JPH10119263A - Ink jet head - Google Patents

Ink jet head

Info

Publication number
JPH10119263A
JPH10119263A JP27448296A JP27448296A JPH10119263A JP H10119263 A JPH10119263 A JP H10119263A JP 27448296 A JP27448296 A JP 27448296A JP 27448296 A JP27448296 A JP 27448296A JP H10119263 A JPH10119263 A JP H10119263A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid chamber
ink jet
jet head
adhesive
diaphragm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP27448296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihisa Ota
善久 太田
Shuzo Matsumoto
修三 松本
Tomoaki Nakano
智昭 中野
Mitsuyoshi Fujii
光美 藤井
Hideyuki Makita
秀行 牧田
Taeko Murai
妙子 村井
Shinichi Tsunoda
慎一 角田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP27448296A priority Critical patent/JPH10119263A/en
Publication of JPH10119263A publication Critical patent/JPH10119263A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce variations in swelling of an adhesive and a thickness of an adhesive layer by reducing residual stress coused by bonding by a method wherein a liquid chamber component forming a pressure liquid chamber pressurized by an actuator element is partially bonded to a support component supporting the liquid chamber component. SOLUTION: An adhesive 36 is linearly applied onto a joined surface 13a to a diaphragm of a frame component 13. Then, the diaphragm of a liquid chamber unit is bonded onto the frame component. By bonding partly the frame component 13 being the support component on an actuator side to the diaphragm being the liquid chamber component on the liquid chamber unit side, a bonded area between a part corresponding to a common liquid chamber of the diaphragm and the frame component 13 is decreased. The residual stress can be reduced thereby, and dispersion in swelling out of the adhesive and a thickness of an adhesive layer can be reduced. Then, a highly reliable ink jet head can be obtained.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッドに関し、特に複数のアクチュエータ素子で加圧され
る各加圧液室と、各加圧液室に連通するノズルとを備え
たインクジェットヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head, and more particularly to an ink jet head having a plurality of pressurized liquid chambers pressurized by a plurality of actuator elements and a nozzle communicating with each of the pressurized liquid chambers.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェット記録装置は、記録時の振
動、騒音が殆どなく、特にカラー化が容易なことから、
コンピュータ等のデジタル処理装置のデータを出力する
プリンタの他、ファクシミリやコピー機等にも用いられ
るようになっている。このようなインクジェット記録装
置に用いられるインクジェットヘッドは、圧電素子、発
熱抵抗体等のアクチュエータ素子を記録信号に応じて駆
動して、加圧液室内のインクを加圧してノズルからイン
ク滴を吐出飛翔させ、記録媒体上に画像記録を行なうも
のである。
2. Description of the Related Art An ink jet recording apparatus has almost no vibration and noise during recording, and is particularly easy to colorize.
In addition to a printer that outputs data from a digital processing device such as a computer, it is also used for facsimile machines, copiers, and the like. An ink jet head used in such an ink jet recording apparatus drives an actuator element such as a piezoelectric element or a heating resistor in accordance with a recording signal to pressurize ink in a pressurized liquid chamber and eject ink droplets from nozzles. And performs image recording on a recording medium.

【0003】従来のインクジェットヘッドとしては、例
えば特開平6−115071号公報に記載されているよ
うに、基板上に複数の圧電素子を列状に接合配置すると
共に、圧電素子の周囲に位置し、インク共通流路を形成
するインク共通流路部材を接合し、このインク共通流路
部材上に振動板を接合し、この振動板に隔壁部材を接合
し、隔壁部材上にノズル板を接合して、これらの振動
板、隔壁部材及びノズル板で圧電素子によって振動板を
介して加圧される液室(加圧液室)を形成したものがあ
る。
As a conventional ink jet head, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. H6-115071, a plurality of piezoelectric elements are joined and arranged in a row on a substrate, and are positioned around the piezoelectric elements. The ink common flow path member forming the ink common flow path is joined, the diaphragm is joined to the ink common flow path member, the partition member is joined to the diaphragm, and the nozzle plate is joined to the partition member. There is a type in which a liquid chamber (pressurized liquid chamber) which is pressurized by a piezoelectric element via a vibration plate is formed by the vibration plate, the partition member, and the nozzle plate.

【0004】また、例えば特開平8−142324号公
報に記載されているように、基板上に複数の圧電素子を
複数列列状に接合すると共に、圧電素子の周囲に位置す
るフレーム部材を接合してなるアクチュエータユニット
と、ダイアフラム部を有する振動板上に、圧電素子でダ
イアフラム部を介して加圧される加圧液室及びこの液室
にインクを供給する共通液室を形成する液室隔壁部材を
積層し、更にこの液室隔壁部材上にノズルを形成したノ
ズルプレートを積層した液室ユニットとを接合したもの
がある。
Further, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-142324, a plurality of piezoelectric elements are joined on a substrate in a plurality of rows, and a frame member located around the piezoelectric elements is joined. Liquid chamber partition member that forms a pressurized liquid chamber that is pressurized by a piezoelectric element through the diaphragm section and a common liquid chamber that supplies ink to the liquid chamber on a diaphragm having an actuator unit, and a diaphragm having a diaphragm section And a liquid chamber unit in which a nozzle plate having a nozzle formed on the liquid chamber partition member is further laminated.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、インクジェ
ットヘッドにあっては、アクチュエータ素子によつ駆動
エネルギーが加圧液室には十分に伝搬されると共に、複
数の加圧液室を隔てている隔壁部分にはその駆動エネル
ギーが伝わらないようにする必要がある。そこで、アク
チュエータ素子側の部材と接合する液室側の部材として
は、加圧液室部と隔壁部はそれぞれ連続していない接合
部を形成するものを用いるか、或いは、上述した各イン
クジェットヘッドの振動板のように十分な弾性体若しく
は弾性形状(ダイアフラム部)を有しているものを用い
る必要がある。
By the way, in the ink jet head, the drive energy is sufficiently transmitted to the pressurized liquid chamber by the actuator element, and the partition wall separating the plurality of pressurized liquid chambers. It is necessary to prevent the drive energy from being transmitted to the part. Therefore, as the member on the liquid chamber side to be joined to the member on the actuator element side, a member that forms a joint part in which the pressurized liquid chamber part and the partition part are not continuous with each other, It is necessary to use a diaphragm having a sufficient elastic body or elastic shape (diaphragm portion) such as a diaphragm.

【0006】この場合、ヘッドの剛性を高くするために
は、加圧液室周辺の接合以外の接着可能な部分をすべて
接合することが好ましい。そのため、上述した前者のイ
ンクジェットヘッドにあっては、基板とインク共通流路
形成部材、インク共通流路部材と振動板をそれぞれ全面
的に接合し、また、後者のインクジェットヘッドにあっ
ても、フレーム部材と振動板とを全面的に接合するよう
にしている。
[0006] In this case, in order to increase the rigidity of the head, it is preferable to join all the adherable parts other than the joint around the pressurized liquid chamber. Therefore, in the former ink jet head described above, the substrate and the ink common flow path forming member, and the ink common flow path member and the vibration plate are respectively entirely bonded. The member and the diaphragm are entirely joined.

【0007】ところが、記録速度の高速化、記録密度の
高密度化が要請されるようになっているため、インク滴
吐出周波数が高くなり、ノズル数が増加していることか
ら、加圧液室に十分なインク供給を行うために共通液室
(共通インク流路)が大型化している。この場合、共通
液室の平面積が液室ユニットの平面積の半分程度を占め
るようになると、従前のように、液室を形成している共
通インク流路部材や振動板を全面ベタ接合すると、接
合後の残留応力が増加し、接着剤がはみ出してアクチ
ュエータ素子側へ浸入し、接着剤層の厚みのばらつき
が大きくなり、部品の大型化によってコストが増加す
る、などの不都合が生じてくる。
However, there has been a demand for higher recording speeds and higher recording densities, so that the ink droplet ejection frequency has increased and the number of nozzles has increased. The common liquid chamber (common ink flow path) has been increased in size to supply sufficient ink. In this case, when the plane area of the common liquid chamber occupies about half of the plane area of the liquid chamber unit, as before, the entire surface of the common ink flow path member and the diaphragm forming the liquid chamber are solid-joined. In addition, the residual stress after joining increases, the adhesive protrudes and penetrates into the actuator element side, the variation in the thickness of the adhesive layer increases, and the cost increases due to the increase in the size of parts, which causes inconveniences. .

