(57)【要約】【課題】小型で液滴吐出特性が均一な信頼性の高い滴吐出ヘッドを提供する。【解決手段】列状に設けられた複数の圧力室３と、各圧力室３の弾性壁を形成するように配置された振動板7と、振動板７を介して圧力室３と対向するように列状に配置された複数の圧電アクチュエータ１３ならびにその両端に配置された圧電アクチュエータ群支持部１４を有する圧電アクチュエータ１２群を有し、振動板７を介して圧電アクチュエータ１３を圧力室３と対向させ、圧電アクチュエータ群支持部１４の端部を振動板７に光硬化性接着剤２３で固着するものであって、振動板７の圧電アクチュエータ群支持部１４とその隣の圧電アクチュエータ１３の間に相当する位置に、光硬化性接着剤２３の未硬化物が流出するのを防止する接着剤堰止め部２４を設けた。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔をおいて列状に形成された複数のノズル開口に連通して吐出する液体を蓄える列状に設けられた複数の圧力室と、
各圧力室の弾性壁を形成するように各圧力室にわたって配置された振動板と、
その振動板を介して前記複数の圧力室とそれぞれ対向するように列状に配置された複数の圧電アクチュエータ、ならびにその列状に配置された圧電アクチュエータの両端側に配置された圧電アクチュエータ群支持部を有する圧電アクチュエータ群を有し、
前記振動板を介して各圧電アクチュエータの自由端を前記圧力室と対向させて、前記圧電アクチュエータ群支持部の端部を前記振動板に光硬化性接着剤で固着する液滴吐出ヘッドにおいて、
前記振動板の圧電アクチュエータ群支持部とその隣の圧電アクチュエータの間に相当する位置に、前記光硬化性接着剤の未硬化の接着剤が隣の圧電アクチュエータ側に流出するのを防止する接着剤堰止め部を設けたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記圧電アクチュエータ群の列方向とほぼ直交する方向に前記接着剤堰止め部が延びていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項１または２に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記圧電アクチュエータ群の列方向に沿った圧電アクチュエータ群支持部の中心線上あるいはその近傍に、前記接着剤堰止め部の中心がくるようにその接着剤堰止め部が配置されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項２または３に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記圧電アクチュエータ群の列方向とほぼ直交する方向の前記接着剤堰止め部の長さが、その圧電アクチュエータ群の列方向とほぼ直交する方向の前記圧電アクチュエータ群支持部の長さ以上であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項１に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記列状に設けられた圧力室列を２列以上有するとともに、前記圧電アクチュエータ群も前記圧力室列に対応して２列以上有し、
前記アクチュエータ群支持部の列間の中心線上あるいはその近傍に、前記接着剤堰止め部の中心がくるようにその接着剤堰止め部がそれぞれ配置されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項５に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記圧電アクチュエータ群の列方向とほぼ直交する方向の前記接着剤堰止め部の長さが、その圧電アクチュエータ群の列方向とほぼ直交する方向の前記圧電アクチュエータ群支持部の全長と、その圧電アクチュエータ群支持部と圧電アクチュエータ群支持部の間の長さの総和以上であること特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記接着剤堰止め部の堰止め量は、前記振動板と一方の前記アクチュエータ群支持部とを固着する接着剤の量の１／２よりも大きいことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記接着剤堰止め部が前記振動板と一体に形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
