JP4329376B2

JP4329376B2 - Ink jet head and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP4329376B2
Application number: JP2003088716A
Authority: JP
Inventors: 林　　達也; 章博戸崎
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2023-03-27
Also published as: JP2004291479A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも片面にインク流路が形成された第１の部材と、その第１の部材とは異なる第２の部材とを接着剤を介して接着したインクジェットヘッド、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、オンディマンド型の衝撃式インクジェットプリンタヘッドにおいては、積層された状態で接着剤を介して一体に保持された複数枚の動作プレートからなるキャビティプレートの背面に、ダイヤフラムプレートを接着剤を介して接着し、該ダイヤフラムプレートの片面には、圧力室の配設箇所に対応させて駆動用の圧電素子等の噴射圧力発生部材を固着したインクジェットプリンタヘッドが知られている。
【０００３】
上記キャビティプレートにおける各動作プレートは、複数個のノズルを備えたノズルプレートと、この各ノズル毎の圧力室を備えたベースプレートと、インク供給源に接続され、かつ上記圧力室に接続するインク流路やインクチャンバ（マニホールド）を有するマニホールドプレートとから構成されており、それぞれのプレートは、厚さ２００μｍ程度もしくはそれ以下の薄い金属板である。
【０００４】
本願出願人は、上記一体的なキャビティプレートを、次のようにして組み立てることを提案している。先ず、図１１に示すように、１枚のリードフレーム１００ａに、一定のパターンが形成された薄板状の部品としてのプレート１０１ａを、一定間隔で複数個配置されるように予め形成する。すなわち、一対の細長いフレーム枠１０２，１０２の間にプレート１０１ａが一定間隔で配置されるように、各プレート１０１ａの側縁と各フレーム枠１０２の内側縁とを微小な連設片１０６にて連結している。なお、左右の細長いフレーム枠１０２，１０２の間は適宜間隔でタイバー１０４に連結されており、リードフレーム１００ａの取り扱いが容易になるようにしている。
【０００５】
同様に、別の１枚のリードフレーム１００ｂに、一定のパターンが形成された薄板状の部品としてのプレート１０１ｂを、一定間隔で複数個配置されるように予め形成するというように、リードフレーム１００ａ〜１００ｄ毎に、別々のパターンの複数のプレート１０１ａ〜１０１ｄを一定間隔にて配列する。上記一定のパターンとは、例えば、ノズルプレートでは、所定の個数のノズル（図示せず）が所定の間隔で形成されたパターンをいい、ベースプレートでは、所定の個数の圧力室（図示せず）が所定の間隔で形成されたパターンをいい、マニホールドプレートでは、インク流路やインクチャンバ（マニホールド）が形成されたパターンをいう。
【０００６】
そして、リードフレーム１００ａ〜１００ｄを各ノズルとインク流路とが連通するように位置決めして所定の上下位置関係にて積層固定する。そのために、各リードフレーム１００ａ〜１００ｄにおけるフレーム枠１０２には、図１１に示すように、フレーム枠１０２の長手方向に沿って、一定間隔にて送り用の孔１０３ａ，１０３ｂと、１乃至複数の位置決め孔（パイロットホール）１０５とが穿設されている。すなわち、プレート１０１ｂ〜１０１ｄの表面に予め接着剤を塗布し、次いで、下層のプレート１０１ｄから上層のプレート１０１ａへと順に上記複数の位置決め孔１０５に位置決め用のピンを貫通させて、位置決めし、この状態で上下のプレート１０１ａ〜１０１ｄに挟持圧力を作用させて積層固定する。積層固定作業が完了すると、上記ピンを引き抜き、連設片１０６を切断して、一体になったキャビティプレートをフレーム枠１０２から外す。
【０００７】
ところで、上記複数枚のプレート１０１ｂ〜１０１ｄの表面に接着剤を塗布して積層固定する場合、プレート１０１ａ〜１０１ｄを積層状態で挟持しまたは押圧すると、プレート１０１ｂ〜１０１ｄの表面に塗布された余分な接着剤が、各プレート１０１ａ〜１０１ｄにおける圧力室やインク流路等の貫通孔や凹所にはみ出し、その状態で接着剤が固化してしまう。
【０００８】
この接着剤の固化位置が、インク流路の断面積の小さい箇所に発生すると、当該インク流路が詰まってインクの流通が不能になったり、上記断面積が極めて少なくなり、必要とするインクの吐出量が得られなくなるという課題があった。そこで、本願出願人は、インク流路近傍のプレート１０１ａ〜１０１ｄの一部に断面積の小さい逃がし溝を設けて、余分な接着剤をその逃がし溝へ毛細管力を利用して導くことにより、インク流路の詰まりを防止することを提案している。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開２００２−９６４７７号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、接着剤の塗布量にバラツキがある場合などには、接着剤が多く塗布された部分では上記技術によってもインク流路に接着剤がはみ出す可能性があり、インク流路の詰まりを充分に防止することができない可能性があった。そこで、本発明は、接着剤がインク流路にはみ出すのを一層良好に抑制して、そのインク流路の詰まりを良好に抑制することのできるインクジェットヘッド及びその製造方法の提供を目的としてなされた。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達するためになされた請求項１記載の発明は、少なくとも片面にインク流路が形成された第１の部材と、その第１の部材とは異なる第２の部材とを接着剤を介して接着することによりインクジェットヘッドを製造するインクジェットヘッドの製造方法であって、上記第１の部材または上記第２の部材の表面に接着剤を塗布する第１の工程と、その第１の工程の後、上記第１の部材と上記第２の部材とを上記接着剤が塗布された接着領域で接合する第２の工程と、上記インク流路から上記接着領域を介して上記インク流路から離れる方向に、上記接着剤に圧力を印加する第３の工程と、を備えたことを特徴としている。なお、本明細書では、接着剤を固化させる工程も含めたものを「接着」と呼び、接着剤が固化していない状態を「接合」と呼んで区別している。
【００１２】
このように構成された本発明の方法では、少なくとも片面にインク流路が形成された第１の部材と、その第１の部材とは異なる第２の部材とを接着剤を介して接着することによりインクジェットヘッドを製造する。ここで、本発明の第１の工程では、第１の部材または第２の部材の表面に接着剤を塗布し、第２の工程では、上記第１の工程の後、第１の部材と第２の部材とを上記接着剤が塗布された接着領域で接合する。
【００１３】
本発明では、第２の工程に続く第３の工程により、上記インク流路から上記接着領域を介して上記インク流路から離れる方向に、上記接着剤に圧力を印加している。このため、上記接着領域に配設された余分な接着剤をインク流路から離れる方向に導くことが容易にでき、延いては、接着剤がインク流路にはみ出すのを極めて良好に抑制して、そのインク流路の詰まりを良好に抑制することができる。なお、本発明は次の請求項２記載の発明と異なり、空隙部を設けることが困難な例えばプレートの端部近傍の流路等に対しても良好に適用することができる。
【００１４】
請求項２記載の発明は、少なくとも片面にインク流路が形成された第１の部材と、その第１の部材とは異なる第２の部材とを接着剤を介して接着することによりインクジェットヘッドを製造するインクジェットヘッドの製造方法であって、上記第１の部材または上記第２の部材の表面に接着剤を塗布する第１の工程と、その第１の工程の後、上記第１の部材と上記第２の部材とを上記接着剤が塗布された接着領域で接合する第２の工程と、上記インク流路から上記接着領域を介して上記第１の部材または上記第２の部材に形成された空隙部に向かう方向に、上記接着剤に圧力を印加する第３の工程と、を備えたことを特徴としている。
【００１５】
このように構成された本発明の方法でも、請求項１記載の発明と同様に、少なくとも片面にインク流路が形成された第１の部材と、その第１の部材とは異なる第２の部材とを接着剤を介して接着することによりインクジェットヘッドを製造する。そして、本発明の第１の工程でも、第１の部材または第２の部材の表面に接着剤を塗布し、第２の工程では、上記第１の工程の後、第１の部材と第２の部材とを上記接着剤が塗布された接着領域で接合する。
【００１６】