【0008】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、接合による残留応力の低減、接着剤の塗布量管理
の容易化、ヘッドの信頼性向上を図ることを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to reduce the residual stress due to bonding, facilitate the control of the amount of adhesive applied, and improve the reliability of the head.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項1のインクジェットヘッドは、複数のアクチ
ュエータ素子で加圧される各加圧液室と、各加圧液室に
連通するノズルとを備えたインクジェットヘッドにおい
て、前記加圧液室を形成する液室部材とこの液室部材を
支持する支持部材とを部分的に接合した構成とした。な
お、液室部材とは加圧液室の少なくとも一部を形成して
いる部材である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an ink jet head comprising: a pressurized liquid chamber pressurized by a plurality of actuator elements; and a nozzle communicating with the pressurized liquid chamber. And a liquid chamber member that forms the pressurized liquid chamber and a support member that supports the liquid chamber member are partially joined. The liquid chamber member is a member that forms at least a part of the pressurized liquid chamber.

【0010】請求項2のインクジェットヘッドは、上記
請求項1のインクジェットヘッドにおいて、前記液室部
材と支持部材とは少なくとも前記複数のアクチュエータ
素子の周囲に対応する部分をほぼ全周にわたって接合し
た構成とした。
According to a second aspect of the present invention, in the inkjet head of the first aspect, the liquid chamber member and the support member are formed by joining at least a portion corresponding to the periphery of the plurality of actuator elements over substantially the entire circumference. did.

【0011】請求項3のインクジェットヘッドは、上記
請求項1又は2のインクジェットヘッドにおいて、前記
液室部材及び/又は支持部材の接合面に部分的に接着剤
を塗布して両者を部分的に接合した構成とした。
According to a third aspect of the present invention, in the inkjet head of the first or second aspect, an adhesive is partially applied to a joining surface of the liquid chamber member and / or the support member to partially join the two. The configuration was as follows.

【0012】請求項4のインクジェットヘッドは、上記
請求項1乃至3のいずれかのインクジェットヘッドにお
いて、前記支持部材の接合面側に肉抜き部を形成して前
記液室部材と部分的に接合した構成とした。
According to a fourth aspect of the present invention, in the ink jet head according to any one of the first to third aspects, a lightening portion is formed on a joint surface side of the support member and partially joined to the liquid chamber member. The configuration was adopted.

【0013】請求項5のインクジェットヘッドは、上記
請求項1乃至4のいずれかのインクジェットヘッドにお
いて、前記液室部材の接合面側に肉抜き部を形成して前
記支持部材と部分的に接合した構成とした。
According to a fifth aspect of the present invention, in the ink jet head according to any one of the first to fourth aspects, a lightening portion is formed on a joining surface side of the liquid chamber member and partially joined to the supporting member. The configuration was adopted.

【0014】請求項6のインクジェットヘッドは、上記
請求項1乃至5のいずれかのインクジェットヘッドにお
いて、前記液室部材の接合面側に環状の肉抜き部を形成
して前記支持部材と部分的に接合した構成とした。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the ink jet head according to any one of the first to fifth aspects, wherein an annular hollow portion is formed on the joint surface side of the liquid chamber member to partially overlap the support member. The structure was joined.

【0015】請求項7のインクジェットヘッドは、上記
請求項1乃至6のいずれかのインクジェットヘッドにお
いて、前記液室部材及び支持部材の少なくともいずれか
の接合面にエアー抜きを溝部を設けた構成とした。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the ink jet head according to any one of the first to sixth aspects, wherein an air vent is provided on at least one of the joining surfaces of the liquid chamber member and the support member. .

【0016】請求項8のインクジェットヘッドは、上記
請求項1乃至7のいずれかのインクジェットヘッドにお
いて、前記液室部材と支持部材とを接合する接合剤層に
はギャップ調整剤を含有している構成とした。
According to an eighth aspect of the present invention, in the ink jet head according to any one of the first to seventh aspects, a bonding agent layer for bonding the liquid chamber member and the supporting member contains a gap adjusting agent. And

【0017】請求項9のインクジェットヘッドは、上記
請求項1乃至8のいずれかのインクジェットヘッドにお
いて、このインクジェットヘッドは複数の加圧液室及び
ノズル、加圧液室へインクを供給するための共通液室を
有する液室ユニットと、複数の電気機械変換素子及び基
板、フレーム部材を有するアクチュエータユニットとを
備え、前記液室ユニットの振動板とアクチュエータユニ
ットのフレーム部材とを接合する構成とした。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided an ink jet head according to any one of the first to eighth aspects, wherein the ink jet head has a plurality of pressurized liquid chambers, nozzles, and a common supply of ink to the pressurized liquid chamber. A liquid chamber unit having a liquid chamber, an actuator unit having a plurality of electromechanical transducers, a substrate, and a frame member are provided, and a diaphragm of the liquid chamber unit and a frame member of the actuator unit are joined.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図1は本発明を適用したイン
クジェットヘッドのチャンネル方向と直交する方向の要
部拡大断面図、図2は同ヘッドのチャンネル方向の要部
拡大断面図、図3は同ヘッドの分解概略斜視図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main part in a direction orthogonal to a channel direction of an inkjet head to which the present invention is applied, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the head in a channel direction, and FIG. is there.

【0019】このインクジェットヘッドは、アクチュエ
ータユニット1及び液室ユニット2を備えている。アク
チュエータユニット1は、セラミック、ガラスエポキシ
樹脂等からなる絶縁性の基板11上に、複数の積層型圧
電素子12を2列列状に接合して配置すると共に、各列
の複数の圧電素子12の周囲を取り囲むように2つの穴
部14,15を形成したフレーム部材13を接合配置し
ている。このアクチュエータユニット1の各列の複数の
圧電素子12は、チャンネル方向で、駆動波形を印加す
る駆動部17と駆動波形を印加しない非駆動部18とを
交互に構成する(図3参照)。
This ink jet head includes an actuator unit 1 and a liquid chamber unit 2. The actuator unit 1 has a plurality of laminated piezoelectric elements 12 bonded and arranged in two rows on an insulating substrate 11 made of ceramic, glass epoxy resin, or the like, and a plurality of piezoelectric elements 12 in each row. A frame member 13 having two holes 14 and 15 formed so as to surround the periphery is joined and arranged. The plurality of piezoelectric elements 12 in each row of the actuator unit 1 alternately form a driving unit 17 for applying a driving waveform and a non-driving unit 18 for not applying a driving waveform in the channel direction (see FIG. 3).

【0020】ここで、圧電素子12は、厚さ10〜50
μm/1層のチタン酸ジルコン酸(PZT)21と、厚
さ数μm/1層の銀・パラジューム(AgPd)からなる
内部電極22とを交互に積層したものである。圧電素子
を、厚さ10〜50μm/1層の積層型とすることによ
って駆動電圧の低電圧化を図れ、例えば10〜50Vの
パルス電圧で圧電素子の電界強度1000V/mmを得る
ことができる。なお、アクチュエータ素子として用いる
圧電素子を含む電気機械変換素子は上記に限られるもの
でない。
The piezoelectric element 12 has a thickness of 10 to 50.
A zirconate titanate (PZT) 21 having a thickness of 1 μm / layer and an internal electrode 22 made of silver / palladium (AgPd) having a thickness of several micrometers / layer are alternately laminated. The driving voltage can be reduced by forming the piezoelectric element as a laminated type having a thickness of 10 to 50 μm / 1 layer, and for example, an electric field strength of 1000 V / mm can be obtained with a pulse voltage of 10 to 50 V. In addition, the electromechanical conversion element including the piezoelectric element used as the actuator element is not limited to the above.

