JP2009160903A - Inkjet head, method for manufacturing inkjet head, and inkjet recording device - Google Patents

Inkjet head, method for manufacturing inkjet head, and inkjet recording device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inkjet head in which air remaining in the adhesive face of a nozzle plate, an actuator or others can be removed, and further an excessive adhesive remaining in the adhesive face can be removed. <P>SOLUTION: The inkjet head has the actuator in which a plurality of grooves are arranged parallel, a cover plate forming ink channels corresponding to each of the grooves respectively by covering the upper faces of the plurality of grooves, and the nozzle plate adhered to the front end face of the actuator and the front end face of the cover plate with adhesive and in which nozzles corresponding the ink channels are formed, and discharges ink individually from the nozzles by applying pressure to the ink in the ink channels by deforming each of side walls forming the grooves of the actuator. Hole for releasing air is formed in the adhered face of the nozzle plate facing at least one of the front face of the actuator and the front face of the cover plate. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェットヘッド、インクジェットヘッドの製造方法およびインクジェット記録装置に関するものである。   The present invention relates to an inkjet head, an inkjet head manufacturing method, and an inkjet recording apparatus.

従来、インクジェット記録装置に組み込まれるインクジェットヘッドとして、複数の溝が並列的に配置されたアクチュエータと、複数の溝の上面を覆うことで各溝に対応してそれぞれインク通路を形成するカバープレートと、アクチュエータの前端面及びカバープレートの前端面に接着剤によって接着され、かつ、各インク通路に対応するノズルが形成されたノズルプレートとを備え、アクチュエータの溝を形成する各側壁を変形させることによって、インク通路内のインクに圧力を加えてインクをノズルから個別に噴射させる構造のものが知られている。
この種のインクジェットヘッドでは、ノズルプレートをアクチュエータやカバープレートに接着剤により接着させる際に、それらの接着面に気泡(以下、エアと呼ぶ)が混入することがある。この場合、接着面積が減少することに伴い、接着力が低下する問題が生じる。このような問題に対処するものとして、下記の特許文献１には、ノズルプレートやアクチュエータの接着面に溝を形成し、この溝によってエアを移動させて大気中に開放させるものが提案されている。
特開平１１−２８６１１１号公報 Conventionally, as an inkjet head incorporated in an inkjet recording apparatus, an actuator in which a plurality of grooves are arranged in parallel, a cover plate that forms an ink passage corresponding to each groove by covering the upper surface of the plurality of grooves, A nozzle plate that is bonded to the front end surface of the actuator and the front end surface of the cover plate with an adhesive and has nozzles corresponding to the respective ink passages, and deforming each side wall forming the groove of the actuator, There is known a structure in which pressure is applied to ink in an ink passage and ink is individually ejected from nozzles.
In this type of inkjet head, when the nozzle plate is bonded to the actuator or the cover plate with an adhesive, bubbles (hereinafter referred to as air) may be mixed in the bonded surfaces. In this case, with the decrease in the bonding area, there arises a problem that the adhesive force decreases. In order to cope with such a problem, the following Patent Document 1 proposes a method in which a groove is formed in an adhesive surface of a nozzle plate or an actuator, and air is moved by the groove to be released into the atmosphere. .
Japanese Patent Laid-Open No. 11-286111

上述した従来の技術にあっては、エアとともに接着剤が溝に流れ込み、流れ込んだ接着剤がエアを閉じ込めてしまう現象が見られ、所望するようなエア抜き効果が得られないという問題があった。
また、エアが閉じ込められた箇所では、ノズルプレートとアクチュエータ等が接着されておらず、温度上昇時に閉じ込められたエアが膨張して未接着部分近傍の接着部分を無理やり剥離させるという問題も生じていた。この未接着部分近傍の接着部分が剥離するという問題は、ノズルやその周辺に付着したゴミを除去する際等、未接着部分に外力が加わるときにも見られた。 In the above-described conventional technology, there is a problem that the adhesive flows into the groove together with the air, and the phenomenon that the flowed-in adhesive traps the air and the desired air bleeding effect cannot be obtained. .
In addition, the nozzle plate and the actuator are not bonded at the location where the air is trapped, and the problem is that the trapped air expands when the temperature rises and forcibly peels the bonded portion near the unbonded portion. . The problem that the bonded portion in the vicinity of the non-bonded portion peels was also observed when an external force is applied to the non-bonded portion, such as when removing dust attached to the nozzle and its periphery.

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的とするところは、ノズルプレートとアクチュエータ等との接着面に残留するエアを除去することができ、しかも、接着面に残る余剰の接着剤も除去することができるインクジェットヘッド、インクジェットヘッドの製造方法およびインクジェット記録装置を提供することである。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, and the object of the present invention is to remove air remaining on the adhesion surface between the nozzle plate and the actuator, etc., and to remain on the adhesion surface. To provide an ink jet head, an ink jet head manufacturing method, and an ink jet recording apparatus capable of removing excess adhesive.

上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明に係るインクジェットヘッドは、複数の溝が並列的に配置されたアクチュエータと、前記複数の溝の上面を覆うことで各溝に対応してそれぞれインク通路を形成するカバープレートと、前記アクチュエータの前端面及び前記カバープレートの前端面に接着剤によって接着され、前記各インク通路に対応するノズルが形成されたノズルプレートとを備え、前記アクチュエータの溝を形成する各側壁を変形させることによって、前記インク通路内のインクに圧力を加えてインクを前記ノズルから個別に噴射させるインクジェットヘッドにおいて、前記アクチュエータの前端面または前記カバープレートの前端面の少なくとも一方に対向する前記ノズルプレートの接着面にエア抜き用の孔が形成されていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
An inkjet head according to the present invention includes an actuator in which a plurality of grooves are arranged in parallel, a cover plate that covers an upper surface of the plurality of grooves to form an ink passage corresponding to each groove, and the actuator. A nozzle plate that is bonded to the front end surface and the front end surface of the cover plate with an adhesive and has nozzles corresponding to the ink passages, and deforming each side wall forming a groove of the actuator, In an ink jet head that applies pressure to ink in an ink passage and individually ejects ink from the nozzle, air is released to the adhesive surface of the nozzle plate facing at least one of the front end surface of the actuator or the front end surface of the cover plate. It is characterized in that a hole is formed.

