JP2008230052A - Plate laminate structure and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のプレートが積層されたプレート積層構造及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a plate laminated structure in which a plurality of plates are laminated and a method for manufacturing the same.
特許文献1に記載されたインクジェットヘッドは、積層された複数のプレート同士が接着剤で固定されたプレート積層構造を有している。 The inkjet head described in Patent Document 1 has a plate laminated structure in which a plurality of laminated plates are fixed with an adhesive.
特許文献1に係るプレート積層構造を構成する各プレートには、液体の流路としての貫通孔が設けられている。そして、各プレートに形成された貫通孔が互いに連通するように複数のプレートが積層されている。 Each plate constituting the plate laminated structure according to Patent Document 1 is provided with a through-hole as a liquid flow path. A plurality of plates are stacked so that the through holes formed in each plate communicate with each other.
上述したような液体の流路としての貫通孔がそれぞれ形成された複数のプレートが積層されたプレート積層構造を製造する際、隣接するプレート間からはみ出した未硬化の接着剤がこれら貫通孔の内壁面に広がることがある。貫通孔の内壁面に接着剤が広がると、貫通孔が詰まる、流路抵抗が増加する、流量が低下するといった問題が発生する。特に、貫通孔のうちの一つが液滴を吐出するノズル孔である場合、接着剤が異物として存在すること及びノズル内の濡れ性が不均一となることの結果、液滴の飛翔方向性を示す着弾精度が悪化して、ノズル孔からの正常な液体吐出が行われなくなる。このような問題を回避するために接着剤量を減らすと、隣接するプレート同士の十分な接合強度が得られずにプレート境界面から液体のリークが発生してしまう。 When manufacturing a plate laminated structure in which a plurality of plates each having a through-hole as a liquid flow path as described above are laminated, uncured adhesive protruding from between adjacent plates is contained in these through-holes. May spread on the wall. When the adhesive spreads on the inner wall surface of the through hole, problems such as clogging of the through hole, increase in flow path resistance, and decrease in flow rate occur. In particular, when one of the through holes is a nozzle hole for discharging a droplet, the presence of adhesive as a foreign substance and non-uniform wettability in the nozzle result in a drop flying directionality. The landing accuracy shown is deteriorated, and normal liquid discharge from the nozzle holes is not performed. If the amount of adhesive is reduced in order to avoid such a problem, sufficient bonding strength between adjacent plates cannot be obtained, and liquid leakage occurs from the plate interface.
本発明の目的は、液体のリークが発生しにくく、しかも、所定のプレートに形成された貫通孔の内壁面にプレート間からはみ出た接着剤が付着しにくいプレート積層構造及びその製造方法を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a plate stacking structure in which liquid leakage is unlikely to occur, and the adhesive protruding from between the plates is difficult to adhere to the inner wall surface of a through hole formed in a predetermined plate, and a method for manufacturing the same. That is.
本発明のプレート積層構造は、第1貫通孔、前記第1貫通孔の一方の開口が形成された第1表面、及び、前記第1貫通孔の他方の開口が形成され且つ前記第1表面とは反対方向を向いた第2表面を有する第1プレートと、第2貫通孔が厚み方向に貫通した第2プレートとを備えている。そして、前記第1貫通孔と前記第2貫通孔とが連通した状態で前記第1プレートの前記第2表面に前記第2プレートが固定されるように、前記第1プレートと前記第2プレートとが接着剤を介して積層されている。また、前記第2貫通孔の内壁面には、前記第2プレートの厚み方向に細長い溝が複数形成されている。さらに、前記溝が、前記第1プレートから離れるほど幅の狭い先細形状を有している。 The plate laminated structure of the present invention includes a first through hole, a first surface on which one opening of the first through hole is formed, and an opening on the other side of the first through hole and the first surface. Comprises a first plate having a second surface facing in the opposite direction and a second plate having a second through-hole penetrating in the thickness direction. Then, the first plate and the second plate are fixed so that the second plate is fixed to the second surface of the first plate in a state where the first through hole and the second through hole communicate with each other. Are laminated via an adhesive. A plurality of elongated grooves are formed on the inner wall surface of the second through hole in the thickness direction of the second plate. Furthermore, the groove has a tapered shape that becomes narrower as it gets away from the first plate.
