JP2004249611A - Manufacturing method for inkjet printer head - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット方式のプリンタ装置に用いられるインクジェットプリンタヘッドの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェットプリンタヘッドに備えられるインク吐出機構として、電圧印加によってせん断変形(シェアモード)を生じる圧電体であって、この圧電体に構成するインク流路の体積を変化させインクを塗布する技術が、[特許公報1]あるいは[特許公報2]等に開示されている。
【0003】
【特許公報1】
特開昭63−252750号公報
【0004】
【特許公報2】
特開2000−296618号公報
ここに記載されるシェアモード型のインクジェットプリンタヘッドは、以下に述べるような製造工程を経て得られる。
【0005】
極性の異なるチタン酸ジルコン酸鉛(PZT:Pb(ZrxTil−x)O3 )を互いに貼り合せた無極性PZT基板に、埋め込み用の溝を形成する。上記溝に接着剤を塗布して分極性圧電体を埋め込み固定する。
【0006】
そして、分極性圧電体と無極性PZT基板一部に亘って、ダイシング装置で細溝からなるインク流路を設け、さらにインク流路に沿ってメッキ加工による電気配線を形成する。
【0007】
上記分極性圧電体と無極性PZT基板上に、窓枠状に加工した無極性PZT枠である天板枠を接着する。そのあと、天板枠と分極性圧電体および無極性PZT基板を切断し左右に分割する。これらの切断面にポリイミド(PI)シート材からなるノズルプレートを接着し、インク吐出用のオリフィス孔を開口する。
【0008】
インク供給口体を備えたPZT板を天板枠上面に接着して、天板枠の上面開口部を閉成し内部空間をインク室となす。ノズルプレートに保護部品を貼付け、駆動用ICを搭載したフレキシブル基板を電気配線に接続し、インク供給用チューブを介してインク供給口体とインクタンクを接続することにより完成する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来構造のインクジェットプリンタヘッドでは、インク室を形成するのに、インク流路および電気配線を形成したPZT基板と分極性圧電体に天板枠を接着する方式をもって構成していた。
【0010】
したがって、接着工程が必要で手間がかかり作業性が悪く、コストに悪影響を与えている。実際の使用にあたって、接着剤とPZT基板および分極性圧電体との熱膨張係数の相違に起因する内部応力の発生と、それにともなうヘッドの変形の虞れが大であり、最終歩留りの低下などの問題が生じている。
【0011】
本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、接着工程の大幅削減化を図ることにより、製造コストの低減化が得られ、かつ内部応力の発生を抑えて変形の防止を図り、信頼性の向上を得られるインクジェットプリンタヘッドの製造方法を提供しようとするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明のインクジェットプリンタヘッドの製造方法は、平板状の無極性圧電体基板上面を切削加工して凹面を形成する第1の工程と、この無極性圧電体基板の上面をさらに切削加工して無極性圧電体基板上面の離間対向する位置に突部を形成する第2の工程と、対向する突部およびこれら突部相互間の凹面に亘って溝を設ける第3の工程と、溝に接着剤を塗布したうえで分極性圧電体を埋め込み分極性圧電体を溝に貼着する第4の工程と、分極性圧電体に互いに所定の間隔を存して並行に細溝からなるインク流路を設ける第5の工程と、これらインク流路を介して分極性圧電体および無極性圧電体基板の凹部面に亘ってメッキを施し電気配線を形成する第6の工程と、分極性圧電体および無極性圧電体基板を左右に分割する第7の工程と、これら分極性圧電体と無極性圧電体基板の分割面に接着剤を塗布してノズルプレートを貼着する第8の工程と、ノズルプレートにインク流路の位置に対応してオリフィス孔を設ける第9の工程と、分極性圧電体と無極性圧電体基板の突部上面および側面に亘って接着剤を塗布し塗布面に断面L字状に形成されインク供給口体を備えた天板蓋を貼着してこれら部材で囲まれた空間部をインク室となす第10の工程とを具備する。
【0013】
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明のインクジェットプリンタヘッドの製造方法は、焼成加工により予め凹部と凹部周囲に沿って枠部が形成された無極性圧電体基板に対して枠部上面と凹部底面に亘って溝を設ける第1の工程と、溝に接着剤を塗布したうえで分極性圧電体を埋め込みこの分極性圧電体を無極性圧電体基板溝に貼着する第2の工程と、分極性圧電体に互いに所定の間隔を存して並行に細溝からなるインク流路を設ける第3の工程と、これらインク流路を介して分極性圧電体および無極性圧電体基板の凹部面に亘ってメッキを施し電気配線を形成する第4の工程と、分極性圧電体および無極性圧電体基板を左右に分割する第5の工程と、これら分極性圧電体と無極性圧電体基板の分割面に接着剤を塗布してノズルプレートを貼着する第6の工程と、ノズルプレートにインク流路の位置に対応してオリフィス孔を設ける第7の工程と、分極性圧電体上面と無極性圧電体基板の突部上面および側面に亘って接着剤を塗布して平板状に形成されインク供給口体を備えた天板蓋を貼着しこれら部材で囲まれた空間部をインク室となす第8の工程とを具備する。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
