(57)【要約】【課題】接着剤の耐インク性を確保しつつも、圧電性材料を含むアクチュエータとマニフォールド部材との接合が確実に行われ、且つ、アクチュエータの圧電性材料の特性を損ねることもないインクジェットヘッド及びその製造方法を提供すること。【解決手段】電気的エネルギーをインク射出の機械的エネルギーに変換する圧電性材料を含むアクチュエータと、該アクチュエータに対してインクを供給するためのインク供給流路を構成するマニフォールド部材とが接着剤によって接合されてなるインクジェットヘッドにおいて、前記接着剤中に、気体を内包したバルーン状の添加剤が含まれてなることを特徴とするインクジェットヘッド。【選択図】    図１
2005306022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気的エネルギーをインク射出の機械的エネルギーに変換する圧電性材料を含むアクチ
ュエータと、該アクチュエータに対してインクを供給するためのインク供給流路を構成す
るマニフォールド部材とが接着剤によって接合されてなるインクジェットヘッドにおいて
、
前記接着剤中に、気体を内包したバルーン状の添加剤が含まれてなることを特徴とする
インクジェットヘッド。
【請求項２】
前記バルーン状の添加剤の混合比率は、前記接着剤に対して体積比率で５〜２００％で
あることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記バルーン状の添加剤は、殻が熱可塑性高分子からなることを特徴とする請求項１又
は２記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記バルーン状の添加剤は、殻が塩化ビニリデン樹脂、アクリルニトリル樹脂又は塩化
ビニリデン−アクリルニトリル共重合体のいずれかからなり、加熱によって膨張して気体
を内包したバルーン状とされていることを特徴とする請求項３記載のインクジェットヘッ
ド。
【請求項５】
前記接着剤は、硬化後のＴｇ（ガラス転移点）が８０℃以上であることを特徴とする請
求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記接着剤は、エポキシ系接着剤であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記
載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記アクチュエータと前記マニフォールド部材との線膨張率の差が±１０ｐｐｍ／℃以
上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
電気的エネルギーをインク射出の機械的エネルギーに変換する圧電性材料を含むアクチ
ュエータと、該アクチュエータに対してインクを供給するためのインク供給流路を構成す
るマニフォールド部材とを接着剤によって接合するインクジェットヘッドの製造方法にお
いて、
気体を内包したバルーン状の添加剤を含ませた接着剤を、前記アクチュエータと前記マ
ニフォールド部材との接合面に塗布又は注入した後、接着剤を硬化させることを特徴とす
るインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記バルーン状の添加剤の混合比率は、前記接着剤に対して体積比率で５〜２００％で
あることを特徴とする請求項８記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記バルーン状の添加剤は、殻が熱可塑性高分子からなることを特徴とする請求項８又
は９記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記バルーン状の添加剤は、殻が塩化ビニリデン樹脂、アクリルニトリル樹脂又は塩化
ビニリデン−アクリルニトリル共重合体のいずれかからなり、加熱によって膨張して気体
を内包したバルーン状とされていることを特徴とする請求項１０記載のインクジェットヘ
ッドの製造方法。
【請求項１２】
前記接着剤は、硬化後のＴｇ（ガラス転移点）が８０℃以上であることを特徴とする請
求項８〜１１のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１３】
前記接着剤の硬化環境を６０℃以上とすることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか
に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記接着剤は、エポキシ系接着剤であることを特徴とする請求項８〜１３のいずれかに
記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記アクチュエータと前記マニフォールド部材との線膨張率の差が±１０ｐｐｍ／℃以
上であることを特徴とする請求項８〜１４のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製
造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェットヘッド及びその製造方法に関し、詳しくは、電気的エネルギー
をインク射出の機械的エネルギーに変換する圧電性材料を含むアクチュエータと、該アク
チュエータに対してインクを供給するためのインク供給流路を構成するマニフォールド部
材とを接着剤によって接合してなるインクジェットヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気的エネルギーをインク射出の機械的エネルギーに変換するＰＺＴ等の圧電性材料の
せん断モードを利用してインクを射出するインクジェットヘッドでは、インクの加熱によ
る気泡発生を射出時のエネルギーとして利用する方式のインクジェットヘッドと比べて、
射出するインク液の自由度が高く、油系インクや溶剤系インクといった非水系のインクが
射出可能となることが大きな特徴である。
【０００３】
しかしながら、溶剤インクにはインクジェットヘッドを構成する樹脂部材を膨潤変形さ
せたり溶解したりする等の侵食性を持つものがあり、インクジェットヘッドのインク流路
部分の接着組立てに用いられる接着剤の選定が、溶剤インクに対する耐性という観点で制
限を受けることになる。
【０００４】
本発明者が各種の溶剤インクに対する接着剤の耐性を検討したところによると、接着剤
の架橋密度を高めたものが、溶剤インクに対する耐性が高くなる傾向が見られ、同時に接
着剤は硬く、Ｔｇ（ガラス転移点）が高くなる傾向となることがわかった。このため、溶
剤インクに対して使用可能な接着剤は、柔軟性の少ない硬いものばかりということになる
。
【０００５】
一方、インクジェットヘッドの使用温度は、室温に限らず、加熱して使用する場合もあ
り、広範囲の使用温度に対して信頼性を得る必要がある。また、ヘッド駆動（インク吐出
部）部分となるアクチュエータは、ＰＺＴやアルミナ等のセラミックス材料によって形成
されているのに対し、これにインクを供給するためのインク供給流路を構成するマニフォ
ールド部材は、コスト増を抑え、加工が容易である観点から樹脂製部品や金属製部品が用
いられている。そのため、インクジェットヘッドの組立てに際しては、熱膨張率（線膨張
率）の大きく異なるもの同士を接合しなくてはならない場合があり、このとき、使用環境
の温度変化によって、これらの部材間に歪が発生する問題が生じる。このとき、アクチュ
エータの圧電性材料は、このような歪によるストレスの影響を受けることで、特性が部分
的に変化して、インク射出に必要な駆動電圧に変動が見られ、射出速度異常による機能不
全を引き起こす問題がある。
【０００６】
また、耐インク性の接着剤には硬化に加熱が必要なものがあり、このことはインクジェ
ットヘッド組立て時の接着剤の硬化温度と完成したインクジェットヘッド使用時の環境温
度との温度差を大きくし、上記の歪発生の問題を大きくする要因となり、接着剤選択の範
囲を狭めるものであった。
【０００７】
更に、仮にアクチュエータとマニフォールド部材との間に大きな熱膨張率の相違がない
場合であっても、接着剤には硬化時に体積収縮を伴うものがあり、耐インク性を上げるた
めの高密度架橋を狙う場合に体積収縮率が大きくなる。接着剤の剛性が高い上に体積収縮
率が大きい場合、接着界面での歪が大きくなり、結果として上記同様のアクチュエータの
機能不全に繋がる問題があるばかりでなく、最悪の場合、界面剥離を引き起こすおそれも
ある。
【０００８】
このように、従来では、接着剤の耐インク性を確保しつつも、圧電性材料を含むアクチ
ュエータとマニフォールド部材との接合が確実に行われ、且つ、アクチュエータの圧電性
材料の特性を損ねないことの両立が困難であった。