請求項８に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記接着剤堰止め部が窪み部であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記圧電アクチュエータと前記振動板の間に硬化後の硬度が８０度(ショアーＡ)以下の弾性接着剤が介在され、前記アクチュエータ群支持部と前記振動板を固着する接着剤が紫外線硬化型接着剤であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の液滴吐出装置を備えて、前記液滴吐出ヘッドから吐出したインク滴を記録媒体上に着弾して画像を形成する構成になっていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電アクチュエータにより振動板を振動させて液滴を飛翔させる液滴吐出ヘッドに係り、特に圧電アクチュエータと振動板との接着を行なう液滴吐出ヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液滴吐出ヘッドについて、インクジェット記録ヘッドを例に挙げて説明する。従来から、圧電アクチュエータを用いて圧力室内のインクの圧力を変化させ、オリフィスからインクを吐出させる圧電アクチュエータ方式のインクジェット記録ヘッドが知られている（例えば特許文献１参照）。圧電アクチュエータに圧電材料と導電材料とをそれぞれ層状に交互に積層して形成された積層圧電アクチュエータを用いたインクジェット記録ヘッドの従来例を図１０に示す。
【０００３】
同図において、２は複数のオリフィス１を列状に形成したオリフィスプレートで、オリフィス１の開口形状の加工精度はインクジェット記録ヘッドのインク吐出特性に大きな影響を及ぼす。複数のオリフィス１間において、これらの位置や穴径などのばらつきを低く抑えるため、オリフィスプレート２の製造には高い加工精度が要求される。このためオリフィスプレート２は、ステンレスの精密プレス加工法、レーザー加工法あるいはニッケルの電鋳加工法等で形成される。
【０００４】
このオリフィスプレート２と、圧力室３が形成されたチャンバープレート４と、インク供給路１０と圧力室３とを連結し、圧力室３へのインク流入を制御するリストリクタ５が形成されたリストリクタプレート６と、圧電アクチュエータ１３の圧力を効率よく圧力室３に伝えるための弾性壁となる振動板７と、共通インク流路１０からリストリクタ５に流入するインク中のゴミ等を取り除くフィルタ８が形成された弾性を有するダイアフラムプレート９と、共通インク流路１０を形成したハウジング１１を重ねて互いに位置決めして接合する。
【０００５】
前記圧力室プレート４、リストリクタプレート６、ダイアフラムプレート９は、ステンレス材の精密プレス法やエッチング加工法またはニッケル材の電鋳加工法で作られる。
【０００６】
ハウジング１１は、ステンレス材の切削加工等で形成され、インクを共通インク流路１０まで導くインク導入パイプ２１が接合されている。
【０００７】
そして、複数の圧電アクチュエータ１３と、それを固定する支持基板１７からなる圧電アクチュエータ群１２をハウジング１１の開口部より挿入して、弾性接着剤（図示せず）を介して当接する。
【０００８】
支持基板１７の上面には、それぞれの圧力室３の一つずつに対応するように圧電アクチュエータ１３が配置され、支持基板１７の側面には個別電極１８と共通電極１９がパターンニングされて、共通電極１９は支持基板１７に設けられたスルーホール２０より支持基板１７の反対面に配線されている。
【０００９】
そのため圧電アクチュエータ１３の外部電極１５は、支持基板１７の個別電極１８と共通電極１９が両側面から対となって配線できるようになっている。さらに、支持基板１７の個別電極１８及び共通電極１９と圧電アクチュエータ１３の外部電極１５は、導電性接着剤１６により電気的に接続されている。これにより外部駆動回路からの電気信号は図示しない配線ケーブルより、支持基板１７の個別電極１８及び共通電極１９に送られ、さらに導電性接着剤１６を通じ、外部駆動回路から選択的な電気信号が圧電アクチュエータ１３に印加されることにより、圧電アクチュエータ１３は歪みを生じる。この歪みが振動板７に変位を与えて圧力室３の圧力が変化し、オリフィス１からインク滴が吐出して記録媒体上に着弾して画像が形成される。
【００１０】
前記圧電アクチュエータ１３の歪みを効率よく振動板７に伝達して変位を与えるためには、圧電アクチュエータ群１２の支持方法が重要になる。図１１は、別の従来例を示したインクジェット記録ヘッドの分解斜視図である。同図に示すように圧電アクチュエータ群１２を支持する方法として、ハウジング１１の両側面に支持基板１７まで通じる穴部２６を設け、穴部２６よりＵＶ（紫外線）硬化型接着剤を注入、硬化して、圧電アクチュエータ群１２をハウジング１１に接合する方法が提案されている（例えば特許文献２）。
【００１１】
また、列状に配置した圧電アクチュエータ群の両端にインク滴の吐出には直接関与しないダミーの圧電アクチュエータを設け、そのダミー圧電アクチュエータと圧電アクチュエータの振動板と当接する位置に予め接着剤を塗布する。そして圧電アクチュエータ群をハウジング内に挿入する際、前記ダミー圧電アクチュエータを当接する際の位置決めを支援するように支持部材として用いて振動板と圧電アクチュエータ群を当接して接着した後、支持基板とハウジングを別の接着剤を用いて固定する方法が提案されている（例えば特許文献３）。
