JP4797259B2 - Inkjet printhead manufacturing method, inkjet printhead, and inkjet recording apparatus - Google Patents

Inkjet printhead manufacturing method, inkjet printhead, and inkjet recording apparatus Download PDF

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JP4797259B2 JP2001068465A JP2001068465A JP4797259B2 JP 4797259 B2 JP4797259 B2 JP 4797259B2 JP 2001068465 A JP2001068465 A JP 2001068465A JP 2001068465 A JP2001068465 A JP 2001068465A JP 4797259 B2 JP4797259 B2 JP 4797259B2
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佳孝 秋山
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【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トヘッドの製造方法及びインクジェットプリントヘッド並びにインクジェット記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図4は、従来のインクジェットプリンタにおけるインクジェットプリントヘッドの一例を示す縦断側面図である。
【0003】
図4において、1はノズル穴1aを形成したオリフィスプレート、2は圧力室2aを形成したチャンバプレート、3はリストリクタ3aを形成したリストリクタプレート、4は振動部4aおよびフィルタ部4bを形成したダイアフラムプレート、5は共通インク通路5aと開口部5bを形成したハウジングである。6は複数の積層圧電素子7を固定する積層圧電素子固定板である。
【0004】
前記ハウジング5の開口部5a内には、前記積層圧電素子固定板6をX,Y方向に位置決めするための端面X1,端面Y1を設け、この端面X1,Y1に前記圧電素子固定板6を突き当てて位置決めして接着剤(図示省略)により接着して固定している。8は、積層圧電素子12の先端をダイアフラムプレート4における振動部4aの背面に接着する接着剤である。
【0005】
このインクジェットプリントヘッドは、インクが共通インク通路5aからフィルタ部3bとリストリクタ3aを通して圧力室2に供給され、積層圧電素子7に電気信号を印加することによって該積層圧電素子7が歪ませて振動部4aを押圧することにより圧力室2a内のインクを加圧してノズル穴1aから噴射してプリントするように機能する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
このようなインクジェットプリントヘッドにおいて、インク噴射特性のばらつきを低減するためには、ダイヤフラムプレート4の振動部4aと積層圧電素子7の結合位置誤差を極力小さくするように接着しなければならない。そのために、前記ハウジング5の開口部5aの面X1,Y1は、高精度に加工しなければならない。また、前記積層圧電素子固定板6の端面Y2から積層圧電素子7の振動部4aとの接着面までの距離精度および直角度も重要である。
【0007】
更に、前記積層圧電素子固定板6を接着する面X1が振動部4aに対して倒れていると、積層圧電素子7の振動部4aへの接着面が該振動部4aに対して全面が均一に接触せずに片当たり状態で接着されてしまう。このために、インクの噴射特性にばらつきが発生する。従って、インクの噴射特性のばらつきを低減するためには、前記した総ての構成部品の精度を確保しなければならない。
【0008】
また、ハウジング5,積層圧電素子固定板6等の構成部品は、高精度加工が必要となるために、高価な部品となり、インクジェットプリントヘッドを安価に構成することが困難となる。
【0009】
本発明の1つの目的は、インク噴射特性のばらつきが少ないインクジェットプリントヘッドの製造方法及びインクジェットプリントヘッド並びにインクジェット記録装置を提案することにある。
【0010】
本発明の他の目的は、インク噴射特性のばらつきが少ないインクジェットプリントヘッドの製造方法及びインクジェットプリントヘッド並びにインクジェット記録装置を安価に提案することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明は、インクを蓄える圧力室が形成されたチャンバープレートと、電気信号が印加されると歪んで前記圧力室内に圧力変動を発生させる複数の積層圧電素子と、この積層圧電素子と接着されている振動部が形成されたダイヤフラムプレートと、前記振動部と反対側に位置する前記積層圧電素子の端部を固定する積層圧電素子固定板と、前記圧力室にインクを供給する流路であるリストリクタが形成されたリストリクタプレートと、前記リストリクタにインクを供給する共通インク通路と前記積層圧電素子の先端を前記振動部に接着するように前記積層圧電素子固定板を挿入する開口部を有するハウジングと、前記圧力室内の加圧されたインクを吐出させるノズル穴を有するオリフィスプレートとを備えたインクジェットプリントヘッドの製造方法において、
前記オリフィスプレートと、前記チャンバープレートと、前記リストリクタプレートと、前記ダイヤフラムプレートと、前記ハウジングとを接着してフロントエンド部組を構成する工程と、