本発明によると、第1プレートと第2プレートとの積層時に、両プレートの間からはみ出した接着剤の一部が溝に収容される。このとき、溝が先細形状なので、溝の先端に近づくほど毛管力が大きくなるため、接着剤が溝内に収容されやすい。したがって、第1貫通孔に入り込む接着剤の量を少なくすることができて、第1貫通孔の内壁面に接着剤が付着しにくくなる。また、接着剤の量を削減する必要がないので、プレート同士の接合強度が低下することに起因した液体のリークが生じることもほとんどなく、高い製造歩留まりが得られる。 According to the present invention, when the first plate and the second plate are stacked, a part of the adhesive protruding from between the two plates is accommodated in the groove. At this time, since the groove is tapered, the capillary force increases as it approaches the tip of the groove, so that the adhesive is easily accommodated in the groove. Therefore, the amount of the adhesive entering the first through hole can be reduced, and the adhesive is difficult to adhere to the inner wall surface of the first through hole. Further, since it is not necessary to reduce the amount of the adhesive, there is almost no liquid leakage due to a decrease in the bonding strength between the plates, and a high manufacturing yield can be obtained.
前記第2貫通孔の前記内壁面の前記溝内を除く部分と前記第1プレートとの境界線と、前記溝を画定する溝内側面と前記第2貫通孔の前記内壁面との境界線とが、鈍角をなして接続されていることが好ましい。 A boundary line between the portion of the inner wall surface of the second through-hole except the groove and the first plate, a boundary line between the inner surface of the groove defining the groove and the inner wall surface of the second through-hole However, they are preferably connected at an obtuse angle.
前記溝が前記第2プレートを貫通していることが好ましい。これによって、溝内に収容される接着剤の量が増加するので、第1貫通孔に入り込む接着剤の量をさらに少なくすることができる。 It is preferable that the groove penetrates the second plate. As a result, the amount of the adhesive accommodated in the groove increases, so that the amount of the adhesive entering the first through hole can be further reduced.
前記複数の溝が、前記第2貫通孔の中心軸に対して等角度で前記内壁面に形成されていることが好ましい。これによって、溝に収容される接着剤の量に関する方向依存性が小さくなる結果、第1貫通孔に入り込む接着剤の量をさらに少なくすることができる。 The plurality of grooves are preferably formed in the inner wall surface at an equal angle with respect to the central axis of the second through hole. As a result, the direction dependency on the amount of adhesive contained in the groove is reduced, and as a result, the amount of adhesive entering the first through hole can be further reduced.
このとき、前記第1貫通孔と前記第2貫通孔とが中心軸を共有しており、前記第1プレートに面した前記第2貫通孔の一方の開口の開口径が前記第1貫通孔の前記他方の開口の開口径より大きいが好ましい。これによって、第2貫通孔の底部に第1プレートの第2表面が露出することになり、第2表面の露出部分が2つの貫通孔の中心軸を中心とした円環形状となる。すなわち、第2貫通孔の内壁面と第2表面との境界線から第1貫通孔の他方の開口までに距離が生じ、その距離がほぼ一定となり、接着剤が流れ込みやすい短距離となる個所も無くなる。したがって、第1貫通孔に接着剤がより一層流れ込みにくくなる。また、流れ込んだとしてもどの方向からも均一な量の接着剤が流れ込む可能性が高い。 At this time, the first through hole and the second through hole share a central axis, and an opening diameter of one opening of the second through hole facing the first plate is equal to that of the first through hole. It is preferably larger than the opening diameter of the other opening. As a result, the second surface of the first plate is exposed at the bottom of the second through hole, and the exposed portion of the second surface has an annular shape centering on the central axis of the two through holes. In other words, a distance is generated from the boundary line between the inner wall surface of the second through hole and the second surface to the other opening of the first through hole, the distance is almost constant, and there is a short distance where the adhesive easily flows. Disappear. Therefore, it becomes more difficult for the adhesive to flow into the first through hole. Moreover, even if it flows, there is a high possibility that a uniform amount of adhesive will flow from any direction.
前記第1貫通孔が、液体を吐出するノズル孔であることが好ましい。これによって、液体を円滑に吐出することが可能となる。 The first through hole is preferably a nozzle hole for discharging a liquid. As a result, the liquid can be discharged smoothly.