【００１２】
一方、近年のインクジェット記録ヘッドは、記録速度を上げるためにノズル数を増やしてノズルが高密度化する傾向にあるとともに、インクジェット記録ヘッドの小型化が求められている。図１１は、その例を示したインクジェット記録ヘッドの分解斜視図である（例えば許文献２）。
【００１３】
同図に示すように１つのオリフィスプレート２上に複数列（２列）のオリフィス１を形成し、そのオリフィス１の列と対向するように圧力室３、振動板７も複数列設け、更にその振動板７に対向して複数列配置した圧電アクチュエータ群１２が用いられる。この圧電アクチュエータ群１２をハウジング１１の開口部から挿入し、弾性接着剤（図示せず）により振動板７と圧電アクチュエータ群１２を当接して接着固定する。図中の２５はＦＰＣである。
【００１４】
インクジェット記録ヘッドによって良好な記録を行うには、複数のノズルから吐出されるインク滴の吐出速度や吐出量などのインク吐出特性が均一であることが望ましい。各ノズルのインク吐出特性を揃えるために、個々の部品を精度良く製造することが重要であるが、それに加えて個々の部品を組み立てる際、特に振動板７と圧電アクチュエータ１３との当接状態、及び振動板７と圧電アクチュエータ群１２を支持する支持部との固着状態も重要となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
振動板７と圧電アクチュエータ群１２の支持部の固着はノズル毎の圧電アクチュエータ１３の個々の歪みを振動板７に伝えるために強固に接着される必要があり、このため本来必要な接着力を得る以上の過剰の接着剤を塗布する傾向にある。しかし規定量を上回る量を使用いた場合、余分な接着剤として、複数の圧電アクチュエータ１３等の周囲に流れ出すことになる。この流れ出した接着剤は、圧電アクチュエータ１３の先端部の動きを拘束するため、圧電アクチュエータ１３で発生した歪を十分な変位として振動板７に伝えられなくなる。また、振動板７上にはみ出した接着剤により振動板７のノズル毎の変位形状を拘束することになる。
【００１６】
一方、振動板７と圧電アクチュエータ群１２を当接する際は、振動板７と圧電アクチュエータ群支持部１４を固着する接着剤と、振動板７と圧電アクチュエータ１３とを当接する接着剤とを混合させないことが必要である。それぞれの接着剤は、圧電アクチュエータ群１２を固着又は当接させるのが目的であるが、これらの接着剤が混合すると、それぞれの効果をもたらすための充分な接着効果が得られなくなる場合があり、その際ノズルから吐出されるインク滴の吐出速度や吐出量などのインク吐出特性が不均一になったり、または、インクそのものが吐出しなくなることになる。
【００１７】
これらの接着剤を混合させないようにするには、圧電アクチュエータ１３と圧電アクチュエータ群支持部１４の間隙を広くすることであるが、インクジェット記録ヘッドの小型化のためには前記間隙を大きく取ることが難しい。
【００１８】
また図１１に示すように、ハウジング１１の両側面に支持基板１７まで通じる穴部２６を設け、その穴部２６より接着剤を注入して、圧電アクチュエータ群１２をハウジング１１に固着する方法では、インクジェット記録ヘッドにインクを充填する時や、ノズルからインクを吐出する際に周囲に飛散るミスト等により、ハウジング１１の側面へ回り込んだインクが穴部２６へ入り込み、使用するインクによっては、圧電アクチュエータ群１２を固着する接着剤が侵され接着強度が低下し、ノズルからインクが吐出しなくなるといった問題がある。
【００１９】
本発明は、このような従来の問題点を解決するもので、その目的とするところは、小型で液滴吐出特性が均一な信頼性の高い液滴吐出ヘッド及びそれを備えた液滴吐出装置、画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
前記目的を達成するため、本発明の第１の手段は、
所定の間隔をおいて列状に形成された複数のノズル開口に連通して吐出する液体を蓄える列状に設けられた複数の圧力室と、
各圧力室の弾性壁を形成するように各圧力室にわたって配置された振動板と、
その振動板を介して前記複数の圧力室とそれぞれ対向するように列状に配置された複数の圧電アクチュエータ、ならびにその列状に配置された圧電アクチュエータの両端側に配置された圧電アクチュエータ群支持部を有する圧電アクチュエータ群を有し、
前記振動板を介して各圧電アクチュエータの自由端を前記圧力室と対向させて、前記圧電アクチュエータ群支持部の端部を前記振動板に光硬化性接着剤で固着する液滴吐出ヘッドにおいて、
