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JPH05229117A - Ink jet print head and production thereof - Google Patents

Ink jet print head and production thereof

Info

Publication number
JPH05229117A
JPH05229117A JP3222092A JP3222092A JPH05229117A JP H05229117 A JPH05229117 A JP H05229117A JP 3222092 A JP3222092 A JP 3222092A JP 3222092 A JP3222092 A JP 3222092A JP H05229117 A JPH05229117 A JP H05229117A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
plate member
ink
piezoelectric
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3222092A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoji Hiruta
昭司 蛭田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP3222092A priority Critical patent/JPH05229117A/en
Publication of JPH05229117A publication Critical patent/JPH05229117A/en
Pending legal-status Critical Current

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

Abstract

PURPOSE:To enhance printing quality and ensure a high response to a printing signal by a method wherein a nozzle gap between a nozzle plate and a planar member is managed with high accuracy and, simultaneously, a dynamic ink pressure from a piezoelectric transducer is transmitted to the planar member without a loss. CONSTITUTION:A plurality of planar members 4 are respectively securely fixed to piezoelectric transducers 12a in the following processes: a process for positioning and temporarily fixing the planar members 4 through an easy- releasable adhesive 22, a process for securely fixing these members to the piezoelectric transducers 12a; and a process for removing the temporary fixing of the planar members. The planar members 4 are securely fixed to the piezoelectric transducers 12a using an adhesive B meeting such characteristics as a thermal expansion coefficient of 7X10<-5> [1/ deg.C] or less, a cure shrinkage of 1 [%] or less, and a rigidity (viscoelasticity coefficient) of 1X10<8>[N/m] [N/m] or more.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はインクジェットプリント
記録に係わるもので、ノズル開口に対向した圧電変換器
を電気信号により伸縮させることでインクに圧力を加
え、ノズル開口よりインク滴を吐出させて、記録紙等の
媒体上にインク像を形成するインクジェット式の印字ヘ
ッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to ink jet print recording, in which a piezoelectric transducer facing a nozzle opening is expanded and contracted by an electric signal to apply pressure to ink to eject an ink droplet from the nozzle opening. The present invention relates to an inkjet printhead that forms an ink image on a medium such as recording paper.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェット式印字ヘッドは、主なる
ものに3種類がある。第1のものはノズル開口の延長に
インクを瞬間的に気化させるヒータを設け、気化時の膨
張圧力によりインク滴を生成、飛翔させる、いわゆるバ
ブルジェット型である。また第2のものはインクタンク
部を形成する容器に、電気信号により変形する圧電素子
を設け、変形時に生ずる圧力によりインクを液滴として
飛翔させるものである。さらに第3のものは、インクタ
ンク部内にノズル開口に対向させて圧電素子を配設し、
この圧電素子の伸縮によりノズル領域に動圧を生じさせ
てインク滴を飛翔させるものである。
2. Description of the Related Art There are three main types of ink jet type print heads. The first is a so-called bubble jet type in which a heater for instantaneously vaporizing ink is provided in the extension of the nozzle opening, and ink droplets are generated and flown by the expansion pressure during vaporization. In the second type, a piezoelectric element that is deformed by an electric signal is provided in a container that forms an ink tank portion, and ink is ejected as droplets by the pressure generated during the deformation. In the third type, a piezoelectric element is arranged in the ink tank portion so as to face the nozzle opening,
Due to the expansion and contraction of the piezoelectric element, a dynamic pressure is generated in the nozzle area to cause ink droplets to fly.

【0003】上記第3の形式のインクジェット式印字ヘ
ッドは、特公昭60−8953号公報に示されたよう
に、インクタンク部を構成する容器の壁面に複数のノズ
ル開口を形成するとともに、各ノズル開口に対向するよ
うに伸縮方向を一致させて圧電素子を配設して構成され
ている。
In the ink jet type print head of the third type, as shown in Japanese Patent Publication No. 60-8953, a plurality of nozzle openings are formed on the wall surface of a container constituting an ink tank portion, and each nozzle is formed. Piezoelectric elements are arranged so that the directions of expansion and contraction are aligned so as to face the openings.

