JP2004050818A

JP2004050818A - Multilayer bonding structure of thin planar component

Info

Publication number: JP2004050818A
Application number: JP2003143719A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ito; 伊藤　敦
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2023-05-21
Also published as: JP4390038B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the rigidity against bending moment of a cavity unit for an inkjet print head from lowering by making a change in the elongating direction of a groove for releasing excess adhesive when respective plates of the cavity unit having ink channels formed therein are bonded while being laid in layers. <P>SOLUTION: In a cavity unit 9 formed by bonding a plurality of plates 11, 12, 13 and 14, each having ink channels 16, 17 and 18 formed in at least one side in a specified pattern, while laying in layers, as a plurality of long grooves for releasing excess adhesive at the outer circumferential position of the liquid channel, the long groove 34 along a long side of the plate and an escape groove 34 connected with the escape groove 35 and elongated in a direction inclining against the groove 35 are formed at least in one side of each plate. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタヘッドや電子部品等に使用される複数枚の薄板状部品を積層状にて接着固定する構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
先行技術のオンディマンド型のインクジェットプリンタヘッドにおいては、特開昭６２−１１１７５８号公報や特開平１０−１１９２６３号公報、特開平２００２−９６４７８号公報等に記載されているように、積層された状態で接着剤を介して一体に保持された複数枚の動作プレートからなるキャビティユニットの背面に、複数の圧力室箇所にそれぞれ対応させて駆動用の圧電素子等の噴射圧力発生部材を固着したインクジェットプリンタヘッドが開示されている。
【０００３】
そして、前記キャビティユニットにおける各動作プレートは、複数個のノズルを備えたノズルプレートと、この各ノズルごとの圧力室を備えたベースプレートと、インク供給源に接続され、且つ前記圧力室に接続するインクチャンバ（マニホールド）を有するマニホールドプレートとから構成されており、それぞれのプレートは、厚さ２００μｍ程度もしくはそれ以下の薄い金属板である。
【０００４】
特開２００２−９６４７８号公報においては、前記キャビティユニットにおけるベースプレート、スペーサプレート、マニホールドプレートの広幅面に夫々接着剤を塗布して互いに重ね接合するに際して、前記各プレートの広幅面には、インクマニホールド等のインク流通路より外周位置の接着面に塗布した接着剤の逃がし溝を形成すると共に、この逃がし溝に対向する各プレートにはその板厚方向に空気を逃がすための空気逃がし孔を貫通させることが開示されている。
【０００５】
そして、前記公報では、図１５に示すごとく、プレート（図示プレートはスペーサプレートを示す）２０１の短辺の略中央部には、圧力室からノズル方向へのインク流通路２０２が長辺方向に沿って列状に穿設され、また、プレート２１０の短辺の左右両側部位には、マニホールド室から圧力室方向へのインク流通路２０３が同じく長辺方向に沿って列状に穿設されている。そして、これらインク流通路２０２、２０３の外側を囲むように、プレート２１０の長辺方向と平行状に複数本の逃がし溝２０４を形成すると共に、各プレート２０１の短辺と平行状にも多数本の逃がし溝２０５を形成することで、接着剤の逃がし効果を高め、インク流通路２０２，２０３への接着剤の流れ込みを防ぐようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記各プレートを重ねた積層体（キャビティユニット）は、その背面側に接合したアクチュエータからの圧力を受け、各圧力室ごとにキャビティユニット（プレート２０１）の長辺方向の軸線が板厚さ方向に湾曲するような曲げモーメントを受け易い。従って、前記プレート２０１の短辺方向と平行な逃がし溝２０５が多数本形成されると、この逃がし溝１２０５の個所のプレート２０１の短辺と平行な個所の断面が小さくなる。特に特に板厚さが薄くなるので、前記の方向の曲げモーメントに対する曲げ剛性が小さくなり、前記アクチュエータの作動の繰り返しにて、前記短辺と平行な溝の個所での繰り返し応力による応力集中にて疲労現象で長期間の使用中にプレート１２０１にクラックが入ったり、各プレート間の接着剤面が剥がれてインクの漏出が発生し易いという問題があった。
【０００７】
このような問題は、パターンが小さい電子部品の組み立ての際にも起こり得るものであった。
【０００８】
本発明は、このような問題を解消した薄板状部品の積層接着（固定）した構造を得ることを技術的課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため、請求項１に記載の発明の薄板状部品の積層接着構造は、所定のパターンの液体流路が少なくとも片面に形成された少なくとも１枚の薄板状部品を含む複数枚の薄板状部品を、接着剤を介して積層接着する構造において、前記薄板状部品の少なくとも片面には、前記液体流路より外周位置の接着剤を逃がすための逃がし溝を、当該薄板状部品の長辺方向に対して直交しない方向に伸びるように凹み形成したものである。
【００１０】
そして、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の薄板状部品の積層接着構造において、前記逃がし溝を、前記長辺に沿う溝と、その溝と接続しその溝に対して傾斜する方向に伸びる溝とで構成したものである。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の薄板状部品の積層接着構造において、前記逃がし溝を、平面視で蛇行状に形成したものである。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の薄板状部品の積層接着構造において、前記逃がし溝に対向する各薄板状部品の面には、該逃がし溝と連通し、且つ当該薄板状部品の厚さ方向に貫通する空気逃がし孔を穿設したものである。
【００１３】
請求項５に記載の発明の薄板状部品の積層接着構造は、所定のパターンの液体流路が少なくとも片面に形成された少なくとも１枚の薄板状部品を含む複数枚の薄板状部品を、接着剤を介して積層接着する構造において、前記薄板状部品の厚さ方向に貫通するアンカー孔を複数穿設したものである。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の薄板状部品の積層接着構造において、前記アンカー孔をプレートの平面視において千鳥配置させたものである。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の薄板状部品の積層接着構造において、前記薄板状部品の隣接積層部分において前記アンカー孔の一部が積層方向に連通するように配置されているものである。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の薄板状部品の積層接着構造において、前記薄板状部品は、複数のノズルを備えたインクジェットプリンタヘッド用のプレートであり、前記液体流路は、インク供給源から、前記各ノズルへインクを通過させるためのインク流通路としたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面について説明する。図１〜図７は、本発明の第１の実施の形態による圧電式インクジェットプリンタヘッドを示す。図１において、金属板製のキャビティユニット９に対して接合されるプレート型の圧電アクチュエータ２０の上面には、外部機器との接続のために、フレキシブルフラットケーブル４０が接着剤にて重ね接合されているものであり、キャビティユニット９の最下層の下面側に開口されたノズル１５から下向きにインクが噴射するものとする。
