JP2003276190A - Ink jet recording head - Google Patents

Ink jet recording head

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JP2003276190A
JP2003276190A JP2002079062A JP2002079062A JP2003276190A JP 2003276190 A JP2003276190 A JP 2003276190A JP 2002079062 A JP2002079062 A JP 2002079062A JP 2002079062 A JP2002079062 A JP 2002079062A JP 2003276190 A JP2003276190 A JP 2003276190A
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JP
Japan
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adhesive layer
piezoelectric actuator
flow path
ink
gpa
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2002079062A
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Japanese (ja)
Inventor
Ayumi Matsumoto
歩 松元
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet recording head in which a piezoelectric actuator 4 can be deformed depending on the applying voltage by preventing the deformation from being impeded or absorbed and ink drop ejection characteristics (ejection speed, ejection quantity) can be enhanced. <P>SOLUTION: In an ink jet recording head 20 formed by bonding the top surface of the barrier wall of a channel member 6 and the piezoelectric actuator 4 through an adhesive layer 7, a projecting part 7a of the adhesive layer 7 is formed at the corner part of the piezoelectric actuator 4 and each barrier wall 5 wherein the width V of the projecting part 7a is set between 0 and one third of the width W of a channel 10, and the Young's modulus of the adhesive layer 7 is set in the range of 0.1-5.0 GPa. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、微細なインク吐出
孔からインク滴を吐出して文字や画像を印刷する各種プ
リンターや記録計、ファクシミリ、あるいは捺染分野や
窯業分野で文様形成等に用いられる印刷機等の記録装置
に搭載されるインクジェット記録ヘッドに関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used for various printers and recorders for printing characters and images by ejecting ink droplets from fine ink ejection holes, facsimiles, or for forming patterns in the textile printing or ceramics fields. The present invention relates to an inkjet recording head mounted on a recording device such as a printing machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、マルチメディアの浸透に伴い、イ
ンパクト方式の記録装置に代わって、インクジェット方
式や熱転写方式を利用したノンインパクト方式の記録装
置が開発され、その利用範囲が各種産業分野および一般
家庭分野において広がりつつある。
2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of multimedia, a non-impact type recording apparatus using an ink jet method or a thermal transfer method has been developed in place of the impact type recording apparatus, and its application range is in various industrial fields and general fields. It is spreading in the household field.

【0003】かかるノンインパクト方式の記録装置のな
かでも、インクジェット方式を利用した記録装置は、多
階調化やカラー化が容易で、ランニングコストが低いこ
とから将来性が注目されている。
Among such non-impact recording apparatuses, the recording apparatuses using the ink jet method are attracting attention in the future because they are easy to produce multiple gradations and colors and have low running costs.

【0004】図4にインクジェット方式を利用した記録
装置に用いられる従来のインクジェット記録ヘッド40
の一例を示す。
FIG. 4 shows a conventional ink jet recording head 40 used in a recording apparatus using an ink jet system.
An example is shown.

【0005】このインクジェット記録ヘッド40は、複
数の隔壁25を並設し、各隔壁25間をインクの流路3
0とした流路部材26と、圧電セラミック板23の一方
の主面の略全面に共通電極21を、他方の主面に複数の
個別電極22を形成した圧電アクチュエータ24とから
なり、流路部材26の各隔壁頂面と圧電アクチュエータ
24とを接着剤層27を介して接合することにより流路
部材26の流路30を塞ぎ、インク室を構成するように
なっていた。なお、29は流路部材26の各流路30の
底面に形成されたインク吐出孔である。
In this ink jet recording head 40, a plurality of partition walls 25 are provided side by side, and the ink flow path 3 is provided between the partition walls 25.
The flow path member 26 has a common electrode 21 formed on substantially the entire one main surface of the piezoelectric ceramic plate 23 and a plurality of individual electrodes 22 formed on the other main surface. By joining the top surface of each partition wall of the piezoelectric element 26 and the piezoelectric actuator 24 with the adhesive layer 27, the flow path 30 of the flow path member 26 is closed to form an ink chamber. Reference numeral 29 is an ink ejection hole formed on the bottom surface of each flow path 30 of the flow path member 26.

【0006】そして、各流路30上に配置された圧電ア
クチュエータ24の個別電極22と共通電極21との間
に電圧を印加して圧電アクチュエータ24を湾曲させる
ことにより流路30内のインクを加圧し、インク吐出孔
29よりインク滴を吐出するようになっていた(特開平
10−151739号公報参照)。
Then, a voltage is applied between the individual electrode 22 and the common electrode 21 of the piezoelectric actuator 24 arranged on each flow path 30 to bend the piezoelectric actuator 24, thereby adding ink in the flow path 30. It was designed to eject ink droplets from the ink ejection holes 29 (see Japanese Patent Laid-Open No. 10-151739).

【0007】また、図4に示すインクジェット記録ヘッ
ド40のように、流路部材26上に圧電アクチュエータ
24を接合して流路30内のインクを加圧するようにし
た構造において、圧電アクチュエータ24の変形に対し
て応答性良くインク滴をインク吐出孔29より吐出させ
るためには、圧電アクチュエータ24の変形を拘束しな
い程度に隔壁25と強固に接合されている必要があり、
それ故、従来、圧電アクチュエータ24と流路部材26
とを接合する接着剤層27にヤング率が7GPa程度を
有するエポキシ樹脂系の熱硬化性接着剤が使用されてい
た。
Further, as in the ink jet recording head 40 shown in FIG. 4, in a structure in which the piezoelectric actuator 24 is bonded on the flow path member 26 to press the ink in the flow path 30, the deformation of the piezoelectric actuator 24. In order to eject the ink droplets from the ink ejection holes 29 with good responsiveness, it is necessary that the piezoelectric actuator 24 is firmly joined to the partition wall 25 so as not to restrain the deformation of the piezoelectric actuator 24.
Therefore, conventionally, the piezoelectric actuator 24 and the flow path member 26
An epoxy resin-based thermosetting adhesive having a Young's modulus of about 7 GPa was used for the adhesive layer 27 that joins and.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図4に示す
インクジェット記録ヘッド40において、流路部材26
と圧電アクチュエータ24とを接着剤層27を介して接
合する場合、隔壁頂面全体を接着剤層27を介して圧電
アクチュエータ24と強固に接合するため、接着剤を多
めに塗布することが行われており、圧電アクチュエータ
24と隔壁25とで形成されるコーナー部には接着剤層
27のはみ出し部27aが形成されるようになってい
た。
By the way, in the ink jet recording head 40 shown in FIG.
When the piezoelectric actuator 24 and the piezoelectric actuator 24 are bonded via the adhesive layer 27, since the entire top surface of the partition wall is firmly bonded to the piezoelectric actuator 24 via the adhesive layer 27, a large amount of adhesive is applied. Therefore, the protruding portion 27a of the adhesive layer 27 is formed at the corner portion formed by the piezoelectric actuator 24 and the partition wall 25.

【0009】しかしながら、接着剤層27が高ヤング率
の熱硬化性接着剤からなる場合、接着剤層27のはみ出
し部27aも高ヤング率の熱硬化性接着剤からなるた
め、流路30上の圧電アクチュエータ24を変形させる
際、その変形が剛性の高い接着剤層27のはみ出し部2
7aによって拘束されるため、圧電アクチュエータ24
に印加する電圧値に対して所望の変形をさせることがで
きず、その結果、流路30内のインク加圧力が低下する
ため、電圧値に見合ったインク滴を吐出させることがで
きないといった課題があった。
However, when the adhesive layer 27 is made of a thermosetting adhesive having a high Young's modulus, the protruding portion 27a of the adhesive layer 27 is also made of a thermosetting adhesive having a high Young's modulus, and therefore, on the flow path 30. When the piezoelectric actuator 24 is deformed, the deformation causes the protrusion 2 of the adhesive layer 27 having high rigidity.
7a, the piezoelectric actuator 24
There is a problem in that it is not possible to make a desired deformation with respect to the voltage value applied to the ink, and as a result, the ink pressure in the flow path 30 decreases, and it is not possible to eject ink droplets that match the voltage value. there were.