【0021】そして、この圧電素子12の内部電極22
を交互に端面に取り出して端面電極とし、一方、基板1
1上に共通電極パターン23及び個別(選択)電極パタ
ーン24を形成して、これらの共通電極パターン23及
び個別電極パターン24を駆動部17となる圧電素子1
2の端面電極に導電性接着剤等を介して電気的に接続
し、共通電極パターン23及び個別電極パターン24に
接続したFPCケーブル25,25を介して図示しない
ヘッド駆動用IC等を有するPCB基板と接続し、駆動
部17に駆動波形を印加することによって積層方向の伸
びの変位を生ぜしめる。なお、共通電極パターン23は
フレーム部材13の中央に形成した溝部26にも形成す
ることでスリット溝27で完全に分割されないパターン
としている。
The internal electrode 22 of the piezoelectric element 12
Are alternately taken out to the end faces to form end face electrodes.
A common electrode pattern 23 and an individual (selection) electrode pattern 24 are formed on the piezoelectric element 1, and the common electrode pattern 23 and the individual electrode pattern 24 are
PCB board having a head driving IC and the like (not shown) via FPC cables 25 and 25 electrically connected to the end face electrodes 2 via a conductive adhesive or the like and connected to the common electrode pattern 23 and the individual electrode patterns 24. By applying a drive waveform to the drive unit 17, displacement in elongation in the stacking direction is generated. The common electrode pattern 23 is also formed in the groove 26 formed in the center of the frame member 13 so that the pattern is not completely divided by the slit groove 27.

【0022】また、液室ユニット2は、金属或いは樹脂
の薄膜からなる振動板28と、液室隔壁部材を構成する
2層構造のフォトレジストフィルムからなる感光性樹脂
層29,30と、ノズル31を形成した金属、樹脂等か
らなるノズルプレート32とを順次を積層し、熱融着し
て形成している。これらの各部材によってノズル31が
連通し、駆動部17で振動板28を介して加圧される加
圧液室33と、この加圧液室33の両側に位置する共通
液室34,34と、共通液室34から加圧液室33へイ
ンクを供給するための流体抵抗部になるインク供給路3
5,35を形成している。
The liquid chamber unit 2 includes a diaphragm 28 made of a metal or resin thin film, photosensitive resin layers 29 and 30 made of a two-layered photoresist film constituting a liquid chamber partition member, and a nozzle 31. And a nozzle plate 32 made of a metal, a resin, or the like, are sequentially laminated and heat-sealed. The nozzles 31 communicate with each other through these members, and a pressurized liquid chamber 33 that is pressurized by the drive unit 17 via the vibration plate 28, and common liquid chambers 34 and 34 located on both sides of the pressurized liquid chamber 33. And an ink supply path 3 serving as a fluid resistance part for supplying ink from the common liquid chamber 34 to the pressurized liquid chamber 33
5, 35 are formed.

【0023】振動板28は、同一平面上に位置出し又は
研削加工した圧電素子12及びフレーム部材13上に接
着剤36で接合しているが、この振動板28とフレーム
部材13との接合については詳述する。また、振動板2
8は変位部となるダイアフラム部38、圧電素子12の
内の非駆動部18に接合する梁39及びフレーム部材1
3に接合するベース40とから形成し、またダイアフラ
ム部38は圧電素子12の内の駆動部17に接合する島
状凸部41と、この凸部41の周囲に形成した厚み3〜
10μm程度の最薄膜部分(ダイアフラム領域)42
と、この最薄膜部分42の内のチャンネル方向と直交す
る両端部側に形成した逃げ領域43とからなる。この振
動板28は加圧液室33等の隔壁の一部を形成している
液室部材である。
The vibration plate 28 is bonded to the piezoelectric element 12 and the frame member 13 positioned or ground on the same plane with an adhesive 36. The bonding between the vibration plate 28 and the frame member 13 is described below. It will be described in detail. In addition, diaphragm 2
Reference numeral 8 denotes a diaphragm portion 38 serving as a displacement portion, a beam 39 joined to the non-driving portion 18 of the piezoelectric element 12, and a frame member 1
The diaphragm 38 is formed of an island-shaped convex portion 41 bonded to the driving portion 17 of the piezoelectric element 12 and a thickness 3 to 3 formed around the convex portion 41.
The thinnest part (diaphragm area) 42 of about 10 μm
And a relief region 43 formed at both ends of the thinnest portion 42 orthogonal to the channel direction. The vibration plate 28 is a liquid chamber member forming a part of a partition wall such as the pressurized liquid chamber 33.

【0024】また、ノズルプレート32にはインク滴を
飛翔させるための微細孔である多数のノズル31を形成
しており、このノズル31の径はインク滴出口側の直径
で約25〜35μmである。このノズルプレート32は
例えば電鋳工法によって製造したNi(ニッケル)の金
属プレートを用いているが、Si、その他の金属材料を
用いることもできる。
The nozzle plate 32 has a large number of nozzles 31 which are fine holes for causing ink droplets to fly, and the diameter of the nozzles 31 is about 25 to 35 μm on the ink droplet outlet side. . The nozzle plate 32 uses, for example, a Ni (nickel) metal plate manufactured by an electroforming method, but may use Si or another metal material.

【0025】ノズルプレート32の品質は、インクの滴
形状、飛翔特性を決定し、画像品質に大きな影響を与え
るものであり、より高品位の画像品質を得る上で表面の
均一化処理が不可欠であるので、インク吐出側面に撥水
性の表面処理膜43を成膜している。撥水性の表面処理
膜43は、例えばPTFE−Ni共析メッキやフッ素樹
脂の電着塗装、蒸発性のあるフッ素樹脂(例えばフッ化
ピッチなど)を蒸着コートしたもの、シリコン系樹脂・
フッ素系樹脂の溶剤塗布後の焼き付け等、インク物性に
応じて選定する。
The quality of the nozzle plate 32 determines the shape and flight characteristics of the ink and has a great influence on the image quality. To obtain higher quality image quality, a uniform surface treatment is indispensable. Therefore, a water-repellent surface treatment film 43 is formed on the ink ejection side surface. The water-repellent surface treatment film 43 is, for example, PTFE-Ni eutectoid plating, electrodeposition coating of fluororesin, vapor-deposited fluororesin (for example, pitch fluoride), silicon-based resin,
Selection is made according to the physical properties of the ink, such as baking after the application of a fluorine resin solvent.

【0026】さらに、共通液室34に外部からインクを
供給するために基板11、フレーム部材15及び振動板
28には、インク供給孔44,45,46をそれぞれ形
成し、基板11のインク供給孔44に接続したインク供
給パイプ47を介してインクが供給されるようにしてい
る。
Further, ink supply holes 44, 45 and 46 are formed in the substrate 11, the frame member 15 and the vibration plate 28 for supplying ink to the common liquid chamber 34 from the outside. Ink is supplied through an ink supply pipe 47 connected to the ink supply pipe 44.

【0027】このインクジェットにおいては、記録信号
に応じて駆動部17に駆動波形(10〜50Vのパルス
電圧)を印加することによって、駆動部17に積層方向
の変位が生起し、振動板28のダイアフラム部38を介
して加圧液室33内の圧力が上昇してノズル31からイ
ンク滴が吐出される。このとき、加圧液室33から共通
液室34へ通じるインク供給路35方向へもインクの流
れが発生するが、インク供給路35の断面積を狭小にす
ることで流体抵抗部として機能させて共通液室34側へ
のインクの流れを低減し、インク吐出効率の低下を防い
でいる。
In this ink jet, by applying a drive waveform (pulse voltage of 10 to 50 V) to the drive unit 17 in accordance with a recording signal, a displacement in the laminating direction occurs in the drive unit 17 and the diaphragm of the diaphragm 28 is formed. The pressure in the pressurized liquid chamber 33 increases through the section 38, and ink droplets are ejected from the nozzle 31. At this time, an ink flow also occurs in the direction of the ink supply path 35 leading from the pressurized liquid chamber 33 to the common liquid chamber 34. However, the cross-sectional area of the ink supply path 35 is reduced so that it functions as a fluid resistance part. The flow of ink toward the common liquid chamber 34 is reduced, thereby preventing a drop in ink ejection efficiency.

【0028】そして、インク滴吐出の終了に伴い、加圧
液室内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性と駆
動パルスの放電過程によって加圧液室33内に負圧が発
生してインク充填行程へ移行する。このとき、インクタ
ンクから供給されたインクは共通液室34に流入し、共
通液室34からインク供給路35を経て加圧液室33内
に充填される。そして、ノズル31の出口のインクメニ
スカス面の振動が減衰し、ある程度定常状態に戻れば次
のインク滴吐出動作に移行する。
Then, with the end of the ink droplet ejection, the ink pressure in the pressurized liquid chamber is reduced, and a negative pressure is generated in the pressurized liquid chamber 33 due to the inertia of the ink flow and the discharge process of the drive pulse. Move to the filling process. At this time, the ink supplied from the ink tank flows into the common liquid chamber 34 and is filled from the common liquid chamber 34 into the pressurized liquid chamber 33 via the ink supply path 35. Then, the vibration of the ink meniscus surface at the outlet of the nozzle 31 is attenuated, and when the state returns to a steady state to some extent, the operation shifts to the next ink droplet ejection operation.