本発明では、上記インク流路との間で上記接着領域を挟んで上記第１の部材または上記第２の部材に空隙部を形成しておき、第２の工程に続く第３の工程により、上記インク流路から上記空隙部に向かう方向に上記接着剤に圧力を印加している。このため、上記接着領域に配設された余分な接着剤を空隙部に導くことが容易にでき、延いては、接着剤がインク流路にはみ出すのを極めて良好に抑制して、そのインク流路の詰まりを良好に抑制することができる。なお、本発明は前述の請求項１記載の発明と異なり、次の請求項３記載の発明の構成等を採用することにより一層顕著な効果が生じる。
【００１７】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の構成に加え、上記第３の工程は、上記空隙部を負圧にして上記圧力を印加することを特徴としている。
インク流路から空隙部に向かって接着剤に圧力を印加する方法としては、インク流路側を加圧する方法と空隙部を負圧にする方法とが主として考えられるが、本発明では後者を採用している。前者の方法では、予期せぬところでインク流路にリークが発生する可能性があるが、本発明ではこのような虞が殆どない。従って、本発明では、請求項２記載の発明の効果に加えて、インク流路にリークが発生することなく接着剤がインク流路にはみ出すのを抑制して、インク流路の詰まりを良好に抑制することができるといった効果が生じる。
【００１８】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の構成に加え、上記第２の工程の後であって、上記第３の工程の前に、上記第１の部材または上記第２の部材に塗布された接着剤の粘性を加熱により硬化させることによって低下させる第４の工程を備えたことを特徴としている。
【００１９】
本発明では、第２の工程と第３の工程との間に第４の工程を実施し、第１の部材または第２の部材に塗布された接着剤の粘性を加熱により硬化させることによって低下させている。このため、第３の工程によって接着剤をインク流路とは反対側または空隙部に導くことが、より小さな圧力で容易に行える。従って、本発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、接着剤がインク流路にはみ出すのを一層良好に抑制して、そのインク流路の詰まりを一層良好に抑制することができるといった効果が生じる。
【００２０】
請求項５記載の発明は、少なくとも片面にインク流路が形成された第１の部材またはその第１の部材とは異なる第２の部材に上記インク流路の流路抵抗よりも小さい流路抵抗の空隙部を形成し、上記第１の部材と上記第２の部材とを接着剤を介して接着することによりインクジェットヘッドを製造するインクジェットヘッドの製造方法であって、上記空隙部の断面積を上記インク流路の断面積よりも大きくすることによって、上記空隙部の流路抵抗が上記インク流路の流路抵抗よりも小さくされ、上記第１の部材または上記第２の部材の表面に接着剤を塗布する第１の工程と、その第１の工程の後、上記第１の部材と上記第２の部材とを上記接着剤が塗布された接着領域で接合する第２の工程と、を備えたことを特徴としている。
【００２１】
このように構成された本発明の方法でも、請求項１または２記載の発明と同様に、少なくとも片面にインク流路が形成された第１の部材と、その第１の部材とは異なる第２の部材とを接着剤を介して接着することによりインクジェットヘッドを製造する。そして、本発明の第１の工程でも、第１の部材または第２の部材の表面に接着剤を塗布し、第２の工程では、上記第１の工程の後、第１の部材と第２の部材とを接着剤が塗布された接着領域で接合する。
【００２２】
本発明では、第１の部材または第２の部材に、インク流路の流路抵抗よりも小さい流路抵抗の空隙部を形成している。このため、第２の工程において第１の部材と第２の部材とを接合する際、インク流路の気圧が上昇すると、接着領域に配設された余分な接着剤は流路抵抗の低い空隙部に導かれる。従って、本発明では、接着剤がインク流路にはみ出すのを極めて良好に抑制して、そのインク流路の詰まりを良好に抑制することができる。
【００２３】
請求項６記載の発明は、請求項２または５記載の構成に加え、上記第２の工程は、上記空隙部を大気に連通させていることを特徴としている。
本発明では、空隙部を大気に連通させた状態で第２の工程を行っているため、第２の工程にて第１の部材と第２の部材とを接合する際、インク流路の気圧が上昇しても、空隙部は大気圧に維持される。従って、本発明では、請求項２または５記載の発明の効果に加えて、余分な接着剤を一層良好に空隙部に導くことができ、延いては、接着剤がインク流路にはみ出すのを一層良好に抑制して、そのインク流路の詰まりを一層良好に抑制することができるといった効果が生じる。
【００２４】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の構成に加え、上記接着剤は熱硬化性のエポキシ系接着剤であることを特徴としている。
熱硬化性のエポキシ系接着剤は、加熱によって硬化される場合には硬化する前に一旦粘性が低下する。すなわち、接着剤を加熱して硬化させる際に、請求項４記載の第４の工程が自動的に実施される。このため、前述のように接着剤をインク流路から離れる方向または空隙部に導くことが、一層良好にかつ容易に行える。従って、本発明では、請求項１〜６のいずれかに記載の発明の効果に加えて、接着剤がインク流路にはみ出すのを一層良好にかつ容易に抑制して、そのインク流路の詰まりを一層良好にかつ容易に抑制することができるといった効果が生じる。
【００２５】
請求項８記載の発明は、少なくとも片面にインク流路が形成された第１の部材と、その第１の部材とは異なる第２の部材とを接着剤を介して接着したインクジェットヘッドであって、上記第１の部材または上記第２の部材には、上記インク流路との間で上記接着剤の接着領域を挟んで空隙部を備え、上記空隙部の断面積を上記インク流路の断面積よりも大きくすることによって、上記空隙部の流路抵抗を、上記インク流路の流路抵抗よりも小さくしていることを特徴としている。
【００２６】
本発明のインクジェットヘッドは、少なくとも片面にインク流路が形成された第１の部材と、その第１の部材とは異なる第２の部材とを接着剤を介して接着して製造される。また、上記第１の部材または上記第２の部材には、上記インク流路との間で上記接着剤の接着領域を挟んで空隙部を備え、上記空隙部の断面積を上記インク流路の断面積よりも大きくすることによって、上記空隙部の流路抵抗を上記インク流路の流路抵抗よりも小さくしている。
【００２７】
このため、本発明のインクジェットヘッド製造過程で、第１の部材と第２の部材とを接合する際、インク流路の気圧が上昇すると、接着領域に配設された余分な接着剤は流路抵抗の低い空隙部に導かれる。従って、本発明では、接着剤がインク流路にはみ出すのを極めて良好に抑制して、そのインク流路の詰まりを良好に抑制することができる。
【００２８】
請求項９記載の発明は、請求項８記載の構成に加え、上記空隙部を大気に連通させたことを特徴としている。
本発明では、空隙部を大気に連通させているため、第１の部材と第２の部材とを接合する際、インク流路の気圧が上昇しても、空隙部は大気圧に維持される。従って、本発明では、請求項８記載の発明の効果に加えて、余分な接着剤を一層良好に空隙部に導くことができ、延いては、接着剤がインク流路にはみ出すのを一層良好に抑制して、そのインク流路の詰まりを一層良好に抑制することができるといった効果が生じる。
【００２９】
請求項１０記載の発明は、請求項８または９記載の構成に加え、上記接着剤は、熱硬化性のエポキシ系接着剤であることを特徴としている。
熱硬化性のエポキシ系接着剤は、加熱によって硬化される場合には硬化する前に一旦粘性が低下する。このため、前述のように接着剤を空隙部に導くことが、一層良好に行える。従って、本発明では、請求項８または９記載の発明の効果に加えて、接着剤がインク流路にはみ出すのを一層抑制して、そのインク流路の詰まりを一層良好に抑制することができるといった効果が生じる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。図１〜図９は、本発明の一実施の形態による圧電式インクジェットヘッドを示す。図１において、金属板製のキャビティプレート９に対して接着されるプレート型の圧電アクチュエータ２０の上面には、外部機器との接続のために、フレキシブルフラットケーブル４０が半田付けにて重ね接着され、最下層のキャビティプレート９の下面側に開口されたノズル１５（図２参照）からは下向きにインクが吐出される。
【００３１】
上記キャビティプレート９は、図２〜図６に示すように構成されている。すなわち、ノズルプレート１０、２枚のマニホールドプレート１１，１２、スペーサプレート１３、及び、ベースプレート１４の５枚の薄い板をそれぞれ接着剤にて重ね接着して積層した構造である。本実施の形態では、合成樹脂製のノズルプレート１０を除き、各プレート１１，１２，１３，１４は、４２％ニッケル合金鋼板製で、５０μｍ〜１５０μｍ程度の厚さを有する。
【００３２】