【0004】この印字ヘッドは、印字信号を圧電素子に
電気信号として印加し圧電素子を伸縮させ、このときに
発生するインクの動圧によりノズル開口からインク滴を
飛び出させて印刷用紙にドットを形成させるものであ
る。
In this print head, a print signal is applied as an electric signal to a piezoelectric element to expand and contract the piezoelectric element, and the dynamic pressure of the ink generated at this time causes ink droplets to eject from the nozzle openings to form dots on the printing paper. It is what makes them.

【0005】このような形式の印字ヘッドにおいては、
液滴の形成効率や飛翔力が大きいことが望ましい。そこ
で、特開昭63−295269号公報に示されているよ
うに、電極と圧電材料を交互にサンドイッチ状に積層し
たインクジェット式印字ヘッド用の圧電素子が提案され
ている。この圧電素子によれば電極間距離を可及的に小
さくすることができるため、駆動信号の電圧を下げるこ
とができる。
In a print head of this type,
It is desirable that droplet formation efficiency and flight force are large. Therefore, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-295269, a piezoelectric element for an ink jet print head has been proposed in which electrodes and piezoelectric materials are alternately laminated in a sandwich shape. According to this piezoelectric element, the distance between the electrodes can be made as small as possible, so that the voltage of the drive signal can be lowered.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記インクジェット式
印字ヘッドの圧電変換器により得たインクの動圧は、イ
ンクタンク部壁面の板部材を介してインクへ伝達され
る。インク吐出特性を安定させるためには、板部材とノ
ズルプレートとにより形成される間隙(以後ノズルギャ
ップと記す)を高い精度をもって管理し、また高周波駆
動に対応させるためには圧電変換器の動きを損失少なく
インクへ伝達し、また減衰させなればならない。
The dynamic pressure of the ink obtained by the piezoelectric transducer of the ink jet type print head is transmitted to the ink through the plate member on the wall surface of the ink tank portion. In order to stabilize the ink ejection characteristics, the gap formed by the plate member and the nozzle plate (hereinafter referred to as the nozzle gap) is managed with high accuracy, and in order to support high frequency driving, the movement of the piezoelectric transducer is changed. It must be transmitted to the ink with little loss and must be attenuated.

【0007】そこで本発明はこの様な問題点を解決する
もので、その目的とするところは、ノズルギャップの安
定化を図り、信頼性のある安定したインク滴を吐出さ
せ、入力信号に対する高い応答性を有するインクジェッ
ト式印字ヘッドを得ることにある。
Therefore, the present invention solves such a problem. An object of the present invention is to stabilize the nozzle gap, to eject a reliable and stable ink droplet, and to have a high response to an input signal. To obtain an inkjet print head having properties.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のインクジェット式印字ヘッドは、ノズルプレ
ートの複数個のノズル開口に一対一に、インクが充され
た間隙を有して配置される板部材は、圧電変換器への固
着により位置が決められる。この板部材と圧電変換器と
は、 熱膨張係数 : 7×10-5[1/℃] 以下 硬化収縮率 : 1 [ % ] 以下 剛性(粘弾性係数): 1×108 [N/m] 以上 の特性を満足する接着剤により固着されることを特徴と
する。
In order to achieve the above object, an ink jet type print head of the present invention is arranged in a plurality of nozzle openings of a nozzle plate in a one-to-one manner with a gap filled with ink. The plate member is fixed in position by being fixed to the piezoelectric transducer. The plate member and the piezoelectric converter have a coefficient of thermal expansion: 7 × 10 −5 [1 / ° C. or less] Curing shrinkage ratio: 1 [%] or less Stiffness (viscoelastic coefficient): 1 × 10 8 [N / m] It is characterized by being fixed by an adhesive satisfying the above characteristics.

【0009】また本発明の製造方法は、複数個の板部材
のノズル開口対向面を簡易剥離接着剤により仮固定して
前記ノズル対向面を位置固定させる工程と、前記板部材
を圧電変換器へ固着させる工程と、前記板部材の仮固定
を除去する工程とを有することを特徴とする。
Further, the manufacturing method of the present invention comprises a step of temporarily fixing the nozzle opening facing surfaces of a plurality of plate members with a simple peeling adhesive to fix the nozzle facing surfaces in place, and the plate members to a piezoelectric transducer. It is characterized by including a step of fixing and a step of removing the temporary fixing of the plate member.