【００１８】
前記キャビティユニット９は、図２〜図６に示すように構成されている。すなわち、ノズルプレート１０、二枚のマニホールドプレート１１、１２、スペーサプレート１３及びベースプレート１４の五枚の薄い板をそれぞれ接着剤にて重ね接合して積層した構造であり、実施形態では、合成樹脂製のノズルプレート１０を除き、各プレート１２、１３、１４は、４２％ニッケル合金鋼板製で、５０μｍ〜１５０μｍ程度の厚さを有する。前記ノズルプレート１０には、微小径（実施形態では２５μｍ程度）のインク噴射用のノズル１５が、当該ノズルプレート１０における第１の方向（長辺方向）に沿って２列の千鳥配列状に設けられている。即ち、ノズルプレート１０の前記第１の方向に延びる２つの平行状の基準線１０ａ、１０ｂに沿って、微小ピッチＰの間隔で千鳥状配列にて多数個のノズル１５が穿設されている。前記二枚のマニホールドプレート１１、１２には、外部のインク供給源からのインクを溜めた後、後述する各圧力室１６にインクを供給するための液体通路としてのマニホールド１２ａ、１２ｂが、前記ノズル１５の列の両側に沿って延びるように穿設されている。但し、ノズルプレート１０に対面する下側のマニホールドプレート１１におけるマニホールド１２ｂは、当該マニホールドプレート１２の上側にのみ開放するように凹み形成されている（図３及び図４参照）。このマニホールド１２ａ、１２ｂは、上側のマニホールドプレート１２に対する前記スペーサプレート１３の積層により密閉される構造になっている。なお、図４は、ノズルプレート１０、マニホールドプレート１１、１２、スペーサプレート１３及びベースプレート１４の各々における図３の右端部に相当する箇所の裏面（下面）を上向きにした状態の一部切欠き斜視図である。
【００１９】
また、前記ベースプレート１４には、その長辺（前記第１の方向）に沿う中心線に対して直交する第２の方向（短辺方向）に延びる細幅の圧力室１６の多数個が穿設されている。そして、前記中心線を挟んで左右両側にて平行状の長手基準線１４ａ、１４ｂを設定すると、前記中心線より左側の圧力室１６の先端流路１６ａは前記右側の長手基準線１４ａ上に位置し、逆に前記長手中心線より右側の圧力室１６の先端流路１６ａは前記左側の長手基準線１４ｂ上に位置し、且つこの左右の圧力室１６の先端流路１６ａが交互に配置されているので、左右両側の圧力室１６は一つおきに互いに逆方向に延びるように交互に配置されていることになる。
【００２０】
この各圧力室１６の先端流路１６ａは、前記ノズルプレート１０における前記千鳥状配列のノズル１５に、前記スペーサプレート１３及び両マニホールドプレート１１、１２に同じく千鳥状配列にて穿設されているインク流路（液体通路）としての微小径の連通孔１７、１７、１７を介して連通している。一方、前記各圧力室１６の他端は、断面積の小さいインク流路としての細長い絞り部１６ｄを介して直径が大きい他端流路１６ｂに接続されており、他端流路１６ｂは、前記スペーサプレート１３における左右両側部位に穿設された液体通路としての貫通孔１８を介して、前記両マニホールドプレート１１、１２におけるマニホールド１２ａ、１２ｂに連通している。なお、前記他端流路１６ｂ及び細長の絞り部１６ｄは、図３及び図４に示すように、ベースプレート１４の下面側にのみ開口するように凹み形成されているものであり、前記他端流路１６ｂの直径は前記貫通孔１８の直径とほぼ等しく形成する。絞り部１６ｄは圧電アクチュエータ２０が駆動されたときに、圧力室１６からマニホールド１２ａ，１２ｂへ向かうインクの流れを制限するため、圧力室１６よりも断面が小さくなっている。
【００２１】
さらに、各圧力室１６の長手方向に中途部には、ベースプレート１４の板厚の半分程度の連設部１６ｃを設けることにより、多数並設された圧力室１６の側壁の剛性の低下を防止する。
【００２２】
また、スペーサプレート１３の一端に穿設された供給孔１９ｂは、前記マニホールド１２ａに連通すると共に、最上層のベースプレート１４の一端部に穿設された供給孔１９ａにも連通している。そして、この供給孔１９ａの上面には、その上方のインクタンクから供給されるインク中の塵除去のためのフィルタ２９が張設されている。
【００２３】
これらのプレート１１、１２、１３、１４を積層する場合、図４及び図５に示すように、各プレートの少なくとも片面（広幅面）には、前記液体流路としての圧力室１６、連通路１７、貫通孔１８、供給孔１９ａ，１９ｂの外周より外側部位に、接着剤を３９を逃がすための複数本の逃がし溝３４が、当該プレートの長辺方向に対して直交しない方向に伸びるように凹み形成されている。また、もう一方の逃がし溝３５は、前記長辺に沿うように形成され、これら両逃がし溝３４、３５はその接続部において連通し、且つ、逃がし溝３４と逃がし溝３５とは、互いに傾斜する方向に伸びるように形成されている。
【００２４】
次に、キャビティユニット９を組み立てる方法について説明する。図８に示すように、４枚のリードフレーム１００ａ〜１００ｄを積層して接着固定するものであり、各リードフレーム１００ａ〜１００ｄには、所定のパターンが形成された薄板状の部品としてのマニホールドプレート１１、１２、スペーサプレート１３、ベースプレート１４が一定間隔にて連設配置されるものとする。即ち、最下層となるリードフレーム１００ｄには、前記実施形態におけるベースプレート１４を一定間隔にて配置するように形成されている。なお、左右の細長いフレーム枠１０２、１０２の間は適宜間隔でタイバー１０４に連結されている。同様に、下から第２層のリードフレーム１００ｃにはスペーサプレート１３が前記と同じ間隔で形成されている。下から第３層のリードフレーム１００ｂには、マニホールドプレート１２が前記と同じ間隔で形成されている。また、最上層のリードフレーム１００ａには他方のマニホールドプレート１１が前記と同じ間隔で形成されている。また、前記各リードフレーム１００ａ〜１００ｄにおけるフレーム枠１０２には適宜一定の間隔にて送り用の孔１０３ａ，１０３ｂと位置決め孔１０５とが形成されている。なお、各プレート１１、１２、１３、１４はフレーム枠１０２に対して微小幅の連設片１０６で連結されている。
【００２５】
これらのリードフレームを積層する場合、図４に示すように、キャビティユニット９の使用状態（下面側にインクのノズルが開口される状態）とは上下が逆になるように、リードフレームを積層する。このときは、図４に示すごとく、最下層のベースプレート１４、下から第２層のスペーサプレート１３及びマニホールドプレート１２の各々の片面に形成された接着剤用の逃がし溝３４、３５が上向きになるように配置されるものとする。なお、図５はスペーサプレート１３に形成された逃がし溝３４、３５を配置を示す平面図であり、供給孔１９ｂの外周に、平面視円環状の接着剤逃がし溝３７が凹み形成された例である。
【００２６】
また、前記逃がし溝３４、３５及びそれに対向する各プレートの平坦面における上下の同じ位置には、該逃がし溝３４、３５と連通し、且つ各プレート１３、１２、１１の板厚を貫通して互いに上下方向に連通するように空気逃がし孔３６，３６，３６を穿設すると共に最上層のマニホールドプレート１１または最下層のベースプレート１４に形成される空気逃がし孔３６の少なくとも一方は、外部に開口されている。なお、好ましくは、最下層のベースプレート１４に形成される空気逃がし孔３６は板厚さの半分程度で下面側には連通しない凹みとする（図７（ａ）及び図７（ｂ）参照）。
【００２７】
そして、リードフレーム１００ａ〜１００ｄのプレートの積層面に予め接着剤３９を塗布する。この接着剤３９の塗布方法の一つとしては、図示しない治具の平坦面に予め接着剤３９を薄く塗布しておき、この塗布面に前記リードフレーム１００ａ〜１００ｄのプレートの積層面を合わせることにより、例えば、ベースプレート１４における逃がし溝３４、３５、圧力室１６、他端流路１６ｂ、絞り部１６ｄ、空気逃がし孔３６等の凹所以外の平坦な凸面に接着剤３９を転写することができる。接着剤３９を塗布したローラ面に前記プレートの積層面を押し当てて転写するようにしても良い。
【００２８】
次いで、位置決め孔１０５にピンを差し込み、最下層のリードフレーム１００ｄと最上層のリードフレーム１００ａとに挟持力または押圧力を作用させて接着固定するものである。
【００２９】
このようにして接着剤３９を転写した複数枚のリードフレームを押圧して、各プレート１１、１２、１３、１４の広幅面を接着固定するとき、余分の接着剤３９は前記逃がし溝３４、３５に流れ込み、次いで、さらに余分の接着剤３９は、図７（ｂ）に示すように、空気逃がし孔３６を充満させる。このとき、前記隣接するプレート１１、１２、１３、１４の合わせ面（広幅面）や接着剤３９中に紛れ込んだ空気は、気泡となって前記横方向の逃がし溝３４、３５及び縦方向の空気逃がし孔３６中の接着剤３９と共に移動して、プレートの外に排出される。その結果、前記隣接するプレート１１、１２、１３、１４の合わせ面（広幅面）に気泡を含まない層状に形成された接着剤３９によって安定した接着兼シール層を形成することができる。
