(57)【要約】【課題】インク滴吐出時にクロストークの発生を抑制可能なインクジェットヘッドを提供すること。【解決手段】溝を介して並列に配列され、圧電式駆動機構として機能する複数の駆動柱と、各駆動柱の柱端面に接着剤により接着された複数のダイヤフラム部を有する板とを備え、ダイヤフラム部を振動させてインク滴を吐出するインクジェットヘッドにおいて、駆動柱は柱端部にダイヤフラム部と駆動柱とを接着する際に発生する余剰の接着剤を収容する収容手段を備えている。これによって、隣接するピエゾ素子への接着剤の濡れ広がりを抑制し、隣接するピエゾ素子がない方向に接着剤を濡れ広がるようにし、クロストークの発生を抑制する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動柱を有するピエゾ素子と、前記駆動柱の柱端面と接着剤により接着されたダイヤフラム部と、を備えるインクジェットヘッドにおいて、
前記駆動柱には、前記ダイヤフラム部と前記駆動柱との接着面にて生じ得る余剰の接着剤を逃がす逃げ溝が形成されること、
を特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記逃げ溝は、前記ダイヤフラム部と接着される面において、前記ダイヤフラム部の突き出し部の長辺と平行である、請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記ダイヤフラム部は、駆動柱と接着される面に対して、駆動柱に施された逃げ溝の幅より短辺が短い突き出し部が形成されており、かつ、前記ダイヤフラム部の突き出し部の高さは、中心の突き出し部の高さが高く、前記ダイヤフラム部の突き出し部の端に進むにつれて高さが低くなる、請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記駆動柱は、前記ダイヤフラム部と接着される面に対して、逃げ溝の深さが溝方向において端の方が深く、中心の深さが浅い、請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記駆動柱は、前記ダイヤフラム部と接着される面に対して、逃げ溝の深さが溝方向において端の方が深く、中心の深さが浅い、請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク滴吐出時にクロストークの発生することを防止したインクジェットヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット式のプリンタに用いられるインクジェットヘッドは、高画質を達成するために、吐出効率が良いことが要求される。
【０００３】
このため、インクジェットヘッドを構成する、駆動柱を有するピエゾ素子と、駆動柱の駆動端面に接着されてインク滴を吐出するダイヤフラム部との間に隙間が形成されないように接着されること、及び、ピエゾ素子とダイヤフラム間の接着剤がはみ出し、となりの駆動柱に接触させないことが重要である。
【０００４】
図８は、従来のインジェットヘッドの断面図である。
【０００５】
同図において、１はインクジェットヘッドで、ノズル１２からインクが吐出される。ノズル１２を有する流路板２のダイヤフラム部５とピエゾ素子３とが接着されている。
【０００６】
前者に対して、従来はダイヤフラム部５とピエゾ素子３とを接着する際、両者の間に形成される隙間にギャップ剤を混入させたり、接着剤の塗布量を増やしたりして、隙間が生じないような対策を行っている。後者については、接着剤１７量の最適化や接着剤がはみ出さないように、塗布領域に対して接着剤１７の塗布面積を小さくするなどの対策が行われている。
【０００７】
図９は、従来のピエゾ方式におけるインクジェットヘッドの基本構成を示す斜視図である。
【０００８】
同図において、６は振動板４の隔壁部、７は圧力室を形成するチャンバプレート、８はパ−テーションプレート、９は供給口プレート、１０はインクプールプレート、１１はノズルプレート、１２はノズル、１３は圧力室、１４はインクプール、１６はピエゾ素子とダイヤフラム部との接着面である。
【０００９】
