JPH09234871A - Structure for adhesion to nozzle plate and method therefor - Google Patents

Structure for adhesion to nozzle plate and method therefor

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JPH09234871A
JPH09234871A JP6918196A JP6918196A JPH09234871A JP H09234871 A JPH09234871 A JP H09234871A JP 6918196 A JP6918196 A JP 6918196A JP 6918196 A JP6918196 A JP 6918196A JP H09234871 A JPH09234871 A JP H09234871A
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JP
Japan
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nozzle plate
nozzle
actuator
ink
channel
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JP6918196A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuo Aoki
信夫 青木
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Brother Industries Ltd
Original Assignee
Brother Industries Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/10Finger type piezoelectric elements

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high quality printed result by a method wherein an adhesive is prevented from being swollen out into an ink passage of a nozzle in adhesion of a nozzle plate to an actuator. SOLUTION: An opening shape of a tapered part 4b of a nozzle 4a on a joint surface of an actuator to a nozzle plate 4 together with both vertical and horizontal sizes is so formed as to be less than the opening shape of a channel 3, and a difference in level 4c is formed to the nozzle plate 4. Thereby, though an adhesive between the actuator and the nozzle plate 4 is swollen out from the joint surface by pushing in adhesion of both components, the adhesive stays at the difference in level 4c, and does not enter an ink passage of the nozzle 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッド等を構成するノズルプレートの接着構造とその接着
方法に関し、特に、ノズルプレートとアクチュエータ及
びカバープレートとの接着時に使用する接着剤が、ノズ
ルプレートのノズルのインク流路内へはみ出すことをな
くしたノズルプレートの接着構造とその接着方法に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bonding structure for a nozzle plate constituting an ink jet head or the like and a bonding method therefor. In particular, the adhesive used when bonding the nozzle plate to the actuator and the cover plate is The present invention relates to a bonding structure for a nozzle plate that does not protrude into an ink flow path of a nozzle and a bonding method therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の、ノズルプレートとアクチュエー
タ及びカバープレートとの接着について図5(a)
(b)を用いて説明する。図5(a)(b)はノズルプ
レートがカバープレート及びアクチュエータに接着され
た状態の断面図であり、(a)はチャンネルを含む面で
の断面図、(b)は(a)に示すA−A’面での断面図
である。従来は、ノズルプレート4とアクチュエータ2
との接合面におけるノズル4aの開口形状と、アクチュ
エータ2のチャンネル3の開口形状とは同じ大きさに形
成されていた。即ち、チャンネル3の縦寸L2と、テー
パ形状部4bのアクチュエータ2との接合面の形状の縦
寸l2とが同等の大きさに、チャンネル3の横寸W2
と、アクチュエータ2との接合面のテーパ形状部4bの
横寸w2とが同等の大きさに設定されていた。そして、
このように設定されたノズルプレート4と、アクチュエ
ータ2及びカバープレート8との間に接着剤としてエポ
キシ樹脂等を介在させ、押さえ部材及びベース部材等の
治具により挟み込んで押圧し、その状態で加熱してエポ
キシ樹脂等を硬化させることにより、これらの部材を接
着していた。
2. Description of the Related Art Regarding the conventional adhesion of a nozzle plate to an actuator and a cover plate, FIG.
This will be described with reference to FIG. 5A and 5B are cross-sectional views showing a state in which the nozzle plate is adhered to the cover plate and the actuator, FIG. 5A is a cross-sectional view of a surface including a channel, and FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line A ′. Conventionally, the nozzle plate 4 and the actuator 2
The opening shape of the nozzle 4a and the opening shape of the channel 3 of the actuator 2 on the joint surface of the and were formed in the same size. That is, the vertical dimension L2 of the channel 3 and the vertical dimension l2 of the shape of the joint surface of the tapered portion 4b with the actuator 2 are equal to each other, and the horizontal dimension W2 of the channel 3 is the same.
And the lateral dimension w2 of the tapered portion 4b on the joint surface with the actuator 2 are set to be equal to each other. And
An epoxy resin or the like is interposed as an adhesive between the nozzle plate 4 and the actuator 2 and the cover plate 8 set in this way, and is sandwiched and pressed by a jig such as a pressing member and a base member and heated in that state. Then, these members are adhered by curing an epoxy resin or the like.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のノズルプレート4とアクチュエータ2及び
カバープレート8とを接着する方法においては、以下の
ような問題がある。一般に、ノズルプレートは成形が容
易な樹脂等から製造され、表面がなめらかに仕上げられ
ているが、その一方で、アクチュエータ及びカバープレ
ートは圧電素子等の素材を機械加工により切削して製造
されるので、表面には細かい凹凸ができ、ノズルプレー
トのようになめらかには仕上がらない。よって、これら
の部材の表面同士を接着するためには、接着剤で上記凹
凸によってできる隙間を埋めることが必要となる。しか
し、このために必要な接着剤の量を的確に設定すること
は困難であり、実際に両部材を接着しようとして押圧し
た場合、接着剤がノズルのインク流路にはみ出した状態
で硬化することがある。この場合には、このはみ出した
接着剤がインクの円滑な流れを妨げ、インクの噴射速度
に影響を与えるため、良好な印字結果が得られない。本
発明は、上述した問題点を解決するためになされたもの
であり、ノズルプレートとアクチュエータ及びカバープ
レートとを接着する場合に、ノズルのインク流路内に接
着剤がはみ出して硬化するような状態に陥ることをなく
し、高品質な印字結果が得られるノズルプレートの接着
構造とその接着方法を提供することを目的とする。
However, the conventional method of bonding the nozzle plate 4 to the actuator 2 and the cover plate 8 as described above has the following problems. Generally, the nozzle plate is manufactured from a resin that is easy to mold and has a smooth surface, while the actuator and cover plate are manufactured by cutting a material such as a piezoelectric element by machining. , There are fine irregularities on the surface, and it does not finish as smoothly as a nozzle plate. Therefore, in order to bond the surfaces of these members to each other, it is necessary to fill the gap formed by the unevenness with an adhesive. However, it is difficult to accurately set the amount of adhesive required for this, and when the two members are pressed to actually bond them, the adhesive should cure while protruding into the ink flow path of the nozzle. There is. In this case, the protruding adhesive hinders the smooth flow of the ink and affects the ink ejection speed, so that a good printing result cannot be obtained. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and when the nozzle plate and the actuator and the cover plate are bonded, a state in which the adhesive protrudes into the ink flow path of the nozzle and is cured. It is an object of the present invention to provide a bonding structure for a nozzle plate and a bonding method that can obtain high-quality printing results by eliminating the above problem.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1に記載の発明に係るノズルプレートの接着構
造は、圧電素子の側壁からなる複数のチャンネルが形成
されたアクチュエータと、記録媒体に対してインクを噴
射するために各チャンネルに対応した位置にノズルが形
成されたノズルプレートとの接着構造であって、ノズル
プレートとアクチュエータとの接合面におけるノズルの
開口形状をチャンネルの開口形状よりも小さくなるよう
に形成したものである。
In order to achieve the above object, a nozzle plate bonding structure according to a first aspect of the present invention is provided with an actuator having a plurality of channels formed of side walls of a piezoelectric element, and a recording medium. A nozzle plate in which nozzles are formed at positions corresponding to each channel for ejecting ink, and the opening shape of the nozzle on the joint surface between the nozzle plate and the actuator is Is also formed to be small.

