JP2003170592A - 液体噴射ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バイアス電位のリークを防止でき、且つ、余
剰な接着剤による不具合を防止する。 【解決手段】 振動子ユニットは、列の両端に設けたダ
ミー振動子と、ダミー振動子の間に配置された複数の駆
動振動子とを有する。弾性板３８は、ステンレス鋼板製
の支持板４３と電気絶縁性の弾性フィルム４４とを積層
した二層構造であり、支持板を部分的に除去して弾性部
４６を形成する。この弾性部内には、駆動振動子の先端
面部が当接する可動島部４７と、ダミー振動子の先端面
部が当接する固定島部４９とを、それぞれが電気的に絶
縁された状態で設け、接着剤を保持可能な接着剤保持凹
部を固定島部によって弾性部内に区画形成し、収納空部
の先端開口５２における隅角部を接着剤保持凹部に臨ま
せた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット式
記録ヘッド，液晶噴射ヘッド，色材噴射ヘッド等、液体
を液滴の状態で吐出可能な液体噴射ヘッドに関し、特
に、複数の圧電振動子を列設してなる振動子ユニットを
有するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】圧力室内の液体に圧力変動を生じさせる
ことでノズル開口から液滴を吐出可能な液体噴射ヘッド
としては、例えば、画像記録装置に用いられてインク滴
を吐出させるインクジェット式記録ヘッドがある。ま
た、最近では、極く少量の液体を精度良く吐出できると
いう特長を生かして各種産業機械等にも応用されてい
る。例えば、液晶を吐出可能な液晶噴射ヘッド，フィル
タ用の色材を吐出可能な色材噴射ヘッド，電極となる電
極材を吐出可能な電極材用噴射ヘッド，生体有機物を吐
出可能な生体有機物噴射ヘッド，極く少量の試料を精度
良く吐出可能なマイクロピペット（試料噴射ヘッド）な
どに応用されている。

【０００３】このような液体噴射ヘッドには種々の形式
のものがあるが、その中に、複数の圧電振動子を列設し
てなる振動子ユニットを備え、圧電振動子の変形によっ
て圧力室の容積を変化させて液滴を吐出するものがあ
る。この液体噴射ヘッドは、例えば、上記の振動子ユニ
ットと、この振動子ユニットを収納するための収納空部
を有するケースと、このケースの先端面に接合される流
路ユニットとから概略構成される。この流路ユニット
は、圧力室やリザーバ等となる空部を有する流路形成基
板と、複数のノズル開口を穿設した金属製のノズルプレ
ートと、金属製支持板と弾性フィルムとの積層板によっ
て構成され、弾性部を設けた弾性板とを有する。そし
て、各圧電振動子の先端面を弾性部内の各島部に接着
し、圧電振動子の変形によって島部を変位させることで
ノズル開口から液滴を吐出させる。この構成において、
余剰の接着剤は支持板の縁で保持される。例えば、圧電
振動子の先端面と島部の間から溢れた接着剤は、圧電振
動子の先端面と島部の側面との間の隅角部にて接着剤の
表面張力によって保持される（例えば、特許文献１参
照）。

【０００４】ところで、上記の振動子ユニットには、振
動子群の自由端部を固定板の縁よりも突出させた片持ち
梁の状態で接合した形状のものがある。この振動子ユニ
ットは、固定板を収納空部の壁面に接着することでケー
ス内に収納固定される。そして、固定板の接着は、例え
ば、固定板の背面を収納空部の壁面に極く近接させた状
態で、固定板の背面と収納空部の壁面との隙間に流動性
の接着剤を流し込み、毛細管力によって接着剤を接着領
域内に行き渡らせることで行われる（例えば、特許文献
２参照）。

【０００５】

【特許文献１】特開平１０−２７８２６３号公報（第２
−３頁，第１図）

【特許文献２】特開２００２−１７８５２５号公報（第
４−８頁，第９−１３図）

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記の接着方法におい
て、接着剤の量が過剰になると、余剰の接着剤が収納空
部の先端開口から弾性板側に流出してしまう。この場
合、流出した接着剤を支持板の縁で保持することが考え
られるが、その保持し得る量は極く少量であるため簡単
に溢れてしまう。そして、溢れた接着剤によって弾性フ
ィルムが硬化し、その弾性が損なわれてしまう等の不具
合が生じる。そこで、接着剤を保持し得る接着剤保持凹
部を弾性板に設けることが考えられる。例えば、図８に
示すように、接着剤が流出し易い収納空部の開口隅角部
１に臨ませて接着剤保持凹部２を設け、この接着剤保持
凹部２に接着剤を保持させることが考えられる。この接
着剤保持凹部２は、弾性フィルム３を残すように支持板
４を除去することで、弾性部５に隣接した位置に設けら
れる。この構成では、接着剤保持凹部２と弾性部５との
間には金属製支持板４の一部が残されて区画細幅部４ａ
が設けられる。そして、この区画細幅部４ａの表面に一
部の圧電振動子６、即ち、液滴の吐出に関与しないダミ
ー振動子６ａが接着される。