上記ノズルプレート１０には、微小径（本実施の形態では２５μｍ程度）のインク噴出用のノズル１５が、当該ノズルプレート１０における第１の方向（長辺方向）に沿って２列の千鳥配列状に設けられている。すなわち、ノズルプレート１０の上記第１の方向に延びる２つの平行状の基準線１０ａ，１０ｂ（図３参照）に沿って、微小ピッチＰの間隔で千鳥状配列にて多数個のノズル１５が穿設されている。上記２枚のマニホールドプレート１１，１２には、インク通路１２ａ，１２ｂが、上記ノズル１５の列の両側に沿って延びるように穿設されている。
【００３３】
但し、ノズルプレート１０に対面する下側のマニホールドプレート１１におけるインク通路１２ｂは、当該マニホールドプレート１１の上側にのみ開放するように凹み形成されている（図３及び図４参照）。このインク通路１２ａ，１２ｂは、上側のマニホールドプレート１２に対する上記スペーサプレート１３の積層により密閉される構造になっている。なお、図４は、ノズルプレート１０、マニホールドプレート１１，１２、スペーサプレート１３、及び、ベースプレート１４の各々における、図２の右端部に相当する箇所の裏面（下面）を上向きにした状態の一部切欠き斜視図である。
【００３４】
また、上記ベースプレート１４には、その長辺（上記第１の方向）に沿う中心線に対して直交する第２の方向（短辺方向）に延びる細幅の圧力室１６が多数個穿設されている。そして、上記中心線を挟んで左右両側にて平行状の長手基準線１４ａ，１４ｂ（図３参照）を設定すると、上記中心線より左側の圧力室１６の先端流路１６ａは上記左側の長手基準線１４ａ上に位置し、逆に上記長手中心線より右側の圧力室１６の先端流路１６ａは上記右側の長手基準線１４ｂ上に位置し、かつこの左右の圧力室１６の先端流路１６ａが交互に配置されているので、左右両側の圧力室１６は一つおきに互いに逆方向に延びるように交互に配置されていることになる。
【００３５】
この各圧力室１６の先端流路１６ａは、上記ノズルプレート１０における上記千鳥状配列のノズル１５に、上記スペーサプレート１３及び両マニホールドプレート１１，１２に同じく千鳥状配列にて穿設されているインク流路としての微小径の連通孔１７，１７，１７を介して連通している。一方、上記各圧力室１６の他端は、断面積の小さいインク流路としての細長い絞り部１６ｄ（図７参照）を介して直径が大きい他端流路１６ｂに接続されており、他端流路１６ｂは、上記スペーサプレート１３における左右両側部位に穿設された貫通孔１８を介して、上記両マニホールドプレート１１，１２におけるインク通路１２ａ，１２ｂに連通している。
【００３６】
なお、上記他端流路１６ｂ及び細長の絞り部１６ｄは、図３及び図７に示すように、ベースプレート１４の下面側にのみ開口するように凹み形成されているものであり、上記他端流路１６ｂの直径は上記貫通孔１８の直径とほぼ等しく形成する。絞り部１６ｄは、圧力室１６よりも断面が小さくなっている。更に、各圧力室１６の長手方向の中途部には、ベースプレート１４の板厚の半分程度の連設部１６ｃを設けることにより、多数並設された圧力室１６の側壁の剛性の低下を防止する。
【００３７】
また、スペーサプレート１３の一端に穿設された供給孔１９ｂは、上記インク通路１２ａに連通すると共に、最上層のベースプレート１４の一端部に穿設された供給孔１９ａにも連通している。そして、この供給孔１９ａの上面には、その上方のインクタンクから供給されるインク中の塵除去のためのフィルタ２９が張設されている。
【００３８】
次に、キャビティプレート９を組み立てる方法について説明する。この方法は、従来例と同様に、図１１に示すように、４枚のリードフレーム１００ａ〜１００ｄを積層して接着固定するものであり、各リードフレーム１００ａ〜１００ｄには、所定のパターンが形成された薄板状の部品としてのマニホールドプレート１１，１２、スペーサプレート１３、ベースプレート１４が一定間隔にて連設配置されるものとする。
【００３９】
すなわち、最下層となるリードフレーム１００ｄには、本実施の形態のベースプレート１４が一定間隔にて配置するように形成されている。なお、左右の細長いフレーム枠１０２，１０２の間は適宜間隔でタイバー１０４に連結されている。同様に、下から第２層のリードフレーム１００ｃにはスペーサプレート１３が上記と同じ間隔で形成されている。下から第３層のリードフレーム１００ｂには、マニホールドプレート１２が上記と同じ間隔で形成されている。また、最上層のリードフレーム１００ａにはもう一つのマニホールドプレート１１が上記と同じ間隔で形成されている。また、上記各リードフレーム１００ａ〜１００ｄのフレーム枠１０２には、適宜間隔にて位置決め孔１０５が形成されている。
【００４０】
これらのリードフレームを積層する場合、キャビティプレート９の使用状態（下面側にインクのノズルが開口される状態）と同状態になるように、リードフレームを積層する。このときは、図４に示すものとは逆に、最上層のベースプレート１４、上から第２層のスペーサプレート１３及びマニホールドプレート１２の各々の片面に形成された接着剤用の逃がし溝３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ（図７参照）、３３ｅ，３４，３５が上向きになるように配置されるものとする。
【００４１】
なお、ベースプレート１４における接着剤用の逃がし溝３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄの内、圧力室１６の絞り部１６ｄに隣接した位置における逃がし溝３３ｃは、図７に示すごとく、平面視略Ｕ字状に形成されており、かつ細長い絞り部１６ｄと略平行状に延びている。この逃がし溝３３ｃの端部から略直線状の逃がし溝３３ｄが隣接する他端流路１６ｂ，１６ｂの間を通過するように延びて、他端流路１６ｂの一方の側縁を囲む略円弧状の逃がし溝３３ｂに接続されている。なお、各逃がし溝３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄは、ベースプレート１４の下面側にのみ形成され、その内の逃がし溝３３ｃは、当該ベースプレート１４の板厚を貫通する逃がし孔３６を介してベースプレート１４の上面側に連通している。同様に、略円弧状の逃がし溝３３ｂにもベースプレート１４の板厚を貫通する逃がし孔３７が穿設されている。また、逃がし溝３３ｃの断面積Ｓ１は絞り部１６ｄの断面積Ｓ２よりも大きく、従って、絞り部１６ｄよりも逃がし溝３３ｃの方が流路抵抗が小さくなっている。
【００４２】
そして、この状態で下方から、位置決めのためのピン（図示せず）を、各リードフレーム１００ａ〜１００ｄのフレーム枠１０２における上記位置決め孔１０５に差し込んで位置決めする。この場合、リードフレーム１００ａ〜１００ｄのプレートの積層面に予め接着剤３９を塗布しておき、上記ピンの差し込み後に最下層のリードフレーム１００ｄと最上層のリードフレーム１００ａとに挟持力または押圧力を作用させて接着固定するものである。
【００４３】
この接着剤３９の塗布方法の一つとしては、図示しないフィルム等にスキージを用いて予め接着剤３９を薄く塗布しておき、その塗布面に上記リードフレーム１００ａ〜１００ｄのプレートの積層面を合わせることにより、例えば、ベースプレート１４における逃がし溝３３ａ〜３３ｅ、圧力室１６、他端流路１６ｂ、絞り部１６ｄ、逃がし孔３６，３７等の凹所以外の平坦な凸面（接着領域に相当）に接着剤３９を転写することができる。なお、接着剤３９を塗布したローラ面に上記プレートの積層面を押し当てて転写するようにしてもよい。
【００４４】
このようにして接着剤３９を転写した複数枚のリードフレームを押圧して接着固定するとき、余分の接着剤３９は上記逃がし溝３３ａ〜３３ｅ以外の凹所である圧力室１６，他端流路１６ｂ，絞り部１６ｄにも流れ込むことがある。特に、断面積の小さい上記絞り部１６ｄに接着剤３９が流れ込むとその断面全体が接着剤３９で塞がりインクが全く流れなくなるという問題がある。
【００４５】
そこで、本実施の形態では、接着剤３９として熱硬化性のエポキシ系接着剤を使用すると共に、図８（ａ），図９に示すような治具７０，７１を利用して接着剤を硬化させた。なお、図８（ａ）では、説明の便宜上、治具７１とリードフレーム１００ｃ（すなわちスペーサプレート１３）との間に配設されるリードフレーム１００ａ，１００ｂ（すなわちマニホールドプレート１１，１２）は省略した。また、図９では、スペーサプレート１３より上方の構成を省略した。
【００４６】
治具７０，７１は、上記各プレート１００ａ〜１００ｄを挟圧しながら内蔵したヒータで加熱する周知の構成に加えて、ベースプレート１４側の治具７０に、逃がし孔３６，３７と連通する貫通孔７０ａ，７０ｂを備えている。貫通孔７０ａ，７０ｂのベースプレート１４に当接しない側は、耐熱性のホース７２，７２を介して吸引ポンプ７３に接続されている。
【００４７】