【0005】上記構成においては、ノズルプレートとア
クチュエータとの接合面におけるノズルの開口形状をチ
ャンネルの開口形状よりも小さくしたので、ノズルプレ
ートとアクチュエータとの接着時に、接着剤が上記接合
面からはみ出しても、その接着剤がノズルのインク流路
まで達することがなくなる。よって、インクの円滑な流
れが妨げられることがないので、インクの噴射速度が悪
影響を受けず、高品質な印字結果が得られる。
In the above structure, since the opening shape of the nozzle in the joint surface between the nozzle plate and the actuator is smaller than the opening shape of the channel, the adhesive will stick out from the joint surface when the nozzle plate and the actuator are adhered. However, the adhesive does not reach the ink flow path of the nozzle. Therefore, since the smooth flow of the ink is not hindered, the ink ejection speed is not adversely affected, and a high quality printing result can be obtained.

【0006】また、請求項2に記載の発明に係るノズル
プレートの接着構造は、請求項1に記載のノズルプレー
トの接着構造であって、ノズルの開口形状を、ノズルプ
レートのインク噴射側方向に近づくに連れて細くなるテ
ーパ形状に形成したものである。
The nozzle plate adhering structure according to a second aspect of the present invention is the nozzle plate adhering structure according to the first aspect, in which the nozzle opening shape is arranged in the ink jet side direction of the nozzle plate. It is formed in a tapered shape that becomes thinner as it gets closer.

【0007】上記構成においては、ノズルの開口形状
を、ノズルプレートのインク噴射側方向に近づくに連れ
て細くなるテーパ形状としたので、チャンネルの容量変
化によるチャンネル内の圧力の変化の伝達性がよくな
り、より円滑にインクを流れさせ、快適にインクを噴射
することができる。
In the above structure, the nozzle opening is tapered so that it becomes thinner as it approaches the ink jet side of the nozzle plate, so that the change in the pressure in the channel due to the change in the capacity of the channel is highly transmissive. Therefore, the ink can be made to flow more smoothly and the ink can be ejected comfortably.

【0008】また、請求項3に記載の発明に係るノズル
プレートの接着構造は、請求項1又は請求項2に記載の
ノズルプレートの接着構造であって、ノズルプレートは
ポリイミド樹脂からなるものである。
A nozzle plate adhering structure according to a third aspect of the present invention is the nozzle plate adhering structure according to the first or second aspect, wherein the nozzle plate is made of a polyimide resin. .

【0009】上記構成においては、ポリイミド樹脂は、
融点が及び軟化点が高く、熱的特性に優れた樹脂である
ため、ノズルプレートとアクチュエータとを接着する際
の加熱時や印字時において、軟化溶融して変形、変質す
ることがなく、さらに、成形加工も容易な樹脂なので、
高品質なノズルプレートが得られる。
In the above structure, the polyimide resin is
Since it is a resin having a high melting point and a high softening point and excellent thermal characteristics, it does not deform and deteriorate due to softening and melting during heating or printing when bonding the nozzle plate and the actuator, and further, Since the resin is easy to mold,
A high quality nozzle plate can be obtained.

【0010】また、請求項4に記載の発明に係るノズル
プレートの接着構造は、請求項1乃至請求項3のいずれ
かに記載のノズルプレートの接着構造であって、ノズル
プレートが、インク液滴を噴射して印字するインクジェ
ット式印字ヘッドに用いられるものである。
Further, the adhesion structure of the nozzle plate according to the invention of claim 4 is the adhesion structure of the nozzle plate according to any one of claims 1 to 3, wherein the nozzle plate is an ink droplet. It is used for an ink jet type print head which jets and prints.