その後に、前記積層圧電素子固定板の外壁面と前記積層圧電素子と前記フロントエンド組部の振動部を位置決め装置を使用して位置決めして、前記積層圧電素子固定板の外壁面と前記ハウジングの開口部の内壁面との間に隙間を設け、前記積層圧電素子の先端部を前記振動部に熱硬化型の第1の接着剤で接着する工程と、
その後に、前記隙間にUV硬化型であって、その接着剤硬度が前記第1の接着剤の接着剤硬度より硬く、その接着剤硬度となる硬化時間が前記第1の接着剤の接着剤硬度となる硬化時間より短い第2の接着剤を複数箇所塗布して前記積層圧電素子固定板と前記ハウジングを接着して前記第2の接着剤と前記第1の接着剤を硬化させる工程と、
その後に、前記隙間をなくするように前記第2の接着剤の接着剤硬度よりも低い接着剤硬度のシーリング用の第3の接着剤を塗布して封止する工程とからなることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0014】
図1は、本発明のインクジェットプリントヘッドの一実施の形態を示すもので、(a)は縦断正面図、(b)は縦断右側面図、(c)は下面図である。
【0015】
図1において、1はノズル穴1aを形成したオリフィスプレート、2は圧力室2aを形成したチャンバプレート、3はリストリクタ3aを形成したリストリクタプレート、4は振動部4aおよびフィルタ部4bを形成したダイフラムプレート、5は共通インク通路5aおよび積層圧電素子7および該積層圧電素子7を固定する積層圧電素子固定板6よりも大きな開口部5bを設けたハウジングである。これらの部材は、位置決め穴9a,9bにて位置決めして順次に接着することにより、フロントエンド部組10を構成する。なお、11a,11bは、共通インク通路5aにインクを供給するためのインク供給口である。
【0016】
また、複数の積層圧電素子7を積層圧電素子固定板6に接着固定した積層圧電素子部組12を構成し、この積層圧電素子部組12を前記フロントエンド部組10の開口部5b内に挿入して各積層圧電素子7の先端によって圧力室2aに対応するダイアフラムプレート4の振動部4aの背面を押圧するように位置決めして接着剤13,14a〜14d,15によってこれら間を接着することにより結合する。
【0017】
図2は、前記フロントエンド部組20と前記積層圧電素子部組21を位置決めして接着する作業工程を示すものであって、(a)は縦断正面図、(b)は縦断右側図である。図3は、位置決め装置(位置決め治具)による位置決め作業工程の一例を示す縦断側面図である。
【0018】
フロントエンド部組10と積層圧電素子部組12の接着結合は、図2に示すように、フロントエンド部組10に対して積層圧電素子部組12をX,Y方向に移動させて位置合わせした状態で積層圧電素子部組12をフロントエンド部組10におけるハウジング5の開口部5bに挿入して各積層圧電素子7の先端をダイヤフラムプレート4の振動部4aの背面に第1の接着剤13によって接着し、更に、第2の接着剤14a〜14dおよび第3の接着剤15を塗布して接着結合およびシーリングすることにより行う。
【0019】
このような位置合わせおよび接着に使用する位置決め装置は、図3に示すように、フロントエンド部組10および位置決め用ダミーリストリクタプレート3’を択一式に嵌着して位置決めする位置決めピン31(位置をずらして表示している)と覗き窓30aを備え、2本の直動案内支柱32を垂直に起立させたと固定ベース30と、前記直動案内支柱32に摺動自在に嵌着して前記固定ベース30上に位置した状態で上下動する移動ベース40を備える。
【0020】
移動ベース40は、積層圧電素子部組12を垂下するための貫通穴40aを備え、積層圧電素子部組12を垂直状態に垂下するように取り付けてこの移動ベース40上を水平方向に摺動可能な調整ベース41と、この調整ベース41を水平(X,Yおよび旋回)方向に微少移動させて水平方向の位置決めを行うための複数のマイクロメータヘッド42および押しばね43と、位置決めした調整ベース41を移動ベース40に固定する固定ねじ(図示省略)を実装する。
【0021】
この位置決め装置を使用する位置決めおよび接着作業では、前記フロントエンド部組10のリストリクタプレート3と同一形状の位置決め用ダミーリストリクタプレート3’を前記固定ベース30上に位置決めして載置する。この載置位置決めは、位置決め用ダミーリストリクタプレート3’の位置決め穴9a’(9b’)(位置をずらして表示している)を固定ベース30上に起立させた位置決めピン31に嵌着することにより行う。
【0022】
また、積層圧電素子部組12は、垂直状態に垂下するように積層圧電素子固定板6を調整ベース41に取り付け、各積層圧電素子7の下端部(先端部)が位置決め用ダミーリストリクタプレート3’に対向するように移動ベース40を下降させる。そして、各積層圧電素子7の先端部と位置決め用ダミーリストリクタプレート3’のリストリクタ3aの相対位置関係を覗き窓30aから反射鏡50を介して観察しながらマイクロメータヘッド42を操作して調整ベース41を水平方向(X,Yおよび旋回方向)に微動させすることにより位置合わせして位置決めし、位置決め状態で固定ねじ(図示省略)により調整ベース41を移動ベース40に固定する。
【0023】
次に、移動ベース40を上昇させ、位置決め用ダミーリストリクタプレート3’を固定ベース30から取り外し、その後に、フロントエンド部組12を位置決めして載置する。この載置位置決めは、位置決めピン31にフロントエンドヘッド部組10の位置決め穴9a,9bを嵌着することにより行う。
【0024】