【特許文献１】特開平７−３２５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、本発明は、接着剤の耐インク性を確保しつつも、圧電性材料を含むアクチュエ
ータとマニフォールド部材との接合が確実に行われ、且つ、アクチュエータの圧電性材料
の特性を損ねることもないインクジェットヘッド及びその製造方法を提供することを課題
とする。
【００１０】
本発明の他の課題は、以下の記載により明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は、以下の各発明によって解決される。
【００１２】
請求項１記載の発明は、電気的エネルギーをインク射出の機械的エネルギーに変換する
圧電性材料を含むアクチュエータと、該アクチュエータに対してインクを供給するための
インク供給流路を構成するマニフォールド部材とが接着剤によって接合されてなるインク
ジェットヘッドにおいて、前記接着剤中に、気体を内包したバルーン状の添加剤が含まれ
てなることを特徴とするインクジェットヘッドである。
【００１３】
請求項２記載の発明は、前記バルーン状の添加剤の混合比率は、前記接着剤に対して体
積比率で５〜２００％であることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッドであ
る。
【００１４】
請求項３記載の発明は、前記バルーン状の添加剤は、殻が熱可塑性高分子からなること
を特徴とする請求項１又は２記載のインクジェットヘッドである。
【００１５】
請求項４記載の発明は、前記バルーン状の添加剤は、殻が塩化ビニリデン樹脂、アクリ
ルニトリル樹脂又は塩化ビニリデン−アクリルニトリル共重合体のいずれかからなり、加
熱によって膨張して気体を内包したバルーン状とされていることを特徴とする請求項３記
載のインクジェットヘッドである。
【００１６】
請求項５記載の発明は、前記接着剤は、硬化後のＴｇ（ガラス転移点）が８０℃以上で
あることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットヘッドである。
【００１７】
請求項６記載の発明は、前記接着剤は、エポキシ系接着剤であることを特徴とする請求
項１〜５のいずれかに記載のインクジェットヘッドである。
【００１８】
請求項７記載の発明は、前記アクチュエータと前記マニフォールド部材との線膨張率の
差が±１０ｐｐｍ／℃以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドである。
【００１９】
請求項８記載の発明は、電気的エネルギーをインク射出の機械的エネルギーに変換する
圧電性材料を含むアクチュエータと、該アクチュエータに対してインクを供給するための
インク供給流路を構成するマニフォールド部材とを接着剤によって接合するインクジェッ
トヘッドの製造方法において、気体を内包したバルーン状の添加剤を含ませた接着剤を、
前記アクチュエータと前記マニフォールド部材との接合面に塗布又は注入した後、接着剤
を硬化させることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法である。
【００２０】
請求項９記載の発明は、前記バルーン状の添加剤の混合比率は、前記接着剤に対して体
積比率で５〜２００％であることを特徴とする請求項８記載のインクジェットヘッドの製
造方法である。
【００２１】
請求項１０記載の発明は、前記バルーン状の添加剤は、殻が熱可塑性高分子からなるこ
とを特徴とする請求項８又は９記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【００２２】
請求項１１記載の発明は、前記バルーン状の添加剤は、殻が塩化ビニリデン樹脂、アク
リルニトリル樹脂又は塩化ビニリデン−アクリルニトリル共重合体のいずれかからなり、
加熱によって膨張して気体を内包したバルーン状とされていることを特徴とする請求項１
０記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【００２３】
請求項１２記載の発明は、前記接着剤は、硬化後のＴｇ（ガラス転移点）が８０℃以上
であることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造
方法である。
【００２４】
請求項１３記載の発明は、前記接着剤の硬化環境を６０℃以上とすることを特徴とする