【0011】上記構成においては、ノズルプレートに形
成されているノズルのインク流路に接着剤がはみ出して
硬化することがないので、インクが円滑に流れ、適正な
インク噴射速度が得られるため、高品質な印字結果が得
られる。
In the above structure, since the adhesive does not stick out into the ink flow path of the nozzle formed in the nozzle plate and harden, the ink flows smoothly and an appropriate ink ejection speed can be obtained. Quality print results can be obtained.

【0012】また、請求項5に記載の発明に係るノズル
プレートの接着構造は、請求項1乃至請求項4のいずれ
かに記載のノズルプレートの接着構造であって、ノズル
プレートとアクチュエータとの接合面におけるノズルの
開口面積を、チャンネルの開口面積の80%乃至95%
としたものである。
The nozzle plate adhering structure according to a fifth aspect of the present invention is the nozzle plate adhering structure according to any one of the first to fourth aspects, wherein the nozzle plate and the actuator are joined together. The nozzle opening area on the surface is 80% to 95% of the channel opening area.
It is what it was.

【0013】上記構成においては、ノズルプレートとア
クチュエータとの接合面におけるノズルの開口面積を、
チャンネルの開口面積の80%乃至95%としたので、
ノズルプレートとアクチュエータとの接着時に上記接合
面から接着剤がはみ出しても、ノズルのインク流路内に
入り込むことがなく、さらに、ノズルとチャンネルとの
段差が小さいので、この段差部分にインクの気泡が溜ま
りにくい。よって、より快適にインクを噴射することが
でき、高品質な印字結果が得られる。
In the above structure, the opening area of the nozzle at the joint surface between the nozzle plate and the actuator is
Since it is 80% to 95% of the opening area of the channel,
Even if the adhesive squeezes out from the joint surface when the nozzle plate and the actuator are bonded, the adhesive does not enter the ink flow path of the nozzle, and since the step between the nozzle and the channel is small, ink bubbles form in this step. Is hard to collect. Therefore, the ink can be ejected more comfortably and a high quality printing result can be obtained.

【0014】また、請求項6に記載の発明に係るノズル
プレートの接着方法は、圧電素子の側壁からなる複数の
チャンネルが形成されたアクチュエータと、記録媒体に
対してインクを噴射するために各チャンネルに対応した
位置にノズルが形成されたノズルプレートとを接着する
ノズルプレートの接着方法であって、ノズルプレートと
アクチュエータとの接合面におけるノズルの開口形状を
チャンネルの開口形状よりも小さくなるように形成した
ノズルプレートをアクチュエータに接着するものであ
る。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a nozzle plate adhering method, wherein an actuator having a plurality of channels formed of side walls of a piezoelectric element and each channel for ejecting ink onto a recording medium. A method of adhering a nozzle plate having a nozzle formed at a position corresponding to the above, wherein the nozzle opening shape at the joint surface between the nozzle plate and the actuator is formed to be smaller than the channel opening shape. The nozzle plate is bonded to the actuator.

【0015】上記方法においては、ノズルプレートとア
クチュエータとの接合面におけるノズルの開口形状がチ
ャンネルの開口形状よりも小さいので、ノズルプレート
とアクチュエータとの接着時に、接着剤が上記接合面か
らはみ出しても、その接着剤がノズルのインク流路まで
達することがなくなる。よって、インクの円滑な流れが
妨げられることがないので、インクの噴射速度が悪影響
を受けず、高品質な印字結果が得られる。
In the above method, since the opening shape of the nozzle at the joint surface between the nozzle plate and the actuator is smaller than the opening shape of the channel, even if the adhesive sticks out from the joint surface at the time of adhering the nozzle plate and the actuator. , The adhesive does not reach the ink flow path of the nozzle. Therefore, since the smooth flow of the ink is not hindered, the ink ejection speed is not adversely affected, and a high quality printing result can be obtained.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態に係
るノズルプレートの接着構造及びその方法について図面
を参照して説明する。まず、本発明のノズルプレートの
接着構造及びその接着方法が適用されるインクジェット
ヘッドについて説明する。ここで説明するインクジェッ
トヘッドは、インクジェット式プリンタ等に適用される
ものであり、圧力チャンバーの側壁に圧電素子を用い
て、同素子によるせん断変形による圧力チャンバーの内
圧変化を用いてインク液滴を噴出するものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A nozzle plate bonding structure and method according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, an inkjet head to which the nozzle plate bonding structure and the bonding method of the present invention are applied will be described. The inkjet head described here is applied to an inkjet printer or the like, in which a piezoelectric element is used on the side wall of the pressure chamber, and an ink droplet is ejected using a change in internal pressure of the pressure chamber due to shear deformation by the element. To do.