【0029】このインクジェットヘッドの製造工程につ
いて簡単に説明すると、予めアクチュエータユニット1
と液室ユニット2とを別々に加工組付けた後、接着剤3
6によって両ユニット1,2を接着接合して製造する。
The manufacturing process of this ink jet head will be briefly described.
After processing and assembling the liquid chamber unit 2 separately, the adhesive 3
6, the two units 1 and 2 are manufactured by adhesive bonding.

【0030】すなわち、アクチュエータユニット1の組
付工程は、次のとおりである。 基板11上に予め各電極用パターンを大まかにパタ
ーニングして形成し、この基板11上に複数の圧電素子
12となる積層型圧電素子を2列位置決め治具を用いて
接合する。 そして、積層型圧電素子の端面電極と基板11上の
各電極パターンとを導電性接着剤で電気的に接続する。
That is, the assembling process of the actuator unit 1 is as follows. Each electrode pattern is roughly formed in advance on the substrate 11 by rough patterning, and the stacked piezoelectric elements to be the plurality of piezoelectric elements 12 are joined on the substrate 11 using a two-row positioning jig. Then, the end face electrodes of the multilayer piezoelectric element and the respective electrode patterns on the substrate 11 are electrically connected with a conductive adhesive.

【0031】 ダイヤモンド砥石をセットしたダイシ
ングソーにより積層型圧電素子にスリット加工を施し
て、例えば100μm/ピッチ程度の圧電素子12に分
割する。このとき、基板11の一部までスリット溝27
を入れることで各圧電素子12を完全に独立させると共
に、個別電極用パターンも各圧電素子12毎に分割して
各個別電極パターン24を形成する。 基板11上に絶縁性のフレーム部材13を接合す
る。 基板11の共通電極パターン23及び各個別電極パ
ターン24にFPCケーブル25,25を加熱して加圧
接合する。
The lamination type piezoelectric element is subjected to slit processing by a dicing saw on which a diamond grindstone is set, and divided into piezoelectric elements 12 of, for example, about 100 μm / pitch. At this time, the slit groove 27 extends to a part of the substrate 11.
, The individual piezoelectric elements 12 are completely independent, and the individual electrode patterns are also divided for each piezoelectric element 12 to form each individual electrode pattern 24. An insulating frame member 13 is joined to the substrate 11. The FPC cables 25 are heated and pressure-bonded to the common electrode pattern 23 and the individual electrode patterns 24 of the substrate 11.

【0032】一方、液室ユニット2の組付工程は、次の
とおりである。 振動板28のフラットな面に第1感光性樹脂層29
となるドライフィルムレジスト(DFR)をラミネート
する。 そのDFRを液室パターンに応じたマスクを使用し
て紫外線露光をし、現像して、第1感光性樹脂層29に
よる液室パターンを形成する。
On the other hand, the assembling process of the liquid chamber unit 2 is as follows. A first photosensitive resin layer 29 is provided on the flat surface of the diaphragm 28.
A dry film resist (DFR) is laminated. The DFR is exposed to ultraviolet light using a mask corresponding to the liquid chamber pattern and developed to form a liquid chamber pattern of the first photosensitive resin layer 29.

【0033】 ノズルプレート32に第2感光性樹脂
層30となるドライフィルムレジスト(DFR)をラミ
ネートする。 そのDFRを液室パターンに応じたマスクを使用し
て紫外線露光をし、現像して、第2感光性樹脂層30に
よる液室パターンを形成する。なお、DFRの層数は任
意に選定することができ、複雑な構造の液室を形成する
ことができる。 振動板28の第1感光性樹脂層29とノズルプレー
ト32の第2感光性樹脂層30とを合わせて接合する。
この接合は位置決め治具を用いて圧力と熱を加えて行
う。 なお、実際には〜の工程を複数個分のヘッド面積の
プレートにて組付を行う。
A dry film resist (DFR) to be the second photosensitive resin layer 30 is laminated on the nozzle plate 32. The DFR is exposed to ultraviolet light using a mask corresponding to the liquid chamber pattern and developed to form a liquid chamber pattern of the second photosensitive resin layer 30. The number of layers of the DFR can be arbitrarily selected, and a liquid chamber having a complicated structure can be formed. The first photosensitive resin layer 29 of the diaphragm 28 and the second photosensitive resin layer 30 of the nozzle plate 32 are joined together.
This joining is performed by applying pressure and heat using a positioning jig. Actually, the steps (1) to (4) are performed using a plate having a head area for a plurality of heads.

【0034】このようにして完成したアクチュエータユ
ニット1のフレーム部材13及び非駆動部18となる圧
電素子12と、液室ユニット2の液室部材である振動板
32のベース部40を接合して、両ユニット1,2を接
合して組み付ける。
The frame member 13 and the piezoelectric element 12 serving as the non-driving portion 18 of the actuator unit 1 thus completed are joined to the base portion 40 of the diaphragm 32 serving as the liquid chamber member of the liquid chamber unit 2. The two units 1 and 2 are joined and assembled.

【0035】そこで、このアクチュエータユニット1と
液室ユニット2との接合に関して説明する。まず、従前
の組付工程について図4を参照して説明すると、アクチ
ュエータユニット1のフレーム部材13の上面に周縁部
を残してほぼ全面に接着剤36を塗布して、これに液室
ユニット1の振動板32を位置合わせして接合する。こ
の接合工程としては、アクチュエータユニット1へスク
リーン印刷法で接着剤を塗布して接着接合する方法、ア
クチュエータユニットへ転写法で接着剤を塗布して接着
接合する方法、液室ユニットへ転写法により選択的に接
着剤を塗布して接着接合する方法、液室ユニットへ全面
薄層接着剤被膜を形成し、アクチュエータと接着接合す
る方法などがある。
The joining of the actuator unit 1 and the liquid chamber unit 2 will be described. First, the conventional assembling process will be described with reference to FIG. 4. An adhesive 36 is applied to almost the entire surface of the upper surface of the frame member 13 of the actuator unit 1 except for the peripheral portion. The diaphragm 32 is aligned and joined. As the bonding step, a method of applying an adhesive to the actuator unit 1 by a screen printing method and bonding the same, a method of applying an adhesive to the actuator unit by a transfer method and bonding the same, and a method of transferring the liquid unit to the liquid chamber unit are selected. There is a method in which an adhesive is applied and adhesively bonded, and a method in which a thin adhesive film is entirely formed on the liquid chamber unit, and the liquid adhesive is bonded to the actuator.

【0036】このようにユニット間を全面接合すると、
接着剤の塗布量の制御が重要になる。この場合、塗布量
が多すぎると、隣接する圧電素子部への接着剤の浸入な
どが生じてアクチュエータとしての機能低下を来し、塗
布量が不足すると、部品公差によって接合箇所にばらつ
きが生じ、更に接合強度不足による接合信頼性の低下を
生ぜしめることになる。これに対して、本発明では、液
室ユニット側の液室部材である振動板とこの振動板を支
持するアクチュエータユニット側の支持部材であるフレ
ーム部材とを部分的に接合することによって上述したよ
うな不都合の発生を防止する。
When the entire units are joined together as described above,
It is important to control the amount of adhesive applied. In this case, if the application amount is too large, the adhesive may infiltrate into the adjacent piezoelectric element portion and the like, and the function as an actuator may be deteriorated.If the application amount is insufficient, a variation may occur in a joining portion due to component tolerance, Further, the joint reliability is reduced due to insufficient joint strength. On the other hand, in the present invention, as described above, the diaphragm as the liquid chamber member on the liquid chamber unit side and the frame member as the support member on the actuator unit side supporting the diaphragm are partially joined. Prevent the occurrence of any inconvenience.