【0015】
図1は、本発明の第1の実施の形態における完成したインクジェットプリンタヘッドの斜視図であり、図2(A)〜(C)はインクジェットプリンタヘッドの製造工程を順に示す斜視図であり、図3(A)〜(G)は図2(C)に引き続いてインクジェットプリンタヘッドの製造工程を順に示す斜視図である。
【0016】
上記インクジェットプリンタヘッドは、電極をもたない無極性圧電体基板たとえばPZTで形成されている基板1の上面一部が、断面略L字状の天板蓋3で覆われている。天板蓋3の上面部にはインク供給口体2が設けられる。
【0017】
上記PZT基板1の一側面には分極性圧電体5が嵌め込まれ、さらにこの表面にノズルプレート6が取付けられる。これらPZT基板1と、天板蓋3と、分極性圧電体5およびノズルプレート6で囲まれる内部には、後述するようにインク流路と、分極性圧電体5で形成されたインク流路壁面を圧電効果で変形させるために電圧を印加する電気配線と、インク室を形成する壁面を有している。
【0018】
上記ノズルプレート6は、たとえばポリイミド製であり、インクを吐出するためのオリフィス孔7が所定間隔を存して一列に設けられている。また、ノズルプレート6と、天板蓋3と、インク供給口体2は、それぞれ熱硬化性エポキシ接着剤を用いて貼着されている。
【0019】
ここで使用する上記熱硬化性エポキシ接着剤は、1液式と2液式のいずれを用いてもよいが、ノズルプレート6の貼着に用いる接着剤は塗布厚さを3μm以下に制御する必要がある。
【0020】
つぎに、インクジェットプリンタヘッドの製造工程を順に説明する。
図2(A)に示すように、極性が付与されていない無極性圧電体基板であるPZT基板1を用意する。このPZT基板1は、板厚が約5mm程度の矩形状の平坦な板体であって、これをたとえばダイシング装置に搬入する。
【0021】
図2(B)に示すように、第1の工程として、ダイシング装置でPZT基板1の上面を両側部を残して切削加工し、PZT基板1上面を凹状に形成する。この凹面1Aは、上述したインク室を形成するために設けられる。
【0022】
図2(C)に示すように、第2の工程として、ダイシング装置による切削方向を90°変更して、PZT基板1上面の残された両側部の凸部の一端部と他端部および中央部を凹面1Aと同じ深さ寸法で切削し、凹面1Aと同一平面となす。PZT基板1上面には左右両側に離間して2個づつの、合計4個の突部aが設けられる。
【0023】
さらに、第3の工程として、左右の突部a間に亘って凹面1Aよりも深い位置になるような深さの溝8を設けて、突部aを前後に分割している。したがって、PZT基板1の上面には合計8個の突部aが形成されることになる。
【0024】
上記凹面1Aは配線を引き出し、かつこの配線と駆動用ICを搭載したフレキシブル基板とを接続する空間を確保するために形成される。したがって、上記凹面1Aは、配線幅、配線本数もしくは駆動用ICを搭載したフレキシブル基板の幅寸法の設定によっては、省略することは可能である。
【0025】
図3(A)に示すように、第4の工程として、上記溝8に接着剤を塗布してから、極性を付与した分極性圧電体5を埋め込み接着固定する。溝8から凹面1Aにはみ出た接着剤部分およびPZT基板1と分極性圧電体5との段差部分を研磨装置を用いて研磨し、同一平面に均す。
【0026】
図3(B)に示すように、第5の工程として、それぞれの分極性圧電体5に対して、インク流路11を形成する。このインク流路11は、分極性圧電体5の上面から凹面1A方向に刻設される所定深さの多数条の細溝であり、分極性圧電体5の長さ方向に微小の間隔を存して並列配置している。インク流路11の加工にあたって、たとえばダイシング装置が用いられる。
【0027】
図3(C)に示すように、第6の工程として、PZT基板1にたとえばメッキ法により電気配線12を形成する。この電気配線12で上記分極性圧電体5をシュアモード変形させ、インク吐出用の電圧を印加するようになっている。
【0028】
電気配線12は、無電解Niメッキ加工により通電層を形成し、この通電層の上にさらに電解Auメッキ加工を施すことによって得られているが、インク流路11内の金属膜が均一の厚さで、異常成長による短絡を起さない限りにおいて、配線金属の種類および形成方法は限定されない。
【0029】
図3(D)に示すように、第7の工程として、ダイシング装置を用いてPZT基板1を分割する。分割位置は、分極性圧電体5を長手方向に沿って二分割する位置および、一対の分極性圧電体5から等距離離間した凹面1A上の中央部位置であり、PZT基板1は4分割される。これら分割体Sがそれぞれインクジェットプリンタヘッドとなる。
【0030】
図3(E)に示すように、第8の工程として、各分割体Sにおける分極性圧電体5が分割された際に生成された表面に接着剤を塗布して、たとえばポリイミド製のノズルプレート(図にハッチングで示す)6を貼り付ける。
【0031】
図3(F)に示すように、第9の工程として、貼り付けたノズルプレート6に対し、インク吐出口となる複数のオリフィス孔7を設ける。これらオリフィス孔7の位置は、上記分極性圧電体5に形成したインク流路11の位置と対応し、連通する。直径が極めて小さい孔であるため、たとえばレーザ光加工により開孔する。
【0032】