【0017】図1(a)はインクジェットヘッドの分解
斜視図、(b)はインクジェットヘッドと電極との接続
状況を示す図である。インクジェットヘッド1のアクチ
ュエータ2は、圧電素子である圧電セラミックスからな
る圧電基板にダイシング加工等の切削加工によって互い
に平行な溝が形成されたものであり、インク室となるチ
ャンネル3が多数形成されている。チャンネル3の一方
の端には、ノズル4a(インク吐出口)を持つノズルプ
レート4が取り付けられている。このノズルプレート4
は、インクジェットヘッド1の製造工程や、印字時にお
ける高温の状況下でも変形、変質することがないよう
に、ポリイミド樹脂により形成されている。チャンネル
3を構成する側壁5(以下、圧電側壁という)は矢印B
方向に分極された圧電素子により形成されており、圧電
側壁5の上半分の表面には該分極方向と直角方向の電界
を印加するための電極6が形成されている。
FIG. 1 (a) is an exploded perspective view of an ink jet head, and FIG. 1 (b) is a view showing how the ink jet head and electrodes are connected. The actuator 2 of the inkjet head 1 is a piezoelectric substrate made of piezoelectric ceramics, which is a piezoelectric element, in which grooves parallel to each other are formed by cutting such as dicing, and a large number of channels 3 to be ink chambers are formed. . A nozzle plate 4 having nozzles 4a (ink ejection ports) is attached to one end of the channel 3. This nozzle plate 4
Is formed of a polyimide resin so as not to be deformed or deteriorated even in the manufacturing process of the inkjet head 1 or at the time of high temperature during printing. A side wall 5 (hereinafter, referred to as a piezoelectric side wall) forming the channel 3 is indicated by an arrow B.
It is formed by a piezoelectric element polarized in the direction, and an electrode 6 for applying an electric field in the direction perpendicular to the polarization direction is formed on the upper half surface of the piezoelectric sidewall 5.

【0018】また、チャンネル3が形成されたアクチュ
エータ2の上部には、インク供給口(給液手段)7を有
するカバープレート8が被せられている。チャンネル3
は、インク供給口7を経て、図示しないインクカートリ
ッジに通じている。印字に用いられるインクは、このイ
ンクカートリッジから、インク供給口7を通して、チャ
ンネル3により構成されるインク室に供給され、ノズル
プレート4のノズル4aから吐出される。このような構
成によって、チャンネル3の断面形状は、圧電側壁5と
カバープレート8に囲まれた長方形を呈することにな
る。
A cover plate 8 having an ink supply port (liquid supply means) 7 is covered on the upper portion of the actuator 2 having the channel 3 formed therein. Channel 3
Through the ink supply port 7 to an ink cartridge (not shown). The ink used for printing is supplied from this ink cartridge through the ink supply port 7 to the ink chamber formed by the channel 3, and is ejected from the nozzle 4a of the nozzle plate 4. With such a configuration, the cross-sectional shape of the channel 3 becomes a rectangle surrounded by the piezoelectric side wall 5 and the cover plate 8.

【0019】さらに、アクチュエータ2の下部には、電
極9がプリントされたプリント基板10が配設されてい
る。この電極9と、圧電側壁5表面の電極6とはワイヤ
11で接続され、さらに、電極9は、インクジェットヘ
ッド1を駆動するヘッドドライバ15に接続されてい
る。ヘッドドライバ15は、接続線16により電源に、
接続線17によりグラウンドに接続されており、このヘ
ッドドライバ15によって電極6に電圧を印加してい
る。また、ヘッドドライバ15は信号線18によって、
当該インクジェットヘッド1が備えられる記録装置のC
PU(不図示)に接続され、このCPUによって制御さ
れる。なお、このヘッドドライバ15は、インクジェッ
トヘッド1が設けられるプリンタ等の記録装置に備えら
れるものである。
Further, a printed circuit board 10 on which electrodes 9 are printed is arranged below the actuator 2. The electrode 9 and the electrode 6 on the surface of the piezoelectric side wall 5 are connected by a wire 11, and the electrode 9 is connected to a head driver 15 that drives the inkjet head 1. The head driver 15 is connected to the power source by the connection line 16,
It is connected to the ground by a connection line 17, and a voltage is applied to the electrode 6 by this head driver 15. In addition, the head driver 15 uses the signal line 18 to
C of a recording device provided with the inkjet head 1
It is connected to a PU (not shown) and controlled by this CPU. The head driver 15 is provided in a recording device such as a printer in which the inkjet head 1 is provided.

【0020】次に、インクジェットヘッド1によるイン
クの噴射について図2を参照して説明する。図2(a)
はインクジェットヘッド1の縦断面図、(b)は電極6
に電圧が印加され、圧電側壁5が歪みを起こした状態を
示す図である。圧電側壁5の上半分部に形成された電極
6(61,62)とからアクチュエータが構成されてい
る。圧電側壁5の上部には、カバープレート8がエポキ
シ樹脂(接着剤)13によって取り付けられている。電
極61,62はメッキ処理により形成され、この電極6
1には+電位、電極62にはGNDが接続され、これに
より圧電側壁5に矢印12a,12b方向の電界が発生
する。すると、電極61,62が取り付けられた圧電側
壁5上半分部の圧電厚みすべり変形によって、インク室
(チャンネル3)の容積が変化する。これによりチャン
ネル3の内圧が大きくなり、同チャンネル3内のインク
がノズル4a(図1(a))から噴射される。上記電圧
印加を中止すると、圧電側壁5には電界がなくなるの
で、歪みを起こしていた圧電側壁5は元の状態に戻る。
インクジェットヘッド1が備えられる記録装置のCPU
及びヘッドドライバ15(図1)が、ホストコンピュー
タ等から送られてくる印字データに基づいて、インクジ
ェットヘッド1の上記動作、即ち、電圧印加を制御する
ことにより、記録媒体に対して印字動作が行われる。
Next, ejection of ink by the ink jet head 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 (a)
Is a vertical cross-sectional view of the inkjet head 1, and FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a state in which a voltage is applied to the piezoelectric sidewall 5 and the piezoelectric sidewall 5 is distorted. An actuator is composed of the electrodes 6 (61, 62) formed on the upper half of the piezoelectric side wall 5. A cover plate 8 is attached to the upper portion of the piezoelectric side wall 5 with an epoxy resin (adhesive) 13. The electrodes 61 and 62 are formed by plating, and the electrodes 6
A + potential is connected to 1 and a GND is connected to the electrode 62, whereby an electric field in the directions of arrows 12a and 12b is generated on the piezoelectric sidewall 5. Then, the volume of the ink chamber (channel 3) changes due to the piezoelectric thickness sliding deformation of the upper half of the piezoelectric side wall 5 to which the electrodes 61 and 62 are attached. As a result, the internal pressure of the channel 3 increases, and the ink in the channel 3 is ejected from the nozzle 4a (FIG. 1A). When the voltage application is stopped, the piezoelectric side wall 5 has no electric field, and the piezoelectric side wall 5 which has been distorted returns to its original state.
CPU of recording device provided with inkjet head 1
Also, the head driver 15 (FIG. 1) controls the above-mentioned operation of the inkjet head 1, that is, voltage application, based on the print data sent from the host computer or the like, thereby performing the print operation on the recording medium. Be seen.

