(57)【要約】【課題】アクチュエータ基板２とキャップ部材３との間の熱膨張差によりノズル８の位置が変化することを防止する。【解決手段】本発明の液体噴射ヘッド１は、長手方向に複数のチャンネル６が配列するチャンネル列７を有し、複数のチャンネル６が側面ＳＰに開口するアクチュエータ基板２と、板厚方向に貫通する貫通窓１１を有し、貫通窓１１に側面ＳＰが貫通窓１１の開口面と略平行に装着され、アクチュエータ基板２と接着剤５を介して接合されるキャップ部材３と、長手方向に複数のノズル８が配列するノズル列９を有し、複数のノズル８と複数のチャンネル６とがそれぞれ連通して側面ＳＰに接着されるノズルプレートと、アクチュエータ基板２の外表面ＧＰと貫通窓１１の内壁面ＩＳとの間に設置される緩衝部材２０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に複数のチャンネルが配列するチャンネル列を有し、複数の前記チャンネルが側面に開口するアクチュエータ基板と、
板厚方向に貫通する貫通窓を有し、前記貫通窓に前記側面が前記貫通窓の開口面と略平行に装着され、前記アクチュエータ基板と接着剤を介して接合されるキャップ部材と、
長手方向に複数のノズルが配列するノズル列を有し、複数の前記ノズルと複数の前記チャンネルとがそれぞれ連通して前記側面に接着されるノズルプレートと、
前記アクチュエータ基板の外表面と前記貫通窓の内壁面との間に設置される緩衝部材と、を備える液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記貫通窓は、前記開口面の法線方向から見る平面視で長方形を有し、前記長方形の角部に前記長方形の外側に膨らむ逃げ部を有する請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記緩衝部材は、前記アクチュエータ基板の長手方向の一方端の外表面と前記貫通窓の内壁面との間に設置され請求項１又は２に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記緩衝部材は、前記アクチュエータ基板の長手方向の他方端の外表面と前記貫通窓の内壁面との間に設置される請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記緩衝部材は、前記アクチュエータ基板の前記側面の周囲の外表面と前記貫通窓の内壁面との間にリング状に設置される請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記緩衝部材は、前記アクチュエータ基板の長手方向の一方端又は他方端の外表面と前記内壁面との間の前記長手方向の厚みは、前記アクチュエータ基板の短手方向の一方側又は他方側の外表面と前記内壁面との間の前記短手方向の厚みと異なる請求項５に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
前記緩衝部材は、前記長手方向の厚みが前記短手方向の厚みよりも厚い請求項６に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項８】
前記緩衝部材は、前記キャップ部材の厚さ方向の断面が楔形状を有する請求項１〜７のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項９】
前記緩衝部材は、前記キャップ部材の厚さ方向の幅が前記キャップ部材の厚さを超えない請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
前記緩衝部材は、多孔質材料からなる請求項１〜９のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１１】
前記緩衝部材は、弾性体材料からなる請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１２】
前記接着剤はショア硬度が８０°を下回らない請求項１〜１１のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１３】
請求項１に記載の液体噴射ヘッドと、
前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、
前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、
前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備える液体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴を吐出して被記録媒体に記録する液体噴射ヘッド、この液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録紙等にインク滴を吐出して文字や図形を記録する、或いは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜を形成するインクジェット方式の液体噴射ヘッドが利用されている。この方式は、インクや液体材料（以下、液体という。）を液体タンクから供給管を介してチャンネルに導き、チャンネルに充填される液体に圧力を印加してチャンネルに連通するノズルから液体を吐出する。液体の吐出の際には、液体噴射ヘッドや被記録媒体を移動させて文字や図形を記録する、或いは所定形状の機能性薄膜を形成する。