ピエゾ素子３は、各ノズルピッチに対応したピッチで分割された積層ピエゾ素子として形成されている。インクジェットヘッド１は、溝１Ａを介して並列に配列され、圧電式駆動機構として機能する複数の駆動柱３Ａを有するピエゾ素子３と、ピエゾ素子３の上に設けられインクを吐出する流路板２とを備えている。流路板２は、各駆動柱の柱端面に接着剤により接着された複数のダイヤフラム部５を有する振動板４を有する。
【００１０】
特許文献１では、駆動柱３Ａは、ダイヤフラム部５と駆動柱３Ａとを接着するに際し、余剰の接着剤を収容する収容手段として、溝方向に対して平行に柱の中心から端に向かって逃げ溝１５が形成され、接着剤のはみ出し量を抑制するという点で一応の効果を奏している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−３２０８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前述の特許文献１では、ダイヤフラム部に接着する駆動柱の接着面（駆動端面）に加工を施し、接着剤のはみ出し量を制御しているが、はみ出す方向を制御することができないため、接着時に接着剤がはみ出して、隣りの駆動柱に接着し、インク滴吐出時にクロストークが生じる可能性がある。ピエゾ素子の駆動柱のピッチは、高集積化に伴い益々短くなるので、クロストークが発生する可能性は益々高くなりつつある。
【００１３】
以上のような事情に照らして、本発明の目的は、インク滴吐出時にクロストークの発生することを防止したインクジェットヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明に係る発明のインクジェットヘッドは、ピエゾ素子の複数の駆動柱と、各駆動柱の柱端面に接着剤により接着された複数のダイヤフラム部を有する板とを備え、ダイヤフラム部を振動させてインク滴を吐出するインクジェットヘッドにおいて、駆動柱にダイヤフラム部と駆動柱との接着面に余剰の接着剤の逃げ溝を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、余剰の接着剤が隣りの駆動柱に接着して、インク滴吐出の際にクロストークが生じることは防止される。更に、接着剤の塗布量を、従来より増加させることができ、高い信頼性の下で接着できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態１におけるインクジェットヘッドの断面図
【図２】実施の形態１のインクジェットヘッドの圧力室における長手方向の断面図
【図３】実施の形態１における突き出し部を上としたダイヤフラム部の平面図
【図４】実施の形態２における断面図
【図５】実施の形態２のインクジェットヘッドの圧力室の長手方向の断面図
【図６】実施の形態３における断面図
【図７】実施の形態３のインクジェットヘッドの圧力室の長手方向の断面図
【図８】従来のインクジェットヘッドで、ダイヤフラム部とピエゾ素子との接着状態を示す断面図
【図９】従来のピエゾ方式のインクジェットヘッドの基本構成を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１におけるインクジェットヘッドの断面図であり、図２は実施の形態１におけるインクジェットヘッドの圧力室の長手方向断面図である。
【００１９】
本実施の形態１のインクジェットヘッド１は、外観は図９の従来のピエゾ方式におけるインクジェットヘッドの基本構成と同じであるが、突き出し部１８の構造が異なる。
【００２０】
図１は図９のＡ−Ａ断面に相当し、図２は図９のＢ−Ｂ断面に相当する。駆動柱３Ａにダイヤフラム部５と駆動柱３Ａとの接着面に余剰の接着剤の逃げ溝１５を備え、駆動柱３Ａに形成された逃げ溝１５は、ダイヤフラム部５と接着される面において、ダイヤフラム部５の突き出し部１８の長辺と平行である。
【００２１】
逃げ溝１５は、ダイヤフラム部５と接着されるピエゾ素子の駆動柱３Ａの接着面１６よりも１０μｍ〜５０μｍ程度低い。そして、逃げ溝１５より小さい幅のダイヤフラム部５の突き出し部１８が逃げ溝１５に対応し、逃げ溝１５と突き出し部１８は接着剤１７により接続される構成となっている。
【００２２】
図２において、突き出し部１８はＢ−Ｂ断面方向に対して、高さの傾斜を施している。その高さは、Ｂ−Ｂ断面方向に対して突き出し部１８の中央部分の高さが高く、突き出し部の端に進むに従って、低くなる構造をとってある。
【００２３】
具体的には、突き出し部１８の中央部分の高さは、逃げ溝１５の深さの５０〜９０％程度の高さであり、突き出し部１８の端の高さは、逃げ溝１５の深さの２０〜５０％程度の高さである。
【００２４】
図１において、接着剤１７がダイヤフラム部５と駆動柱３Ａとを接着するために用いられる。接着剤１７としては、二液性常温硬化型のエポキシ系接着剤や熱硬化型のエポキシ系接着剤が用いられ、駆動柱３Ａの接着面１６に塗布される。接着剤１７は、駆動柱３Ａの動きにダイヤフラム部５が追従するような接着剤であることが望ましいため、接着剤硬化後の硬度が８０〜９５（ショアＡ）と比較的高いものが適している。
【００２５】
また、接着剤は、スクリーン印刷や転写により塗布される。駆動柱３Ａとダイヤフラム部５との接着時には、ダイヤフラム部５を含む流路板２又は駆動柱３Ａを加圧して密着性を向上させるが、加圧の際に接着面１６に塗布された接着剤１７は、硬化後、接着面１６とダイヤフラム部５との界面に２μｍ〜４μｍ程度の厚さの膜を形成する。界面の膜が５μｍ以上の厚みになると、接着剤の硬度によっては、駆動柱３Ａの動きを吸収してしまい、ダイヤフラム部５に圧力を効率よく加えることが出来ないため、膜はなるべく薄いほうが望ましい。
【００２６】
また、薄すぎると接着力が弱まるため、接着剤の厚みとしては２μｍ〜４μｍ程度の厚みが望ましい。
【００２７】
図３は、突き出し部１８を上としたダイヤフラム部５の平面図である。ダイヤフラム部５の突き出し部１８の短辺は逃げ溝の幅より小さい。ダイヤフラム部５上の突き出し部１８の形状に対して、突き出し部１８の中心から長辺にそって端部に向かうに従い、短辺の長さを小さくしてやると、ダイヤフラム部とピエゾ素子との組立時に両者は嵌合しやすくなる。
【００２８】
また、突き出し部の中心が高く、端部の厚みが低いと、接着剤が中心から外へ広がるので気泡が入りにくい。気泡が入ると駆動柱３Ａの振動が気泡により吸収および減衰するため、気泡が入りにくくなると振動伝達のバラツキが少なくなる効果がある。
【００２９】
本実施の形態により、加圧によってはみ出た接着剤１７は、逃げ溝１５へ流出して硬化する。これにより、各駆動柱の端面から流出した接着剤１７によって隣接する各柱が機械的に繋がることはない。従って、インク滴吐出の際に、クロストークを引き起こすことは防止される。
【００３０】
また、流出した接着剤がダイヤフラム部５と隔壁部６との隙間に流入して硬化し、ダイヤフラム部５の振動動作を抑制して吐出効率を低下させることも防止される。
【００３１】
更に、接着剤１７の塗布量を増加させることができるので接着の信頼性が向上する。また、接着剤１７の塗布にバラツキが生じても、溢れた接着剤１７を逃げ溝１５に逃がすことができるため、インクジェットヘッドを製造する際、歩留まりが向上する。
【００３２】
（実施の形態２）
図４は、実施の形態２におけるインクジェットヘッドの断面図であり、図５は、実施の形態２におけるインクジェットヘッドの圧力室の長手方向断面図である。
【００３３】
本実施の形態２のインクジェットヘッド１は、外観は図９の従来のピエゾ方式におけるインクジェットヘッドの基本構成と同じであるが、突き出し部１８の構造が異なる。図４は図９のＡ−Ａ断面に相当し、図５は図９のＢ−Ｂ断面に相当する。
【００３４】
本実施の形態２におけるインクジェットヘッド１の構成は、実施の形態１と同様の構成である。但し、実施の形態１では、突き出し部１８に対してＢ−Ｂ断面方向に対して高さの傾斜を施していたが、実施の形態２では施していない。その代わり、駆動柱３Ａの逃げ溝１５に関しては、Ｂ−Ｂ断面方向に対して深さの傾斜を施している。
【００３５】
その深さは、Ｂ−Ｂ断面方向に対して逃げ溝１５の中央部分の深さが浅く、逃げ溝１５の端に進むに従って、深くなる構造をとってある。具体的には、逃げ溝１５の端の深さは逃げ溝１５の中央の深さより、１．２５〜２倍程度深くなっている。
【００３６】