【0021】次に、インクジェットヘッド1を構成する
上記各部材、アクチュエータ2、カバープレート8、ノ
ズルプレート4等の接着について説明する。図3は複数
のアクチュエータ2が形成された圧電基盤に対し、各ア
クチュエータ2に対応させて複数のカバープレート8を
載置した状態を示す図である。アクチュエータ2とカバ
ーブート8との接着においては、生産性を高めるため
に、1枚の圧電基盤に複数のアクチュエータ分のチャン
ネル3が形成されたアクチュエータ体19と、チャンネ
ル3に対応する複数のカバープレート8とが接着され、
図3に示すように、カバープレート8がアクチュエータ
体19にエポキシ樹脂(接着剤)を介して載置される。
次に、図示しない押さえ部材及びベース部材等の治具に
よってカバープレート8及びアクチュエータ体19を挟
み込んで押圧し、この状態で加熱し、エポキシ樹脂を硬
化させることにより、カバープレート8及びアクチュエ
ータ体19を接着する。そして、このようにして接着さ
れたカバープレート8及びアクチュエータ体19に対し
て、ノズル4aの位置をチャンネル3の位置に対応させ
ながらノズルプレート4を接着する。このノズルプレー
ト4の接着は、上記と同様に、エポキシ樹脂を用いて押
圧、加熱により接着を行う。
Next, the adhesion of the above-mentioned members constituting the ink jet head 1, the actuator 2, the cover plate 8, the nozzle plate 4 and the like will be described. FIG. 3 is a diagram showing a state in which a plurality of cover plates 8 are placed corresponding to each actuator 2 on a piezoelectric substrate on which a plurality of actuators 2 are formed. When the actuator 2 and the cover boot 8 are adhered to each other, in order to improve productivity, an actuator body 19 in which channels 3 for a plurality of actuators are formed on one piezoelectric substrate and a plurality of cover plates corresponding to the channels 3 are provided. 8 and is glued,
As shown in FIG. 3, the cover plate 8 is placed on the actuator body 19 via an epoxy resin (adhesive).
Next, the cover plate 8 and the actuator body 19 are sandwiched and pressed by a jig (not shown) such as a pressing member and a base member, and heated in this state to cure the epoxy resin, thereby removing the cover plate 8 and the actuator body 19. To glue. Then, the nozzle plate 4 is adhered to the cover plate 8 and the actuator body 19 thus adhered, with the position of the nozzle 4 a corresponding to the position of the channel 3. The nozzle plate 4 is adhered by pressing and heating with an epoxy resin as in the above.

【0022】ここで、上記ノズルプレート4とカバープ
レート8及びアクチュエータ体19との接着構造につい
て図4を用いて説明する。図4はノズルプレート4がカ
バープレート8及びアクチュエータ体19に接着された
状態の断面図であり、(a)はチャンネル3を含む面で
の断面図、(b)は(a)に示すC−C’面での断面図
である。ノズルプレート4に形成されているノズル4a
の開口形状は、図4(a)に示すように、ノズルプレー
ト4のインク噴射側方向に近づくに連れて細くなるテー
パ形状部4bとなるように形成されている。さらに、こ
のテーパ形状部4bのアクチュエータ2との接合面の開
口形状は、縦横寸法共にチャンネル3の開口形状よりも
小さくなるように形成されている。即ち、図4(b)に
示すように、チャンネル3の縦寸L1よりも、テーパ形
状部4bのアクチュエータ2との接合面の形状の縦寸l
1が小さく、チャンネル3の横寸W1よりも、テーパ形
状部4bのアクチュエータ2との接合面の形状の横寸w
1が小さくなるように設定されている。なお、このよう
に設定することで、ノズルプレート4には段差4cが形
成される。
Here, the bonding structure of the nozzle plate 4, the cover plate 8 and the actuator body 19 will be described with reference to FIG. 4A and 4B are cross-sectional views showing a state in which the nozzle plate 4 is bonded to the cover plate 8 and the actuator body 19, where FIG. 4A is a cross-sectional view taken along a plane including the channel 3 and FIG. It is sectional drawing in C'plane. Nozzles 4a formed on the nozzle plate 4
As shown in FIG. 4A, the opening shape is formed in a tapered shape portion 4b that becomes thinner as the nozzle plate 4 approaches the ink ejection side direction. Further, the opening shape of the joint surface of the tapered portion 4b with the actuator 2 is smaller than the opening shape of the channel 3 in both vertical and horizontal dimensions. That is, as shown in FIG. 4B, the vertical dimension l of the shape of the joint surface of the tapered portion 4b with the actuator 2 is larger than the vertical dimension L1 of the channel 3.
1 is smaller than the lateral dimension W1 of the channel 3, and the lateral dimension w of the shape of the joint surface of the tapered portion 4b with the actuator 2 is smaller than the lateral dimension w1.
1 is set to be small. Note that, by setting in this way, the step 4c is formed on the nozzle plate 4.