【0037】そこで、本発明の具体的な実施例について
説明する。図5は本発明の第1実施例を示すフレーム部
材表面の接着剤塗布パターンを説明する平面図、図6は
本発明の第2実施例を示すフレーム部材表面の接着剤塗
布パターンを説明する平面図である。
Therefore, a specific embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a plan view illustrating an adhesive application pattern on the surface of a frame member according to a first embodiment of the present invention. FIG. 6 is a plan view illustrating an adhesive application pattern on the surface of a frame member according to a second embodiment of the present invention. FIG.

【0038】これらの例では、フレーム部材13の振動
板28との接合面13a上に接着剤36を線状に塗布し
(図5の第1実施例)、或いは島状に塗布し(図6の第
2実施例)て、このフレーム部材13上に液室ユニット
2の振動板28を接合する。この場合、接着剤36の塗
布面積は安定した接合強度が得られる最小限の量にする
ことが好ましい。また、接着剤のはみ出す方向性や接合
後の接着剤膜厚を制御するため、接着剤中にギャップ調
整剤を添加している。ギャップ調整剤としては、例えば
シリカ、アルミナ、ボロンナイトライトなどの粒径の均
一なものが適している。
In these examples, the adhesive 36 is applied linearly on the joint surface 13a of the frame member 13 with the diaphragm 28 (first embodiment in FIG. 5) or in an island shape (FIG. 6). The vibration plate 28 of the liquid chamber unit 2 is joined to the frame member 13. In this case, the application area of the adhesive 36 is preferably set to a minimum amount that can obtain a stable bonding strength. Further, a gap adjusting agent is added to the adhesive in order to control the direction in which the adhesive protrudes and the thickness of the adhesive after bonding. As the gap adjuster, for example, those having a uniform particle size such as silica, alumina, and boron nitride are suitable.

【0039】このように、アクチュエータユニット側の
支持部材であるフレーム部材と液室ユニット側の液室部
材である振動板とを部分的に接合することによって、振
動板28の共通液室34に対応する部分とフレーム部材
13との接合面積が少なくなり、残留応力を減少させる
ことができると共に、接着剤のはみ出し、接着剤層の厚
みのばらつきが少なくなり、信頼性の高いインクジェッ
トヘッドを得ることができ、また使用接着剤量の減少に
よるコストの低減を図ることもできる。
As described above, the frame member, which is the support member on the actuator unit side, and the diaphragm, which is the liquid chamber member on the liquid chamber unit side, are partially joined to correspond to the common liquid chamber 34 of the diaphragm 28. In addition to reducing the bonding area between the portion to be bonded and the frame member 13, the residual stress can be reduced, the protrusion of the adhesive and the variation in the thickness of the adhesive layer are reduced, and a highly reliable inkjet head can be obtained. It is also possible to reduce costs by reducing the amount of adhesive used.

【0040】次に、図7は本発明の第3実施例を示すフ
レーム部材表面の接着剤塗布パターンを説明する平面図
である。この実施例では、フレーム部材13の接合面1
3a外周縁部及び穴部14,15の周辺部に接着剤36
を塗布している。このように接着剤を部分的に塗布し、
かつ、複数の圧電素子12に最も近い箇所である穴部1
4,15の周辺部で接合することにより、インク吐出効
率の低下を防止することができる。
Next, FIG. 7 is a plan view illustrating an adhesive application pattern on the surface of a frame member according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, the joining surface 1 of the frame member 13 is
3a, an adhesive 36 is applied to the outer peripheral portion and the peripheral portions of the holes 14 and 15.
Is applied. In this way, the adhesive is partially applied,
In addition, the hole 1 which is the closest to the plurality of piezoelectric elements 12
By joining at the peripheral portions of 4 and 15, it is possible to prevent a decrease in ink ejection efficiency.

【0041】すなわち、インク滴を効率的に飛翔させる
には圧電素子の変位を効率的に加圧液室に伝達させる必
要があるが、このとき圧電素子の変位を受ける振動板の
変位部分(ダイアフラム部)の外周部に非接合部分があ
ると加圧液室の形状が管理されなくなり、インク吐出体
積の減少やインク滴飛翔速度の低下、さらには高周波数
駆動時の吐出不安定化の要因になる。これに対して、本
例のように圧電素子の変位を受ける振動板のダイアフラ
ム部周辺を接合することによって、加圧液室の形状管理
が行われてインク吐出効率を維持することができる。
That is, in order to efficiently fly ink droplets, it is necessary to efficiently transmit the displacement of the piezoelectric element to the pressurized liquid chamber. At this time, the displacement portion (diaphragm) of the diaphragm receiving the displacement of the piezoelectric element If there is a non-joined part on the outer periphery of the part), the shape of the pressurized liquid chamber will not be controlled, which will cause a reduction in the ink ejection volume, a drop in the ink droplet flying speed, and an unstable ejection during high-frequency driving. Become. On the other hand, by joining the periphery of the diaphragm of the vibration plate which receives the displacement of the piezoelectric element as in the present embodiment, the shape of the pressurized liquid chamber is managed, and the ink ejection efficiency can be maintained.

【0042】次に、図8は本発明の第4実施例を示すフ
レーム部材表面の接着剤塗布パターンを説明する平面
図、図9は同じく図8のA−A線に沿う断面である。こ
の実施例では、フレーム部材13の接合面13aにチャ
ンネル方向の肉抜き部である溝部51〜53を形成して
接合面13aが振動板28と部分的に接合されるように
している。また、これらの溝部51〜53を接合時に大
気中に連通させるために空気抜き溝56を形成してい
る。
Next, FIG. 8 is a plan view for explaining an adhesive application pattern on the surface of a frame member according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a cross-section along the line AA in FIG. In this embodiment, grooves 51 to 53, which are lightening portions in the channel direction, are formed in the joint surface 13a of the frame member 13 so that the joint surface 13a is partially joined to the diaphragm 28. Further, an air vent groove 56 is formed to allow these grooves 51 to 53 to communicate with the atmosphere at the time of joining.

【0043】ここで、フレーム部材13は樹脂成形によ
り作成することができ、PPS(ポリフェニレンサルフ
ァイド)、PES(ポリエーテルサルフォン)、PC
(ポリカーボネート)等のエンジニアプラスチックや汎
用性樹脂に硬度調整・熱収縮調整の目的でカーボン、シ
リカ、ガラスなどの充填剤を添加したものが使用可能で
ある。
Here, the frame member 13 can be formed by resin molding, and PPS (polyphenylene sulfide), PES (polyether sulfone), PC
For the purpose of adjusting hardness and heat shrinkage, engineering plastics such as (polycarbonate) and general-purpose resins added with fillers such as carbon, silica and glass can be used.

【0044】また、溝部(肉抜き部)51〜53の形状
としては、接合面13aの複数の圧電素子2に対応する
穴部14,15側周辺部が接合領域となる形状が望まし
く、更に液室ユニット2を接合したときに閉空間ができ
ないように上述した空気抜き溝56を有することが好ま
しい。この空気抜き溝56は常温硬化型接着剤を用いる
場合には必ずしも必要でないが、工程の短縮化、低コス
ト化、材料選択性などから加熱硬化型接着剤を用いる場
合には必要になる。
Further, as the shape of the grooves (lightening portions) 51 to 53, it is desirable that the peripheral portion of the joint surface 13a on the side of the holes 14 and 15 corresponding to the plurality of piezoelectric elements 2 be a joint region. It is preferable to have the above-described air vent groove 56 so that a closed space cannot be formed when the chamber units 2 are joined. The air vent groove 56 is not always necessary when using a room-temperature curing adhesive, but becomes necessary when using a heat-curing adhesive because of shortening of the process, cost reduction, and material selectivity.

【0045】このようにフレーム部材の接合面側に肉抜
き部を形成して接合面自体を部分的な接合面とすること
によって、部品成形精度が向上し、材料コストの低減、
重量軽減を図ることができてプリント特性を向上させる
ことができると共に、接着剤の塗布方法も精度の高い位
置合わせが必要なくなる。すなわち、ここでは接合面へ
の全面接着剤塗布を行っても部分的な接合ができるよう
にしている。
As described above, by forming the lightening portion on the joint surface side of the frame member and making the joint surface itself a partial joint surface, the accuracy of forming parts can be improved, and material cost can be reduced.
The weight can be reduced and the printing characteristics can be improved, and the method of applying the adhesive does not require highly accurate alignment. In other words, partial bonding can be performed even when the entire surface of the bonding surface is coated with the adhesive.