ついで、第10の工程として、インク供給口体2を有する天板蓋3をPZT基板1と分極性圧電体5に亘って接着する。上記天板蓋3は水平面部3aと垂直面部3bとが一体形成されてなり、断面L字状に形成される。
【0033】
天板蓋3の水平面部3aは、分割体Sの長手方向と同一の長さで、かつ分割された分極性圧電体5とPZT基板1の上面に突出する突部a幅寸法と同一に設定されている。また、天板蓋3の垂直面部3bは突部aの高さ寸法と同一に設定されている。
【0034】
天板蓋3の接着にあたって、PZT基板1の突部a上面と側面および分極性圧電体5の分割上面、もしくは天板蓋3の裏面に接着剤を塗布する。接着剤の塗布は、たとえばディスペンサ方式を用いる。
【0035】
図3(G)は、天板蓋3をPZT基板1と分極性圧電体5に接着した状態を示していて、これら天板蓋3とPZT基板1および分極性圧電体5で囲撓される空間部が上記インク室となる。
【0036】
そして、ここでは図示しないが、上記電気配線12に駆動用ICを搭載したフレキシブル基板を接続し、ノズルプレート6に金属製の保護部品を取付け、インク供給用チューブを介してインク供給口体2とインクタンクを接続することにより、インクジェットプリンタヘッドが完成する。
【0037】
このようなインクジェットプリンタヘッド構造を採用することにより、接着剤層の数が従来構造のものに比べて減少する。そのため、接着剤とPZT基板1および分割性圧電体5との熱膨張係数の違いに起因する内部応力の発生と、それにともなうインクジェットヘッドの変形を抑制することができる。
【0038】
工程が減少するので、インクジェットプリンタヘッドの最終歩留りを向上させることができ、従来のインクジェットプリンタヘッドの製造工程と比較して容易になる。
【0039】
また、PZT基板1にインク室を形成するため凹面1Aを設け、断面L字状とした天板蓋3を掛止して接着固定するようにしたので、天板蓋3の位置決め精度を低下でき、天板蓋3の位置決めに起因する不良を確実に回避する。
【0040】
そして、インクジェットプリンタヘッドを構成する部材点数の減少による重量軽減化にともない、印刷時におけるプリンタヘッドの移動を軽減でき、印刷速度の向上に寄与する。
【0041】
なお、上述の第1の実施の形態では、上記PZT基板1を切削加工して凹面1Aを形成するようにしたので、天板蓋3はインク供給口体2を備えた水平面部3aと、この水平面部3aの一側縁に沿って垂直に形成される垂直面部3bとから形成され複雑となる。
【0042】
接着剤の塗布は、互いに直角をなす2つの面、すなわちインク供給口体2を有する水平面部3aと有さない垂直面部3bの2面に塗布を行う必要がある。ディスペンサを使用する方式では、互いに直角をなす2面に塗布を行うので手間がかかってしまう。
【0043】
そこで、本発明の第2の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
第2の実施の形態は図4〜図6に示していて、図4は完成した状態のインクジェットプリンタヘッドの斜視図、図5(A)〜(C)はインクジェットプリンタヘッドの製造工程を順に説明する図、図6(A)〜(G)は図5(C)に引き続いてインクジェットプリンタヘッドの製造工程を順に説明する図である。
【0044】
図4に示すように、上記インクジェットプリンタヘッドは、無極性圧電体基板であるPZT基板20の上面一部が、インク供給口体21を備えた平板状の天板蓋22で覆われている。
【0045】
上記PZT基板20の一側面に分極性圧電体23が嵌め込まれ、さらにこの表面に複数のインク吐出口であるオリフィス孔24を備えたノズルプレート25が取付けられている。
【0046】
これらPZT基板20と、天板蓋22と、分極性圧電体23およびノズルプレート25で囲まれる内部には、後述するようにインク流路と、分極性圧電体23で形成されたインク流路壁面を圧電効果で変形させるために電圧を印加する電気配線と、インク室を形成する壁面を有している。
【0047】
上記ノズルプレート25は、たとえばポリイミド製であり、上記オリフィス孔24が所定間隔を存して一列に設けられている。また、ノズルプレート25と、天板蓋22と、インク供給口体21は、それぞれ熱硬化性エポキシ接着剤を用いて接着されている。
【0048】
つぎに、インクジェットプリンタヘッドの製造工程を順に説明する。
図5(A)に示すように、極性が付与されていない無極性圧電体基板であるPZT基板20を用意する。このPZT基板20は、板厚が約5mm程度の矩形状の板体であって、焼成前に上面に2つの凹部26を形成しておき、それから焼成する。これら凹部26の周囲は枠部27となる。
【0049】
図5(B)に示すように、第1の工程として、ダイシング装置でそれぞれの凹部26の略中央部分を切削加工して溝28を形成する。これら溝28は、PZT基板20の枠部27上面および凹部26底面に亘って設けられる。
【0050】
図5(C)に示すように、第2の工程として、上記溝28に接着剤を塗布してから、極性を付与した分極性圧電体23を埋め込み接着固定する。溝28からはみ出た接着剤部分およびPZT基板20と分極性圧電体23の段差部分を研磨装置で研磨して同一平面に均す。
【0051】
図6(A)に示すように、第3の工程として、それぞれの凹部26内に突出する分極性圧電体23に対して、インク流路29を形成する。このインク流路29は、分極性圧電体23の上面に微小の間隔を存して並行して設けられる細溝状であり、その加工にあたってたとえばダイシング装置が用いられる。
【0052】