請求項８〜１２のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【００２５】
請求項１４記載の発明は、前記接着剤は、エポキシ系接着剤であることを特徴とする請
求項８〜１３のいずれかに記載のインクジェットヘッドの製造方法である。
【００２６】
請求項１５記載の発明は、前記アクチュエータと前記マニフォールド部材との線膨張率
の差が±１０ｐｐｍ／℃以上であることを特徴とする請求項８〜１４のいずれかに記載の
インクジェットヘッドの製造方法である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、接着剤の耐インク性を確保しつつも、圧電性材料を含むアクチュエー
タとマニフォールド部材との接合が確実に行われ、且つ、アクチュエータの圧電性材料の
特性を損ねることもないインクジェットヘッド及びその製造方法を提供することができる
。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００２９】
図１は、インクジェットヘッドの一例を示す断面図である。図中、１はインク室の三方
の壁となる多数の溝が並設された圧電性材料からなる基板、２は基板１と接着されインク
室の上方を塞ぐ壁となる蓋部材、３は基板１の各溝と蓋部材２とで形成されるインク室で
あり、以上、圧電性材料からなる基板１、蓋部材２及びこれらによって形成されるインク
室３によってアクチュエータ１０が構成される。４はアクチュエータ１０の前面に接着さ
れたノズルプレートであり、アクチュエータ１０の各インク室３に対応してインク滴を吐
出させるインク吐出口を有している。Ｄは射出したインク滴である。
【００３０】
また、５はアクチュエータ１０の各インク室３にインクを供給するインク供給流路を構
成するマニフォールド部材、６はマニフォールド部材５に接着され図示しないインク貯蔵
部からインクを供給するためのインクチューブ、７は各インク室３内の側壁に形成された
電極膜に通電するためのＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）であり、駆動ＩＣ７
１が実装されている。８はインクジェットヘッドの全体を覆うカバーである。
【００３１】
図中の矢印はインクの流れを示している。すなわち、図示しないインク貯蔵部からイン
クがインクチューブ６を通ってマニフォールド部材５内のインク供給流路を満たしている
。マニフォールド部材５内には、金網等のフィルタ５１が配設されており、インク中の異
物を取り除くようになっている。フィルタ５１で濾過されたインクは、マニフォールド部
材５からアクチュエータ１０の各インク室３に流入する。一方、図示しないインクジェッ
トプリンタ本体の制御手段から画像信号がＦＰＣ７を介して送られてくると、駆動ＩＣ７
１は、対応するインク室３の圧電性材料で構成された側壁をせん断変形させるための電圧
を発生させ、側壁の電極膜に通電する。すると、側壁がせん断変形したインク室３は、ノ
ズルプレート４のインク吐出口からインク滴Ｄを射出する。
【００３２】
ここで、アクチュエータ１０の基板１を構成する圧電性材料とは、電気的エネルギーを
インク射出の機械的エネルギーに変換する材料であり、具体的には、分極処理されたＰＺ
Ｔ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＰＬＺＴ（ＰＺＴにＬａを固溶させたもの）、アルミナ等
のセラミックス材料が好ましく用いられる。主にＰｂＯｘ、ＺｒＯｘ、ＴｉＯｘの混合微
結晶体に、ソフト化剤又はハード化剤として知られる微量の金属酸化物、例えばＮｂ、Ｚ
ｎ、Ｍｇ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｌａ、Ｃｒ等の酸化物を含むものが好ましい。中でも、ＰＺＴは
充填密度が大きく、圧電性定数が大きく、加工性が良いので好ましい。
【００３３】
このような圧電性材料からなる基板１に接合される蓋部材２の材料には、基板１と熱膨
張率（線膨張率）が同等の材料が使用される。基板１のそりの発生を抑えるためである。
これには、一般に基板１と同一のセラミックス材料を分極処理しないで使用される。
【００３４】
また、マニフォールド部材５を構成する材料としては、インクジェットヘッドのコスト
増を抑え、且つ、加工の容易性を考慮して、一般に合成樹脂や金属材料が用いられる。合