本願発明に係るインクジェットヘッドによれば、ノズルプレートの接着面にエア抜き用の孔を形成しているので、ノズルプレートとアクチュエータ等との接着面に残留するエアが接着剤の硬化する前に、エア抜き用の孔を介して大気に開放される。したがって、ノズルプレートとアクチュエータ等との接着面にエアを閉じ込めることなく、該接着面から確実に除去できる。
また、エアがエア抜き用の孔から大気側へ抜けるときに、同時に余剰の接着剤もエアとともにエア抜き孔を通じて大気側へ移動して排出される。このため、余剰の接着剤がアクチュエータの溝に流れ込んでインク通路を狭めるといった不具合の発生を防止することができる。
さらに、接着剤がエア抜き用の孔に侵入したまま固着されるときに、固化した接着剤によるアンカー効果が得られ、これにより、ノズルプレートとアクチュエータ等との接着強度を高めることができる。 According to the ink jet head according to the present invention, since the hole for air bleeding is formed on the adhesive surface of the nozzle plate, before the air remaining on the adhesive surface between the nozzle plate and the actuator is cured, The air is released to the atmosphere through the air vent hole. Therefore, the air can be reliably removed from the adhesion surface without confining air in the adhesion surface between the nozzle plate and the actuator.
Further, when the air escapes from the air vent hole to the atmosphere side, at the same time, the excess adhesive is moved to the atmosphere side through the air vent hole and discharged together with the air. For this reason, it is possible to prevent the occurrence of a problem that the excessive adhesive flows into the groove of the actuator and narrows the ink passage.
Further, when the adhesive is fixed while entering the air vent hole, an anchor effect by the solidified adhesive can be obtained, whereby the adhesive strength between the nozzle plate and the actuator or the like can be increased.

本願の請求項２に係るインクジェットヘッドは、前記エア抜き用の孔が、前記ノズルを間に挟んでその上下両側にそれぞれ形成されていることを特徴としている。
この場合、ノズルの上下両側にそれぞれエア抜き用の孔を形成しているので、ノズル周辺にエアが閉じ込められる現象を極力排除できる。つまり、最も高い接着強度が要求されるノズル周辺部分の接着強度を重点的に高めることができる。 The inkjet head according to claim 2 of the present application is characterized in that the air vent holes are respectively formed on both upper and lower sides of the nozzle.
In this case, since the air vent holes are formed on the upper and lower sides of the nozzle, the phenomenon of trapping air around the nozzle can be eliminated as much as possible. That is, it is possible to intensively increase the adhesive strength around the nozzle where the highest adhesive strength is required.

本願の請求項３に係るインクジェットヘッドは、前記エア抜き用の孔が、１ｍｍ2あたり４〜２０個形成されていることを特徴としている。
この場合、エア抜き用の孔を適宜数となるように配置しているので、ノズルプレートの接着面からエアを速やかに除去することができ、しかも、エア抜き用の孔を多く配置しすぎることに伴う、ノズルプレートの強度低下やコスト上昇といった不具合の発生も防止できる。 The inkjet head according to claim 3 of the present application is characterized in that 4 to 20 holes for air bleeding are formed per 1 mm 2 .
In this case, since the air vent holes are arranged in an appropriate number, air can be quickly removed from the adhesive surface of the nozzle plate, and there are too many air vent holes. It is also possible to prevent the occurrence of problems such as a decrease in nozzle plate strength and an increase in cost.

本願の請求項４に係るンクジェットヘッドは、前記エア抜き用の孔の密度が、前記ノズルの近傍が密に前記ノズルから離れるに従い疎となるように形成されていることを特徴としている。
この場合、請求項２に係る発明と同様、ノズル周辺にエアが閉じ込められる現象を極力排除することができ、これにより、最も高い接着強度が要求されるノズル周辺部分の接着強度を重点的に高めることができる。 The ink jet head according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that the density of the air vent holes is formed so that the vicinity of the nozzle becomes denser as the distance from the nozzle increases.
In this case, as in the invention according to claim 2, it is possible to eliminate the phenomenon that air is trapped around the nozzle as much as possible, and thereby increase the adhesive strength in the peripheral portion of the nozzle where the highest adhesive strength is required. be able to.

本願の請求項５に係るンクジェットヘッドは、前記アクチュエータの前端面、前記カバープレートの前端面、または、これらに対向する前記ノズルプレートの接着面の少なくとも一つに、前記エア抜き用の孔に指向する溝が形成されていることを特徴としている。
この場合、ノズルプレートとアクチュエータ等との接着面に残留するエアを、溝を通じてエア抜き用の孔に速やかに導くことができ、これらエアを、より確実にエア抜き用の孔から大気側へ除去することができる。
る。 The ink jet head according to claim 5 of the present application is provided with at least one of a front end surface of the actuator, a front end surface of the cover plate, or an adhesive surface of the nozzle plate facing the front end surface of the actuator. It is characterized in that a directional groove is formed.
In this case, the air remaining on the adhesive surface between the nozzle plate and the actuator can be quickly guided to the air vent hole through the groove, and the air is more reliably removed from the air vent hole to the atmosphere side. can do.
The

本願の請求項６に係るインクジェットヘッドは、前記ノズルプレートに形成される前記エア抜き用の孔が、前記アクチュエータの前端面及び前記カバープレートの前端面に対向する側が他側よりも大径となるようにテーパー状に形成されていることを特徴としている。
この場合、ノズルプレートにエア抜き用の孔を接着面側が大径となるように形成しているので、ノズルプレートとアクチュエータ等との接着面に残留するエアを、該テーパー状のエア抜き用の孔に速やかに導くことができる。 In the inkjet head according to claim 6 of the present application, the air vent hole formed in the nozzle plate has a larger diameter on the side facing the front end surface of the actuator and the front end surface of the cover plate than on the other side. Thus, it is formed in a taper shape.
In this case, since the air release hole is formed in the nozzle plate so that the diameter of the bonding surface is larger, the air remaining on the adhesion surface between the nozzle plate and the actuator is removed from the tapered air release hole. It can be quickly led to the hole.