図6(B)に示すように、第4の工程として、PZT基板20にたとえばメッキ法により電気配線30を形成する。この電気配線30は、それぞれの分極性圧電体23に対応して設けられ、PZT基板20の両側縁から凹部26の側面部と底面部を介して上記分極性圧電体23に設けられるインク流路29と対向し、かつインク流路相互間にかけてメッキ加工される。
【0053】
図6(C)に示すように、第5の工程として、ダイシング装置を用いてPZT基板20を分割する。分割位置は、上記分極性圧電体23に沿って、分極性圧電体23を左右に二分割する位置と、凹部26相互間の中央部位置であり、これらの分割体Nがそれぞれインクジェットプリンタヘッドとなる。
【0054】
図6(D)に示すように、第6の工程として、各分割体Nにおける分極性圧電体23の分割面に接着剤を塗布して、たとえばポリイミド製のノズルプレート(図にハッチングで示す)25を貼り付ける。
【0055】
図6(E)に示すように、第7の工程として、ノズルプレート25にインク流路29の位置に対応して複数のオリフィス孔24を設ける。これらオリフィス孔29はインク吐出口となる直径の極めて小さい孔であるため、たとえばレーザ光加工により開孔する。
【0056】
ついで、第8の工程として、インク供給口体21を有する天板蓋22をPZT基板20と分極性圧電体23上面に亘って接着する。天板蓋22は平板状に形成されていて、凹部26の上面開口を閉成する。これら天板蓋22とPZT基板20および分極性圧電体23で囲撓される空間部が上記インク室となる。
【0057】
そして、ここでは図示しないが、上記電気配線30に駆動用ICを搭載したフレキシブル基板を接続し、ノズルプレート25に対して金属製の保護部品を取付け、インク供給用チューブを介してインク供給口体21とインクタンクを接続することにより、インクジェットプリンタヘッドが完成する。
【0058】
このインクジェットプリンタヘッドであれば、接着剤層の数が第1の実施の形態よりもさらに減少する。そのため、接着剤と圧電体基板との熱膨張係数の違いに起因する内部応力の発生と、それにともなうインクジェットヘッドの変形を抑制できることは第1の実施の形態以上となる。
【0059】
なお、この第2の実施の形態の場合は、第1の実施の形態と比較してPZT基板にインク室を形成するための凹面を切削加工する工程を省くことができるが、その一方で、電気配線30を凹部26の側面部および底面部に設ける必要がある。
【0060】
ここでは、液体レジストのスプレー塗布を用いてレジストパターニングを行い、PZT基板20上でレジストパターンが開口した部分に無電解メッキで通電層を形成した後、電解メッキを行うことで電気配線30を形成できる。
【0061】
このように、PZT基板20の焼成時に凹部26を形成する方式では、上記天板蓋22の形状を単なる板状にできて部材加工のコストが低減する。そして、天板蓋22の接着面が一面ですむため、接着剤の塗布が簡単になって、接着不良が発生し難いことで有利である。
【0062】
また、凹部26を焼成で形成する場合、天板蓋側に焼成で凹部を形成し、PZT基板20側は平板状とする方法が考えられる。この場合、従来のように天板枠を天板蓋に接着する工程が省かれるという利点のほか、接着剤硬化工程における加熱時に天板蓋が変形し難い断面形状となる。
【0063】
したがって、天板蓋とPZT基板を貼り合せたあとのインクジェットプリンタヘッドの変形に起因するノズルの位置ずれを抑制でき、製造条件による印字品質の低下を抑制可能とする利点を有する。
【0064】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、接着工程の大幅削減化を図ることにより、製造コストの低減化が得られ、かつ内部応力の発生を抑えて変形の防止を図り製品の信頼性の向上を得られる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係り、インクジェットプリンタヘッドの斜視図。
【図2】同実施の形態に係り、インクジェットプリンタヘッドの製造工程を順に説明する図。
【図3】同実施の形態に係り、図2に引き続いてインクジェットプリンタヘッドの製造工程を順に説明する図。
【図4】本発明の第2の実施の形態に係り、インクジェットプリンタヘッドの斜視図。
【図5】同実施の形態に係り、インクジェットプリンタヘッドの製造工程を順に説明する図。
【図6】同実施の形態に係り、図5に引き続いてインクジェットプリンタヘッドの製造工程を順に説明する図。
【符号の説明】
1,20…PZT基板(無極性圧電体基板)、1A…凹面、26…凹部、a…突部、8,28…溝、5,23…分極性圧電体、11,29…インク流路、12,30…電気配線、6,25…ノズルプレート、7,24…オリフィス孔、2,21…インク供給口体、3,22…天板蓋。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an inkjet printer head used in an inkjet printer.
[0002]
[Prior art]
As an ink ejection mechanism provided in an ink jet printer head, a technique of applying a voltage to a piezoelectric body that causes shear deformation (share mode) and changing the volume of an ink flow path formed in the piezoelectric body to apply ink is disclosed in [ Patent Literature 1] or [Patent Literature 2].