【0046】次に、図10は本発明の第5実施例を説明
する振動板の接合面側平面図である。この実施例では、
振動板28の接合面28aで共通液室34に対応する部
分に、チャンネル方向に肉抜き部である薄層部55〜5
7を形成して、接合面28aがフレーム部材13の接合
面13aと部分的に接合されるようにしている。この場
合、上述したようにフレーム部材13の接合面13aに
は接着剤を全面塗布して振動板28との加圧接合を行う
ことができ、高精度の部分的な接合を行うことができ
る。
Next, FIG. 10 is a plan view of a diaphragm on the joining surface side for explaining a fifth embodiment of the present invention. In this example,
In the portion corresponding to the common liquid chamber 34 on the joint surface 28a of the vibration plate 28, the thin layer portions 55 to 5
7, so that the joint surface 28a is partially joined to the joint surface 13a of the frame member 13. In this case, as described above, the adhesive is applied to the entire bonding surface 13a of the frame member 13, and the pressure bonding with the vibration plate 28 can be performed, and the high-precision partial bonding can be performed.

【0047】ここで、振動板28はダイアフラム部38
で選択的に圧電素子12の変位を加圧液室33に伝達す
るために前述したように複数の厚み部分を有する多層構
造としている。この多層構造は2度以上のパターニング
電鋳により形成することができるので、パターニングを
ダイアフラム部38と共に共通液室形成部にも施すこと
によって容易に薄層部55〜57を形成することができ
る。このパターニングの精度はサブミクロンオーダーで
あるので、非常に高精度の部品を形成することができ
る。
Here, the diaphragm 28 has a diaphragm 38
As described above, in order to selectively transmit the displacement of the piezoelectric element 12 to the pressurized liquid chamber 33, a multilayer structure having a plurality of thickness portions is provided. Since this multilayer structure can be formed by patterning electroforming two or more times, the thin layer portions 55 to 57 can be easily formed by applying patterning to the common liquid chamber forming portion together with the diaphragm portion 38. Since the accuracy of this patterning is on the order of submicrons, it is possible to form a component with extremely high precision.

【0048】このように振動板側に肉抜きによる薄層部
を設けて部分接合することによって、接着剤塗布工程を
簡略化することができ、ヘッド全体の軽量化、材料費の
低減による低コスト化を図ることができる。
As described above, by providing the thin layer portion by lightening on the diaphragm side and performing partial bonding, the adhesive application step can be simplified, the overall weight of the head is reduced, and the cost is reduced due to a reduction in material costs. Can be achieved.

【0049】次に、図11は本発明の第6実施例を説明
する振動板の接合面側平面図である。この実施例では、
上記第5実施例と同様に振動板28の接合面28aで共
通液室34に対応する部分に、チャンネル方向に薄層部
55〜57を形成して肉抜き部とし接合面28aがフレ
ーム部材13の接合面13aと部分的に接合されるよう
にすると共に、薄層部55〜57に通じる空気抜き溝5
9をそれぞれ形成している。この空気抜き溝59はフレ
ーム部材13と接合したときにフレーム部材13の穴部
14,15にそれぞれ連通する。
Next, FIG. 11 is a plan view of the diaphragm on the joining surface side for explaining a sixth embodiment of the present invention. In this example,
In the same manner as in the fifth embodiment, thin layers 55 to 57 are formed in the channel direction at portions corresponding to the common liquid chamber 34 on the joint surface 28a of the diaphragm 28 to form a lightened portion and the joint surface 28a is formed by the frame member 13. And the air vent groove 5 communicating with the thin layer portions 55-57.
9 are formed. The air vent groove 59 communicates with the holes 14 and 15 of the frame member 13 when joined to the frame member 13.

【0050】このようにすれば、前述したように接着剤
として加熱硬化型接着剤を用いて工程の短縮化、低コス
ト化、材料選択性の拡大を図ることができる。などから
加熱硬化型接着剤を用いる場合には必要になる。
In this way, as described above, the use of a heat-curable adhesive as the adhesive makes it possible to shorten the process, reduce the cost, and increase the material selectivity. This is necessary when a heat-curable adhesive is used for such reasons.

【0051】次に、図12は本発明の第7実施例を説明
する振動板の接合面側平面図である。この実施例では、
振動板28の接合面28aで共通液室34に対応する部
分に、平面環状の薄層部61〜63を形成して肉抜き部
とし、このトラック状薄層部61〜63の外周部のみに
接着剤を塗布して、すなわち、接合面28aの薄層部6
1〜63の内側に位置する部分28b〜28dが接合さ
れない状態にして、接合面28aがフレーム部材13の
接合面13aと部分的に接合されるようにしている。な
お、「環状」とは、円環状、長円環状、方形環状などの
すべての形状を含む意味で用いている。
Next, FIG. 12 is a plan view showing a joint surface of a diaphragm for explaining a seventh embodiment of the present invention. In this example,
Planar annular thin layer portions 61 to 63 are formed at portions corresponding to the common liquid chamber 34 on the joint surface 28a of the diaphragm 28 to form lightening portions, and only the outer peripheral portions of the track-like thin layer portions 61 to 63 are formed. An adhesive is applied, that is, the thin layer portion 6 of the joining surface 28a is
The joining surfaces 28a are partially joined to the joining surface 13a of the frame member 13 in a state where the portions 28b to 28d located inside the 1 to 63 are not joined. The term "annular" is used to include all shapes such as an annular shape, an elliptical annular shape, and a rectangular annular shape.

【0052】このように、液室部材の接合面に環状の肉
抜き部を形成して支持部材と部分的に接合することでイ
ンク滴吐出特性の安定化を図ることができる。すなわ
ち、振動板28は前述したように圧電素子の変位を効率
的に加圧液室に伝達するためにそれ自体1〜10μm程
度の非常薄層の部材であるが、共通液室対応部分接合の
ための薄層部が大面積になると、ハンドリング状のエラ
ーや薄層部のピンホール発生など、工程上の信頼性が低
下するおそれが出てくる。そこで、薄層部を環状にする
ことにより、薄層部を大面積化することなく、接着剤の
はみ出しを管理した部分的な接合を行なうことができ、
ヘッドのインク滴吐出特性を安定化することができる。
As described above, by forming an annular lightened portion on the joining surface of the liquid chamber member and partially joining the liquid chamber member to the supporting member, the ink droplet ejection characteristics can be stabilized. That is, the vibration plate 28 itself is a very thin layer member of about 1 to 10 μm in order to efficiently transmit the displacement of the piezoelectric element to the pressurized liquid chamber as described above. If the thickness of the thin layer becomes large, the reliability in the process may be reduced due to handling errors or pinholes in the thin layer. Therefore, by forming the thin layer portion in an annular shape, it is possible to perform a partial joining while controlling the protrusion of the adhesive without increasing the area of the thin layer portion,
The ink droplet ejection characteristics of the head can be stabilized.

【0053】なお、上記実施例においては、積層型圧電
素子のd33方向の変位を用いて加圧液室を加圧し、圧
電素子の変位方向にインク滴と吐出するサイドシュータ
方式のするインクジェットヘッドについて説明したが、
その他の電気機械変換素子を用いるヘッド、圧電素子の
変位方向と直交する方向にインク滴を吐出するエッジシ
ュータ方式のヘッド等にも適用することができる。さら
に、アクチュエータユニットと液室ユニットとを別個に
ユニット化することなく、支持部材上に振動板などの液
室の少なくとも一部を形成している液室部材を順次積層
して製造する構造のヘッドにも適用することができる。
In the above embodiment, the ink jet head of the side shooter type which pressurizes the pressurized liquid chamber using the displacement of the laminated piezoelectric element in the direction d33 and discharges ink droplets in the direction of displacement of the piezoelectric element. I explained,
The present invention can be applied to a head using other electromechanical transducers, an edge shooter type head that ejects ink droplets in a direction perpendicular to the direction of displacement of the piezoelectric element, and the like. Further, a head having a structure in which a liquid chamber member forming at least a part of a liquid chamber such as a diaphragm is sequentially laminated on a support member and manufactured without forming the actuator unit and the liquid chamber unit separately as a unit. Can also be applied.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1のインク
ジェットヘッドによれば、アクチュエータ素子で加圧さ
れる加圧液室を形成する液室部材とこの液室部材を支持
する支持部材とを部分的に接合する構成としたので、接
合による残留応力が低減し、接着剤のはみ出し、接着剤
層の厚みのばらつきが少なくなり、信頼性の高いインク
ジェットヘッドを得ることができ、また使用接着剤量の
減少によるコストの低減を図ることができる。
As described above, according to the ink jet head of the first aspect, the liquid chamber member forming the pressurized liquid chamber pressurized by the actuator element and the support member supporting the liquid chamber member are formed. Partial bonding reduces residual stress due to bonding, protrudes adhesive, reduces variations in the thickness of the adhesive layer, and provides a highly reliable inkjet head. Cost can be reduced by reducing the amount.

