low-pressure zero atmosphere. Method.
コーティングした該絶縁材料をキュアー硬化し、キュア
ー硬化した絶縁材料に無機フィラーを含む絶縁材料をコ
ーティングし硬化することを特徴とする請求項２記載の
インクジェットヘッドの製造方法。3. A piezoelectric element coated with an insulating material is cured and cured in a low-pressure zero atmosphere, and the cured cured insulating material is coated and cured with an insulating material containing an inorganic filler. Item 3. A method for manufacturing an inkjet head according to item 2.
ーとしてチタン酸化物，チッ化物，炭化物，酸化物等の
無機物および該無機物のホイスカーとし、無機物および
該無機のホイスカーの何れかを選択することを特徴とす
る請求項２記載のインクジェットヘッドの製造方法。4. The insulating material is polyimide, the inorganic filler is an inorganic substance such as titanium oxide, nitride, carbide, or oxide, and the whiskers of the inorganic substance, and the inorganic substance or the whiskers of the inorganic substance is selected. The method for manufacturing an inkjet head according to claim 2.
を充填した圧電素子に絶縁材料をコーティングしてキュ
アー硬化後、前記圧電素子面を平坦化処理した該圧電素
子の平坦面にフロロカーボンをコーティングし、フロロ
カーボン膜を形成することを特徴とする前記請求項２記
載のインクジェットヘッドの製造方法。5. A piezoelectric element in which an insulating material containing an inorganic filler is filled in the separation groove is coated with the insulating material and cured and cured, and then the flat surface of the piezoelectric element is flattened with fluorocarbon. The method for producing an inkjet head according to claim 2, wherein a fluorocarbon film is formed.
を充填した圧電素子に絶縁材料をコーティングしてキュ
アー硬化後、前記圧電素子面を平坦化処理した該圧電素
子の平坦面にポリキシレンをコーティングし、ポリキシ
レン膜を形成することを特徴とする請求項２記載のイン
クジェットヘッドの製造方法。6. A piezoelectric element in which an insulating material containing an inorganic filler is filled in the separation groove is coated with an insulating material and cured and cured, and then the surface of the piezoelectric element is flattened. The method for manufacturing an inkjet head according to claim 2, wherein the coating is performed to form a polyxylene film.
離溝と流路板の流路壁とを位置合わせし、前記圧電素子
と流路板とを接合するカシメ固定することを特徴とする
請求項２又は５項記載のインクジェットヘッドの製造方
法。7. A separation groove of a piezoelectric element having an insulating film formed on a flat surface and a flow path wall of a flow path plate are aligned with each other and fixed by caulking for joining the piezoelectric element and the flow path plate. The method for manufacturing an inkjet head according to claim 2, wherein
化後、該平坦面に不活性ガスと酸素のプラズマドライエ
ッチングを処理することを特徴とする請求項２，５又は
６記載のインクジェットヘッドの製造方法。8. The inkjet according to claim 2, 5 or 6, wherein the separation groove surface filled with the insulating material is flattened, and then the flat surface is subjected to plasma dry etching with an inert gas and oxygen. Head manufacturing method.
化後、該平坦面に大気圧プラズマ処理し、該プラズマ処
理面に有機材料又は無機材料を薄膜コーティングするこ
とを特徴とする請求項２，５又は６記載のインクジェッ
トヘッドの製造方法。9. The flat surface of the separation groove filled with an insulating material is subjected to atmospheric pressure plasma treatment, and the plasma treated surface is coated with a thin film of an organic material or an inorganic material. 2. The method for manufacturing an inkjet head according to 2, 5, or 6.
化するためにポリィミドをコーティングコーティングし
た圧電素子と流路板とをポリイミドの中間体であるポリ
アミドの状態で接合し、硬化固着させることを特徴とす
る請求項２記載のインクジェットヘッドの製造方法。10. A piezoelectric element coated with polyimide for flattening a separation groove filled with an insulating material and a flow path plate are bonded together in the state of polyamide, which is an intermediate of polyimide, and cured and fixed. The method of manufacturing an inkjet head according to claim 2, wherein
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14064493A JPH06344554A (en) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | Ink jet head and production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14064493A JPH06344554A (en) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | Ink jet head and production thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06344554A true JPH06344554A (en) | 1994-12-20 |
Family
ID=15273461
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14064493A Pending JPH06344554A (en) | 1993-06-11 | 1993-06-11 | Ink jet head and production thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06344554A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0902048A1 (en) * | 1997-09-11 | 1999-03-17 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | High dielectric constant flexible polyimide film and process of preparation |
| US7360877B2 (en) | 2003-03-26 | 2008-04-22 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Inkjet printer |
| CN108722499A (en) * | 2018-05-16 | 2018-11-02 | 上海交通大学 | A kind of preparation method of titanate ink and the method for the porous titanate artificial light zoarium system of printing |
-
1993
- 1993-06-11 JP JP14064493A patent/JPH06344554A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0902048A1 (en) * | 1997-09-11 | 1999-03-17 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | High dielectric constant flexible polyimide film and process of preparation |
| US7360877B2 (en) | 2003-03-26 | 2008-04-22 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Inkjet printer |
| CN108722499A (en) * | 2018-05-16 | 2018-11-02 | 上海交通大学 | A kind of preparation method of titanate ink and the method for the porous titanate artificial light zoarium system of printing |
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