このため、本実施の形態では、リードフレーム１００ａ〜１００ｄを接合した後に治具７０，７１に装着し、吸引ポンプ７３によって逃がし溝３３ａ〜３３ｄに負圧を印加しながら接着剤３９を硬化させることができる。接着剤３９は、加熱により硬化する際に一旦粘性が低下するが、このとき逃がし溝３３ａ〜３３ｄが圧力室１６，他端流路１６ｂ，絞り部１６ｄ等に比べて負圧に維持される。このため、ベースプレート１４とスペーサプレート１３との間の接着剤３９には逃がし溝３３ａ〜３３ｄに向かう圧力が印加され、圧力室１６，他端流路１６ｂ，絞り部１６ｄ等に接着剤３９が流れ込むのを良好に防止することができる。しかも、本実施の形態では、逃がし溝３３ｃの流路抵抗を絞り部１６ｄの流路抵抗より小さくしているため、逃がし溝３３ｃへ接着剤３９を一層良好に導くことができ、絞り部１６ｄ等への接着剤３９の流れ込みを一層良好に防止することができる。
【００４８】
図１０は、その実験結果を表している。図１０において白く写っている部分が接着剤である。上記特許文献１の方法では、図１０（ａ）に矢印Ａで示したように絞り部１６ｄに接着剤３９がはみ出し、インク流路の詰まりが生じた。これに対して、本実施の形態では、図１０（ｂ）に示すように詰まりが全く生じなかった。
【００４９】
一方、上記圧電アクチュエータ２０は、図５及び図６に示すように、複数枚の圧電シート２１を積層した構造で、特開平４−３４１８５３号公報に開示されたものと同様に、１枚の厚さが３０μｍ程度の各圧電シート２１の内最下段の圧電シート２１とそれから上方へ数えて奇数番目の圧電シート２１の上面（広幅面）には、上記キャビティプレート９における各圧力室１６に対応した箇所ごとに細幅の個別電極（図示せず）が、第１の方向（長辺方向）に沿って列状に形成され、各個別電極は上記第１の方向と直交する第２の方向に沿って各圧電シート２１の長辺の端縁部近傍まで延びている。下から偶数段目の圧電シート２１の上面（広幅面）には、複数個の圧力室１６に対して共通のコモン電極（図示せず）が形成されている。そして、最上段のトップシート２３の上面には、その長辺の端縁部に沿って、上記個別電極の各々に対して電気的に接続される表面電極３０と、上記各コモン電極に対して電気的に接続される表面電極３１とが、設けられている（図１参照）。
【００５０】
そして、このような構成のプレート型の圧電アクチュエータ２０における下面（圧力室１６と対面する広幅面）全体に、接着剤層としてのインク非浸透性の合成樹脂材からなる接着剤シート４１を予め貼着し、次いで、上記キャビティプレート９に対して、当該圧電アクチュエータ２０が、その各個別電極を上記キャビティプレート９における各圧力室１６の各々に対応させて接着・固定される（図５、図６参照）。また、この圧電アクチュエータ２０における上側の表面には、上記フレキシブルフラットケーブル４０が重ね押圧されることにより、このフレキシブルフラットケーブル４０における各種の配線パターン（図示せず）が、上記各表面電極３０，３１に電気的に接続される。
【００５１】
この構成において、上記圧電アクチュエータ２０における各個別電極２４の内任意の個別電極と、コモン電極との間に電圧を印加することにより、圧電シート２１の内上記電圧を印加した個別電極の部分に圧電による積層方向の歪みが発生し、この歪みにて上記各個別電極に対応する圧力室１６の内容積が縮小される。すると、この圧力室１６内のインクが、ノズル１５から液滴状に噴出して、所定の印字が行われる（図６参照）。本実施の形態では、前述のようにインク流路の詰まりを防止しているので、良好な印字を行うことができ、また、不良の発生を抑制して圧電式インクジェットヘッドの歩留まりを向上させることができる。
【００５２】
なお、上記実施の形態において、ベースプレート１４が第１の部材に、圧力室１６、他端流路１６ｂ、及び絞り部１６ｄがインク流路に、スペーサプレート１３が第２の部材に、逃がし溝３３ａ〜３３ｄが空隙に、それぞれ相当する。また、リードフレーム１００ａ〜１００ｄに接着剤３９を塗布する工程が第１の工程に、接着剤塗布後のリードフレーム１００ａ〜１００ｄを接合する工程が第２の工程に、吸引ポンプ７３により負圧を印加する工程が第３の工程に、接着剤３９の粘性を加熱により一旦低下させる工程が第４の工程に、それぞれ相当する。
【００５３】
更に、本発明は上記実施の形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、逃がし溝３３ａ〜３３ｄはスペーサプレート１３におけるベースプレート１４との対向面に形成してもよい。また、上記実施の形態では、逃がし溝３３ａ〜３３ｄに負圧を印加しているが、インク流路に正圧を印加してもよい。この場合、圧力室１６等がベースプレート１４の端部近傍に設けられて逃がし溝３３ａ等を設けるスペースがない場合でも、接着剤３９を大気に向かって導くことにより詰まりを防止することができる。但し、前述のように逃がし溝３３ａ〜３３ｄに負圧を印加した方が、インク流路自体にリークが発生することを防止できる。
【００５４】
また、上記実施の形態のように、逃がし溝３３ａ〜３３ｄを逃がし孔３６，３７を介して大気に連通させ、または、逃がし溝３３ａ〜３３ｄの流路抵抗を絞り部１６ｄ等の流路抵抗よりも小さくした場合、正圧も負圧も印加せずに通常の治具で挟圧して接着剤３９を硬化させても、その接着剤３９を逃がし溝３３ａ〜３３ｄへ導くことが可能である。すなわち、接着剤３９の層が上記接合によって潰されることによりインク流路の気圧が上昇するので、その気圧上昇によって接着剤３９が逃がし溝３３ａ〜３３ｄへ導かれるのである。但し、上記実施の形態のように、上記大気への連通、上記流路抵抗の構成、上記負圧の印加といった全ての要素を用いて接着剤３９を逃がし溝３３ａ〜３３ｄへ導いた方が、上記詰まりを一層良好に防止することができることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による圧電式インクジェットヘッドを表す分解斜視図である。
【図２】そのヘッドのキャビティプレートの構成を表す分解斜視図である。
【図３】そのキャビティプレートの構成を表す分解部分的拡大斜視図である。
【図４】ノズル側を上にして配置したキャビティプレートの分解斜視図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線矢視拡大断面図である。
【図６】フレキシブルフラットケーブルとキャビティプレートと圧電アクチュエータとを接着・固定した状態を表す拡大断面図である。
【図７】ベースプレートにおける絞り部と逃がし溝等の構成を表す要部拡大平面図である。
【図８】（ａ）は図７のVIIIa ─VIIIa 線矢視断面を治具と共に表す断面図、（ｂ）は図７のVIIIb ─VIIIb線矢視断面図である。
【図９】図７のIX−IX線矢視断面を治具と共に表す断面図である。
【図１０】本実施の形態と従来例とでインク流路の詰まり防止効果を比較した説明図である。
【図１１】本実施の形態及び従来例のリードフレームの積層を表す斜視図である。
【符号の説明】
９…キャビティプレート１３…スペーサプレート１４…ベースプレート
１６…圧力室１６ａ…先端流路１６ｂ…他端流路１６ｄ…絞り部
１７…連通孔１８…貫通孔１９ａ…供給孔１９ｂ…供給孔
２０…圧電アクチュエータ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ…逃がし溝
３６，３７…逃がし孔３９…接着剤７０，７１…治具
７０ａ…貫通孔７２…ホース７３…吸引ポンプ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inkjet head in which a first member having an ink flow path formed on at least one surface and a second member different from the first member are bonded via an adhesive, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an on-demand type impact type ink jet printer head, a diaphragm plate is attached to the back surface of a cavity plate composed of a plurality of operation plates integrally held via an adhesive in a laminated state via an adhesive. An ink jet printer head is known in which an ejection pressure generating member such as a driving piezoelectric element is fixedly attached to one side of the diaphragm plate in correspondence with the location of the pressure chamber.