前記振動板の圧電アクチュエータ群支持部とその隣の圧電アクチュエータの間に相当する位置に、前記光硬化性接着剤の未硬化の接着剤が隣の圧電アクチュエータ側に流出するのを防止する接着剤堰止め部を設けたことを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記圧電アクチュエータ群の列方向とほぼ直交する方向に前記接着剤堰止め部が延びていることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の第３の手段は前記第１または第２の手段において、前記圧電アクチュエータ群の列方向に沿った圧電アクチュエータ群支持部の中心線上あるいはその近傍に、前記接着剤堰止め部の中心がくるようにその接着剤堰止め部が配置されていることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の第４の手段は前記第２または第３の手段において、前記圧電アクチュエータ群の列方向とほぼ直交する方向の前記接着剤堰止め部の長さが、その圧電アクチュエータ群の列方向とほぼ直交する方向の前記圧電アクチュエータ群支持部の長さ以上であることを特徴とするものである。
【００２４】
本発明の第５の手段は前記第１の手段において、前記列状に設けられた圧力室列を２列以上有するとともに、前記圧電アクチュエータ群も前記圧力室列に対応して２列以上有し、
前記アクチュエータ群支持部の列間の中心線上あるいはその近傍に、前記接着剤堰止め部の中心がくるようにその接着剤堰止め部がそれぞれ配置されていることを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の第６の手段は前記第５の手段において、前記圧電アクチュエータ群の列方向とほぼ直交する方向の前記接着剤堰止め部の長さが、その圧電アクチュエータ群の列方向とほぼ直交する方向の前記圧電アクチュエータ群支持部の全長と、その圧電アクチュエータ群支持部と圧電アクチュエータ群支持部の間の長さの総和以上であること特徴とするものである。
【００２６】
本発明の第７の手段は前記第１ないし第６の手段において、前記接着剤堰止め部の堰止め量は、前記振動板と一方の前記アクチュエータ群支持部とを固着する接着剤の量の１／２よりも大きいことを特徴とするものである。
【００２７】
本発明の第８の手段は前記第１ないし第７の手段において、前記接着剤堰止め部が前記振動板と一体に形成されていることを特徴とするものである。
【００２８】
本発明の第９の手段は前記第８の手段において、前記接着剤堰止め部が窪み部であることを特徴とするものである。
【００２９】
本発明の第１０の手段は前記第１ないし第９の手段において、前記圧電アクチュエータと前記振動板の間に硬化後の硬度が８０度(ショアーＡ)以下の弾性接着剤が介在され、前記アクチュエータ群支持部と前記振動板を固着する接着剤が紫外線硬化型接着剤であることを特徴とするものである。
【００３０】
本発明の第１１の手段は液滴吐出装置において、前記第１ないし第１０の手段の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とするものである。
【００３１】
本発明の第１２の手段は画像形成装置において、前記第１１の手段の液滴吐出装置を備え、前記液滴吐出ヘッドから吐出したインク滴を記録媒体上に着弾して画像を形成する構成になっていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３２】
前記第１の手段においては、振動板の圧電アクチュエータ群支持部とその隣の圧電アクチュエータの間に相当する位置に、光硬化性接着剤の未硬化の接着剤が隣の圧電アクチュエータ側に流出するのを防止する接着剤堰止め部を設けたので、未硬化の接着剤が隣の圧電アクチュエータ側に流れ込まず、そのためノズル開口から吐出される液滴の吐出速度や吐出量などの液滴吐出特性が均一な信頼性の高い液滴吐出ヘッドが提供できる。
【００３３】
前記第３の手段においては、圧電アクチュエータ群支持部の中心線上あるいはその近傍に、接着剤堰止め部の中心がくるようにその接着剤堰止め部が配置されているので、圧電アクチュエータ群支持部からの接着剤の流れ出しを効果的に中央部で堰き止めることができるため、ノズル開口から吐出される液滴の吐出速度や吐出量などの液滴吐出特性が均一な信頼性の高い液滴吐出ヘッドが提供できる。
【００３４】
前記第５の手段においては、アクチュエータ群支持部の列間の中心線上あるいはその近傍に、接着剤堰止め部の中心がくるようにその接着剤堰止め部がそれぞれ配置されているので、圧電アクチュエータ群支持部からの接着剤の流れ出しを効果的に中央部で堰き止めることができるため、ノズル開口から吐出される液滴の吐出速度や吐出量などの液滴吐出特性が均一な信頼性の高い液滴吐出ヘッドが提供できる。
【００３５】