次に、積層圧電素子7の先端(または振動部4aの背面)に硬化前の第1の接着剤13を塗布し、次に、前記移動ベース40を直動案内支柱32に沿って下降させることにより、積層圧電素子部組12をフロントエンド部組10の方向に移動させて該フロントエンド部組10における開口部5bに挿入して該積層圧電素子部組12の積層圧電素子7の先端をダイヤフラム4の振動部4aの背面に当接させて前記第1の接着剤13で接着する。このとき、各積層圧電素子7は、既に、前記位置決め用ダミーリストリクタプレート3’を使用して位置決めされているので、正確に所定の位置に合わせて接着することができる。
【0025】
この接着状態では、前記ハウジング5の開口部5bの内壁面と前記積層圧電素子部組12の積層圧電素子固定板6の外壁面の間には隙間がある。また、前記積層型圧電素子部組12は、寿命を伸ばすために、振動部4aと積層圧電素子7を接着する際に、適度な予荷重をかけることが一般的に知られている。
【0026】
このために、積層圧電素子7を振動部4aに当接して接着すときには、積層圧電素子部組12に移動ベース40の重量を掛けて適度な予荷重をかけた状態とする。
【0027】
そして、この状態で、ハウジング5の開口部5bと積層圧電素子部組12の積層圧電素子固定板6間の隙間の複数箇所に、硬化時間が短く且つ硬度の高い、例えばUV硬化型の第2の接着剤1a〜14dを塗布して接着することにより、位置決めした位置関係を保って予荷重を掛けた状態で接着結合して位置決め装置から短時間でインクジェットプリントヘッドを取り外すことが可能となる。
【0028】
次に、例えば、前記第1の接着剤13が熱硬化型の場合もしくは硬化時間を短縮させたい場合には、これらを加熱炉に入れて硬化させ、その後、前記フロントエンド部組12のハウジング5の開口部5bと前記積層圧電素子部組12の隙間にインク等の侵入を防ぐためにシーリング目的の第3の接着剤15を塗布して封止する。
【0029】
このような構成において、第1の接着剤13と第2の接着剤14a〜14dの硬度関係を第1の接着剤硬度<第2の接着剤硬度とすることにより、積層圧電素子部組12に外力が加わっても、この外力は第2の接着剤14a〜14dによって支えられて振動部4aに外力の影響を与えることがないので、インク噴射特性が安定してばらつきの少ないインクジェットプリントヘットを提供することができる。
【0030】
また、前記シーリングが目的である第3の接着剤15と前記第2の接着剤14a〜14dの硬度の関係を第3の接着剤硬度<第2の接着剤硬度とすることにより、第3の接着剤15が硬化する際の収縮等により前記積層圧電素子部組12に対してアンバランスな外力が発生したとしても該外力は第2の接着剤14a〜14dに支えられるので該アンバランス力によって前記積層圧電素子12が変位して前記振動部9aに外力を加えることがないので、インク噴射特性が安定してばらつきの少ないインクジェットプリントヘッドを提供することが可能となる。
【0031】
更に、前記第1の接着剤13と前記第2の接着剤の硬化時間の関係を第1の接着剤硬化時間(硬化時間長い接着剤)>第2の接着剤硬化時間(硬化時間短い接着剤)とすることにより、前記位置決め装置により位置決めした位置関係を保って予荷重をかけたままの状態で該位置決め装置から短時間でインクジェットプリントヘッドを取り外すことが可能となる。このために、1台の治具で短時間に大量のインクジェットプリントヘッドを製造することが可能となり、生産効率も向上する。
【0032】
つまり、このような構成のインクジェットプリントヘッドは、積層圧電素子9と振動部4aとの位置決めは、ある程度の加工ばらつきを持った部品であっても、実際に位置決め装置により観察しながら高精度に位置決めすることが可能となり、従って、ハウジング5の位置決め基準面の高精度加工が不要となり、安価で且つインク噴射特性のばらつきを低減したインクジェットプリントヘッドを提供することが可能となる。
【0033】
このようなインクジェットプリントヘッドは、オフィス用や産業用のインクジェットプリンタに使用するインクジェットプリントヘッドとして好適である。
【0034】
【発明の効果】
本発明によれば、オリフィスプレートと、チャンバープレートと、リストリクタプレートと、ダイヤフラムプレートと、ハウジングとを接着してフロントエンド部組を構成する工程と、
その後に、積層圧電素子固定板の外壁面と積層圧電素子と前記フロントエンド組部の振動部を位置決め装置を使用して位置決めして、前記積層圧電素子固定板の外壁面と前記ハウジングの開口部の内壁面との間に隙間を設け、前記積層圧電素子の先端部を前記振動部に熱硬化型の第1の接着剤で接着する工程と、
その後に、前記隙間にUV硬化型であって、その接着剤硬度が前記第1の接着剤の接着剤硬度より硬く、その接着剤硬度となる硬化時間が前記第1の接着剤の接着剤硬度となる硬化時間より短い第2の接着剤を複数箇所塗布して前記積層圧電素子固定板と前記ハウジングを接着して前記第2の接着剤と前記第1の接着剤を硬化させる工程と、
その後に、前記隙間をなくするように前記第2の接着剤の接着剤硬度よりも低い接着剤硬度のシーリング用の第3の接着剤を塗布して封止する工程とからなる製造方法としたことにより、
インク噴射のばらつきを低減し、安価で生産効率の高いインクジェットプリントヘッドの製造方法及びインクジェットプリントヘッド並びにインクジェット記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示すインクジェットプリントヘッドの概略構成を示す縦断正面図(a)と縦断側面図(b)と下面図(c)である。
【図2】本発明のインクジェットプリントヘッドにおけるフロントエンド組と積層圧電素子組の位置決め接着作業工程を示す縦断正面図(a)と縦断側面図(b)である。
【図3】図2に示した位置決め接着作業工程を実施する位置決め装置の縦断側面図である。
【図4】従来のインクジェットプリントヘッドの概略構成を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