【０００７】上記の圧電振動子６は、共通電極と駆動電
極とを圧電体を挟んで交互に積層することで作製され、
共通電極と駆動電極との電位差に応じて変形する。例え
ば、共通電極を接地電位付近の最低電位とし、駆動電極
に駆動信号を供給することで電位差を付与する。そし
て、駆動電極に供給される駆動信号は、定常状態におい
て中間電位であり、この中間電位を基準にして電位を上
昇させたり下降させたりしている。

【０００８】ところで、圧電振動子６を長期間に亘って
使用すると、圧電体の絶縁抵抗が低下してしまう場合が
ある。この絶縁不良が生じると、液滴の吐出に関与する
圧電振動子６（駆動振動子６ｂ）の駆動電極は中間電位
が維持できず、共通電極の電位である最低電位まで下が
ってしまう。この場合、液滴を吐出させるべく高い電位
の駆動信号を供給すると、駆動振動子６ｂの伸縮量及び
伸縮速度が過度に大きくなって液滴が不測に吐出され、
異常吐出が生じる虞がある。この異常吐出を防止するた
めに、共通電極に対して最低電位よりも高く中間電位よ
りも低い一定バイアスの電位を付与することが考えられ
ている。共通電極にバイアス電位を付与することで、万
一、絶縁不良が生じてしまっても、駆動電極の電位はバ
イアス電位まで下がるだけで済み、液滴が不測に吐出さ
れてしまう不具合を防止できる。

【０００９】しかしながら、共通電極に対してバイアス
電位を付与した場合、圧電振動子６の先端面を伝わって
バイアス電位がノズルプレートにリークしてしまう虞が
ある。即ち、上記のダミー振動子６ａが接着されている
区画細幅部４ａは支持板４の一部であるため、区画細幅
部４ａを通じて支持板４の全体がバイアス電位に帯電し
てしまう。そして、支持板４には液体が流れる導入口が
形成されているので、その液体が導電性である場合には
液体がバイアス電位に帯電し、結果的にノズルプレート
もバイアス電位になってしまう。また、液滴の帯電を防
止するため、ノズルプレートは接地電位（フレームグラ
ンド）に調整されている。従って、ノズルプレートが帯
電してしまうと短絡が生じてしまう虞もある。

【００１０】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、バイアス電位のリークを防
止でき、且つ、余剰な接着剤による不具合を防止可能な
構造の液体噴射ヘッドを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の液体噴射ヘッドは、導電性の支持板と電気絶
縁性の弾性フィルムとを積層し、前記支持板を部分的に
除去して弾性部を形成した弾性板と、電極と圧電体を有
する圧電振動子を複数列設してなる振動子群及び該振動
子群を支持する固定板を有する振動子ユニットと、前記
圧電振動子の作動に伴う前記弾性部の変形によって容積
を変化させる圧力室と、前記振動子ユニットを収納可能
であって振動子群が臨む先端が矩形状に開口した収納空
部が設けられ、前記弾性板上に接合されるヘッドケース
とを備え、前記振動子ユニットを収納空部内に接着した
液体噴射ヘッドにおいて、前記圧電振動子を、列の両端
に設けたダミー振動子と、ダミー振動子の間に配置され
た複数の駆動振動子とから構成し、前記弾性部内には、
駆動振動子の先端面部が当接する可動島部と、ダミー振
動子の先端面部が当接する固定島部とを、それぞれが電
気的に絶縁された状態で設け、接着剤を保持可能な接着
剤保持凹部を前記固定島部によって前記弾性部内に区画
形成し、前記収納空部の開口隅角部を前記接着剤保持凹
部に臨ませたことを特徴とする。この構成における支持
板としては、加工性・防錆性等の面からステンレス鋼板
が好適に用いられる。この構成では、弾性部内の固定島
部が電気絶縁性の弾性フィルム上に設けられているの
で、ダミー振動子にバイアス電位を供給しても、このバ
イアス電位が支持板を介してリークしてしまう不具合を
防止できる。これにより、液体の帯電を防止でき、ひい
てはフレームグランドとの短絡も防止できる。また、固
定島部によって接着剤保持凹部を区画しているので、余
剰な接着剤が先端開口の隅角部から流出しても、この接
着剤を接着剤保持凹部で保持できる。その結果、余剰な
接着剤の可動島部側への流出を防止でき、弾性板の作動
不良を防止できる。

【００１２】また、前記弾性部を区画する支持板の縁部
に固定島部の端部を近接させ、固定島部と支持板との間
に狭幅のゲート部を形成してもよい。なお、「狭幅」と
は、接着剤の表面張力によって接着剤が移動せずに保持
される程度の幅を意味する。そして、この構成では、簡
単な構造で接着剤保持凹部内に接着剤を保持できる。