本発明のプレート積層構造の製造方法は、第1貫通孔、前記第1貫通孔の一方の開口が形成された第1表面、及び、前記第1貫通孔の他方の開口が形成され且つ前記第1表面とは反対方向を向いた第2表面を有する第1プレートを作製する第1プレート作製工程と、第2貫通孔が厚み方向に貫通した第2プレートを作製する第2プレート作製工程と、前記第1貫通孔と前記第2貫通孔とが連通した状態で前記第1プレートの前記第2表面に前記第2プレートが固定されるように、前記第1プレートと前記第2プレートとを接着剤を介して積層する積層工程とを備えている。前記第2プレート作製工程が、前記第2貫通孔の内壁面に、前記第2プレートの厚み方向に細長く、前記第1プレートから離れるほど幅の狭い先細形状を有する溝を複数形成するものであって、前記第2プレートを厚み方向に貫通する前記第2貫通孔を形成する工程と、前記第2貫通孔の前記内壁面を被覆すると共に、前記第2プレートの一方又は両方の表面のうち前記内壁面に連続し且つ前記第2貫通孔の周方向に並んだ複数の領域を露出させつつ残りの領域を被覆するマスクを形成する被覆工程と、前記マスクで被覆された前記第2プレートに対してエッチング処理を施すエッチング工程とを有している。これによって、本発明に係るプレート積層構造を容易に製造することができる。 In the method for manufacturing a plate laminated structure according to the present invention, the first through hole, the first surface on which one opening of the first through hole is formed, the other opening of the first through hole is formed, and the first through hole is formed. A first plate manufacturing step of manufacturing a first plate having a second surface facing in the direction opposite to the first surface; a second plate manufacturing step of manufacturing a second plate having a second through hole penetrating in the thickness direction; The first plate and the second plate are bonded so that the second plate is fixed to the second surface of the first plate in a state where the first through hole and the second through hole communicate with each other. A laminating step of laminating via an agent. The second plate manufacturing step is to form a plurality of grooves having a tapered shape that is elongated in the thickness direction of the second plate and narrows away from the first plate on the inner wall surface of the second through hole. And forming the second through hole penetrating the second plate in the thickness direction, covering the inner wall surface of the second through hole, and out of one or both surfaces of the second plate A coating step of forming a mask that covers a remaining region while exposing a plurality of regions that are continuous with an inner wall surface and arranged in the circumferential direction of the second through-hole, and the second plate that is coated with the mask And an etching process for performing an etching process. Thereby, the plate laminated structure according to the present invention can be easily manufactured.
以下、本発明の好適な一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本実施の形態に係るプレート積層構造を含むインクジェットヘッドの平面図である。図2は、図1の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図1に示すように、インクジェットヘッド2は、流路ユニット9、及び、流路ユニット9の上面9aに固定された4つのアクチュエータユニット21を含んでいる。