【0055】請求項2のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項1のインクジェットヘッドにおいて、液
室部材と支持部材とは少なくとも複数のアクチュエータ
素子の周囲に対応する部分をほぼ全周にわたって接合す
る構成としたので、加圧液室の剛性を損なうことがな
く、接合による残留応力も低減し、インク滴吐出特性が
向上し、しかも信頼性を向上することができる。
According to the ink jet head of the second aspect, in the ink jet head of the first aspect, the liquid chamber member and the support member are configured to join at least portions corresponding to the periphery of the plurality of actuator elements over substantially the entire circumference. Accordingly, the rigidity of the pressurized liquid chamber is not impaired, the residual stress due to bonding is reduced, the ink droplet ejection characteristics are improved, and the reliability can be improved.

【0056】請求項3のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項1又は2のインクジェットヘッドにおい
て、液室部材及び/又は支持部材の接合面に部分的に接
着剤を塗布して両者を部分的に接合する構成としたの
で、低コストで接合強度が高く信頼性の高いインクジェ
ットヘッドを得ることができる。
According to the ink jet head of the third aspect, in the ink jet head of the first or second aspect, an adhesive is partially applied to the joining surface of the liquid chamber member and / or the support member to partially apply the adhesive. Since the joining is performed, an ink jet head having high joining strength and high reliability can be obtained at low cost.

【0057】請求項4のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項1乃至3のいずれかのインクジェットヘ
ッドにおいて、支持部材の接合面側に肉抜き部を形成し
て液室部材と部分的に接合する構成としたので、接着剤
塗布工程が簡略化し、ヘッド全体の重量、コストの低減
を図ることができる。
According to the ink jet head of the fourth aspect, in the ink jet head of any one of the first to third aspects, a lightening portion is formed on the joining surface side of the support member and partially joined to the liquid chamber member. With the configuration, the adhesive application step is simplified, and the weight and cost of the entire head can be reduced.

【0058】請求項5のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項1乃至4のいずれかのインクジェットヘ
ッドにおいて、液室部材の接合面側に肉抜き部を形成し
て支持部材と部分的に接合する構成としたので、接着剤
塗布工程が簡略化し、ヘッド全体の重量、コストの低減
を図ることができる。
According to the ink jet head of the fifth aspect, in the ink jet head of any one of the first to fourth aspects, a lightening portion is formed on the joint surface side of the liquid chamber member and is partially joined to the support member. With the configuration, the adhesive application step is simplified, and the weight and cost of the entire head can be reduced.

【0059】請求項6のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項1乃至5のいずれかのインクジェットヘ
ッドにおいて、液室部材の接合面側に環状の肉抜き部を
形成して部分的に接合する構成としたので、共通液室部
のインク漏れなどを防止することができると共に共通液
室部の剛性を確保することができ、ヘッドの信頼性が向
上する。
According to the ink jet head of the sixth aspect, in the ink jet head according to any one of the first to fifth aspects, an annular lightened portion is formed on the joint surface side of the liquid chamber member to be partially joined. Therefore, it is possible to prevent ink leakage in the common liquid chamber, to secure rigidity of the common liquid chamber, and to improve the reliability of the head.

【0060】請求項7のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項1乃至6のいずれかのインクジェットヘ
ッドにおいて、液室部材及び支持部材の少なくともいず
れかの接合面にエアー抜きを溝部を設ける構成としたの
で、加熱硬化型の接着剤を使用することで工程に短縮
化、低コスト化を図ることができる。
According to the ink jet head of the seventh aspect, in the ink jet head of any one of the first to sixth aspects, the air vent is provided with a groove on at least one of the joining surfaces of the liquid chamber member and the supporting member. Therefore, by using a heat-curable adhesive, the process can be shortened and the cost can be reduced.

【0061】請求項8のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項1乃至7のいずれかのインクジェットヘ
ッドにおいて、液室部材と支持部材とを接合する接合剤
層にはギャップ調整剤を含有している構成としたので、
接着剤のはみ出し量の管理が容易になり、不要な箇所へ
の接着剤の回り込みなどを抑えることができ、インク滴
吐出特性の安定化を図れる。
According to the ink jet head of claim 8, in the ink jet head of any one of claims 1 to 7, the bonding agent layer for bonding the liquid chamber member and the support member contains a gap adjusting agent. Because it was configured
It is easy to control the amount of the adhesive protruding, it is possible to suppress the adhesive from sneaking into unnecessary parts, and to stabilize the ink droplet ejection characteristics.

【0062】請求項9のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項1乃至8のいずれかのインクジェットヘ
ッドにおいて、このインクジェットヘッドは複数の加圧
液室及びノズル、加圧液室へインクを供給するための共
通液室を有する液室ユニットと、複数の電気機械変換素
子及び基板、フレーム部材を有するアクチュエータユニ
ットとを備え、液室ユニットの振動板とアクチュエータ
ユニットのフレーム部材とを接合する構成としたので、
ヘッド品質を向上することができると共に、歩留りの向
上、製造コストの低減を図ることができる。
According to a ninth aspect of the present invention, in the inkjet head of any one of the first to eighth aspects, the inkjet head supplies ink to a plurality of pressurized liquid chambers, nozzles, and pressurized liquid chambers. A liquid chamber unit having a common liquid chamber, and an actuator unit having a plurality of electromechanical transducers, a substrate, and a frame member, and the diaphragm of the liquid chamber unit and the frame member of the actuator unit are joined. ,
The head quality can be improved, the yield can be improved, and the manufacturing cost can be reduced.

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

【図1】本発明を適用したインクジェットヘッドの一例
を示すチャンネル方向と直交する方向の要部拡大断面図
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of an essential part in a direction orthogonal to a channel direction, showing an example of an inkjet head to which the present invention is applied.

【図2】同ヘッドのチャンネル方向の要部拡大断面図FIG. 2 is an enlarged sectional view of a main part of the head in a channel direction.

【図3】同ヘッドの分解斜視図FIG. 3 is an exploded perspective view of the head.

【図4】従前のフレーム部材の接合面への接着剤塗布パ
ターンを説明する平面図
FIG. 4 is a plan view illustrating an adhesive application pattern on a bonding surface of a conventional frame member.

【図5】本発明の第1実施例を示すフレーム部材の接合
面への接着剤塗布パターンを説明する平面図
FIG. 5 is a plan view illustrating an adhesive application pattern on a joint surface of a frame member according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2実施例を示すフレーム部材の接合
面への接着剤塗布パターンを説明する平面図
FIG. 6 is a plan view illustrating an adhesive application pattern on a joint surface of a frame member according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3実施例を示すフレーム部材の接合
面への接着剤塗布パターンを説明する平面図
FIG. 7 is a plan view illustrating an adhesive application pattern on a joint surface of a frame member according to a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第4実施例を示すフレーム部材の接合
面への接着剤塗布パターンを説明する平面図
FIG. 8 is a plan view illustrating an adhesive application pattern on a joint surface of a frame member according to a fourth embodiment of the present invention.

【図9】図8のA−A線に沿う模式的断面図FIG. 9 is a schematic cross-sectional view taken along line AA of FIG.