【００１３】また、前記固定島部を、主島部と該主島部
から分岐した枝島部とによって構成し、主島部によって
前記収納空部の開口隅角部が臨む主接着剤保持凹部を区
画形成すると共に、前記枝島部によって補助接着剤保持
凹部を区画形成し、ゲート部を介して前記主接着剤保持
凹部と前記補助接着剤保持凹部とを連通すると共に、前
記支持板の縁部に枝島部の端部を近接させて、枝島部と
支持板との間に狭幅の補助ゲート部を形成するようにし
てもよい。この構成では、流出した接着剤の量が主接着
剤保持凹部での保持可能量以下であった場合には、この
接着剤を主接着剤保持凹部内で保持できる。さらに、主
接着剤保持凹部での保持可能量よりも多い接着剤が流出
しても、補助接着剤保持凹部で保持できるので確実性が
高い。

【００１４】また、前記ヘッドケースを電気絶縁性の素
材で作製してもよい。この構成では、固定板に放熱性の
高い金属を使用しても、振動子群の電位が支持板にリー
クしてしまう不具合を防止できる。このため、放熱性と
電気絶縁性とを両立させることができる。

【００１５】また、前記固定板を電気絶縁性の素材で作
製し、前記ヘッドケースを導電性の素材で作製してもよ
い。この構成では、ヘッドケースを構成する素材の自由
度が増す。また、ヘッドケース自体を接地電位供給用の
導体としても使用できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、以下の説明は、液体噴射ヘ
ッドの一種であるインクジェット式記録ヘッド（以下、
記録ヘッドという。）を例に挙げて行う。このインクジ
ェット式記録ヘッドは、プリンタ，プロッタ，ファクシ
ミリ装置等の画像記録装置に用いられるものであり、液
体状のインク（本発明の液体の一種）をインク滴の状態
でノズル開口から吐出させる。

【００１７】図１に示すように、記録ヘッド１１は、一
対の振動子ユニット１３と、各振動子ユニット１３を収
納可能な収納空部１４を形成した樹脂製のケース１５
と、ケース１５の先端面に接合される流路ユニット１６
等を備えている。

【００１８】上記の振動子ユニット１３は、図２に示す
ように、振動子群１２と、この振動子群１２が接合され
る固定板１７と、振動子群１２にバイアス電位や駆動信
号を供給するためのフレキシブルケーブル１８とから構
成される。振動子群１２は、列の両端に位置する一対の
ダミー振動子２０と、これらのダミー振動子２０の間に
列設された複数の駆動振動子２１とから構成されてい
る。駆動振動子２１は、駆動信号の供給によって伸縮す
る圧電振動子であり、例えば、５０μｍ〜１００μｍ程
度の極めて細い幅の櫛歯状に切り分けられ、合計９６本
設けられる。また、ダミー振動子２０は、伸縮を行わな
い圧電振動子であり、駆動振動子２１よりも十分広い幅
とされ、駆動振動子２１を衝撃等から保護する保護機能
と、振動子ユニット１３を所定位置に位置付けるための
ガイド機能とを有する。

【００１９】上記の駆動振動子２１は、駆動電極２２と
共通電極２３とを圧電体２４を挟んで交互に積層して構
成された積層型の圧電振動子であって、積層方向に直交
する縦方向に伸縮可能な縦振動モードの圧電振動子であ
る。そして、各駆動振動子２１の外側表面には、駆動外
部電極２５と共通外部電極２６とを形成してあり、これ
らの外部電極２５，２６を通じて駆動信号を供給する。
即ち、駆動外部電極２５を通じて駆動電極２２に駆動信
号を供給し、共通外部電極２６を通じて共通電極２３に
バイアス電位を供給している。

【００２０】このため、駆動電極２２に駆動信号を供給
すると、圧電体２４には、駆動信号の電位とバイアス電
位の差に応じた電圧が印加される。そして、この印加さ
れた電圧の大きさに応じて圧電体２４は変形し、駆動振
動子２１は積層方向とは直交する長手方向に伸縮する。

【００２１】上記のダミー振動子２０は、構造的には駆
動振動子２１と同様であるが、上記の駆動電極２２及び
駆動外部電極２５に対応する電極２７には電位の供給源
を接続していない点が相違する。即ち、ダミー振動子２
０において、電極２７はフローティング電極（以下、フ
ローティング電極２７という。）として機能し、フレキ
シブルケーブル１８の導体は接続されない。一方、共通
外部電極２６は、各駆動振動子２１とダミー振動子２０
とについて一連に形成されているので、バイアス電位を
供給するための導体が接続されている。そして、フロー
ティング電極２７は、後述する固定島部４９及び補助固
定島部５１（図３参照）に接着層を介して接合される
が、これらの固定島部４９及び補助固定島部５１は、他
の部材と電気的に絶縁されている。このため、ダミー振
動子２０を構成する各圧電体２４に加えられる電位差は
一定となり、ダミー振動子２０は伸縮しない。

【００２２】上記の固定板１７は、圧電振動子８からの
反力を受け止め得る剛性を備え、且つ、放熱性に優れた
板状部材で構成することが好ましい。例えば、金属製の
板材によって構成される。本実施形態では、厚さが１ｍ
ｍ程度のステンレス鋼板によって構成している。そし
て、各振動子２０，２１は、図１に示すように、基端側
部分を固定板１７上に接合することにより、自由端部を
固定板１７の先端面１７ａよりも外側に突出させてい
る。即ち、各振動子２０，２１は、いわゆる片持ち梁の
状態で固定板１７上に接合されている。そして、各振動
子２０，２１に駆動信号を供給するフレキシブルケーブ
ル１８は、振動子群１２における基端側部分であって固
定板１７とは反対側の表面で、各振動子２０，２１と電
気的に接続されている。