本願の請求項７に係るインクジェットヘッドは、前記ノズルプレートに形成される前記エア抜き用の孔が、前記アクチュエータの前端面及び前記カバープレートの前端面に対向する側が他側よりも小径となるように逆テーパー状に形成されていることを特徴としている。
この場合、接着剤が逆テーパー状のエア抜き用の孔に侵入して固着したとき、より強固なアンカー効果が得られることとなり、ノズルプレートとアクチュエータ等との接着強度をより高めることができる。 In the ink jet head according to claim 7 of the present application, the air vent hole formed in the nozzle plate is such that the side facing the front end surface of the actuator and the front end surface of the cover plate has a smaller diameter than the other side. It is characterized by being formed in a reverse taper shape.
In this case, when the adhesive enters and fixes into the reverse taper-shaped air vent hole, a stronger anchor effect can be obtained, and the adhesive strength between the nozzle plate and the actuator or the like can be further increased.

本願の請求項８に係るインクジェットヘッドの製造方法は、請求項１〜７のいずれか１項記載のインクジェットヘッドの製造方法において、前記ノズルプレートに前記空気抜き用の孔を形成するときに同時に、前記ノズルプレートの表面に貼着されたカバーフィルムに、前記空気抜き用の孔に連続する孔を形成する工程と、前記ノズルプレートを前記接着剤を介して前記前記アクチュエータの前端面及び前記カバープレートの前端面に当接させた後に、前記カバーフィルムを前記ノズルプレートから剥ぎとる工程とを備えることを特徴としている。
本願のインクジェットヘッドの製造方法によれば、ノズルプレートとアクチュエータ等との間に介在される接着剤のうち余剰分が、残留するエアとともにエア抜き用の孔の先端から大気側へ溢れ出るが、これらエア抜き用の孔の先端から溢れ出た接着剤は、カバーフィルムをノズルプレートから剥ぎとるときに、このカバーフィルムと一体的に取り除かれる。したがって、エア抜き用の孔から溢れ出た接着剤が、このエア抜き用の孔周辺のノズルプレート部分を汚してしまうという不具合の発生を未然に防止できる。 An inkjet head manufacturing method according to claim 8 of the present application is the inkjet head manufacturing method according to any one of claims 1 to 7, wherein the air vent hole is formed simultaneously with the nozzle plate. Forming a hole continuous with the air vent hole in a cover film adhered to the surface of the nozzle plate; and connecting the nozzle plate to the front end surface of the actuator and the front end of the cover plate via the adhesive And a step of peeling the cover film from the nozzle plate after contacting the surface.
According to the manufacturing method of the inkjet head of the present application, an excess of the adhesive interposed between the nozzle plate and the actuator overflows from the tip of the air vent hole to the atmosphere side together with the remaining air. The adhesive overflowing from the tips of the air vent holes is removed together with the cover film when the cover film is peeled off from the nozzle plate. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a problem that the adhesive overflowing from the air vent hole contaminates the nozzle plate portion around the air vent hole.

本願の請求項９に係るインクジェットヘッド記録装置は、請求項１〜７のいずれか１項記載のインクジェットヘッドと、前記被記録媒体を予め決められた方向に搬送する搬送手段と、前記被記録媒体の搬送方向に直交する方向に前記ヘッドチップを往復移動させる移動手段と、を備えていることを特徴としている。
本願のインクジェットヘッド記録装置によれば、請求項１〜６のいずれか１項記載のインクジェットヘッドと同様な効果を奏する。 An ink-jet head recording apparatus according to claim 9 of the present application is the ink-jet head according to any one of claims 1 to 7, a transport unit that transports the recording medium in a predetermined direction, and the recording medium. Moving means for reciprocating the head chip in a direction perpendicular to the conveying direction.
According to the ink jet head recording apparatus of the present application, the same effects as those of the ink jet head according to any one of claims 1 to 6 can be obtained.

本発明によれば、ノズルプレートとアクチュエータ等との接着面にエアを閉じ込めることなく、該接着面から確実に除去できる。また、余剰の接着剤がアクチュエータの溝に流れ込んでインク通路を狭めるといった不具合の発生を防止することができる。さらに、接着剤がエア抜き用の孔に侵入したまま固着されるときアンカー効果によって、ノズルプレートとアクチュエータ等との接着強度を高めることができる。   According to the present invention, air can be reliably removed from the adhesion surface without confining air in the adhesion surface between the nozzle plate and the actuator. In addition, it is possible to prevent the occurrence of problems such as excessive adhesive flowing into the groove of the actuator and narrowing the ink passage. Furthermore, the adhesive strength between the nozzle plate and the actuator can be increased by the anchor effect when the adhesive is fixed while entering the air vent hole.

以下、本発明に係るインクジェットヘッド、インクジェットヘッドの製造方法、およびインクジェット記録装置の実施形態について、図１〜図１０を参照して説明する。図１は、本実施形態のインクジェット記録装置の要部を示す斜視図である。
インクジェット記録装置１は、本体としての装置本体部２と、色ごとに設けられた複数のインクジェットヘッド３とを備えている。
装置本体部２は、直方体形状の筐体４を備えている。筐体４内には、その幅方向（長手方向）に延びる一対のガイドレール６が設けられている。これらガイドレール６には、複数のインクジェットヘッド３が固定されたキャリッジ７が設けられている。このキャリッジ７は、ガイドレール６によって、幅方向Ｗに往復動可能に支持されている。 Hereinafter, embodiments of an inkjet head, an inkjet head manufacturing method, and an inkjet recording apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing a main part of the ink jet recording apparatus of the present embodiment.
The ink jet recording apparatus 1 includes an apparatus main body 2 as a main body and a plurality of ink jet heads 3 provided for each color.
The apparatus main body 2 includes a rectangular parallelepiped casing 4. A pair of guide rails 6 extending in the width direction (longitudinal direction) is provided in the housing 4. These guide rails 6 are provided with a carriage 7 to which a plurality of inkjet heads 3 are fixed. The carriage 7 is supported by the guide rail 6 so as to be able to reciprocate in the width direction W.