1…オリフィスプレート、1a…ノズル穴、2…チャンバプレート、2a…圧力室、3…リストリクタプレート、3a…リストリクタ、4…ダイヤフラムプレート、4a…振動部、4b…フィルタ部、5…ハウジング、5a…共通インク通路、5b…開口部、6…圧電素子固定板、7…積層圧電素子、9a,9b…位置決め穴、10…フロントエンド部組、12…積層圧電素子部組、13…第1の接着剤、14a〜14d…第2の接着剤、15…第3の接着剤。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet print head manufacturing method, an ink jet print head, and an ink jet recording apparatus .
[0002]
[Prior art]
FIG. 4 is a longitudinal side view showing an example of an ink jet print head in a conventional ink jet printer.
[0003]
In FIG. 4, 1 is an orifice plate in which a nozzle hole 1a is formed, 2 is a chamber plate in which a pressure chamber 2a is formed, 3 is a restrictor plate in which a restrictor 3a is formed, and 4 is a vibrating portion 4a and a filter portion 4b. The diaphragm plate 5 is a housing in which a common ink passage 5a and an opening 5b are formed. Reference numeral 6 denotes a laminated piezoelectric element fixing plate for fixing a plurality of laminated piezoelectric elements 7.
[0004]
An end face X1 and an end face Y1 for positioning the laminated piezoelectric element fixing plate 6 in the X and Y directions are provided in the opening 5a of the housing 5, and the piezoelectric element fixing plate 6 projects into the end faces X1 and Y1. The contact is positioned and bonded and fixed by an adhesive (not shown). Reference numeral 8 denotes an adhesive that bonds the tip of the laminated piezoelectric element 12 to the back surface of the vibration part 4 a in the diaphragm plate 4.
[0005]
In this ink jet print head, ink is supplied from the common ink passage 5 a to the pressure chamber 2 through the filter unit 3 b and the restrictor 3 a, and an electric signal is applied to the laminated piezoelectric element 7 to distort and vibrate the laminated piezoelectric element 7. By pressing the portion 4a, the ink in the pressure chamber 2a is pressurized and ejected from the nozzle hole 1a for printing.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In such an ink jet print head, in order to reduce variations in ink ejection characteristics, it is necessary to bond the vibration portion 4a of the diaphragm plate 4 and the laminated piezoelectric element 7 so as to minimize the coupling position error. Therefore, the surfaces X1 and Y1 of the opening 5a of the housing 5 must be processed with high accuracy. The distance accuracy and perpendicularity from the end face Y2 of the laminated piezoelectric element fixing plate 6 to the bonding surface of the laminated piezoelectric element 7 with the vibrating portion 4a are also important.