成樹脂としては、アクリル、ポリエーテルイミド、変性ポリフェニレンエーテル、ポリカ
ーボネート、ポリアミド、ポリエステル等が挙げられる。中でも、寸法精度が良好である
点でポリエーテルイミド（ＰＥＩ）が好ましい。また、金属材料としては、アルミニウム
等が挙げられる。
【００３５】
本実施形態において、本発明の特徴とするアクチュエータ１０とマニフォールド部材５
との接着剤による接合部分は、図１に示す接合部Ａ１、Ａ２であり、マニフォールド部材
５は、アクチュエータ１０の蓋部材２と基板１の双方との間で接着されることになる。従
って、ここでは、セラミックス材料と合成樹脂又はセラミックス材料と金属材料という異
種材料との接着となる。このような異種材料同士の接合は、多くの場合、熱膨張率の相違
の問題を伴っており、本発明では、このようにマニフォールド部材５と圧電性材料を含む
アクチュエータ１０との熱膨張率が相違する場合に、後述するように顕著な効果を発揮す
るため好ましい。
【００３６】
これらの接合に用いられる接着剤としては、インクに対する耐性、すなわち耐溶剤性を
考慮すると、硬く、Ｔｇが高いもの、具体的にはＴｇが８０℃以上であるものが好ましい
。接着剤の種類としては、例えば、エポキシ系接着剤、フェノール系接着剤、ポリウレタ
ン・イソシアネート系接着剤、アクリル酸エステル系接着剤等が挙げられる。これらの中
でも、強靭で接着強度が高く、耐溶剤性も良好である点で、エポキシ系接着剤を用いるこ
とが好ましい。
【００３７】
エポキシ系接着剤は、エポキシ樹脂（主剤）と硬化剤との組合せからなる。主剤として
は、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、フェノールノ
ボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、トリアジン骨格エポキ
シ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂等が挙げられる。また、硬化剤としては、アミ
ン系硬化剤、ポリアミノアミド系硬化剤、酸無水物系硬化剤、ジシアンジアミド系硬化剤
、ポリメルカプタン系硬化剤、イミダゾール系硬化剤等が挙げられる。なお、これらの材
料の詳細は、新保正樹編「新エポキシ樹脂ハンドブックＩ」日刊工業新聞社に詳細に記載
されている。
【００３８】
インクに対する耐性という観点からは、一般には加熱により硬化する加熱硬化型の接着
剤が好ましく用いられる。このような接着剤は、室温での硬化反応は遅いので、作業効率
上、加熱硬化処理が必要となる。また、通常室温でも硬化反応が進む接着剤、例えばポリ
アミノアミド系硬化剤を使用したエポキシ系接着剤等においても、硬化温度を上げること
で、より高いインク耐性が得られるようになる場合があり、本発明において使用すること
ができる。
【００３９】
更に、接着剤には、チキソ性付与のためや熱伝導性付与のため等に、コロイダルシリカ
粒子、アルミナ粒子等の各種充填材を混合しても良い。
【００４０】
本発明において接着剤中に含まれる添加剤は、気体を内包したバルーン状の添加剤（以
下、本発明添加剤という。）である。
【００４１】
ここで、バルーン状とは、シェル（殻）の内部に気体を包み込んだコア／シェルタイプ
のマイクロカプセル状を呈するものを指し、内包される気体の性質によって膨張するタイ
プと膨張しないタイプとがあるが、膨張するタイプのものでは、本発明においては膨張後
の状態のものをバルーン状の添加剤ということとする。このような本発明添加剤には、一
般にマイクロバルーンと呼ばれるものが好ましく用いられる。
【００４２】
このような本発明添加剤にはいくつかの種類があり、シェル（殻）がガラス等の無機材
料からなるものと有機材料からなるものとがある。更に有機材料には、フェノール樹脂等
の熱硬化性樹脂からなるものと、アクリルニトリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂等の熱可塑
性樹脂からなるものとがある。これらのものは、いずれも数ミクロン〜数百ミクロンの微
小な気泡を安定して接着剤中に添加することができる。なお、発泡剤を用いて接着剤中に
気泡を付与する方法も本目的には有効であるが、気泡の安定性や接着剤による封止の信頼
性の観点から、上記のようなバルーン状の添加剤が用いられる。
【００４３】
本発明添加剤の種類では、特にシェルに熱可塑性高分子を使用したものが、柔軟性に富
