喷墨头以及喷墨印刷装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种喷墨头以及喷墨印刷装置，能够以低成本形成电子设备、光学设备的图案，特别是能够使用具有导电性的墨液来形成图案。喷墨头由具有多个喷嘴的喷嘴板、流路形成基板、隔膜和压电元件层叠而成，隔膜为层叠构造，层叠构造中的最靠流路形成基板侧的最外层由树脂构成，最外层以外的层中的一个层由金属构成。

Inkjet head and inkjet printing device

The invention provides an inkjet head and an inkjet printing device, which can form patterns of electronic equipment and optical equipment at low cost, and in particular can use conductive ink to form patterns. The ink jet head is composed of a nozzle plate with multiple nozzles, a flow path forming substrate, a diaphragm and piezoelectric elements. The diaphragm is a laminated structure. The outermost layer on the side of the substrate formed by the flow path in the laminated structure is composed of resin, and one of the layers outside the outermost layer is composed of metal.

【技术实现步骤摘要】
喷墨头以及喷墨印刷装置
本专利技术涉及喷墨头以及喷墨印刷装置。
技术介绍
在电子设备、光学设备的制造工序中，大多使用在基材上形成微细图案的工序。作为微细图案的形成方法，虽然也取决于期望的图案尺寸，但例如在10～数10微米程度的情况下，有使用蚀刻或剥离这样的光刻法的方法。但是，使用光刻法的方法在需要昂贵的光掩模、材料效率、基材的耐化学性等方面存在课题。因此，作为以低成本形成微细图案的方法，将期望的图案的材料墨液化而在基材上进行印刷的印刷法，特别是不需要印刷版的喷墨法受到关注。作为喷墨法中使用的喷墨头的现有例，可列举专利文献1。在专利文献1中，在喷墨头内部的构造中使用Ni、Si等材料来制作隔膜，通过使与压电元件接触的隔膜位移，从喷嘴喷出印刷用的CMYK(蓝色、品红色、黄色、黑色)等着色材料墨液。这些着色材料墨液主要用于在纸、膜上形成图像，着色材料墨液用树脂、分散材料涂敷有机或无机颜料的微粒子的表面，在水系、有机溶剂或者UV固化型墨液的情况下，分散于液状单体的分散介质等来制成。由于用于使颜料分散的树脂、分散材料、分散介质这样的展色剂材料的选择项较多，因此，能够设计考虑了喷墨印刷装置的耐化学性、墨液液滴的喷出特性的墨液组成物。但是，形成于电子设备、光学设备的微细图案对其特性的要求严格，在墨液化时，有时难以设计考虑到喷墨印刷装置的耐化学性、墨液液滴的喷出特性的墨液组成。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开平8-164607号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题作为喷墨头中使用的材料，有将金属通过机械加工、光刻法形成构造体的不锈钢(例如SUS303、SUS304)镍等金属材料、通过光刻法形成构造体的硅等。其中，在使用多个金属材料构成喷墨头，并向该喷墨头导入导电性的墨液来进行喷墨印刷的情况下，当金属材料彼此导通时，在墨液与金属材料之间局部地形成电池，从而产生电化腐蚀，金属材料中的离子化倾向较低的金属会发生氧化、腐蚀。此外，即便使用了离子化倾向小且不易腐蚀的贵金属作为金属材料，由于局部电池本身不会消失，因此，这样反而会在墨液材料侧发生由氧化、还原导致的劣化。特别是，在喷墨头的构成材料中压力室部分由不锈钢材料(例如SUS303、SUS304)构成、隔膜由镍材料或者镍钴合金材料构成的情况下，与不锈钢材料相比，镍、镍钴材料容易离子化，因此，如果使用导电性墨液，则会发生电化腐蚀，镍、钴会溶出。此外，在墨液的酸性强的情况下，也有时并不发生因异种金属接合引起的电化腐蚀，而仅发生因酸引起的金属的腐蚀。进而，根据功能上的必要性而隔膜是数μm～数十μm的非常薄的部件，因此即使是微小的腐蚀，也会产生贯通隔膜的孔眼，墨液会露出并到达压电元件部，由于墨液是导电性的，因此会使压电元件的电极短路，导致喷墨头的功能丧失。进而，形成于电子设备、光学设备的微细图案对其特性的要求严格，在将图案形成材料墨液化时，有时难以实现考虑到喷出特性的墨液组成的设计，特别是墨液粘度的最优化。因此，本申请专利技术的课题在于提供一种即使是导电性的墨液也不会引起喷头的腐蚀或者墨液材料的劣化，能够扩大可喷出的墨液的粘度范围的喷墨头以及喷墨印刷装置。用于解决课题的手段为了解决上述课题，采用一种喷墨头，由具有多个喷嘴的喷嘴板、流路形成基板、隔膜和压电元件层叠而成，所述隔膜为层叠构造，所述层叠构造中最靠流路形成基板侧的最外层由树脂构成，所述最外层以外的层中的一个层使用由金属构成。专利技术效果根据本专利技术，即便使用导电性墨液，也能够抑制隔膜的腐蚀，或者由墨液的氧化、还原引起的劣化。