[0007]
Further, when the surface X1 for bonding the laminated piezoelectric element fixing plate 6 is tilted with respect to the vibrating portion 4a, the entire bonding surface of the laminated piezoelectric element 7 to the vibrating portion 4a is uniform with respect to the vibrating portion 4a. It will be bonded in a single contact state without contact. For this reason, the ink ejection characteristics vary. Therefore, in order to reduce variations in ink ejection characteristics, it is necessary to ensure the accuracy of all the components described above.
[0008]
In addition, the component parts such as the housing 5 and the laminated piezoelectric element fixing plate 6 require high-precision machining, so that they are expensive parts, and it is difficult to configure the inkjet print head at low cost.
[0009]
One object of the present invention is to propose an ink jet print head manufacturing method, an ink jet print head, and an ink jet recording apparatus with little variation in ink ejection characteristics.
[0010]
Another object of the present invention is to propose an ink jet print head manufacturing method, an ink jet print head, and an ink jet recording apparatus with low variations in ink ejection characteristics at low cost.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a chamber plate in which a pressure chamber for storing ink is formed, a plurality of laminated piezoelectric elements that are distorted when an electric signal is applied to generate pressure fluctuations in the pressure chamber, and bonded to the laminated piezoelectric element. A diaphragm plate formed with a vibrating part, a laminated piezoelectric element fixing plate for fixing an end of the laminated piezoelectric element located on the opposite side of the vibrating part, and a list that is a flow path for supplying ink to the pressure chamber A restrictor plate on which a restrictor is formed; a common ink passage for supplying ink to the restrictor; and an opening through which the laminated piezoelectric element fixing plate is inserted so that a tip of the laminated piezoelectric element is bonded to the vibrating part. An inkjet print head comprising a housing and an orifice plate having a nozzle hole for discharging pressurized ink in the pressure chamber In the manufacturing method,
A step of adhering the orifice plate, the chamber plate, the restrictor plate, the diaphragm plate, and the housing to form a front end portion set;
Thereafter, the outer wall surface of the laminated piezoelectric element fixing plate, the laminated piezoelectric element, and the vibration portion of the front end assembly are positioned using a positioning device, and the outer wall surface of the laminated piezoelectric element fixing plate and the housing Providing a gap between the inner wall surface of the opening, and bonding the tip of the multilayer piezoelectric element to the vibrating portion with a first thermosetting adhesive;
Thereafter, the gap is UV curable, and the adhesive hardness thereof is harder than the adhesive hardness of the first adhesive, and the curing time when the adhesive hardness is the adhesive hardness of the first adhesive Applying a plurality of second adhesives shorter than the curing time to be bonded to bond the laminated piezoelectric element fixing plate and the housing to cure the second adhesive and the first adhesive ;
And then applying and sealing a sealing third adhesive having an adhesive hardness lower than the adhesive hardness of the second adhesive so as to eliminate the gap. To do.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0014]
1A and 1B show an embodiment of an ink jet print head according to the present invention. FIG. 1A is a longitudinal front view, FIG. 1B is a vertical right side view, and FIG. 1C is a bottom view.
[0015]
In Figure 1, 1 orifice plate to form a nozzle hole 1a is 2 the chamber over the plate forming the pressure chamber 2a, 3 restrictor plate forming a restrictor. 3a, 4 forms the vibrating portion 4a and the filter portion 4b the die ya Fulham plate, 5 is a housing provided with a large opening 5b than the laminated piezoelectric element fixing plate 6 to fix the common ink passage 5a and the laminated piezoelectric element 7 and the laminated piezoelectric element 7. These members are positioned in the positioning holes 9a and 9b and are sequentially bonded to form the front end set 10. Reference numerals 11a and 11b denote ink supply ports for supplying ink to the common ink passage 5a.
[0016]
Further, a laminated piezoelectric element part set 12 is formed by bonding and fixing a plurality of laminated piezoelectric elements 7 to the laminated piezoelectric element fixing plate 6, and the laminated piezoelectric element part set 12 is inserted into the opening 5 b of the front end part set 10. Then, by positioning the back surface of the vibrating portion 4a of the diaphragm plate 4 corresponding to the pressure chamber 2a by the tip of each laminated piezoelectric element 7 and bonding them with adhesives 13, 14a to 14d, 15 Join.
[0017]
FIGS. 2A and 2B show an operation process for positioning and bonding the front end part set 20 and the laminated piezoelectric element part set 21, wherein FIG. 2A is a longitudinal front view and FIG. 2B is a vertical right view. . FIG. 3 is a longitudinal sectional side view showing an example of a positioning operation process by the positioning device (positioning jig).