[0003]
[Patent Publication 1]
JP-A-63-252750
[Patent Publication 2]
JP, 2000-296618, A A share mode type ink jet printer head described here is obtained through the following manufacturing processes.
[0005]
Different polarities lead zirconate titanate: the (PZT Pb (Z rx Til -x ) O 3) nonpolar PZT substrate was bonded together to form a trench for burying. An adhesive is applied to the groove to embed and fix the polarizable piezoelectric body.
[0006]
Then, an ink flow path composed of a narrow groove is provided by a dicing device over a part of the polarizable piezoelectric body and the non-polar PZT substrate, and an electric wiring is formed by plating along the ink flow path.
[0007]
A top plate frame, which is a non-polar PZT frame processed into a window frame shape, is bonded to the polarizable piezoelectric body and the non-polar PZT substrate. After that, the top plate frame, the polarizable piezoelectric material and the non-polar PZT substrate are cut and divided into right and left. A nozzle plate made of a polyimide (PI) sheet material is adhered to these cut surfaces, and an orifice hole for discharging ink is opened.
[0008]
A PZT plate provided with an ink supply port is adhered to the upper surface of the top plate frame to close an upper opening of the top plate frame and to form an internal space as an ink chamber. This is completed by attaching a protective component to the nozzle plate, connecting the flexible substrate on which the driving IC is mounted to the electric wiring, and connecting the ink supply port and the ink tank via the ink supply tube.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the ink jet printer head having the conventional structure, the ink chamber is formed by a method of bonding the top plate frame to the PZT substrate on which the ink flow path and the electric wiring are formed and the polarizable piezoelectric body.
[0010]
Therefore, a bonding step is required, which is troublesome and poor in workability, and adversely affects the cost. In actual use, there is a great risk of generation of internal stress due to the difference in the thermal expansion coefficient between the adhesive and the PZT substrate or the polarizable piezoelectric material, and the possibility of deformation of the head accompanying the stress. There is a problem.