【0010】[0010]

【実施例】図1は、本発明のインクジェット式印字ヘッ
ドの一実施例を示す断面図、図2はその部分拡大図、図
3は図1におけるIII−III端面図である。図中符号2は
支持板であり、インク流路1と筒状連続体3とを形成し
ている。支持板2は剛性の高いセラミックス、金属等に
より造られる。支持板2の筒状連続体3は、両端に開口
3a、3bを備えており、一方の開口3aには板部材4
が固定され、この板部材4に、ノズル開口6が形成され
たノズルプレート8の突起15が固定されている。また
他方の開口3bには、基板10,10,10‥‥に固定
された圧電変換器列12,12,12‥‥が配設されて
いる。これら圧電変換器列12の各圧電変換器12a
は、その伸縮方向をノズル開口6に対向させて配置さ
れ、ケーブル16、18からの電気信号が印加されるよ
うになっている。
1 is a sectional view showing an embodiment of an ink jet type print head of the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged view thereof, and FIG. 3 is an end view of III-III in FIG. Reference numeral 2 in the drawing is a support plate, which forms the ink flow path 1 and the cylindrical continuous body 3. The support plate 2 is made of highly rigid ceramic, metal or the like. The tubular continuum 3 of the support plate 2 has openings 3a and 3b at both ends, and the plate member 4 is provided in one opening 3a.
Is fixed, and the projection 15 of the nozzle plate 8 having the nozzle opening 6 is fixed to the plate member 4. Further, piezoelectric transducer rows 12, 12, 12, ... Fixed to the substrates 10, 10, 10, ... Are provided in the other opening 3b. Each piezoelectric transducer 12a of the piezoelectric transducer array 12
Is arranged such that its expansion and contraction direction faces the nozzle opening 6, and electric signals from the cables 16 and 18 are applied.

【0011】図2に示すように、ノズルギャップ14
は、ノズルプレート8と板部材4の位置で決められる。
ノズルギャップ14の一端を形成するノズルプレート8
は、ノズルプレート8の突起15の高さhで位置決めさ
れ、その高さhはノズルプレート8の突起15,15,
15‥‥を高精度で加工できるため極めて安定してい
る。ノズルプレート8は、例えば電鋳あるいは金属箔の
エッチングにより精度良く製造することができる。とこ
ろが、ノズルキャップ14の他の一端を形成する板部材
4は、圧電変換器12aの振動をインクへ伝達する部分
であるため、ノズル開口6方向へ変位可能に構成しなけ
ればならない。そのため板部材4の圧電変換器12aへ
の固定状態如何によっては、ノズルギャップ14が変動
してしまう原因となる。
As shown in FIG. 2, the nozzle gap 14
Is determined by the positions of the nozzle plate 8 and the plate member 4.
Nozzle plate 8 forming one end of the nozzle gap 14.
Is positioned at the height h of the projection 15 of the nozzle plate 8, and the height h is determined by the height h of the projection 15, 15,
Since 15 ... Can be processed with high precision, it is extremely stable. The nozzle plate 8 can be accurately manufactured by, for example, electroforming or etching of a metal foil. However, since the plate member 4 forming the other end of the nozzle cap 14 is a portion that transmits the vibration of the piezoelectric transducer 12a to the ink, it must be configured to be displaceable in the nozzle opening 6 direction. Therefore, the nozzle gap 14 may fluctuate depending on how the plate member 4 is fixed to the piezoelectric converter 12a.