【００３０】
以上のようにして接着固定されたリードフレーム１００ａ〜１００ｄから連設片１０６が切断されて、一体化されたキャビティユニット９が取り外される。そのキャビティユニット９では、前記前記ベースプレート１４及びスペーサプレート１３の一端部に穿設の供給孔１９ａ，１９ｂから前記マニホールド１２ａ、１２ｂ内に流入したインクは、このマニホールド１２ａから前記各貫通孔１８を通って前記各圧力室１６内に分配されたのち、この各圧力室１６内から前記連通孔１７、１７、１７を通って、当該圧力室１６に対応するノズル１５に至るという構成になっている。
【００３１】
一方、前記圧電アクチュエータ２０は、図１及び図５に示すように、複数枚の圧電シート２１を積層した構造で、特開平４−３４１８５３号公報に開示されたものと同様に、１枚の厚さが３０μｍ程度の各圧電シート２１のうち最下段の圧電シートとそれから上方へ数えて奇数番目の圧電シートの上面（広幅面）には、前記キャビティユニット９における各圧力室１６に対応した箇所ごとに細幅の個別電極（図示せず）が、第１の方向（長辺方向）に沿って列状に形成され、各個別電極は前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って各圧電シートの長辺の端縁部近傍まで延びている。下から偶数段目の圧電シートの上面（広幅面）には、複数個の圧力室１６に対して共通のコモン電極（図示せず）が形成されており、最上段のトップシート２３の上面には、その長辺の端縁部に沿って、前記個別電極の各々に対して電気的に接続される表面電極３０と、前記各コモン電極に対して電気的に接続される表面電極３１とが、設けられている（図１参照）。
【００３２】
そして、このような構成のプレート型の圧電アクチュエータ２０における下面（圧力室１６と対面する広幅面）全体に、接着剤層としてのインク非浸透性の合成樹脂材からなる接着剤シート４１を予め貼着し、次いで、前記キャビティユニット９に対して、当該圧電アクチュエータ２０が、その各個別電極を前記キャビティユニット９における各圧力室１６の各々に対応させて接着・固定される（図６参照）。また、この圧電アクチュエータ２０における上側の表面には、前記フレキシブルフラットケーブル４０が重ね押圧されることにより、このフレキシブルフラットケーブル４０における各種の配線パターン（図示せず）が、前記各表面電極３０、３１に電気的に接合される。
【００３３】
この構成において、前記圧電アクチュエータ２０における各個別電極のうち任意の個別電極と、コモン電極との間に電圧を印加することにより、圧電シート２１のうち前記電圧を印加した個別電極の部分に圧電による積層方向の歪みが発生し、この歪みにて前記各個別電極に対応する圧力室１６の内容積が縮小されることにより、この圧力室１６内のインクが、ノズル１５から液滴状に噴出して、所定の印字が行われる（図６参照）。
【００３４】
そして、前記キャビティユニット９の各プレート１１〜１４における接着剤の逃がし溝３４及び３５は、各プレートの長辺に対して直交しない方向に伸びているから、前記アクチュエータ２０からの押圧力にて、キャビティユニット９に対して、その長辺方向と直交し、且つ各プレートを板厚方向に曲げようとする方向の曲げモーメントが作用しても、各プレートにおける短辺と平行な断面で見た場合、前記逃がし溝３４、３５の個所（板厚さが小さい個所）は各プレートにおける短辺の一部にしか現れないから、前記曲げモーメントに対する剛性が局部的に大きく減少（低下）せず、薄い厚さでありながら、強度の強いキャビティユニット９を得ることができる。
【００３５】
図９は第２実施形態の逃がし溝４２の平面視形状を示す。この実施形態では、各逃がし溝４２は各プレート１１〜１４の片面に平面視蛇行状にてハーフエッチングにより形成したものであり、図９はスペーサプレート１３の片面にその長辺に沿って長く複数本の蛇行状の逃がし溝４２を施した場合を示す。なお、逃がし溝４２の適宜箇所には当該スペーサプレート１３の板厚さ方向に貫通した空気逃がし孔４３が設けられている。スペーサプレート１３における他の構成は第１実施形態と同じであるので、同じ構成は同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００３６】
この第２実施形態の逃がし溝４２は各プレートの長辺方向及び短辺方向と平行状になる部分が少ないから、複数枚のプレート１１〜１４を積層したキャビティユニット９を例えば長辺方向の中途部が大きく撓むように曲げモーメントが作用しても、前記曲げモーメントに対する剛性が局部的に大きく減少（低下）せず、薄い厚さでありながら、強度の強いキャビティユニット９を得ることができる。
【００３７】
図１０及び図１１は第３実施形態の逃がし溝４４の平面視形状を示し、各逃がし溝４４は各プレート１１〜１４の片面に平面視で各プレートの長辺方向及び短辺方向に対して傾斜方向（直交しない方向）に伸びるように形成し、ハーフエッチングにより形成したものである。図１０はスペーサプレート１３の片面に、逃がし溝４４の傾斜方向がプレートの長手方向に交互に逆になる、すなわち、平面視「ハ」字状に複数本の逃がし溝４４を施した場合を示す。図示しないが各逃がし溝４４の適宜箇所にプレートの板厚さ方向に貫通した空気逃がし孔を設けても良い。また、図１１に示すように複数のプレートを積層した場合に、積層した隣接のプレートに形成された逃がし孔４４どうしが平面視で完全に重ならないようにずらした位置に、逃がし孔４４を形成することが望ましい。スペーサプレート１３における他の構成は第１実施形態と同じであるので、同じ構成は同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００３８】
この第３実施形態の逃がし溝４４の伸びる方向は各プレートの長辺方向及び短辺方向と平行状になる部分がなく、また、逃がし溝４４も全体として１つの方向にのみ平行状にないから、複数枚のプレート１１〜１４を積層したキャビティユニット９を例えば長辺方向の中途部が大きく撓むように曲げモーメントが作用しても、前記曲げモーメントに対する剛性が局部的に大きく減少（低下）せず、薄い厚さでありながら、強度の強いキャビティユニット９を得ることができる。
【００３９】
図１２及び図１３（ａ）〜図１３（ｃ）に示すのは、各プレートの板厚さ方向に貫通するアンカー孔４５を複数穿設した実施形態（第４実施形態）であって、各アンカー孔４５の平面視形状は丸孔状である。図１２はスペーサプレート１３に、多数のアンカー孔４５を平面視で千鳥配列（ジグザグ状）に配置したものを示す。また、図１３（ｃ）に示すように複数のプレートを積層した場合に、積層した隣接のプレートに形成されたアンカー孔４５どうしが平面視で完全に重ならないようにずらした位置に、アンカー孔４５を形成することが望ましい。
【００４０】
スペーサプレート１３における他の構成は第１実施形態と同じであるので、同じ構成は同じ符号を付して、詳細な説明は省略する。
【００４１】
この第４実施形態のものでは、図１３（ａ）に示すように各プレート１１〜１２の片面に接着剤４６を予め塗布し、次いで、上下に積層する複数のプレート１１〜１３の位置をあわて加圧することにより、図１３（ｂ）に示すごとく接着剤４６を介して積層接合すると、各アンカー孔４５内に余分の接着剤４６が入り込み、当該接着剤４６がアンカー孔４５の周面の少なくとも一部４５ａに接着して両プレートをつなぎ止めする力が作用する（アンカー効果という）から、プレートが対向する積層面の面積だけの接着剤による接合力以上の大きな接合作用を果たすことができる。また、アンカー孔４５は各プレートの板厚さ方向に貫通しているから、各プレートを接着剤４６にて接合するときに、積層面及びアンカー孔４５に溜まった空気をアンカー孔４５を介して外部に逃がすことができるという空気逃がしの機能も合わせ持つものである。そして、前記プレートの隣接積層部分において前記アンカー孔４５の一部が積層方向に連通するように配置されている場合には、空気逃がしの作用が容易になるという効果を奏する。
【００４２】
前記多数のアンカー孔４５を１つのプレートに対して穿設する場合に、平面視でジグザグ状に配置することで、プレートの長辺方向及び短辺方向で直線的にアンカー孔４５を同じ数だけ配置する場合に比べて、互いに隣接するアンカー孔４５の間隔を大きく採ることができ、キャビティユニット９の曲げに対する剛性の減少（低下）を小さくできる。しかも、１つのプレートにおける相隣接するアンカー孔４５どうしがプレートの平面方向に繋がっていないから、曲げモーメントに対する剛性が局部的に大きく減少（低下）せず、薄い厚さでありながら、強度の強いキャビティユニット９を得ることができる。
【００４３】
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は前記アンカー孔４５の変形例であり、例えばプレート１１〜１２を積層して接合する場合、アンカー孔４５の直径をそのプレートの片面側で大径部分４５ｂとし、他方の片面で小径部分４５ｃとするように形成しても良い。大径部分４５ｂに接着剤４６が入り込むことで接合面積を一層大きくすることができて、アンカー効果が大きくなる。また、図１４（ｃ）に示すようにアンカー孔４７がプレートＰの片面で開口する位置と他方の面に開口する位置とがずれるように穿設しても良い。さらに、アンカー孔４５、４７の平面視形状は、丸孔だけでなく、楕円状、小判型等の長円状、矩形状等の任意の形状とすることができる。前記各アンカー孔４５、４７は、金属製のプレートにエッチングにより穿設することが好ましい。