[0011]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the purpose thereof is to achieve a reduction in manufacturing costs by greatly reducing the number of bonding steps, and to suppress the occurrence of internal stress. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing an ink jet printer head which prevents deformation and can improve reliability.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, a method of manufacturing an ink jet printer head according to the present invention includes a first step of forming a concave surface by cutting the upper surface of a flat non-polar piezoelectric substrate; A second step of further cutting the upper surface of the piezoelectric substrate to form a projection at a position facing away from the upper surface of the non-polar piezoelectric substrate, and a groove extending over the opposing projection and the concave surface between the projections A third step of applying an adhesive to the grooves, embedding the polarizable piezoelectric body in the groove, and attaching the polarizable piezoelectric body to the groove, and providing a predetermined interval between the polarizable piezoelectric bodies. A fifth step of providing ink channels composed of narrow grooves in parallel with each other, and plating over the concave surfaces of the polarizable piezoelectric body and the non-polar piezoelectric substrate through these ink channels to form electric wiring. Sixth step, polarizable piezoelectric material and non-polar piezoelectric material A seventh step of dividing the substrate into left and right, an eighth step of applying an adhesive to the divided surfaces of the polarizable and nonpolar piezoelectric substrates and attaching the nozzle plate, and an ink flow to the nozzle plate. A ninth step of providing an orifice hole corresponding to the position of the road, and forming an L-shaped cross section on the application surface by applying an adhesive over the upper surface and side surfaces of the protruding portions of the polarizable and non-polar piezoelectric substrates. And a tenth step of attaching a top plate lid provided with an ink supply port and forming a space surrounded by these members as an ink chamber.
[0013]
In order to solve the above problems and achieve the object, a method of manufacturing an ink jet printer head according to the present invention is directed to a non-polar piezoelectric substrate in which a frame is formed beforehand along a recess and a periphery of the recess by firing. A first step of providing a groove over the top surface and the bottom surface of the concave portion, and a second step of applying an adhesive to the groove and embedding a polarizable piezoelectric body, and attaching the polarizable piezoelectric body to the nonpolar piezoelectric substrate groove. A third step of providing an ink flow path composed of narrow grooves in the polarizable piezoelectric body at predetermined intervals in parallel with each other, and a polarizable piezoelectric substance and a non-polar piezoelectric substrate through these ink flow paths A fourth step of forming an electric wiring by plating over the concave surface of the first step, a fifth step of dividing the polarizable piezoelectric body and the non-polar piezoelectric substrate into right and left, Apply adhesive to the divided surface of the A sixth step of adhering a sheet, a seventh step of providing an orifice hole in the nozzle plate corresponding to the position of the ink flow path, the upper surface of the polarizable piezoelectric body and the upper surface of the protrusion of the nonpolar piezoelectric substrate, and An eighth step of applying a bonding agent over the side surface, adhering a top plate lid formed in a flat plate shape and having an ink supply port, and forming a space surrounded by these members as an ink chamber. .
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0015]
FIG. 1 is a perspective view of a completed inkjet printer head according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 2A to 2C are perspective views sequentially showing the manufacturing steps of the inkjet printer head. 3 (A) to 3 (G) are perspective views sequentially showing the steps of manufacturing the ink jet printer head following FIG. 2 (C).
[0016]
In the ink jet printer head, a part of the upper surface of a non-polar piezoelectric substrate having no electrodes, for example, a
[0017]
A polarizable
[0018]
The
[0019]
The thermosetting epoxy adhesive used here may be either a one-part type or a two-part type. However, the adhesive used for attaching the
[0020]
Next, the manufacturing process of the ink jet printer head will be described in order.
As shown in FIG. 2A, a
[0021]
As shown in FIG. 2B, as a first step, the upper surface of the
[0022]
As shown in FIG. 2C, as a second step, the cutting direction by the dicing device is changed by 90 °, and one end, the other end, and the center of the remaining convex portions on both sides of the upper surface of the
[0023]
Further, as a third step, a
[0024]
The
[0025]
As shown in FIG. 3A, as a fourth step, an adhesive is applied to the
[0026]
As shown in FIG. 3B, as a fifth step, an
[0027]
As shown in FIG. 3C, as a sixth step, an
[0028]
The
[0029]
As shown in FIG. 3D, as a seventh step, the
[0030]
As shown in FIG. 3 (E), as an eighth step, an adhesive is applied to a surface generated when the polarizable
[0031]
As shown in FIG. 3 (F), as a ninth step, a plurality of orifice holes 7 serving as ink discharge ports are provided in the attached
[0032]
Next, as a tenth step, the
[0033]
The
[0034]
In bonding the
[0035]
FIG. 3G shows a state in which the
[0036]
Although not shown here, a flexible substrate on which a driving IC is mounted is connected to the
[0037]
By employing such an ink jet printer head structure, the number of adhesive layers is reduced as compared with the conventional structure. Therefore, it is possible to suppress the generation of internal stress due to the difference in the thermal expansion coefficient between the adhesive and the
[0038]
Since the number of steps is reduced, the final yield of the ink jet printer head can be improved, which is easier than the conventional ink jet printer head manufacturing process.