【0012】また、板部材4は、圧電変換器12aの動
きを効率良くインクへ伝達しなければならないので、圧
電変換器12aへ剛性高く固定する必要がある。従っ
て、この圧電変換器12aへの固定で板部材4の位置は
決められ、これらよってノズルギャップ14の精度が左
右されることとなる。複数のノズルギャップ14を高精
度に管理するためには、板部材4の位置を、その基準面
である板部材4の固定部4aから管理をしなければなら
ない。しかし、固定部4aの位置は支持板2と基板10
と圧電変換器12aの3部材を介して決められるもので
あり、それぞれの素材の特性や加工精度が複合すること
により大きなの影響を受ける。この素材特性による影響
については、前記3部材の熱膨張係数を揃えることによ
って最も簡易的に防止することができる。ただし、圧電
変換器12aは、例えばPZT(チタン酸ジルコン酸
鉛)等のセラミック材料であり、熱膨張係数が非常に小
さいので、支持板2や基板10をこれに近似させること
となる。例えばアルミナ、窒化珪素、ジルコニア等の剛
性を有するセラミック素材、またSUS309、42ア
ロイ、インバー等の金属素材を使用することが挙げられ
る。しかし、支持板2や基板10は微細加工部品である
ため、上記の例示素材では加工困難あるいは素材が高価
になってしまう。
Further, since the plate member 4 must efficiently transmit the movement of the piezoelectric converter 12a to the ink, it is necessary to fix the plate member 4 to the piezoelectric converter 12a with high rigidity. Therefore, the position of the plate member 4 is determined by the fixing to the piezoelectric converter 12a, and the accuracy of the nozzle gap 14 is influenced thereby. In order to manage the plurality of nozzle gaps 14 with high accuracy, the position of the plate member 4 must be managed from the fixed portion 4a of the plate member 4, which is the reference surface. However, the position of the fixing portion 4a is set to the support plate 2 and the substrate 10.
And the piezoelectric transducer 12a are determined by the three members, and are greatly affected by the combination of the characteristics of the respective materials and the processing accuracy. The influence of the material characteristics can be most easily prevented by making the thermal expansion coefficients of the three members uniform. However, the piezoelectric converter 12a is made of a ceramic material such as PZT (lead zirconate titanate) and has a very small coefficient of thermal expansion, so that the support plate 2 and the substrate 10 are approximated to this. For example, a ceramic material having rigidity such as alumina, silicon nitride or zirconia, or a metal material such as SUS309, 42 alloy or Invar may be used. However, since the support plate 2 and the substrate 10 are microfabricated components, it is difficult or expensive to process them with the above-exemplified materials.

【0013】そこで本実施例では、前記支持板2と基板
10と圧電変換器12aの3部材の微細加工、また素材
コストを考慮し、広範囲の素材において、ノズルギャッ
プ14を以下のようにして高精度に管理することができ
るようにした。
Therefore, in this embodiment, in consideration of the fine processing of the three members of the support plate 2, the substrate 10 and the piezoelectric transducer 12a and the material cost, the nozzle gap 14 is increased as follows in a wide range of materials. Made it possible to manage with precision.

【0014】前提条件として、板部材4と前記3部材と
はインク吐出動圧の発生機構を形成するため高い剛性を
持って固着されなければならないという絶対条件を有し
ている。板部材4の固定部4aと支持板2、支持板2と
基板10、基板10と圧電変換器12aの各間の固着に
ついては、それぞれの部材が剛性を有する広面積での固
着であるため、加圧密着による固着を行うことで部材間
の剛性を確保することが出来る。ところが、板部材4と
圧電変換器12aとの間の固着は、圧電変換器12aが
非常に脆い構造となっているため、加圧密着による固着
は不可能である。
As a precondition, there is an absolute condition that the plate member 4 and the three members must be fixed to each other with high rigidity in order to form a mechanism for generating an ink discharge dynamic pressure. The fixing portion 4a of the plate member 4 and the supporting plate 2, the supporting plate 2 and the substrate 10, and the fixing of the substrate 10 and the piezoelectric transducer 12a are fixed in a wide area having rigidity. Rigidity between members can be secured by fixing by pressure contact. However, the fixation between the plate member 4 and the piezoelectric converter 12a cannot be fixed by pressure contact because the piezoelectric converter 12a has a very fragile structure.