[0018]
As shown in FIG. 2, the adhesive bonding between the front end unit set 10 and the laminated piezoelectric element unit set 12 is aligned by moving the laminated piezoelectric element unit set 12 in the X and Y directions with respect to the front end set 10. In this state, the laminated piezoelectric element set 12 is inserted into the opening 5b of the housing 5 in the front end set 10, and the tip of each laminated piezoelectric element 7 is attached to the back surface of the vibration part 4a of the diaphragm plate 4 by the first adhesive 13. Further, the second adhesives 14a to 14d and the third adhesive 15 are applied and adhesively bonded and sealed.
[0019]
As shown in FIG. 3, the positioning device used for such positioning and bonding includes positioning pins 31 (positions) for positioning the front end assembly 10 and the positioning dummy restrictor plate 3 ′ by alternative mounting. And a viewing window 30a, and when the two linear motion guide columns 32 are erected vertically, the fixed base 30 and the linear motion guide column 32 are slidably fitted and A moving base 40 that moves up and down while being located on the fixed base 30 is provided.
[0020]
The moving base 40 includes a through hole 40a for hanging the laminated piezoelectric element unit 12 and can be slid in the horizontal direction on the moving base 40 by attaching the laminated piezoelectric element unit 12 to the vertical state. Adjustment base 41, a plurality of micrometer heads 42 and push springs 43 for slightly moving the adjustment base 41 in the horizontal (X, Y and swiveling) directions and positioning in the horizontal direction, and the positioned adjustment base 41 A fixing screw (not shown) is mounted to fix the to the moving base 40.
[0021]
In positioning and bonding operations using this positioning device, a positioning dummy restrictor plate 3 ′ having the same shape as the restrictor plate 3 of the front end assembly 10 is positioned and placed on the fixed base 30. This mounting positioning is performed by fitting positioning holes 9a ′ (9b ′) (indicated by shifting positions) of the positioning dummy restrictor plate 3 ′ to positioning pins 31 raised on the fixed base 30. To do.
[0022]
Further, the laminated piezoelectric element part set 12 has the laminated piezoelectric element fixing plate 6 attached to the adjustment base 41 so as to hang in a vertical state, and the lower end part (tip part) of each laminated piezoelectric element 7 is the dummy restrictor plate 3 for positioning. The moving base 40 is lowered so as to face '. Then, the micrometer head 42 is operated and adjusted while observing the relative positional relationship between the tip portion of each laminated piezoelectric element 7 and the restrictor 3a of the positioning dummy restrictor plate 3 ′ from the viewing window 30a through the reflecting mirror 50. The base 41 is finely moved in the horizontal direction (X, Y and turning direction) to be aligned and positioned, and the adjustment base 41 is fixed to the moving base 40 with a fixing screw (not shown) in the positioned state.
[0023]
Next, the moving base 40 is raised, the positioning dummy restrictor plate 3 ′ is removed from the fixed base 30, and then the front end assembly 12 is positioned and placed. This placement positioning is performed by fitting the positioning holes 9 a and 9 b of the front end head unit set 10 to the positioning pins 31.
[0024]
Next, the first adhesive 13 before curing is applied to the tip of the laminated piezoelectric element 7 (or the back surface of the vibrating portion 4a), and then the moving base 40 is lowered along the linear motion guide column 32. Thus, the laminated piezoelectric element part set 12 is moved in the direction of the front end part set 10 and is inserted into the opening 5b in the front end part set 10 so that the tip of the laminated piezoelectric element 7 of the laminated piezoelectric element part set 12 is a diaphragm. 4 is brought into contact with the back surface of the vibrating portion 4 a and bonded with the first adhesive 13. At this time, each laminated piezoelectric element 7 has already been positioned using the positioning dummy restrictor plate 3 ′, so that it can be accurately bonded to a predetermined position.
[0025]
In this bonded state, there is a gap between the inner wall surface of the opening 5 b of the housing 5 and the outer wall surface of the laminated piezoelectric element fixing plate 6 of the laminated piezoelectric element unit set 12. In addition, it is generally known that the laminated piezoelectric element part group 12 applies an appropriate preload when bonding the vibrating part 4a and the laminated piezoelectric element 7 in order to extend the life.
[0026]
Therefore, when the laminated piezoelectric element 7 is brought into contact with the vibrating portion 4a and bonded, the laminated piezoelectric element portion set 12 is multiplied by the weight of the moving base 40 to be in an appropriate preload state.