【００４４】
さらに、多数の丸孔状のアンカー孔４５を穿設する場合、アンカー孔４５の直径Ｄに対して隣接するアンカー孔４５までの距離Ｌを大きく（Ｄ＜Ｌ）したり、前記距離ＬをプレートＰの板厚さＴより大きくする（Ｔ＜Ｌ）ことにより、キャビティユニット９の曲げ剛性の減少（低下）をなるべく少なくできる。
【００４５】
前記各実施形態では、インクジェットヘッドの組み立てに適用したが、電子部品の組み立てに際しても複数枚のリードフレーム等の薄板状部品であって、液体流路が所定パターンで少なくとも片面に形成された薄板状部品が少なくとも一枚あるときの複数枚の薄板状部品の積層固定の構造に対して最適なものである。
【００４６】
【発明の作用・効果】
以上に説明したように、請求項１に記載の発明の薄板状部品の積層接着構造は、所定のパターンの液体流路が少なくとも片面に形成された少なくとも１枚の薄板状部品を含む複数枚の薄板状部品を、接着剤を介して積層接着する構造において、前記薄板状部品の少なくとも片面には、前記液体流路より外周位置の接着剤を逃がすための逃がし溝を、当該薄板状部品の長辺方向に対して直交しない方向に伸びるように凹み形成したことを特徴とするものである。
【００４７】
このように構成することにより、薄板状部品の積層接着構造物に対して、その長辺方向と直交し、且つ各プレートを板厚方向に曲げようとする方向の曲げモーメントが作用しても、各プレートにおける短辺と平行な断面で見た場合、前記逃がし溝の個所（板厚さが小さい個所）は各プレートにおける短辺の一部にしか現れないから、前記曲げモーメントに対する剛性が局部的に大きく減少（低下）せず、薄い厚さでありながら、強度の強い積層接着構造物を得ることができるという効果を奏する。
【００４８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の薄板状部品の積層接着構造において、前記逃がし溝を、前記長辺に沿う溝と、その溝と接続しその溝に対して傾斜する方向に伸びる溝とで構成したものであるから、薄板状部品の表面に塗着した接着剤の余分なものは、前記両逃がし溝に沿って逃がすことができる一方、前記曲げモーメントに対する剛性も極端に減少（低下）しないという効果を奏する。
【００４９】
他方、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の薄板状部品の積層接着構造において、前記逃がし溝を、平面視で蛇行状に形成したものであるから、この場合も、薄板状部品の表面に塗着した接着剤の余分なものは、蛇行状の逃がし溝に沿って逃がすことができる一方、蛇行状の逃がし溝は各プレートの長辺方向及び短辺方向と平行状になる部分が少ないから、複数枚のプレートを積層したものを例えば長辺方向の中途部が大きく撓むように曲げモーメントが作用しても、前記曲げモーメントに対する剛性が局部的に大きく減少（低下）せず、薄い厚さでありながら、強度の強い薄板状部品の積層接着構造を得ることができるという効果を奏する。
【００５０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の薄板状部品の積層接着構造において、前記逃がし溝に対向する各薄板状部品の面には、該逃がし溝と連通し、且つ当該薄板状部品の厚さ方向に貫通する空気逃がし孔を穿設したものであるから、薄板状部品の合わせ面（広幅面）や接着剤中に紛れ込んだ空気は、気泡となって前記合わせ面や横方向の逃がし溝及び縦方向の空気逃がし孔中の接着剤と共に移動して、薄板状部品の外に排出させることができる。
【００５１】
その結果、前記隣接する薄板状部品の合わせ面（広幅面）に層状に形成された接着剤の層によって、安定した接着兼シール層を形成することができる。また、空気逃がし孔が従来のように、各薄板状部品の端部で開口しないから、その箇所から液漏出しやすいということがない。したがって、各薄板状部品における液体流路から外部への液漏出が確実に防止できるという効果を奏する。
【００５２】
請求項５に記載の発明の薄板状部品の積層接着構造は、所定のパターンの液体流路が少なくとも片面に形成された少なくとも１枚の薄板状部品を含む複数枚の薄板状部品を、接着剤を介して積層接着する構造において、前記薄板状部品の厚さ方向に貫通するアンカー孔を複数穿設したものである。従って、１つのプレートにおける相隣接するアンカー孔どうしがプレートの平面方向に繋がっていないから、曲げモーメントに対する剛性が局部的に大きく減少（低下）せず、薄い厚さでありながら、強度の強い薄板状部品の積層接着構造を得ることができる。しかも、積層したプレートの間の接着剤の一部がアンカー孔内に入り込み、接着剤がアンカー孔の周面の少なくとも一部に接着して両プレートをつなぎ止めする力が作用する（アンカー効果という）から、プレートが対向する積層面の面積だけの接着剤による接合力以上の大きな接合作用を果たすことができる。
【００５３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の薄板状部品の積層接着構造において、前記アンカー孔をプレートの平面視において千鳥配置させたものである。従って、この場合も、プレートの長辺方向及び短辺方向で直線的にアンカー孔を同じ数だけ配置する場合に比べて、互いに隣接するアンカー孔の間隔を大きく採ることができ、薄板状部品の曲げに対する剛性の減少（低下）を小さくできる。
【００５４】
請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の薄板状部品の積層接着構造において、前記薄板状部品の隣接積層部分において前記アンカー孔の一部が積層方向に連通するように配置されているものである。この場合には、請求項５または６に記載の発明による効果に加えて、空気逃がしの作用が容易になるという効果を奏する。
【００５５】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれに記載の薄板状部品の積層接着構造において、前記薄板状部品は、複数のノズルを備えたインクジェットプリンタヘッド用のプレートであり、前記液体流路は、インク供給源から、前記各ノズルへインクを通過させるためのインク流路としたものである。従って、インクジェットプリンタヘッド用のプレートに形成されたインク流路からインクが外に漏出するという事故を確実に防止して、インクジェットプリンタヘッドの必要な性能を確保できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による圧電式インクジェットプリンタヘッドを示す分解斜視図である。
【図２】キャビティユニットの分解斜視図である。
【図３】キャビティユニットの部分的拡大分解斜視図である。
【図４】ノズル側を上にして配置した第１実施形態のキャビティユニットの部分的拡大分解斜視図である。
【図５】スペーサプレートの平面図である。
【図６】図１のＶＩ−ＶＩ線矢視で示す圧電式インクジェットプリンタヘッドの拡大断面図である。
【図７】（ａ）は第１実施形態における積層に先立つ接着剤塗布状態を示す逃がし溝、空気逃がし孔等の断面図、（ｂ）は各プレートの積層接着状態を示す断面図である。
【図８】本案のリードフレームの積層を示す斜視図である。
【図９】第２実施形態の逃がし溝を示す平面図である。
【図１０】第３実施形態の逃がし溝を示す平面図である。
【図１１】第３実施形態の逃がし溝の積層状態を示す要部平面図である。
【図１２】第４実施形態のアンカー孔を示す要部平面図である。
【図１３】（ａ）は第４実施形態における積層に先立つ接着剤塗布状態を示すアンカー孔等の断面図、（ｂ）は各プレートの積層接着状態を示す断面図、（ｃ）は積層状態におけるアンカー孔の配置を示す要部平面図である。
【図１４】アンカー孔の変形例を示し、（ａ）は積層に先立つ接着剤塗布状態を示すアンカー孔等の断面図、（ｂ）は各プレートの積層接着状態を示す断面図、（ｃ）はアンカー孔の他の変形例の断面図である。
【図１５】従来例の接着剤の逃がし溝の状態を示す平面図である。
【符号の説明】
９　　　　　キャビティユニット
１０　　　　　ノズルプレート
１１、１２　　　　　　　　マニホールドプレート
１３　　　　　スペーサプレート
１４　　　　　ベースプレート
１５　　　　　ノズル
１６　　　　　圧力室
１７　　　　　連通孔
１８　　　　　貫通孔
２０　　　　　圧電アクチュエータ
３４、３５、３７、４２、４４　　　逃がし溝
３６、４３　　　　　空気逃がし孔
３９、４６　　　　　接着剤
４５、４７　　アンカー孔[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure in which a plurality of thin plate-shaped components used for an ink jet printer head, electronic components, and the like are bonded and fixed in a laminated manner.