【0010】また、所望のインク滴を吐出させるために
圧電アクチュエータ24に印加する電圧値を高くする
と、圧電アクチュエータ24を形成する圧電セラミック
板23に発生する応力が高くなり、酷い場合には圧電ア
クチュエータ24が破壊するといった恐れもあった。し
かも、印加電圧を高くすることによって消費電力の増大
を招くとともに、圧電アクチュエータ24の発熱も大き
くなり、この発熱の増大によってインクの粘度が増加
し、インク吐出孔29の目詰まりが発生したり、酷い時
にはインク滴の吐出ができなくなるといった恐れもあっ
た。
Further, when the voltage value applied to the piezoelectric actuator 24 in order to eject a desired ink droplet is increased, the stress generated in the piezoelectric ceramic plate 23 forming the piezoelectric actuator 24 is increased, and in a severe case, the piezoelectric actuator. There was a fear that 24 would be destroyed. Moreover, increasing the applied voltage leads to an increase in power consumption, and the piezoelectric actuator 24 also generates a large amount of heat, which increases the viscosity of the ink and causes clogging of the ink ejection holes 29. There was also a fear that it would not be possible to eject ink droplets in severe times.

【0011】さらに、接着剤層27のはみ出し部27a
の幅が大きくなると、流路30内の体積が小さくなり、
流路抵抗が大きくなるためにインク滴の吐出特性(吐出
速度や吐出量)が不均一になるとともに、圧電アクチュ
エータ24の変形がさらに阻害されるため、インク滴の
吐出特性(吐出速度や吐出量)が大幅に低下するといっ
た課題もあった。
Further, the protruding portion 27a of the adhesive layer 27
As the width of the channel increases, the volume in the flow channel 30 decreases,
Since the flow path resistance increases, the ejection characteristics (ejection speed and ejection amount) of the ink droplet become non-uniform, and the deformation of the piezoelectric actuator 24 is further hindered. ), There was also a problem that it significantly decreased.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記課
題に鑑み、複数の隔壁を並設し、各隔壁間をインクの流
路とした流路部材と、上記各流路を塞ぐように流路部材
の隔壁頂面と接着剤層を介して接合される圧電アクチュ
エータと、上記各流路と連通するインク吐出孔を有する
インクジェット記録ヘッドにおいて、上記圧電アクチュ
エータと各隔壁とのコーナー部に上記接着剤層のはみ出
し部を形成するとともに、このはみ出し部の幅を0以
上、流路の幅の1/3以下とし、かつ上記接着剤層のヤ
ング率を0.1GPa〜5.0GPaとしたことを特徴
とする。
In view of the above problems, the present invention has a plurality of partition walls arranged in parallel, and a flow path member having a flow path for ink between the partition walls and the above flow paths are closed. In an ink jet recording head having a piezoelectric actuator joined to a partition wall top surface of a flow path member via an adhesive layer, and an ink discharge hole communicating with each of the flow paths, the piezoelectric actuator and each partition wall are provided with the above The protruding portion of the adhesive layer is formed, the width of the protruding portion is 0 or more and 1/3 or less of the width of the flow path, and the Young's modulus of the adhesive layer is 0.1 GPa to 5.0 GPa. Is characterized by.

【0013】なお、好ましくは接着剤層のヤング率を
0.1GPa〜3.0GPaすることが良い。
The Young's modulus of the adhesive layer is preferably 0.1 GPa to 3.0 GPa.

【0014】さらに、好ましくは上記接着剤層と隔壁頂
面との間に、上記接着剤層と同等以上のヤング率を有す
る第二の接着剤層を設けたものを用いることが良い。
Further, it is preferable to use a material in which a second adhesive layer having a Young's modulus equal to or higher than that of the adhesive layer is provided between the adhesive layer and the partition top surface.

【0015】なお、本発明において、接着剤層のヤング
率とは、硬化後のヤング率のことを言う。
In the present invention, the Young's modulus of the adhesive layer means the Young's modulus after curing.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明のインクジェット記
録ヘッドについて図面に基づき詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an ink jet recording head of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0017】図1は本発明のインクジェット記録ヘッド
の一例を示す一部を破断した斜視図、図2(a)(b)
は本発明のインクジェット記録ヘッドの駆動原理を説明
するための部分断面図である。
FIG. 1 is a partially broken perspective view showing an example of the ink jet recording head of the present invention, and FIGS. 2 (a) and 2 (b).
FIG. 3 is a partial cross-sectional view for explaining the driving principle of the inkjet recording head of the present invention.

【0018】このインクジェット記録ヘッド20は、複
数の隔壁5を並設し、各隔壁5間をインクの流路10と
した流路部材6と、圧電セラミック板3の一方の主面の
略全面に共通電極1を、他方の主面に複数の個別電極2
を形成した圧電アクチュエータ4とからなり、流路部材
6の各隔壁頂面と圧電アクチュエータ4とを接着剤層7
を介して接合することにより流路部材6の流路10を塞
ぎ、インク室を構成するようになっている。なお、9は
流路部材6の各流路10の底面に形成したインク吐出孔
であり、また、圧電アクチュエータ4を形成する圧電セ
ラミック板3には矢印の方向に分極処理を施してある。
In this ink jet recording head 20, a plurality of partition walls 5 are provided side by side, and a flow path member 6 having a flow path 10 for ink between the partition walls 5 and substantially the entire one main surface of the piezoelectric ceramic plate 3. A common electrode 1 and a plurality of individual electrodes 2 on the other main surface
And the piezoelectric actuator 4 having the above-mentioned structure.
The ink chamber is configured by closing the flow channel 10 of the flow channel member 6 by joining the ink chambers. Reference numeral 9 is an ink ejection hole formed on the bottom surface of each flow path 10 of the flow path member 6, and the piezoelectric ceramic plate 3 forming the piezoelectric actuator 4 is polarized in the direction of the arrow.

【0019】また、圧電アクチュエータ4と隔壁5とで
形成されるコーナー部には、両者を接合する接着剤層7
のはみ出し部7aを有し、このはみ出し部7aの幅Vは
0以上、流路10の幅Wの1/3以下とするとともに、
接着剤層7のヤング率を0.1GPa〜5.0GPaと
してある。
At the corner portion formed by the piezoelectric actuator 4 and the partition wall 5, an adhesive layer 7 for joining the two is formed.
Has a protruding portion 7a, and the width V of the protruding portion 7a is 0 or more and 1/3 or less of the width W of the flow path 10, and
The Young's modulus of the adhesive layer 7 is 0.1 GPa to 5.0 GPa.