【0023】この段差4cが存在することにより、上述
のノズルプレート4とアクチュエータ体19及びカバー
プレート8が接着される際の押圧により、これらの部材
間に介在するエポキシ樹脂(接着剤)が、アクチュエー
タ3内にはみ出してきた場合でも、エポキシ樹脂は段差
4cに留まり、ノズル4のインク流路、即ち、テーパ形
状部4b部分に入り込むことがなくなる。
Due to the presence of the step 4c, the epoxy resin (adhesive) interposed between these members is pressed by the pressure applied when the nozzle plate 4 and the actuator body 19 and the cover plate 8 are bonded together. Even when the epoxy resin extends to the inside of the nozzle 3, the epoxy resin stays in the step 4c and does not enter the ink flow path of the nozzle 4, that is, the tapered portion 4b.

【0024】ここで、段差4cが大きすぎると、インク
の気泡が段差4cに溜まりやすくなり、段差4cが小さ
すぎるとノズル4aのテーパ形状部4bにエポキシ樹脂
が入り込みやすくなり、インクの噴射に悪影響を与える
ので、ノズルプレート4とアクチュエータ2との接合面
におけるノズル4aの開口形状の面積は、チャンネル3
の開口面積の80%〜95%となるように設定されるこ
とが好ましい。このように設定すれば、上記の問題を解
消することができる。
Here, if the step 4c is too large, ink bubbles tend to accumulate in the step 4c, and if the step 4c is too small, the epoxy resin easily enters the tapered portion 4b of the nozzle 4a, which adversely affects the ink ejection. Therefore, the area of the opening shape of the nozzle 4a at the joint surface between the nozzle plate 4 and the actuator 2 is
The opening area is preferably set to 80% to 95%. With this setting, the above problem can be solved.

【0025】このように、本実施の形態のノズルプレー
ト4の接着構造及びその接着方法によれば、ノズル4a
のテーパ形状部4bのアクチュエータ2との接合面にお
ける形状は、縦横寸法共にチャンネル3の開口形状より
も小さくなるように形成されているので、ノズルプレー
ト4とアクチュエータ体19(アクチュエータ2)及び
カバープレート8とをエポキシ樹脂等の接着剤により接
着する工程において、ノズルプレート4とアクチュエー
タ体19(アクチュエータ2)及びカバープレート8と
を押圧したときに、接着剤がチャンネル3内にはみ出し
ても、そのはみ出した接着剤はノズルプレート4の段差
4cに留まり、ノズル4aのインク流路(テーパ形状部
4b部分)に入り込むことがなくなる。従って、はみ出
した接着剤がアクチュエータ3及びノズル4a内のイン
クの円滑な流れを妨げることなく、インクの噴射に悪影
響を及ぼすことがないので、この接着構造及び接着方法
が適用されるインクジェットヘッド1により、高品質な
印字結果が得られる。
As described above, according to the bonding structure and the bonding method of the nozzle plate 4 of the present embodiment, the nozzle 4a
Since the shape of the taper-shaped portion 4b at the joint surface with the actuator 2 is smaller than the opening shape of the channel 3 in both vertical and horizontal dimensions, the nozzle plate 4, the actuator body 19 (actuator 2), and the cover plate. When the nozzle plate 4 and the actuator body 19 (actuator 2) and the cover plate 8 are pressed in the step of adhering 8 and 8 with an adhesive such as an epoxy resin, even if the adhesive protrudes into the channel 3, the protrusion The adhesive remains on the step 4c of the nozzle plate 4 and does not enter the ink flow path (tapered portion 4b) of the nozzle 4a. Therefore, the protruding adhesive does not hinder the smooth flow of the ink in the actuator 3 and the nozzle 4a, and does not adversely affect the ejection of the ink. Therefore, the inkjet head 1 to which the adhesive structure and the adhesive method are applied can be used. , High quality printing results can be obtained.

【0026】また、ノズル4aにはテーパ形状部4bが
形成されていることにより、チャンネル3の容量変化に
よる圧力変化の伝達性がよくなり、テーパ形状部4bが
形成されていない場合よりも円滑にインクを流すことが
でき、より快適にインクの噴射を行うことができる。
Further, since the nozzle 4a is formed with the tapered portion 4b, the transmissibility of the pressure change due to the change in the capacity of the channel 3 is improved, and it is smoother than in the case where the tapered portion 4b is not formed. Ink can be made to flow, and ink can be ejected more comfortably.