前記第７の手段においては、接着剤堰止め部の堰止め量は、振動板と一方のアクチュエータ群支持部とを固着する接着剤の量の１／２よりも大きくしているので、アクチュエータ群支持部を対称に流れ出す接着剤の流れ出しを確実に堰き止めることができるため、ノズル開口から吐出される液滴の吐出速度や吐出量などの液滴吐出特性が均一な信頼性の高い液滴吐出ヘッドが提供できる。
【００３６】
前記第１０の手段においては、圧電アクチュエータと振動板の間に硬化後の硬度が８０度(ショアーＡ)以下の弾性接着剤が介在されているので、圧電アクチュエータの変位を振動板へ効果的に伝えることができ、更にアクチュエータ群支持部と振動板を固着する接着剤が紫外線硬化型接着剤であることから、アクチュエータ群支持部は振動板に強固に固着できるため、信頼性の高い液滴吐出ヘッドが提供できる。
【００３７】
前記第１２の手段においては、前述のような信頼性の高い液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を用いることにより、画像品質の高い画像形成装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施例１に係るインクジェット記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】そのインクジェット記録ヘッドの縦断面図である。
【図３】図２Ａ−Ａ線上の拡大横断面図である。
【図４】本発明の実施例２に係るインクジェット記録ヘッドの一部拡大横断面図である。
【図５】本発明の実施例３に係るインクジェット記録ヘッドの一部拡大横断面図である。
【図６】本発明の実施例４に係るインクジェット記録ヘッドの一部拡大横断面図である。
【図７】本発明の実施例５に係るインクジェット記録ヘッドの一部拡大横断面図である。
【図８】本発明の実施例６に係るインクジェット記録ヘッドの一部拡大横断面図である。
【図９】本発明の実施例７に係るインクジェット記録ヘッドの縦断面図である。
【図１０】従来のインクジェット記録ヘッドの分解斜視図である。
【図１１】従来の他のインクジェット記録ヘッドの分解斜視図である。
【図１２】本発明が適用される画像形成装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
本発明は、振動板の圧電アクチュエータ群の支持部と圧電アクチュエータとが当接する箇所の間に窪み部などの接着剤流出防止用の堰止め部を設けることを最も重要な特徴とし、部品点数を増やすことなく液滴吐出ヘッドの小型化、更には使用できる液体の選択範囲が拡張できる滴吐出ヘッド及びそれを備えた液滴吐出装置、画像形成装置を提供することができる。
【００４０】
図１２は、本発明が適用される画像形成装置の斜視図である。同図において１００は用紙などの記録媒体、１０１はサブインクタンク、１０２はヘッド保全部、１０３はメインインクタンク、１０４はインクの供給チューブ、１０５はキャップ、１０６はインクジェット記録ヘッド、１０７、１０８はガイド軸である。
【００４１】
インクジェット記録ヘッド１０６は、図示されていないタイミングベルトに連結された駆動モータの正逆転によりフレームから延びたガイド軸１０７、１０８上を往復移動しながら、記録媒体１００上にインク滴を吐出して文字や図形などを印刷する。
【００４２】
インクジェット記録ヘッド１０６へのインクの供給は、メインインクタンク１０３からチューブ１０４を経由してサブインクタンク１０１に送られ、さらにチューブ１０４を通してインクジェット記録ヘッド１０６へ供給される。
【００４３】
前記ヘッド保全部１０２には、印刷していないときにインクジェット記録ヘッド１０６のノズルからのインクの乾燥や異物の付着を防止するためにキャップ１０５、あるいは図示していないが、ノズル面に付着したインクなどを除去するためのワイパーブレードなどが設けられている。前記キャップ１０５は、サブインクタンク１０１からインクジェット記録ヘッド１０６内にインクを充填するときやサブインクタンク１０１内に停滞した気泡等を除去する目的で実施されるパージ動作をするときの吸引キャップとしても活用される。次にインクジェット記録ヘッドの実施例について説明する。
【実施例１】
【００４４】
図１は実施例に係るインクジェット記録ヘッドの分解斜視図、図２はそのインクジェット記録ヘッドの縦断面図、図３は図２Ａ−Ａ線上の拡大横断面図である。
【００４５】
これらの図において、１はオリフィス、２はオリフィスプレート、３は圧力室、４は圧力室プレート、５はリストリクタ、６はリストリクタプレート、７は振動板、８はフィルタ、９はダイアフラムプレート、１０は共通インク流路、１１はハウジング、１２は圧電アクチュエータ群、１３は圧電アクチュエータ、１４は圧電アクチュエータ群支持部、１５は外部電極、１６は導電性接着剤、１７は支持基板、１８は個別電極、１９は共通電極、２０はスルーホール、２１はインク導入パイプ、２２は弾性接着剤、２３はＵＶ硬化型接着剤、２４は凹形状の窪み部である。