【0020】そして、このインクジェット記録ヘッド2
0よりインク滴を吐出し、記録を行うには、流路10上
に配置された圧電アクチュエータ4の個別電極2と共通
電極1との間に電圧を印加して図2(a)に示すように
個別電極2側が凸となるように圧電アクチュエータ4を
湾曲させて流路10内を減圧することにより流路10内
にインクを充填する。次に、圧電アクチュエータ4への
通電を止めると、図2(b)に示すように湾曲していた
圧電アクチュエータ4が弾性作用によって元の状態に戻
ろうとするのであるが、この時の復元力によって流路1
0のインクを加圧し、インク吐出孔9よりインク滴とし
て吐出することができるようになっており、図2(a)
(b)の動作を繰り返すことにより、インク吐出孔9よ
りインク滴を連続して吐出するようになっている。
The ink jet recording head 2
In order to eject ink droplets from 0 and perform recording, as shown in FIG. 2A, a voltage is applied between the individual electrode 2 and the common electrode 1 of the piezoelectric actuator 4 arranged on the flow path 10. In addition, the piezoelectric actuator 4 is curved so that the individual electrode 2 side is convex, and the flow path 10 is depressurized to fill the flow path 10 with ink. Next, when the piezoelectric actuator 4 is de-energized, the curved piezoelectric actuator 4 tries to return to its original state by the elastic action as shown in FIG. 2B, but due to the restoring force at this time, Channel 1
The ink of 0 can be pressurized and ejected as an ink droplet from the ink ejection hole 9, as shown in FIG.
By repeating the operation of (b), ink droplets are continuously ejected from the ink ejection holes 9.

【0021】この時、本発明のインクジェット記録ヘッ
ド20は、圧電アクチュエータ4と隔壁5とを強固に密
着させるため、圧電アクチュエータ4と隔壁5とで形成
されるコーナー部に接着剤層7のはみ出し部7aを有す
るものの、このはみ出し部7aの幅Vを0以上、流路1
0の幅Wの1/3以下とするとともに、接着剤層7のヤ
ング率を0.1GPa〜5.0GPaとしてあることか
ら、流路10内の体積を大きく低下させることがなく、
また、流路10上の圧電アクチュエータ4の変形を大き
く阻害することもないため、印加電圧に見合った変形を
させることができ、その結果、インク吐出孔9より所望
のインク吐出特性(吐出速度、吐出量)を持ったインク
滴を吐出させることができる。
At this time, in the ink jet recording head 20 of the present invention, since the piezoelectric actuator 4 and the partition wall 5 are firmly adhered to each other, the protruding portion of the adhesive layer 7 is formed in the corner portion formed by the piezoelectric actuator 4 and the partition wall 5. 7a, but the width V of the protruding portion 7a is 0 or more, the flow path 1
Since the Young's modulus of the adhesive layer 7 is set to 0.1 / 3 or less of the width W of 0 and the adhesive layer 7 is set to 0.1 GPa to 5.0 GPa, the volume in the flow path 10 is not significantly reduced,
Further, since the piezoelectric actuator 4 on the flow path 10 is not significantly hindered from being deformed, the piezoelectric actuator 4 can be deformed in accordance with the applied voltage, and as a result, desired ink ejection characteristics (ejection speed, ejection speed, It is possible to eject an ink droplet having a discharge amount).

【0022】即ち、圧電アクチュエータ4と流路部材6
の隔壁5とを強固に接着させるためには、隔壁頂面全体
に接着剤層7を介在させる必要があり、そのためには圧
電アクチュエータ4と隔壁5とで形成されるコーナー部
に、接着剤層7のはみ出し部7aができるようにすれば
良いのであるが、この接着剤層7のヤング率が5GPa
を超えると、はみ出し部7aの剛性が高くなり過ぎるた
めに流路10上に位置する圧電アクチュエータ4の変形
が阻害される結果、流路10内のインク加圧力が低下
し、印加電圧に見合ったインク吐出特性が得られなくな
るからであり、逆に、接着剤層7のヤング率が0.1G
Pa未満となると、接着剤層7そのものの剛性が小さく
なり過ぎるために、圧電アクチュエータ4の変形が接着
剤層7に吸収されるため、流路10内のインク加圧力が
低下し、印加電圧に見合ったインク吐出特性が得られな
くなるからである。なお、好ましくは接着剤層7のヤン
グ率を0.1GPa〜3.0GPaとすることが良い。
That is, the piezoelectric actuator 4 and the flow path member 6
In order to firmly adhere the partition wall 5 of the partition wall 5, the adhesive layer 7 needs to be interposed on the entire top surface of the partition wall. For that purpose, the adhesive layer is formed on the corner portion formed by the piezoelectric actuator 4 and the partition wall 5. The protruding portion 7a of 7 should be formed, and the Young's modulus of this adhesive layer 7 is 5 GPa.
When the value exceeds, the rigidity of the protruding portion 7a becomes too high, and the deformation of the piezoelectric actuator 4 located on the flow path 10 is hindered. As a result, the ink pressure in the flow path 10 decreases and the applied voltage is commensurate with the applied voltage. This is because the ink ejection characteristics cannot be obtained, and conversely, the Young's modulus of the adhesive layer 7 is 0.1 G.
If it is less than Pa, the rigidity of the adhesive layer 7 itself becomes too small, and the deformation of the piezoelectric actuator 4 is absorbed by the adhesive layer 7, so that the pressure of the ink in the flow path 10 is reduced and the applied voltage is reduced. This is because a suitable ink ejection characteristic cannot be obtained. The Young's modulus of the adhesive layer 7 is preferably 0.1 GPa to 3.0 GPa.

【0023】また、接着剤層のはみ出し部7aの幅Vを
0以上、流路10の幅Wの1/3以下としたのは、接着
剤層7のはみ出し部7aの幅Vが流路10の幅Wの1/
3を超えると、流路10内における接着剤層7のはみ出
し部7aが占める割合が大きくなり過ぎ、流路10内の
体積が低下するとともに、はみ出し部7aのヤング率が
0.1GPa〜5.0GPaの範囲にあったとしても流
路10上に位置する圧電アクチュエータ4の変形が阻害
され、その結果、流路10内のインク加圧力が低下し、
印加電圧に見合ったインク吐出特性が得られなくなるか
らであり、逆に接着剤層7のはみ出し部7aの幅Vが0
より小さくなる(はみ出し部7aがなく、接着剤層7の
側面が隔壁5の側面と同じ面又は内側にある場合)と、
接着剤層7が占める面積が小さくなくために、隣接する
流路10上の圧電アクチュエータ4の変形にも影響を与
え、各流路10より吐出されるインク滴の吐出特性にバ
ラツキを発生させるとともに、隔壁5と圧電アクチュエ
ータ4との接合強度が低下し、圧電アクチュエータ4の
変形によって作用する応力によって接着剤層7の剥離を
生じる恐れがあるからで、好ましくは接着剤層7のはみ
出し部7aの幅Vを0以上、流路10の幅Wの1/5以
下とすることが良い。
The width V of the protruding portion 7a of the adhesive layer is set to 0 or more and 1/3 or less of the width W of the flow channel 10 because the width V of the protruding portion 7a of the adhesive layer 7 is set to the flow channel 10. Width of 1 /
When it exceeds 3, the ratio of the protruding portion 7a of the adhesive layer 7 in the flow channel 10 becomes too large, the volume in the flow channel 10 decreases, and the Young's modulus of the protruding portion 7a is 0.1 GPa to 5. Even if it is in the range of 0 GPa, the deformation of the piezoelectric actuator 4 located on the flow channel 10 is hindered, and as a result, the ink pressure in the flow channel 10 decreases,
This is because the ink ejection characteristics matching the applied voltage cannot be obtained, and conversely, the width V of the protruding portion 7a of the adhesive layer 7 is 0.
When it becomes smaller (when there is no protruding portion 7a and the side surface of the adhesive layer 7 is on the same surface as or inside the side surface of the partition wall 5),
Since the area occupied by the adhesive layer 7 is not small, it also affects the deformation of the piezoelectric actuators 4 on the adjacent flow channels 10, causing variations in the ejection characteristics of the ink droplets ejected from the respective flow channels 10. This is because the bonding strength between the partition wall 5 and the piezoelectric actuator 4 is lowered, and the adhesive layer 7 may be peeled off due to the stress acting due to the deformation of the piezoelectric actuator 4. Therefore, it is preferable that the protruding portion 7a of the adhesive layer 7 be The width V is preferably 0 or more and 1/5 or less of the width W of the flow channel 10.