【０００３】
図７は、この種の液体噴射ヘッド（インクジェットヘッド１０１）の分解斜視図である（特許文献１の図１）。インクジェットヘッド１０１は、液滴を吐出するための吐出口１１１を設けたノズルプレート１１２と、液体を押し出すポンプ機能を有するチャンバが複数配列するアクチュエータ１１０と、中央部に貫通窓を備え、アクチュエータ１１０が挿入されて接着剤により固定されるノズルキャップ１１３とを備える。インクジェットヘッド１０１は、更に、アクチュエータ１１０の各チャンバに液体を供給する流路１１６と、アクチュエータ１１０に駆動信号を伝達するフレキシブル基板１１７と、フレキシブル基板１１７に駆動信号を供給する回路基板１１５と、ノズルキャップ１１３及び回路基板１１５を固定するベース部材１１４とを備える。
【０００４】
図８は、組み立て後のインクジェットヘッド１０１の断面模式図である（特許文献１の図２）。アクチュエータ１１０の液体吐出側がノズルキャップ１１３の開口部に挿入され、ノズルプレート１１２はアクチュエータ１１０の吐出面及びノズルキャップ１１３の吐出側の外表面に接着剤により貼り付けられる。また、ノズルキャップ１１３と流路１１６及びベース部材１１４とは接着剤１１９により接着され、固定される。なお、１２１は弾性部材、１２０は温度センサー、１２２は熱伝導樹脂である。図８において、ノズルキャップ１１３の開口部の内壁面とアクチュエータ１１０の挿入部の外表面との間に隙間が存在するが、この隙間は、通常、接着剤１１９により埋め立てられている。
【０００５】
ここで、アクチュエータ１１０は圧電材料であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）セラミックスが使用され、ノズルキャップ１１３は金属材料、たとえばステンレスやアルミニウムが使用される。接着剤１１９としては硬化後の硬度の高い高硬度材料や硬化後の硬度の低い低硬度材料が使用される。低硬度材料を使用すれば、アクチュエータ１１０とノズルキャップ１１３の熱膨張差に伴う応力がアクチュエータ１１０に加わることを低減させることができる。しかし、硬化後の硬度が低硬度の接着剤１１９を使用すると、液体として溶剤系インクを使用したときに接着剤１１９が溶剤系インクにより溶解してノズルキャップ１１３からアクチュエータ１１０が剥がれてしまう等の不具合が発生する。そこで、ノズルキャップ１１３とアクチュエータ１１０の間は硬化後の硬度の高い高硬度の接着剤１１９を使用し、液体として溶剤系インクを使用しても接着剤１１９が劣化しないようにする。
【０００６】
しかし、高硬度の接着剤１１９を使用してノズルキャップ１１３とアクチュエータ１１０を接着すると、ノズルキャップ１１３とアクチュエータ１１０の熱膨張差による応力がアクチュエータ１１０に直接印加され、アクチュエータ１１０が変形する。アクチュエータ１１０としてＰＺＴセラミックスを使用しノズルキャップ１１３として熱伝導性の高いアルミニウムやステンレスを使用した場合、ＰＺＴセラミックスの線膨張係数は４〜９×１０-6／℃であり、アルミニウムの線膨張係数は２４×１０-6／℃であり、ステンレスの線膨張係数は１２〜１９×１０-6／℃である。そのため、接着剤１１９を加熱して硬化させた後に冷却したときの温度変化や駆動の際の温度変化に伴ってアクチュエータ１１０に応力が印加され、アクチュエータ１１０に接着したノズルプレート１１２の寸法が変化し、ノズルの位置ずれが発生する。また、高硬度の接着剤は高温で硬化するので、冷却後の熱膨張差によりアクチュエータ１１０にクラックが入る、あるいはアクチュエータ１１０が破壊するなどの不具合が発生する。
【０００７】
特許文献２では、このような不具合を防止するために、ＰＺＴセラミックスの線膨張係数と略同等の線膨張係数を有するスペーサをアクチュエータ基板に積層して接着し、アクチュエータ基板の変形を抑えている。スペーサとして、例えば厚さ０．１ｍｍ〜１．５ｍｍの石英板やアルミナ板（Ａｌ2Ｏ3）を使用する。このスペーサをアクチュエータ基板に積層して接着することにより、ノズルキャップとアクチュエータ基板の熱膨張差に基づいてアクチュエータ基板に応力が加わっても、アクチュエータ基板の変形を抑えることができる。そのために、高温で硬化する高硬度の接着剤を使用することができ、溶剤系インクに対する接着剤の耐性を向上させることができる、と記載されている。
【０００８】
特許文献３には、１サイクルで駆動することが可能な液体噴射ヘッドが記載されている。液体噴射ヘッドは、ＰＺＴの圧電材料からなるアクチュエータ基板と、その上に接合されるカバープレート基板と、アクチュエータ基板及びカバープレート基板の端面に接合されるノズルプレートを備えている。アクチュエータ基板の表面には同じ形状の複数の吐出溝が所定のピッチで並列して形成される。各吐出溝はその上部がカバープレート基板により覆われて各チャンネルを構成する。各チャンネルは、液体を吐出するための吐出チャンネルと液体を吐出しないダミーチャンネルとが交互に所定のピッチで配列し、端部に位置するダミーチャンネルとアクチュエータ基板の端部との間には溝が形成されていない。
