JPH10119263A - インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接合による残留応力の増加、信頼性低下を来
している。 【解決手段】 フレーム部材１３の接合面１３ａには接
着剤３６を線状に塗布して、フレーム部材１３と振動板
２８とを部分的に接合した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッドに関し、特に複数のアクチュエータ素子で加圧され
る各加圧液室と、各加圧液室に連通するノズルとを備え
たインクジェットヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は、記録時の振
動、騒音が殆どなく、特にカラー化が容易なことから、
コンピュータ等のデジタル処理装置のデータを出力する
プリンタの他、ファクシミリやコピー機等にも用いられ
るようになっている。このようなインクジェット記録装
置に用いられるインクジェットヘッドは、圧電素子、発
熱抵抗体等のアクチュエータ素子を記録信号に応じて駆
動して、加圧液室内のインクを加圧してノズルからイン
ク滴を吐出飛翔させ、記録媒体上に画像記録を行なうも
のである。

【０００３】従来のインクジェットヘッドとしては、例
えば特開平６−１１５０７１号公報に記載されているよ
うに、基板上に複数の圧電素子を列状に接合配置すると
共に、圧電素子の周囲に位置し、インク共通流路を形成
するインク共通流路部材を接合し、このインク共通流路
部材上に振動板を接合し、この振動板に隔壁部材を接合
し、隔壁部材上にノズル板を接合して、これらの振動
板、隔壁部材及びノズル板で圧電素子によって振動板を
介して加圧される液室（加圧液室）を形成したものがあ
る。

【０００４】また、例えば特開平８−１４２３２４号公
報に記載されているように、基板上に複数の圧電素子を
複数列列状に接合すると共に、圧電素子の周囲に位置す
るフレーム部材を接合してなるアクチュエータユニット
と、ダイアフラム部を有する振動板上に、圧電素子でダ
イアフラム部を介して加圧される加圧液室及びこの液室
にインクを供給する共通液室を形成する液室隔壁部材を
積層し、更にこの液室隔壁部材上にノズルを形成したノ
ズルプレートを積層した液室ユニットとを接合したもの
がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、インクジェ
ットヘッドにあっては、アクチュエータ素子によつ駆動
エネルギーが加圧液室には十分に伝搬されると共に、複
数の加圧液室を隔てている隔壁部分にはその駆動エネル
ギーが伝わらないようにする必要がある。そこで、アク
チュエータ素子側の部材と接合する液室側の部材として
は、加圧液室部と隔壁部はそれぞれ連続していない接合
部を形成するものを用いるか、或いは、上述した各イン
クジェットヘッドの振動板のように十分な弾性体若しく
は弾性形状（ダイアフラム部）を有しているものを用い
る必要がある。

【０００６】この場合、ヘッドの剛性を高くするために
は、加圧液室周辺の接合以外の接着可能な部分をすべて
接合することが好ましい。そのため、上述した前者のイ
ンクジェットヘッドにあっては、基板とインク共通流路
形成部材、インク共通流路部材と振動板をそれぞれ全面
的に接合し、また、後者のインクジェットヘッドにあっ
ても、フレーム部材と振動板とを全面的に接合するよう
にしている。

【０００７】ところが、記録速度の高速化、記録密度の
高密度化が要請されるようになっているため、インク滴
吐出周波数が高くなり、ノズル数が増加していることか
ら、加圧液室に十分なインク供給を行うために共通液室
（共通インク流路）が大型化している。この場合、共通
液室の平面積が液室ユニットの平面積の半分程度を占め
るようになると、従前のように、液室を形成している共
通インク流路部材や振動板を全面ベタ接合すると、接
合後の残留応力が増加し、接着剤がはみ出してアクチ
ュエータ素子側へ浸入し、接着剤層の厚みのばらつき
が大きくなり、部品の大型化によってコストが増加す
る、などの不都合が生じてくる。

【０００８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、接合による残留応力の低減、接着剤の塗布量管理
の容易化、ヘッドの信頼性向上を図ることを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１のインクジェットヘッドは、複数のアクチ
ュエータ素子で加圧される各加圧液室と、各加圧液室に
連通するノズルとを備えたインクジェットヘッドにおい
て、前記加圧液室を形成する液室部材とこの液室部材を
支持する支持部材とを部分的に接合した構成とした。な
お、液室部材とは加圧液室の少なくとも一部を形成して
いる部材である。