[0027]
In this state, the curing time is short and the hardness is high, for example, a UV curable second type, at a plurality of gaps between the opening 5 b of the housing 5 and the laminated piezoelectric element fixing plate 6 of the laminated piezoelectric element part set 12. By applying and adhering the adhesives 1a to 14d, it is possible to remove the ink jet print head from the positioning device in a short time by bonding and bonding in a state where a pre-load is applied while maintaining the positional relationship.
[0028]
Next, for example, when the first adhesive 13 is a thermosetting type or when it is desired to shorten the curing time, these are put in a heating furnace to be cured, and then the housing 5 of the front end assembly 12 is set. A third adhesive 15 for sealing is applied and sealed in order to prevent intrusion of ink or the like in the gap between the opening 5b and the laminated piezoelectric element set 12.
[0029]
In such a configuration, by setting the hardness relationship between the first adhesive 13 and the second adhesives 14a to 14d to the first adhesive hardness <the second adhesive hardness, the laminated piezoelectric element part set 12 is provided. Even if an external force is applied, the external force is supported by the second adhesives 14a to 14d and does not affect the vibrating portion 4a, so that an ink jet print head with stable ink ejection characteristics and less variation is provided. can do.
[0030]
The third adhesive 15 and the second adhesives 14a to 14d, which are intended for sealing, have a relationship of hardness such that third adhesive hardness <second adhesive hardness. Even if an unbalanced external force is generated with respect to the laminated piezoelectric element group 12 due to shrinkage or the like when the adhesive 15 is cured, the external force is supported by the second adhesives 14a to 14d. Since the laminated piezoelectric element 12 is not displaced and no external force is applied to the vibrating portion 9a, it is possible to provide an ink jet print head having stable ink ejection characteristics and little variation.
[0031]
Further, the relationship between the curing time of the first adhesive 13 and the second adhesive is expressed as follows: first adhesive curing time (adhesive with long curing time)> second adhesive curing time (adhesive with short curing time) ), The ink jet print head can be removed from the positioning device in a short time while maintaining the positional relationship determined by the positioning device and applying a preload. For this reason, it is possible to manufacture a large number of ink jet print heads in a short time with one jig, and the production efficiency is improved.
[0032]
In other words, the inkjet print head having such a configuration can be positioned with high precision while actually observing with a positioning device even if the laminated piezoelectric element 9 and the vibrating portion 4a are positioned with a certain degree of processing variation. Therefore, it is possible to provide an ink jet print head that does not require high-precision machining of the positioning reference surface of the housing 5, is inexpensive, and has reduced variations in ink ejection characteristics.
[0033]
Such an ink jet print head is suitable as an ink jet print head for use in an office or industrial ink jet printer.
[0034]
【The invention's effect】
According to the present invention, a step of adhering an orifice plate, a chamber plate, a restrictor plate, a diaphragm plate, and a housing to constitute a front end portion set;
Thereafter, the outer wall surface of the laminated piezoelectric element fixing plate, the laminated piezoelectric element, and the vibration portion of the front end assembly are positioned using a positioning device, and the outer wall surface of the laminated piezoelectric element fixing plate and the opening of the housing Providing a gap between the inner wall surface of the laminated piezoelectric element and bonding the tip of the laminated piezoelectric element to the vibrating portion with a first thermosetting adhesive;
Thereafter, the gap is UV curable, and the adhesive hardness thereof is harder than the adhesive hardness of the first adhesive, and the curing time when the adhesive hardness is the adhesive hardness of the first adhesive Applying a plurality of second adhesives shorter than the curing time to be bonded to bond the laminated piezoelectric element fixing plate and the housing to cure the second adhesive and the first adhesive;
Thereafter, a manufacturing method comprising a step of applying and sealing a third adhesive for sealing having an adhesive hardness lower than the adhesive hardness of the second adhesive so as to eliminate the gap is formed. By
An ink jet print head manufacturing method, an ink jet print head, and an ink jet recording apparatus can be provided that reduce variations in ink ejection and are inexpensive and have high production efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal front view (a), a longitudinal side view (b), and a bottom view (c) showing a schematic configuration of an ink jet print head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal front view (a) and a longitudinal side view (b) showing a positioning and bonding work process of a front end group and a laminated piezoelectric element group in the inkjet print head of the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal side view of a positioning device that performs the positioning and bonding work step shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a longitudinal sectional side view showing a schematic configuration of a conventional ink jet print head.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Orifice plate, 1a ... Nozzle hole, 2 ... Chamber plate, 2a ... Pressure chamber, 3 ... Restrictor plate, 3a ... Restrictor, 4 ... Diaphragm plate, 4a ... Vibrating part, 4b ... Filter part, 5 ... Housing, 5a ... common ink passage, 5b ... opening, 6 ... piezoelectric element fixing plate, 7 ... laminated piezoelectric element, 9a, 9b ... positioning hole, 10 ... front end part group, 12 ... laminated piezoelectric element part group, 13 ... first Adhesives 14a to 14d, second adhesive, 15 ... third adhesive.