FIG. 1 is a plan view of an ink jet head including a plate laminated structure according to the present embodiment. FIG. 2 is an enlarged view of a region surrounded by a one-dot chain line in FIG. As shown in FIG. 1, the
図2に示すように、流路ユニット9の内部には、圧力室110を含むインク流路が形成されている。アクチュエータユニット21は、各圧力室110に対応した複数のアクチュエータを含んでおり、圧力室110内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する。なお、図2では、実線で描くべきアクチュエータユニット21を破線で、アクチュエータユニット21の下方にあって破線で描くべき圧力室110、アパーチャ112及び吐出口108を実線で描いている。
As shown in FIG. 2, an ink flow path including a
図1に戻って、流路ユニット9の上面9aには、インクが供給される計10個のインク供給口105bが設けられている。流路ユニット9の内部には、インク供給口105bに連通するマニホールド流路105及びマニホールド流路105から分岐した副マニホールド流路105aが形成されている。流路ユニット9の下面は、多数の吐出口108がマトリクス状に配置されたインクの吐出面31(図3参照)である。流路ユニット9の上面には、多数の圧力室110が、吐出口108と同様に、マトリクス状に多数配列されている。
Returning to FIG. 1, a total of ten
本実施の形態では、等間隔に配置された複数の圧力室110からなる流路ユニット9の長手方向に延びた圧力室110の列が、1つのアクチュエータユニット21内に16列形成されている。各圧力室列に含まれる圧力室110の数は、アクチュエータユニット21の長辺(下底)に近いものほど多く、短辺(上底)に近いものほど少ない。吐出口108についても同様である。アクチュエータユニット21の外形に合わせて、圧力室110及び吐出口108の配置された各領域は、台形の外形形状を有している。
In the present embodiment, 16 rows of
図3は、図2に示すIII−III線に沿った断面図である。図3に示すように、流路ユニット9は、上から順に、キャビティプレート122、ベースプレート123、アパーチャプレート124、サプライプレート125、3枚のマニホールドプレート126、127、128、カバープレート129、及び、ノズルプレート130、という9枚のステンレス鋼等の金属プレートから構成されている。これらプレート122〜130は、主走査方向に長尺な矩形平面形状を有する。いずれのプレート122〜130にも、インク流路の構成要素となる孔や凹部が各圧力室110に対応して形成されている。これらプレート122〜130を互いに位置合わせしつつ積層することによって、流路ユニット9内に、マニホールド流路105、副マニホールド流路105a、及び、副マニホールド流路105aの出口から絞りとして機能するアパーチャ112さらに圧力室110を経て吐出口108に至る多数の個別インク流路132が形成される。
3 is a cross-sectional view taken along the line III-III shown in FIG. As shown in FIG. 3, the
図4(a)は、ノズルプレート130と積層されたカバープレート129の部分拡大平面図である。図4(b)は、図4(a)のIVB−IVB線での断面図である。これらの図面に示すように、ノズルプレート130に形成されたノズル孔3は、ノズルプレート130の吐出面31に形成された吐出口108と、吐出面31の反対面である接続面32に形成された流入口109との間に形成された貫通孔である。ノズル孔3は、一端に吐出口108を有し且つ吐出面31に連続した円柱部分3aと、一端に流入口109を有し且つ接続面32に連続した円錐台部分3bとから構成されており、円錐台部分3bの頂部が円柱部分3aと同径となっている。ノズル孔3は、円錐台部分3bを設けるためのプレス工程と、円柱部分3aを設けるためのプレス工程との2回に分けたプレス工程によって形成される。
FIG. 4A is a partially enlarged plan view of the
厚み50μm程度のカバープレート129には、その厚み方向に貫通した貫通孔である直径180μm程度のディセンダ孔51が形成されている。ディセンダ孔51は、カバープレート129の下面52に形成された下方開口62と、下面52の反対面である上面53に形成された上方開口63との間に形成されている。ディセンダ孔51の下方開口62の開口径は、ノズル孔3の流入口109の開口径より大きい。ディセンダ孔51は、後述する溝71を考慮しなければ、ほぼ円柱形状であり、下方開口62の径と上方開口63の径とが同じになっている。ノズル孔3とディセンダ孔51は中心軸Xを共有している。
In the
図4(c)は、ディセンダ孔の内壁面の部分拡大側面図である。図4(a)〜図4(c)に描かれているように、ディセンダ孔51の内壁面70には、カバープレート129の厚み方向に細長い8つの溝71が形成されている。後述するように、溝71は、カバープレート129とノズルプレート130との積層工程において両プレート間からはみ出した接着剤を毛管現象によって収容する、接着剤の逃がし溝として機能する。8つの溝71は、中心軸Xに対して45°の等角度で内壁面70に形成されている。各溝71は、その最下部において最も深く、ノズルプレート130から離れるほど浅くなっている。各溝71は、カバープレート129をその厚み方向に貫通している。
FIG. 4C is a partially enlarged side view of the inner wall surface of the descender hole. As illustrated in FIG. 4A to FIG. 4C, eight
図4(c)から分かるように、溝71は、ノズルプレート130から離れるほど幅の狭い先細形状を有している。溝71の最大幅つまり最下部での幅は、カバープレート129の厚さ以下とされ、ここでは30μm〜40μm程度である。ディセンダ孔51の内壁面70の溝71内を除く部分とノズルプレート130との境界線L1と、溝71を画定する溝内側面74とディセンダ孔51の内壁面70との左右の境界線L2とが、それぞれ鈍角θをなして接続されている。そのため、境界線L2は、ノズルプレート130から離れるにしたがって溝71の幅を狭くする方向に、つまり溝71の内側に向かって傾いている。これによって、本実施の形態では、溝71の先細形状が実現されている。
As can be seen from FIG. 4C, the
次に、アクチュエータユニット21について説明する。図1に示すように、各アクチュエータユニット21は台形の平面形状を有している。4つのアクチュエータユニット21は、インク供給口105bを避けるよう主走査方向(長手方向)に千鳥状に配置されている。副走査方向に関して、各アクチュエータユニット21は、平行な相反する方向に交互に等間隔ずつ離れている。各アクチュエータユニット21の平行対向辺は流路ユニット9の長手方向に沿っている。隣接するアクチュエータユニット21の斜辺同士は、副走査方向に関して互いにオーバーラップしている。
Next, the
図5(a)はアクチュエータユニット21の部分拡大断面図であり、図5(b)は、図5(a)においてアクチュエータユニット21の表面に配置された個別電極を示す平面図である。図5(a)に示すように、アクチュエータユニット21は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛(PZT)系のセラミックス材料からなる3枚の圧電層141〜143が積層された圧電体を含んでいる。最上層である圧電層141の上面であって圧力室110に対向する領域には、個別電極135が形成されている。最上層である圧電層141とその下側の圧電層142との間には、シート全面に形成された共通電極134が介在している。個別電極135は、図5(b)に示すように、圧力室110と相似な略菱形の平面形状を有する。平面視で、個別電極135の大部分は、圧力室110の領域内にある。略菱形の個別電極135における鋭角部の一方は圧力室110の外に延出され、その先端には個別電極135と電気的に接続された円形の個別ランド136が設けられている。個別ランド136は、個別電極135よりも厚い。
FIG. 5A is a partially enlarged sectional view of the
共通電極134及び個別電極135は、それぞれ、図示しない平型柔軟基板に設けられた配線を介して図示しないドライバICと接続されている。共通電極134には、グランド電位に保持された信号がドライバICから供給される。個別電極135には、印字すべき画像パターンに応じてグランド電位と正電位とを交互に取る駆動信号がドライバICから供給される。
The
圧電層141はその厚み方向に分極されている。個別電極135を共通電極134と異なる電位にして圧電層141の個別電極135と共通電極134とに挟まれた部分(活性部)に対してその分極方向に電界を印加すると、活性部が圧電効果で歪む。例えば、分極方向と電界の印加方向とが同じであれば、活性部は分極方向に直交する方向(平面方向)に縮む。一方、圧電層142、143は自発的に歪むことはない非活性層である。このとき、圧電層141〜143は圧力室110を区画するキャビティプレート122の上面に固定されているので、ユニモルフ効果が生じる。その結果、圧電層141〜143の活性部に相当する領域が圧力室110に向かって凸になるように変形する。このようなユニモルフ変形が生じることで、圧力室110内のインクに圧力つまり吐出エネルギーが付与され、吐出口108からインク滴が吐出される。このように、アクチュエータユニット21において、個別電極135と圧力室110との間に挟まれた部分が、個別のアクチュエータとして働くので、アクチュエータユニット21には、圧力室110の数と同数のアクチュエータが形成されていることになる。
The
次に、上述したインクジェットヘッド2の製造方法について、その製造工程図である図6を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、便宜上、作製途中の部品に対しても完成部品と同じ符号を用いて説明する。
Next, the manufacturing method of the
インクジェットヘッド2を製造するには、流路ユニット9とアクチュエータユニット21とを別々に作製し、それから両者を組み付ける。まず、流路ユニット9の作製工程から説明する。流路ユニット9を作製するには、ステップS11において、これを構成する各プレート122〜130に、パターニングされたフォトレジストをマスクとしたエッチング加工やプレス加工を施す。これによって、図3に示すような孔を各プレート122〜130に形成する。例えば、カバープレート129にディセンダ孔51を形成するには、図7(a)に示すように、形成すべきディセンダ孔51と同径の円柱状ポンチ91を用いたプレス工程を行う。
In order to manufacture the
次に、ステップS12において、カバープレート129に8つの溝71を形成する。本実施の形態では、フォトレジストを用いたエッチング工程によって溝71を形成する。具体的には、まず、ディセンダ孔51の内壁面70の全域並びにカバープレート129の下面52及び上面53が被覆されるように、カバープレート129にポジ型のフォトレジスト93を塗布する。
Next, in step S <b> 12, eight
しかる後、図示しないフォトマスクを用いて、フォトレジスト93を選択的に露光する。詳細には、下面52のうち内壁面70に連続し且つディセンダ孔51の周方向に等間隔に離隔して並んだ8つの矩形領域52a上にあるフォトレジスト93だけを露光する。そして、露光された8つの矩形領域を現像液によって溶解させる。その結果、図7(b)及び図8に示すように、フォトレジスト93に8つの孔93aが形成される。8つの孔93aからは、下面52の矩形領域52aがそれぞれ露出している。
Thereafter, the
さらに、8つの孔93aが形成されたフォトレジスト93をマスクとして、カバープレート129に対してエッチング処理を施すことによって、図7(c)に示すように、上面53に達する8つの溝71をカバープレート129に形成する。このとき行われるエッチング処理が等方性であるので、溝71の形状は、図4(b)及び図4(c)に描かれているように、ノズルプレート130から離れるほど幅が狭く且つ浅い先細形状となる。その後、フォトレジスト93を除去する。
Further, by etching the
次に、ステップS13において、9枚のプレート122〜130を、マニホールド流路105、副マニホールド流路105a及び個別インク流路132が形成されるように積層し、接着剤によって固定する。具体的には、ノズルプレート130を除く8枚のプレート122〜129の下面(ノズルプレート130に面した面)にエポキシ系の熱硬化性接着剤を塗布してから、これら8枚のプレート122〜129を位置合わせされた状態で積層する。それから、得られた積層体を熱硬化性接着剤の硬化温度以上の温度に加熱しつつ加圧する。これによって、9枚のプレート122〜130が積層及び固定された流路ユニット9が形成される。
Next, in step S13, the nine
アクチュエータユニット21を作製するには、まず、ステップS21において、圧電セラミックスのグリーンシートを3枚用意する。グリーンシートは、予め焼成による収縮量を見込んで整形される。そのうちの1枚のグリーンシート上に、導電性ペーストを共通電極134のパターンにスクリーン印刷する。
In order to manufacture the
次に、ステップS22において、治具を用いて3枚のグリーンシート同士を位置合わせしつつ、導電性ペーストが印刷されていないグリーンシートの下に、共通電極134のパターンで導電性ペーストが印刷された1枚のグリーンシートを重ね合わせ、さらにその下に、導電性ペーストが印刷されていない1枚のグリーンシートを重ね合わせる。これによって、3枚のグリーンシートの積層体が得られる。そして、得られた積層体を公知のセラミックスと同様に脱脂し、さらに所定の温度で焼成する。これにより、3枚のグリーンシートが圧電層141〜143となり、導電性ペーストが共通電極134となる。
Next, in step S22, the conductive paste is printed with the pattern of the
その後、ステップS23において、最上層である圧電層141上に、個別電極135のパターンに導電性ペーストをスクリーン印刷する。さらに、導電性ペーストを焼成して、圧電層141上に個別電極135を形成する。しかる後、ガラスフリットを含む金を、個別電極135の延出部表面上に印刷して、個別ランド136を形成する。このようにして、図5(a)、図5(b)に描かれたようなアクチュエータユニット21の作製が完了する。なお、流路ユニット9とアクチュエータユニット21はいずれも独立した部材であるため、いずれの作製を先に行ってもよいし、並行して行ってもよい。
Thereafter, in step S23, a conductive paste is screen-printed on the pattern of the
次に、ステップS31において、ステップS14で得られた流路ユニット9の上面に、バーコータを用いて、エポキシ系の熱硬化性接着剤を塗布する。
Next, in step S31, an epoxy-based thermosetting adhesive is applied to the upper surface of the
その後、ステップS32において、流路ユニット9に塗布された熱硬化性接着剤層上に、4つのアクチュエータユニット21を載置する。このとき、各アクチュエータユニット21は、個別電極135と圧力室110とが対向するように流路ユニット9に対して位置決めされる。この位置決めは、予め流路ユニット9及びアクチュエータユニット21に形成された位置決めマーク(図示せず)に基づいて行われる。
Thereafter, in step S <b> 32, the four
次に、ステップS33において、ステップS32で得られた流路ユニット9とアクチュエータユニット21との積層体を、熱硬化性接着剤の硬化温度以上の温度に加熱しつつ加圧する。これによって、4つのアクチュエータユニット21は流路ユニット9に固定される。
Next, in step S33, the laminated body of the
そして、ステップS34において、積層体を自然冷却する。ここまでの工程によって、図1〜図5に示すインクジェットヘッド2が製造される。ここで説明したインクジェットヘッドの製造方法によると、上述したプレート積層構造を有するインクジェットヘッド2を容易に製造することができる。
In step S34, the laminate is naturally cooled. The
以上説明した本実施の形態によると、ステップS13における9枚のプレート122〜130の積層時に、ノズルプレート130とカバープレート129との間からはみ出した接着剤の一部が毛管現象によって溝71に収容される。このとき、溝71が先細形状なので、溝71の先端に近づくほど毛管力が大きくなるため、接着剤が溝71内に収容されやすい。したがって、流入口109からノズル孔3内に入り込む接着剤の量を少なくすることができて、ノズル孔3の内壁面に接着剤が付着しにくくなる。よって、ノズル孔3から吐出されるインク滴の飛翔方向性を含むインク吐出特性が改善される。また、接着剤の量を削減しなくてもよいので、ノズルプレート130とカバープレート129との接合強度が低下することに起因してインクのリークが生じることもなく、高い製造歩留まりが得られる。
According to the embodiment described above, a part of the adhesive protruding from between the
また、溝71がカバープレート129を貫通しているので、貫通していない場合と比較して、溝71内に収容される接着剤の量が多い。そのため、ステップS13における9枚のプレート122〜130の積層時に、ノズル孔3に入り込む接着剤の量がさらに少なくなる。
Moreover, since the groove |
加えて、8つの溝71が、ディセンダ孔51の中心軸Xに対して等角度で内壁面70に形成されているので、溝71に収容される接着剤の量に関する方向依存性が小さくなる。その結果、ステップS13における9枚のプレート122〜130の積層時に、ノズル孔3に入り込む接着剤の量がさらに少なくなる。
In addition, since the eight
さらに、ディセンダ孔51とノズル孔3とが中心軸Xを共有しており、ディセンダ孔51の下方開口62の開口径が、ノズル孔3の流入口109の開口径より大きい。そのため、ディセンダ孔51の底部にノズルプレート130の接続面32が露出することになり、接続面32の露出部分が中心軸Xを中心とした円環形状となっている。すなわち、ディセンダ孔51の内壁面70と接続面32との境界線から流入口109までに、露出した円環状領域の幅分だけの距離が生じ、接着剤が流入口109に達しにくい。さらに、この距離がほぼ一定となり、接着剤が流れ込みやすい短距離となる個所が無くなる。したがって、ステップS13における9枚のプレート122〜130の積層時に、ノズル孔3に接着剤がより一層流れ込みにくくなる。また、流れ込んだとしてもどの方向からも均一な量の接着剤が流れ込む可能性が高く、インク吐出特性に与える悪影響が最小限となる。
Further, the
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更を上述の実施の形態に施すことが可能である。例えば、上述した実施の形態においては、溝71がカバープレート129を貫通しているが、溝71がカバープレート129を貫通していなくてもよい。また、溝71はディセンダ孔51に1つ以上設けられていればよく、複数個設けられている場合であっても中心軸Xに対して等角度である必要はない。
The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made to the above-described embodiments as long as they are described in the claims. It is possible to apply. For example, in the above-described embodiment, the
また、ディセンダ孔51とノズル孔3とが中心軸Xを共有しておらず、これらの中心軸が互いにずれていてもよい。さらに、ディセンダ孔51の下方開口62の開口径が、ノズル孔3の流入口109の開口径と同じ又は小さくてもよい。
Further, the
さらに、上述した実施の形態ではポジ型のフォトレジストを用いたが、ネガ型のフォトレジストを用いるようにしてもよい。この場合、上述したものとは逆パターンのフォトマスクを用いる。 Furthermore, although the positive type photoresist is used in the above-described embodiment, a negative type photoresist may be used. In this case, a photomask having a reverse pattern to that described above is used.
本発明は、インクを吐出する吐出口108が形成されたノズルプレート130とこれに積層されるカバープレートとの積層構造だけではなく、例えば流路ユニット9を構成するその他のプレート同士の積層構造にも適用可能である。また、本発明は、インクジェットヘッドだけではなく、流路を構成する貫通孔がそれぞれ形成されたプレート積層構造を有するものであればどのような部材にも適用可能である。
The present invention is not limited to the laminated structure of the
また、上述した実施の形態では、カバープレート129の片面上だけにフォトレジスト93の孔93aを設けたが、カバープレート129の両面上にフォトレジスト93の孔93aを設けてもよい。また、フォトレジストを用いたエッチング以外の方法によって、図4(a)〜図4(c)に示したような溝71が設けられたディセンダ孔51を形成してもよい。例えば、上述した実施の形態では、溝71を有するディセンダ孔51がプレス加工とエッチング加工とを組み合わせて形成されているが、溝71を有するディセンダ孔51がプレス加工のみで形成してもよい。このとき、プレス用のポンチの表面には、溝71に対応する凹凸があればよく、接着剤に対して毛管力が働く複数の条痕を生じるような凹凸があってもよい。あるいは、溝71を有するディセンダ孔51をエッチング加工のみで形成してもよい。
In the above-described embodiment, the
2 インクジェットヘッド
3 ノズル孔
3a 円柱部分
3b 円錐台部分
9 流路ユニット
21 アクチュエータユニット
31 吐出面
32 接続面
51 ディセンダ孔
52 下面
52a 矩形領域
53 上面
62 下方開口
63 上方開口
70 内壁面
71 溝
93 フォトレジスト
93a 孔
108 吐出口
109 流入口
110 圧力室
122 キャビティプレート
123 ベースプレート
124 アパーチャプレート
125 サプライプレート
126、127、128 マニホールドプレート
129 カバープレート
130 ノズルプレート
132 個別インク流路
134 共通電極
135 個別電極
141〜143 圧電層
2 Inkjet head 3
Claims (7)
第2貫通孔が厚み方向に貫通した第2プレートとを備えており、
前記第1貫通孔と前記第2貫通孔とが連通した状態で前記第1プレートの前記第2表面に前記第2プレートが固定されるように、前記第1プレートと前記第2プレートとが接着剤を介して積層されており、
前記第2貫通孔の内壁面には、前記第2プレートの厚み方向に細長い溝が複数形成されており、
前記溝が、前記第1プレートから離れるほど幅の狭い先細形状を有していることを特徴とするプレート積層構造。 A first surface on which one opening of the first through-hole is formed, and a second surface on which the other opening of the first through-hole is formed and facing away from the first surface A first plate having a surface;
A second plate having a second through hole penetrating in the thickness direction;
The first plate and the second plate are bonded so that the second plate is fixed to the second surface of the first plate in a state where the first through hole and the second through hole communicate with each other. Is laminated through the agent,
A plurality of elongated grooves are formed in the thickness direction of the second plate on the inner wall surface of the second through hole,
The plate laminated structure, wherein the groove has a tapered shape that is narrower as it is farther from the first plate.
第2貫通孔が厚み方向に貫通した第2プレートを作製する第2プレート作製工程と、
前記第1貫通孔と前記第2貫通孔とが連通した状態で前記第1プレートの前記第2表面に前記第2プレートが固定されるように、前記第1プレートと前記第2プレートとを接着剤を介して積層する積層工程とを備えており、
前記第2プレート作製工程が、前記第2貫通孔の内壁面に、前記第2プレートの厚み方向に細長く、前記第1プレートから離れるほど幅の狭い先細形状を有する溝を複数形成するものであって、
前記第2プレートを厚み方向に貫通する前記第2貫通孔を形成する工程と、
前記第2貫通孔の前記内壁面を被覆すると共に、前記第2プレートの一方又は両方の表面のうち前記内壁面に連続し且つ前記第2貫通孔の周方向に並んだ複数の領域を露出させつつ残りの領域を被覆するマスクを形成する被覆工程と、
前記マスクで被覆された前記第2プレートに対してエッチング処理を施すエッチング工程とを有していることを特徴とするプレート積層構造の製造方法。 A first surface on which one opening of the first through-hole is formed, and a second surface on which the other opening of the first through-hole is formed and facing away from the first surface A first plate manufacturing step of manufacturing a first plate having a surface;
A second plate manufacturing step of manufacturing a second plate through which the second through hole penetrates in the thickness direction;
The first plate and the second plate are bonded so that the second plate is fixed to the second surface of the first plate in a state where the first through hole and the second through hole communicate with each other. And a lamination process of laminating via an agent,
The second plate manufacturing step is to form a plurality of grooves having a tapered shape that is elongated in the thickness direction of the second plate and narrows away from the first plate on the inner wall surface of the second through hole. And
Forming the second through-hole penetrating the second plate in the thickness direction;
The inner wall surface of the second through-hole is covered, and a plurality of regions that are continuous with the inner wall surface and arranged in the circumferential direction of the second through-hole among one or both surfaces of the second plate are exposed. A coating process for forming a mask covering the remaining area,
And an etching step of performing an etching process on the second plate covered with the mask.
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