み、本発明の目的に更に合致するため好ましい。中でも、シェルが塩化ビニリデン樹脂、
アクリルニトリル樹脂又は塩化ビニリデン−アクリルニトリル共重合体のいずれかからな
り、加熱によって膨張することで、気体を内包したバルーン状とされる熱膨張性のものが
、接着剤中での安定性に優れ、気泡の破壊が少ない点でより好ましい。
【００４４】
ここで、内包される気体としては、熱膨張性の気体が用いられ、例えばイソブタン、イ
ソブチレン等の低沸点（常温で気体）の炭化水素が好ましく用いられる。これらは熱可塑
性高分子のシェルの内部に液体の状態で包み込まれ、加熱されることによってシェルが軟
化し、液状の炭化水素が気体に変化するため、その圧力で気体を内包したバルーン状の形
態とされる。
【００４５】
このような本発明添加剤を接着剤へ混合する方法には、例えば以下に示す方法が例示さ
れるが、いずれも接着剤を硬化させる前に、気体を内包したバルーン状で存在しているこ
とが必要である。
【００４６】
（１）既膨張の添加剤を用いて接着剤と混合し、そのまま使用する。この場合、添加剤
の密度が低く、作業性が困難な場合が多いので、予め添加剤にアルミナやシリカといった
無機のフィラーをまぶしたものを使用すると作業性が良くなる。加えて、接着剤への混合
における分散性が優れるといった利点もある。
【００４７】
（２）２液混合型の接着剤の場合、予めいずれか一方の接着剤あるいは両方の接着剤中
に既膨張の添加剤を予備混合しておくと作業性が良い。
【００４８】
（３）加熱によって膨張するタイプの添加剤を使用する場合、膨張前の添加剤を接着剤
中に予め混合しておき、発泡のための加熱処理を経て添加剤を発泡させる。
【００４９】
（４）２液混合型の接着剤の場合、予め主剤中に膨張前の添加剤を混合し、膨張のため
の加熱処理を経て添加剤を膨張させ、気体を内包したバルーン状とした後、接着剤の使用
時に硬化剤と混合すると作業性が良い。
【００５０】
このようにして圧電性材料を含むアクチュエータ１０とマニフォールド部材５とを、上
記のような本発明添加剤が含まれた接着剤を用いて接合することで、硬く、Ｔｇが高い、
好ましくはＴｇが８０℃以上である接着剤が持つ耐インク性の特性を損なわずに、実質的
な接着剤の弾性率を低下させることができる。すなわち、本発明添加剤は、気体を内包し
たバルーン状の形態によって、マクロ的には接着剤中に歪を逃がす微細な空間を与える一
方で、ミクロ的には本発明添加剤と接着剤とは溶け合わずに独立で存在することが、接着剤が本来持つ化学的な特性を損なうことがない状況を作り出すことができる。従って、接着剤の耐溶剤性の問題と、このような耐溶剤性の接着剤が持つ問題点である硬さに起因する歪を緩和させることで、温度差による歪や接着剤の硬化収縮による歪によって受けるストレスによって、アクチュエータ１０を構成する圧電性材料が機能不全を引き起こす問題を同時に解決することができる。
【００５１】
また、常温硬化型の接着剤は一般に耐溶剤性に劣る傾向が見られるが、硬化温度を上げ
て高架橋度の反応を狙うことによって耐溶剤性を高めることができ、油系インクや溶剤系
インクといった非水系のインクでも使用可能とすることができる。この場合、硬化時の収
縮率が大きくなり、接着剤の残留歪が大きくなって接着力の低下を招く場合があり、特に
、接着剤の硬化収縮率が３％以上ある場合は、ヒートサイクル時の接着剥離が発生し、目
標とする接着性能が得られなくなる場合があるが、それを本発明添加剤の混合によって改
善することができ、これまで使えなかった接着剤や硬化条件を使用可能とすることができ
、接着剤選定の自由度を向上させることができるようになる。
【００５２】
なお、マニフォールド部材５と圧電性材料を含むアクチュエータ１０との接合部Ａ１、
Ａ２の形態としては、一般に線状となる態様の他、面状となる態様がある。特に、マニフ
ォールド部材５と圧電性材料を含むアクチュエータ１０同士が多面で接合されるような場
合に、その各接合部に介在される接着剤に掛かる歪の影響は大きくなる。
【００５３】
多面で接合される場合の中でも、とりわけ、図２に例示するように、マニフォールド部
材５と圧電性材料を含むアクチュエータ１０同士が入れ子状に接合される場合、その歪の
問題は最も大きくなる。すなわち、このアクチュエータ１０は、インク吐出を行うノズル
列を２列に配列したマルチノズルタイプのアクチュエータを構成しており、各列のチャネ