【0015】そこで、本実施例では、この板部材4と圧
電変換器12aとの間に低熱膨張係数、低硬化収縮、高
剛性の特性を有する接着剤Bを使用した。接着剤Bの特
性は、例えばノズルギャップ14を30μm以下、複数
の圧電変換器12aの先端加工精度10μm以内、接着
層厚〜30μmの構造である場合、 熱膨張係数 : 7×10-5[1/℃] 以下 硬化収縮率 : 1 [ % ] 以下 剛性(粘弾性係数): 1×108 [N/m] 以上 を満足させることでノズルギャップ14は設計値の±1
μm内の高精度管理が可能となった。板部材4と圧電変
換器12aとの間の剛性は、加圧密着を行わない状態で
も上記条件を満足する接着剤にて十分確保された。ま
た、支持板2と基板10と圧電変換器12aとの固着工
程精度や複数の圧電変換器12aの加工精度からくる圧
電変換器12a先端バラツキは、この板部材4と圧電変
換器12aとの間の接着剤Bにより吸収され、ノズルギ
ャップ14は高精度なものとなった。本特性を満足する
接着剤としては、マレイミド系付加重合樹脂、例えばH
T−10(コニシ株式会社)、またはポリイミド系付加
重合樹脂、例えば自社開発の4,4’−ビスマレイミド
フェニルメタンと0,0’−ジアリルビスフェノールと
の混合物による加熱反応したプレポリマ工程と、これを
被接合物に塗布後加熱硬化させる工程より成る接着剤、
または特殊変性エポキシ樹脂、例えばストラクトボンド
EH−455NF(三井東圧化学)がある。
Therefore, in this embodiment, the adhesive B having a low coefficient of thermal expansion, a low curing shrinkage, and a high rigidity is used between the plate member 4 and the piezoelectric converter 12a. Properties of the adhesive B, for example a nozzle gap 14 30 [mu] m or less, within the tip processing accuracy 10μm plurality of piezoelectric transducers 12a, when the structure of the adhesive layer thickness 30 .mu.m, coefficient of thermal expansion: 7 × 10 - 5 [1 / ° C] or less Curing shrinkage ratio: 1 [%] or less Stiffness (viscoelastic coefficient): 1 × 10 8 [N / m] By satisfying the above condition, the nozzle gap 14 is ± 1 of the design value.
High precision control within μm is possible. The rigidity between the plate member 4 and the piezoelectric transducer 12a was sufficiently ensured by the adhesive satisfying the above conditions even when the pressure contact was not performed. Further, variations in the tips of the piezoelectric transducers 12a due to the accuracy of the fixing process of the support plate 2, the substrate 10 and the piezoelectric transducers 12a and the processing precision of the plurality of piezoelectric transducers 12a are caused by the difference between the plate member 4 and the piezoelectric transducers 12a. Nozzle gap 14 became highly accurate by being absorbed by Adhesive B. As an adhesive satisfying these characteristics, a maleimide-based addition polymerization resin such as H
T-10 (Konishi Co., Ltd.), or a polyimide-based addition polymerization resin, for example, a prepolymer step in which a mixture of 4,4'-bismaleimidophenyl methane and 0.0,0'-diallyl bisphenol developed in-house was heated and reacted, An adhesive consisting of a step of applying a heat treatment to a material to be bonded and then heating and curing it.
Alternatively, there is a special modified epoxy resin, for example, Structobond EH-455NF (Mitsui Toatsu Chemical).

【0016】硬化収縮率は、接着剤中のフィラーの存在
により十分小さくできるものであるが、本構造において
は接着時にフィラーによる圧電変換器12aへの負荷が
心配されるため、接着剤の樹脂が有すべき特性として標
記した。ただし、粒度を限定したフィラーを用いること
で、低硬化収縮に更なる効果が得られ、ノズルギャップ
14の精度向上が成される。
The curing shrinkage ratio can be made sufficiently small by the presence of the filler in the adhesive. However, in this structure, there is a concern that the load on the piezoelectric transducer 12a due to the filler at the time of bonding, the resin of the adhesive is It is marked as a characteristic that it should have. However, by using a filler with a limited particle size, a further effect on low curing shrinkage is obtained, and the accuracy of the nozzle gap 14 is improved.

【0017】図4は、ノズルギャップ14を高精度にす
るための製造方法を説明する図で、図1の天地を逆にし
た状態で示してある。
FIG. 4 is a diagram for explaining a manufacturing method for making the nozzle gap 14 highly accurate, and is shown in a state where the top and bottom of FIG. 1 are reversed.