【００１０】請求項２のインクジェットヘッドは、上記
請求項１のインクジェットヘッドにおいて、前記液室部
材と支持部材とは少なくとも前記複数のアクチュエータ
素子の周囲に対応する部分をほぼ全周にわたって接合し
た構成とした。

【００１１】請求項３のインクジェットヘッドは、上記
請求項１又は２のインクジェットヘッドにおいて、前記
液室部材及び／又は支持部材の接合面に部分的に接着剤
を塗布して両者を部分的に接合した構成とした。

【００１２】請求項４のインクジェットヘッドは、上記
請求項１乃至３のいずれかのインクジェットヘッドにお
いて、前記支持部材の接合面側に肉抜き部を形成して前
記液室部材と部分的に接合した構成とした。

【００１３】請求項５のインクジェットヘッドは、上記
請求項１乃至４のいずれかのインクジェットヘッドにお
いて、前記液室部材の接合面側に肉抜き部を形成して前
記支持部材と部分的に接合した構成とした。

【００１４】請求項６のインクジェットヘッドは、上記
請求項１乃至５のいずれかのインクジェットヘッドにお
いて、前記液室部材の接合面側に環状の肉抜き部を形成
して前記支持部材と部分的に接合した構成とした。

【００１５】請求項７のインクジェットヘッドは、上記
請求項１乃至６のいずれかのインクジェットヘッドにお
いて、前記液室部材及び支持部材の少なくともいずれか
の接合面にエアー抜きを溝部を設けた構成とした。

【００１６】請求項８のインクジェットヘッドは、上記
請求項１乃至７のいずれかのインクジェットヘッドにお
いて、前記液室部材と支持部材とを接合する接合剤層に
はギャップ調整剤を含有している構成とした。

【００１７】請求項９のインクジェットヘッドは、上記
請求項１乃至８のいずれかのインクジェットヘッドにお
いて、このインクジェットヘッドは複数の加圧液室及び
ノズル、加圧液室へインクを供給するための共通液室を
有する液室ユニットと、複数の電気機械変換素子及び基
板、フレーム部材を有するアクチュエータユニットとを
備え、前記液室ユニットの振動板とアクチュエータユニ
ットのフレーム部材とを接合する構成とした。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図１は本発明を適用したイン
クジェットヘッドのチャンネル方向と直交する方向の要
部拡大断面図、図２は同ヘッドのチャンネル方向の要部
拡大断面図、図３は同ヘッドの分解概略斜視図である。

【００１９】このインクジェットヘッドは、アクチュエ
ータユニット１及び液室ユニット２を備えている。アク
チュエータユニット１は、セラミック、ガラスエポキシ
樹脂等からなる絶縁性の基板１１上に、複数の積層型圧
電素子１２を２列列状に接合して配置すると共に、各列
の複数の圧電素子１２の周囲を取り囲むように２つの穴
部１４，１５を形成したフレーム部材１３を接合配置し
ている。このアクチュエータユニット１の各列の複数の
圧電素子１２は、チャンネル方向で、駆動波形を印加す
る駆動部１７と駆動波形を印加しない非駆動部１８とを
交互に構成する（図３参照）。

【００２０】ここで、圧電素子１２は、厚さ１０〜５０
μｍ／１層のチタン酸ジルコン酸（ＰＺＴ）２１と、厚
さ数μｍ／１層の銀・パラジューム（ＡgＰd）からなる
内部電極２２とを交互に積層したものである。圧電素子
を、厚さ１０〜５０μｍ／１層の積層型とすることによ
って駆動電圧の低電圧化を図れ、例えば１０〜５０Ｖの
パルス電圧で圧電素子の電界強度１０００Ｖ／mmを得る
ことができる。なお、アクチュエータ素子として用いる
圧電素子を含む電気機械変換素子は上記に限られるもの
でない。