キャリッジ７は、平板状の基台７ａを備えている。基台７ａには、インクジェットヘッド３が固定されている。
また、筐体４内の幅方向の一端部には、モータ１１が設けられている。モータ１１の出力軸にはプーリ１１aが設けられている。一方、筐体４内の幅方向の他端部にもプーリ１１ｂが対向配置されている。そして、プーリ１１a，１１ｂにわたって、タイミングベルト１２が設けられている。タイミングベルト１２には、キャリッジ７が固定されている。
このような構成のもと、モータ１１を駆動すると、プーリ１１a，１１ｂ及びタイミングベルト１２を介して、キャリッジ７が幅方向Ｗに往復動するようになっている。つまり、前記モータ１１、プーリ１１ａ、１１ｂ、タイミングベルト１２、キャリッジ７は、後述する用紙Ｓの搬送方向に直交する方向に、インクジェットヘッド３並びにその中に組み込まれるヘッドチップ３０を往復移動させる移動手段を構成している。 The carriage 7 includes a flat base 7a. The inkjet head 3 is fixed to the base 7a.
A motor 11 is provided at one end in the width direction in the housing 4. A pulley 11 a is provided on the output shaft of the motor 11. On the other hand, the pulley 11b is also arranged opposite to the other end portion in the width direction in the housing 4. A timing belt 12 is provided over the pulleys 11a and 11b. A carriage 7 is fixed to the timing belt 12.
Under such a configuration, when the motor 11 is driven, the carriage 7 reciprocates in the width direction W via the pulleys 11 a and 11 b and the timing belt 12. That is, the motor 11, the pulleys 11a and 11b, the timing belt 12 and the carriage 7 are reciprocating means for reciprocating the inkjet head 3 and the head chip 30 incorporated therein in a direction perpendicular to the sheet S conveyance direction to be described later. Is configured.

また、筐体４内の他端部には、インクを供給するインクカートリッジが設けられている。インクカートリッジから、図示せぬインク供給管を介して、インクジェットヘッド３に各種インクが供給されるようになっている。
筐体４の一端部の前面及び後背面には、互いに対向して配置された不図示の開口部が設けられている。筐体４内の一端部のうち、前面の開口部に対向する位置には、長手方向に延びる一対の搬出ローラ１３が設けられている。一方、後背面の開口部に対向する位置には、長手方向に延びる一対の搬入ローラ１４が設けられている。
このような構成のもと、後背面の開口部から用紙（被記録媒体）Ｓが挿入され、用紙Ｓは、搬入ローラ１４及び搬出ローラ１３を駆動することにより、前記幅方向Ｗに直交する方向Ｙへ搬送されて、前面の開口部から排出されるようになっている。つまり、搬入ローラ１４及び搬出ローラ１３は、被記録媒体である用紙Ｓを予め決められた方向に搬送する搬送手段を構成している。 An ink cartridge that supplies ink is provided at the other end of the housing 4. Various inks are supplied from the ink cartridge to the inkjet head 3 via an ink supply pipe (not shown).
On the front surface and the rear back surface of one end portion of the housing 4, openings (not shown) arranged to face each other are provided. A pair of carry-out rollers 13 extending in the longitudinal direction is provided at a position facing one end of the housing 4 facing the opening on the front surface. On the other hand, a pair of carry-in rollers 14 extending in the longitudinal direction is provided at a position facing the opening on the rear back surface.
Under such a configuration, a sheet (recording medium) S is inserted from an opening on the back and rear surface, and the sheet S is driven in a direction orthogonal to the width direction W by driving the carry-in roller 14 and the carry-out roller 13. It is conveyed to Y and discharged from the front opening. That is, the carry-in roller 14 and the carry-out roller 13 constitute a conveyance unit that conveys the paper S that is a recording medium in a predetermined direction.

図２は本実施形態に係るインクジェットヘッドの斜視図であり、図３は同インクジェットヘッドの分解斜視図である。
図２および図３に示すように、本実施形態のインクジェットヘッド３は、ヘッドチップ３０と、このヘッドチップ３０の一方面側に設けられるベースプレート２１と、ヘッドチップ３０の他方面側に設けられるヘッドカバー２２と、ヘッドチップ３０を駆動するための駆動回路２３等が搭載された配線基板２４とを有する。
ヘッドチップ３０の構成部品である圧電セラミックプレート３１の後端には配線パターン３１ａが形成され、この配線パターン３１ａには異方性導電膜２５を介してフレキシブルケーブル２６が接合されている。フレキシブルケーブル２６は、異方性導電膜２５を介して配線基板２４に接続されている。 FIG. 2 is a perspective view of the inkjet head according to the present embodiment, and FIG. 3 is an exploded perspective view of the inkjet head.
As shown in FIGS. 2 and 3, the inkjet head 3 of the present embodiment includes a head chip 30, a base plate 21 provided on one side of the head chip 30, and a head cover provided on the other side of the head chip 30. 22 and a wiring board 24 on which a drive circuit 23 and the like for driving the head chip 30 are mounted.
A wiring pattern 31 a is formed at the rear end of the piezoelectric ceramic plate 31 that is a component of the head chip 30, and a flexible cable 26 is joined to the wiring pattern 31 a via an anisotropic conductive film 25. The flexible cable 26 is connected to the wiring board 24 via the anisotropic conductive film 25.

ヘッドカバー２２には管形状のインク導入路２８が設けられている。インク導入路２８の先端側は、インクカートリッジに接続されていて、インクカートリッジからこのヘッドカバー２２を介してインクがヘッドチップ３０に供給されるようになっている。   The head cover 22 is provided with a tube-shaped ink introduction path 28. The leading end side of the ink introduction path 28 is connected to an ink cartridge, and ink is supplied from the ink cartridge to the head chip 30 via the head cover 22.

上述したヘッドカバー２２と、ベースプレート２１とは、ヘッドカバー２２の係止シャフト２２ａがベースプレート２１の係止孔２１ａに挿入して係合されることにより固定され、両者で圧電セラミックプレート３１とインク室プレート３３との接合体を挟持する。   The head cover 22 and the base plate 21 described above are fixed by inserting and engaging the locking shaft 22a of the head cover 22 into the locking hole 21a of the base plate 21, and both of them are the piezoelectric ceramic plate 31 and the ink chamber plate 33. And clamp the joined body.