【0018】板部材4と支持板2とは固着部の部材厚が
それぞれ一定厚であるため加圧密着により固着する。こ
の時複数個の板部材4は、支持板2の筒状連続体3内部
が中空であるため、浮いた状態で位置が定まっていな
い。そこで、図4(a)に示すようにして複数個の板部
材4を固定する。この時にノズルギャップ14の一端を
形成する板部材4の位置が決められるため、平坦度を有
する平板治具20、例えば窒化珪素やジルコニア板上に
圧接固定する。固定は後工程にて剥離が簡易な接着剤2
2(これを簡易剥離接着剤という)、例えば高温にて軟
化するホットメルト接着剤またはロストワックスで固定
する。この固定は仮固定であるため剥離が容易で完全に
洗い落とせる接着剤であることが必要条件となる。例え
ばホットメルト接着剤はシンナーにより、またロストワ
ックスはトリクロロエチレンにより容易に洗浄できる。
簡易剥離接着剤22の対象となる材料は多くあるが、い
ずれも粘性を有するため図4(a)のように加圧Aを例
えばゴム24を介在させて加え、平板治具20上に複数
個の板部材4をの位置決めして仮固定する。図4(b)
は、板部材4と圧電変換器列12との接着工程を示す断
面図と上面図である。圧電変換器12aと基板10につ
いては、予め、図5に示すように固着、分割加工された
複数の圧電変換器12aを形成する圧電変換器列12の
ユニットとして製造しておく。この時、分割加工をダイ
シングソーおよびワイヤソーにより仕上げるため、圧電
変換器列12内の複数の圧電変換器12aの先端位置精
度にはバラツキが生ずるが、このバラツキは前述したよ
うに、接着剤Bによって吸収される。前記圧電変換器列
12を複数のガイド部26aを有するユニットガイド2
6を配設した支持板2に挿入し、基板10を支持板2に
加圧密着により固着する。この工程では基板10と支持
板2との密接固着、圧電変換器12aと板部材4との固
着を同時に行う。板部材4と圧電変換器12aとの固着
後、板部材4の仮固定を剥離し、簡易剥離接着剤22を
洗浄し、これにノズルプレート8を板部材4の固定部4
a上に固着することでインクジェットヘッドが仕上げら
れる。
The plate member 4 and the support plate 2 are fixed to each other by pressure contact because the member thickness of the fixing portion is constant. At this time, the positions of the plurality of plate members 4 are not fixed in a floating state because the inside of the cylindrical continuous body 3 of the support plate 2 is hollow. Therefore, a plurality of plate members 4 are fixed as shown in FIG. At this time, since the position of the plate member 4 forming one end of the nozzle gap 14 is determined, the flat plate jig 20 having flatness, for example, silicon nitride or a zirconia plate is pressed and fixed. Adhesive 2 that can be easily fixed in later steps
2 (this is called a simple release adhesive), for example, a hot melt adhesive or lost wax that is softened at a high temperature is used for fixing. Since this fixing is temporary fixing, it is necessary to use an adhesive that can be easily peeled off and completely washed off. For example, hot melt adhesives can be easily washed with thinner and lost wax with trichlorethylene.
There are many target materials for the simple peeling adhesive 22, but since all of them have viscosity, a plurality of pressures A are applied to the flat plate jig 20 as shown in FIG. The plate member 4 is positioned and temporarily fixed. Figure 4 (b)
[Fig. 3] is a cross-sectional view and a top view showing a step of adhering the plate member 4 and the piezoelectric transducer array 12 to each other. The piezoelectric transducers 12a and the substrate 10 are manufactured in advance as a unit of the piezoelectric transducer array 12 forming a plurality of piezoelectric transducers 12a that are fixed and divided as shown in FIG. At this time, since the division processing is finished with a dicing saw and a wire saw, the tip position accuracy of the plurality of piezoelectric transducers 12a in the piezoelectric transducer array 12 varies, but this variation depends on the adhesive B as described above. Be absorbed. The piezoelectric transducer array 12 is a unit guide 2 having a plurality of guide portions 26a.
6 is inserted in the supporting plate 2 provided, and the substrate 10 is fixed to the supporting plate 2 by press contact. In this step, the substrate 10 and the supporting plate 2 are closely fixed to each other, and the piezoelectric converter 12a and the plate member 4 are fixed to each other at the same time. After the plate member 4 and the piezoelectric transducer 12a are fixed to each other, the temporary fixing of the plate member 4 is peeled off, the simple peeling adhesive 22 is washed, and the nozzle plate 8 is attached to the fixing portion 4 of the plate member 4.
The ink jet head is finished by being fixed on the surface a.

