JP2006291167A - 接着剤組成物、インクジェットヘッド及びインクジェットヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐薬品性、耐溶剤性が高く、室温付近で硬化可能な接着剤組成物と溶剤インクを用いても耐久性、吐出性能の良好なインクジェットヘッド及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 硬化剤として１位または１位と２位をアルキル基または置換アルキル基で置換したイミダゾール誘導体を含有し、主剤として３つ以上のエポキシ基を有する化合物を含有することを特徴とする接着剤組成物。
【選択図】図１

Description

本発明は接着剤組成物、該接着剤組成物を用いて作製されたインクジェットヘッド及びその製造方法に関する。

現在、液晶のカラーフイルターの製造、液晶配向膜の塗布、有機ＥＬ等の各種精密電子部品の製造などにスクリーン印刷法が使用されている。また、屋外看板はスクリーン印刷法により塩ビシートの上に印刷されている。このように、業務用の印刷は一般にスクリーン印刷法で行われている。

ここで、スクリーン印刷法とは、メッシュを持つスクリーンに所望のパターンを形成して、このパターンを通過したインクを媒体に印刷する方法である。スクリーンは印刷する前に設計して製造しなければならず、製造工程及び製造コストの増大につながっていた。また、パターンを変更する度に、そのパターンに合わせてスクリーンを作り直さねばならないという問題もあった。さらに、スクリーンはステンレスのメッシュ等で作られているので、細かなパターンは製造できないなどの問題もあった。

そこで、近年においては、インクジェット記録装置の進歩により超微小インク滴を任意の場所に印刷できる様になったため、従来のスクリーン印刷法に代えて用いられるようになっている。インクジェット記録装置による印刷は、従来のスクリーン印刷法と異なりパターンを必要とせず、かつスクリーン印刷法より微細な印刷ができ、装置が安価である等の利点がある。

インクジェット記録装置に用いられるインクジェットヘッドには、インク流路内にヒーターを設けてインクを発泡させて吐出するサーマル方式と、インク流路に圧電素子を設けて圧電素子でインクを加圧するピエゾ方式とがある。サーマル方式は、有機溶剤インクや油系インクは発泡しないので水系インクに限られる。これに対し、ピエゾ方式は水系、溶剤系、油系、いずれのインクでも吐出できるので好ましい。

ピエゾ方式には圧電素子の分極方向に電場を掛けたときに生じる伸縮により加圧室を変形させる方式と、分極方向に垂直な方向に電場を掛けたときに生じるせん断変形により加圧室を変形させる方式とがある。このせん断変形を用いる方式には、圧力室の壁の二面が圧電素子からなる方式、及び一面のみが圧電素子からなる方式がある。

このようなインクジェットヘッドは、圧電素子に接するようにインク流路が形成されており、圧電素子の変動に伴いインク流路の内部容積も変動してインク滴が吐出されるようになっている。前記インク流路には、蓋部材やノズル孔が備えられたノズルプレートなど各部材が接着されている。

ここで、一般に、インクジェット記録装置に用いられるインクには、水系インクと溶剤インクとがある。水系インクとは、水と染料と水溶性有機溶剤と活性剤とからなるインクである。水溶性有機溶剤とは高沸点グリコールエーテルであり、吐出休止中にインク吐出口からの水分の蒸発を防ぐためのものである。一方、溶剤インクとは、樹脂溶解力の強い溶剤を用いるものである。このような溶剤を用いることにより、画像記録後に溶剤インクが記録媒体に浸透しその耐久性が向上するので、耐久性を重視する業務用印刷に用いられる。

スクリーン印刷法代替としてのインクジェット記録装置では、溶剤インク、油系インクやＵＶ硬化インクなど様々な溶剤インクが使用され、これらのインクに使用される溶剤がインクジェットヘッドの接着剤を膨潤又は溶解させる恐れがある。この様な溶剤としては、例えば、ｎ−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、２−ピロリジノン、酪酸エチル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、ブトキシエチルアセテートなどが使用される。

しかしながら、樹脂類の溶解力の極めて強い有機溶剤中でも信頼性高く用いることができる接着剤組成物は今まで知られていなかった。

ところで、インクジェットヘッドの製造工程において各部材の接着の際には、インクジェットヘッドを加熱する温度は低いほうが好ましく、理想的には室温が望ましい。より低温で接着させることにより、圧電素子の脱分極を防ぐことと、接着させる部材間の線膨張係数の差により発生する応力を低減させることが可能である。線膨張係数が大きく異なる部材を加熱硬化により接着させると、室温に戻した時、前記応力により接着部に歪み、剥がれや割れ等が発生する。