駆動柱３Ａの逃げ溝１５の深さを変える方が、研削で通し加工が可能となるので、溝の深さを高精度にすることが可能となる。この効果によって、振動をダイヤフラムに伝える際の効率のバラツキが小さくなることが期待される。
【００３７】
本実施の形態により、加圧によってはみ出た接着剤１７は、逃げ溝１５へ流出して硬化する。これにより、各駆動柱の端面から流出した接着剤１７によって隣接する各柱が機械的に繋がることはない。従って、インク滴吐出の際に、クロストークを引き起こすことは防止される。
【００３８】
また、流出した接着剤がダイヤフラム部５と隔壁部６との隙間に流入して硬化し、ダイヤフラム部５の振動動作を抑制して吐出効率を低下させることも防止される。
【００３９】
更に、接着剤１７の塗布量を増加させることができるので接着の信頼性が向上する。また、接着剤１７の塗布にバラツキが生じても、溢れた接着剤１７を逃げ溝１５に逃がすことができるため、インクジェットヘッドを製造する際、歩留まりが向上する。
【００４０】
（実施の形態３）
図６は実施の形態３におけるインクジェットヘッドの断面図であり、図７は実施の形態３におけるインクジェットヘッドの圧力室の長手方向断面図である。
【００４１】
本実施の形態３のインクジェットヘッド１は、外観は図９の従来のピエゾ方式におけるインクジェットヘッドの基本構成と同じであるが、突き出し部１８の構造が異なる。図６は図９のＡ−Ａ断面に相当し、図７は図９のＢ−Ｂ断面に相当する。
【００４２】
本実施の形態３におけるインクジェットヘッド１の構成は、実施の形態１と同様の構成である。
【００４３】
駆動柱３Ａの逃げ溝１５はＢ−Ｂ断面方向に対して、深さの傾斜を施している。その深さは、Ｂ−Ｂ断面方向に対して逃げ溝１５の中央部分の深さが浅く、逃げ溝１５の端に進むに従って、深くなる構造をとってある。具体的には、逃げ溝１５の端の深さは逃げ溝１５の中央の深さより、１．２５〜２倍程度深くなっている。
【００４４】
突き出し部１８は、Ｂ−Ｂ断面方向に対して、高さの傾斜を施している。その高さは、Ｂ−Ｂ断面方向に対して突き出し部１８の中央部分の高さが高く、突き出し部の端に進むに従って、低くなる構造をとってある。具体的には、突き出し部１８の中央部分の高さは、駆動柱３Ａ中央部の逃げ溝１５の深さの５０〜９０％程度の高さであり、突き出し部１８の端の高さは、駆動柱３Ａ中央部の逃げ溝１５の深さの２０〜５０％程度の高さである。
【００４５】
本実施の形態により、加圧によってはみ出た接着剤１７は、逃げ溝１５へ流出して硬化する。これにより、各駆動柱の端面から流出した接着剤１７によって隣接する各柱が機械的に繋がることはない。従って、インク滴吐出の際に、クロストークを引き起こすことは防止される。
【００４６】
また、流出した接着剤がダイヤフラム部５と隔壁部６との隙間に流入して硬化し、ダイヤフラム部５の振動動作を抑制して吐出効率を低下させることも防止される。更に、接着剤１７の塗布量を増加させることができるので接着の信頼性が向上する。また、接着剤１７の塗布にバラツキが生じても、溢れた接着剤１７を逃げ溝１５に逃がすことができるため、インクジェットヘッドを製造する際、歩留まりが向上する。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明のインクジェットヘッドは、接着の信頼性が高いため、高精度かつ高信頼の吐出が可能である。高精細が必要とされる有機ＥＬディスプレイパネル製造における有機発光材料やプラズマディスプレイ製造における蛍光材料や液晶ディスプレイのカラーフィルタ製造におけるフィルタ材料の塗布用インクジェットヘッドとして好ましく用いられる。
【符号の説明】
【００４８】
１    インクジェットヘッド
２    流路板
３Ａ  駆動柱
５    ダイヤフラム部
６    隔壁部
１５  逃げ溝
１７  接着剤
１８  突き出し部
【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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【図９】
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