【0024】なお、本発明において、圧電アクチュエー
タ4と隔壁5とで形成されるコーナー部に接着剤層7の
はみ出し部7aがあるとは、図1に示すインクジェット
記録ヘッド20の場合、隔壁5の長手方向において、圧
電アクチュエータ4とのコーナー部全域に接着剤層7の
はみ出し部7aがある場合は勿論のこと、部分的に接着
剤層7のはみ出し部7aがある場合も含むものである。
In the present invention, the protrusion 7a of the adhesive layer 7 at the corner formed by the piezoelectric actuator 4 and the partition wall 5 means that in the case of the ink jet recording head 20 shown in FIG. In the longitudinal direction, not only the case where the adhesive layer 7 has the protruding portion 7a over the entire corner portion with the piezoelectric actuator 4 but also the case where the adhesive layer 7 has the protruding portion 7a partially is included.

【0025】また、接着剤層7のはみ出し部7aの幅V
が0以上、流路10の幅Wの1/3以下にあるとは、接
着剤層7のはみ出し量を調整することは難しく、隔壁5
の長手方向においてばらつきがあるため、隔壁5の長手
方向全域において、はみ出したはみ出し部7aの幅Vが
0以上、流路10の幅Wの1/3以下の範囲にあること
を言う。
Further, the width V of the protruding portion 7a of the adhesive layer 7
Is greater than or equal to 0 and less than or equal to 1/3 of the width W of the flow path 10, it is difficult to adjust the amount of protrusion of the adhesive layer 7, and the partition wall 5
Since there is variation in the longitudinal direction of the partition wall 5, it means that the width V of the protruding portion 7a that protrudes is in the range of 0 or more and 1/3 or less of the width W of the flow path 10 in the entire region of the partition wall 5 in the longitudinal direction.

【0026】さらに、圧電アクチュエータ4と隔壁5と
で形成されるコーナー部に接着剤層7のはみ出し部7a
を設けることにより、接着面積が増し、接着強度を向上
させることができるため、圧電アクチュエータ4の変形
に伴う接着剤層7の剥離を防止することができ、インク
ジェット記録ヘッド20の信頼性を高めることができる
とともに、接着剤層7のはみ出し部7aの側面は、硬化
時の表面張力によって曲面状に形成されるため、インク
吐出特性に悪影響を与える気泡が流路10内に混入した
としても流路10内に気泡が溜まり難い構造とすること
ができる。
Further, a protruding portion 7a of the adhesive layer 7 is formed at a corner portion formed by the piezoelectric actuator 4 and the partition wall 5.
By providing the adhesive layer, the adhesive area can be increased and the adhesive strength can be improved. Therefore, peeling of the adhesive layer 7 due to the deformation of the piezoelectric actuator 4 can be prevented, and the reliability of the inkjet recording head 20 can be improved. In addition, since the side surface of the protruding portion 7a of the adhesive layer 7 is formed into a curved surface due to the surface tension at the time of curing, even if bubbles that adversely affect the ink ejection characteristics are mixed in the flow channel 10, It is possible to form a structure in which bubbles are unlikely to accumulate in the inside 10.

【0027】なお、接着剤層7の硬化後のヤング率につ
いては、接着剤層7に薄膜用硬度測定圧子を押しつける
ことによって測定した。
The Young's modulus after curing of the adhesive layer 7 was measured by pressing a thin film hardness measuring indenter against the adhesive layer 7.

【0028】また、硬化後のヤング率が0.1GPa〜
5.0GPaの範囲にある接着剤層7を形成する接着剤
としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹
脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂
等の熱硬化性接着剤を用いることができる。
The Young's modulus after curing is from 0.1 GPa to
As the adhesive forming the adhesive layer 7 in the range of 5.0 GPa, a thermosetting adhesive such as phenol resin, epoxy resin, melamine resin, polyurethane resin, acrylic resin or silicone resin can be used.

【0029】さらに、圧電アクチュエータ4の変形を効
率良く流路10内の体積変化に変換し、接着剤層7及び
圧電アクチュエータ4に作用する応力を低く抑えるに
は、接着剤層7の厚みTをできるだけ薄くすることが良
く、好ましくは2μm〜30μm、さらには2μm〜2
0μm、望ましくは2μm〜10μm、さらに望ましく
は2μm〜5μmとすることが良い。
Further, in order to efficiently convert the deformation of the piezoelectric actuator 4 into a volume change in the flow channel 10 and suppress the stress acting on the adhesive layer 7 and the piezoelectric actuator 4 to be low, the thickness T of the adhesive layer 7 is set. It is preferable to make it as thin as possible, preferably 2 μm to 30 μm, and further 2 μm to 2
The thickness is preferably 0 μm, preferably 2 μm to 10 μm, and more preferably 2 μm to 5 μm.

【0030】次に、図1に示す本発明のインクジェット
記録ヘッド10の製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the ink jet recording head 10 of the present invention shown in FIG. 1 will be described.

【0031】まず、流路部材6を形成するには、金属、
セラミック焼結体、単結晶体、あるいはシリコンやガラ
ス等からなる板状体を用意し、この板状体に例えば研削
加工やエッチング等にて複数の溝を並設した後、溝底面
の所定位置に、エキシマレーザー、YAGレーザー等の
レーザー加工やエッチング加工等を施して微小孔を穿孔
することにより、溝をインクの流路10、溝を仕切る壁
を隔壁5、微小孔をインク吐出孔9とする流路部材6を
製作する。
First, in order to form the flow path member 6, a metal,
Prepare a ceramic sintered body, a single crystal body, or a plate-shaped body made of silicon or glass, etc., and after arranging a plurality of grooves side by side on this plate-shaped body by, for example, grinding or etching, etc. Then, laser processing such as excimer laser or YAG laser or etching processing is performed to perforate the fine holes to form grooves for ink flow paths 10, partition walls for partition walls 5, and fine holes for ink discharge holes 9. The flow path member 6 is manufactured.

【0032】なお、板状体を形成する材質としては特に
限定するものではなく、金属を用いる場合、例えば、ス
テンレス、チタン、ニッケル、銅、アルミニウム合金等
を用いることができ、セラミック焼結体を用いる場合、
アルミナ質焼結体、酸化珪素質焼結体、窒化アルミニウ
ム質焼結体、窒化珪素質焼結体等を用いることができ
る。
The material for forming the plate-like body is not particularly limited, and when a metal is used, for example, stainless steel, titanium, nickel, copper, aluminum alloy or the like can be used, and a ceramic sintered body can be used. When used,
An alumina-based sintered body, a silicon oxide-based sintered body, an aluminum nitride-based sintered body, a silicon nitride-based sintered body, or the like can be used.

【0033】次に、圧電アクチュエータ4を形成するに
は、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)、マグネシウムニ
オブ酸鉛(PMN)、ニッケルニオブ酸鉛(PNN)等
の圧電セラミック板3を用意し、この圧電セラミック板
3の一方の主面の略全面に、Au、Pt、Pd、Ag、
Cr、Ni等の金属やこれらの合金からなる共通電極1
を形成するとともに、圧電セラミック板3の他方の主面
に、Au、Pt、Pd、Ag、Cr、Ni等の金属やこ
れらの合金からなる個別電極2を所定の間隔を隔てて形
成した後、各個別電極2と共通電極1との間に電圧を印
加して分極処理を施すことにより製作する。
Next, in order to form the piezoelectric actuator 4, a piezoelectric ceramic plate 3 made of lead zirconate titanate (PZT), lead magnesium niobate (PMN), lead nickel niobate (PNN) or the like is prepared. Au, Pt, Pd, Ag, on almost the entire one main surface of the piezoelectric ceramic plate 3,
Common electrode 1 made of a metal such as Cr or Ni or an alloy thereof
And the individual electrodes 2 made of a metal such as Au, Pt, Pd, Ag, Cr, or Ni or their alloys are formed on the other main surface of the piezoelectric ceramic plate 3 at a predetermined interval. It is manufactured by applying a voltage between each individual electrode 2 and the common electrode 1 to perform polarization processing.