【００２３】上記のケース１５は、本発明のヘッドケー
スの一種であり、直方体ブロック状の外形をしている。
本実施形態では、熱硬化性樹脂の一種であるエポキシ樹
脂によって作製している。これは、流路ユニット１６
（弾性板３８）の帯電を防止するためである。即ち、エ
ポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂は電気絶縁性を有している
ので、ケース１５を熱硬化性樹脂で作製すると、固定板
１７と弾性板３８との間を電気的に絶縁でき、流路ユニ
ット１６の帯電を防止できる。また、この種の熱硬化性
樹脂は、一般的な樹脂よりも高い機械的強度を有してい
るので、駆動振動子２１からの振動を十分に受け止める
こともできる。さらに、この種の熱硬化性樹脂は、線膨
張係数が一般的な樹脂よりも小さいので、周囲の温度変
化による変形を小さく抑えることもできる。

【００２４】ケース１５の先端面には上記の流路ユニッ
ト１６が接合され、この先端面とは反対側の面がキャリ
ッジ側に取り付けられる取付面として機能する。そし
て、上記の収納空部１４は、取付面から先端面に亘って
ケース１５の高さ方向を貫通して形成される。この収納
空部１４は、平面視横長の空部であり、上記の振動子ユ
ニット１３が丁度嵌合可能な大きさである。この収納空
部１４内の先端側部分には、図４に示すように、段差突
部３０が形成されており、この段差突部３０における取
付面側の表面に固定板１７の先端面が接着される。な
お、この表面からケース先端面までの距離、即ち、段差
突部３０の高さＸは、各振動子２０，２１の自由端部の
長さよりも極く僅かに短い。このため、各振動子２０，
２１の先端面を島部（後述する可動島部４７等，図６参
照。）に当接させると、固定板１７の先端面と段差突部
３０の表面との間には極く狭いギャップができる。そし
て、振動子ユニット１３を接着する際には、毛細管力に
よってこのギャップ内に接着剤を導入する。

【００２５】図１に示すように、この収納空部１４の長
手方向の両側面には、固定板１７の両側縁部を案内する
ためのガイド溝部３１を設けてある。このガイド溝部３
１は、収納空部１４の短尺面を部分的に一段後退させる
ことで作製され、固定板１７が丁度嵌まる形状及び大き
さの凹溝として形成されている。また、図５に示すよう
に、収納空部１４における固定板接着領域に臨ませて、
接着剤を注入するための接着剤注入部３２を形成してい
る。この接着剤注入部３２は、収納空部１４における固
定板接着面を部分的に一段後退させることで形成され、
ケース１５の取付面側に開口している。さらに、このケ
ース１５には、インクカートリッジ（図示せず）からの
インクを流路ユニット１６に導入するためのインク供給
管３３も形成されている。このインク供給管３３は、収
納空部１４の近傍にケース１５の高さ方向を貫通させて
形成してある。

【００２６】上記の流路ユニット１６は、流路形成基板
３６を間に挟んでノズルプレート３７を流路形成基板３
６の一方の表面に、弾性板３８をノズルプレート３７と
は反対側となる他方の表面にそれぞれ配置して積層した
構成であり、接着等により一体化することで作製され
る。ノズルプレート３７は、ドット形成密度に対応した
ピッチで複数のノズル開口３９を列状に開設したステン
レス鋼製の薄いプレートである。本実施形態では、例え
ば、１８０ｄｐｉのピッチで９６個のノズル開口３９を
開設し、これらのノズル開口３９によってノズル列を構
成する。そして、このノズルプレート３７は、インク滴
の帯電を防止する等のため、フレームグランドに接続さ
れて接地電位に調整されている。流路形成基板３６は、
圧力室４０及びインク供給口４１（何れも図４参照）と
なる空部が各ノズル開口３９に対応した複数形成され、
また、リザーバ４２となる空部が各ノズル列に対応して
形成された板状部材である。そして、本実施形態の流路
形成基板３６は、シリコンウェハーをエッチング処理す
ることで作製されている。

【００２７】圧力室４０は、各ノズル開口３９の列設方
向（つまり、ノズル列方向）に対して直交する方向に細
長い室であり、堰部で区画された偏平な凹室で構成され
ている。そして、この堰部によって流路幅の狭い狭窄部
の形で、上記のインク供給口４１が形成されている。リ
ザーバ４２は、インクカートリッジ（図示せず）に貯留
されたインクを各圧力室４０に供給するためのインク貯
留室であり、インク供給口４１を通じて対応する圧力室
４０の他端と連通している。また、リザーバ４２には、
上記のインク供給管３３が連通している。そして、イン
クカートリッジからのインクは、このインク供給管３３
を通ってリザーバ４２内に導入される。