【図10】本発明の第5実施例を示す振動板の接合面形
状を説明する平面図
FIG. 10 is a plan view illustrating a joint surface shape of a diaphragm according to a fifth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第6実施例を示す振動板の接合面形
状を説明する平面図
FIG. 11 is a plan view illustrating a shape of a joint surface of a diaphragm according to a sixth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第7実施例を示す振動板の接合面形
状を説明する平面図
FIG. 12 is a plan view for explaining a joint surface shape of a diaphragm according to a seventh embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…アクチュエータユニット、2…液室ユニット、11
…基板、12…圧電素子、13…フレーム部材、13a
…接合面、14,15…穴部、28…振動板、28a…
接合面、32…ノズルプレート、33…加圧液室、34
…共通液室、36…接着剤、51〜53…溝部、55〜
57、58…薄層部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Actuator unit, 2 ... Liquid chamber unit, 11
... Substrate, 12 ... Piezoelectric element, 13 ... Frame member, 13a
... joining surfaces, 14, 15 ... holes, 28 ... diaphragms, 28a ...
Joining surface, 32: nozzle plate, 33: pressurized liquid chamber, 34
... Common liquid chamber, 36 ... Adhesive, 51-53 ... Groove, 55-55
57, 58: Thin layer portion.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 光美 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 牧田 秀行 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 村井 妙子 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 角田 慎一 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Mitsumi Fujii 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd. (72) Hideyuki Makita 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Taeko Murai 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd. (72) Shinichi Tsunoda 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Ricoh Co., Ltd.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数のアクチュエータ素子で加圧される
各加圧液室と、各加圧液室に連通するノズルとを備えた
インクジェットヘッドにおいて、前記加圧液室を形成す
る液室部材とこの液室部材を支持する支持部材とを部分
的に接合したことを特徴とするインクジェットヘッド。
1. An ink jet head comprising: a pressurized liquid chamber pressurized by a plurality of actuator elements; and a nozzle communicating with each pressurized liquid chamber, a liquid chamber member forming the pressurized liquid chamber. An ink jet head, wherein a support member for supporting the liquid chamber member is partially joined.
【請求項2】 請求項1に記載のインクジェットヘッド
において、前記液室部材と支持部材とは少なくとも前記
複数のアクチュエータ素子の周囲に対応する部分をほぼ
全周にわたって接合したことを特徴とするインクジェッ
トヘッド。
2. The ink jet head according to claim 1, wherein the liquid chamber member and the support member are joined at least at portions corresponding to the periphery of the plurality of actuator elements over substantially the entire circumference. .
【請求項3】 請求項1又は2に記載のインクジェット
ヘッドにおいて、前記液室部材及び/又は支持部材の接
合面に部分的に接着剤を塗布して両者を部分的に接合し
たことを特徴とするインクジェットヘッド。
3. The ink jet head according to claim 1, wherein an adhesive is partially applied to a joint surface of the liquid chamber member and / or the support member, and both are partially joined. Inkjet head.
【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記支持部材の接合面側に
肉抜き部を形成して前記液室部材と部分的に接合したこ
とを特徴とするインクジェットヘッド。
4. The ink jet head according to claim 1, wherein a lightening portion is formed on a joint surface side of the support member and is partially joined to the liquid chamber member. Ink jet head.
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記液室部材の接合面側に
肉抜き部を形成して前記支持部材と部分的に接合したこ
とを特徴とするインクジェットヘッド。
5. The ink jet head according to claim 1, wherein a lightening portion is formed on a joint surface side of the liquid chamber member and partially joined to the support member. Ink jet head.
【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記液室部材の接合面に環
状の肉抜き部を形成して前記支持部材と部分的に接合し
たことを特徴とするインクジェットヘッド。
6. The ink jet head according to claim 1, wherein an annular lightening portion is formed on a joint surface of the liquid chamber member and partially joined to the support member. Inkjet head.
【請求項7】 請求項1乃至6のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記液室部材及び支持部材
の少なくともいずれかの接合面側にエアー抜きの溝部を
設けたことを特徴とするインクジェットヘッド。
7. The ink jet head according to claim 1, wherein an air vent groove is provided on at least one of the joining surfaces of the liquid chamber member and the support member. .
【請求項8】 請求項1乃至7のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記液室部材と支持部材と
を接合している接合剤層にはギャップ調整剤を含有して
いることを特徴とするインクジェットヘッド。
8. The ink jet head according to claim 1, wherein a gap adjusting agent is contained in a bonding agent layer that joins the liquid chamber member and the supporting member. Inkjet head.
【請求項9】 請求項1乃至8のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、このインクジェットヘッド
は複数の加圧液室及びノズル、加圧液室へインクを供給
するための共通液室を有する液室ユニットと、複数の電
気機械変換素子及び基板、フレーム部材を有するアクチ
ュエータユニットとを備え、前記液室ユニットの振動板
とアクチュエータユニットのフレーム部材とを接合する
ことを特徴とするインクジェットヘッド。
9. The ink jet head according to claim 1, wherein the ink jet head has a plurality of pressurized liquid chambers, nozzles, and a common liquid chamber for supplying ink to the pressurized liquid chamber. An ink jet head comprising: a chamber unit; an actuator unit having a plurality of electromechanical transducers, a substrate, and a frame member, wherein the diaphragm of the liquid chamber unit and the frame member of the actuator unit are joined.
JP27448296A 1996-10-17 1996-10-17 Ink jet head Pending JPH10119263A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27448296A JPH10119263A (en) 1996-10-17 1996-10-17 Ink jet head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27448296A JPH10119263A (en) 1996-10-17 1996-10-17 Ink jet head

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10119263A true JPH10119263A (en) 1998-05-12

Family

ID=17542313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27448296A Pending JPH10119263A (en) 1996-10-17 1996-10-17 Ink jet head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10119263A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1366904A2 (en) 2002-05-28 2003-12-03 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Thin plate stacked structure and ink-jet recording head provided with the same
US6783223B2 (en) 2002-03-08 2004-08-31 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Water base ink for ink-jet recording and ink-jet recording apparatus provided with the same
JP2013173261A (en) * 2012-02-24 2013-09-05 Canon Inc Inkjet head and method of manufacturing the same
US10124585B2 (en) 2015-10-07 2018-11-13 Ricoh Company, Ltd. Liquid discharge head, liquid discharge device, and liquid discharge apparatus

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6783223B2 (en) 2002-03-08 2004-08-31 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Water base ink for ink-jet recording and ink-jet recording apparatus provided with the same
EP1366904A2 (en) 2002-05-28 2003-12-03 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Thin plate stacked structure and ink-jet recording head provided with the same
US6955420B2 (en) 2002-05-28 2005-10-18 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Thin plate stacked structure and ink-jet recording head provided with the same
US7311272B2 (en) 2002-05-28 2007-12-25 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Thin plate stacked structure and ink-jet recording head provided with the same
EP2311639A1 (en) 2002-05-28 2011-04-20 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Thin plate stacked structure and ink-jet recording head provided with the same
US8523333B2 (en) 2002-05-28 2013-09-03 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Thin plate stacked structure and ink-jet recording head provided with the same
JP2013173261A (en) * 2012-02-24 2013-09-05 Canon Inc Inkjet head and method of manufacturing the same
US10124585B2 (en) 2015-10-07 2018-11-13 Ricoh Company, Ltd. Liquid discharge head, liquid discharge device, and liquid discharge apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5818482A (en) Ink jet printing head
KR20020086463A (en) Ink-jet head and printer
JP2007144706A (en) Liquid droplet discharge device and imaging device
JPH09277531A (en) Ink-jet head
JP3330757B2 (en) Ink jet head and method of manufacturing the same
JPH10119263A (en) Ink jet head
JP2001071490A (en) Ink-jet recording device
JP2003019805A (en) Ink jet head and its manufacturing method
US7824518B2 (en) Inkjet heads and methods of manufacturing inkjet heads
JPH06188472A (en) Micro-actuator and ink jet head based on its application
JPH09300609A (en) Ink-jet head
JPH08164607A (en) Ink jet head
JP3539653B2 (en) Inkjet head
JP3595129B2 (en) Inkjet head
JPH10138474A (en) Ink jet head
JPH1110892A (en) Nozzle forming member and manufacture thereof
JP2000334950A (en) Ink jet head and its manufacture
US7163279B2 (en) Inkjet head having relay member interposed between piezoelectric element and diaphragm
JPH1158736A (en) Ink jet head and manufacture thereof
JP3545147B2 (en) Method of manufacturing nozzle forming member and ink jet head
JPH10337875A (en) Nozzle forming member, manufacture thereof and ink jet head
JPH07178906A (en) Ink jet head
JPH1158747A (en) Nozzle forming member, production method thereof, and ink-jet head
JPH1110873A (en) Ink jet head and manufacture thereof
JPH11115187A (en) Ink-jet head and its manufacture