【0034】なお、共通電極1及び個別電極2の形成に
あたっては、印刷法、真空蒸着法、イオンプレーティン
グ法、スパッタリング法、CVD法、PVD法等の周知
の薄膜形成手段を用いれば良い。
In forming the common electrode 1 and the individual electrode 2, well-known thin film forming means such as a printing method, a vacuum deposition method, an ion plating method, a sputtering method, a CVD method, a PVD method may be used.

【0035】さらに、硬化後のヤング率が0.1GPa
〜5.0GPaの範囲にある、フェノール樹脂、エポキ
シ樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹
脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性接着剤を主剤とし、こ
れにアミン系やフェノール系の硬化剤を混合した接着剤
を用意し、ディスペンサーにて流路部材6の隔壁頂面に
塗布するか、あるいは、可撓性を有するポリイミドフィ
ルムやPETフィルム等のフィルムに接着剤を流路部材
6の隔壁5に対応するようにスクリーン印刷等により塗
布し、流路部材6の隔壁頂面に当接させた後、フィルム
の上からローラーを押し当てて数回転動させて隔壁頂面
に接着剤を転写する。なお、接着剤は一液混合型、二液
混合型のいずれであっても構わない。
Further, the Young's modulus after curing is 0.1 GPa.
To 5.0 GPa in the range of a thermosetting adhesive such as a phenol resin, an epoxy resin, a melamine resin, a polyurethane resin, an acrylic resin, or a silicone resin as a main agent, and an amine-based or phenol-based curing agent mixed therewith. Prepare an adhesive and apply it to the partition wall top surface of the flow path member 6 with a dispenser, or apply the adhesive to a flexible film such as a polyimide film or PET film for the partition wall 5 of the flow path member 6. As described above, it is applied by screen printing or the like, and is brought into contact with the partition wall top surface of the flow path member 6, and then a roller is pressed against the film and rotated several times to transfer the adhesive to the partition wall top surface. The adhesive may be either a one-component mixed type or a two-component mixed type.

【0036】この時、接着剤が隔壁側面に垂れ下がった
りしないよう、作業性を考慮して接着剤の23℃におけ
る粘度は2000cps程度に高くしておくことが望ま
しく、粘度を高めるには、接着剤に無機粉末等のフィラ
ーあるいはシランカップリング剤と金属系カップリング
剤及び有機溶媒等を混ぜるか、あるいは接着剤の主剤と
硬化剤の比率を調整して粘度を調整すれば良い。
At this time, it is desirable that the viscosity of the adhesive at 23 ° C. be as high as about 2000 cps in consideration of workability so that the adhesive does not hang down on the side wall of the partition wall. The viscosity may be adjusted by mixing a filler such as an inorganic powder or a silane coupling agent with a metallic coupling agent and an organic solvent, or by adjusting the ratio of the main agent of the adhesive to the curing agent.

【0037】次いで、圧電アクチュエータ4と流路部材
6の位置合わせをした後、貼り合わせ、押圧した状態で
接着剤7を加熱硬化させることにより図1に示すインク
ジェット記録ヘッド20を得ることができる。
Next, after the piezoelectric actuator 4 and the flow path member 6 are aligned, the adhesive 7 is heat-cured in a state where they are adhered and pressed to obtain the ink jet recording head 20 shown in FIG.

【0038】この時、接着剤層7のはみ出し部7aの幅
Vは、圧電アクチュエータ4と流路部材6を貼り合わせ
た後、かける押圧力を一時的に所定の圧力より高くし
て、接着剤をはみ出させて、その後、所定の圧力をかけ
て接着剤を硬化させるか、あるいは圧電アクチュエータ
4と流路部材6を貼り合わせた後、振動又は遠心力を加
えることにより接着剤をはみ出させた後、硬化させるよ
うにすれば良い。
At this time, the width V of the protruding portion 7a of the adhesive layer 7 is set so that the pressing force applied after the piezoelectric actuator 4 and the flow path member 6 are bonded together is temporarily made higher than a predetermined pressure. And then the adhesive is hardened by applying a predetermined pressure, or after the piezoelectric actuator 4 and the flow path member 6 are bonded together, the adhesive is extruded by applying vibration or centrifugal force. , It should be cured.

【0039】次に、本発明の他の実施形態について図3
を基に説明する。なお、図3では要部のみ示す。
Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
It will be explained based on. Note that FIG. 3 shows only the main part.

【0040】この実施形態は、図1に示すヤング率が
0.1GPa〜5.0GPaの範囲にある接着剤層7と
隔壁頂面との間に、上記接着剤層7と同等以上のヤング
率を有する第二の接着剤層8を、隔壁頂面の幅以下の範
囲で設けたことを特徴とする。
In this embodiment, the Young's modulus shown in FIG. 1 is between 0.1 GPa and 5.0 GPa and between the adhesive layer 7 and the top surface of the partition wall. The second adhesive layer 8 having is provided in a range not more than the width of the partition top surface.

【0041】このように、圧電アクチュエータ4と隔壁
頂面との間にヤング率が0.1GPa〜5.0GPaの
範囲にある接着剤層7と同等以上のヤング率を有する第
二の接着剤層8を設けることにより、圧電アクチュエー
タ4と隔壁5との間の接着剤層の剛性をさらに高めるこ
とができるため、圧電アクチュエータ4の変形が接着剤
層によって吸収されることを防止することができ、印加
電圧に見合った圧電アクチュエータ4の変形が得られ
る。その結果、流路10内のインクに与えるインク加圧
力を向上させることができるため、さらにインク吐出特
性及び応答性を向上させることができる。
As described above, the second adhesive layer having a Young's modulus between the piezoelectric actuator 4 and the top surface of the partition wall is equal to or higher than that of the adhesive layer 7 having a Young's modulus in the range of 0.1 GPa to 5.0 GPa. By providing 8, the rigidity of the adhesive layer between the piezoelectric actuator 4 and the partition wall 5 can be further increased, so that the deformation of the piezoelectric actuator 4 can be prevented from being absorbed by the adhesive layer, The deformation of the piezoelectric actuator 4 corresponding to the applied voltage can be obtained. As a result, the ink pressure applied to the ink in the flow path 10 can be improved, and thus the ink ejection characteristics and responsiveness can be further improved.

【0042】なお、第二の接着剤層8を形成する材質と
しては、接着剤層7を形成する接着剤と同種の接着剤を
用いることができ、硬化剤の添加量を調整するか、ある
いは無機粉末等のフィラーを添加して硬化後のヤング率
が接着剤層7と同等以上となるようにすれば良い。
As the material forming the second adhesive layer 8, the same kind of adhesive as the adhesive forming the adhesive layer 7 can be used, and the amount of the curing agent added is adjusted or It suffices to add a filler such as an inorganic powder so that the Young's modulus after curing becomes equal to or higher than that of the adhesive layer 7.