【0027】なお、本発明は上記実施の形態に限られず
種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態で
は、ノズル4aのテーパ形状部4b部分のアクチュエー
タ2との接合面の開口形状は、縦横寸法共にチャンネル
3の開口形状よりも小さくなるように形成されている
が、このテーパ形状部4b部分の開口形状は、縦寸法又
は横寸法のいずれかのみが、上記チャンネル3の開口形
状よりも小さくなるように形成されるものであってもよ
い。但し、この場合には、テーパ形状部4b部分の開口
形状の他の一の寸法は、上記チャンネル3の開口形状と
同等の大きさとされる。また、上記実施の形態では、ノ
ズルプレート4はポリイミド樹脂からなるものとされて
いるが、ポリイミド樹脂と同等の耐熱性、形成容易性を
有する材質のものであれば、必ずしもポリイミド樹脂に
限定されるものではない。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the opening shape of the joint surface of the tapered portion 4b of the nozzle 4a with the actuator 2 is smaller than the opening shape of the channel 3 in both vertical and horizontal dimensions. The opening shape of the shape portion 4b may be formed so that only the vertical dimension or the horizontal dimension is smaller than the opening shape of the channel 3. However, in this case, the other dimension of the opening shape of the tapered portion 4b is the same as the opening shape of the channel 3. Further, in the above-mentioned embodiment, the nozzle plate 4 is made of the polyimide resin, but it is not limited to the polyimide resin as long as it is made of a material having heat resistance and easiness of formation equivalent to the polyimide resin. Not a thing.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上のように請求項1に記載の発明に係
るノズルプレートの接着構造、及び請求項6に記載のノ
ズルプレートの接着方法によれば、ノズルプレートとア
クチュエータとの接合面におけるノズルの開口形状をチ
ャンネルの開口形状よりも小さくしたので、その接着工
程において、接着剤を介在させたノズルプレート及びア
クチュエータを押圧し、加熱・硬化させるときに、接着
剤がアクチュエータのチャンネル内にはみ出しても、そ
のはみ出した接着剤がノズルのインク流路に入り込むこ
とがなくなる。従って、はみ出した接着剤によりインク
の円滑な流れが妨げられることがなく、インクの噴射速
度に悪影響を与えることがないので、高品質な印字結果
が得られる。
As described above, according to the nozzle plate bonding structure and the nozzle plate bonding method of the first aspect of the present invention, and the nozzle plate bonding method of the sixth aspect, the nozzle at the joint surface between the nozzle plate and the actuator is formed. Since the opening shape of is smaller than the opening shape of the channel, during the bonding process, when the nozzle plate and the actuator in which the adhesive is interposed are pressed to heat and cure, the adhesive does not protrude into the channel of the actuator. However, the protruding adhesive does not enter the ink flow path of the nozzle. Therefore, the protruding adhesive does not hinder the smooth flow of the ink and does not adversely affect the ink ejection speed, so that a high quality printing result can be obtained.

【0029】また、請求項2に記載の発明に係るノズル
プレートの接着構造によれば、ノズルの開口形状を、ノ
ズルプレートのインク噴射側方向に近づくに連れて細く
なるテーパ形状としたので、チャンネルの容量変化によ
る圧力変化の伝達性がよくなり、より円滑にインクが流
れ、より快適にインクを噴射することができる。
Further, according to the second aspect of the present invention, the nozzle plate has a taper shape in which the opening of the nozzle is tapered toward the ink ejection side of the nozzle plate. The transmissibility of pressure change due to the capacity change is improved, the ink flows more smoothly, and the ink can be ejected more comfortably.

【0030】また、請求項3に記載の発明に係るノズル
プレートの接着構造によれば、ポリイミド樹脂は、成形
加工が容易であり、かつ、融点及び軟化点が高く、熱的
特性に優れた樹脂であるため、ノズルプレートとアクチ
ュエータとを接着する際の加熱時や印字時の高温の状況
下でも、軟化溶融により変形、変質することがない。従
って、高品質なノズルプレートが得られる。
According to the nozzle plate adhesion structure of the third aspect of the present invention, the polyimide resin is a resin which is easy to mold, has a high melting point and a high softening point, and is excellent in thermal characteristics. Therefore, even when the nozzle plate and the actuator are bonded to each other under heating or under high temperature conditions during printing, there is no deformation and deterioration due to softening and melting. Therefore, a high quality nozzle plate can be obtained.

【0031】また、請求項4に記載の発明に係るノズル
プレートの接着構造によれば、ノズルプレートに形成さ
れているノズルのインク流路に接着剤がはみ出して硬化
することがないので、インクが円滑に流れ、適正なイン
ク噴射速度が得られるため、高品質な印字結果が得られ
る。
Further, according to the nozzle plate bonding structure of the fourth aspect of the invention, since the adhesive does not stick out into the ink flow path of the nozzle formed in the nozzle plate and harden, the ink is Since it flows smoothly and an appropriate ink ejection speed is obtained, high quality printing results can be obtained.

【0032】また、請求項5に記載の発明に係るノズル
プレートの接着構造によれば、ノズルプレートとアクチ
ュエータとの接合面におけるノズルの開口面積を、チャ
ンネルの開口面積の80%乃至95%としたので、ノズ
ルプレートとアクチュエータとの接着時の押圧により接
着剤がはみ出した場合でもノズルのインク流路内に入り
込むことがなく、さらに、ノズルとチャンネルとの段差
が小さいので、インクの気泡も溜まりにくくなる。よっ
て、高品質な印字結果が得られる。
According to the adhesion structure of the nozzle plate of the fifth aspect of the invention, the opening area of the nozzle at the joint surface between the nozzle plate and the actuator is 80% to 95% of the opening area of the channel. Therefore, even if the adhesive squeezes out due to the pressure applied when the nozzle plate and the actuator are adhered, they will not enter the ink flow path of the nozzle, and since the step between the nozzle and the channel is small, ink bubbles will not easily accumulate. Become. Therefore, high quality printing results can be obtained.

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

【図1】(a)は本発明に係るノズルプレートの接着構
造及びその接着方法が適用されるインクジェットヘッド
の分解斜視図、(b)は該インクジェットヘッドと電極
との接続状況を示す図である。
1A is an exploded perspective view of an inkjet head to which a nozzle plate adhesive structure and an adhesive method according to the present invention are applied, and FIG. 1B is a view showing a connection state between the inkjet head and an electrode. .