図４はヘッドチップの斜視図、図５はヘッドチップの要部を断面した斜視図、図６はヘッドチップの断面図、図７はヘッドチップの他の部分の断面図である。これらの図にも示すように、ヘッドチップ３０は、複数の溝３１ｂが並列的に配置された圧電セラミックプレート(アクチュエータ)３１と、複数の溝３１ｂの上面を覆うことで、これら各溝３１ｂに対応してそれぞれインク通路３２を形成するインク室プレート（カバープレート）３３と、これら圧電セラミックプレート３１及びインク室プレート３３の前端面に接着剤によって接着されるノズルプレート３４と、このノズルプレート３４を支持するノズル支持プレート３５で構成される。圧電セラミックプレート３１の後端には、前記フレキシブルケーブル２６に接続される配線パターン３１ａが形成されている。   4 is a perspective view of the head chip, FIG. 5 is a perspective view of a cross-section of the main part of the head chip, FIG. 6 is a cross-sectional view of the head chip, and FIG. As shown in these drawings, the head chip 30 covers the piezoelectric ceramic plate (actuator) 31 in which a plurality of grooves 31b are arranged in parallel and the upper surfaces of the plurality of grooves 31b, so that each of the grooves 31b Correspondingly, an ink chamber plate (cover plate) 33 that forms an ink passage 32 respectively, a nozzle plate 34 that is bonded to the front end surfaces of the piezoelectric ceramic plate 31 and the ink chamber plate 33 by an adhesive, and the nozzle plate 34 The nozzle support plate 35 is supported. A wiring pattern 31 a connected to the flexible cable 26 is formed at the rear end of the piezoelectric ceramic plate 31.

圧電セラミックプレート３１には複数の溝３１ｂが並列的に設けられ、これら各溝３１ｂは側壁３６によって分離されている。これら各溝３１ｂの長手方向一端部は圧電セラミックプレート３１の前端面まで延設されており、溝３１ｂの他端部は圧電セラミックプレート３１の後端面までは延びておらず、深さが徐々に浅くなっている。この圧電セラミックプレート３１に形成される各溝３１ｂは、例えば、円盤状のダイスカッターにより形成されることで、他端側の深さが徐々に浅くなるように形成される。   A plurality of grooves 31 b are provided in parallel in the piezoelectric ceramic plate 31, and each groove 31 b is separated by a side wall 36. One end in the longitudinal direction of each groove 31b extends to the front end face of the piezoelectric ceramic plate 31, and the other end of the groove 31b does not extend to the rear end face of the piezoelectric ceramic plate 31, and the depth gradually increases. It is shallow. Each groove 31b formed in the piezoelectric ceramic plate 31 is formed by, for example, a disk-shaped die cutter so that the depth on the other end side becomes gradually shallower.

また、これら各溝３１ｂ内の幅方向両側の側壁３６には、溝３１ｂの開口側に長手方向に亘って、側壁３６を駆動させるための電界を印加する電極３７が形成されている。この電極３７は、公知の斜め方向からの蒸着により形成される。 In addition, on the side walls 36 on both sides in the width direction in each groove 31b, electrodes 37 for applying an electric field for driving the side wall 36 are formed on the opening side of the groove 31b in the longitudinal direction. The electrode 37 is formed by vapor deposition from a known oblique direction.

圧電セラミックプレート３１の溝３１ｂの開口側には、インク室プレート３３が接合されている。このインク室プレート３３には、各溝３１ｂと連通する凹部となる共通インク室３８と、この共通インク室３８の底部から溝３１ｂとは反対方向に貫通するインク供給口３９とを有する。   An ink chamber plate 33 is joined to the opening side of the groove 31 b of the piezoelectric ceramic plate 31. The ink chamber plate 33 has a common ink chamber 38 serving as a recess communicating with each groove 31b, and an ink supply port 39 penetrating from the bottom of the common ink chamber 38 in the direction opposite to the groove 31b.

また、圧電セラミックプレート３１とインク室プレート３３との接合体の溝３１ｂが開口している端面には、ノズルプレート３４が接合されており、ノズルプレート３４の各溝３１ｂに対向する位置にはノズル４０が形成されている。   In addition, a nozzle plate 34 is joined to the end face where the groove 31b of the joined body of the piezoelectric ceramic plate 31 and the ink chamber plate 33 is open, and the nozzle plate 34 is located at a position facing each groove 31b. 40 is formed.

なお、ノズルプレート３４の厚みは、薄いとクロストークやセルフトークの影響を受けやすく厚いと引き込み動作でインクが切り離される時に、どちらもインク吐出が不安定になってインクミストが増大してしまうので、例えば５０〜７５μｍが採用される。   If the thickness of the nozzle plate 34 is thin, it is easily affected by crosstalk and self-talk. If the nozzle plate 34 is thick, both ink ejection becomes unstable and ink mist increases when the ink is separated by the pull-in operation. For example, 50-75 micrometers is employ | adopted.

圧電セラミックプレート３１の前端面及びインク室プレート３３の前端面に対向するノズルプレート３４の接着面にはエア抜き用の孔４１が形成されている。エア抜き用の孔４１は、ノズル４０を間に挟んでその上下両側にそれぞれ形成されている。エア抜き用の孔４１は、１ｍｍ2あたり４〜２０個形成されている。 An air vent hole 41 is formed in the bonding surface of the nozzle plate 34 facing the front end surface of the piezoelectric ceramic plate 31 and the front end surface of the ink chamber plate 33. Air vent holes 41 are formed on both upper and lower sides of the nozzle 40, respectively. There are 4 to 20 air vent holes 41 per 1 mm 2 .

また、エア抜き用の孔４１の密度は、ノズル４０の近傍が蜜に、ノズル４０から離れるに従い疎となるように形成されている。例えば、図８に示す例の場合、ノズルの近傍にあるエア抜き用の孔４１ａは、ノズル４０と同数配置されるように、ノズル４０と同ピッチで配置され、また、ノズル４０から離れる箇所に形成されたエア抜き用の孔４１ｂは、ノズル４０…３個に対して１個配置されるように、ノズル４０の３倍のピッチで配置される。   Further, the density of the air vent holes 41 is formed so that the vicinity of the nozzle 40 becomes nectar and becomes sparse as the distance from the nozzle 40 increases. For example, in the example shown in FIG. 8, the air vent holes 41 a in the vicinity of the nozzles are arranged at the same pitch as the nozzles 40 so as to be arranged in the same number as the nozzles 40, and at positions away from the nozzles 40. The formed air vent holes 41b are arranged at a pitch three times that of the nozzles 40 so that one hole is arranged for three nozzles 40.