【０００９】
特許文献４にはアクチュエータと流路部材の間に緩衝部材を設置した液体噴射ヘッドが記載されている。液体噴射ヘッドは、アクチュエータに形成される溝の容積を圧電体の電歪効果により瞬間的に変化させて溝に充填される液体を吐出する。液体の吐出速度はアクチュエータが持つ固有振動の影響を受け、この固有振動は、アクチュエータと流路部材やベース部材との間に介在する接着剤の硬度の変化や厚さのむらによって変化する。そこで、アクチュエータと流路部材やベース部材との間に緩衝部材を設置してアクチュエータの振動が流路部材やベース部材の影響を受けないようにし、液体の吐出速度のばらつきによる液滴の着弾地点がずれることを防止する。そして、アクチュエータとノズルキャップとして機能するベース部材との間には間隙を設けてアクチュエータの振動がベース部材に伝達されない構造としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−１４３２１０号公報
【特許文献２】特開２００３−１８２０８０号公報
【特許文献３】特開２０１０−１３１９４１号公報
【特許文献４】特開２０１１−１２６２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
溶剤系インクに対して耐性のある高硬度の接着剤は高温での硬化処理を必要とする。そのため、ノズルキャップに使用されるキャップ部材とアクチュエータ基板とをこの種の接着剤により接着すると、アクチュエータ基板の特に長手方向に大きな応力が加わり、ノズルの位置ずれが発生しやすくなる。また、この長手方向の大きな応力によりアクチュエータ基板にクラックや割れが発生しやすくなる。そのため、接着剤の硬化温度を高くすることができない、という課題があった。
【００１２】
特許文献２では、アクチュエータ基板にアクチュエータ基板と同等の線膨張係数を有するスペーサを接着してアクチュエータ基板を補強し、ノズルキャップが膨張してもスペーサによってアクチュエータ基板が変形することを抑制する。これにより、硬化温度の高い高硬度の接着剤を使用することができる。しかし、スペーサを付加することによりアクチュエータ基板周辺の容積が増大し、重量も増加する。更に、部品点数及び製造工数も増加してコスト高となる。
【００１３】
また、特許文献４の構造のように、ノズルキャップとアクチュエータとの間のノズルプレート側に隙間が存在すると、この隙間に液体が滞留する。ノズルプレートは薄いポリイミド樹脂を使用するので半透明である。そのため、この隙間に滞留する液体が外部から見えてしまい、外観上好ましくない。これを防ぐために隙間に接着剤を充填すると、アクチュエータ基板とキャップ部材が接着剤により固定され、キャップ部材の膨張や収縮に伴ってアクチュエータ基板が変形し、ノズルの位置ずれが発生しやすくなる。
【００１４】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、アクチュエータ基板が温度変化してもノズルの位置ずれが発生し難い液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の液体噴射ヘッドは、長手方向に複数のチャンネルが配列するチャンネル列を有し、複数の前記チャンネルが側面に開口するアクチュエータ基板と、板厚方向に貫通する貫通窓を有し、前記貫通窓に前記側面が前記貫通窓の開口面と略平行に装着され、前記アクチュエータ基板と接着剤を介して接合されるキャップ部材と、長手方向に複数のノズルが配列するノズル列を有し、複数の前記ノズルと複数の前記チャンネルとがそれぞれ連通して前記側面に接着されるノズルプレートと、前記アクチュエータ基板の外表面と前記貫通窓の内壁面との間に設置される緩衝部材と、を備えることとした。
【００１６】
また、前記貫通窓は、前記開口面の法線方向から見る平面視で長方形を有し、前記長方形の角部に前記長方形の外側に膨らむ逃げ部を有することとした。
【００１７】
また、前記緩衝部材は、前記アクチュエータ基板の長手方向の一方端の外表面と前記貫通窓の内壁面との間に設置されることとした。
【００１８】
また、前記緩衝部材は、前記アクチュエータ基板の長手方向の他方端の外表面と前記貫通窓の内壁面との間に設置されることとした。
【００１９】
また、前記緩衝部材は、前記アクチュエータ基板の前記側面の周囲の外表面と前記貫通窓の内壁面との間にリング状に設置されることとした。
【００２０】
また、前記緩衝部材は、前記アクチュエータ基板の長手方向の一方端又は他方端の外表面と前記内壁面との間の前記長手方向の厚みは、前記アクチュエータ基板の短手方向の一方側又は他方側の外表面と前記内壁面との間の前記短手方向の厚みと異なることとした。
【００２１】
また、前記緩衝部材は、前記長手方向の厚みが前記短手方向の厚みよりも厚いこととした。
【００２２】
また、前記緩衝部材は、前記キャップ部材の厚さ方向の断面が楔形状を有することとした。
【００２３】
また、前記緩衝部材は、前記キャップ部材の厚さ方向の幅が前記キャップ部材の厚さを超えないこととした。
【００２４】