[0003]
Each operation plate in the cavity plate includes a nozzle plate having a plurality of nozzles, a base plate having a pressure chamber for each nozzle, and an ink flow path connected to an ink supply source and connected to the pressure chamber. And a manifold plate having an ink chamber (manifold). Each plate is a thin metal plate having a thickness of about 200 μm or less.
[0004]
The applicant of the present application has proposed assembling the integral cavity plate as follows. First, as shown in FIG. 11, on a single lead frame 100a, a plurality of plates 101a as thin plate components on which a predetermined pattern is formed are formed in advance so as to be arranged at regular intervals. That is, the side edges of the plates 101a and the inner edges of the frame frames 102 are connected by the minute connecting pieces 106 so that the plates 101a are arranged at a constant interval between the pair of elongated frame frames 102, 102. is doing. The left and right elongated frame frames 102 are connected to the tie bar 104 at an appropriate interval so that the lead frame 100a can be easily handled.
[0005]
Similarly, the lead frame 100a is formed in advance so that a plurality of plates 101b as a thin plate-like component on which a certain pattern is formed are arranged at a predetermined interval on another lead frame 100b. A plurality of plates 101a to 101d having different patterns are arranged at regular intervals every ~ 100d. The above-mentioned fixed pattern means, for example, a pattern in which a predetermined number of nozzles (not shown) are formed at a predetermined interval in the nozzle plate, and a predetermined number of pressure chambers (not shown) in the base plate. It refers to a pattern formed at a predetermined interval. In the manifold plate, it refers to a pattern in which ink flow paths and ink chambers (manifolds) are formed.
[0006]
Then, the lead frames 100a to 100d are positioned so that each nozzle communicates with the ink flow path, and are laminated and fixed in a predetermined vertical position relationship. Therefore, as shown in FIG. 11, the frame 102 in each of the lead frames 100a to 100d includes feed holes 103a and 103b at regular intervals along the longitudinal direction of the frame 102, and one or a plurality of holes. A positioning hole (pilot hole) 105 is formed. That is, an adhesive is applied in advance to the surfaces of the plates 101b to 101d, and then positioning pins are passed through the plurality of positioning holes 105 in order from the lower layer plate 101d to the upper layer plate 101a, and positioned. In this state, the upper and lower plates 101a to 101d are stacked and fixed by applying a clamping pressure. When the stacking and fixing operation is completed, the pins are pulled out, the connecting pieces 106 are cut, and the integrated cavity plate is removed from the frame frame 102.
[0007]
By the way, when the adhesive is applied to the surfaces of the plurality of plates 101b to 101d and stacked and fixed, if the plates 101a to 101d are sandwiched or pressed in a stacked state, the excess applied to the surfaces of the plates 101b to 101d The adhesive protrudes into through holes and recesses such as pressure chambers and ink flow paths in the plates 101a to 101d, and the adhesive is solidified in that state.
[0008]
If this solidified position of the adhesive occurs at a location where the cross-sectional area of the ink flow path is small, the ink flow path becomes clogged, making it impossible to distribute the ink, or the cross-sectional area becomes extremely small, and the required ink There was a problem that the discharge amount could not be obtained. Therefore, the applicant of the present application provides a relief groove with a small cross-sectional area in a part of the plates 101a to 101d in the vicinity of the ink flow path, and guides excess adhesive to the relief groove by utilizing capillary force. It is proposed to prevent clogging of the flow path. (For example, refer to Patent Document 1).
[0009]
[Patent Document 1]
JP 2002-96477 A
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, when there is variation in the amount of adhesive applied, the adhesive may protrude into the ink flow path even in the area where a large amount of adhesive has been applied. There was a possibility that it could not be prevented. Therefore, the present invention has been made for the purpose of providing an ink jet head that can more effectively suppress the adhesive from protruding into the ink flow path, and can effectively prevent clogging of the ink flow path, and a method for manufacturing the same. .
[0011]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is characterized in that a first member having an ink flow path formed on at least one surface and a second member different from the first member are interposed via an adhesive. An inkjet head manufacturing method for manufacturing an inkjet head by adhering to each other, the first step of applying an adhesive to the surface of the first member or the second member, and the first step Then, a second step of joining the first member and the second member at the adhesive region to which the adhesive is applied, and the ink flow channel from the ink flow channel through the adhesive region. Leave And a third step of applying pressure to the adhesive in the direction. In the present specification, the process including the step of solidifying the adhesive is referred to as “adhesion”, and the state in which the adhesive is not solidified is referred to as “bonding”.
[0012]
In the method of the present invention configured as described above, a first member having an ink flow path formed on at least one surface and a second member different from the first member are bonded via an adhesive. An ink jet head is manufactured by the above. Here, in the first step of the present invention, an adhesive is applied to the surface of the first member or the second member. In the second step, after the first step, the first member and the second member are applied. The two members are joined in an adhesive region where the adhesive is applied.
[0013]
In the present invention, in the third step following the second step, the ink flow path from the ink flow path through the adhesive region. Leave In the direction, pressure is applied to the adhesive. For this reason, an extra adhesive disposed in the adhesive region is removed from the ink flow path. Direction away from Therefore, it is possible to suppress the adhesive from protruding into the ink flow path very well and to prevent clogging of the ink flow path. In addition, unlike the invention according to the second aspect of the present invention, the present invention can be favorably applied to, for example, a flow path in the vicinity of the end of a plate where it is difficult to provide a gap.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, an ink jet head is formed by adhering a first member having an ink flow path formed on at least one surface and a second member different from the first member via an adhesive. A method for manufacturing an inkjet head, the first step of applying an adhesive to the surface of the first member or the second member, and the first member after the first step, A second step of joining the second member to the first member or the second member from the ink flow path through the adhesive region; and a second step of joining the second member to the adhesive region to which the adhesive is applied. And a third step of applying pressure to the adhesive in a direction toward the gap.
[0015]
In the method of the present invention configured as described above, similarly to the first aspect of the invention, the first member having the ink flow path formed on at least one surface and the second member different from the first member Are bonded via an adhesive to produce an inkjet head. In the first step of the present invention, an adhesive is applied to the surface of the first member or the second member. In the second step, the first member and the second member are added after the first step. These members are joined together in an adhesive region where the adhesive is applied.
[0016]
In the present invention, a gap is formed in the first member or the second member with the adhesion region between the ink flow path and the third step following the second step. Pressure is applied to the adhesive in a direction from the ink flow path toward the gap. For this reason, it is possible to easily guide the excess adhesive disposed in the adhesive region to the gap, and thus, it is possible to very well suppress the adhesive from protruding into the ink flow path, and the ink flow. Clogging of the road can be satisfactorily suppressed. The present invention differs from the above-described first aspect of the invention in that a more remarkable effect is produced by adopting the configuration of the invention of the following third aspect of the invention.
[0017]
The third aspect of the invention is characterized in that, in addition to the configuration of the second aspect, the third step applies the pressure by setting the gap to a negative pressure.
As a method for applying pressure to the adhesive from the ink flow path toward the gap, a method of pressurizing the ink flow path side and a method of applying a negative pressure to the gap are considered, but in the present invention, the latter is adopted. ing. In the former method, there is a possibility that leakage occurs in the ink flow path at an unexpected place. However, in the present invention, there is almost no such risk. Therefore, according to the present invention, in addition to the effect of the invention according to claim 2, it is possible to prevent clogging of the ink flow path by suppressing the adhesive from protruding into the ink flow path without causing a leak in the ink flow path. The effect that it can suppress is produced.
[0018]
In addition to the structure in any one of Claims 1-3, invention of Claim 4 is after the said 2nd process, Comprising: Before the said 3rd process, the said 1st member or the said The viscosity of the adhesive applied to the second member By curing by heating It is characterized by having a fourth step of reducing.
