(57)【要約】【課題】ノズル７から液体が吐出する吐出速度のばらつきを低減させ、吐出した液滴の位置及び量を高精度で制御するとともに、信頼性を向上させた液体噴射ヘッド１を提供する。【解決手段】基板表面に細長い溝８を複数配列し、この溝８に連通するノズル７から液体を吐出するアクチュエータ２と、このアクチュエータ２の溝８に液体を供給する流路部材３と、このアクチュエータ２と流路部材３の間に緩衝部材４を介在させた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面に細長い溝を複数配列し、前記細長い溝に連通するノズルから液体を吐出するアクチュエータと、
前記アクチュエータの複数の溝に液体を供給する流路部材と、
前記アクチュエータと前記流路部材の間に介在し、前記アクチュエータと前記流路部材を連結する第一の緩衝部材と、を備える液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記緩衝部材としてゴム部材を使用した請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記緩衝部材としてエラストマー部材を使用した請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記アクチュエータを支持するベース部材と、
前記ベース部材と前記アクチュエータの間に介在し、前記ベース部材と前記アクチュエータを連結する第二の緩衝部材と、を更に備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
前記アクチュエータは、第一のアクチュエータと第二のアクチュエータが積層する構造を有し、
前記第一と第二のアクチュエータの間に介在し、前記第一と第二のアクチュエータを連結する第三の緩衝部材を備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項６】
前記第三の緩衝部材は、前記第一と第二のアクチュエータを構成する各基板の裏面の間に介在する請求項５に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項７】
前記アクチュエータは、前記各溝の一部を除いてその開口部を閉塞するように前記基板の表面に積層するカバープレートを含み、
前記第三の緩衝部材は、前記第一のアクチュエータの基板の裏面と前記第二のアクチュエータのカバープレートとの間に介在する請求項５に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項８】
前記緩衝部材の平均厚さが、０．２ｍｍ〜２．０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項９】
前記緩衝部材が、耐溶剤性を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１０】
前記緩衝部材が、耐油性を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項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、ノズルから液体を吐出して被記録媒体に画像や文字、あるいは薄膜材料を形成する液体噴射ヘッド及びこれ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、文字、図形を描画する、あるいは素子基板の表面に液体材料を吐出して機能性薄膜のパターン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、インクや液体材料を液体タンクから供給管を介して液体噴射ヘッドに供給し、液体噴射ヘッドに形成した微小空間にこのインクを充填し、駆動信号に応じて微小空間の容積を瞬間的に縮小し溝に連通するノズルから液滴を吐出させる。
【０００３】
図７は、特許文献１に記載されたこの種のインクジェットヘッド１００の断面図である。インクジェットヘッド１００は、表面に形成されたインク室１０３のインクを吐出する圧電性材料からなる基板１０１と、基板１０１の表面にインク室１０３の一部が露出するように設置された蓋部材１０２と、蓋部材１０２及び基板１０１の表面に設置され、インターチューブ１０６から流入したインクをインク室１０３に供給するマニホールド１０５、これらの部材を収納するカバー１０８などから構成されている。
【０００４】