【００２８】弾性板３８は、導電性の支持板４３上に電
気絶縁性の弾性フィルム４４をラミネート加工した二重
構造の複合板材である。本実施形態では、支持板４３と
して金属板、詳しくは、ステンレス鋼板を用いている。
これは、防錆性を有すると共に加工が容易であり、安価
であるからである。また、弾性フィルム４４として樹脂
フィルム、詳しくはＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイ
ド）製のフィルムを用いている。そして、図３に示すよ
うに、この弾性板３８には、エッチング等により、弾性
フィルム４４を残すように支持板４３を部分的に除去す
ることで、コンプライアンス部４５と弾性部４６とを形
成している。ここで、コンプライアンス部４５はリザー
バ４２となる空部の一方の開口面を封止する部分であ
り、弾性部４６は、圧力室４０となる空部の一方の開口
面を封止する部分である。この他に、弾性板３８には、
インク供給管３３とリザーバ４２との間を連通するイン
ク導入開口３４を板厚方向を貫通させて設けている。

【００２９】上記の弾性部４６は、複数の可動島部４７
が形成されたダイヤフラム領域４８と、このダイヤフラ
ム領域４８に隣接して設けられ、固定島部４９が形成さ
れた端部領域５０とから構成される。また、ダイヤフラ
ム領域４８の端には、補助固定島部５１が形成されてい
る。ダイヤフラム領域４８は、振動子列設方向に細長い
領域である。このダイヤフラム領域４８の幅は、図３中
に点線で示す収納空部１４の先端開口５２の幅よりも多
少狭く、その長さは先端開口５２の長さよりも少し短
い。このダイヤフラム領域４８に設けられた可動島部４
７は、支持板４３を環状に除去することで、ノズル列方
向とは直交する方向（圧力室方向）に細長いブロック状
部として形成されている。そして、各可動島部４７を支
持する弾性フィルム４４（即ち、ＰＰＳ）は電気絶縁性
を有するので、可動島部同士は互いに電気的に絶縁され
ている。

【００３０】各可動島部４７は、圧力室４０（ノズル開
口３９）の形成ピッチに対応したピッチで、各ノズル開
口３９と同数、例えば９６個形成される。また、各可動
島部４７の長さは駆動振動子２１の奥行き、即ち、振動
子列設方向とは直交する方向の長さよりも多少長い。補
助固定島部５１は、上記の可動島部４７と同じ構成であ
る。即ち、この補助固定島部５１は、可動島部４７と同
じ形状のブロック状部であり、隣りの可動島部４７との
間隔は各可動島部４７の形成ピッチに揃えられている。

【００３１】端部領域５０は、ダイヤフラム領域４８の
長手方向両端から外側に、このダイヤフラム領域４８と
一連に形成された略長方形状の領域であり、その大きさ
は収納空部１４の先端開口５２の大きさに応じて規定さ
れている。即ち、端部領域５０の短尺方向の長さは、先
端開口５２の短尺開口縁５２ａがその端部領域５０内に
位置するように設定される。本実施形態では、先端開口
５２の短尺開口縁５２ａと端部領域５０の側縁との間
に、極く狭いギャップＧが形成される程度に設定されて
いる。また、端部領域５０の長尺方向の長さは、先端開
口５２の幅よりも十分長く設定され、本実施形態では先
端開口５２の幅の略２倍である。

【００３２】この端部領域５０内に設けられた固定島部
４９は、主島部５３とこの主島部５３から分岐した枝島
部５４とを備える。この固定島部４９も支持板４３を環
状に除去することで形成されている。このため、この固
定島部４９は、可動島部４７や補助固定島部５１と電気
的に絶縁されている。上記の主島部５３は、可動島部４
７と平行に形成された直線状の基部５５と、この基部５
５の両端から基部５５と直交する方向に延設された一対
の先端部５６とからなり、振動子列設方向の外側に開放
した略コ字状の部分である。

【００３３】図７に示すように、この先端部５６の端面
は、端部領域５０を区画する支持板４３の縁部に近接さ
せてあり、先端部５６と支持板４３との間に狭幅のゲー
ト部５７を形成している。なお、狭幅とは、後述する接
着剤を、この接着剤の表面張力によってゲート部５７内
に保持し得る程度の幅を意味する。また、この先端部５
６に関し、一方の先端部５６から他方の先端部５６まで
の距離（内法）は、先端開口５２の幅よりも僅かに広く
設定されている。上記の枝島部５４は、先端部５６の根
元から主島部５３（基部５５）とは反対側に形成されて
いる。そして、枝島部５４の先端面も、端部領域５０を
区画する支持板４３の縁部に近接させてあり、枝島部５
４と支持板４３との間に狭幅の補助ゲート部５８を形成
している。さらに、枝島部５４と支持板４３との間に
は、この補助ゲート部５８に連続して狭幅路５９が形成
されている。