【００２１】そして、この圧電素子１２の内部電極２２
を交互に端面に取り出して端面電極とし、一方、基板１
１上に共通電極パターン２３及び個別（選択）電極パタ
ーン２４を形成して、これらの共通電極パターン２３及
び個別電極パターン２４を駆動部１７となる圧電素子１
２の端面電極に導電性接着剤等を介して電気的に接続
し、共通電極パターン２３及び個別電極パターン２４に
接続したＦＰＣケーブル２５，２５を介して図示しない
ヘッド駆動用ＩＣ等を有するＰＣＢ基板と接続し、駆動
部１７に駆動波形を印加することによって積層方向の伸
びの変位を生ぜしめる。なお、共通電極パターン２３は
フレーム部材１３の中央に形成した溝部２６にも形成す
ることでスリット溝２７で完全に分割されないパターン
としている。

【００２２】また、液室ユニット２は、金属或いは樹脂
の薄膜からなる振動板２８と、液室隔壁部材を構成する
２層構造のフォトレジストフィルムからなる感光性樹脂
層２９，３０と、ノズル３１を形成した金属、樹脂等か
らなるノズルプレート３２とを順次を積層し、熱融着し
て形成している。これらの各部材によってノズル３１が
連通し、駆動部１７で振動板２８を介して加圧される加
圧液室３３と、この加圧液室３３の両側に位置する共通
液室３４，３４と、共通液室３４から加圧液室３３へイ
ンクを供給するための流体抵抗部になるインク供給路３
５，３５を形成している。

【００２３】振動板２８は、同一平面上に位置出し又は
研削加工した圧電素子１２及びフレーム部材１３上に接
着剤３６で接合しているが、この振動板２８とフレーム
部材１３との接合については詳述する。また、振動板２
８は変位部となるダイアフラム部３８、圧電素子１２の
内の非駆動部１８に接合する梁３９及びフレーム部材１
３に接合するベース４０とから形成し、またダイアフラ
ム部３８は圧電素子１２の内の駆動部１７に接合する島
状凸部４１と、この凸部４１の周囲に形成した厚み３〜
１０μｍ程度の最薄膜部分（ダイアフラム領域）４２
と、この最薄膜部分４２の内のチャンネル方向と直交す
る両端部側に形成した逃げ領域４３とからなる。この振
動板２８は加圧液室３３等の隔壁の一部を形成している
液室部材である。

【００２４】また、ノズルプレート３２にはインク滴を
飛翔させるための微細孔である多数のノズル３１を形成
しており、このノズル３１の径はインク滴出口側の直径
で約２５〜３５μｍである。このノズルプレート３２は
例えば電鋳工法によって製造したＮi（ニッケル）の金
属プレートを用いているが、Ｓi、その他の金属材料を
用いることもできる。

【００２５】ノズルプレート３２の品質は、インクの滴
形状、飛翔特性を決定し、画像品質に大きな影響を与え
るものであり、より高品位の画像品質を得る上で表面の
均一化処理が不可欠であるので、インク吐出側面に撥水
性の表面処理膜４３を成膜している。撥水性の表面処理
膜４３は、例えばＰＴＦＥ−Ｎi共析メッキやフッ素樹
脂の電着塗装、蒸発性のあるフッ素樹脂（例えばフッ化
ピッチなど）を蒸着コートしたもの、シリコン系樹脂・
フッ素系樹脂の溶剤塗布後の焼き付け等、インク物性に
応じて選定する。

【００２６】さらに、共通液室３４に外部からインクを
供給するために基板１１、フレーム部材１５及び振動板
２８には、インク供給孔４４，４５，４６をそれぞれ形
成し、基板１１のインク供給孔４４に接続したインク供
給パイプ４７を介してインクが供給されるようにしてい
る。

【００２７】このインクジェットにおいては、記録信号
に応じて駆動部１７に駆動波形（１０〜５０Ｖのパルス
電圧）を印加することによって、駆動部１７に積層方向
の変位が生起し、振動板２８のダイアフラム部３８を介
して加圧液室３３内の圧力が上昇してノズル３１からイ
ンク滴が吐出される。このとき、加圧液室３３から共通
液室３４へ通じるインク供給路３５方向へもインクの流
れが発生するが、インク供給路３５の断面積を狭小にす
ることで流体抵抗部として機能させて共通液室３４側へ
のインクの流れを低減し、インク吐出効率の低下を防い
でいる。