ＦＰＣ（フレキシブル回路基板）１０７から基板１０１の図示しない電極に駆動電力を与え、圧電効果によりインク室１０３の容積を変化させる。すると、ノズルプレート１０４のノズルから液滴Ｄを噴射して、被記録媒体にインクを記録する。液滴の噴射に同期してインクジェットヘッド１００や被記録媒体を移動させることにより文字や図形を印字することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３０６０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
蓋部材１０２は基板１０１の表面に面接合する。基板１０１は圧電体材料、例えばＰＺＴセラミック等が使用される。温度変化により基板１０１に反りが生じないようにするために、蓋部材１０２と基板１０１とは同一の材料を使用する。マニホールド１０５と基板１０１及び蓋部材１０２とは接合部Ａ１、Ａ２において接合する。マニホールド１０５としては、低重量化、低コスト化の観点から、通常アクリル、ポリイミド、ポリカーボネート等の合成樹脂、あるいは金属材料が使用される。従って、接合部Ａ１、Ａ２は異種材料間の接合となる。基板１０１に反りを発生させないために、また、マニホールド１０５が基板１０１や蓋部材１０２から剥がれないようにするために、マニホールド１０５と基板１０１の熱膨張係数差を小さくするような材料を選定する必要がある。従って、マニホールド１０５は使用できる材料が限定される。
【０００７】
また、接合部Ａ１、Ａ２はインク室１０３を流れるインクに直接接触する。通常、固化した後の硬度の低い柔らかい接着剤は有機系のインクに対して溶解しやすい。そのため、インク耐性が要求される接着剤は高硬度で接着強度も強い。一方、このインクジェット方式は、インク室１０３の容積を圧電効果により瞬間的に収縮させてインクを吐出させる。しかし、インクの吐出速度は基板１０１が持つ固有振動の影響を受ける。インクヘッドは移動しながらインクを吐出するので、インクの吐出速度が変化すると着弾地点の位置がずれる。
【０００８】
特に、接合部Ａ１、Ａ２に塗布する接着剤の硬度が大きい場合には、基板１０１及び蓋部材１０２のインク吐出に伴う振動が接着剤を介してマニホールド１０５や、マニホールド１０５を固定する他の部材にも伝達する。すると、基板１０１のインク吐出に伴う振動が他の部材に影響され、吐出する液滴の吐出速度が変化する。そのため、駆動周波数や液滴の吐出条件によって吐出速度がばらついて目的の地点に目的の量の液滴を着弾させることができなくなる、という課題があった。
【０００９】
また、基板１０１や蓋部材１０２の接合面は通常フラットではない。そのために、これらの接合面に介在する接着剤は、場所によって厚さが異なる。接合部Ａ１、Ａ２に介在する接着剤の厚みのばらつきは、駆動性能に影響を及ぼす原因となる。また、接合部Ａ１、Ａ２に使用する接着剤はインク、特に有機系インクに対して膨潤する性質を持っている。接着剤がインクに触れて膨潤すると、接着剤の厚さや硬さが変化し、基板１０１に反りを発生させたり基板１０１が破壊したりする、などの課題があった。
【００１０】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、圧電体基板に接続する周囲の部材に液体吐出速度が影響を受け難い液体噴射ヘッド及びこれを用いた液体記録装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明による液体噴射ヘッドは、基板の表面に細長い溝を複数配列し、前記細長い溝に連通するノズルから液体を吐出するアクチュエータと、前記アクチュエータの複数の溝に液体を供給する流路部材と、前記アクチュエータと前記流路部材の間に介在し、前記アクチュエータと前記流路部材を連結する第一の緩衝部材と、を備えるようにした。
【００１２】
また、前記緩衝部材としてゴム部材又はエラストマー部材を使用した。
【００１３】
また、前記アクチュエータを支持するベース部材と、前記ベース部材と前記アクチュエータの間に介在し、前記ベース部材と前記アクチュエータを連結する第二の緩衝部材と、を更に備えるようにした。
【００１４】
また、前記アクチュエータは、第一のアクチュエータと第二のアクチュエータが積層する構造を有し、前記第一と第二のアクチュエータの間に介在し、前記第一と第二のアクチュエータを連結する第三の緩衝部材を備えるようにした。
【００１５】
また、前記第三の緩衝部材は、前記第一と第二のアクチュエータを構成する各基板の裏面の間に介在するようにした。
【００１６】
また、前記アクチュエータは、前記各溝の一部を除いてその開口部を閉塞するように前記基板の表面に積層するカバープレートを含み、前記第三の緩衝部材は、前記第一のアクチュエータの基板の裏面と前記第二のアクチュエータのカバープレートとの間に介在するようにした。
【００１７】
また、前記緩衝部材の平均厚さが、０．２ｍｍ〜２．０ｍｍであることとした。
【００１８】
また、前記緩衝部材が、耐溶剤性を有するようにした。
【００１９】
また、前記緩衝部材が、耐油性を有するようにした。
【００２０】
本発明による液体噴射装置は、上記いずれか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、を備えるようにした。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の液体噴射ヘッドは、基板の表面に細長い溝を複数配列し、細長い溝に連通するノズルから液体を吐出するアクチュエータと、このアクチュエータの複数の溝に液体を供給する流路部材との間に緩衝部材を介在させた。これにより、液体を吐出させる際に生じるアクチュエータの振動は流路部材やこの流路部材を支持する他の部材の影響を受けず、液体の吐出速度のばらつきが低減するとともに、アクチュエータと流路部材間の熱膨張係数差や接合面の凹凸に起因する応力による歪みが減少し、吐出特性の変動の少ない高信頼性を有する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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説明図である。
【図３】本発明の第三実施形態に係る液体噴射ヘッドの模式的な縦断面図である。
【図４】本発明の液体噴射ヘッドの液体噴射速度のばらつきを表すグラフである。
【図５】本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッドの模式的な縦断面図である。
【図６】本発明の第五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断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の液体噴射ヘッドは、表面に細長い溝を複数配列し、この細長い溝に連通するノズルから液体を吐出するアクチュエータと、このアクチュエータの複数の溝に液体を供給する流路部材との間に緩衝部材を介在させ、この緩衝部材によりアクチュエータと流路部材とを連結している。
【００２４】
緩衝部材として、アクチュエータを構成する基板やアクチュエータと連結する流路部材よりも硬度の低い材料を使用することができ、例えばゴム部材やエラストマー部材を使用することができる。より具体的には、ポリエチレン・ポリピレン系のゴム材料を使用することができる。緩衝部材は、好ましくは耐溶剤性又は耐油性を有し、例えば有機溶剤系インクに対する耐性を備えている。有機溶剤系インクに対する膨潤率は２０％以下とし、好ましく５％〜１０％の材料を使用する。流路部材と緩衝部材との間、及び緩衝部材とアクチュエータとの間は、接着剤を用いて連結することができる。接着剤としてインク耐性を備えた高硬度の接着剤を使用することができる。
【００２５】
このように、アクチュエータと流路部材との間に緩衝部材を介在させたので、アクチュエータが液滴を吐出した時の衝撃波は流路部材や流路部材に接続する他の部材に伝達し難い。そのため、アクチュエータを駆動する際に流路部材や流路部材に接続する他の部材の影響を受けないので、駆動信号の周波数変化に対する液滴噴射速度のばらつきが減少し、液滴記録位置や液滴量を高精度で制御することができる。緩衝部材の平均的な厚さを好ましくは０．２ｍｍ〜２．０ｍｍとする。このサイズにすれば、緩衝能力を維持し、かつ、液体噴射ヘッドが大型化することもない。
【００２６】
更に、アクチュエータの基板と流路部材との間に温度係数差が存在し、温度が変化したとき基板と流路部材の伸縮量が異なる場合でも、緩衝部材によりその伸縮量の差が緩和されるので、アクチュエータに加わる応力を低減させることができる。また、アクチュエータと流路部材の接合面が平坦でない場合でも、その間に緩衝部材が介在するので接着剤の厚みのばらつきが低減し、厚みのばらつきに起因する接着強度の低下や不均一な応力が発生することを低減させることができる。
【００２７】
また、アクチュエータを支持するベース部材とアクチュエータとの間に第二の緩衝部材を介在させることができる。これにより、アクチュエータは緩衝部材を介して支持されるので、アクチュエータから他の部材に振動が伝達され難く、その結果、液滴を吐出する際の衝撃波が外部から影響され難くなり、液滴の噴射特性を安定させることができる。
【００２８】
また、第一のアクチュエータと第二のアクチュエータが積層する構造を有する場合に、この第一と第二のアクチュエータの間に第三の緩衝部材を介在させることができる。そして、第一または第二のアクチュエータに接続する流路部材又はベース部材との間にも第一の緩衝部材又は第二の緩衝部材を介在させることができる。
【００２９】
この構成により、第一及び第二のアクチュエータの夫々を、他の部材や他のアクチュエータの振動の影響を受けることなく駆動することができる。その結果、第一及び第二のアクチュエータから噴射する液滴の噴射速度や液滴量を揃えることができる。以下、本発明について図面を用いて詳細に説明する。
【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の説明図である。図１（ａ）は液体噴射ヘッド１の斜視図であり、（ｂ）はその上面図であり、（ｃ）は部分ＡＡの模式的な縦断面図である。
【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２と、流路部材３と、緩衝部材４を備えている。緩衝部材４は、アクチュエータ２と流路部材３の間に介在し、緩衝部材４とアクチュエータ２を連結している。アクチュエータ２と緩衝部材４、及び、緩衝部材４と流路部材３は接着剤を用いて接合している。緩衝部材４として例えばゴム部材やエラストマー部材などのゴム系部材を使用し、接着材としてエポキシ系の接着剤を使用した。
【００３２】
アクチュエータ２は、圧電体からなる基板２ａとその上に接着したカバープレート２ｂを備えている。基板２ａは、その表面ｈの紙面垂直方向に並列するように形成した複数の溝８を備えている。各溝８を圧電体からなる側壁により区画し、この側壁に図示しない電極を形成した。カバープレート２ｂは、細長い溝８の開口端部を露出させ、その他の開口部を塞ぐように基板２ａの表面ｈを覆っている。図１（ｃ）に示すように、基板２ａの左端部はカバープレート２ｂの左端部よりも突出している。この突出部の表面ｈに、各溝８の側壁に形成した電極に電気的に接続する図示しない端子電極を形成した。基板２ａとカバープレート２ｂは右端部において面一の端面を構成した。溝８は、右端面に開口し（ノズル用開口１３）、図示しないノズルプレートのノズルに連通する。基板２ａの表面ｈに形成した端子電極に駆動信号を与えると側壁が変形し、溝８の容積が変化する。この容積変化を利用して溝８に充填した液体を右端面のノズル用開口１３から吐出させる。
【００３３】
流路部材３は、第一の流路部材３ａとこの第一の流路部材３ａに接続する第二の流路部材３ｂを有している。流路部材３は、その両端部に取付部１４を、その上面につまみＴを備えている。取付部１４をビス止めすることにより液体噴射ヘッド１を固定する。つまみＴはメンテナンス用に設けている。
【００３４】
第一の流路部材３ａは緩衝部材４を介してアクチュエータ２と連結する。第一の流路部材３ａと第二の流路部材３ｂは内部に連通する流路６を有している。第一の流路部材３ａはアクチュエータ２の複数溝８に液体を供給するための液体供給室１２を備えている。第二の流路部材３ｂは液体を流入するための接続部５を備えている。接続部５に流入した液体は、第二及び第一流路部材３ｂ、３ａの流路６、及び液体供給室１２を経由して複数の溝８に流入する。第一と第二の流路部材３ａ、３ｂの流路は９０°屈曲している。図１（ａ）に示すように、流路部材３の上部に接続部５を設置し、流路を９０°屈曲させることにより、基板２ａの表面ｈに対して垂直方向の厚さを薄くした。
【００３５】
基板２ａとカバープレート２ｂはＰＺＴなどの圧電体を使用することができる。基板２ａとカバープレート２ｂを同一の材料を使用することにより、熱膨張差により反りが発生することを防止することができる。流路部材３として例えばポリイミド、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリフェニレン・サルファイド（ＰＰＳ）等の合成樹脂を使用することができる。
【００３６】
以上のように構成したことにより、アクチュエータ２と第一の流路部材３ａとの間に緩衝部材４を介在させたので、アクチュエータ２が液滴を吐出した時の衝撃波は第一の流路部材３ａや第二の流路部材３ｂに伝達し難い。即ち、アクチュエータ２を駆動する際に第一及び第二の流路部材３ａ、３ｂの影響を受けないので液滴の吐出速度のばらつきが減少し、液滴記録位置や液滴量を高精度で制御することができる。また、アクチュエータ２と流路部材３間の熱膨張係数差や接合面の凹凸に起因する応力による歪みを低減し、アクチュエータ２の吐出特性の変動を縮小し、信頼性を向上させることができる。
【００３７】
（第二実施形態）
図２は、本発明の第二実施形態に係る液体噴射ヘッド１の説明図である。図２（ａ）は液体噴射ヘッド１の斜視図であり、（ｂ）はその上面図であり、（ｃ）は部分ＢＢの模式的な縦断面図である。第一実施形態と異なる部分は、液体噴射ヘッド１を、第二の緩衝部材４ｂを介してベース部材１０に固定している点である。従って、以下、主に第一実施形態と異なる部分について説明し、同一の部分については説明を省略する。また、同一の部分または同一の機能を有する部分には同一の符号を付している。
【００３８】
図２に示すように、液体噴射ヘッド１は、アクチュエータ２と流路部材３の間に第一の緩衝部材４ａを介在させて連結した積層体と、ベース部材１０と、上記積層体の基板２ａの裏面ｒとベース部材１０の間に介在させた第二の緩衝部材４ｂとを備えている。基板２ａと第二の緩衝部材４ｂとの間、及び、ベース部材１０と第二の緩衝部材４ｂとは接着剤を用いて接合している。アクチュエータ２をベース部材１０に接合して直接固定することによりアクチュエータ２を高精度に位置決めすることができる。なお、第一の緩衝部材４ａと第二の緩衝部材４ｂとは同じ材料を使用している。また、ベース部材１０として合成樹脂や金属などを使用することができる。その他の構成は第一実施形態と同様である。
【００３９】
このように、アクチュエータ２を、第二の緩衝部材４ｂを介してベース部材１０に直接固定したのでアクチュエータ２を確実にかつ高精度に位置決めすることができる。更に、液体を吐出させる際に発生するアクチュエータ２の振動が、流路部材３やベース部材１０に伝達し難い。そのため、流路部材３やベース部材１０が持つ特有の固有振動の影響を受けず、液滴の吐出速度のばらつきを低減することができる。また、アクチュエータとベース部材１０間の熱膨張係数差や、接合面の凹凸に起因する応力による歪みも、第一及び第二緩衝部材４ａ、４ｂを介在させることによって低減し、その結果、アクチュエータの吐出特性の変動が縮小し、信頼性を向上させることができる。
【００４０】
（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の模式的な縦断面図である。本実施形態においては、第一のアクチュエータＡ２と第二のアクチュエータＢ２の２つのアクチュエータが貼り合わされた構造を有している。
【００４１】
図３に示すように、第一のアクチュエータＡ２は、表面に細長い溝Ａ８が形成された基板Ａ２ａと、この溝Ａ８の一端部を除いて覆うよう基板Ａ２ａに張り合わされたカバープレートＡ２ｂを備えている。第二のアクチュエータＢ２は、第一のアクチュエータＡ２と同様に、細長い溝Ｂ８が形成された基板Ｂ２ａと、この溝Ｂ８の一端部を除いて覆うように基板Ｂ２ａに貼り合わされたカバープレートＢ２ｂを備えている。第一及び第二のアクチュエータＡ２、Ｂ２は、基板Ａ２ａと基板Ｂ２ａの夫々のカバープレート側とは反対側の裏面ｒ同志を対面し、その間に第二の緩衝部材４ｂを介在して連結する。基板Ａ２ａと基板Ｂ２ａのそれぞれの裏面ｒと第二の緩衝部材４ｂの表面とは接着剤により接合している。
【００４２】
第一及び第二のアクチュエータＡ２、Ａ３の液体吐出側は面一の端面を備えており、ノズルプレート９と接合している。ノズルプレート９は夫々の溝Ａ８、Ｂ８の対応する位置にノズルＡ７、Ｂ７を備えている。
【００４３】
第一のアクチュエータＡ２と流路部材Ａ３は、第一の緩衝部材４ａを介在して連結している。流路部材Ａ３は、第一実施形態と同様に、第一の流路部材Ａ３ａと、これに接続する第二の流路部材Ａ３ｂを備えている。第二の流路部材Ａ３ｂは液体を流入するための接続部５を有し、接続部５から流入した液体を、流路部材Ａ３内部に形成した流路６を通して第一のアクチュエータＡ２の溝Ａ８に供給することができる。また、第一の流路部材Ａ３ａは、カバープレートＡ２ｂの開口部に連通する液体供給室Ａ１２を有している。流路部材Ａ３とノズルプレート９との間にベース部材Ａ１０を設置した。ベース部材Ａ１０と第一の流路部材Ａ３ａの間、及び、ベース部材Ａ１０とノズルプレート９の間は接着剤を用いて接合している。
【００４４】
第二のアクチュエータＢ２と流路部材Ｂ３は、第三の緩衝部材４ｃを介在して連結している。カバープレートＢ２ｂ及び流路部材Ｂ３と第三の緩衝部材４ｃとの間は接着剤により接合した。流路部材Ｂ３はカバープレートＢ２ｂの開口部に対応する液体供給室Ｂ１２を備えている。そして、流路部材Ａ３の液体供給室Ａ１２と流路部材Ｂ３の液体供給室Ｂ１２とは、第一及び第二のアクチュエータＡ２、Ｂ２を貫通する貫通孔１１を介して連通する。即ち、接続部５に供給した液体は流路部材Ａ３の流路６を介して液体供給室Ａ１２に流入し、一部が第一のアクチュエータＡ２の溝８に、他の一部が貫通孔１１を介して液体供給室Ｂ１２に流入し、第二のアクチュエータＢ２の溝Ｂ８に流入する。
【００４５】
流路部材Ｂ３は、ベース部材Ｂ１０に図示しない接着剤を介して固定した。ベース部材Ｂ１０は、流路部材Ｂ３とノズルプレート９の間にも設置した。ノズルプレート９とベース部材Ｂ１０とは接着剤により固定した。なお、ノズルプレート９は、例えば薄いポリイミド樹脂を使用することができる。この場合、ノズルプレート９自体が可撓性を有している。そのために、第一のアクチュエータＡ２の振動はノズルプレート９を介して第二のアクチュエータＢ２やベース部材Ａ１０には伝達しない。また、第二のアクチュエータＢ２の振動はノズルプレート９を介して第一のアクチュエータＡ２やベース部材Ｂ１０には伝達しない。
【００４６】
なお、上記構成は本発明の一実施態様であって、本発明はこの構成に限定されない。例えば、第二の流路部材Ｂ３を、基板Ａ２ａ、Ｂ２ａに形成した細長い溝Ａ８、Ｂ８に直交する方向の端部側に設置することができる。各流路部材Ａ３、Ｂ３の各液体供給室Ａ１２、Ｂ１２に、その端部側から分割して供給するように構成すれば、液体噴射ヘッド１の厚さをより薄く構成することができる。
【００４７】
以上のように構成したことにより、第一または第二のアクチュエータＡ２、Ｂ２の振動は、隣接する他の部材に伝達し難い。そのため、流路部材Ａ３、Ｂ３やベース部材Ａ１０、Ｂ１０が持つ特有の固有振動によってアクチュエータＡ２、Ｂ２の振動が影響を受けず、液滴の吐出速度のばらつきが低減する。また、アクチュエータＡ２、Ｂ２とベース部材Ａ１０、Ｂ１０間の熱膨張係数差や、接合面の凹凸に起因する応力による歪みも、第二及び第三緩衝部材４ｂ、４ｃを介在させることによって低減し、その結果、アクチュエータの吐出特性の変動が縮小し、信頼性を向上させることができる。
【００４８】
（液滴吐出速度の比較結果）
図４は、駆動信号の周波数とノズル７から吐出する液滴の吐出速度の関係を表すグラフである。図４（ａ）が、第三実施形態の液体噴射ヘッド１を使用して測定した結果である。図４（ｂ）は、第一、第二及び第三の緩衝部材４ａ、４ｂ、４ｃを省き、硬化剛性が比較的低い接着剤を用いて部材間を接着した比較用液体噴射ヘッドを使用して測定した結果であり、比較例である。各図の横軸がアクチュエータ２に印加する駆動信号の周波数とし、矢印の方向に周波数が高くなる。各図の縦軸がアクチュエータ２のノズルから吐出する液滴の吐出速度とし、矢印の方向に速度が上昇する。図４(ａ)と（ｂ）の縦軸及び横軸のスケールは同一である。
【００４９】
図４（ａ）のグラフＸ１〜Ｘ３は第一のアクチュエータＡ２の吐出特性であり、グラフＹ１〜Ｙ３は第二のアクチュエータＢ２の吐出特性である。グラフＸ１、Ｙ１はノズル７から一滴の液滴を吐出した吐出特性である。グラフＸ２、Ｙ２はノズル７から二滴連続吐出させ、被記録媒体に着弾する前に合体した液滴の吐出特性である。グラフＸ３、Ｙ３はノズル７から三滴連続吐出させ、被記録媒体に着弾する前に合体した液滴の吐出特性である。
【００５０】
比較用の図４（ｂ）においては、グラフＶ１〜Ｖ３が第一のアクチュエータＡ２の吐出特性、グラフＷ１〜Ｗ３が第二のアクチュエータＢ２の吐出特性、グラフＶ１、Ｗ１がノズルから一滴の液滴を吐出した吐出特性、グラフＶ２、Ｗ２がノズルから二滴連続吐出させ、被記録媒体に着弾する前に合体した液滴の吐出特性、グラフＶ３、Ｗ３がノズルから三滴連続吐出させ、被記録媒体に着弾する前に合体した液滴の吐出特性である。
【００５１】
まず、第一のアクチュエータＡ２について、緩衝部材４を使用した本発明の液体噴射ヘッド１のグラフＸ１〜Ｘ３と、緩衝部材４を使用しない比較用液体噴射ヘッドのグラフＶ１〜Ｖ３を比較する。すると、比較用液体噴射ヘッドのほうが本発明の液体噴射ヘッド１よりも、駆動周波数の変化に対する吐出速度の変動が大きく、また、液滴が１滴〜３滴の間で吐出速度の変化幅も大きい。液滴が１適〜３適の間における吐出速度の変化幅は、本発明のほうが比較例に対して約１／２と小さい。第二のアクチュエータＢ２についても、上記第一のアクチュエータＡ２と同様の傾向を示している。
【００５２】
また、第一のアクチュエータＡ２と第二のアクチュエータＢ２の吐出速度差についてみると、比較用液体噴射ヘッドは第一と第二のアクチュエータＡ２、Ｂ２間の吐出速度差が特定の周波数で大きく開いてしまうが、本発明の液体噴射ヘッド１は第一と第二のアクチュエータＡ２、Ｂ２間の吐出速度差は広い周波数の範囲でほぼ同じ傾向を示している。
【００５３】
また、本発明の液体噴射ヘッド１は、第一及び第二のアクチュエータＡ２、Ｂ２の１滴〜３適のすべての吐出条件において、吐出速度のばらつきが小さくなる周波数帯が存在するが、比較用液体噴射ヘッドは全体的にばらつきが大きく、吐出速度が収束しない。
【００５４】
即ち、本発明の液体噴射ヘッド１は広い周波数帯で吐出速度のばらつきが小さいので、記録速度や吐出条件が異なる液体噴射装置に容易に適用することができる。１滴〜３敵のすべての吐出条件において吐出速度差が小さいので、被記録媒体に記録する液体の位置・濃度を高精度で制御することができる。また、アクチュエータ２を多層に構成しても、各アクチュエータ２の吐出速度差が小さいので、被記録媒体に高速で高密度・高精度で記録することができる。
【００５５】
（第四実施形態）
図５は、本発明の第四実施形態に係る液体噴射ヘッド１の模式的な縦断面図である。本第四実施形態は３つのアクチュエータを積層した例である。
【００５６】
第一のアクチュエータＡ２は、表面ｈに細長い溝Ａ８を有する基板Ａ２ａと、その表面ｈに接着したカバープレートＡ２ｂを備えている。カバープレートＡ２ｂの基板Ａ２ａとは反対側の表面に液体供給室Ａ１２を備えた流路部材Ａ３を設置した。基板Ａ２ａ、カバープレートＡ２ｂ及び流路部材Ａ３の液体吐出側は面一の端面に形成し、その端面にノズルＡ７を溝Ａ８に連通させてノズルプレート９を設置した。
【００５７】
第二のアクチュエータＢ２は、表面ｈに細長い溝Ｂ８を有する基板Ｂ２ａと、その表面ｈに接着したカバープレートＢ２ｂを備えている。カバープレートＢ２ｂの基板Ｂ２ａとは反対側の表面に液体供給室Ｂ１２を備えた流路部材Ｂ３を設置した。流路部材Ｂ３の第二のアクチュエータＢ２とは反対側の表面に第一の緩衝部材４ａを介して第一のアクチュエータＡ２を設置した。基板Ｂ２ａ、カバープレートＢ２ｂ及び流路部材Ｂ３の液体吐出側は面一の端面に形成し、その端面にノズルＢ７を溝Ｂ８に連通させてノズルプレート９を接着している。流路部材Ｂ３と第一の緩衝部材４ａとの間、及び、基板Ａ２ａと第一の緩衝部材４ａとの間は接着剤により接合して連結した。
【００５８】
第三のアクチュエータＣ２は、表面ｈに細長い溝Ｃ８を有する基板Ｃ２ａと、その表面ｈに接着したカバープレートＣ２ｂを備えている。カバープレートＣ２ｂの基板Ｃ２ａとは反対側の表面に液体供給室Ｃ１２を備えた流路部材Ｃ３を設置した。流路部材Ｃ３の第三のアクチュエータＣ２とは反対側の表面に第二の緩衝部材４ｂを介して第二のアクチュエータＢ２を設置している。基板Ｃ２ａ、カバープレートＣ２ｂ及び流路部材Ｃ３の液体吐出側は面一の端面に形成し、その端面にノズルＣ７を溝Ｃ８に連通させてノズルプレート９を接着している。流路部材Ｃ３と第二の緩衝部材４ｂとの間、及び、基板Ｂ２ａと第二の緩衝部材４ｂとの間は接着材により接合して連結した。
【００５９】
また、各アクチュエータＡ２、Ｂ２、Ｃ２のノズル側とは反対側の端部（以下、他端部という。）は階段形状を有している。すなわち、第一のアクチュエータＡ２の基板Ａ２ａの他端部はカバープレートＡ２ｂ及び流路部材Ａ３の他端部より突出している。同様に、第二のアクチュエータＢ２の基板Ｂ２ａの他端部は、カバープレートＢ２ｂ、流路部材Ｂ３、及び基板Ａ２ａの他端部より突出している。更に、第三のアクチュエータＣ２の基板Ｃ２ａの他端部は、カバープレートＣ２ｂ、流路部材Ｃ３、及び基板Ｂ２ａの他端部より突出している。
【００６０】
このように階段状に形成し、各階段の上面に各基板Ａ２ａ、Ｂ２ａ、Ｃ２ａの各表面ｈが露出するように形成したので、各基板Ａ２ａ、Ｂ２ａ、Ｃ２ａにＦＰＣ基板を張り付けて外部回路と容易に接続することができる。また、各流路部材Ａ３、Ｂ３、Ｃ３の各液体供給室Ａ１２、Ｂ１２、Ｃ１２は貫通孔を設けて互いに連通させてもよいし、紙面垂直方向の端部に共通液体供給部を設けて各液体供給室Ａ１２、Ｂ１２、Ｃ１２に液体を分流させてもよい。
【００６１】
上記のように構成したことにより、第一、第二、第三のアクチュエータＡ２、Ｂ２、Ｃ２の各振動は、隣接する他のアクチュエータに伝達し難い。また、ノズルプレート９を可撓性部材により形成すれば、ノズルプレート９を介して振動が伝達しない。そのため、各アクチュエータＡ２、Ｂ２、Ｃ２から吐出させる液滴の吐出速度のばらつきを低減させ、被記録媒体に高精度、高密度で記録することが可能となる。
【００６２】
なお、第四実施形態では３層構造のアクチュエータについて説明したが、本発明はこれに限定されない。更に多層構造のアクチュエータを構成することができ、その場合も、各アクチュエータ間に緩衝部材を介在させることができる。また、第一実施形態や第二実施形態のように、積層構造のアクチュエータを保持するベース部材や他の流路部材との間に緩衝部材を介在させることができる。
【００６３】
更に、第四実施形態では３層構造のアクチュエータであって上述したように他端部が階段状に形成されているものとしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、階段状に他端部を形成せず、第一、第二、第三のアクチュエータＡ２、Ｂ２、Ｃ２を同一の大きさで形成し、第四実施形態と同様に貼り合わせることで構成することができる。
【００６４】
（第五実施形態）
図６は、本発明の第五実施形態に係る液体噴射装置２０の模式的な斜視図である。
液体噴射装置２０は、液体噴射ヘッド１、１’を往復移動させる移動機構３３と、液体噴射ヘッド１、１’に液体を供給する液体供給管２３、２３’と、液体供給管２３、２３’に液体を供給する液体タンク２１、２１’を備えている。各液体噴射ヘッド１、１’は、基板表面に形成した細長い溝に連通するノズルに液体を吐出するアクチュエータと、このアクチュエータの溝に液体を供給する流路部材と、アクチュエータと流路部材の間に介在させてアクチュエータと流路部材を連結する緩衝部材とを備えている。
【００６５】
具体的に説明する。液体噴射装置２０は、紙等の被記録媒体２４を主走査方向に搬送する一対の搬送手段３１、３２と、被記録媒体２４に液体を吐出する液体噴射ヘッド１、１’と、液体タンク２１、２１’に貯留した液体を液体供給管２３、２３’に押圧して供給するポンプ２２、２２’と、液体噴射ヘッド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３３等を備えている。
【００６６】
一対の搬送手段３１、３２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２４を主走査方向に搬送する。移動機構３３は、副走査方向に延びた一対のガイドレール２６、２７と、一対のガイドレール２６、２７に沿って摺動可能なキャリッジユニット２８と、キャリッジユニット２８を連結し副走査方向に移動させる無端ベルト２９と、この無端ベルト２９を図示しないプーリを介して周回させるモータ３０を備えている。
【００６７】
キャリッジユニット２８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２１、２１’は対応する色の液体を貯留し、ポンプ２２、２２’、液体供給管２３、２３’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２８を駆動するモータ３０の回転及び被記録媒体２４の搬送速度を制御することにより、被記録媒体２４上に任意のパターンを記録することできる。
【００６８】
この構成により、液体噴射ヘッド１が吐出する液体の吐出速度のばらつきを減少させ、被記録媒体に高精度、高密度で記録することができる液体噴射装置２０を提供することができる。
【００６９】
以上、本発明において、アクチュエータと接合される部材に関し、緩衝部材を接合部に用いる構成について記載したが、より詳細に緩衝部材の特性について記載する。
【００７０】
例えば、緩衝部材（前述した第一の緩衝部材、第二の緩衝部材または第三の緩衝部材のうち、少なくとも一つの緩衝部材）の平均的な厚さが０．２ｍｍ〜２．０ｍｍであることが好ましい。この寸法サイズによれば、緩衝能力を維持し、かつ液体噴射ヘッドを大型化することなく本発明を実施することができる。
【００７１】
さらに、緩衝部材（前述した第一の緩衝部材、第二の緩衝部材または第三の緩衝部材のうち、少なくとも一つの緩衝部材）は耐溶剤性または耐油性を有することが好ましい。この形態によれば、緩衝部材は液体に接触する位置に設けられるため、液体が溶剤性のものであった場合に、緩衝部材が耐溶剤性を有すると、緩衝部材が侵食することなく本発明を実施することができる。また同様に、液体が油性のもので有った場合に、緩衝部材が耐油性を有すると、緩衝部材が侵食することなく本発明を実施することができる
【符号の説明】
【００７２】
１  液体噴射ヘッド
２  アクチュエータ
３  流路部材
４  緩衝部材
５  接続部
６  流路
７  ノズル
８  溝
９  ノズルプレート
１０  ベース部材
１１  連通孔
１２  液体供給室
２０  液体噴射装置
【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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