また、ノズルプレート３４に形成されるエア抜き用の孔４１は、圧電セラミックプレート３１の前端面及びインク室プレート３３の前端面に対向する側が他側よりも大径となるようにテーパー状に形成されている。
これらエア抜き用の孔４１は、ノズル４０と同様に例えばエキシマレーザーを用いて形成される。このとき、エア抜き用の孔４１は、ノズル４０の径と同程度となるように形成される。 Further, the air vent hole 41 formed in the nozzle plate 34 is formed in a taper shape so that the side facing the front end surface of the piezoelectric ceramic plate 31 and the front end surface of the ink chamber plate 33 has a larger diameter than the other side. Has been.
These air vent holes 41 are formed using, for example, an excimer laser in the same manner as the nozzle 40. At this time, the air vent hole 41 is formed to have the same diameter as the nozzle 40.

次に、インクジェットヘッドの製造方法について説明する。ここでは、特に重要な、ノズルプレート３４の製造方法及びこのノズルプレートの圧電アクチュエータ及びインク室プレートへの組付方法についてのみ説明し、圧電セラミックプレート、インク室プレート、ノズルプレートおよびノズル支持プレートの組み付け方法は、従来公知のものと同様であるのでその説明を省略する。
ノズルプレート３４に、例えばエキシマレーザーを用いてノズル４０を形成するとき、同時に、空気抜き用の孔４１(４１ａ、４１ｂ)も形成する。このとき、図９に示すようにノズルプレート３４の表面には予めカバーフィルム４２が貼着されているが、カバーフィルム４２に空気抜き用の孔４１に連続する孔４３を形成する。 Next, a method for manufacturing the ink jet head will be described. Here, only the manufacturing method of the nozzle plate 34 and the mounting method of the nozzle plate to the piezoelectric actuator and the ink chamber plate, which are particularly important, will be described, and the assembly of the piezoelectric ceramic plate, the ink chamber plate, the nozzle plate, and the nozzle support plate will be described. Since the method is the same as that conventionally known, the description thereof is omitted.
When the nozzle 40 is formed on the nozzle plate 34 using, for example, an excimer laser, air vent holes 41 (41a, 41b) are also formed at the same time. At this time, as shown in FIG. 9, the cover film 42 is attached in advance to the surface of the nozzle plate 34, but a hole 43 continuous with the air vent hole 41 is formed in the cover film 42.

その後、ノズルプレート３４を接着剤を介して圧電セラミックプレート３１の前端面及び前記インク室プレート３３の前端面に当接させる。このとき、ノズルプレート３４の接着面等に残留するエアは接着剤の硬化する前に、エア抜き用の孔を介して大気に開放される。このとき、余剰分の接着剤がエアとともにエア抜き用の孔４１及びこれに連続する孔４３の先端から大気側へ溢れ出る。これら孔４３の先端から溢れ出た接着剤は、その後、接着剤が硬化する前に、カバーフィルム４２をノズルプレート３４から剥ぎとるときに、このカバーフィルム４２と一体的に取り除かれる。したがって、エア抜き用の孔４１から溢れ出た接着剤が、このエア抜き用の孔周辺のノズルプレート部分を汚してしまうという不具合の発生を未然に防止できる。   Thereafter, the nozzle plate 34 is brought into contact with the front end surface of the piezoelectric ceramic plate 31 and the front end surface of the ink chamber plate 33 through an adhesive. At this time, the air remaining on the adhesive surface of the nozzle plate 34 is released to the atmosphere through the air vent hole before the adhesive is cured. At this time, the surplus adhesive overflows from the tip of the air vent hole 41 and the hole 43 continuous thereto with the air to the atmosphere side. The adhesive overflowing from the tips of the holes 43 is then removed together with the cover film 42 when the cover film 42 is peeled off from the nozzle plate 34 before the adhesive is cured. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a problem that the adhesive overflowing from the air vent hole 41 contaminates the nozzle plate portion around the air vent hole.

次に、上記構成のインクジェット記録装置、及びインクジェットヘッドの作用について説明する。
本実施形態のインクジェットヘッド３によれば、ノズルプレート３４の接着面にエア抜き用の孔４１を形成しているので、ノズルプレート３４と圧電セラミックプレート３１等との接着面に残留するエアが接着剤の硬化する前に、エア抜き用の孔４１を介して大気に開放される。したがって、ノズルプレート３４と圧電セラミックプレート３１等との接着面にエアを閉じ込めることなく、接着面から確実に除去できる。 Next, the operation of the ink jet recording apparatus and the ink jet head configured as described above will be described.
According to the ink jet head 3 of the present embodiment, since the air vent hole 41 is formed on the bonding surface of the nozzle plate 34, the air remaining on the bonding surface between the nozzle plate 34 and the piezoelectric ceramic plate 31 is bonded. Before the agent is cured, it is opened to the atmosphere through the air vent hole 41. Therefore, air can be reliably removed from the adhesion surface without confining air in the adhesion surface between the nozzle plate 34 and the piezoelectric ceramic plate 31 and the like.

また、エアがエア抜き用の孔４１から大気側へ抜けるときに、同時に余剰の接着剤もエアとともにエア抜き孔４１を通じて大気側へ移動して排出される。このため、余剰の接着剤が圧電セラミックプレート３１の溝３１ｂに流れ込んでインク通路３２を狭めるといった不具合の発生を防止することができる。
さらに、接着剤がエア抜き用の孔４１に侵入したまま固着されるときに、固化した接着剤によるアンカー効果が得られ、これにより、ノズルプレート３４と圧電セラミックプレート３１等との接着強度を高めることができる。 Further, when the air escapes from the air vent hole 41 to the atmosphere side, at the same time, excess adhesive is moved to the atmosphere side through the air vent hole 41 together with the air and discharged. For this reason, it is possible to prevent the occurrence of a problem that the excessive adhesive flows into the groove 31b of the piezoelectric ceramic plate 31 and narrows the ink passage 32.
Further, when the adhesive is fixed while entering the air vent hole 41, an anchor effect by the solidified adhesive is obtained, thereby increasing the adhesive strength between the nozzle plate 34 and the piezoelectric ceramic plate 31 and the like. be able to.