【0043】また、図3に示すような接着構造を得るに
は、隔壁頂面に硬化後のヤング率が接着剤層7と同等以
上の接着剤を塗布し、加熱硬化させて第二の接着剤層8
を形成した後、この接着剤層8上に硬化後のヤング率が
0.1GPa〜5.0GPaの範囲にある接着剤を多め
に塗布し、圧電アクチュエータ4を押圧した状態で貼り
合わせる。この時、接着剤を圧電アクチュエータ4と隔
壁5とのコーナー部にはみ出させるようにする。しかる
後、接着剤を加熱硬化させて接着剤層7を形成すること
により得ることができる。
In order to obtain an adhesive structure as shown in FIG. 3, an adhesive having a Young's modulus after curing equal to or higher than that of the adhesive layer 7 is applied to the top surface of the partition wall and heat-cured to form a second adhesive. Agent layer 8
After forming, a large amount of an adhesive having a Young's modulus after curing in the range of 0.1 GPa to 5.0 GPa is applied on the adhesive layer 8 and the piezoelectric actuator 4 is bonded while being pressed. At this time, the adhesive is made to stick out to the corner portion between the piezoelectric actuator 4 and the partition wall 5. After that, the adhesive can be obtained by heating and curing the adhesive to form the adhesive layer 7.

【0044】以上、本発明の実施形態について示した
が、本発明は上述した実施形態だけに限定されるもので
はなく、例えば、図1に示すインクジェット記録ヘッド
20では、圧電アクチュエータ4として、圧電セラミッ
ク板1の上下に個別電極2と共通電極1を形成したもの
を示したが、圧電セラミック層、共通電極層、圧電セラ
ミック層、個別電極とを複数層積層一体化した積層型の
圧電アクチュエータを用いても良く、このように積層型
の圧電アクチュエータを用いることで、小さな電圧で、
大きな変位量を得ることができるため、インク滴の吐出
速度を向上させることができ好ましい。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the ink jet recording head 20 shown in FIG. Although the individual electrode 2 and the common electrode 1 are formed on the upper and lower sides of the plate 1, a laminated piezoelectric actuator in which a plurality of layers of a piezoelectric ceramic layer, a common electrode layer, a piezoelectric ceramic layer, and an individual electrode are integrally laminated is used. By using the laminated piezoelectric actuator in this way, a small voltage
Since a large displacement amount can be obtained, the ejection speed of ink droplets can be improved, which is preferable.

【0045】このように、本発明の要旨を逸脱しない範
囲であれば、変更や改良したものでも良いことは言うま
でもない。
Needless to say, modifications and improvements may be made without departing from the scope of the present invention.

【0046】[0046]

【実施例】(実施例1)ここで、圧電アクチュエータ4
と流路部材6を接着する接着剤に、硬化後のヤング率が
異なるものを用いて図1に示すインクジェット記録ヘッ
ド20を形成した時のインク滴の吐出性能について比較
する実験を行った。
(Example) (Example 1) Here, the piezoelectric actuator 4
An experiment was conducted to compare the ejection performance of ink droplets when the inkjet recording head 20 shown in FIG.

【0047】実験にあたり、インクジェット記録ヘッド
20を形成する流路部材6と圧電アクチュエータ4は以
下のようにして製作した。
In the experiment, the flow path member 6 and the piezoelectric actuator 4 forming the ink jet recording head 20 were manufactured as follows.

【0048】まず、流路部材6は、シリコンからなる板
状体に異方性エッチング加工により、幅120μm、長
さ4mm、深さ300μmの溝を240μmのピッチで
50本並設するとともに、溝底面の所定位置にレーザー
加工にて直径約20μmの微小孔を穿孔することによ
り、溝をインクの流路10、溝を仕切る壁を隔壁5、微
小孔をインク吐出孔9とする流路部材6を製作した。
First, the flow path member 6 is formed by anisotropically etching a plate-like body made of silicon by arranging 50 grooves having a width of 120 μm, a length of 4 mm and a depth of 300 μm in parallel at a pitch of 240 μm, and A flow path member 6 having a groove as an ink flow path 10, a wall partitioning the groove as a partition wall 5, and a minute hole as an ink discharge hole 9 is formed by drilling a minute hole having a diameter of about 20 μm by laser processing at a predetermined position on the bottom surface. Was produced.

【0049】圧電アクチュエータ4は、20mm×4m
m×0.1mmの板状体をしたチタン酸ジルコン酸鉛
(PZT)から成る圧電セラミック板3を用意し、この
一方の主面全体に、Au−Pd合金からなる共通電極1
をスクリーン印刷法によって形成するとともに、他方の
主面には幅80μm、長さ1mm、厚み2μmのAuか
らなる個別電極2をスクリーン印刷法によって流路10
と同じ間隔で50個形成した後、各個別電極2と共通電
極3との間に直流電圧を印加して圧電セラミック板1の
板厚方向に分極処理を施すことにより製作した。
The piezoelectric actuator 4 is 20 mm × 4 m
A piezoelectric ceramic plate 3 made of lead zirconate titanate (PZT) in the form of an m × 0.1 mm plate was prepared, and a common electrode 1 made of an Au—Pd alloy was formed on the entire one main surface.
Is formed by the screen printing method, and the individual electrode 2 made of Au having a width of 80 μm, a length of 1 mm and a thickness of 2 μm is formed on the other main surface by the screen printing method.
After forming 50 pieces at the same interval as above, a direct current voltage was applied between each individual electrode 2 and the common electrode 3 to perform polarization treatment in the plate thickness direction of the piezoelectric ceramic plate 1.

【0050】次に、表1に示すように、硬化後のヤング
率が0.01GPa〜10GPaの範囲内で異ならせた
12種類のエポキシ系接着剤を用意し、可撓性を有する
ポリイミドフィルム上に均一に薄く塗布した後、流路部
材6の接着面に当接させ、ポリイミドフィルムの上から
ローラーを押し当てて数回転動させた後、ポリイミドフ
ィルムをはぎ取って接着剤を流路部材6の隔壁頂面に転
写した。しかる後、圧電アクチュエータ4の位置合わせ
を行った後、流路部材6に貼り合わせ、両者を押圧した
状態で、160℃の温度で約2時間保持することにより
接着剤を加熱硬化させ、試料としてのインクジェット記
録ヘッド20を製作した。なお、各試料とも圧電アクチ
ュエータ4と隔壁5とを接着する接着剤層7をはみ出さ
せるように構成し、そのはみ出し幅7aは流路10の幅
Wの1/3となるように調整した。
Next, as shown in Table 1, 12 kinds of epoxy adhesives having different Young's moduli after curing within the range of 0.01 GPa to 10 GPa were prepared, and on a flexible polyimide film. After applying a thin and even coating to the channel member 6, the roller is pressed against the polyimide film for several rotations, and then the polyimide film is peeled off to remove the adhesive from the channel member 6. It was transferred to the top surface of the partition wall. Then, after the piezoelectric actuator 4 is aligned, it is attached to the flow path member 6, and the adhesive is heat-cured by holding the both at a temperature of 160 ° C. for about 2 hours while pressing them, to obtain a sample. The inkjet recording head 20 of was manufactured. In each sample, the adhesive layer 7 for bonding the piezoelectric actuator 4 and the partition wall 5 was configured to protrude, and the protrusion width 7a was adjusted to be 1/3 of the width W of the flow channel 10.

【0051】そして、得られた各インクジェット記録ヘ
ッド20を用い、インク滴の連続吐出を行ってインク滴
の吐出速度を調べる実験を行った。
Then, using each of the obtained ink jet recording heads 20, an experiment was conducted in which ink droplets were continuously ejected to check the ejection speed of the ink droplets.