[0002]
[Prior art]
In the prior art on-demand type ink jet printer head, as described in JP-A-62-111758, JP-A-10-119263, JP-A-2002-96478, etc. An ink jet printer head in which an ejection pressure generating member such as a driving piezoelectric element is fixed to the back surface of a cavity unit composed of a plurality of operation plates integrally held via an adhesive, corresponding to a plurality of pressure chamber portions, respectively. Is disclosed.
[0003]
Each operating plate in the cavity unit includes a nozzle plate having a plurality of nozzles, a base plate having a pressure chamber for each nozzle, and an ink connected to an ink supply source and connected to the pressure chamber. And a manifold plate having a chamber (manifold). Each plate is a thin metal plate having a thickness of about 200 μm or less.
[0004]
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-96478, when the adhesive is applied to the wide surfaces of the base plate, the spacer plate, and the manifold plate in the cavity unit to be overlapped and joined together, an ink manifold or the like is provided on the wide surface of each plate. A release groove for the adhesive applied to the bonding surface at the outer peripheral position from the ink flow path is formed, and an air release hole for releasing air in the thickness direction of each plate facing the release groove is formed. Is disclosed.
[0005]
In the publication, as shown in FIG. 15, an ink flow passage 202 from the pressure chamber to the nozzle extends along the long side substantially at the center of the short side of the plate 201 (the illustrated plate represents a spacer plate). In addition, ink passages 203 from the manifold chamber to the pressure chamber are formed in rows on both left and right sides of the short side of the plate 210 along the long side direction. . A plurality of escape grooves 204 are formed in parallel with the long side direction of the plate 210 so as to surround the outsides of the ink flow paths 202 and 203, and a large number of escape grooves 204 are formed in parallel with the short side of each plate 201. The release groove 205 is formed to enhance the effect of releasing the adhesive and prevent the adhesive from flowing into the ink flow paths 202 and 203.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the stacked body (cavity unit) in which the respective plates are stacked receives the pressure from the actuator joined to the back side thereof, and the axis of the cavity unit (plate 201) in the long side direction for each pressure chamber has a plate thickness. It is easy to receive a bending moment that bends in the direction. Therefore, when a large number of relief grooves 205 parallel to the short side direction of the plate 201 are formed, the cross section of the release groove 1205 at a position parallel to the short side of the plate 201 becomes small. In particular, since the plate thickness is particularly reduced, the bending stiffness with respect to the bending moment in the above-described direction is reduced. There has been a problem that the plate 1201 is cracked during use for a long period of time due to the fatigue phenomenon, or the adhesive surface between the plates is peeled off, so that the ink easily leaks.
[0007]
Such a problem can occur also when assembling an electronic component having a small pattern.
[0008]
It is a technical object of the present invention to obtain a laminated and bonded (fixed) structure of thin plate-shaped components that solves such a problem.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this technical object, a laminated adhesive structure of a thin plate component according to the first aspect of the present invention includes a plurality of thin plate components including at least one thin plate component having a liquid flow path of a predetermined pattern formed on at least one surface. In a structure in which two thin plate-shaped components are laminated and bonded via an adhesive, at least one surface of the thin plate-shaped component is provided with an escape groove for allowing an adhesive at an outer peripheral position to escape from the liquid flow path, Is formed so as to extend in a direction not orthogonal to the long side direction.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the laminate bonding structure of the thin plate-shaped component according to the first aspect, the relief groove is connected to the groove along the long side, and is connected to the groove and inclined with respect to the groove. And a groove extending in the direction in which the groove extends.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the laminated adhesive structure for a thin plate component according to the first aspect, the relief groove is formed in a meandering shape in plan view.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, in the laminated bonding structure of the thin plate-like parts according to any one of the first to third aspects, a surface of each thin plate-like component facing the relief groove communicates with the relief groove. In addition, an air release hole penetrating in the thickness direction of the thin plate-shaped component is provided.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a laminated adhesive structure for a thin plate-like component, wherein a plurality of thin plate-like components including at least one thin plate-like component in which a liquid flow path of a predetermined pattern is formed on at least one side are bonded. And a plurality of anchor holes penetrating in the thickness direction of the thin plate-shaped component.
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, in the laminated adhesive structure for a thin plate component according to the fifth aspect, the anchor holes are arranged in a staggered manner in a plan view of the plate.
[0015]
According to a seventh aspect of the present invention, in the laminated adhesive structure for a thin plate component according to the fifth or sixth aspect, the anchor holes are arranged so that a part of the anchor hole communicates with the thin plate component in the laminating direction in the adjacent laminated portion. Is what is being done.
[0016]
According to an eighth aspect of the present invention, in the laminated adhesive structure of the thin plate-shaped component according to any one of the first to seventh aspects, the thin plate-shaped component is a plate for an inkjet printer head having a plurality of nozzles. The liquid flow path is an ink flow path for passing ink from an ink supply source to each of the nozzles.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 7 show a piezoelectric ink jet printer head according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, on the upper surface of a plate type piezoelectric actuator 20 joined to a metal plate cavity unit 9, a flexible flat cable 40 is overlapped and joined with an adhesive for connection with an external device. It is assumed that ink is ejected downward from a nozzle 15 opened on the lower surface side of the lowermost layer of the cavity unit 9.
[0018]
The cavity unit 9 is configured as shown in FIGS. That is, the nozzle plate 10, the two manifold plates 11, 12, the spacer plate 13, and the five thin plates of the base plate 14 are each laminated by bonding with an adhesive and laminated. Except for the nozzle plate 10 described above, each of the plates 12, 13, 14 is made of a 42% nickel alloy steel plate and has a thickness of about 50 μm to 150 μm. In the nozzle plate 10, ink jet nozzles 15 having a very small diameter (about 25 μm in the embodiment) are provided in a staggered arrangement of two rows along a first direction (long side direction) of the nozzle plate 10. Have been. That is, a number of nozzles 15 are formed in a staggered arrangement at intervals of a minute pitch P along two parallel reference lines 10a and 10b extending in the first direction of the nozzle plate 10. In the two manifold plates 11, 12, manifolds 12a, 12b as liquid passages for storing ink from an external ink supply source and then supplying ink to each pressure chamber 16, which will be described later, are provided with the nozzles. It is perforated to extend along both sides of the fifteen rows. However, the manifold 12b of the lower manifold plate 11 facing the nozzle plate 10 is formed so as to be open only above the manifold plate 12 (see FIGS. 3 and 4). The manifolds 12a and 12b are sealed by stacking the spacer plate 13 on the upper manifold plate 12. FIG. 4 is a partially cutaway perspective view of the nozzle plate 10, the manifold plates 11, 12, the spacer plate 13, and the base plate 14, each of which corresponds to the right end in FIG. FIG.
[0019]
Also, the base plate 14 has a plurality of narrow pressure chambers 16 extending in a second direction (short side direction) orthogonal to a center line along the long side (the first direction). Have been. When the longitudinal reference lines 14a and 14b are set in parallel on both left and right sides of the center line, the front end flow path 16a of the pressure chamber 16 on the left side of the center line is positioned on the right longitudinal reference line 14a. On the contrary, the front end flow paths 16a of the pressure chambers 16 on the right side of the longitudinal center line are located on the left longitudinal reference line 14b, and the front end flow paths 16a of the left and right pressure chambers 16 are alternately arranged. Therefore, the pressure chambers 16 on the left and right sides are alternately arranged so as to extend every other direction in the opposite direction.
[0020]
The tip passages 16a of the pressure chambers 16 are formed in the staggered arrangement of the nozzles 15 of the nozzle plate 10 with the ink penetrated in the staggered arrangement of the spacer plate 13 and both of the manifold plates 11, 12. They communicate with each other via communication holes 17, 17, 17 each having a small diameter as a flow path (liquid passage). On the other hand, the other end of each of the pressure chambers 16 is connected to the other end flow path 16b having a large diameter via an elongated narrow portion 16d as an ink flow path having a small cross-sectional area. The spacer plates 13 communicate with the manifolds 12a and 12b of the manifold plates 11 and 12 via through holes 18 formed as liquid passages formed at both left and right portions of the spacer plate 13. As shown in FIGS. 3 and 4, the other end flow path 16b and the elongated narrow portion 16d are formed so as to be open only on the lower surface side of the base plate 14. The diameter of the passage 16b is substantially equal to the diameter of the through hole 18. The throttle 16d has a smaller cross section than the pressure chamber 16 in order to restrict the flow of ink from the pressure chamber 16 to the manifolds 12a and 12b when the piezoelectric actuator 20 is driven.
[0021]
Further, by providing a continuous portion 16c of about half the thickness of the base plate 14 at a halfway portion in the longitudinal direction of each of the pressure chambers 16, a decrease in rigidity of the side walls of the pressure chambers 16 arranged in parallel is prevented. .
[0022]
The supply hole 19b formed at one end of the spacer plate 13 communicates with the manifold 12a, and also communicates with the supply hole 19a formed at one end of the uppermost base plate 14. A filter 29 for removing dust from the ink supplied from the ink tank above the supply hole 19a is stretched over the upper surface of the supply hole 19a.
[0023]
When these plates 11, 12, 13, and 14 are stacked, as shown in FIGS. 4 and 5, at least one surface (wide surface) of each plate has a pressure chamber 16 as the liquid flow path and a communication passage 17. A plurality of escape grooves 34 for allowing the adhesive 39 to escape is formed in a portion outside the outer periphery of the through hole 18 and the supply holes 19a and 19b so as to extend in a direction not orthogonal to the long side direction of the plate. Is formed. The other escape groove 35 is formed along the long side, and both escape grooves 34 and 35 communicate with each other at a connection portion thereof, and the escape groove 34 and the escape groove 35 are inclined with respect to each other. It is formed to extend in the direction.
[0024]
Next, a method of assembling the cavity unit 9 will be described. As shown in FIG. 8, four lead frames 100a to 100d are stacked and bonded and fixed, and each of the lead frames 100a to 100d is provided with a manifold plate as a thin plate-shaped component on which a predetermined pattern is formed. It is assumed that 11, 12, the spacer plate 13, and the base plate 14 are arranged continuously at a constant interval. That is, the base plate 14 in the above embodiment is formed on the lead frame 100d, which is the lowermost layer, so as to be arranged at regular intervals. The left and right elongated frame frames 102 are connected to the tie bar 104 at appropriate intervals. Similarly, spacer plates 13 are formed at the same intervals as above on the second-layer lead frame 100c from the bottom. Manifold plates 12 are formed at the same intervals as above on the third-layer lead frame 100b from the bottom. The other manifold plate 11 is formed on the uppermost lead frame 100a at the same interval as described above. In addition, feed holes 103a and 103b and positioning holes 105 are formed in the frame 102 of each of the lead frames 100a to 100d at appropriate intervals. The plates 11, 12, 13, and 14 are connected to the frame 102 by connecting pieces 106 having a very small width.
[0025]
When stacking these lead frames, as shown in FIG. 4, the lead frames are stacked so that they are upside down from the use state of the cavity unit 9 (the state where the ink nozzles are opened on the lower surface side). . At this time, as shown in FIG. 4, the relief grooves 34 and 35 for the adhesive formed on one surface of each of the lowermost base plate 14, the second layer spacer plate 13 and the manifold plate 12 from the bottom face upward. Are arranged as follows. FIG. 5 is a plan view showing the arrangement of the escape grooves 34 and 35 formed in the spacer plate 13, and is an example in which an annular adhesive escape groove 37 in a plan view is formed on the outer periphery of the supply hole 19b. is there.
[0026]
Also, at the same upper and lower positions on the flat surfaces of the relief grooves 34 and 35 and the plates facing the relief grooves 34 and 35, the relief grooves 34 and 35 communicate with the relief grooves 34 and 35 and penetrate through the plate thickness of the plates 13, 12, and 11. Air release holes 36, 36, 36 are formed so as to communicate with each other in the vertical direction, and at least one of the air release holes 36 formed in the uppermost manifold plate 11 or the lowermost base plate 14 is opened to the outside. ing. Preferably, the air release hole 36 formed in the lowermost base plate 14 is a recess which is about half the plate thickness and does not communicate with the lower surface side (see FIGS. 7A and 7B).
[0027]
Then, an adhesive 39 is applied in advance to the laminated surfaces of the plates of the lead frames 100a to 100d. One method of applying the adhesive 39 is to apply a thin layer of the adhesive 39 in advance on a flat surface of a jig (not shown) and align the laminated surface of the plates of the lead frames 100a to 100d with the applied surface. Thereby, for example, the adhesive 39 can be transferred to a flat convex surface other than the recesses such as the relief grooves 34 and 35, the pressure chamber 16, the other end flow path 16b, the throttle portion 16d, and the air escape hole 36 in the base plate 14. . The transfer may be performed by pressing the laminated surface of the plate against the roller surface to which the adhesive 39 is applied.
[0028]
Next, a pin is inserted into the positioning hole 105, and a pinching force or a pressing force is applied to the lowermost lead frame 100d and the uppermost lead frame 100a so as to be bonded and fixed.
[0029]
When the plurality of lead frames to which the adhesive 39 has been transferred in this manner are pressed to bond and fix the wide surfaces of the plates 11, 12, 13, and 14, the excess adhesive 39 is released from the escape grooves 34, 35. Then, the excess adhesive 39 fills the air release hole 36 as shown in FIG. 7B. At this time, air introduced into the mating surface (wide surface) of the adjacent plates 11, 12, 13, 14 and the adhesive 39 becomes bubbles, and the air escapes 34, 35 in the horizontal direction and the air in the vertical direction become air bubbles. It moves together with the adhesive 39 in the escape hole 36 and is discharged out of the plate. As a result, a stable bonding and sealing layer can be formed on the mating surface (wide surface) of the adjacent plates 11, 12, 13, and 14 with the adhesive 39 formed in a layer shape containing no air bubbles.
[0030]
The connecting piece 106 is cut from the lead frames 100a to 100d bonded and fixed as described above, and the integrated cavity unit 9 is removed. In the cavity unit 9, the ink flowing into the manifolds 12a and 12b from the supply holes 19a and 19b formed in one end of the base plate 14 and the spacer plate 13 passes through the through holes 18 from the manifold 12a. After being distributed into each of the pressure chambers 16, the pressure chambers 16 reach the nozzles 15 corresponding to the pressure chambers 16 through the communication holes 17, 17, 17.
[0031]
On the other hand, as shown in FIG. 1 and FIG. 5, the piezoelectric actuator 20 has a structure in which a plurality of piezoelectric sheets 21 are laminated, and has a thickness of one sheet as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-34,853. The lowermost piezoelectric sheet of each piezoelectric sheet 21 having a thickness of about 30 μm and the upper surface (wide surface) of the odd-numbered piezoelectric sheet counted upward from each of the positions corresponding to each pressure chamber 16 in the cavity unit 9. The narrow individual electrodes (not shown) are formed in a row along a first direction (long side direction), and each individual electrode is formed along a second direction orthogonal to the first direction. Each piezoelectric sheet extends to the vicinity of the long edge. A common electrode (not shown) common to the plurality of pressure chambers 16 is formed on the upper surface (wide surface) of the even-numbered lowermost piezoelectric sheet. The surface electrode 30 electrically connected to each of the individual electrodes and the surface electrode 31 electrically connected to each of the common electrodes are arranged along the edge of the long side. (See FIG. 1).
[0032]
Then, an adhesive sheet 41 made of an ink-impermeable synthetic resin material as an adhesive layer is applied in advance to the entire lower surface (the wide surface facing the pressure chamber 16) of the plate-type piezoelectric actuator 20 having such a configuration. Then, the piezoelectric actuator 20 is adhered and fixed to the cavity unit 9 with its individual electrodes corresponding to each of the pressure chambers 16 in the cavity unit 9 (see FIG. 6). The flexible flat cable 40 is overlaid and pressed on the upper surface of the piezoelectric actuator 20, so that various wiring patterns (not shown) of the flexible flat cable 40 are applied to the surface electrodes 30, 31. Electrically connected to
[0033]
In this configuration, by applying a voltage between any of the individual electrodes of the piezoelectric actuator 20 and the common electrode, a portion of the piezoelectric sheet 21 where the voltage is applied to the individual electrode is piezoelectrically applied. Distortion occurs in the laminating direction, and the internal volume of the pressure chamber 16 corresponding to each of the individual electrodes is reduced by the distortion, whereby the ink in the pressure chamber 16 is ejected from the nozzle 15 in the form of droplets. Thus, predetermined printing is performed (see FIG. 6).
[0034]
Since the escape grooves 34 and 35 of the adhesive in each of the plates 11 to 14 of the cavity unit 9 extend in a direction not orthogonal to the long sides of each of the plates, the pressing force from the actuator 20 Even when a bending moment is applied to the cavity unit 9 in a direction orthogonal to the long side direction and in a direction in which each plate is bent in the thickness direction, when viewed in a cross section parallel to the short side of each plate. Since the relief grooves 34 and 35 (where the plate thickness is small) appear only on a part of the short side of each plate, the rigidity against the bending moment does not locally decrease (decrease) locally and is thin. The cavity unit 9 having high strength can be obtained despite its thickness.
[0035]
FIG. 9 shows a plan view of the relief groove 42 of the second embodiment. In this embodiment, each relief groove 42 is formed by half-etching on one surface of each of the plates 11 to 14 in a meandering shape in plan view, and FIG. The case where the meandering escape groove 42 of the book is provided is shown. Air release holes 43 penetrating in the thickness direction of the spacer plate 13 are provided at appropriate places of the release grooves 42. Since other configurations of the spacer plate 13 are the same as those of the first embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted.
[0036]
Since the relief groove 42 of the second embodiment has few portions parallel to the long side direction and the short side direction of each plate, the cavity unit 9 in which the plurality of plates 11 to 14 are stacked is placed, for example, in the middle of the long side direction. Even if the bending moment acts so that the portion is largely bent, the rigidity with respect to the bending moment does not locally decrease (decrease) locally, and the cavity unit 9 having a small thickness and a high strength can be obtained.
[0037]
FIGS. 10 and 11 show the plan view shapes of the relief grooves 44 of the third embodiment. Each relief groove 44 is formed on one surface of each of the plates 11 to 14 in the long side direction and the short side direction of each plate in plan view. It is formed so as to extend in an inclined direction (direction not orthogonal) and formed by half etching. FIG. 10 shows a case where a plurality of escape grooves 44 are formed on one surface of the spacer plate 13 in such a manner that the inclination direction of the escape grooves 44 is alternately opposite to the longitudinal direction of the plate. . Although not shown, an air release hole may be provided at an appropriate location of each release groove 44 in the thickness direction of the plate. In addition, when a plurality of plates are stacked as shown in FIG. 11, the escape holes 44 are formed at positions shifted so that the escape holes 44 formed in the adjacent plates are not completely overlapped in plan view. It is desirable to do. Since other configurations of the spacer plate 13 are the same as those of the first embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted.
[0038]
The direction in which the relief groove 44 of the third embodiment extends is not parallel to the long side direction and the short side direction of each plate, and the relief groove 44 is not parallel to only one direction as a whole. Even if a bending moment acts on the cavity unit 9 in which a plurality of plates 11 to 14 are stacked, for example, such that a middle part in the long side direction is largely bent, the rigidity with respect to the bending moment does not significantly decrease (decrease) locally. Thus, the cavity unit 9 having a small thickness and a high strength can be obtained.
[0039]
FIGS. 12 and 13A to 13C show an embodiment (fourth embodiment) in which a plurality of anchor holes 45 penetrating in the thickness direction of each plate are provided. The shape of the anchor hole 45 in plan view is a round hole. FIG. 12 shows a spacer plate 13 in which a large number of anchor holes 45 are arranged in a staggered arrangement (zigzag shape) in plan view. Further, when a plurality of plates are stacked as shown in FIG. 13 (c), the anchor holes 45 formed in adjacent stacked plates are shifted so that they do not completely overlap in plan view. 45 is desirably formed.
[0040]
Since other configurations of the spacer plate 13 are the same as those of the first embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals, and detailed description will be omitted.
[0041]
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 13A, an adhesive 46 is applied in advance to one surface of each of the plates 11 to 12, and then the positions of the plurality of plates 11 to 13 stacked vertically are adjusted. As shown in FIG. 13 (b), when the layers are bonded and laminated via the adhesive 46 by pressing, an extra adhesive 46 enters into each anchor hole 45, and the adhesive 46 at least covers the peripheral surface of the anchor hole 45. Since a force acts to bond the two plates together by adhering to the portion 45a (referred to as an anchor effect), it is possible to achieve a larger joining effect than the joining force of the adhesive only for the area of the laminated surface where the plates face each other. Further, since the anchor holes 45 penetrate in the thickness direction of the respective plates, when the respective plates are joined with the adhesive 46, the air accumulated in the stacking surface and the anchor holes 45 is passed through the anchor holes 45. It also has the function of air release that can be released outside. And when the part of the said anchor hole 45 is arrange | positioned so that it may communicate in the lamination direction in the adjacent lamination | stacking part of the said plate, there exists an effect that the effect | action of an air escape becomes easy.
[0042]
When a large number of the anchor holes 45 are formed in one plate, by arranging them in a zigzag shape in a plan view, the same number of the anchor holes 45 are linearly formed in the long side direction and the short side direction of the plate. As compared with the case of disposing, the distance between the anchor holes 45 adjacent to each other can be made large, and the decrease (decrease) in the rigidity of the cavity unit 9 against bending can be reduced. Moreover, since the adjacent anchor holes 45 in one plate are not connected to each other in the plane direction of the plate, the rigidity against the bending moment does not locally decrease (decrease) locally, and the strength is high despite the thin thickness. The cavity unit 9 can be obtained.
[0043]
FIGS. 14A and 14B are modifications of the anchor hole 45. For example, when the plates 11 to 12 are stacked and joined, the diameter of the anchor hole 45 is changed to a large diameter portion on one side of the plate. 45b, and the other side may be formed as a small diameter portion 45c. When the adhesive 46 enters the large-diameter portion 45b, the bonding area can be further increased, and the anchor effect is increased. Further, as shown in FIG. 14 (c), the hole may be formed so that the position where the anchor hole 47 opens on one surface of the plate P and the position where the anchor hole 47 opens on the other surface are shifted. Further, the planar shape of the anchor holes 45 and 47 can be not only a round hole but also an arbitrary shape such as an elliptical shape, an oval shape such as an oval shape, and a rectangular shape. The anchor holes 45 and 47 are preferably formed by etching a metal plate.
[0044]
Further, when a large number of round hole-shaped anchor holes 45 are formed, the distance L to the adjacent anchor hole 45 with respect to the diameter D of the anchor hole 45 is increased (D <L), or the distance L is set to a plate. By making the thickness P larger than the plate thickness T (T <L), it is possible to reduce (decrease) the bending rigidity of the cavity unit 9 as much as possible.
[0045]
In the above embodiments, the present invention is applied to the assembly of the ink jet head. This is most suitable for a structure for laminating and fixing a plurality of thin plate-shaped components when there is at least one component.
[0046]
[Action and Effect of the Invention]
As described above, the laminated adhesive structure of the thin plate component according to the first aspect of the present invention includes a plurality of thin plate components including at least one thin plate component in which a liquid flow path of a predetermined pattern is formed on at least one surface. In the structure in which the thin plate-shaped components are laminated and bonded via an adhesive, at least one surface of the thin plate-shaped component is provided with an escape groove for allowing the adhesive at an outer peripheral position to escape from the liquid flow path, and The dent is formed so as to extend in a direction not orthogonal to the side direction.
[0047]
With this configuration, the laminated adhesive structure of the thin plate-shaped component, even if a bending moment acts in a direction perpendicular to the long side direction and in a direction of bending each plate in the plate thickness direction, When viewed in a cross section parallel to the short side of each plate, the location of the relief groove (where the plate thickness is small) appears only on a part of the short side of each plate. However, there is an effect that a laminated adhesive structure having a high strength can be obtained even though the thickness is small without being greatly reduced (decreased).