【００４６】
オリフィスプレート２は、インクを吐出するオリフィス（ノズル開口）１が所定の間隔をおいて複数個列状に設けられている。このオリフィス１に対応して圧力室３が形成された圧力室プレート４、及びインク供給路１０と圧力室３とを連結して圧力室３へのインク流入を制御するリストリクタ５を形成したリストリクタプレート６を、位置決めして接合している。さらに、圧電アクチュエータ１３の圧力を圧力室３に伝えるための振動板７とフィルタ８を有する弾性を有するダイアフラムプレート９と、共通インク流路１０を形成したハウジング１１を同じように位置決めして接合する。複数の圧電アクチュエータ１３を列状に配置して、圧電アクチュエータ群１２が構成されている。
【００４７】
前述のようにして接合された各プレートと圧電アクチュエータ群１２との接着方法を図２及び図３を用いて説明する。前述のように図３は図２Ａ-Ａ線上の拡大横断面図であり、圧電アクチュエータ群１２側からダイアフラムプレート９（振動板７）を視た図である。
【００４８】
圧電アクチュエータ群１２の配列方向の両端部には、直接インク滴吐出には用いられないダミーの圧電アクチュエータを圧電アクチュエータ群１２の圧電アクチュエータ群支持部１４として設けている。図３に示すように本実施例では、両側の圧電アクチュエータ群支持部１４（ダミーの圧電アクチュエータ）の面積は、圧電アクチュエータ群支持部１４（ダミーの圧電アクチュエータ）の内側にある圧電アクチュエータ１３の面積よりも若干大きく設計されている。圧電アクチュエータ群１２（全ての圧電アクチュエータ１３ならびに圧電アクチュエータ群支持部１４）の上面に接着剤２２を塗布し、圧電アクチュエータ群１２をハウジング１１の開口部より挿入し、振動板７に当接する。その後、前記圧電アクチュエータ群支持部１４（ダミーの圧電アクチュエータ）の振動板７と対向する周囲に接着剤２３を塗布し、圧電アクチュエータ群１２を振動板７に固着する。
【００４９】
圧電アクチュエータ１３と振動板７の間には弾性接着剤２２を介在するのが良く、好ましくは硬化後の硬度が８０度(ショアーＡ)以下のゴム状の弾性接着剤２２が好適である。硬化後の硬度が８０度(ショアーＡ)超える場合、圧電アクチュエータ１３の先端部が拘束され十分な変位が得られなくなるほか、振動板７上にはみ出た余分な接着剤により振動板７の変形も拘束することになる。
【００５０】
本発明では硬度８０度(ショアーＡ)以下のものを用いることで、圧電アクチュエータ１３の歪みを振動板７の変位として、更には振動板７から圧力室３の圧力変化へと十分に伝えることができることが分かった。なおこの弾性接着剤２２の硬化後における硬度の下限は特に限定されるものではないが、例えば５０度(ショアーＡ)程度である。
【００５１】
しかし、圧電アクチュエータ群支持部１４と振動板７の固着に前記弾性接着剤２２を用いるには不十分な硬度である。複数の圧電アクチュエータ１３が同時に歪みを生じ、振動板７へ変位を伝える際に、支持基板１７が圧電アクチュエータ１３の反作用により振動板７の方向とは逆の方向へ逃げ、圧電アクチュエータ１３の歪みを効果的に振動板７へ伝えられなくなるためである。このため圧電アクチュエータ群支持部１４と振動板７の固着には強固な接着力をもつ接着剤がよく、好ましくは作業性の容易さからＵＶ硬化型接着剤２３などのように光を照射することで瞬時に硬化する光硬化型接着剤が良好である。つまり、振動板７と圧電アクチュエータ１３の間、及び振動板７と圧電アクチュエータ群支持部１４の間にはそれぞれの目的に合った接着剤を用いることが重要である。
【００５２】
圧電アクチュエータ群１２と振動板７の接着は次のように行なうと良い。先ず、圧電アクチュエータ群１２の複数の圧電アクチュエータ１３の先端部に弾性接着剤２２をディップ法により塗布し、圧電アクチュエータ群１２をハウジング１１の開口部より挿入し、振動板７に当接する。その後、圧電アクチュエータ群１２の配列方向両端部に位置する圧電アクチュエータ群支持部１４の端部にディスペンサーを用いてＵＶ硬化型接着剤２３を塗り、ＵＶランプを用いて紫外線を照射する。ＵＶ硬化型接着剤２３は、紫外線により短時間で硬化し、圧電アクチュエータ群支持部１４と振動板７を強固に固着することができる。
【００５３】
しかし、インクジェット記録ヘッドは小型化が求められており、ハウジング１１の小型化、つまり、開口部をできる限り小さくすることが求められている。このため、圧電アクチュエータ群支持部１４とハウジング１１の開口の隙間を小さくすることとなり、ＵＶ硬化型接着剤２３に紫外線を照射する際、紫外線が当たりづらい影の部分が発生しやすくなる。この影の部分に当たるＵＶ硬化型接着剤２３は硬化せずに、液状のままの状態となる。この未硬化の液状の接着剤が、当接された圧電アクチュエータ１３と振動板７の接合部側に流れ出し、当接部を侵し、接着剥離を起させ、圧電アクチュエータ１３で発生した歪みを振動板７の変位として与えることができずに、インクの吐出速度や吐出量の低下、または不吐出となるような現象が発生した。