【００２８】そして、インク滴吐出の終了に伴い、加圧
液室内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性と駆
動パルスの放電過程によって加圧液室３３内に負圧が発
生してインク充填行程へ移行する。このとき、インクタ
ンクから供給されたインクは共通液室３４に流入し、共
通液室３４からインク供給路３５を経て加圧液室３３内
に充填される。そして、ノズル３１の出口のインクメニ
スカス面の振動が減衰し、ある程度定常状態に戻れば次
のインク滴吐出動作に移行する。

【００２９】このインクジェットヘッドの製造工程につ
いて簡単に説明すると、予めアクチュエータユニット１
と液室ユニット２とを別々に加工組付けた後、接着剤３
６によって両ユニット１，２を接着接合して製造する。

【００３０】すなわち、アクチュエータユニット１の組
付工程は、次のとおりである。 基板１１上に予め各電極用パターンを大まかにパタ
ーニングして形成し、この基板１１上に複数の圧電素子
１２となる積層型圧電素子を２列位置決め治具を用いて
接合する。 そして、積層型圧電素子の端面電極と基板１１上の
各電極パターンとを導電性接着剤で電気的に接続する。

【００３１】 ダイヤモンド砥石をセットしたダイシ
ングソーにより積層型圧電素子にスリット加工を施し
て、例えば１００μｍ／ピッチ程度の圧電素子１２に分
割する。このとき、基板１１の一部までスリット溝２７
を入れることで各圧電素子１２を完全に独立させると共
に、個別電極用パターンも各圧電素子１２毎に分割して
各個別電極パターン２４を形成する。 基板１１上に絶縁性のフレーム部材１３を接合す
る。 基板１１の共通電極パターン２３及び各個別電極パ
ターン２４にＦＰＣケーブル２５，２５を加熱して加圧
接合する。

【００３２】一方、液室ユニット２の組付工程は、次の
とおりである。 振動板２８のフラットな面に第１感光性樹脂層２９
となるドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）をラミネート
する。 そのＤＦＲを液室パターンに応じたマスクを使用し
て紫外線露光をし、現像して、第１感光性樹脂層２９に
よる液室パターンを形成する。

【００３３】 ノズルプレート３２に第２感光性樹脂
層３０となるドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）をラミ
ネートする。 そのＤＦＲを液室パターンに応じたマスクを使用し
て紫外線露光をし、現像して、第２感光性樹脂層３０に
よる液室パターンを形成する。なお、ＤＦＲの層数は任
意に選定することができ、複雑な構造の液室を形成する
ことができる。 振動板２８の第１感光性樹脂層２９とノズルプレー
ト３２の第２感光性樹脂層３０とを合わせて接合する。
この接合は位置決め治具を用いて圧力と熱を加えて行
う。 なお、実際には〜の工程を複数個分のヘッド面積の
プレートにて組付を行う。

【００３４】このようにして完成したアクチュエータユ
ニット１のフレーム部材１３及び非駆動部１８となる圧
電素子１２と、液室ユニット２の液室部材である振動板
３２のベース部４０を接合して、両ユニット１，２を接
合して組み付ける。

【００３５】そこで、このアクチュエータユニット１と
液室ユニット２との接合に関して説明する。まず、従前
の組付工程について図４を参照して説明すると、アクチ
ュエータユニット１のフレーム部材１３の上面に周縁部
を残してほぼ全面に接着剤３６を塗布して、これに液室
ユニット１の振動板３２を位置合わせして接合する。こ
の接合工程としては、アクチュエータユニット１へスク
リーン印刷法で接着剤を塗布して接着接合する方法、ア
クチュエータユニットへ転写法で接着剤を塗布して接着
接合する方法、液室ユニットへ転写法により選択的に接
着剤を塗布して接着接合する方法、液室ユニットへ全面
薄層接着剤被膜を形成し、アクチュエータと接着接合す
る方法などがある。