また、前記緩衝部材は、多孔質材料からなることとした。
【００２５】
また、前記緩衝部材は、弾性体材料からなることとした。
【００２６】
また、前記接着剤はショア硬度が８０°を下回らないこととした。
【００２７】
本発明の液体噴射装置は、上記いずれかに記載の液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドを往復移動させる移動機構と、前記液体噴射ヘッドに液体を供給する液体供給管と、前記液体供給管に前記液体を供給する液体タンクと、を備えることとした。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の液体噴射ヘッドは、長手方向に複数のチャンネルが配列するチャンネル列を有し、複数のチャンネルが側面に開口するアクチュエータ基板と、板厚方向に貫通する貫通窓を有し、貫通窓に側面が貫通窓の開口面と略平行に装着され、アクチュエータ基板と接着剤を介して接合されるキャップ部材と、長手方向に複数のノズルが配列するノズル列を有し、複数のノズルと複数のチャンネルとがそれぞれ連通して側面に接着されるノズルプレートと、アクチュエータ基板の外表面と貫通窓の内壁面との間に設置される緩衝部材と、を備える。これにより、アクチュエータ基板とキャップ部材との間の熱膨張差によりアクチュエータ基板の長手方向に応力が印加された場合でも緩衝部材がこの応力を緩和し、長手方向に配列するノズルの位置ずれを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッドの説明図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッドのノズルプレートを除去した吐出側の正面模式図である。
【図３】本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッドのノズルプレートを除去した吐出側の正面模式図である。
【図４】本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの部分分解斜視図である。
【図５】本発明の第五実施形態に係る液体噴射ヘッドの部分断面模式図である。
【図６】本発明の第六実施形態に係る液体噴射装置の模式的な斜視図である。
【図７】従来公知のインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図８】従来公知のインクジェットヘッドの断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（第一実施形態）
図１は本発明の第一実施形態に係る液体噴射ヘッド１の説明図であり、図１（ａ）が液体噴射ヘッド１の模式的な分解斜視図であり、図１（ｂ）がノズルプレート４を除去して液滴が吐出される方向（ｘ方向）から見る正面模式図であり、図１（ｃ）が部分ＡＡの縦断面模式図である。り、図１（ｂ）が液体噴射ヘッド１の上面模式図である。
【００３１】
図１に示すように、液体噴射ヘッド１は、アクチュエータ基板２とキャップ部材３とノズルプレート４と第一及び第二緩衝部材２０ａ、２０ｂとを備える。アクチュエータ基板２はその長手方向（ｙ方向）に複数のチャンネル６が配列するチャンネル列７を有し、複数のチャンネル６が側面ＳＰに開口する。キャップ部材３は、その板厚方向（ｘ方向）に貫通する貫通窓１１を有し、貫通窓１１にアクチュエータ基板２の側面ＳＰが貫通窓１１の開口面と略平行に装着され、アクチュエータ基板２と接着剤５を介して接合される。ノズルプレート４は、その長手方向（ｙ方向）に複数のノズル８が配列するノズル列９を有し、複数のノズル８と複数のチャンネル６とがそれぞれ連通して側面ＳＰに接着される。
【００３２】
第一及び第二緩衝部材２０ａ、２０ｂは、アクチュエータ基板２の外表面ＧＰ（アクチュエータ基板２の±ｙ側の表面）と貫通窓１１の内壁面ＩＳとの間に設置される。具体的に、第一緩衝部材２０ａはアクチュエータ基板２の長手方向の一方端Ｔａの外表面ＧＰとキャップ部材３の貫通窓１１の内壁面ＩＳとの間に、第二緩衝部材２０ｂは他方端Ｔｃの外表面ＧＰと貫通窓１１の内壁面ＩＳとの間にそれぞれ設置される。
【００３３】
この構成により、アクチュエータ基板２とキャップ部材３との間の熱膨張差に基づいて、アクチュエータ基板２の長手方向に応力が印加される場合に、この応力は第一及び第二緩衝溝１０ａ、１０ｂにより緩和され、側面ＳＰのｙ方向の位置ずれ、すなわちノズル８の位置ずれが抑制される。なお、第一及び第二緩衝部材２０ａ、２０ｂは、いずれか一方にのみ設置してもノズル８の位置ずれを抑制する効果を有する。
【００３４】
図１（ｃ）に示すように、アクチュエータ基板２はその側面ＳＰとキャップ部材３の外表面（キャップ部材３の＋ｘ側の表面）とを面一にキャップ部材３の貫通窓１１に装着され、ノズルプレート４は側面ＳＰからキャップ部材３の外表面にかけて図示しない接着剤により接着される。内壁面ＩＳのノズルプレート４側と外表面ＧＰとの間には接着剤５が充填され、液体の滞留しやすい空間が除去される。これにより、外観上の不具合の発生が防止される。また、図１（ａ）に示すように、アクチュエータ基板２の上面に供給口１２を設置し、この供給口１２から内部に形成される各チャンネル６に液体が供給される。アクチュエータ基板２の側面ＳＰとは反対側（−ｘ方向側）の後方端Ｔｂには段差部が形成され、この段差部の上面には図示しない電極端子が形成される。
【００３５】
なお、本発明は、キャップ部材３の外表面とアクチュエータ基板２の側面ＳＰとを面一に装着することや、ノズルプレート４の外形を側面ＳＰよりも大きく形成することに限定されず、側面ＳＰを貫通窓１１の外表面よりも外方（＋ｘ方向）に突出させても、内方（−ｘ方向）に引込めてもよいし、ノズルプレート４が側面ＳＰと同じ外形であっても、また側面ＳＰよりも小さな外形であってもよい。
【００３６】
アクチュエータ基板２の隣接するチャンネル６の隔壁はＰＺＴ等の圧電体材料が使用される。本実施形態ではアクチュエータ基板２としてＰＺＴセラミックスを使用し、隣接するチャンネル６の隔壁はｚ方向に分極処理が施されている。各チャンネル６はｘ方向に細長い形状を有する。キャップ部材３として金属材料、例えばステンレスやアルミニウムを使用することができる。ノズルプレート４として合成樹脂フィルム、例えばポリイミドフィルムを使用することができる。
【００３７】
第一又は第二緩衝部材２０ａ、２０ｂとして多孔質材料を使用することができる。多孔質材料として、内部に多数の気泡や空孔が含まれる有機材料や無機材料を使用することができる。有機材料に発泡剤を混入し、加熱処理を行って発砲させることにより内部に多数の気泡が混入する多孔質材料を形成することができる。有機材料による多孔質材料は弾性係数が小さく、外部からの応力に対して収縮するので、応力緩衝部材として好適である。また、多孔質の無機材料を使用することができる。この場合に、材料自体はアクチュエータ基板２よりも硬度の高い材料を使用することができる。高硬度の無機材料に空孔が存在することにより外部からの応力に対して空孔が潰れて外部応力を吸収することができる。例えば多孔質のセラミックス材料を使用することができる。
【００３８】
また、第一又は第二緩衝部材２０ａ、２０ｂとしてアクチュエータ基板２よりも弾性係数の小さい弾性体材料を使用することができる。アクチュエータ基板２よりも弾性係数が小さい材料をキャップ部材３とアクチュエータ基板２の間に介在させてアクチュエータ基板２に印加される応力を緩和させることができる。緩衝部材としてゴム材料や合成樹脂材料を使用することができる。また、アクチュエータ基板２よりも弾性係数の小さい無機材料を使用することができる。
【００３９】
キャップ部材３とアクチュエータ基板２の間に第一及び第二緩衝部材２０ａ、２０ｂを設置したのでアクチュエータ基板２に印加される応力が緩和される。これに伴い、高温で硬化する高硬度の接着剤５を使用することができる。例えば温度９０℃〜１００℃で硬化するエポキシ系樹脂を使用することが可能となる。高温で硬化させることが可能となったことに伴い、硬化後の硬度を高くすることができる。本実施形態において、接着剤５の硬化後のショア硬度が８０°を下回らず、例えば８５°〜９０°とすることができ、溶剤系インクに対する接着剤５の耐性を向上させることができる。
【００４０】
なお、接着剤５は、硬化温度の上昇に伴って熱履歴の影響が低減する。アクチュエータ基板２とキャップ部材３とを接合した後に、接着剤５の硬化温度よりも高い温度に晒されると、その熱履歴に応じてアクチュエータ基板２に加わる応力が変化し、ノズル８の位置ずれが発生する。本発明においては接着剤５の硬化温度を高くすることができるので、この熱履歴による影響を除去することができる。また、アクチュエータ基板２の長手方向の応力が緩和されるので、キャップ部材３の材料の選択幅を広げることができる。
【００４１】
液体噴射ヘッド１は次のように動作する。図示しない液体タンクから液体が図示しない流路を介して供給口１２に供給され、更に、液体は供給口１２から各チャンネル６に供給され充填される。各チャンネルを離隔する隔壁はｚ方向に分極され、隔壁の表面には図示しない駆動電極が形成される。駆動信号が各チャンネル６の駆動電極に供給されると隔壁は厚みすべり変形してチャンネル６の容積が瞬間的に拡張し収縮する。チャンネル６の拡張の際に供給口１２から液体を引き込み、収縮の際にノズル８から液滴を吐出する。なお、図１（ａ）においてアクチュエータ基板２の上面に供給口１２が開口するが、本発明はこの供給口１２の位置や形状には限定されない。また、チャンネル列７やノズル列９がアクチュエータ基板２の側面ＳＰやノズルプレート４の長手方向（ｙ方向）に一列に形成されるが、本発明はこれに限定されず、ｙ方向に２列以上形成されるものであってもよい。
【００４２】
（第二実施形態）
図２（ａ）は、本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド１のノズルプレート４を除去した吐出側の正面模式図であり、図２（ｂ）は第二実施形態に係る液体噴射ヘッド１の変形例である。第一実施形態と異なる部分は貫通窓１１の形状であり、その他の構成は第一実施形態と同様である。従って、以下、主に第一実施形態と異なる構成について説明する。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。
【００４３】
キャップ部材３に形成される貫通窓１１は、開口面の法線方向（ｘ方向）から見る平面視で長方形を有し、当該長方形の角部に当該長方形の外側に膨らむ第一逃げ部２１ａ、第二逃げ部２１ｂ、第三逃げ部２１ｃ及び第四逃げ部２１ｄを有する。図２（ａ）は、逃げ部２１が貫通窓１１の短手方向に膨らみ、図２（ｂ）は、逃げ部２１が貫通窓１１の長手方向に膨らむ。
【００４４】
アクチュエータ基板２の側面ＳＰは貫通窓１１にキャップ部材３の外表面とアクチュエータ基板２の側面ＳＰとが面一に装着される。アクチュエータ基板２の一方端Ｔａの外表面ＧＰと貫通窓１１の内壁面ＩＳとの間に第一緩衝部材２０ａが設置され、他方端Ｔｃの外表面ＧＰと貫通窓１１の内壁面ＩＳとの間に第二緩衝部材２０ｂが設置される。第一及び第二緩衝部材２０ａ、２０ｂは、アクチュエータ基板２の板厚方向（ｚ方向）の長さがアクチュエータ基板２の板厚よりも長く、キャップ部材３の厚さ方向（ｘ方向）の幅がキャップ部材３の厚さを超えない。アクチュエータ基板２の上面（＋ｚ側の外表面ＧＰ）と貫通窓１１の上方（＋ｚ側）の内壁面ＩＳとの間、及びアクチュエータ基板２の下面（−ｚ側の外表面ＧＰ）と貫通窓１１の下方（−ｚ側）の内壁面ＩＳとの間には接着剤５が充填され、アクチュエータ基板２とキャップ部材３とが接合される。また、内壁面ＩＳと第一又は第二緩衝部材２０ａ、２０ｂとの間、及び第一又は第二緩衝部材２０ａ、２０ｂとアクチュエータ基板２の外表面ＧＰとの間には図示しない接着剤５が介在し互いを固定する。
【００４５】
通常、長方形の貫通窓１１を円形切削工具により穿孔するので、内壁面ＩＳの角部を直角に研削することができず、円弧状となる。角部に円弧状の内壁面ＩＳが残っていると、アクチュエータ基板２の角部や第一又は第二緩衝部材２０ａ、２０ｂの角部がこの円弧状の内壁面ＩＳに近接又は当接し、長手方向（ｙ方向）に印加される応力が第一又は第二緩衝部材２０ａ、２０ｂの端部やアクチュエータ基板２の角部に集中し応力緩衝効果が低下する。そこで、第一〜第四逃げ部２１ａ〜２１ｄを設けることにより、長手方向に印加される応力が第一及び第二緩衝部材２０ａ、２０ｂの端部やアクチュエータ基板２の角部に集中することを防ぎ、第一及び第二緩衝部材２０ａ、２０ｂの応力緩衝効果を有効に引き出すことができる。また、第一〜第四逃げ部２１ａ〜２１ｄのノズルプレート４側は接着剤５が充填されるので液体が滞留せず、外観上の不具合も発生しない。
【００４６】
なお、第一緩衝部材２０ａ又は第二緩衝部材２０ｂはいずれか一方のみに設置してもよいし、第一及び第二逃げ部２１ａ、２１ｂと第三及び第四逃げ部２１ｃ、２１ｄの一方側のみに形成してもよい。また、アクチュエータ基板２、キャップ部材３、ノズルプレート４、接着剤５、及び緩衝部材２０の材料等については第一実施形態と同様なので説明を省略する。
【００４７】
（第三実施形態）
図３は、本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッド１のノズルプレート４を除去した吐出側の正面模式図である。第二実施形態と異なる部分は、第三緩衝部材２０ｃをアクチュエータ基板２の側面ＳＰの周囲の外表面ＧＰに設置した点であり、その他の構成は第二実施形態と同様である。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。
【００４８】
図３に示すように、キャップ部材３の中央部には板厚方向（ｘ方向）に貫通する貫通窓１１が穿孔される。貫通窓１１は、その開口面の法線方向（ｘ方向）から見る平面視で長方形を有し、長方形の角部に長方形の短手方向（ｚ方向）に膨らむ第一〜第四逃げ部２１ａ〜２１ｄが形成される。貫通窓１１にはアクチュエータ基板２の側面ＳＰが貫通窓１１の開口面と略平行であり、キャップ部材３の＋ｘ方向の側の外表面と面一に装着される。第三緩衝部材２０ｃは、アクチュエータ基板２の側面ＳＰの周囲の外表面ＧＰと貫通窓１１の内壁面ＩＳとの間にリング状に設置される。第三緩衝部材２０ｃと外表面ＧＰとの間、及び第三緩衝部材２０ｃと内壁面ＩＳとの間には接着剤５が充填され、キャップ部材３とアクチュエータ基板２とを第三緩衝部材２０ｃを介して一体化される。
【００４９】
アクチュエータ基板２、キャップ部材３、ノズルプレート４、接着剤５及び第三緩衝部材２０ｃの材料等については第一又は第二実施形態において説明したものと同様なので、説明を省略する。このように、アクチュエータ基板２の側面ＳＰ側の外表面ＧＰにリング状に第三緩衝部材２０ｃを設置したことにより、キャップ部材３とアクチュエータ基板２との間の熱膨張差によりアクチュエータ基板２に応力が印加される場合でも、この応力は第三緩衝部材２０ｃにより緩衝され、ノズル８の位置ずれやアクチュエータ基板２の変形が抑制される。その結果、例えば９０℃〜１００℃で硬化する高硬度の接着剤５を使用することができ、硬化後の接着剤５のショア硬度を８０°〜１００°、例えば８５°〜９０°として溶剤系インクに対する耐性を向上させることができる。また、貫通窓１１の内壁面ＩＳと第三緩衝部材２０ｃとの間、及び第三緩衝部材２０ｃとアクチュエータ基板２の外表面ＧＰとの間には接着剤５が充填されるので液体が滞留せず、外観上の不具合の発生を防止することができる。
【００５０】
なお、第一〜第四逃げ部２１ａ〜２１ｄを図２（ｂ）に示すように長手方向の側に形成してもよいし、第一〜第四逃げ部２１ａ〜２１ｄの形成を省略してもよい。また、第三緩衝部材２０ｃのｘ方向の幅はキャップ部材３の板厚と同程度であってもよいし、板厚よりも狭く形成してもよい。第三緩衝部材２０ｃの幅がキャップ部材３の板厚よりも狭い場合は、第三緩衝部材２０ｃをノズルプレート４側に寄せて設置するのが好ましい。ノズルプレート４側に液体の滞留する空間が形成されないようにするためである。
【００５１】
（第三実施形態の変形例）
第三実施形態の変形例を説明する。第三実施形態は、第三緩衝部材２０ｃをアクチュエータ基板２の側面ＳＰの周囲の外表面ＧＰに設置し、第三緩衝部材２０ｃの厚み（一方端Ｔａの外表面ＧＰと内壁面ＩＳとの間および他方端Ｔｃと内壁面ＩＳとの間についてはｙ方向（長手方向）の厚み、±ｚ方向（アクチュエータ基板２の短手方向の一方側及び他方側）の外表面ＧＰと内壁面ＩＳとの間についてはｚ方向（短手方向）の厚み）を同一にした。これに対し、第三実施形態の変形例は、第三緩衝部材２０ｃの厚みについて、一方端Ｔａの外表面ＧＰと内壁面ＩＳとの間および他方端Ｔｃと内壁面ＩＳとの間のｙ方向の厚みと、±ｚ方向の外表面ＧＰと内壁面ＩＳとの間のｚ方向の厚みとを異なる厚みにした。
【００５２】
好ましくは、一方端Ｔａの外表面ＧＰと内壁面ＩＳとの間および他方端Ｔｃと内壁面ＩＳとの間のｙ方向の厚みを、±ｚ方向の外表面ＧＰと内壁面ＩＳとの間のｚ方向の厚みより厚くすることが可能である。
【００５３】
この第三実施形態の変形例を採用することによって、一方端Ｔａの外表面ＧＰと内壁面ＩＳとの間および他方端Ｔｃと内壁面ＩＳとの間の第三緩衝部材２０ｃが、十分な厚みを有することになる。そのため、アクチュエータ基板とキャップ部材との間の熱膨張差によりアクチュエータ基板の長手方向に応力が印加された場合でも、より効果的に緩衝部材がこの応力を緩和し、長手方向に配列するノズルの位置ずれを抑制することができる。
【００５４】
（第四実施形態）
図４は本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッド１の部分分解斜視図である。第一実施形態におけるアクチュエータ基板２の具体的な構造の一例を示している。同一の部分又は同一の機能を有する部分には同一の符号を付した。
【００５５】
液体噴射ヘッド１は、アクチュエータ基板２とキャップ部材３とノズルプレート４と第一緩衝部材２０ａとを備える。アクチュエータ基板２は、チャンネル６に充填される液体に圧力を印加する圧電体基板２ａと、圧電体基板２ａの上面に接合されるカバープレート２ｂとを備える。圧電体基板２ａの上面にはその長手方向（ｙ方向）に配列する複数のチャンネル６からなるチャンネル列７が設置される。各チャンネル６は、圧電体基板２ａのノズルプレート４側の側面ＳＰからノズルプレート４とは反対側の後方端Ｔｂの手前まで形成される。各チャンネル６は、側面ＳＰに開口し、側面ＳＰ側では一定の深さを有し、後方端Ｔｂ側では漸次浅く形成される。隣接するチャンネル６は隔壁１５により離隔され、各隔壁１５の側面には各チャンネル６を駆動するための駆動電極１３が形成される。圧電体基板２ａの後方端Ｔｂ側の上面には電極端子１４が形成され、駆動電極１３に電気的に接続する。
【００５６】
圧電体基板２ａは例えばＰＺＴセラミックスを使用することができる。カバープレート２ｂはＰＺＴセラミックス、その他のセラミックス、無機材料等を使用することができる。カバープレート２ｂは圧電体基板２ａと同等の線膨張係数を有する材料が好ましい。圧電体基板２ａは板厚方向（ｚ方向）に分極処理が施される。したがって、隔壁１５もｚ方向に分極される。隔壁１５を挟む駆動電極１３に電圧が印加されると隔壁１５は“く”の字状に厚みすべり変形し、チャンネル６の容積を瞬間的に変化させてチャンネル６に充填される液体に圧力を印加する。その結果、チャンネル６に充填される液体がノズルプレート４のノズル８から吐出される。
【００５７】
なお、各チャンネル６を後方端Ｔｂまでストレートに形成される構造であってもよいし、各チャンネル６が液体を吐出する吐出チャンネルと液体を吐出しないダミーチャンネルとがチャンネル配列方向に交互に配置される構成であってもよく、本発明はこれらチャンネルの構造や形状に限定されない。
【００５８】
（第五実施形態）
図５は、本発明の第五実施形態に係る液体噴射ヘッド１の部分断面模式図であり、図１に示す部分ＢＢのｘｙ平面に平行な断面をｚ方向から見る図である。アクチュエータ基板２はその長手方向（ｙ方向）に複数のチャンネル６が配列するチャンネル列７を有する。ノズルプレート４は長手方向に複数のノズル８が配列するノズル列９を有し、複数のノズル８と複数のチャンネル６とがそれぞれ連通してアクチュエータ基板２の側面ＳＰに接着される。キャップ部材３の内壁面ＩＳとアクチュエータ基板２の外表面ＧＰ（長手方向の端面）との間には緩衝部材２０が設置され、内壁面ＩＳと緩衝部材２０及び緩衝部材２０と外表面ＧＰの間隙には接着剤５が充填される。緩衝部材２０は、キャップ部材３の厚さ方向（ｘ方向）の断面が楔形状を有する。
【００５９】