[0019]
In the present invention, the fourth step is performed between the second step and the third step, and the viscosity of the adhesive applied to the first member or the second member is adjusted. By curing by heating It is decreasing. For this reason, it is possible to easily guide the adhesive to the side opposite to the ink flow path or the gap by the third step with a smaller pressure. Therefore, in the present invention, in addition to the effects of the invention according to any one of claims 1 to 3, the adhesive is further prevented from protruding into the ink flow path, and the clogging of the ink flow path is further improved. The effect of being able to be suppressed is produced.
[0020]
According to a fifth aspect of the present invention, the flow resistance of the first member having an ink flow path formed on at least one surface thereof or a second member different from the first member is smaller than the flow resistance of the ink flow path. An ink jet head manufacturing method for manufacturing an ink jet head by bonding the first member and the second member via an adhesive. By making the cross-sectional area of the gap part larger than the cross-sectional area of the ink flow path, the flow path resistance of the gap part is made smaller than the flow path resistance of the ink flow path, The first step of applying an adhesive to the surface of the first member or the second member, and after the first step, the adhesive is used to connect the first member and the second member. And a second step of joining at the applied adhesion region.
[0021]
In the method of the present invention configured as described above, similarly to the first or second aspect of the invention, the first member having the ink flow path formed on at least one surface thereof is different from the first member. An ink jet head is manufactured by adhering these members to each other via an adhesive. In the first step of the present invention, an adhesive is applied to the surface of the first member or the second member. In the second step, the first member and the second member are added after the first step. These members are joined to each other in an adhesive region where an adhesive is applied.
[0022]
In the present invention, a gap portion having a channel resistance smaller than the channel resistance of the ink channel is formed in the first member or the second member. For this reason, when the pressure of the ink flow path rises when the first member and the second member are joined in the second step, the excess adhesive disposed in the adhesion region becomes a gap having a low flow resistance. Led to the department. Therefore, according to the present invention, it is possible to very well suppress the adhesive from protruding into the ink flow path, and to well prevent clogging of the ink flow path.
[0023]
According to a sixth aspect of the invention, in addition to the configuration of the second or fifth aspect, the second step is characterized in that the gap is communicated with the atmosphere.
In the present invention, since the second step is performed in a state where the air gap is communicated with the atmosphere, the pressure of the ink flow path is determined when the first member and the second member are joined in the second step. Even if the air pressure rises, the void is maintained at atmospheric pressure. Therefore, in the present invention, in addition to the effect of the invention described in claim 2 or 5, it is possible to guide the excess adhesive to the gap more satisfactorily, so that the adhesive protrudes into the ink flow path. An effect is obtained that the ink flow path can be more effectively suppressed and the clogging of the ink flow path can be further suppressed.
[0024]
The invention described in claim 7 is characterized in that, in addition to the structure described in any one of claims 1 to 6, the adhesive is a thermosetting epoxy adhesive.
When the thermosetting epoxy adhesive is cured by heating, the viscosity once decreases before it is cured. That is, when the adhesive is heated and cured, the fourth step of claim 4 is automatically performed. For this reason, as described above, the adhesive is applied to the ink flow path. Direction away from Alternatively, it can be better and easier to guide to the gap. Therefore, in the present invention, in addition to the effects of the invention according to any one of claims 1 to 6, it is possible to better and easily suppress the adhesive from protruding into the ink flow path, and the clogging of the ink flow path. This is advantageous in that it is possible to more effectively and easily be suppressed.
[0025]
The invention according to claim 8 is an ink jet head in which a first member having an ink flow path formed on at least one surface and a second member different from the first member are bonded via an adhesive. The first member or the second member is provided with a gap portion between the ink flow path and the adhesive region of the adhesive, By making the cross-sectional area of the gap portion larger than the cross-sectional area of the ink flow path, The flow path resistance of the gap is smaller than the flow path resistance of the ink flow path.
[0026]
The ink jet head of the present invention is manufactured by adhering a first member having an ink flow path formed on at least one surface thereof and a second member different from the first member via an adhesive. Further, the first member or the second member includes a gap portion with the adhesive region between the ink channel and the ink flow path, By making the cross-sectional area of the gap portion larger than the cross-sectional area of the ink flow path, The channel resistance of the gap is made smaller than the channel resistance of the ink channel.
[0027]
For this reason, when the pressure of the ink flow path rises when the first member and the second member are joined in the manufacturing process of the inkjet head of the present invention, the excess adhesive disposed in the adhesion region is removed from the flow path. It is led to a void portion having a low resistance. Therefore, according to the present invention, it is possible to very well suppress the adhesive from protruding into the ink flow path, and to well prevent clogging of the ink flow path.
[0028]
The invention described in claim 9 is characterized in that, in addition to the structure described in claim 8, the gap is communicated with the atmosphere.
In the present invention, since the void portion communicates with the atmosphere, the void portion is maintained at the atmospheric pressure even when the pressure of the ink flow path rises when the first member and the second member are joined. . Therefore, in the present invention, in addition to the effect of the invention according to the eighth aspect, it is possible to lead the excess adhesive to the gap portion more favorably, and further, it is better that the adhesive protrudes into the ink flow path. And the clogging of the ink flow path can be more effectively suppressed.
[0029]
The invention described in claim 10 is characterized in that, in addition to the structure described in claim 8 or 9, the adhesive is a thermosetting epoxy adhesive.
When the thermosetting epoxy adhesive is cured by heating, the viscosity once decreases before it is cured. For this reason, as described above, it is possible to better guide the adhesive to the gap. Therefore, in the present invention, in addition to the effect of the invention according to claim 8 or 9, it is possible to further suppress the adhesive from protruding into the ink flow path, and to further suppress the clogging of the ink flow path. The following effects occur.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 9 show a piezoelectric inkjet head according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a flexible flat cable 40 is laminated and bonded to the upper surface of a plate-type piezoelectric actuator 20 bonded to a cavity plate 9 made of a metal plate by soldering for connection to an external device. Ink is discharged downward from a nozzle 15 (see FIG. 2) opened on the lower surface side of the lowermost cavity plate 9.
[0031]
The cavity plate 9 is configured as shown in FIGS. In other words, the nozzle plate 10, the two manifold plates 11, 12, the spacer plate 13, and the base plate 14 are each laminated with five thin plates stacked with an adhesive. In the present embodiment, except for the nozzle plate 10 made of synthetic resin, each of the plates 11, 12, 13, and 14 is made of 42% nickel alloy steel plate and has a thickness of about 50 μm to 150 μm.
[0032]
The nozzle plate 10 has nozzles 15 for ejecting ink having a minute diameter (about 25 μm in the present embodiment) in a staggered arrangement of two rows along the first direction (long side direction) of the nozzle plate 10. Is provided. That is, along the two parallel reference lines 10a and 10b (see FIG. 3) extending in the first direction of the nozzle plate 10, a large number of nozzles 15 perforate in a staggered arrangement with a small pitch P. It is installed. Ink passages 12 a and 12 b are formed in the two manifold plates 11 and 12 so as to extend along both sides of the row of the nozzles 15.
[0033]
However, the ink passage 12b in the lower manifold plate 11 facing the nozzle plate 10 is formed as a recess so as to open only to the upper side of the manifold plate 11 (see FIGS. 3 and 4). The ink passages 12a and 12b are sealed by stacking the spacer plate 13 on the upper manifold plate 12. 4 shows a part of the nozzle plate 10, the manifold plates 11 and 12, the spacer plate 13, and the base plate 14 in a state where the back surface (lower surface) of the portion corresponding to the right end in FIG. It is a notch perspective view.
[0034]
The base plate 14 is provided with a plurality of narrow pressure chambers 16 extending in a second direction (short side direction) perpendicular to the center line along the long side (first direction). ing. When parallel longitudinal reference lines 14a and 14b (see FIG. 3) are set on both the left and right sides of the center line, the distal end flow path 16a of the pressure chamber 16 on the left side of the center line is set to the left longitudinal reference line. The tip channel 16a of the pressure chamber 16 located on the line 14a and on the right side of the longitudinal center line is positioned on the right longitudinal reference line 14b, and the tip channel 16a of the left and right pressure chambers 16 is Since they are alternately arranged, the pressure chambers 16 on the left and right sides are alternately arranged so as to extend in opposite directions.