【００３６】このようにユニット間を全面接合すると、
接着剤の塗布量の制御が重要になる。この場合、塗布量
が多すぎると、隣接する圧電素子部への接着剤の浸入な
どが生じてアクチュエータとしての機能低下を来し、塗
布量が不足すると、部品公差によって接合箇所にばらつ
きが生じ、更に接合強度不足による接合信頼性の低下を
生ぜしめることになる。これに対して、本発明では、液
室ユニット側の液室部材である振動板とこの振動板を支
持するアクチュエータユニット側の支持部材であるフレ
ーム部材とを部分的に接合することによって上述したよ
うな不都合の発生を防止する。

【００３７】そこで、本発明の具体的な実施例について
説明する。図５は本発明の第１実施例を示すフレーム部
材表面の接着剤塗布パターンを説明する平面図、図６は
本発明の第２実施例を示すフレーム部材表面の接着剤塗
布パターンを説明する平面図である。

【００３８】これらの例では、フレーム部材１３の振動
板２８との接合面１３ａ上に接着剤３６を線状に塗布し
（図５の第１実施例）、或いは島状に塗布し（図６の第
２実施例）て、このフレーム部材１３上に液室ユニット
２の振動板２８を接合する。この場合、接着剤３６の塗
布面積は安定した接合強度が得られる最小限の量にする
ことが好ましい。また、接着剤のはみ出す方向性や接合
後の接着剤膜厚を制御するため、接着剤中にギャップ調
整剤を添加している。ギャップ調整剤としては、例えば
シリカ、アルミナ、ボロンナイトライトなどの粒径の均
一なものが適している。

【００３９】このように、アクチュエータユニット側の
支持部材であるフレーム部材と液室ユニット側の液室部
材である振動板とを部分的に接合することによって、振
動板２８の共通液室３４に対応する部分とフレーム部材
１３との接合面積が少なくなり、残留応力を減少させる
ことができると共に、接着剤のはみ出し、接着剤層の厚
みのばらつきが少なくなり、信頼性の高いインクジェッ
トヘッドを得ることができ、また使用接着剤量の減少に
よるコストの低減を図ることもできる。

【００４０】次に、図７は本発明の第３実施例を示すフ
レーム部材表面の接着剤塗布パターンを説明する平面図
である。この実施例では、フレーム部材１３の接合面１
３ａ外周縁部及び穴部１４，１５の周辺部に接着剤３６
を塗布している。このように接着剤を部分的に塗布し、
かつ、複数の圧電素子１２に最も近い箇所である穴部１
４，１５の周辺部で接合することにより、インク吐出効
率の低下を防止することができる。

【００４１】すなわち、インク滴を効率的に飛翔させる
には圧電素子の変位を効率的に加圧液室に伝達させる必
要があるが、このとき圧電素子の変位を受ける振動板の
変位部分（ダイアフラム部）の外周部に非接合部分があ
ると加圧液室の形状が管理されなくなり、インク吐出体
積の減少やインク滴飛翔速度の低下、さらには高周波数
駆動時の吐出不安定化の要因になる。これに対して、本
例のように圧電素子の変位を受ける振動板のダイアフラ
ム部周辺を接合することによって、加圧液室の形状管理
が行われてインク吐出効率を維持することができる。

【００４２】次に、図８は本発明の第４実施例を示すフ
レーム部材表面の接着剤塗布パターンを説明する平面
図、図９は同じく図８のＡ−Ａ線に沿う断面である。こ
の実施例では、フレーム部材１３の接合面１３ａにチャ
ンネル方向の肉抜き部である溝部５１〜５３を形成して
接合面１３ａが振動板２８と部分的に接合されるように
している。また、これらの溝部５１〜５３を接合時に大
気中に連通させるために空気抜き溝５６を形成してい
る。

【００４３】ここで、フレーム部材１３は樹脂成形によ
り作成することができ、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルフ
ァイド）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ＰＣ
（ポリカーボネート）等のエンジニアプラスチックや汎
用性樹脂に硬度調整・熱収縮調整の目的でカーボン、シ
リカ、ガラスなどの充填剤を添加したものが使用可能で
ある。