ルには、アクチュエータ１０の上下面のインク供給口１１からインク供給されるため、マ
ニフォールド部材５も、アクチュエータ１０の上下にそれぞれ取り付けられる。この場合
、一方のマニフォールド部材５Ａは、アクチュエータ１０に対して、接合面５Ａ１、５Ａ
２、５Ａ３の三面で接合され、他方のマニフォールド部材５Ｂに対して凸部５Ａ４と凹部
５Ｂ１とが組み合わさった形態で接合される。従って、アクチュエータ１０とマニフォー
ルド部材とは、アクチュエータ１０の四方がマニフォールド部材５Ａ及び５Ｂによって取
り囲まれて固定された入れ子状の接合形態となる。
【００５４】
このような入れ子状の接合形態において歪の問題が大きくなるのは、線状の接合や面状
の接合では、接着剤の変形によって歪の緩和はなされるが、入れ子状の接合形態における
接着剤の歪の緩和には、接着剤自体の体積変化を必要とするためである。このような接合
形態の場合に、本発明添加剤を含む接着剤を適用することで、体積変化を伴う歪の緩和に
も有効に作用する。
【００５５】
このような効果を顕著に得る観点から、本発明添加剤の混合比率は、接着剤に対して体
積比率（膨張するタイプの場合は膨張後の体積比率）で５〜２００％とすることが好まし
い。５％未満ではバルーン状の添加剤による歪緩和効果が有効に発現されず、一方、本発
明添加剤の比率が高いほど歪緩和効果は高くなるが、２００％以上になると接着剤との混
合が不完全となって、構造的に弱い部分が現れるようになるため好ましくない。より好ま
しくは２０〜１５０％とすることである。
【００５６】
また、本発明添加剤の最大径（膨張するタイプの場合は膨張後の最大径）は、２〜２０
０μｍとすることが好ましい。２μｍより小さいと、バルーン状の添加剤による歪緩和効
果が有効に発現されず、一方、２００μｍを越えると、接着剤との混合が不完全となって
、構造的に弱い部分が現れるようになるため好ましくない。より好ましくは５〜１００μ
ｍとすることである。
【００５７】
接着剤と混合する本発明添加剤には、予め炭酸カルシウム、酸化チタン又は二酸化ケイ
素の粉体でコーティングしたものを使用することが好ましい。本発明添加剤は比重が小さ
く、空調等の風の影響を受けて飛散したりするおそれがあるが、このように予めコーティ
ングしたものを使用することで、これらの影響を抑え、接着剤への混合工程での作業性を
改善する効果がある。
【００５８】
かかるインクジェットヘッドの製造に際しては、マニフォールド部材５は、予め基板１
に蓋部材２を接合したアクチュエータ１０に対して接合を行う。本発明添加剤を含んだ接
着剤は、図１に示す接合部Ａ１、Ａ２に相当するマニフォールド部材５の接合面及び／又
はアクチュエータ１０の接合面に、ディスペンサ法、スクリーン法、ロール転写法等の塗
布方法により予め塗布しておき、その後、マニフォールド部材５をアクチュエータ１０の
所定の位置に接合して硬化させるようにしても良いし、マニフォールド部材５をアクチュ
エータ１０の所定の接合位置に配置した後、両者間の接合部Ａ１、Ａ２に、中空の注入針
を用いて接着剤を注入した後、硬化させるようにしても良い。
【００５９】
このマニフォールド部材５と圧電性材料を含むアクチュエータ１０との接合に使用され
る接着剤の膜厚は、硬化後膜厚で２〜１５０μｍとすることが好ましい。２μｍよりも薄
いと、所望の接着強度を得ることが難しくなり、また、１５０μｍよりも厚くすると、イ
ンク流路内部への接着剤流れ込みによる不良発生率が著しく高くなるために好ましくない
。より好ましくは、５〜１００μｍとすることである。
【００６０】
本発明においては、マニフォールド部材５と圧電性材料を含むアクチュエータ１０との
熱膨張率（線膨張率）の差が±１０ｐｐｍ／℃以上であるような場合、両部材間の接合に
用いられる接着剤に掛かる歪の問題が顕著となるため、本発明を適用することによる効果
が顕著に発揮される。熱膨張率（線膨張率）の差は、あまり大きすぎると、本発明添加剤
を混入した接着剤を使用しても、歪緩和効果が有効に働かなくなるため、上限は±１２０
ｐｐｍ／℃とすることが好ましい。
【００６１】
また、マニフォールド部材５と圧電性材料を含むアクチュエータ１０とを接合するため
の接着剤として、加熱硬化型の接着剤を使用する場合は、その硬化環境を６０℃以上とす
ると、組立て完成後のインクジェットヘッドが使用環境下におかれた際との温度差が大き
くなるため、両部材の熱膨張率（線膨張率）の相違によって、両部材間を接合する接着剤