[0048]
According to a second aspect of the present invention, in the laminate bonding structure of the thin plate-shaped component according to the first aspect, the relief groove is formed along the long side and a direction in which the relief groove is connected to the groove and inclined with respect to the groove. Since the adhesive is applied to the surface of the thin plate-like part, excess adhesive can be released along the two relief grooves, while the rigidity against the bending moment is extremely high. This has the effect of not decreasing (decreasing).
[0049]
On the other hand, according to a third aspect of the present invention, in the laminated adhesive structure of the thin plate-shaped component according to the first aspect, the relief groove is formed in a meandering shape in a plan view. Excess adhesive applied to the surface of the component can escape along the meandering escape groove, while the meandering escape groove becomes parallel to the long side direction and short side direction of each plate. Since the number of parts is small, even if a bending moment is applied to a laminate of a plurality of plates so that, for example, the middle part in the long side direction is largely bent, the rigidity against the bending moment does not locally decrease (decrease) locally. An effect is obtained that a laminated adhesive structure of thin plate-like components having a high strength can be obtained despite its small thickness.
[0050]
According to a fourth aspect of the present invention, in the laminated adhesive structure for a thin plate component according to any one of the first to third aspects, a surface of each thin plate component facing the relief groove communicates with the relief groove. In addition, since air escape holes are formed in the thickness direction of the thin plate-shaped component, air escaping into the mating surface (wide surface) of the thin plate-shaped component or the adhesive becomes bubbles. It moves together with the adhesive in the mating surface, the lateral escape groove and the vertical air escape hole, and can be discharged out of the sheet-like part.
[0051]
As a result, a stable bonding and sealing layer can be formed by the layer of the adhesive layered on the mating surface (wide surface) of the adjacent thin plate-shaped components. Further, unlike the conventional case, the air escape hole does not open at the end of each thin plate-shaped part, so that the liquid does not easily leak from the location. Therefore, there is an effect that the liquid can be reliably prevented from leaking out of the liquid flow path in each of the thin plate-shaped components.
[0052]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a laminated adhesive structure for a thin plate-like component, wherein a plurality of thin plate-like components including at least one thin plate-like component having a liquid flow path of a predetermined pattern formed on at least one surface are bonded to an adhesive. And a plurality of anchor holes penetrating in a thickness direction of the thin plate-shaped component. Therefore, since adjacent anchor holes in one plate are not connected to each other in the plane direction of the plate, the rigidity with respect to the bending moment does not locally decrease (decrease) locally. Thus, it is possible to obtain a laminated adhesive structure of the component. In addition, a part of the adhesive between the stacked plates enters the anchor hole, and the adhesive adheres to at least a part of the peripheral surface of the anchor hole to exert a force for fastening the two plates (an effect called an anchor effect). ), It is possible to achieve a larger bonding effect than the bonding force of the adhesive only for the area of the laminated surface facing the plate.
[0053]
According to a sixth aspect of the present invention, in the laminated adhesive structure for a thin plate component according to the fifth aspect, the anchor holes are arranged in a staggered manner in a plan view of the plate. Therefore, also in this case, the interval between the adjacent anchor holes can be made larger than that in a case where the same number of anchor holes are linearly arranged in the long side direction and the short side direction of the plate. A decrease (decrease) in rigidity against bending can be reduced.
[0054]
According to a seventh aspect of the present invention, in the laminated adhesive structure for a thin plate component according to the fifth or sixth aspect, the anchor holes are arranged so that a part of the anchor hole communicates with the thin plate component in the laminating direction in the adjacent laminated portion. Is what is being done. In this case, in addition to the effect according to the fifth or sixth aspect of the present invention, an effect of facilitating the operation of air release is exhibited.
[0055]
According to an eighth aspect of the present invention, in the laminate bonding structure of the thin plate-shaped component according to any one of the first to seventh aspects, the thin plate-shaped component is a plate for an inkjet printer head having a plurality of nozzles. Wherein the liquid flow path is an ink flow path for passing ink from an ink supply source to each of the nozzles. Therefore, it is possible to reliably prevent an accident that the ink leaks out from the ink flow path formed in the plate for the ink jet printer head, and to secure the necessary performance of the ink jet printer head.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a piezoelectric inkjet printer head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a cavity unit.
FIG. 3 is a partially enlarged exploded perspective view of a cavity unit.
FIG. 4 is a partially enlarged exploded perspective view of the cavity unit of the first embodiment arranged with the nozzle side facing upward.
FIG. 5 is a plan view of a spacer plate.
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of the piezoelectric inkjet printer head taken along line VI-VI of FIG.
FIG. 7A is a cross-sectional view of a relief groove, an air release hole and the like showing an adhesive application state prior to lamination in the first embodiment, and FIG. 7B is a cross-sectional view showing a lamination adhesion state of each plate.
FIG. 8 is a perspective view showing a stack of lead frames according to the present invention.
FIG. 9 is a plan view showing a relief groove according to the second embodiment.
FIG. 10 is a plan view showing a relief groove according to a third embodiment.
FIG. 11 is a main part plan view showing a state in which relief grooves are stacked in the third embodiment.
FIG. 12 is a main part plan view showing an anchor hole of a fourth embodiment.
13A is a cross-sectional view of an anchor hole and the like showing a state of adhesive application prior to lamination in the fourth embodiment, FIG. 13B is a cross-sectional view showing a lamination state of each plate, and FIG. 13C is a lamination state It is a principal part top view which shows the arrangement | positioning of the anchor hole in.
14A and 14B show a modification of the anchor hole, in which FIG. 14A is a cross-sectional view of an anchor hole and the like showing an adhesive applied state prior to lamination, FIG. 14B is a cross-sectional view showing a laminated adhesion state of each plate, and FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view of another modified example of the anchor hole.
FIG. 15 is a plan view showing a state of an adhesive escape groove of a conventional example.
[Explanation of symbols]
9 Cavity unit
10 Nozzle plate
11, 12 Manifold plate
13 Spacer plate
14 Base plate
15 nozzles
16 pressure chamber
17 Communication hole
18 Through hole
20 Piezoelectric actuator
34, 35, 37, 42, 44 Escape groove
36, 43 Air escape hole
39, 46 Adhesive
45, 47 Anchor hole

Claims

In a structure in which a plurality of thin plate-like components including at least one thin plate-like component in which a liquid flow path of a predetermined pattern is formed on at least one surface are laminated and bonded via an adhesive,
On at least one surface of the thin plate-shaped part, an escape groove for allowing the adhesive at the outer peripheral position to escape from the liquid flow path is formed so as to be recessed so as to extend in a direction not orthogonal to the long side direction of the thin plate part. A laminated adhesive structure for thin plate-shaped components.

The lamination bonding of the thin plate-shaped component according to claim 1, wherein the relief groove is formed by a groove along the long side and a groove connected to the groove and extending in a direction inclined with respect to the groove. Construction.

The laminated adhesive structure for a thin plate-shaped component according to claim 1, wherein the relief groove is formed in a meandering shape in plan view.

An air release hole is formed in a surface of each of the sheet-like parts facing the escape groove, and an air escape hole is formed in the thickness direction of the sheet-like part so as to communicate with the escape groove. 3. The laminated adhesive structure for a thin plate-shaped component according to any one of 3.

In a structure in which a plurality of thin plate-like components including at least one thin plate-like component in which a liquid flow path of a predetermined pattern is formed on at least one surface are laminated and bonded via an adhesive,
A laminated adhesive structure for a thin plate-like component, wherein a plurality of anchor holes penetrating in the thickness direction of the thin plate-like component are formed.

The laminated adhesive structure for a thin plate-shaped component according to claim 5, wherein the anchor holes are arranged in a staggered manner in a plan view of the plate.

The laminated adhesive structure for a thin plate component according to claim 5 or 6, wherein a part of the anchor hole is arranged so as to communicate in a laminating direction in an adjacent lamination portion of the thin plate component.

The thin plate-shaped part is a plate for an inkjet printer head having a plurality of nozzles, and the liquid flow path is an ink flow path for passing ink from an ink supply source to each of the nozzles. The laminated adhesive structure for a thin plate-shaped component according to any one of claims 1 to 7.