【００４４】また、溝部（肉抜き部）５１〜５３の形状
としては、接合面１３ａの複数の圧電素子２に対応する
穴部１４，１５側周辺部が接合領域となる形状が望まし
く、更に液室ユニット２を接合したときに閉空間ができ
ないように上述した空気抜き溝５６を有することが好ま
しい。この空気抜き溝５６は常温硬化型接着剤を用いる
場合には必ずしも必要でないが、工程の短縮化、低コス
ト化、材料選択性などから加熱硬化型接着剤を用いる場
合には必要になる。

【００４５】このようにフレーム部材の接合面側に肉抜
き部を形成して接合面自体を部分的な接合面とすること
によって、部品成形精度が向上し、材料コストの低減、
重量軽減を図ることができてプリント特性を向上させる
ことができると共に、接着剤の塗布方法も精度の高い位
置合わせが必要なくなる。すなわち、ここでは接合面へ
の全面接着剤塗布を行っても部分的な接合ができるよう
にしている。

【００４６】次に、図１０は本発明の第５実施例を説明
する振動板の接合面側平面図である。この実施例では、
振動板２８の接合面２８ａで共通液室３４に対応する部
分に、チャンネル方向に肉抜き部である薄層部５５〜５
７を形成して、接合面２８ａがフレーム部材１３の接合
面１３ａと部分的に接合されるようにしている。この場
合、上述したようにフレーム部材１３の接合面１３ａに
は接着剤を全面塗布して振動板２８との加圧接合を行う
ことができ、高精度の部分的な接合を行うことができ
る。

【００４７】ここで、振動板２８はダイアフラム部３８
で選択的に圧電素子１２の変位を加圧液室３３に伝達す
るために前述したように複数の厚み部分を有する多層構
造としている。この多層構造は２度以上のパターニング
電鋳により形成することができるので、パターニングを
ダイアフラム部３８と共に共通液室形成部にも施すこと
によって容易に薄層部５５〜５７を形成することができ
る。このパターニングの精度はサブミクロンオーダーで
あるので、非常に高精度の部品を形成することができ
る。

【００４８】このように振動板側に肉抜きによる薄層部
を設けて部分接合することによって、接着剤塗布工程を
簡略化することができ、ヘッド全体の軽量化、材料費の
低減による低コスト化を図ることができる。

【００４９】次に、図１１は本発明の第６実施例を説明
する振動板の接合面側平面図である。この実施例では、
上記第５実施例と同様に振動板２８の接合面２８ａで共
通液室３４に対応する部分に、チャンネル方向に薄層部
５５〜５７を形成して肉抜き部とし接合面２８ａがフレ
ーム部材１３の接合面１３ａと部分的に接合されるよう
にすると共に、薄層部５５〜５７に通じる空気抜き溝５
９をそれぞれ形成している。この空気抜き溝５９はフレ
ーム部材１３と接合したときにフレーム部材１３の穴部
１４，１５にそれぞれ連通する。

【００５０】このようにすれば、前述したように接着剤
として加熱硬化型接着剤を用いて工程の短縮化、低コス
ト化、材料選択性の拡大を図ることができる。などから
加熱硬化型接着剤を用いる場合には必要になる。

【００５１】次に、図１２は本発明の第７実施例を説明
する振動板の接合面側平面図である。この実施例では、
振動板２８の接合面２８ａで共通液室３４に対応する部
分に、平面環状の薄層部６１〜６３を形成して肉抜き部
とし、このトラック状薄層部６１〜６３の外周部のみに
接着剤を塗布して、すなわち、接合面２８ａの薄層部６
１〜６３の内側に位置する部分２８ｂ〜２８ｄが接合さ
れない状態にして、接合面２８ａがフレーム部材１３の
接合面１３ａと部分的に接合されるようにしている。な
お、「環状」とは、円環状、長円環状、方形環状などの
すべての形状を含む意味で用いている。