此外，通过使用树脂材料作为隔膜的构成材料，能够使隔膜的纵向弹性系数比金属材料低，从而能够提高驱动与隔膜接触的压电元件时的响应性，扩大能够喷出的墨液的粘度范围。附图说明图1是本专利技术的实施方式1的喷墨头的剖视图。图2是本专利技术的实施方式2的喷墨头的剖视图。图3是本专利技术的实施方式2的隔膜的俯视图。图4A是本专利技术的实施方式3的隔膜的俯视图。图4B是本专利技术的实施方式4的隔膜的俯视图。图5是本专利技术的实施方式5的隔膜的俯视图。图6A是本专利技术的实施方式5的另一例的隔膜的俯视图。图6B是图6A的B-B′剖视图。图7是本专利技术的实施方式7的隔膜的俯视图。图8是本专利技术的实施方式7的喷墨头的剖视图。图9是本专利技术的实施方式7的其他例的隔膜的俯视图。图10是实施方式10的喷墨印刷装置的侧视图。符号说明1：喷嘴板，2：喷嘴，3：压力室，4：流路形成基板，4a：壳体，4b：共用流路，4c：共用流路，5：压电元件，6：驱动部，7：柱部，8：隔膜，9：粘接层，10：基台，11：贯通孔，12：相机，13：屐齿标记部，21：贯通孔，31：贯通孔，51：孔，80：树脂层，81：金属层，81a：驱动屐齿部，81b：柱屐齿部，81c：终端部，82：自由端部，83：全面部分，84：仅树脂层的部分，85：狭缝，86：区域，86a：粘接材料，EL：有机，100：喷墨头，101：被对象物，102：搬送工具，103：导轨，104：基台，105：框体，200：喷墨印刷装置。具体实施方式以下，参照附图，对本专利技术的实施方式进行说明。(实施方式1)图1表示本申请的实施方式1。<喷墨头100>图1是本专利技术的喷墨头100的剖视图(仅图示中央部和端部)。本专利技术的喷墨头100至少由喷嘴板1上的多个喷嘴2、与该喷嘴2连通并通过隔壁划分成压力室3的流路形成基板4、设置在与流路形成基板4的压力室3对应的区域的压电元件5的驱动部6、设置在与流路形成基板4的隔壁对应的区域的压电元件5的柱部7、设置在将压力室3和压电元件5隔开的位置的隔膜8、和保持这些部件的外周并具有用于向流路形成基板供给墨液的流路的壳体(未图示)构成。另外，压电元件5的驱动部6是伸缩并对压力室3进行加压的部分。另一方面，压电元件5的柱部7不伸缩，是固定部分，支承压力室3的壁。进而，隔膜8至少为2层以上，至少包括树脂层80和金属层81。在图1中标记为2层，但优选为2层以上。进而，为了粘接隔膜8和压电元件5的驱动部6以及柱部7而形成有粘接层9，在压电元件5的下部设置有成为支承件的基台10。<喷嘴板1以及喷嘴2>喷嘴板1在平板上以期望的数量和间隔形成有多个喷嘴2。作为在喷嘴板1上形成多个喷嘴2的方法，有通过激光加工、钻孔加工、冲压加工、蚀刻法、电铸法等形成的方法等。但是，如果考虑喷嘴2的喷嘴形状的加工自由度、形状控制的容易度，则喷嘴2优选通过激光加工来形成。此外，也可以在喷嘴板1的表面形成防水膜。防水膜具有使墨液喷出时稍微渗出到喷嘴附近的喷嘴板1表面的墨液返回喷嘴2内的作用。在残留有渗出到喷嘴2附近的墨液的情况下，墨液表面的弯液面变形而会对下一个液滴的喷出产生不良影响，因此，防水膜的形成对于维持稳定的喷出是有效的。作为形成防水膜的方法，有通过将具有氟的烷氧基硅烷的溶液涂敷于喷嘴板并进行烧成而形成的方法、通过具有氟的单体的气相聚合而形成的方法等，但并不限定于这些方法。作为喷嘴板1的材质，例如，可以使用不锈钢等金属、陶瓷的薄板，但由于喷嘴板1是在喷墨头100中最接近被印刷工件的部件，因此，在利用陶瓷制成喷嘴板1的情况下，如果喷头因某种故障而与工件接触，则存在陶瓷基板破裂的可能性。因此，优选由不锈钢等金属形成。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷墨头，由具有多个喷嘴的喷嘴板、流路形成基板、隔膜和压电元件层叠而成，所述隔膜为层叠构造，所述层叠构造中最靠流路形成基板侧的最外层由树脂层构成，所述最外层以外的层中的一个层由金属层构成。

【技术特征摘要】
2017.12.08 JP 2017-236160;2018.10.17 JP 2018-195481.一种喷墨头，由具有多个喷嘴的喷嘴板、流路形成基板、隔膜和压电元件层叠而成，所述隔膜为层叠构造，所述层叠构造中最靠流路形成基板侧的最外层由树脂层构成，所述最外层以外的层中的一个层由金属层构成。2.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，所述金属层形成有与所述多个喷嘴的配置对应的图案。3.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，在所述树脂层具有不存在所述金属层和流路形成基板的自由端。4.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，所述金属层形成有与所述多个喷嘴的配置对应的图案，进而，该图案中的至少与所述压电元件的驱动部分相接的多个驱动屐齿部，在与所述多个喷嘴形成的列的方向以及所述隔膜的层叠方向正交的方向的两端相连。5.根据权利要求1所述的喷墨头，其中，所述金属层形成有与所述多个喷嘴的配置对应的图案，进而，该图案中的至少与所述压电元件的驱动部分相接的驱动屐齿部，在与所述多个喷嘴形成的列的方向以及所述隔膜的层叠方向正交的方向中的一个方向上具有被所述隔膜遮蔽的终端部。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：入江一伸，吉田英博，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP