JP2803938B2 - Inkjet head - Google Patents

Inkjet head

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JP2803938B2
JP2803938B2 JP998892A JP998892A JP2803938B2 JP 2803938 B2 JP2803938 B2 JP 2803938B2 JP 998892 A JP998892 A JP 998892A JP 998892 A JP998892 A JP 998892A JP 2803938 B2 JP2803938 B2 JP 2803938B2
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ノズルからインクを用
紙等の記録媒体上に向けて噴射して印字を行うインクジ
ェットプリンタ等に使用されるインクジェットヘッドに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head used in an ink jet printer or the like which performs printing by ejecting ink from nozzles onto a recording medium such as paper.

【0002】[0002]

【従来の技術】前述したインクジェットヘッドは、イン
クジェットヘッドユニット内に、先端部をノズル状に形
成されたインクジェットヘッドへ圧電素子を配設させて
なり、所定の印字タイミングにより圧電素子に通電する
ことにより、圧電素子を変形させて、インクジェットヘ
ッドのインク流路の断面積を減少させて、インクジェッ
トヘッド内のインクをノズルから噴射させて用紙に着弾
せしめ、印字を行うようになっている。
2. Description of the Related Art The above-mentioned ink-jet head has a structure in which a piezoelectric element is provided in an ink-jet head having a nozzle-shaped end portion in an ink-jet head unit. By deforming the piezoelectric element to reduce the cross-sectional area of the ink flow path of the ink jet head, the ink in the ink jet head is ejected from the nozzles to land on paper, thereby performing printing.

【0003】図2はこのような従来のインクジェットヘ
ッドを示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing such a conventional ink jet head.

【0004】図2に示すように、従来のインクジェット
ヘッド1においては、基板2の内部に、複数のインク流
路3,3…が形成されており、この各インク流路3の一
方には、前記基板2の図中長手方向の側面にインクを吐
出させるノズル4が形成されており、他方には、インク
の流入口5が形成されている。そして、この基板2の外
側の一面すなわち図中の上面には、基板2の表面が導電
性に乏しい場合に電極として適用される金属層6が形成
されており、この金属層6のさらに外側には、前記各イ
ンク流路3と対向するようにして、それぞれのインク流
路3に対応させて、略円盤状の圧電素子7がその下面側
を電気的に接続されるように導電性を有する図示しない
接着部材により接合されている。さらに、図3に示すよ
うに、各圧電素子7の上面側にはフレキシブル・プリン
ト・サーキット(FPC)等の配線部材8の個別電路部
が接合(図示せず)されて、一方の極(通常は陽極)が
構成されている。また、前記金属層6には、他方の極
(通常は陰極)として配線部材8の共通電路部が接合
(図示せず)されている。このようにして、金属層6を
介して配線部材8により圧電素子7は電気的に接続され
ることとなる。そして、前記基板2の一面に配置された
金属層6、各圧電素子7および配線部材8の接合部は、
封止部材9により覆うようにしてールドされており、
外部に対して絶縁されている。
As shown in FIG. 2, in a conventional ink jet head 1, a plurality of ink flow paths 3, 3... Are formed inside a substrate 2, and one of the ink flow paths 3 is A nozzle 4 for discharging ink is formed on a side surface of the substrate 2 in the longitudinal direction in the figure, and an ink inlet 5 is formed on the other side. A metal layer 6 that is used as an electrode when the surface of the substrate 2 is poor in conductivity is formed on one surface outside the substrate 2, that is, on the upper surface in the figure, and further outside the metal layer 6. Has conductivity so that the substantially disk-shaped piezoelectric element 7 is electrically connected to the lower surface of the piezoelectric element 7 so as to face each of the ink flow paths 3 and correspond to each of the ink flow paths 3. They are joined by an adhesive member (not shown). Further, as shown in FIG. 3, an individual electric circuit portion of a wiring member 8 such as a flexible printed circuit (FPC) is joined (not shown) to the upper surface side of each piezoelectric element 7, and one of the poles (normally Is an anode). Further, a common electric path portion of the wiring member 8 is joined (not shown) to the metal layer 6 as the other pole (usually a cathode). Thus, the piezoelectric element 7 is electrically connected to the wiring member 8 via the metal layer 6. The metal layer 6 disposed on one surface of the substrate 2, the piezoelectric element 7, and the joint of the wiring member 8 are
It is shea Rudo to cover by the sealing member 9,
Insulated from outside.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のものにおいては、圧電素子7および配線部材8
等を封止部材9によってールドすることにより、圧電
素子7の変形動作が抑制され、各インク流路3に所望の
変位を伝達させることができずに、所望量のインクを各
ノズル4から噴射させることができないという問題点が
あった。
However, in the above-described conventional device, the piezoelectric element 7 and the wiring member 8 are not provided.
By shea Rudo by the sealing member 9 and the like, deformation behavior of the piezoelectric element 7 is suppressed, not able to transmit the desired displacement in each ink channel 3, a desired amount of ink from the nozzles 4 There was a problem that it could not be ejected.

【0006】このような問題点に対処するために、従来
は、圧電素子7の基板2あるいは金属層6に対する接着
部材および封止部材9の接着強度を適宜に選択してい
た。
In order to cope with such a problem, conventionally, the bonding strength of the bonding member and the sealing member 9 of the piezoelectric element 7 to the substrate 2 or the metal layer 6 has been appropriately selected.

【0007】しかしながら、接着部材の接着強度は被着
面の表面状態により左右され、安定した品質のインクジ
ェットヘッド1が得られないという問題点があった。
[0007] However, the adhesive strength of the adhesive member is affected by the surface condition of the surface to be adhered, and there is a problem that the inkjet head 1 of stable quality cannot be obtained.

【0008】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、前述した従来のものにおける問題点を克服し、
圧電素子を基体に接着部材で接合した後に封止部材で
ールドしても、圧電素子の変位動作を妨げることなく、
安定した品質のインクジェットヘッドを提供することを
目的としている。
The present invention has been made in view of these points, and overcomes the above-mentioned problems in the conventional art.
Be sheet <br/> Rudo with a sealing member of the piezoelectric element after bonding an adhesive member to the substrate, without interfering with the displacement operation of the piezoelectric element,
An object is to provide an inkjet head of stable quality.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ため本発明のインクジェットヘッドは、導電性を有する
基体に圧電素子を接合し、封止部材により圧電素子の外
部を覆うようにシールドしてなるインクジェットヘッド
において、前記基体と圧電素子との接合に用いる接着部
材の硬度をAとし、圧電素子を覆う封止部材の硬度をB
としたときに、AはショアD硬度において80以上と
し、BはショアA硬度において85以下としたことを特
徴としている。
In order to achieve the above-mentioned object, an ink jet head according to the present invention has a piezoelectric element bonded to a conductive base, and is shielded by a sealing member so as to cover the outside of the piezoelectric element. In the ink jet head, the hardness of an adhesive member used for joining the base and the piezoelectric element is A, and the hardness of a sealing member covering the piezoelectric element is B.
A is characterized by being 80 or more in Shore D hardness and B being 85 or less in Shore A hardness.

【0010】[0010]

【作用】前述した構成からなる本発明のインクジェット
ヘッドによれば、基体と圧電素子とは、硬化後の硬度の
高い接着部材により強固に固着される。そして、封止部
材は硬化後の硬度が低く、柔軟性がある。したがって、
封止部材により外側を覆うようにールドされた圧電素
子の変動は的確に基体に伝達されて、インク流路に所望
の変位が伝達され、所望量のインクをノズルから確実に
噴射させることができる。
According to the ink jet head of the present invention having the above-described structure, the base and the piezoelectric element are firmly fixed by the hardened adhesive member after curing. The sealing member has low hardness after curing and has flexibility. Therefore,
Variation of piezoelectric element sheet Rudo to cover the outer the sealing member is transmitted accurately to the substrate, the desired displacement is transmitted to the ink flow path, making it possible to reliably inject the desired amount of ink from the nozzle it can.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の実施例を図1により説明す
る。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.

【0012】図1は、金属層を有する基体に本発明を適
用した要部の縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part in which the present invention is applied to a base having a metal layer.

【0013】図1に示すように、本実施例のインクジェ
ットヘッド10は、絶縁性の基板2の表面に蒸着および
スパッタリング等の適宜な方法により金属層6が設けら
れて、導電性を有する基体が形成されている。この基体
を形成する金属層6の表面には、接着部材11を介して
圧電素子7が基板2と対向する対向面12(図中下面)
をもって接合されている。そして、圧電素子7の基板2
と相反する反対向面13には、導電ペースト等の接合部
材14を介して配線部材8の個別電路部の一端に形成さ
れた導体15aが接合されて陽極が構成されている。
As shown in FIG. 1, an ink-jet head 10 of this embodiment is provided with a metal layer 6 provided on the surface of an insulating substrate 2 by an appropriate method such as vapor deposition and sputtering. Is formed. On the surface of the metal layer 6 forming the base, the opposing surface 12 (the lower surface in the figure) on which the piezoelectric element 7 faces the substrate 2 via the adhesive member 11
Are joined together. Then, the substrate 2 of the piezoelectric element 7
The conductor 15a formed at one end of the individual electric circuit portion of the wiring member 8 is joined to the opposite facing surface 13 via a joining member 14 such as a conductive paste to constitute an anode.

【0014】前記金属層6と圧電素子7との接合に用い
る接着部材11としては、導電性を有するエポキシ系の
2液混合型等の適宜なものが利用されているとともに、
硬化後の硬度がショアD硬度において80以上とされて
いる。
As the bonding member 11 used for bonding the metal layer 6 and the piezoelectric element 7, an appropriate one such as an epoxy-based two-liquid type having conductivity is used.
The hardness after curing is 80 or more in Shore D hardness.

【0015】また、前記金属層6の適宜な位置には、導
電ペースト等の接合部材14を介して配線部材8の共通
電路部の一端に形成された導体15bが接合されて陰極
が構成されている。
A conductor 15b formed at one end of the common electric circuit portion of the wiring member 8 is joined to an appropriate position of the metal layer 6 via a joining member 14 such as a conductive paste to form a cathode. I have.

【0016】さらに、前記金属層6上に配置されたそれ
ぞれの構成部品は封止部材16によりその外側を覆うよ
うにしてールドされている。この封止部材16として
は、シリコン系、ブチルゴム系、エポキシ系等から、硬
化後の硬度がショアA硬度において85以下のものを適
宜に選択されたものが利用されている。
Furthermore, each of the components disposed on the metal layer 6 is shea Rudo so as to cover the outer by the sealing member 16. As the sealing member 16, a material having a hardness after hardening of 85 or less in Shore A hardness is appropriately selected from silicon, butyl rubber, epoxy and the like.

【0017】つぎに、前述した構成からなる本実施例の
インクジェットヘッド10において、前記接着部材11
と封止部材16との硬化後の硬度とインク吐出量との関
係について性能実験を行った。なお、評価方法は圧電素
子7と金属層6との接着に用いた導電性を有するエポキ
シ系の2液混合型の接着部材11の硬化後の硬度を基準
にし、封止部材16を使用しないものを標準サンプルと
し、この標準サンプルにおけるインクの吐出量を標準吐
出量として、この標準吐出量に対して印字上問題の無い
85%以上の吐出量を有するものを合格とした。
Next, in the ink jet head 10 according to the present embodiment having the above-described structure, the bonding member 11
A performance experiment was performed on the relationship between the hardness after curing of the sealing member 16 and the ink ejection amount. The evaluation method is based on the hardness after curing of the epoxy-based two-liquid mixed type adhesive member 11 having conductivity used for bonding the piezoelectric element 7 and the metal layer 6, and does not use the sealing member 16. Was used as a standard sample, and the ejection amount of ink in this standard sample was taken as a standard ejection amount. A sample having an ejection amount of 85% or more with respect to this standard ejection amount, which had no problem in printing, was accepted.

【0018】表1に前記性能実験結果を示す。Table 1 shows the results of the performance experiments.

【0019】 この実験結果からも明白なように、接着部材11の硬化
後の硬度がショアD硬度において80以上であり、か
つ、封止部材16の硬化後の硬度がショアA硬度におい
て85以下のものは前述した合格ラインを越えることが
できることが判明した。
[0019] As is apparent from the experimental results, the adhesive member 11 having a cured hardness of 80 or more in Shore D hardness and the sealing member 16 having a cured hardness of 85 or less in Shore A hardness are described above. It turned out that it was possible to cross the passing line.

【0020】また、前記接着部材11の硬化後の硬度が
ショアD硬度において70以下のものは、封止部材16
を用いなくても前述したインク吐出量の合格ラインに対
するインク吐出量にばらつきが多く、インク吐出量が不
安定となり、使用に耐えないことが確認された。
If the hardness of the adhesive member 11 after curing is 70 or less in Shore D hardness, the sealing member 16
It was confirmed that even without using the ink, there was a large variation in the ink discharge amount with respect to the above-mentioned acceptable line of the ink discharge amount, the ink discharge amount became unstable, and the ink could not be used.

【0021】これらは、圧電素子7の変形動作が基体に
伝達されるときに、接着部材11が硬化後の硬度がショ
アD硬度において80より小さいような柔軟性を有する
と、接着部材11により圧電素子7の変形量の一部が吸
収されるため、圧電素子7の変位動作が的確に基体に伝
達されないことによる。また、圧電素子7をールドす
る封止部材16は、当然柔軟性を有しなければ圧電素子
7の変形動作を拘束することとなり、硬化後の硬度がシ
ョアA硬度において85より大きい硬いものは、所望の
インク吐出量を確保させることができず、所望のインク
吐出量を確保するためにはより変形量の多い圧電素子を
用いたり、印加電圧を高くし圧電素子7の変形量を大き
くさせ、消費電力を多くさせざるを得ないこととなるか
らである。
When the deformation of the piezoelectric element 7 is transmitted to the substrate, the bonding member 11 has a flexibility such that the hardness after curing is smaller than 80 in Shore D hardness. Because a part of the deformation amount of the element 7 is absorbed, the displacement operation of the piezoelectric element 7 is not accurately transmitted to the base. The sealing member 16 which sheet Rudo piezoelectric element 7 is of course necessary to have a flexibility becomes possible to restrain the deformation behavior of the piezoelectric element 7, the hardness after curing those 85 hard greater than the Shore A hardness In order to secure the desired ink discharge amount, it is not possible to use a piezoelectric element having a larger deformation amount, or to increase the deformation amount of the piezoelectric element 7 by increasing the applied voltage. This is because power consumption must be increased.

【0022】以上述べたような理由により、前記圧電素
子7と基板2の表面に形成された金属層6との接着部材
11の硬化後の硬度をショアD硬度において80以上と
することにより、圧電素子7と前記基板2の表面に形成
された金属層6との接合面が接着強度の大小に影響され
ずに剛性を有し一体に接合され、圧電素子7の変形動作
が的確に伝達される。そして、封止部材16の硬化後の
硬度をショアA硬度において85以下とすることによ
り、圧電素子7の変位動作が拘束されるのを防止でき
る。これによりノズル4からインクを常に良好に噴射さ
せて、極めて品位の高い印字を施すことができる。
For the reasons described above, the hardness of the bonding member 11 between the piezoelectric element 7 and the metal layer 6 formed on the surface of the substrate 2 after hardening is set to 80 or more in Shore D hardness. The joining surface between the element 7 and the metal layer 6 formed on the surface of the substrate 2 is rigidly and integrally joined without being affected by the magnitude of the adhesive strength, and the deformation operation of the piezoelectric element 7 is accurately transmitted. . By setting the hardness after curing of the sealing member 16 to 85 or less in Shore A hardness, it is possible to prevent the displacement operation of the piezoelectric element 7 from being restricted. This makes it possible to always satisfactorily eject ink from the nozzles 4 and to perform extremely high quality printing.

【0023】なお、圧電素子7を接合する基体として
は、少なくとも表面部分に導電性を有する基板2を前記
実施例の金属層6を省いて採用することができ、この場
合は圧電素子7を接着部材11を用いて直接基板2上に
接合させることができる。
As the substrate to which the piezoelectric element 7 is bonded, the substrate 2 having conductivity at least on the surface can be employed without the metal layer 6 of the above embodiment. In this case, the piezoelectric element 7 is bonded. The member 11 can be directly joined to the substrate 2.

【0024】また、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、必要に応じて変更することができる。
Further, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be changed as needed.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、イ
ンクジェットヘッドを、基体と圧電素子との接合に用い
る接着部材の硬化後の硬度と、封止部材の硬化後の硬度
とをコントロールするという簡単なことにより、圧電素
子の変位動作を妨げることなく伝達させてインクの噴出
を常に良好に行わせることができ、信頼性が極めて高
く、かつ、安定した品質が得られるという極めて優れた
効果を奏することができる。
As described above, according to the present invention, the hardness after curing of the adhesive member used for bonding the ink jet head to the base and the piezoelectric element and the hardness after curing of the sealing member are controlled. The simple effect of this is that the displacement operation of the piezoelectric element can be transmitted without disturbing the ink to be always ejected satisfactorily, resulting in an extremely high reliability and an extremely excellent effect of obtaining stable quality. Can be played.

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

【図1】本発明のインクジェットヘッドを示す要部の縦
断面図
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part showing an ink jet head of the present invention.

【図2】従来のインクジェットヘッドを示す要部の斜視
FIG. 2 is a perspective view of a main part showing a conventional ink jet head.

【図3】封止部材でールドした図2と同様の図Similar view to Figure 3 Figure 2 that sheet Rudo a sealing member

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 基板 6 金属層 7 圧電素子 8 配線部材 10 インクジェットヘッド 11 接着部材 17 封止部材 2 Substrate 6 Metal layer 7 Piezoelectric element 8 Wiring member 10 Inkjet head 11 Adhesive member 17 Sealing member

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 導電性を有する基体に圧電素子を接合
し、封止部材により圧電素子の外部を覆うようにール
ドしてなるインクジェットヘッドにおいて、前記基体と
圧電素子との接合に用いる接着部材の硬度をAとし、圧
電素子を覆う封止部材の硬度をBとしたときに、Aはシ
ョアD硬度において80以上とし、BはショアA硬度に
おいて85以下としたことを特徴とするインクジェット
ヘッド。
1. A bonding the piezoelectric element to a substrate having conductivity, the ink jet head formed by sheet Lumpur <br/> de so as to cover the outside of the piezoelectric element by the sealing member, and the substrate and the piezoelectric element When the hardness of the adhesive member used for the bonding of A is A and the hardness of the sealing member covering the piezoelectric element is B, A is 80 or more in Shore D hardness, and B is 85 or less in Shore A hardness. Characteristic inkjet head.
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