【００５２】このように、液室部材の接合面に環状の肉
抜き部を形成して支持部材と部分的に接合することでイ
ンク滴吐出特性の安定化を図ることができる。すなわ
ち、振動板２８は前述したように圧電素子の変位を効率
的に加圧液室に伝達するためにそれ自体１〜１０μｍ程
度の非常薄層の部材であるが、共通液室対応部分接合の
ための薄層部が大面積になると、ハンドリング状のエラ
ーや薄層部のピンホール発生など、工程上の信頼性が低
下するおそれが出てくる。そこで、薄層部を環状にする
ことにより、薄層部を大面積化することなく、接着剤の
はみ出しを管理した部分的な接合を行なうことができ、
ヘッドのインク滴吐出特性を安定化することができる。

【００５３】なお、上記実施例においては、積層型圧電
素子のｄ３３方向の変位を用いて加圧液室を加圧し、圧
電素子の変位方向にインク滴と吐出するサイドシュータ
方式のするインクジェットヘッドについて説明したが、
その他の電気機械変換素子を用いるヘッド、圧電素子の
変位方向と直交する方向にインク滴を吐出するエッジシ
ュータ方式のヘッド等にも適用することができる。さら
に、アクチュエータユニットと液室ユニットとを別個に
ユニット化することなく、支持部材上に振動板などの液
室の少なくとも一部を形成している液室部材を順次積層
して製造する構造のヘッドにも適用することができる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１のインク
ジェットヘッドによれば、アクチュエータ素子で加圧さ
れる加圧液室を形成する液室部材とこの液室部材を支持
する支持部材とを部分的に接合する構成としたので、接
合による残留応力が低減し、接着剤のはみ出し、接着剤
層の厚みのばらつきが少なくなり、信頼性の高いインク
ジェットヘッドを得ることができ、また使用接着剤量の
減少によるコストの低減を図ることができる。

【００５５】請求項２のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項１のインクジェットヘッドにおいて、液
室部材と支持部材とは少なくとも複数のアクチュエータ
素子の周囲に対応する部分をほぼ全周にわたって接合す
る構成としたので、加圧液室の剛性を損なうことがな
く、接合による残留応力も低減し、インク滴吐出特性が
向上し、しかも信頼性を向上することができる。

【００５６】請求項３のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項１又は２のインクジェットヘッドにおい
て、液室部材及び／又は支持部材の接合面に部分的に接
着剤を塗布して両者を部分的に接合する構成としたの
で、低コストで接合強度が高く信頼性の高いインクジェ
ットヘッドを得ることができる。

【００５７】請求項４のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項１乃至３のいずれかのインクジェットヘ
ッドにおいて、支持部材の接合面側に肉抜き部を形成し
て液室部材と部分的に接合する構成としたので、接着剤
塗布工程が簡略化し、ヘッド全体の重量、コストの低減
を図ることができる。

【００５８】請求項５のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項１乃至４のいずれかのインクジェットヘ
ッドにおいて、液室部材の接合面側に肉抜き部を形成し
て支持部材と部分的に接合する構成としたので、接着剤
塗布工程が簡略化し、ヘッド全体の重量、コストの低減
を図ることができる。

【００５９】請求項６のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項１乃至５のいずれかのインクジェットヘ
ッドにおいて、液室部材の接合面側に環状の肉抜き部を
形成して部分的に接合する構成としたので、共通液室部
のインク漏れなどを防止することができると共に共通液
室部の剛性を確保することができ、ヘッドの信頼性が向
上する。

【００６０】請求項７のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項１乃至６のいずれかのインクジェットヘ
ッドにおいて、液室部材及び支持部材の少なくともいず
れかの接合面にエアー抜きを溝部を設ける構成としたの
で、加熱硬化型の接着剤を使用することで工程に短縮
化、低コスト化を図ることができる。

【００６１】請求項８のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項１乃至７のいずれかのインクジェットヘ
ッドにおいて、液室部材と支持部材とを接合する接合剤
層にはギャップ調整剤を含有している構成としたので、
接着剤のはみ出し量の管理が容易になり、不要な箇所へ
の接着剤の回り込みなどを抑えることができ、インク滴
吐出特性の安定化を図れる。