[0035]
The front end flow channels 16a of the pressure chambers 16 are formed in the staggered nozzles 15 of the nozzle plate 10 and are also provided in the staggered arrangement of the spacer plate 13 and the manifold plates 11 and 12 in the same manner. The communication is made through small-diameter communication holes 17, 17, 17 as flow paths. On the other hand, the other end of each pressure chamber 16 is connected to the other end flow path 16b having a large diameter via an elongated narrowed portion 16d (see FIG. 7) as an ink flow path having a small cross-sectional area. The passage 16b communicates with the ink passages 12a and 12b in the manifold plates 11 and 12 through through holes 18 drilled in the left and right side portions of the spacer plate 13.
[0036]
The other end flow path 16b and the elongated throttle portion 16d are recessed so as to open only on the lower surface side of the base plate 14, as shown in FIGS. The diameter of the path 16b is formed to be approximately equal to the diameter of the through hole 18. The throttle portion 16 d has a smaller cross section than the pressure chamber 16. Further, by providing a continuous portion 16c about half the thickness of the base plate 14 in the middle portion in the longitudinal direction of each pressure chamber 16, it is possible to prevent a decrease in rigidity of the side walls of the pressure chambers 16 arranged in parallel. .
[0037]
The supply hole 19b drilled at one end of the spacer plate 13 communicates with the ink passage 12a and also communicates with the supply hole 19a drilled at one end of the uppermost base plate 14. A filter 29 for removing dust in the ink supplied from the upper ink tank is stretched on the upper surface of the supply hole 19a.
[0038]
Next, a method for assembling the cavity plate 9 will be described. In this method, as in the conventional example, as shown in FIG. 11, four lead frames 100a to 100d are stacked and bonded and fixed, and a predetermined pattern is formed on each of the lead frames 100a to 100d. It is assumed that the manifold plates 11 and 12, the spacer plate 13, and the base plate 14 as the thin plate-like parts are continuously arranged at regular intervals.
[0039]
That is, the base plate 14 of the present embodiment is formed on the lead frame 100d as the lowermost layer so as to be arranged at regular intervals. Note that the left and right elongated frame frames 102 are connected to the tie bar 104 at an appropriate interval. Similarly, spacer plates 13 are formed on the second layer lead frame 100c from the bottom at the same intervals as described above. Manifold plates 12 are formed in the third layer lead frame 100b from the bottom at the same intervals as described above. Further, another manifold plate 11 is formed in the uppermost lead frame 100a at the same interval as described above. Further, positioning holes 105 are formed at appropriate intervals in the frame 102 of each of the lead frames 100a to 100d.
[0040]
When these lead frames are stacked, the lead frames are stacked so as to be in the same state as the use state of the cavity plate 9 (the state where the ink nozzles are opened on the lower surface side). At this time, contrary to the one shown in FIG. 4, the release grooves 33a and 33b for the adhesive formed on one side of the uppermost base plate 14, the second spacer plate 13 and the manifold plate 12 from above. , 33c, 33d (see FIG. 7), 33e, 34, 35 are arranged so as to face upward.
[0041]
Of the escape grooves 33a, 33b, 33c, 33d for the adhesive in the base plate 14, the escape groove 33c at a position adjacent to the throttle portion 16d of the pressure chamber 16 is substantially U-shaped in a plan view as shown in FIG. And extends substantially parallel to the elongated diaphragm portion 16d. A substantially linear escape groove 33d extends from the end of the escape groove 33c so as to pass between the other end flow paths 16b, 16b, and has a substantially arc shape surrounding one side edge of the other end flow path 16b. Is connected to the relief groove 33b. Each of the escape grooves 33a, 33b, 33c, and 33d is formed only on the lower surface side of the base plate 14, and the escape groove 33c of the escape grooves 33c is formed in the base plate 14 via the escape holes 36 that penetrate the plate thickness of the base plate 14. It communicates with the upper surface side. Similarly, an escape hole 37 penetrating the plate thickness of the base plate 14 is also formed in the substantially arc-shaped escape groove 33b. Further, the cross-sectional area S1 of the escape groove 33c is larger than the cross-sectional area S2 of the throttle portion 16d, and therefore the flow path resistance of the escape groove 33c is smaller than that of the throttle portion 16d.
[0042]
In this state, positioning pins (not shown) are inserted into the positioning holes 105 in the frame frames 102 of the lead frames 100a to 100d from below to position the pins. In this case, adhesive 39 is applied in advance to the laminated surfaces of the plates of the lead frames 100a to 100d, and after inserting the pins, a clamping force or a pressing force is applied to the lowermost lead frame 100d and the uppermost lead frame 100a. It is made to act and be bonded and fixed.
[0043]
As one method of applying the adhesive 39, the adhesive 39 is thinly applied in advance to a film or the like (not shown) using a squeegee, and the laminated surfaces of the plates of the lead frames 100a to 100d are aligned with the applied surface. By this, for example, it adheres to flat convex surfaces (corresponding to the adhesion region) other than the recesses such as the relief grooves 33a to 33e, the pressure chamber 16, the other end flow passage 16b, the throttle portion 16d, and the relief holes 36 and 37 in the base plate 14. The agent 39 can be transferred. The plate may be transferred by pressing the laminated surface of the plate against the roller surface to which the adhesive 39 is applied.
[0044]
When the plurality of lead frames to which the adhesive 39 is transferred are pressed and fixed in this manner, the excess adhesive 39 is a recess other than the escape grooves 33a to 33e, and the other end flow path. 16b and the diaphragm 16d may also flow. In particular, when the adhesive 39 flows into the narrowed portion 16d having a small cross-sectional area, there is a problem that the entire cross-section is blocked by the adhesive 39 and ink does not flow at all.
[0045]
Therefore, in the present embodiment, a thermosetting epoxy adhesive is used as the adhesive 39, and the adhesive is cured by using jigs 70 and 71 as shown in FIGS. I let you. In FIG. 8A, for convenience of explanation, the lead frames 100a and 100b (that is, the manifold plates 11 and 12) disposed between the jig 71 and the lead frame 100c (that is, the spacer plate 13) are omitted. . In FIG. 9, the configuration above the spacer plate 13 is omitted.
[0046]
In addition to the well-known configuration in which the jigs 70 and 71 are heated by a built-in heater while sandwiching the plates 100a to 100d, the through holes 70a communicated with the escape holes 36 and 37 in the jig 70 on the base plate 14 side. , 70b. The sides of the through holes 70a and 70b that do not come into contact with the base plate 14 are connected to the suction pump 73 via heat-resistant hoses 72 and 72.
[0047]
For this reason, in this embodiment, the lead frames 100a to 100d are joined and then attached to the jigs 70 and 71, and the adhesive 39 is cured while applying a negative pressure to the escape grooves 33a to 33d by the suction pump 73. Can do. When the adhesive 39 is cured by heating, the viscosity once decreases. At this time, the escape grooves 33a to 33d are maintained at a negative pressure as compared with the pressure chamber 16, the other end flow path 16b, the throttle portion 16d, and the like. Therefore, pressure toward the relief grooves 33a to 33d is applied to the adhesive 39 between the base plate 14 and the spacer plate 13, and the adhesive 39 flows into the pressure chamber 16, the other end flow path 16b, the throttle portion 16d, and the like. Can be satisfactorily prevented. In addition, in the present embodiment, the flow path resistance of the escape groove 33c is made smaller than the flow path resistance of the throttle portion 16d, so that the adhesive 39 can be guided to the escape groove 33c even better, and the throttle portion 16d and the like. It is possible to prevent the adhesive 39 from flowing into the substrate even better.
[0048]
FIG. 10 shows the experimental results. In FIG. 10, the white portion is the adhesive. In the method of Patent Document 1, the adhesive 39 protrudes from the throttle portion 16d as indicated by an arrow A in FIG. 10A, and the ink flow path is clogged. On the other hand, in this embodiment, no clogging occurred as shown in FIG.