【0019】簡易剥離接着剤22と、板部材4と圧電変
換器12a間接着剤Bとの関係は、簡易剥離接着剤22
が板部材4と圧電変換器12a間の接着剤Bの硬化時に
剥離しないことが必要条件となる。例えば加熱軟化型の
簡易剥離接着剤は、板部材4と圧電変換器12a間の接
着剤Bの硬化温度より軟化温度が高温であることが必要
条件となる。以上の製造工程により複数の板部材4の位
置管理は行える。また接着剤Bが大なる硬化収縮または
熱膨張係数を有する場合でも、接着条件またはヘッドの
動作温度を考慮しノズルプレート8の突起15の高さに
補正を加えることでノズルギャップ14の高精度管理は
できるが、前述の特性を有する接着剤Bを使用すること
でノズルプレート8の突起15への複雑なる補正も必要
なく、広温度範囲にて更なるノズルギャップ14の高精
度管理が行える。
The relationship between the simple peeling adhesive 22 and the adhesive B between the plate member 4 and the piezoelectric transducer 12a is as follows.
It is a necessary condition that does not peel off when the adhesive B between the plate member 4 and the piezoelectric transducer 12a is cured. For example, the heat-softening type simple peeling adhesive requires a softening temperature higher than the curing temperature of the adhesive B between the plate member 4 and the piezoelectric transducer 12a. The position management of the plurality of plate members 4 can be performed by the above manufacturing process. Even when the adhesive B has a large curing shrinkage or thermal expansion coefficient, the height of the protrusion 15 of the nozzle plate 8 is corrected in consideration of the bonding condition or the operating temperature of the head to control the nozzle gap 14 with high accuracy. However, by using the adhesive B having the above-mentioned characteristics, complicated correction of the protrusion 15 of the nozzle plate 8 is not required, and the nozzle gap 14 can be managed with high accuracy in a wide temperature range.

【0020】上記製法により製造された印字ヘッドの動
作原理を図1を用い簡単に記す。図1の独立のリード部
材18と共通のリード部材16との間に電気信号を印加
すると、独立のリード部材16により選択的に信号が印
加された圧電変換器12aは伸縮し、自由端側が軸方向
へ変位するようになり、圧電変換器12aの自由端は前
面のインクをノズル開口6に向けて押出すことになる。
これにより、インクは、動圧を受けてノズル開口6に突
入し、インク滴となって外部空間を飛翔し、印刷用紙に
ドットを形成する。電気信号の印加がなくなると、圧電
変換器12aは元の状態に復帰し、ノズルプレート8と
圧電変換器12aの間の間隙にインクが流入して次のイ
ンク滴発生に備えることになる。
The operating principle of the print head manufactured by the above manufacturing method will be briefly described with reference to FIG. When an electric signal is applied between the independent lead member 18 and the common lead member 16 in FIG. 1, the piezoelectric transducer 12a to which the signal is selectively applied by the independent lead member 16 expands and contracts, and the free end side is the axis. The piezoelectric transducer 12a pushes the ink on the front surface toward the nozzle opening 6 by displacing in the direction.
As a result, the ink receives the dynamic pressure and rushes into the nozzle opening 6, becomes an ink droplet, and flies in the external space to form a dot on the printing paper. When the application of the electric signal is stopped, the piezoelectric transducer 12a returns to the original state, and the ink flows into the gap between the nozzle plate 8 and the piezoelectric transducer 12a to prepare for the next ink drop generation.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明によれば、広温度範囲においてノ
ズルプレートと板部材間のノズルギャップ管理が行え、
圧電変換器からの動圧がインクへ損失無く伝達されるた
め、印字品質の安定した、高周波駆動可能なるインクジ
ェットヘッドが得られる。
According to the present invention, the nozzle gap between the nozzle plate and the plate member can be controlled in a wide temperature range,
Since the dynamic pressure from the piezoelectric transducer is transmitted to the ink without loss, it is possible to obtain an inkjet head with stable print quality and capable of high frequency driving.

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

【図1】本発明の一実施例であるインクジェットヘッド
のインクを吐出させるインクジェット部の部分断面図。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an inkjet unit that ejects ink of an inkjet head that is an embodiment of the present invention.