【００３４】そして、上記の固定島部４９及び弾性フィ
ルム４４により、端部領域５０内には接着剤を保持可能
な接着剤保持凹部が区画形成される。即ち、上記の主島
部５３によって先端開口５２の隅角部５２ｂが臨む主接
着剤保持凹部６１が区画形成され、枝島部５４によって
補助接着剤保持凹部６２が区画形成される。主接着剤保
持凹部６１は、略矩形状の凹部であり、上記のゲート部
５７を介して補助接着剤保持凹部６２に連通している。
また、補助接着剤保持凹部６２は、主接着剤保持凹部６
１の隣に形成された矩形状の凹部である。そして、この
補助接着剤保持凹部６２は、補助ゲート部５８及び狭幅
路５９を介してダイヤフラム領域４８に連通している。

【００３５】これらの主接着剤保持凹部６１及び補助接
着剤保持凹部６２は、収納空部１４から流出してきた余
剰な接着剤を保持し、ダイヤフラム領域４８への流出を
防止する。なお、これらの接着剤保持凹部６１の作用に
ついては、後で説明する。

【００３６】そして、上記の振動子ユニット１３は、自
由端部を流路ユニット１６側に向けた状態でケース１５
の取付面側から収納空部１４内に挿入され、この収納空
部１４内に接着固定される。このとき、図４〜図６に示
すように、各駆動振動子２１の先端面は、対応する可動
島部４７の表面（弾性フィルム４４とは反対側の表面）
に接着される。このため、駆動振動子２１が伸縮する
と、可動島部４７の周りの弾性フィルム４４が伸縮し、
対応する圧力室４０が収縮或いは膨張する。

【００３７】また、ダミー振動子２０の先端面は、固定
島部４９及び補助固定島部５１の表面に接着される。こ
こで、これらの固定島部４９及び補助固定島部５１は、
電気絶縁性を有する弾性フィルム４４の表面に形成され
ており、支持板４３や可動島部４７とは接触していな
い。つまり、他の部材と電気的に絶縁されている。この
ため、これらの固定島部４９及び補助固定島部５１を通
じて、ダミー振動子２０のバイアス電位が支持板４３に
リークすることはない。加えて、図６に示すように、ダ
ミー振動子２０は支持板４３に接触していないので、ダ
ミー振動子２０から支持板４３にバイアス電位が直接的
にリークすることもない。さらに、ダミー振動子２０が
接触しているケース１５は、エポキシ樹脂等の熱硬化性
樹脂であり、電気絶縁性を有している。このため、ケー
ス１５を通じてバイアス電位が支持板４３にリークして
しまうこともない。

【００３８】このように、ダミー振動子２０のバイアス
電位が支持板４３にリークすることを構造的に防止した
ので、支持板４３がバイアス電位に帯電することを防止
できる。これにより、上記のインク導入開口３４を通じ
てインクがバイアス電位に帯電することなく、帯電によ
るインク滴の飛行曲がりや、フレームグランドとの間で
発生する短絡等の不具合を確実に防止できる。

【００３９】次に、接着剤保持凹部６１，６２の作用に
ついて説明する。この接着剤保持凹部６１，６２は、振
動子ユニット１３を収納空部１４内に接着する際におい
て、余剰の接着剤を保持する。このため、接着剤保持凹
部６１，６２の作用を、振動子ユニット１３の接着手順
に沿って説明することにする。

【００４０】振動子ユニット１３を接着固定するに先立
って、まず、ケース１５の先端面に上記の流路ユニット
１６を接合する。例えば、ケース１５の先端面に接着層
を形成し、別途作製した流路ユニット１６をこの接着層
上に載置して位置決め固定する。流路ユニット１６とケ
ース１５とが固定されたならば、振動子ユニット１３を
収納空部１４内に挿入する。このとき、ケース１５は、
流路ユニット１６を下に向けた状態とする。そして、各
振動子２０，２１の自由端部を流路ユニット側に向け、
又、固定板１７の側縁部を上記のガイド溝部３１に嵌合
した状態で振動子ユニット１３を挿入する。各振動子２
０，２１の先端面が、対応する可動島部４７、固定島部
４９、補助固定島部５１に当接したならば、振動子ユニ
ット１３の挿入を止める。

【００４１】振動子ユニット１３を収納空部１４内に挿
入したならば、固定板１７の背面、即ち、振動子群１２
の接合面とは反対側の面と、この面に対向する収納空部
１４の壁面との間に液状の接着剤を注入する。この場
合、上記した接着剤注入部３２に接着剤注入装置の注入
ノズルを臨ませ、この注入ノズルから所定量の接着剤を
吐出させる。この接着剤は、低粘度の熱硬化性接着剤で
あり、エポキシ系接着剤が好適に用いられる。接着剤を
注入したならば、ケース１５の上下を反転して流路ユニ
ット１６側を上に向け、取付面側を下に向ける。これに
より、注入された接着剤は、毛細管力によって固定板１
７とケース１５とのギャップ内、及び、固定板１７の先
端面と段差突部３０の表面とのギャップ内に行き渡る。

【００４２】ここで、注入された接着剤の量が適量より
も多過ぎた場合には、余剰の接着剤が溢れ出してしまう
場合がある。そして、溢れ出した接着剤は、収納空部１
４のエッジを伝わって先端開口５２に到達する。ここ
で、接着剤が比較的低粘度の液状であり、エッジを伝わ
って移動することから、溢れ出してしまうと接着剤は直
ぐに先端開口５２まで到達してしまう。このため、接着
剤は、先端開口５２から主接着剤保持凹部６１に流れ出
してしまう。