【0052】具体的には、圧電アクチュエータ4の個別
電極2と共通電極1との間に、駆動周波数12kHz、
電圧30Vを通電して流路10内のインクを加圧し、イ
ンク吐出孔9より吐出されるインク滴の吐出速度を、高
速度ビデオカメラ及びストロボを用いてインク滴の軌道
を測定して算出した。具体的にはストロボの発光間隔を
1秒とし、カメラで撮影したモニタ画面上でインク滴が
移動した距離を測定し、その距離を発行間隔で除して算
出した。
Specifically, a drive frequency of 12 kHz is applied between the individual electrode 2 and the common electrode 1 of the piezoelectric actuator 4,
A voltage of 30 V is applied to pressurize the ink in the flow path 10, and the ejection speed of the ink droplets ejected from the ink ejection holes 9 is calculated by measuring the trajectory of the ink droplets using a high-speed video camera and a strobe. . Specifically, the light emission interval of the strobe was set to 1 second, the distance traveled by the ink droplet was measured on the monitor screen photographed by the camera, and the distance was divided by the issuance interval for calculation.

【0053】結果は表1に示す通りである。The results are shown in Table 1.

【0054】[0054]

【表1】 [Table 1]

【0055】表1から判るように、はみ出し部7aを含
め接着剤層7のヤング率が5GPaを越えると、圧電ア
クチュエータ4の変形が拘束され、インク滴の吐出速度
が著しく低下することが判る。
As can be seen from Table 1, when the Young's modulus of the adhesive layer 7 including the protruding portion 7a exceeds 5 GPa, the deformation of the piezoelectric actuator 4 is constrained and the ejection speed of ink droplets is significantly reduced.

【0056】また、はみ出し部7aを含め接着剤層7の
ヤング率が0.1GPaを下回ると、圧電アクチュエー
タ4の変形が接着剤層7に吸収されるといった不都合が
あり、インク滴の吐出速度が著しく低下することが判
る。
If the Young's modulus of the adhesive layer 7 including the protruding portion 7a is less than 0.1 GPa, the deformation of the piezoelectric actuator 4 is absorbed by the adhesive layer 7 and the ejection speed of the ink droplets increases. It can be seen that it drops significantly.

【0057】これに対し、はみ出し部7aを含め接着剤
層7のヤング率が0.1GPa〜5.0GPaの範囲に
あるものでは、圧電アクチュエータ4の変形が大きく阻
害されたり、吸収されることがなく、インク滴の吐出速
度を9.0m/sec以上とすることができ、優れてい
た。特に、はみ出し部7aを含め接着剤層7のヤング率
が1.0GPa〜3.0GPaの範囲にあるものは、イ
ンク滴の吐出速度を10.0m/sec以上にまで高め
ることができた。
On the other hand, when the Young's modulus of the adhesive layer 7 including the protruding portion 7a is in the range of 0.1 GPa to 5.0 GPa, the deformation of the piezoelectric actuator 4 may be significantly hindered or absorbed. In addition, the ejection speed of the ink droplets was 9.0 m / sec or more, which was excellent. In particular, when the Young's modulus of the adhesive layer 7 including the protruding portion 7a is in the range of 1.0 GPa to 3.0 GPa, the ejection speed of ink droplets could be increased to 10.0 m / sec or more.

【0058】この結果、圧電アクチュエータ4の変形が
阻害されたり、吸収されることを防ぎ、インク滴の吐出
特性を高めるには、接着剤層7のヤング率が0.1GP
a〜5.0GPaの範囲にある接着剤により形成すれば
良いことが判る。 (実施例2)次に、表1の試料No.6に示す硬化後の
ヤング率が2GPaである接着剤層7を用いたインクジ
ェット記録ヘッド20において、接着剤層7のはみ出し
部7aの幅Vを異ならせた時のインク滴の吐出速度のバ
ラツキについて実施例1と同様の条件にて測定する実験
を行った。なお、接着剤層7のはみ出し部7aの幅Vは
隔壁5頂面に塗布する接着剤の量により調整した。
As a result, the Young's modulus of the adhesive layer 7 is 0.1 GP in order to prevent the deformation of the piezoelectric actuator 4 from being absorbed and to improve the ejection characteristics of the ink droplets.
It is understood that it may be formed with an adhesive in the range of a to 5.0 GPa. (Example 2) Next, the sample No. In the ink jet recording head 20 using the adhesive layer 7 having a Young's modulus after curing of 2 GPa as shown in 6, the variation in the ejection speed of ink droplets when the width V of the protruding portion 7a of the adhesive layer 7 is changed An experiment was carried out under the same conditions as in Example 1. The width V of the protruding portion 7a of the adhesive layer 7 was adjusted by the amount of the adhesive applied to the top surface of the partition wall 5.

【0059】結果は表2に示す通りである。The results are shown in Table 2.

【0060】[0060]

【表2】 [Table 2]

【0061】表2より判るように、接着剤層7のはみ出
し部7aの幅Vが流路10の幅Wの1/3を超えると、
9.0m/sec以上のインク滴の吐出速度を維持する
ことが難しくなり、そのバラツキも大きいものであっ
た。この原因は流路10内の体積が小さくなり過ぎ、流
路抵抗が大きくなったことによるものと思われる。
As can be seen from Table 2, when the width V of the protruding portion 7a of the adhesive layer 7 exceeds 1/3 of the width W of the flow channel 10,
It became difficult to maintain the ink droplet ejection speed of 9.0 m / sec or more, and the variation was large. It is considered that this is because the volume in the channel 10 becomes too small and the channel resistance becomes large.

【0062】これに対し、接着剤層7のはみ出し部7a
の幅Vを0より大きく、流路10の幅Wの1/3以下と
することで、9.0m/sec以上のインク滴の吐出速
度を維持することができ、またそのばらつきも小さくす
ることができた。
On the other hand, the protruding portion 7a of the adhesive layer 7
By setting the width V of the ink droplet to be larger than 0 and not more than 1/3 of the width W of the flow path 10, it is possible to maintain the ejection speed of the ink droplets of 9.0 m / sec or more and reduce its variation. I was able to.

【0063】実施例1及び実施例2の結果、圧電アクチ
ュエータ4の変形が阻害されたり、吸収されることを防
いでインク滴の吐出速度を高め、さらに安定して吐出さ
せるためには、接着剤層7のはみ出し部7aの幅Vを0
より大きく、流路10の幅Wの1/3以下とするととも
に、接着剤層7のヤング率を0.1GPa〜5.0GP
aとすれば良いことが判る。 (実施例3)次に、図1に示すインクジェット記録ヘッ
ド20の圧電アクチュエータ4と流路部材6の隔壁5と
の接着構造として図3に示すように硬化後のヤング率が
異なる2種類の接着剤層を用いたものを用意し、実施例
1と同じ条件にて同様の実験を行った。
As a result of the first and second embodiments, in order to prevent the deformation of the piezoelectric actuator 4 from being hindered or absorbed, the ejection speed of the ink droplet can be increased, and the ejection can be performed more stably, the adhesive agent is used. The width V of the protruding portion 7a of the layer 7 is set to 0.
The width is set to be 1/3 or less of the width W of the flow path 10 and the Young's modulus of the adhesive layer 7 is 0.1 GPa to 5.0 GP.
It turns out that it is good to use a. (Embodiment 3) Next, as a bonding structure between the piezoelectric actuator 4 of the ink jet recording head 20 shown in FIG. 1 and the partition wall 5 of the flow path member 6, as shown in FIG. 3, two kinds of bonding having different Young's moduli after curing are used. The thing using the agent layer was prepared, and the same experiment was conducted under the same conditions as in Example 1.

【0064】接着剤層の組み合わせとその結果は表3に
示す通りである。
The combinations of adhesive layers and the results are shown in Table 3.

【0065】[0065]

【表3】 [Table 3]

【0066】表3より判るように、いずれも第二の接着
剤層8のヤング率がはみ出し部7aを有する接着剤層7
のヤング率よりも小さくなると、インク滴の吐出速度の
低下が見られた。
As can be seen from Table 3, the adhesive layer 7 has the Young's modulus of the second adhesive layer 8 which has the protruding portion 7a.
When the Young's modulus was smaller than the Young's modulus, the ejection speed of the ink droplets decreased.