【００５４】
このため、振動板７の圧電アクチュエータ群支持部１４と隣の圧電アクチュエータ１３との間に窪み部２４を一体に設けた振動板７を用いた。この窪み部２４は図２に示すように圧力室３、リストリアクタ５から若干離れた外側の位置に形成されている。また図３に示すように圧電アクチュエータ１３ならびに圧電アクチュエータ群支持部１４の列方向に沿った圧電アクチュエータ群支持部１４の中心線Ｓ１上あるいはその近傍に、前記窪み部２４の中心がくるように設けられ、さらに窪み部２４は圧電アクチュエータ群支持部１４の長手方向に沿って長く形成されている。
【００５５】
圧電アクチュエータ群支持部１４より流れ出した未硬化のＵＶ硬化型接着剤２３は、この窪み部２４に入り込んで堰き止められるため、圧電アクチュエータ１３側へは流れ込まず、圧電アクチュエータ１３と振動板７の接着が正常に行なわれることができる。この構造により、ハウジング１１を小型化しても容易にインクジェット記録ヘッドを製造することができる。
【実施例２】
【００５６】
図４は実施例２を説明するための図で、前記図３と同様に圧電アクチュエータ群１２側からダイアフラムプレート９（振動板７）を視た一部拡大横断面図である。
【００５７】
圧電アクチュエータ群１２と対向する位置にノズル開口へ連通するインク流路を有する列状の圧力室３が２列並んでおり、その圧力室３に対向して圧電アクチュエータ１３が同一平面上に２列に並んだ圧電アクチュエータ群１２となっている。
【００５８】
このアクチュエータ群１２は、次の構成となっている。支持基板１７（図１参照）はステンレス等の導電性材料で構成され、支持基板１７と圧電アクチュエータ１３が図示しない部分で電気的に接続され、支持基板１７が共通電極１９を兼ねている。さらにＦＰＣ２５（図１１参照）には圧電アクチュエータ１３毎に対応した個別電極１８が設けられており、圧電アクチュエータ１３は導電性接着剤１６を介して個別電極１８と電気的に接続されている。これによって、外部駆動回路から選択的な電気信号が印加されることにより、圧電アクチュエータ１３は歪を生じる。
【００５９】
そして図４に示すように、圧電アクチュエータ群１２の列方向両端部に設けられた圧電アクチュエータ群支持部１４の列間の中心部あるいはその近傍に窪み部２４の中心を有する振動板３を用いる。
【００６０】
２列に並んだ圧電アクチュエータ群支持部１４を固着するＵＶ硬化型接着剤２３を硬化させる際、照射する紫外線が何らかの理由で不充分で未硬化の部分が発生した場合、未硬化の液状のＵＶ硬化型接着剤２３は、圧電アクチュエータ群支持部１４の周囲を伝わりながら、圧電アクチュエータ１３側へも流れ出す。この流れ出した接着剤は、表面張力により集まり、各列間の中央部付近に集まる。このため液状のＵＶ硬化型接着剤２３が圧電アクチュエータ１３側へ流れ出るのを堰き止めるには、圧電アクチュエータ群１２の両端に位置する圧電アクチュエータ群支持部１４の列間の中心線Ｓ２上あるいはその近傍に、前記窪み部２４の中心を配置すると良い。
【実施例３】
【００６１】
図５は実施例３を説明するための図で、前記図３と同様に圧電アクチュエータ群１２側からダイアフラムプレート９（振動板７）を視た一部拡大横断面図である。
【００６２】
同図に示すように、３列に並んだ圧電アクチュエータ群１２の各列間のそれぞれの中心部に、窪み部２４を圧電アクチュエータ群１２の両端部に２個ずつ設けている。これらの窪み部２４に各圧電アクチュエータ群支持部１４から流れ出したＵＶ硬化型接着剤２３が、各窪み部２４によって堰き止められる。また、４列以上に並んだ圧電アクチュエータ群１２の場合も、各列間のそれぞれの中心部に、窪み部２４を両端に各１個ずつ設けることで、同様の効果が得られる。
【実施例４】
【００６３】
図６は実施例４を説明するための図で、前記図３と同様に圧電アクチュエータ群１２側からダイアフラムプレート９（振動板７）を視た一部拡大横断面図である。
【００６４】
本実施例で図３に示した実施例１と相違する点は、窪み部２４の長さをアクチュエータ群支持部１４以上の長さとした点である。このような長さとすることで、圧電アクチュエータ群支持部１４から未硬化の液状のＵＶ硬化型接着剤２３が流れ出した場合、十分に未硬化の接着剤２３を堰き止めることができる。
【実施例５】
【００６５】
図７は実施例５を説明するための図で、前記図３と同様に圧電アクチュエータ群１２側からダイアフラムプレート９（振動板７）を視た一部拡大横断面図である。
【００６６】
本実施例で図４に示した実施例２と相違する点は、窪み部２４の長さを、支持基板１７に並ぶ２列の圧電アクチュエータ群１２の両端に位置するアクチュエータ群支持部１４とその間の長さの総和以上の長さとした点である。このような長さとすることで、圧電アクチュエータ群支持部１４から未硬化の液状のＵＶ硬化型接着剤２３が流れ出した場合、十分に未硬化の接着剤２３を堰き止めることができる。