[0039]
In addition, since the
[0040]
With the reduction in weight due to the reduction in the number of members constituting the ink jet printer head, the movement of the printer head during printing can be reduced, contributing to the improvement of printing speed.
[0041]
In the first embodiment, since the
[0042]
It is necessary to apply the adhesive to two surfaces which are perpendicular to each other, that is, two surfaces of a
[0043]
Therefore, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIGS. 4 to 6 show a second embodiment, FIG. 4 is a perspective view of an ink jet printer head in a completed state, and FIGS. 5A to 5C sequentially explain a manufacturing process of the ink jet printer head. 6 (A) to 6 (G) are diagrams for sequentially explaining the manufacturing steps of the ink jet printer head following FIG. 5 (C).
[0044]
As shown in FIG. 4, in the inkjet printer head, a part of the upper surface of a
[0045]
A polarizable
[0046]
Inside the
[0047]
The
[0048]
Next, the manufacturing process of the ink jet printer head will be described in order.
As shown in FIG. 5A, a
[0049]
As shown in FIG. 5B, as a first step, a
[0050]
As shown in FIG. 5C, as a second step, an adhesive is applied to the
[0051]
As shown in FIG. 6A, as a third step, an
[0052]
As shown in FIG. 6B, as a fourth step, an
[0053]
As shown in FIG. 6C, as a fifth step, the
[0054]
As shown in FIG. 6 (D), as a sixth step, an adhesive is applied to the divided surface of the polarizable
[0055]
As shown in FIG. 6 (E), as a seventh step, a plurality of orifice holes 24 are provided in the
[0056]
Next, as an eighth step, a
[0057]
Although not shown here, a flexible substrate on which a driving IC is mounted is connected to the
[0058]
With this ink jet printer head, the number of adhesive layers is further reduced as compared with the first embodiment. Therefore, the generation of the internal stress due to the difference in the thermal expansion coefficient between the adhesive and the piezoelectric substrate and the suppression of the deformation of the ink jet head due to the difference are the first embodiment and above.
[0059]
In the case of the second embodiment, the step of cutting the concave surface for forming the ink chamber in the PZT substrate can be omitted as compared with the first embodiment. It is necessary to provide the
[0060]
Here, resist patterning is performed by spray coating of a liquid resist, a current-carrying layer is formed by electroless plating in a portion where the resist pattern is opened on the
[0061]
As described above, in the method in which the
[0062]
In the case where the
[0063]
Therefore, it is possible to suppress the nozzle position shift due to the deformation of the ink jet printer head after the top plate lid and the PZT substrate are bonded, and it is possible to suppress the deterioration of the printing quality due to the manufacturing conditions.
[0064]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by significantly reducing the number of bonding steps, the manufacturing cost can be reduced, and the occurrence of internal stress can be suppressed to prevent deformation and improve the reliability of products. And the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an ink jet printer head according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for sequentially explaining a manufacturing process of the ink jet printer head according to the embodiment.
FIG. 3 is a view for explaining a manufacturing process of the ink jet printer head in succession to FIG. 2 according to the embodiment;
FIG. 4 is a perspective view of an inkjet printer head according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view for sequentially explaining a manufacturing process of the ink jet printer head according to the embodiment.
FIG. 6 is a view for explaining a manufacturing process of the ink jet printer head according to the embodiment, following FIG. 5;
[Explanation of symbols]
1, 20: PZT substrate (non-polar piezoelectric substrate), 1A: concave surface, 26: concave portion, a: protruding portion, 8, 28: groove, 5, 23: polarizable piezoelectric material, 11, 29: ink flow path, 12, 30: electric wiring, 6, 25: nozzle plate, 7, 24: orifice hole, 2, 21: ink supply port, 3, 22: top cover.