【0067】これに対し、第二の接着剤層8のヤング率
をはみ出し部7aを有する接着剤層7のヤング率と同等
以上とすることで、9.0m/sec以上のインク滴の
吐出速度を得ることができた。
On the other hand, by setting the Young's modulus of the second adhesive layer 8 to be equal to or more than the Young's modulus of the adhesive layer 7 having the protruding portion 7a, the ejection speed of ink droplets of 9.0 m / sec or more. I was able to get

【0068】この結果、圧電アクチュエータ4と隔壁頂
面とを二層の接着剤層7,8により接合する場合、圧電
アクチュエータ4側の接着剤層7のヤング率を0.1G
Pa〜5.0GPaとするとともに、接着剤層7のはみ
出し部7aを設け、隔壁頂面側の接着剤層8のヤング率
を接着剤層7のヤング率と同等以上とすることが良いこ
とが判る。
As a result, when the piezoelectric actuator 4 and the partition top surface are joined by the two adhesive layers 7 and 8, the Young's modulus of the adhesive layer 7 on the piezoelectric actuator 4 side is 0.1 G.
It is preferable that the Young's modulus of the adhesive layer 8 on the partition wall top surface side is equal to or more than the Young's modulus of the adhesive layer 7 while providing the protruding portion 7a of the adhesive layer 7 in addition to Pa to 5.0 GPa. I understand.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上、詳述したとおり、本発明のインク
ジェット記録ヘッドによれば、複数の隔壁を並設し、各
隔壁間をインクの流路とした流路部材と、上記各流路を
塞ぐように流路部材の隔壁頂面と接着剤層を介して接合
される圧電アクチュエータと、上記各流路と連通するイ
ンク吐出孔を有するインクジェット記録ヘッドにおい
て、上記圧電アクチュエータと各隔壁とのコーナー部に
上記接着剤層のはみ出し部を形成するとともに、このは
み出し部の幅を0以上、流路の幅の1/3以下とし、か
つ接着剤層のヤング率を0.1GPa〜5.0GPaと
したことによって、圧電アクチュエータの変形が阻害さ
れたり、吸収されることを防ぎ、印加電圧に見合った変
形をさせることができるため、流路内のインク加圧力を
高めることができ、インク滴の吐出特性(吐出速度、吐
出量)を向上させることができるとともに、安定した吐
出特性が得られ、その結果、綺麗で正確、鮮明な印刷を
行うことが可能となる。
As described above in detail, according to the ink jet recording head of the present invention, a plurality of partition walls are arranged in parallel, and a flow path member having a flow path for ink between the partition walls and the above flow paths are provided. In an ink jet recording head having a piezoelectric actuator that is bonded to a partition wall top surface of a flow path member via an adhesive layer and an ink discharge hole that communicates with each flow path, a corner between the piezoelectric actuator and each partition wall The protruding portion of the adhesive layer is formed in the portion, and the width of the protruding portion is 0 or more and 1/3 or less of the width of the flow path, and the Young's modulus of the adhesive layer is 0.1 GPa to 5.0 GPa. By doing so, it is possible to prevent the deformation of the piezoelectric actuator or prevent the piezoelectric actuator from being absorbed, and it is possible to make the deformation commensurate with the applied voltage. Therefore, it is possible to increase the ink pressure in the flow path. Ejection characteristics (ejection speed, ejection amount) of ink droplets can be improved, and obtained stable discharge characteristics, as a result, it is possible to perform clean and accurate, clear printing.

【0070】また、接着剤層のヤング率を0.1GPa
〜3.0GPaとしたり、あるいは接着剤層と隔壁頂面
との間に、上記接着剤層と同等以上のヤング率を有する
第二の接着剤層を設けることで、応答性を高め、インク
滴の吐出特性をさらに向上させることができる。
The Young's modulus of the adhesive layer is 0.1 GPa.
To 3.0 GPa, or by providing a second adhesive layer having a Young's modulus equal to or higher than that of the adhesive layer between the adhesive layer and the top surface of the partition wall, the responsivity is enhanced and ink droplets are increased. It is possible to further improve the ejection characteristics of.

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

【図1】本発明のインクジェット記録ヘッドの一例を示
す一部を破断した斜視図である。
FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing an example of an inkjet recording head of the present invention.

【図2】(a)(b)は本発明のインクジェット記録ヘ
ッドの駆動原理を説明するための部分拡大断面図であ
る。
2A and 2B are partially enlarged sectional views for explaining the driving principle of the inkjet recording head of the present invention.

【図3】本発明のインクジェット記録ヘッドの他の例を
説明するための部分拡大断面図である。
FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view for explaining another example of the inkjet recording head of the present invention.

【図4】従来のインクジェット記録ヘッドの一例を示す
一部を破断した斜視図である。
FIG. 4 is a partially cutaway perspective view showing an example of a conventional inkjet recording head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21:圧電セラミック板 2,22:個別電極 3,23:共通電極 4,24:圧電アクチュエータ 5,25:隔壁 6,26:流路部材 7,27:接着剤層 7a,27a:接着剤層のはみ出し部 8:第二の接着剤層 9,29:インク吐出孔 10,30:流路 20,40:インクジェット記録ヘッド 1,21: Piezoelectric ceramic plate 2,22: Individual electrodes 3, 23: common electrode 4, 24: Piezoelectric actuator 5,25: Partition wall 6, 26: flow path member 7, 27: Adhesive layer 7a, 27a: protruding portion of the adhesive layer 8: Second adhesive layer 9, 29: Ink ejection holes 10, 30: flow path 20, 40: Inkjet recording head

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の隔壁を並設し、各隔壁間をインクの
流路とした流路部材と、上記各流路を塞ぐように上記流
路部材の隔壁頂面と接着剤層を介して接合される圧電ア
クチュエータと、上記各流路と連通するインク吐出孔を
有するインクジェット記録ヘッドにおいて、上記圧電ア
クチュエータと各隔壁とのコーナー部に上記接着剤層の
はみ出し部を有し、該はみ出し部の幅が0以上、流路の
幅の1/3以下であるとともに、上記接着剤層のヤング
率が0.1GPa〜5.0GPaの範囲にあることを特
徴とするインクジェット記録ヘッド。
1. A flow path member in which a plurality of partition walls are provided in parallel, and each partition wall has an ink flow path, and a partition wall top surface of the flow path member and an adhesive layer are interposed so as to close each flow path. In an ink jet recording head having a piezoelectric actuator bonded to each other and an ink ejection hole communicating with each of the flow paths, a protrusion portion of the adhesive layer is provided at a corner portion of the piezoelectric actuator and each partition wall, and the protrusion portion is provided. Is 0 or more and 1/3 or less of the width of the flow path, and the Young's modulus of the adhesive layer is in the range of 0.1 GPa to 5.0 GPa.
【請求項2】上記接着剤層のヤング率が1.0GPa〜
3.0GPaの範囲にあることを特徴とする請求項1に
記載のインクジェット記録ヘッド。
2. The Young's modulus of the adhesive layer is 1.0 GPa.
The inkjet recording head according to claim 1, which is in a range of 3.0 GPa.
【請求項3】上記接着剤層と隔壁との間に、上記接着剤
層と同等以上のヤング率を有する第二の接着剤層を設け
たことを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記
録ヘッド。
3. The ink jet recording according to claim 1, wherein a second adhesive layer having a Young's modulus equal to or higher than that of the adhesive layer is provided between the adhesive layer and the partition wall. head.
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