【図2】図1の部分拡大図。FIG. 2 is a partially enlarged view of FIG.

【図3】図1におけるIII−III端面図。3 is an end view of III-III in FIG.

【図4】本発明のヘッドのノズルギャップ高精度管理さ
せるインクジェットヘッド製造方法の一実施例を説明す
るための図で、(a)は断面図、(b)は側面図と平面
図を同時に示した図。
4A and 4B are views for explaining an embodiment of an inkjet head manufacturing method for highly accurately controlling a nozzle gap of a head according to the present invention, in which FIG. 4A is a sectional view and FIG. 4B is a side view and a plan view at the same time. The figure.

【図5】圧電変換器列の一実施例の構造を説明するため
の上面図。
FIG. 5 is a top view for explaining the structure of an example of the piezoelectric transducer array.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 インク流路 2 支持板 4 板部材 6 ノズル開口 8 ノズルプレート 10 基板 12 圧電変換器列 12a 圧電変換器 14 ノズルギャップ 15 ノズルプレート突起 16 共通電極側リード線 18 独立電極側リード線 20 平板治具 22 簡易剥離接着剤 24 加圧ゴム 26 ユニットガイド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ink flow path 2 Support plate 4 Plate member 6 Nozzle opening 8 Nozzle plate 10 Substrate 12 Piezoelectric converter row 12a Piezoelectric converter 14 Nozzle gap 15 Nozzle plate protrusion 16 Common electrode side lead wire 18 Independent electrode side lead wire 20 Flat plate jig 22 Simple Release Adhesive 24 Pressure Rubber 26 Unit Guide

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数個のノズル開口を有するノズルプレ
ートに対し、インクが充される間隔を有して前記ノズル
開口と一対一に板部材、圧電変換器が配置されており、
前記圧電変換器が、電気信号により伸縮し、前記ノズル
開口近傍のインクを前記ノズル開口より吐出させるイン
クジェット式印字ヘッドにおいて、 前記板部材と前記圧電変換器とを、 熱膨張係数 : 7×10-5[1/℃] 以下 硬化収縮率 : 1 [ % ] 以下 剛性(粘弾性係数): 1×108 [N/m] 以上 の特性を満足する接着剤により固着したことを特徴とす
るインクジェット式印字ヘッド。
1. A plate member and a piezoelectric transducer are arranged in a one-to-one correspondence with the nozzle openings with respect to a nozzle plate having a plurality of nozzle openings with an interval filled with ink.
In an ink jet print head in which the piezoelectric transducer expands and contracts in response to an electric signal and ejects ink in the vicinity of the nozzle opening from the nozzle opening, the plate member and the piezoelectric converter have a coefficient of thermal expansion: 7 × 10 − 5 [1 / ° C] or less Curing shrinkage ratio: 1 [%] or less Rigidity (viscoelastic coefficient): 1 × 10 8 [N / m] Inkjet type characterized by being fixed by an adhesive satisfying the above characteristics Print head.
【請求項2】 複数個のノズル開口を有するノズルプレ
ートに対し、インクが充される間隔を有して前記ノズル
開口と一対一に板部材、圧電変換器が配置されており、
前記圧電変換器が、電気信号により伸縮し、前記ノズル
開口近傍のインクを前記ノズル開口より吐出させるイン
クジェット式印字ヘッドの製造方法において、 前記板部材のノズル開口対向面を簡易剥離接着剤により
仮固定して前記ノズル対向面を位置決め固定する工程
と、前記板部材を圧電変換器へ固着させる工程と、前記
板部材の仮固定を除去する工程とを有することを特徴と
するインクジェット式印字ヘッドの製造方法。
2. A plate member and a piezoelectric transducer are arranged in a one-to-one correspondence with the nozzle openings with respect to a nozzle plate having a plurality of nozzle openings with an interval filled with ink.
In a method for manufacturing an inkjet printhead in which the piezoelectric transducer expands and contracts in response to an electric signal to eject ink near the nozzle opening from the nozzle opening, a surface of the plate member facing the nozzle opening is temporarily fixed with a simple peeling adhesive. And the step of positioning and fixing the nozzle facing surface, the step of fixing the plate member to the piezoelectric converter, and the step of removing the temporary fixing of the plate member. Method.
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