また、上記実施形態では、エア抜き用の孔４１が、ノズル４０を間に挟んでその上下両側にそれぞれ形成されているので、ノズル４０周辺にエアが閉じ込められる現象を極力排除できる。つまり、最も高い接着強度が要求されるノズル４０周辺部分の接着強度を重点的に高めることができる。   Moreover, in the said embodiment, since the hole 41 for air bleeding is formed in the up-and-down both sides on both sides of the nozzle 40, the phenomenon in which air is confine | sealed around the nozzle 40 can be eliminated as much as possible. That is, the adhesive strength around the nozzle 40 where the highest adhesive strength is required can be intensively increased.

また、上記実施形態では、前記エア抜き用の孔４１の密度を、ノズル４０の近傍が密に、ノズル４０から離れるに従い疎となるように形成しているので、ノズル４０周辺にエアが閉じ込められる現象を極力排除することができ、これにより、前記同様、最も高い接着強度が要求されるノズル周辺部分の接着強度を重点的に高めることができる。   Further, in the above embodiment, the density of the air vent holes 41 is formed so that the vicinity of the nozzle 40 is dense and becomes sparse as the distance from the nozzle 40 increases, so that the air is confined around the nozzle 40. The phenomenon can be eliminated as much as possible, and as described above, the adhesive strength in the peripheral portion of the nozzle where the highest adhesive strength is required can be intensively increased.

また、上記実施形態では、ノズルプレート３４に形成されるエア抜き用の孔４１が、圧電セラミックプレート３１の前端面及び前記インク室プレート３３の前端面に対向する側が他側よりも大径となるようにテーパー状に形成されているので、ノズルプレート３４と圧電セラミックプレート３１等との接着面に残留するエアを、テーパー状のエア抜き用の孔４１に速やかに導いて除去できる。   In the above embodiment, the air vent hole 41 formed in the nozzle plate 34 has a larger diameter on the side facing the front end surface of the piezoelectric ceramic plate 31 and the front end surface of the ink chamber plate 33 than on the other side. Thus, the air remaining on the bonding surface between the nozzle plate 34 and the piezoelectric ceramic plate 31 can be quickly guided to the tapered air vent hole 41 and removed.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
上記実施形態では、前記圧電セラミックプレート３１の前端面及びインク室プレート３３の前端面に対向するノズルプレート３４の接着面に全域に渡ってエア抜き用の孔４１を形成したが、これに限られることなく、前記圧電セラミックプレート３１の前端面に対向する部分のみ、あるいはインク室プレート３３の前端面に対向する部分のみに、エア抜き用の孔４１を形成しても良い。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various change can be added in the range which does not deviate from the meaning of invention.
In the above embodiment, the air vent hole 41 is formed over the entire area of the adhesive surface of the nozzle plate 34 facing the front end surface of the piezoelectric ceramic plate 31 and the front end surface of the ink chamber plate 33. However, the present invention is not limited to this. Instead, the air vent hole 41 may be formed only in the portion facing the front end surface of the piezoelectric ceramic plate 31 or only in the portion facing the front end surface of the ink chamber plate 33.

また、前記実施形態には、前記圧電セラミックプレート３１の前端面、前記インク室プレート３３の前端面、または、これらに対向するノズルプレート３４の接着面をそれぞれフラットな形状にしているが、これに限られることなく、これらのうち少なくとも一つに図１０に示すように、前記空気抜き用の孔４１に指向する溝５０を形成しても良い。
この場合、ノズルプレート３４と圧電セラミックプレート３１等との接着面に残留するエアを、溝５０を通じてエア抜き用の孔４１に速やかに導くことができ、これらエアを、より確実にエア抜き用の孔４１から大気側へ除去することができる。なお、溝５０の形状は問わない。 In the embodiment, the front end surface of the piezoelectric ceramic plate 31, the front end surface of the ink chamber plate 33, or the adhesive surface of the nozzle plate 34 facing them are flattened. Without being limited thereto, at least one of them may be formed with a groove 50 directed to the air vent hole 41 as shown in FIG.
In this case, the air remaining on the bonding surface between the nozzle plate 34 and the piezoelectric ceramic plate 31 can be quickly guided to the air vent hole 41 through the groove 50, and the air can be more reliably vented. It can be removed from the hole 41 to the atmosphere side. The shape of the groove 50 does not matter.

また、前記実施形態では、前記ノズルプレート３４に形成するエア抜き用の孔４１を、圧電セラミックプレート３１の前端面及び前記インク室プレート３３の前端面に対向する側が他側よりも大径となるようにテーパー状に形成しているが、これに限られることなく、圧電セラミックプレート３１の前端面及び前記インク室プレート３３の前端面に対向する側が他側よりも小径となるように逆テーパー状に形成してもよい。この場合、接着剤が逆テーパー状のエア抜き用の孔に侵入して固着したとき、より強固なアンカー効果が得られることとなり、ノズルプレート３４と圧電セラミックプレート３１等との接着強度をより高めることができる。   In the embodiment, the air vent hole 41 formed in the nozzle plate 34 has a larger diameter on the side facing the front end surface of the piezoelectric ceramic plate 31 and the front end surface of the ink chamber plate 33 than on the other side. However, the present invention is not limited to this, and is not limited to this, but is reversely tapered so that the side facing the front end surface of the piezoelectric ceramic plate 31 and the front end surface of the ink chamber plate 33 has a smaller diameter than the other side. You may form in. In this case, when the adhesive penetrates into the reverse-tapered air vent hole and is fixed, a stronger anchor effect is obtained, and the adhesive strength between the nozzle plate 34 and the piezoelectric ceramic plate 31 is further increased. be able to.

本実施形態のインクジェット記録装置の要部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the principal part of the inkjet recording device of this embodiment. 本実施形態のインクジェットヘッドの斜視図である。It is a perspective view of the inkjet head of this embodiment. 同インクジェットヘッドの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the same inkjet head. ヘッドチップの斜視図である。It is a perspective view of a head chip. ヘッドチップの要部を断面した斜視図である。It is the perspective view which cut the principal part of the head chip. ヘッドチップの断面図である。It is sectional drawing of a head chip. ヘッドチップの他の部分の断面図である。It is sectional drawing of the other part of a head chip. ヘッドチップの正面図である。It is a front view of a head chip. ヘッドチップの先端部の断面図である。It is sectional drawing of the front-end | tip part of a head chip. ヘッドチップの変形例を示す正面図である。図５はヘッドチップの要部断面図である。It is a front view which shows the modification of a head chip. FIG. 5 is a cross-sectional view of the main part of the head chip.

符号の説明Explanation of symbols

３１圧電セラミックプレート（アクチュエータ） ３２インク通路 ３３ インク室プレート（カバープレート） ３４ノズルプレート ３６側壁 ４０ノズル ４１（４１ａ、４１ｂ）エア抜き用の孔 ４３孔 ５０溝   31 Piezoelectric ceramic plate (actuator) 32 Ink passage 33 Ink chamber plate (cover plate) 34 Nozzle plate 36 Side wall 40 Nozzle 41 (41a, 41b) Air vent hole 43 hole 50 groove

Claims (9)

複数の溝が並列的に配置されたアクチュエータと、
前記複数の溝の上面を覆うことで各溝に対応してそれぞれインク通路を形成するカバープレートと、
前記アクチュエータの前端面及び前記カバープレートの前端面に接着剤によって接着され、前記各インク通路に対応するノズルが形成されたノズルプレートとを備え、
前記アクチュエータの溝を形成する各側壁を変形させることによって、前記インク通路内のインクに圧力を加えてインクを前記ノズルから個別に噴射させるインクジェットヘッドにおいて、
前記アクチュエータの前端面または前記カバープレートの前端面の少なくとも一方に対向する前記ノズルプレートの接着面にエア抜き用の孔が形成されていることを特徴とするインクジェットヘッド。 An actuator having a plurality of grooves arranged in parallel;
A cover plate that forms an ink passage corresponding to each groove by covering the upper surfaces of the plurality of grooves;
A nozzle plate that is bonded to the front end surface of the actuator and the front end surface of the cover plate with an adhesive, and in which nozzles corresponding to the ink passages are formed;
In an ink jet head that applies pressure to the ink in the ink passage by jetting the ink individually from the nozzle by deforming each side wall forming the groove of the actuator,
An ink jet head, wherein an air vent hole is formed in an adhesive surface of the nozzle plate facing at least one of a front end surface of the actuator or a front end surface of the cover plate. 前記エア抜き用の孔は、前記ノズルを間に挟んでその上下両側にそれぞれ形成されていることを請求項１記載のインクジェットヘッド。   2. The ink jet head according to claim 1, wherein the air vent holes are respectively formed on both upper and lower sides of the nozzle. 前記エア抜き用の孔は、１ｍｍ2あたり４〜２０個形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のインクジェットヘッド。 3. The ink jet head according to claim 1, wherein 4 to 20 holes for air bleeding are formed per 1 mm < 2 >. 前記エア抜き用の孔の密度は、前記ノズルの近傍が密に前記ノズルから離れるに従い疎となるように形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。   The ink jet according to any one of claims 1 to 3, wherein the density of the air vent holes is formed so that the vicinity of the nozzle becomes denser as the distance from the nozzle increases. head. 前記アクチュエータの前端面、前記カバープレートの前端面、または、これらに対向する前記ノズルプレートの接着面の少なくとも一つには、前記エア抜き用の孔に指向する溝が形成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のインクジェットヘッド。   At least one of the front end surface of the actuator, the front end surface of the cover plate, or the adhesive surface of the nozzle plate facing the front surface is formed with a groove directed to the air vent hole. The inkjet head according to any one of claims 1 to 4. 前記ノズルプレートに形成される前記エア抜き用の孔は、前記アクチュエータの前端面及び前記カバープレートの前端面に対向する側が他側よりも大径となるようにテーパー状に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。   The air vent hole formed in the nozzle plate is formed in a taper shape so that a side facing the front end surface of the actuator and the front end surface of the cover plate has a larger diameter than the other side. The inkjet head according to any one of claims 1 to 5, wherein 前記ノズルプレートに形成される前記エア抜き用の孔は、前記アクチュエータの前端面及び前記カバープレートの前端面に対向する側が他側よりも小径となるように逆テーパー状に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。   The air vent hole formed in the nozzle plate is formed in a reverse taper shape such that a side facing the front end surface of the actuator and the front end surface of the cover plate has a smaller diameter than the other side. The inkjet head according to any one of claims 1 to 5, wherein 請求項１〜７のいずれか１項記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記ノズルプレートに前記空気抜き用の孔を形成するときに同時に、前記ノズルプレートの表面に貼着されたカバーフィルムに、前記空気抜き用の孔に連続する孔を形成する工程と、
前記ノズルプレートを前記接着剤を介して前記前記アクチュエータの前端面及び前記カバープレートの前端面に当接させた後に、前記カバーフィルムを前記ノズルプレートから剥ぎとる工程とを備えることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。 In the manufacturing method of the ink-jet head according to any one of claims 1 to 7,
Simultaneously forming the air vent hole in the nozzle plate, and simultaneously forming a hole continuous with the air vent hole on the cover film adhered to the surface of the nozzle plate;
And a step of peeling the cover film from the nozzle plate after bringing the nozzle plate into contact with the front end surface of the actuator and the front end surface of the cover plate via the adhesive. Manufacturing method of the head. 請求項１〜７のいずれか１項記載のインクジェットヘッドと、
前記被記録媒体を予め決められた方向に搬送する搬送手段と、
前記被記録媒体の搬送方向に直交する方向に前記ヘッドチップを往復移動させる移動手段と、を備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。 An ink jet head according to any one of claims 1 to 7,
Conveying means for conveying the recording medium in a predetermined direction;
An ink jet recording apparatus comprising: a moving unit that reciprocates the head chip in a direction orthogonal to a conveyance direction of the recording medium.
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