緩衝部材２０の断面を楔形状とすることにより、緩衝部材２０を内壁面ＩＳと外表面ＧＰの間隙に装着することが容易となる。本実施形態では緩衝部材２０の楔形状がノズルプレート４に向けて細くなる。これにより、アクチュエータ基板２の側面ＳＰに、側面ＳＰの外形よりも大きな外形を有するノズルプレート４を接着し、次に、アクチュエータ基板２をキャップ部材３の貫通窓１１に挿入してキャップ部材３の外表面と側面ＳＰとを面一に装着し、次に、貫通窓１１の内壁面ＩＳとアクチュエータ基板２の外表面ＧＰとの間に緩衝部材２０を装着する。緩衝部材２０の断面はノズルプレート４側（＋ｘ方向）が細いので緩衝部材２０を内壁面ＩＳと外表面ＧＰの間隙に容易に装着することができる。
【００６０】
また、緩衝部材２０の楔形状をノズルプレート４とは反対側に向けて細くなるようにしてもよい。この場合は、アクチュエータ基板２の側面ＳＰにノズルプレート４を接着した後に、緩衝部材２０をアクチュエータ基板２の外表面ＧＰ及びノズルプレート４の内表面に密着させて装着する。次に、アクチュエータ基板２をキャップ部材３の貫通窓１１に装着する。緩衝部材２０の断面はノズルプレート４とは反対側（−ｘ方向）に向けて細いので緩衝部材２０を装着したアクチュエータ基板２をキャップ部材３の貫通窓１１に容易に装着することができる。
【００６１】
また、本実施形態においては、緩衝部材２０のｘ方向の幅はキャップ部材３の厚みを超えない。緩衝部材２０はアクチュエータ基板２がキャップ部材３の貫通窓１１に装着される部分に設置されていればよい。その他、アクチュエータ基板２、キャップ部材３、ノズルプレート４、接着剤５及び緩衝部材２０の材質等については他の実施形態において説明したと同様なので、説明を省略する。
【００６２】
（第六実施形態）
図６は本発明の第六実施形態に係る液体噴射装置３０の模式的な斜視図である。液体噴射装置３０は、液体噴射ヘッド１、１’を往復移動させる移動機構４０と、液体噴射ヘッド１、１’に液体を供給し、液体噴射ヘッド１、１’から液体を排出する流路部３５、３５’と、流路部３５、３５’に液体を供給する液体ポンプ３３、３３’及び液体タンク３４、３４’とを備えている。各液体噴射ヘッド１、１’は複数のヘッドチップを備え、各ヘッドチップは複数のチャンネルを備え、各チャンネルに連通するノズルから液滴を吐出する。液体噴射ヘッド１、１’は既に説明した第一〜第五実施形態のいずれかを使用する。
【００６３】
液体噴射装置３０は、紙等の被記録媒体４４を主走査方向に搬送する一対の搬送手段４１、４２と、被記録媒体４４に液体を吐出する液体噴射ヘッド１、１’と、液体噴射ヘッド１、１’を載置するキャリッジユニット４３と、液体タンク３４、３４’に貯留した液体を流路部３５、３５’に押圧して供給する液体ポンプ３３、３３’と、液体噴射ヘッド１、１’を主走査方向と直交する副走査方向に走査する移動機構４０とを備えている。図示しない制御部は液体噴射ヘッド１、１’、移動機構４０、搬送手段４１、４２を制御して駆動する。
【００６４】
一対の搬送手段４１、４２は副走査方向に延び、ローラ面を接触しながら回転するグリッドローラとピンチローラを備えている。図示しないモータによりグリッドローラとピンチローラを軸周りに移転させてローラ間に挟み込んだ被記録媒体４４を主走査方向に搬送する。移動機構４０は、副走査方向に延びた一対のガイドレール３６、３７と、一対のガイドレール３６、３７に沿って摺動可能なキャリッジユニット４３と、キャリッジユニット４３を連結し副走査方向に移動させる無端ベルト３８と、この無端ベルト３８を図示しないプーリを介して周回させるモータ３９を備えている。
【００６５】
キャリッジユニット４３は、複数の液体噴射ヘッド１、１’を載置し、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種類の液滴を吐出する。液体タンク３４、３４’は対応する色の液体を貯留し、液体ポンプ３３、３３’、流路部３５、３５’を介して液体噴射ヘッド１、１’に供給する。各液体噴射ヘッド１、１’は駆動信号に応じて各色の液滴を吐出する。液体噴射ヘッド１、１’から液体を吐出させるタイミング、キャリッジユニット４３を駆動するモータ３９の回転及び被記録媒体４４の搬送速度を制御することにより、被記録媒体４４上に任意のパターンを記録することできる。
【符号の説明】
【００６６】
１  液体噴射ヘッド
２  アクチュエータ基板
２ａ  圧電体基板
２ｂ  カバープレート
３  キャップ部材
４  ノズルプレート
５  接着剤
６  チャンネル
７  チャンネル列
８  ノズル
９  ノズル列
１１  貫通窓
１２  供給口
１３  駆動電極
１４  電極端子
１５  隔壁
２０  緩衝部材、２０ａ  第一緩衝部材、２０ｂ  第二緩衝部材、２０ｃ  第三緩衝部材
２１  逃げ部、２１ａ  第一逃げ部、２１ｂ  第二逃げ部、２１ｃ  第三逃げ部、２１ｄ  第四逃げ部
３０  液体噴射装置
ＳＰ  側面、ＧＰ  外表面、Ｔａ  一方端、Ｔｂ  後方端、Ｔｃ  他方端、ＩＳ  内壁面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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