【実施例６】
【００６７】
図８は実施例６を説明するための図で、前記図３と同様に圧電アクチュエータ群１２側からダイアフラムプレート９（振動板７）を視た一部拡大横断面図である。
【００６８】
本実施例で図５に示した実施例３と相違する点は、窪み部２４の長さを、支持基板１７に並ぶ３列の圧電アクチュエータ群１２の両端に位置するアクチュエータ群支持部１４とその間の長さの総和以上の長さとした点である。このような長さとすることで、圧電アクチュエータ群支持部１４から未硬化の液状のＵＶ硬化型接着剤２３が流れ出した場合、十分に未硬化の接着剤２３を堰き止めることができる。
【実施例７】
【００６９】
図９は実施例７を説明するためのインクジェット記録ヘッドの縦断面図である。振動板７上に設けられた窪み部２４の容積を、振動板７と一方の前記アクチュエータ群支持部１４とを固着する接着剤の使用量の１／２よりも大きくしている。
【００７０】
これは、振動板７とアクチュエータ群支持部１４とを固着するＵＶ硬化型接着剤２３の多くが未硬化となった場合でも、流れ出す接着剤は、アクチュエータ群支持部１４を対称に流れ出すため、圧電アクチュエータ１３側には、塗布された接着剤の１／２以下の量が流れ込むことになる。このため塗布する接着剤の量の１／２よりも大きくすることで、確実に接着剤の流れ出しを堰き止めることができる。
【００７１】
また、複数列に並んだ圧電アクチュエータ群１４の場合でも、振動板７上に設けられた窪み部２４の総体積を振動板７とアクチュエータ群支持部１４とを固着する接着剤２３の量の１／２よりも大きくすることで同じ効果が得られる。
【００７２】
前記実施例では例えば図３に示すように平面形状がほぼ四角形の窪み部を設けたが、楕円形など他の形状の窪み部であっても構わない。
【００７３】
前記実施例では振動板とアクチュエータ群支持部とを固着する接着剤としてＵＶ硬化型接着剤を使用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば電子硬化型接着剤など他の光硬化型接着剤を使用することもできる。
【００７４】
前記実施例では接着剤の流れ出しを堰き止めるのに振動板に窪み部を形成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、振動板に突条の堰き止め部を設けることもできる。
【００７５】
本発明に係る液滴吐出装置は、前記実施例で述べた液滴吐出ヘッドの他にインクタンクやヘッド保全部などを備えている。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
前記実施例ではインクジェット記録装置の場合について説明したが、本発明は例えば液晶ディスプレイのカラーフィルターなどに用いられる色材液、有機ＥＬディスプレイなどの電極膜形成に用いられる電極材料液等の特殊な液体を吐出する装置、あるいは３次元造形装置などの液滴吐出装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１：オリフィス、２：オリフィスプレート、３：圧力室、４：圧力室プレート、５：リストリクタ、６：リストリクタプレート、７：振動板、８：フィルタ、９：ダイアフラムプレート、１０：共通インク流路、１１：ハウジング、１２：圧電アクチュエータ群、１３：圧電アクチュエータ、１４：圧電アクチュエータ群支持部、１５：外部電極、１６：導電性接着剤、１７：支持基板、１８：個別電極、１９：共通電極、２０：スルーホール、２１：インク導入パイプ、２２：弾性接着剤、２３：ＵＶ硬化型接着剤、２４：窪み部、１０１：サブインクタンク、１０２：ヘッド保全部、１０３：メインインクタンク、１０４：供給チューブ、１０５：キャップ、１０６：インクジェット記録ヘッド、１０７、１０８：ガイド軸、Ｓ１：圧電アクチュエータ群支持部の中心線、Ｓ２：圧電アクチュエータ群支持部の列間の中心線。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７８】
【特許文献１】特公平１−１１５６３８号公報
【特許文献２】特開２００２−１２０３７１号公報
【特許文献３】特許第３３７４８８８号公報
【図１】
2010179484.tif 000003
【図２】
2010179484.tif 000004
【図３】
2010179484.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2010179484.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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