【００４３】この場合、図７（ａ）に示すように、接着
剤Ｘは、まず、主接着剤保持凹部６１内における先端開
口５２の隅角部５２ｂとの対向位置に流出する。その
後、接着剤Ｘの流れ出しが継続すると、図７（ｂ）に示
すように、接着剤Ｘの一部がゲート部５７内に流入して
このゲート部５７内を満たす。ゲート部５７内を満たし
た接着剤Ｘは、その表面張力によって補助接着剤保持凹
部６２との境界で保持される。

【００４４】そして、先端開口５２側からさらなる接着
剤Ｘが流出すると、この接着剤Ｘは、主接着剤保持凹部
６１内を次第に満たしてゆく。従って、ゲート部５７内
の接着剤Ｘは、主接着剤保持凹部６１内が接着剤Ｘで満
たされるまで、ゲート部５７内に留まる。言い換えれ
ば、先端開口５２から流出した接着剤Ｘの量が主接着剤
保持凹部６１の保持可能容量以下であった場合には、こ
の接着剤Ｘは主接着剤保持凹部６１内に留まる。

【００４５】その後、先端開口５２側から接着剤Ｘが続
いて流出し、流出量が主接着剤保持凹部６１の保持可能
容量よりも多くなると、主接着剤保持凹部６１内から接
着剤Ｘが溢れ、ゲート部５７から補助接着剤保持凹部６
２内に流入する。そして、補助接着剤保持凹部６２内に
流入した接着剤Ｘは、この補助接着剤保持凹部６２内を
次第に満たしてゆく。この接着剤Ｘが補助ゲート部５８
に達すると、図７（ｃ）に示すように、接着剤Ｘはこの
補助ゲート部５８内を満たし、表面張力によって狭幅路
５９との境界に留まる。

【００４６】さらに、接着剤Ｘが補助接着剤保持凹部６
２内を満たした状態で、先端開口５２側からさらなる接
着剤Ｘが流出した場合には、接着剤Ｘは、補助ゲート部
５８から狭幅路５９内に流入する。狭幅路５９内に流入
した接着剤Ｘは、この狭幅路５９内を進行し、図７
（ｄ）に示すように、表面張力によって狭幅路５９の出
口で保持される。なお、上記の主接着剤保持凹部６１、
補助接着剤保持凹部６２、及び、狭幅路５９の合計の容
積は、余剰の接着剤Ｘを保持するために十分な容積に設
定されている。このため、余剰の接着剤Ｘの量が通常よ
りも多くてもこの狭幅路５９内に留まる。このため、接
着剤Ｘのダイヤフラム領域４８内への流出を防止でき、
弾性フィルム４４の弾性を維持できる。

【００４７】以上説明したように、本実施形態では、ダ
ミー振動子２０が接着される固定島部４９及び補助固定
島部５１が島状に形成され、支持板４３と電気的に絶縁
されている。これにより、共通電極２３をバイアス電位
に設定しても、このバイアス電位が支持板４３を介して
リークされることを防止できる。したがって、インクの
帯電を防止でき、ひいてはフレームグランドとの短絡も
防止できる。

【００４８】さらに、固定島部４９と支持板４３との間
にゲート部５７及び補助ゲート部５８を形成すると共
に、主接着剤保持凹部６１及び補助接着剤保持凹部６２
を形成している。このため、余剰な接着剤Ｘが先端開口
５２の隅角部５２ｂから流出してきても、この接着剤Ｘ
をこれらの接着剤保持凹部６１，６２で保持できる。そ
の結果、余剰な接着剤Ｘのダイヤフラム領域４８への流
出を防止でき、ダイヤフラム領域４８の作動不良を防止
することができる。

【００４９】ところで、本発明は、上記の実施形態に限
定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づ
き、種々の変形が可能である。

【００５０】例えば、上記の実施形態では、固定島部４
９を略コ字状の主島部５３と枝島部５４とから構成した
が、固定島部４９を直線状の島部によって構成してもよ
い。

【００５１】また、第２枝島部をさらに設けて第３接着
剤保持凹部を区画形成し、この第３接着剤保持凹部と補
助接着剤保持凹部６２とを補助ゲート部５８を介して連
通してもよい。

【００５２】また、固定板１７をセラミックス等の電気
絶縁性を有する素材で構成すると、ケース１５を金属等
の導電性を有する素材で作成することもできる。即ち、
電気絶縁性の固定板１７が介在することにより、振動子
群１２とケース１５との間を電気的に絶縁することがで
きる。これにより、ケース１５に用いる素材の自由度が
増し、従来使用が困難であった高剛性の素材が使用でき
る。さらに、ケース１５を導電性の素材で作製すると、
このケース１５を接地電位供給用の導体としても用いる
ことができ、設計上の自由度が増す。なお、この場合に
おいて、ダミー振動子２０における電極（駆動電極２１
や共通電極２３等）を、振動子列設方向の外側面から少
し後退させたり、ダミー振動子２０自体をケース１５と
離隔して配置する等して、ダミー振動子２０の電極とケ
ース１５とを電気的に絶縁することが肝要である。