【００６２】請求項９のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項１乃至８のいずれかのインクジェットヘ
ッドにおいて、このインクジェットヘッドは複数の加圧
液室及びノズル、加圧液室へインクを供給するための共
通液室を有する液室ユニットと、複数の電気機械変換素
子及び基板、フレーム部材を有するアクチュエータユニ
ットとを備え、液室ユニットの振動板とアクチュエータ
ユニットのフレーム部材とを接合する構成としたので、
ヘッド品質を向上することができると共に、歩留りの向
上、製造コストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したインクジェットヘッドの一例
を示すチャンネル方向と直交する方向の要部拡大断面図

【図２】同ヘッドのチャンネル方向の要部拡大断面図

【図３】同ヘッドの分解斜視図

【図４】従前のフレーム部材の接合面への接着剤塗布パ
ターンを説明する平面図

【図５】本発明の第１実施例を示すフレーム部材の接合
面への接着剤塗布パターンを説明する平面図

【図６】本発明の第２実施例を示すフレーム部材の接合
面への接着剤塗布パターンを説明する平面図

【図７】本発明の第３実施例を示すフレーム部材の接合
面への接着剤塗布パターンを説明する平面図

【図８】本発明の第４実施例を示すフレーム部材の接合
面への接着剤塗布パターンを説明する平面図

【図９】図８のＡ−Ａ線に沿う模式的断面図

【図１０】本発明の第５実施例を示す振動板の接合面形
状を説明する平面図

【図１１】本発明の第６実施例を示す振動板の接合面形
状を説明する平面図

【図１２】本発明の第７実施例を示す振動板の接合面形
状を説明する平面図

【符号の説明】

１…アクチュエータユニット、２…液室ユニット、１１
…基板、１２…圧電素子、１３…フレーム部材、１３ａ
…接合面、１４，１５…穴部、２８…振動板、２８ａ…
接合面、３２…ノズルプレート、３３…加圧液室、３４
…共通液室、３６…接着剤、５１〜５３…溝部、５５〜
５７、５８…薄層部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 光美 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 牧田 秀行 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 村井 妙子 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 角田 慎一 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のアクチュエータ素子で加圧される
   各加圧液室と、各加圧液室に連通するノズルとを備えた
   インクジェットヘッドにおいて、前記加圧液室を形成す
   る液室部材とこの液室部材を支持する支持部材とを部分
   的に接合したことを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のインクジェットヘッド
   において、前記液室部材と支持部材とは少なくとも前記
   複数のアクチュエータ素子の周囲に対応する部分をほぼ
   全周にわたって接合したことを特徴とするインクジェッ
   トヘッド。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載のインクジェット
   ヘッドにおいて、前記液室部材及び／又は支持部材の接
   合面に部分的に接着剤を塗布して両者を部分的に接合し
   たことを特徴とするインクジェットヘッド。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれかに記載のイン
   クジェットヘッドにおいて、前記支持部材の接合面側に
   肉抜き部を形成して前記液室部材と部分的に接合したこ
   とを特徴とするインクジェットヘッド。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれかに記載のイン
   クジェットヘッドにおいて、前記液室部材の接合面側に
   肉抜き部を形成して前記支持部材と部分的に接合したこ
   とを特徴とするインクジェットヘッド。
6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれかに記載のイン
   クジェットヘッドにおいて、前記液室部材の接合面に環
   状の肉抜き部を形成して前記支持部材と部分的に接合し
   たことを特徴とするインクジェットヘッド。
7. 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれかに記載のイン
   クジェットヘッドにおいて、前記液室部材及び支持部材
   の少なくともいずれかの接合面側にエアー抜きの溝部を
   設けたことを特徴とするインクジェットヘッド。
8. 【請求項８】 請求項１乃至７のいずれかに記載のイン
   クジェットヘッドにおいて、前記液室部材と支持部材と
   を接合している接合剤層にはギャップ調整剤を含有して
   いることを特徴とするインクジェットヘッド。
9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれかに記載のイン
   クジェットヘッドにおいて、このインクジェットヘッド
   は複数の加圧液室及びノズル、加圧液室へインクを供給
   するための共通液室を有する液室ユニットと、複数の電
   気機械変換素子及び基板、フレーム部材を有するアクチ
   ュエータユニットとを備え、前記液室ユニットの振動板
   とアクチュエータユニットのフレーム部材とを接合する
   ことを特徴とするインクジェットヘッド。