Claims (2)
この無極性圧電体基板の上面をさらに切削加工して、無極性圧電体基板上面の離間対向する部位に突部を形成する第2の工程と、
上記対向する突部および、これら突部相互間の凹面に亘って溝を設ける第3の工程と、
上記溝に接着剤を塗布したうえで分極性圧電体を埋め込み、この分極性圧電体を上記溝に貼着する第4の工程と、
上記分極性圧電体に、互いに所定の間隔を存して並行に細溝からなるインク流路を設ける第5の工程と、
これらインク流路を介して分極性圧電体および無極性圧電体基板の凹部面に亘ってメッキを施し電気配線を形成する第6の工程と、
上記分極性圧電体および無極性圧電体基板を左右に分割する第7の工程と、
これら分極性圧電体と無極性圧電体基板の分割面に接着剤を塗布して、ノズルプレートを貼着する第8の工程と、
上記ノズルプレートに、上記インク流路の位置に対応してオリフィス孔を設ける第9の工程と、
上記分極性圧電体上面と無極性圧電体基板の突部上面および側面に亘って接着剤を塗布し、この塗布面に断面L字状に形成されインク供給口体を備えた天板蓋を貼着して、これら部材で囲まれた空間部をインク室となす第10の工程と
を具備することを特徴とするインクジェットプリンタヘッドの製造方法。A first step of forming a concave surface by cutting the upper surface of the flat non-polar piezoelectric substrate;
A second step of further cutting the upper surface of the non-polar piezoelectric substrate to form a projecting portion at a position facing away from the upper surface of the non-polar piezoelectric substrate;
A third step of providing a groove over the opposed protrusions and a concave surface between the protrusions;
A fourth step of embedding a polarizable piezoelectric body after applying an adhesive to the groove and attaching the polarizable piezoelectric body to the groove;
A fifth step of providing, in the polarizable piezoelectric body, ink channels formed of narrow grooves in parallel with a predetermined interval therebetween;
A sixth step of plating over the concave surface of the polarizable piezoelectric body and the non-polar piezoelectric substrate through these ink flow paths to form electrical wiring;
A seventh step of dividing the polarizable piezoelectric body and the nonpolar piezoelectric substrate into right and left,
An eighth step of applying an adhesive to the divided surfaces of the polarizable piezoelectric material and the nonpolar piezoelectric substrate, and attaching a nozzle plate;
A ninth step of providing an orifice hole in the nozzle plate corresponding to the position of the ink flow path;
An adhesive is applied over the upper surface of the polarizable piezoelectric body and the upper surface and side surfaces of the protrusion of the non-polar piezoelectric substrate, and a top plate lid having an L-shaped cross section and having an ink supply port is attached to the applied surface. And a tenth step of forming a space surrounded by these members as an ink chamber.
上記溝に接着剤を塗布したうえで分極性圧電体を埋め込み、この分極性圧電体を無極性圧電体基板に設けられた溝に貼着する第2の工程と、
上記分極性圧電体に、互いに所定の間隔を存して並行に細溝からなるインク流路を設ける第3の工程と、
これらインク流路を介して分極性圧電体および無極性圧電体基板の凹部面に亘ってメッキを施し電気配線を形成する第4の工程と、
上記分極性圧電体および無極性圧電体基板を左右に分割する第5の工程と、
これら分極性圧電体と無極性圧電体基板の分割面に接着剤を塗布して、ノズルプレートを貼着する第6の工程と、
上記ノズルプレートに、上記インク流路の位置に対応してオリフィス孔を設ける第7の工程と、
上記分極性圧電体上面と無極性圧電体基板の突部上面および側面に亘って接着剤を塗布して、平板状に形成されインク供給口体を備えた天板蓋を貼着し、これら部材で囲まれた空間部をインク室となす第8の工程と
を具備することを特徴とするインクジェットプリンタヘッドの製造方法。A first step of providing a groove over the top surface of the frame portion and the bottom surface of the concave portion for the nonpolar piezoelectric substrate on which the concave portion and the frame portion are formed in advance along the periphery of the concave portion by firing;
A second step of embedding a polarizable piezoelectric body after applying an adhesive to the groove and attaching the polarizable piezoelectric body to a groove provided on a nonpolar piezoelectric substrate;
A third step of providing, in the polarizable piezoelectric body, ink channels formed of narrow grooves in parallel at predetermined intervals from each other;
A fourth step of plating over the concave surface of the polarizable piezoelectric body and the non-polar piezoelectric substrate through these ink flow paths to form electrical wiring;
A fifth step of dividing the polarizable piezoelectric body and the nonpolar piezoelectric substrate into right and left;
A sixth step of applying an adhesive to the divided surfaces of the polarizable and nonpolar piezoelectric substrates and attaching a nozzle plate;
A seventh step of providing an orifice hole in the nozzle plate corresponding to the position of the ink flow path;
An adhesive is applied over the upper surface and side surfaces of the protruding portions of the polarizable piezoelectric body and the non-polar piezoelectric substrate, and a top plate lid formed with a flat plate and provided with an ink supply port is attached thereto. Forming an ink chamber in a space surrounded by a circle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003043214A JP2004249611A (en) | 2003-02-20 | 2003-02-20 | Manufacturing method for inkjet printer head |
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JP2010111113A (en) * | 2008-11-10 | 2010-05-20 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | Method of manufacturing inkjet head |
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2003
- 2003-02-20 JP JP2003043214A patent/JP2004249611A/en active Pending
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