【図2】(a)は上記インクジェットヘッドの縦断面
図、(b)は該インクジェットヘッドの電極に電圧が印
加され、圧電側壁が歪みを起こした状態を示す図であ
る。
2A is a vertical cross-sectional view of the inkjet head, and FIG. 2B is a diagram showing a state in which a voltage is applied to an electrode of the inkjet head and a piezoelectric side wall is distorted.

【図3】複数のアクチュエータが形成された圧電基盤に
対し、各アクチュエータに対応させて複数のカバープレ
ートを載置した状態を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a state in which a plurality of cover plates are placed corresponding to each actuator on a piezoelectric substrate on which a plurality of actuators are formed.

【図4】本発明に係るノズルプレートとカバープレート
及びアクチュエータ体との接着構造を示す断面図であ
り、(a)はチャンネルを含む面での断面図、(b)は
(a)に示すC−C’面での断面図である。
4A and 4B are cross-sectional views showing a bonding structure of a nozzle plate, a cover plate, and an actuator body according to the present invention, where FIG. 4A is a cross-sectional view of a surface including a channel, and FIG. It is sectional drawing in the -C 'surface.

【図5】(a)(b)は従来技術によるノズルプレート
とカバープレート及びアクチュエータとの接着構造を示
す断面図であり、(a)はチャンネルを含む面での断面
図、(b)は(a)に示すA−A’面での断面図であ
る。
5A and 5B are cross-sectional views showing a bonding structure of a nozzle plate, a cover plate and an actuator according to a conventional technique, FIG. 5A is a cross-sectional view of a surface including a channel, and FIG. It is sectional drawing in the AA 'surface shown to a).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 インクジェットヘッド 2 アクチュエータ 3 チャンネル 4 ノズルプレート 4a ノズル 4b テーパ形状 4c 段差 5 圧電側壁 8 カバープレート 1 Inkjet head 2 Actuator 3 Channel 4 Nozzle plate 4a Nozzle 4b Tapered shape 4c Step 5 Piezoelectric side wall 8 Cover plate

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電素子の側壁からなる複数のチャンネ
ルが形成されたアクチュエータと、記録媒体に対してイ
ンクを噴射するために各チャンネルに対応した位置にノ
ズルが形成されたノズルプレートとの接着構造におい
て、 前記ノズルプレートと前記アクチュエータとの接合面に
おける前記ノズルの開口形状を前記チャンネルの開口形
状よりも小さくなるように形成したことを特徴とするノ
ズルプレートの接着構造。
1. A bonding structure of an actuator having a plurality of channels formed of side walls of a piezoelectric element, and a nozzle plate having nozzles formed at positions corresponding to the respective channels for ejecting ink onto a recording medium. 2. The adhesive structure for a nozzle plate, wherein the opening shape of the nozzle on the joint surface between the nozzle plate and the actuator is formed to be smaller than the opening shape of the channel.
【請求項2】 前記ノズルの開口形状を、前記ノズルプ
レートのインク噴射側方向に近づくに連れて細くなるテ
ーパ形状に形成したことを特徴とする請求項1に記載の
ノズルプレートの接着構造。
2. The adhesive structure for a nozzle plate according to claim 1, wherein the opening shape of the nozzle is formed in a taper shape that becomes thinner as the nozzle plate approaches the ink ejection side direction.
【請求項3】 前記ノズルプレートはポリイミド樹脂か
らなることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の
ノズルプレートの接着構造。
3. The nozzle plate bonding structure according to claim 1, wherein the nozzle plate is made of polyimide resin.
【請求項4】 前記ノズルプレートが、インク液滴を噴
射して印字するインクジェット式印字ヘッドに用いられ
るものであることを特徴とする請求項1乃至請求項3の
いずれかに記載のノズルプレートの接着構造。
4. The nozzle plate according to claim 1, wherein the nozzle plate is used in an ink jet print head that ejects ink droplets to print. Adhesive structure.
【請求項5】 前記ノズルプレートと前記アクチュエー
タとの接合面における前記ノズルの開口面積は、前記チ
ャンネルの開口面積の80%乃至95%であることを特
徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のノズ
ルプレートの接着構造。
5. The opening area of the nozzle at the joint surface between the nozzle plate and the actuator is 80% to 95% of the opening area of the channel, according to any one of claims 1 to 4. An adhesive structure for a nozzle plate according to claim 1.
【請求項6】 圧電素子の側壁からなる複数のチャンネ
ルが形成されたアクチュエータと、記録媒体に対してイ
ンクを噴射するために各チャンネルに対応した位置にノ
ズルが形成されたノズルプレートとを接着するノズルプ
レートの接着方法において、 前記ノズルプレートと前記アクチュエータとの接合面に
おける前記ノズルの開口形状を前記チャンネルの開口形
状よりも小さくなるように形成した前記ノズルプレート
を前記アクチュエータに接着することを特徴とするノズ
ルプレートの接着方法。
6. An actuator having a plurality of channels formed of side walls of a piezoelectric element and a nozzle plate having nozzles formed at positions corresponding to the channels for ejecting ink onto a recording medium are bonded together. In the method of bonding a nozzle plate, the nozzle plate formed so that the opening shape of the nozzle on the joint surface between the nozzle plate and the actuator is smaller than the opening shape of the channel is bonded to the actuator. How to attach nozzle plate.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2492096A1 (en) 2011-02-28 2012-08-29 Canon Kabushiki Kaisha Liquid ejection head and process for producing the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2492096A1 (en) 2011-02-28 2012-08-29 Canon Kabushiki Kaisha Liquid ejection head and process for producing the same
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