[0049]
On the other hand, the piezoelectric actuator 20 has a structure in which a plurality of piezoelectric sheets 21 are laminated, as shown in FIGS. 5 and 6, and is similar to that disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-341833. The top surface (wide surface) of the piezoelectric sheet 21 at the lowest level among the piezoelectric sheets 21 having a thickness of about 30 μm and the odd-numbered piezoelectric sheets 21 counted upward from the piezoelectric sheet 21 correspond to the pressure chambers 16 in the cavity plate 9. Narrow individual electrodes (not shown) are formed in a row along the first direction (long-side direction) at each location, and each individual electrode is in a second direction orthogonal to the first direction. The piezoelectric sheet 21 extends to the vicinity of the edge of the long side. A common electrode (not shown) common to the plurality of pressure chambers 16 is formed on the upper surface (wide surface) of the even-numbered piezoelectric sheet 21 from the bottom. Then, on the upper surface of the uppermost top sheet 23, along the edge of the long side, the surface electrode 30 electrically connected to each of the individual electrodes, and the common electrode An electrically connected surface electrode 31 is provided (see FIG. 1).
[0050]
Then, an adhesive sheet 41 made of an ink non-permeable synthetic resin material as an adhesive layer is pasted in advance on the entire lower surface (the wide surface facing the pressure chamber 16) of the plate-type piezoelectric actuator 20 having such a configuration. Next, the piezoelectric actuator 20 is bonded and fixed to the cavity plate 9 with the individual electrodes corresponding to the pressure chambers 16 in the cavity plate 9 (FIGS. 5 and 6). reference). Further, the flexible flat cable 40 is pressed against the upper surface of the piezoelectric actuator 20, whereby various wiring patterns (not shown) in the flexible flat cable 40 are formed on the surface electrodes 30, 31. Is electrically connected.
[0051]
In this configuration, by applying a voltage between an arbitrary individual electrode among the individual electrodes 24 in the piezoelectric actuator 20 and the common electrode, a piezoelectric element is applied to a portion of the individual electrode to which the voltage is applied in the piezoelectric sheet 21. Due to this, distortion in the stacking direction occurs, and the internal volume of the pressure chamber 16 corresponding to each individual electrode is reduced by this distortion. Then, the ink in the pressure chamber 16 is ejected in the form of droplets from the nozzle 15 and predetermined printing is performed (see FIG. 6). In this embodiment, as described above, clogging of the ink flow path is prevented, so that good printing can be performed, and the yield of piezoelectric inkjet heads can be improved by suppressing the occurrence of defects. Can do.
[0052]
In the above embodiment, the base plate 14 is the first member, the pressure chamber 16, the other end flow channel 16b, and the throttle portion 16d are the ink flow channel, the spacer plate 13 is the second member, and the escape groove 33a. .About.33d correspond to voids. The suction pump 73 applies negative pressure to the first step, the step of applying the adhesive 39 to the lead frames 100a to 100d is the first step, and the step of bonding the lead frames 100a to 100d after applying the adhesive to the second step. The step of applying corresponds to the third step, and the step of temporarily reducing the viscosity of the adhesive 39 by heating corresponds to the fourth step.
[0053]
Furthermore, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention. For example, the escape grooves 33 a to 33 d may be formed on the surface of the spacer plate 13 facing the base plate 14. In the above embodiment, negative pressure is applied to the escape grooves 33a to 33d, but positive pressure may be applied to the ink flow path. In this case, even when the pressure chamber 16 or the like is provided near the end of the base plate 14 and there is no space for providing the escape groove 33a or the like, the clogging can be prevented by guiding the adhesive 39 toward the atmosphere. However, leakage of the ink flow path itself can be prevented by applying a negative pressure to the relief grooves 33a to 33d as described above.
[0054]
Further, as in the above-described embodiment, the escape grooves 33a to 33d are communicated with the atmosphere through the escape holes 36 and 37, or the flow path resistance of the escape grooves 33a to 33d is made to be less than the flow path resistance of the throttle portion 16d and the like. However, even if the adhesive 39 is cured by applying pressure with a normal jig without applying a positive pressure or a negative pressure, the adhesive 39 can be released and guided to the grooves 33a to 33d. That is, since the pressure of the ink flow path rises when the layer of the adhesive 39 is crushed by the bonding, the adhesive 39 is guided to the escape grooves 33a to 33d by the increase of the atmospheric pressure. However, as in the above-described embodiment, the adhesive 39 is released using all the elements such as communication with the atmosphere, the configuration of the flow path resistance, and the application of the negative pressure, and is guided to the grooves 33a to 33d. Needless to say, the clogging can be prevented more satisfactorily.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a piezoelectric inkjet head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating a configuration of a cavity plate of the head.
FIG. 3 is an exploded partial enlarged perspective view showing the configuration of the cavity plate.
FIG. 4 is an exploded perspective view of a cavity plate arranged with the nozzle side facing up.
5 is an enlarged cross-sectional view taken along the line VV in FIG. 1. FIG.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view illustrating a state in which a flexible flat cable, a cavity plate, and a piezoelectric actuator are bonded and fixed.
FIG. 7 is an enlarged plan view of a main part showing a configuration of a throttle part and a relief groove in the base plate.
8A is a cross-sectional view showing a section taken along line VIIIa-VIIIa in FIG. 7 together with a jig, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line VIIIb-VIIIb in FIG.
9 is a cross-sectional view showing a cross section taken along line IX-IX in FIG. 7 together with a jig.
FIG. 10 is an explanatory diagram comparing the effect of preventing clogging of the ink flow path between the present embodiment and the conventional example.
FIG. 11 is a perspective view showing a stack of lead frames according to the present embodiment and a conventional example.
[Explanation of symbols]
9 ... Cavity plate 13 ... Spacer plate 14 ... Base plate
16 ... Pressure chamber 16a ... End flow path 16b ... Other end flow path 16d ... Restriction part
17 ... Communication hole 18 ... Through hole 19a ... Supply hole 19b ... Supply hole
20 ... Piezoelectric actuators 33a, 33b, 33c, 33d ... Relief grooves
36, 37 ... Relief hole 39 ... Adhesive 70, 71 ... Jig
70a ... through hole 72 ... hose 73 ... suction pump

Claims

An inkjet head manufacturing method for manufacturing an inkjet head by adhering a first member having an ink flow path formed on at least one surface and a second member different from the first member via an adhesive. There,
A first step of applying an adhesive to the surface of the first member or the second member;
After the first step, a second step of joining the first member and the second member in an adhesive region where the adhesive is applied;
A third step of applying pressure to the adhesive in a direction away from the ink flow path from the ink flow path through the adhesion region;
An ink jet head manufacturing method comprising:

An inkjet head manufacturing method for manufacturing an inkjet head by adhering a first member having an ink flow path formed on at least one surface and a second member different from the first member via an adhesive. There,
A first step of applying an adhesive to the surface of the first member or the second member;
After the first step, a second step of joining the first member and the second member in an adhesive region where the adhesive is applied;
A third step of applying pressure to the adhesive in a direction from the ink flow path through the adhesive region toward the gap formed in the first member or the second member;
An ink jet head manufacturing method comprising:

3. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 2, wherein in the third step, the pressure is applied by setting the gap to a negative pressure.

4th after the second step and before the third step, the viscosity of the adhesive applied to the first member or the second member is lowered by curing by heating . The method of manufacturing an ink jet head according to claim 1, comprising the steps of:

Forming a void portion having a flow path resistance smaller than the flow path resistance of the ink flow path in the first member having the ink flow path formed on at least one surface or a second member different from the first member; An inkjet head manufacturing method for manufacturing an inkjet head by bonding a first member and the second member via an adhesive,
By making the cross-sectional area of the gap part larger than the cross-sectional area of the ink flow path, the flow path resistance of the gap part is made smaller than the flow path resistance of the ink flow path,
A first step of applying an adhesive to the surface of the first member or the second member;
After the first step, a second step of joining the first member and the second member in an adhesive region where the adhesive is applied;
An ink jet head manufacturing method comprising:

6. The method of manufacturing an ink jet head according to claim 2, wherein in the second step, the gap is communicated with the atmosphere.

The method of manufacturing an ink jet head according to claim 1, wherein the adhesive is a thermosetting epoxy adhesive.

An ink jet head in which a first member having an ink flow path formed on at least one surface and a second member different from the first member are bonded via an adhesive,
The first member or the second member includes a gap portion with the adhesive region between the ink channel and the adhesive channel,
An ink jet characterized in that a flow path resistance of the gap is made smaller than a flow path resistance of the ink flow path by making a cross-sectional area of the space larger than a cross-sectional area of the ink flow path. head.

9. The ink jet head according to claim 8, wherein the gap is communicated with the atmosphere.

The inkjet head according to claim 8 or 9, wherein the adhesive is a thermosetting epoxy adhesive.