Claims (3)

インクを蓄える圧力室が形成されたチャンバープレートと、電気信号が印加されると歪んで前記圧力室内に圧力変動を発生させる複数の積層圧電素子と、この積層圧電素子と接着されている振動部が形成されたダイヤフラムプレートと、前記振動部と反対側に位置する前記積層圧電素子の端部を固定する積層圧電素子固定板と、前記圧力室にインクを供給する流路であるリストリクタが形成されたリストリクタプレートと、前記リストリクタにインクを供給する共通インク通路と前記積層圧電素子の先端を前記振動部に接着するように前記積層圧電素子固定板を挿入する開口部を有するハウジングと、前記圧力室内の加圧されたインクを吐出させるノズル穴を有するオリフィスプレートとを備えたインクジェットプリントヘッドの製造方法において、
前記オリフィスプレートと、前記チャンバープレートと、前記リストリクタプレートと、前記ダイヤフラムプレートと、前記ハウジングとを接着してフロントエンド部組を構成する工程と、
その後に、前記積層圧電素子固定板の外壁面と前記積層圧電素子と前記フロントエンド組部の振動部を位置決め装置を使用して位置決めして、前記積層圧電素子固定板の外壁面と前記ハウジングの開口部の内壁面との間に隙間を設け、前記積層圧電素子の先端部を前記振動部に熱硬化型の第1の接着剤で接着する工程と、
その後に、前記隙間にUV硬化型であって、その接着剤硬度が前記第1の接着剤の接着剤硬度より硬く、その接着剤硬度となる硬化時間が前記第1の接着剤の接着剤硬度となる硬化時間より短い第2の接着剤を複数箇所塗布して前記積層圧電素子固定板と前記ハウジングを接着して前記第2の接着剤と前記第1の接着剤を硬化させる工程と、
その後に、前記隙間をなくするように前記第2の接着剤の接着剤硬度よりも低い接着剤硬度のシーリング用の第3の接着剤を塗布して封止する工程とからなることを特徴とするインクジェットプリントヘッドの製造方法。
A chamber plate in which a pressure chamber for storing ink is formed; a plurality of laminated piezoelectric elements that are distorted when an electric signal is applied to generate pressure fluctuations in the pressure chamber; and a vibrating portion bonded to the laminated piezoelectric element. A formed diaphragm plate, a laminated piezoelectric element fixing plate for fixing the end of the laminated piezoelectric element located on the opposite side of the vibrating part, and a restrictor which is a flow path for supplying ink to the pressure chamber are formed. A restrictor plate, a common ink passage for supplying ink to the restrictor, and a housing having an opening for inserting the laminated piezoelectric element fixing plate so as to adhere the tip of the laminated piezoelectric element to the vibrating part, An inkjet print head manufacturing method comprising an orifice plate having a nozzle hole for discharging pressurized ink in a pressure chamber Stomach,
A step of adhering the orifice plate, the chamber plate, the restrictor plate, the diaphragm plate, and the housing to form a front end portion set;
Thereafter, the outer wall surface of the laminated piezoelectric element fixing plate, the laminated piezoelectric element, and the vibration portion of the front end assembly are positioned using a positioning device, and the outer wall surface of the laminated piezoelectric element fixing plate and the housing Providing a gap between the inner wall surface of the opening, and bonding the tip of the multilayer piezoelectric element to the vibrating portion with a first thermosetting adhesive;
Thereafter, the gap is UV curable, and the adhesive hardness thereof is harder than the adhesive hardness of the first adhesive, and the curing time when the adhesive hardness is the adhesive hardness of the first adhesive Applying a plurality of second adhesives shorter than the curing time to be bonded to bond the laminated piezoelectric element fixing plate and the housing to cure the second adhesive and the first adhesive ;
And then applying and sealing a sealing third adhesive having an adhesive hardness lower than the adhesive hardness of the second adhesive so as to eliminate the gap. A method for manufacturing an inkjet printhead.
請求項1に記載のインクジェットプリントヘッドの製造方法で製造されたことを特徴とするインクジェットプリントヘッド。  An ink jet print head manufactured by the method of manufacturing an ink jet print head according to claim 1. 請求項2記載のインクジェットプリントヘッドを搭載したことを特徴とするインクジェット記録装置。An ink jet recording apparatus comprising the ink jet print head according to claim 2.
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