【００５３】なお、以上は、液体噴射ヘッドの一種であ
る記録ヘッド１１を例に挙げて説明したが、本発明は他
の液体噴射ヘッドにも適用することができる。例えば、
液晶ディスプレイやＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光
ディスプレイ）等の製造に用いられる色材噴射ヘッドや
電極材噴射ヘッドにも適用することができる。また、バ
イオチップの製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドに
も適用できるし、マイクロピペット（試料噴射ヘッド）
にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用される記録ヘッドの分解斜視図
である。

【図２】 振動子ユニットの分解斜視図である。

【図３】 弾性板の平面図である。

【図４】 記録ヘッドの断面図である。

【図５】 ケースの一部を切り欠いた記録ヘッドの平面
図である。

【図６】 ケースの一部を切り欠いた記録ヘッドの要部
拡大図である。

【図７】 （ａ）〜（ｄ）は、接着剤保持凹部内に接着
剤が流入する様子を説明する模式図である。

【図８】 従来技術を説明する図である。

【符号の説明】

１１…インクジェット式記録ヘッド，１２…振動子群，
１３…振動子ユニット，１４…収納空部，１５…ケー
ス，１６…流路ユニット，１７…固定板，１８…フレキ
シブルケーブル，２０…ダミー振動子，２１…駆動振動
子，２２…駆動電極，２３…共通電極，２４…圧電体，
２５…駆動外部電極，２６…共通外部電極，２７…フロ
ーティング電極，３０…段差突部，３１…ガイド溝部，
３２…接着剤注入部，３３…インク供給管，３４…イン
ク導入開口，３６…流路形成基板，３７…ノズルプレー
ト，３８…弾性板，３９…ノズル開口，４０…圧力室，
４１…インク供給口，４２…リザーバ，４３…支持板，
４４…弾性フィルム，４５…コンプライアンス部，４６
…弾性部，４７…可動島部，４８…ダイヤフラム部，４
９…固定島部，５０…端部領域，５１…補助固定島部，
５２…収納空部の先端開口，５３…主島部，５４…枝島
部，５５…主島部の基部，５６…主島部の先端部，５７
…ゲート部，５８…補助ゲート部，５９…狭幅路，６１
…主接着剤保持凹部，６２…補助接着剤保持凹部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性の支持板と電気絶縁性の弾性フィ
   ルムとを積層し、前記支持板を部分的に除去して弾性部
   を形成した弾性板と、電極と圧電体を有する圧電振動子
   を複数列設してなる振動子群及び該振動子群を支持する
   固定板を有する振動子ユニットと、前記圧電振動子の作
   動に伴う前記弾性部の変形によって容積を変化させる圧
   力室と、前記振動子ユニットを収納可能であって振動子
   群が臨む先端が矩形状に開口した収納空部が設けられ、
   前記弾性板上に接合されるヘッドケースとを備え、前記
   振動子ユニットを収納空部内に接着した液体噴射ヘッド
   において、 前記圧電振動子を、列の両端に設けたダミー振動子と、
   ダミー振動子の間に配置された複数の駆動振動子とから
   構成し、 前記弾性部内には、駆動振動子の先端面部が当接する可
   動島部と、ダミー振動子の先端面部が当接する固定島部
   とを、それぞれが電気的に絶縁された状態で設け、 接着剤を保持可能な接着剤保持凹部を前記固定島部によ
   って前記弾性部内に区画形成し、前記収納空部の開口隅
   角部を前記接着剤保持凹部に臨ませたことを特徴とする
   液体噴射ヘッド。
2. 【請求項２】 前記弾性部を区画する支持板の縁部に固
   定島部の端部を近接させ、固定島部と支持板との間に狭
   幅のゲート部を形成したことを特徴とする請求項１に記
   載の液体噴射ヘッド。
3. 【請求項３】 前記固定島部は主島部と該主島部から分
   岐した枝島部とを備え、前記主島部によって前記収納空
   部の開口隅角部が臨む主接着剤保持凹部を区画形成する
   と共に、前記枝島部によって補助接着剤保持凹部を区画
   形成し、 上記ゲート部を介して前記主接着剤保持凹部と前記補助
   接着剤保持凹部とを連通すると共に、前記支持板の縁部
   に枝島部の端部を近接させて、該枝島部と前記支持板と
   の間に狭幅の補助ゲート部を形成したことを特徴とする
   請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
4. 【請求項４】 前記支持板をステンレス鋼板で作製した
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載
   の液体噴射ヘッド。
5. 【請求項５】 前記ヘッドケースを電気絶縁性の素材で
   作製したことを特徴とする請求項１から請求項４の何れ
   かに記載の液体噴射ヘッド。
6. 【請求項６】 前記固定板を電気絶縁性の素材で作製
   し、前記ヘッドケースを導電性の素材で作製したことを
   特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の液体
   噴射ヘッド。