に掛かる歪が大きくなる。従って、この場合も本発明を適用することによる効果が顕著に
発揮されるようになる。この硬化環境温度は、あまり高すぎると、アクチュエータ１０に
含まれる圧電性材料の分極が消失して圧電性を示さなくなる問題があるため、２００℃以
下とすることが好ましい。
【実施例】
【００６２】
図１に示すインクジェットヘッド構造において、マニフォールド部材とアクチュエータ
との間の接合部Ａ１、Ａ２において接着剤を用いて接合した。
【００６３】
アクチュエータは、インク室を構成する多数の溝を並設した分極処理されたＰＺＴの上
部に、非分極のＰＺＴを蓋部材として接合して構成し、その前面にインク吐出口を形成し
たノズルプレートを貼着した。アクチュエータのノズル数は１２８ノズル、ノズルピッチ
は１８０ｄｐｉ（１４１μｍ）、アクチュエータの線膨張率は３ｐｐｍ／℃である。
【００６４】
このアクチュエータに接合するマニフォールド部材として、表１にそれぞれ示す材料（
その線膨張率を同表に併記する。）を用いて接着剤によって接合し、実施例１〜６及び比
較例１〜４に示すインクジェットヘッドを作成した。
【００６５】
なお、各インクジェットヘッドの作成の際に使用した接着剤の仕様、硬化条件は、それ
ぞれ表１に示す通りである。また、各接着剤の物性及び添加剤の特性をそれぞれ表２、表
３に示す。
【００６６】
【表１】
2005306022.tif 000003
【００６７】
【表２】
2005306022.tif 000004
【００６８】
【表３】
2005306022.tif 000005
【００６９】
表中、エポテックはエポキシテクノロジー社製の接着剤、セメダインはセメダイン社製
の接着剤である。
【００７０】
添加剤は、Ｆ−４６を除いて、既膨張タイプの商品である。
【００７１】
添加剤としてＦ−４６を用いた実施例１は、Ｆ−４６と接着剤の主剤とを予め混合して
１４０℃で加熱処理して膨張させた後、硬化剤を混合して使用した。
【００７２】
以上の通り作成されたインクジェットヘッドのそれぞれについて、以下に示す試験を実
施し、その評価を行った。
【００７３】
（耐溶剤インク特性試験）
溶剤インクに使用される溶剤として、シクロヘキサノン、エチルラクテート、キシレン
、エチレングリコールモノブチルエーテルのそれぞれを試験液として用いた。
【００７４】
上記の試験液に接着剤のペレットを６０℃、１週間浸漬して重量変化率を測定した。そ
の評価基準は以下の通りである。
○：全ての試験液に対して変化率が８％以下である。
×：上記のいずれかの試験液において変化率が８％を越える。
【００７５】
（ヒートサイクル試験）
６０℃１時間、−２０℃１時間のサイクルを２０回繰り返し、その後の接合部における
封止漏れ発生の有無を確認した。その評価基準は以下の通りである。
○：封止漏れは全く見られない。
×：封止漏れが見られる。
【００７６】
（射出速度ばらつき試験）
１２８ノズルの平均射出速度が８ｍ／ｓとなるように駆動電圧を掛け、そのときの速度
ばらつきを測定した。その評価基準は以下の通りである。
○：最大射出速度と最低射出速度との差が２ｍ／ｓ以下である。
×：最大射出速度と最低射出速度との差が２ｍ／ｓを越える。
【００７７】
総合評価は、上記各試験の評価において、全てを満足するものを○とした。その結果を
表４に示す。
【００７８】
【表４】
2005306022.tif 000006
【００７９】
表４からわかるように、マニフォールド部材とアクチュエータとの間の接合部において
、接着剤中に本発明添加剤を混合するものを使用することで、耐溶剤性の接着剤を使用し
ても、両部材の熱膨張率（線膨張率）の相違によって生じる歪に起因する圧電性材料の機
能不全の問題を解消することができると共に、確実に接合できて安定したインク射出が可
能なインクジェットヘッドとすることができた。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】インクジェットヘッドの一例を示す断面図
【図２】アクチュエータとマニフォールド部材とが入れ子状に接合される態様を示す分解斜視図
【符号の説明】
【００８１】
１：基板
２：蓋部材
３：インク室
４：ノズルプレート
５：マニフォールド部材
５１：フィルタ
６：インクチューブ
７：ＦＰＣ
７１：駆動ＩＣ
８：カバー
１０：アクチュエータ
【図１】
2005306022.tif 000007
【図２】
2005306022.tif 000008