溶剤インクに耐溶剤性を有する接着剤の一例としては、特許文献１〜特許文献３に記載の接着剤が挙げられる。特許文献１又は特許文献２に記載の接着剤は、炭素数１５〜１８の飽和炭化水素、または炭素数１５〜１８の一価アルコールを含む油系インク中に浸漬して、質量増加が５％以下であるアミン硬化エポキシ接着剤である。またさらに、特許文献３には、アミン硬化剤を用いることにより６０℃で硬化されるエポキシ樹脂からなる接着剤が開示されている。

また、耐溶剤性を向上させる接着剤の硬化方法としては、特許文献４及び特許文献５に記載の方法が挙げられる。特許文献４には、エポキシ樹脂をジアンジアミド硬化剤で硬化させる時、室温から１００℃までは昇温速度を遅くして、架橋密度を高くして耐溶剤性を改良する方法が開示されている。さらに、特許文献５には、多官能エポキシ樹脂をイミダゾール変性物で１５０℃で１分間加熱して硬化させて、電子デバイスを組み立てる方法が開示されている。
特開２００１−３０１１６０号公報 特開２００１−３０１１７８号公報 特開２００２−３０２５９１号公報 特開２００３−２６６７０８号公報 特開２０００−６８２９４号公報

しかしながら、特許文献１又は特許文献２に記載の接着剤組成物においては、溶剤インクに対する耐性は不十分であった。また、特許文献３に記載の接着剤組成物においても、耐アルカリ性には優れるが、樹脂溶解剤を含む溶剤インクに対しては耐久性が低いという問題があった。さらに、特許文献４は高い硬化温度を必要とするため熱膨張率の異なる部材を装着したときに生じる応力により、反り、割れ、出射性能の低下が起こるという問題があった。またさらに、特許文献５に記載の接着剤の硬化方法においては、硬化温度が高すぎて圧電素子の脱分極が生じるため、圧電素子を用いるインクジェットヘッドには適用できないという問題があった。

ここで、一般に、耐溶剤性の高い接着剤としては、上述の通り、エポキシ接着剤が挙げられる。エポキシ接着剤は用いる硬化剤によりその性質が異なることが知られている。常温から６０℃程度までの比較的低い温度で硬化させる硬化剤としては、脂肪族ポリアミン、脂環族ポリアミンやポリアミドが知られている。しかし、これらのアミン硬化剤でエポキシ樹脂を室温で硬化させると中間に極性基が生成することと、架橋点距離が長いことにより水や溶剤に弱いという欠点を持っている。室温で硬化するエポキシ接着剤は、水系インクを使用する限り室温から中温加熱で使用可能である。しかし、強力な樹脂溶解力を持つ溶剤インクに対しては、耐溶剤性が不十分な為、使用中にインク漏れを起し易い。

アミン硬化剤によるエポキシ接着剤の硬化について説明する。アミン硬化剤中にある１級アミンは活性が高いので、室温でエポキシ基を開環させて付加し、２級アミンと水酸基を生成する。これを繰り返し、鎖が線状に成長する。この２級アミンが更にエポキシ基と反応すると３級アミンと水酸基を生成し、これを繰り返して３次元構造を形成する。しかし、この架橋構造にはアミン硬化剤が中に取り込まれ、且つ水酸基が含まれるので、溶剤を吸収して膨潤が起こり易い。この３次元構造中に残留するアミン硬化剤や水酸基を、残留するエポキシ基と反応させればよいが、この時点では既に架橋構造が形成され、ガラス転移点が高くなっているので、ガラス転移温度以上に加熱しなければ、これらの基が接触して反応できない。この為、１５０〜２００℃以上の加熱が必要であり、圧電素子の分極を劣化させてしまう。

イミダゾール類を硬化剤として用いた場合、耐久性の大きな接着剤が得られるが、従来の技術では硬化に約１５０℃の加熱が必要である。イミダゾールは２級アミンと３級アミンを含むので、１級アミンを含む硬化剤より少し活性が劣り、室温では反応が遅く、１５０℃程度に加熱する必要がある。しかし、１級アミンとは硬化反応機構が異なり、イミダゾールは硬化反応を開始する触媒として働き、硬化反応が開始するとエポキシ樹脂同士がエーテル結合により架橋するので、硬化体中に極性基が含まれず、且つ架橋点間距離が短いため耐溶剤性が優れる。また、１級アミンは活性が高いので皮膚に触れると反応してカブレや痒みを引き起こすが、イミダゾールはそのようなことは起こらない。
１級アミンで硬化させた硬化物の構造は、典型的には水酸基とアミノ結合が含まれるが、イミダゾールで硬化させるとエーテル結合が含まれるだけである。ベンゼン環やメチル基を構成する炭素−炭素結合は化学耐久性が最も高く、エーテル結合がこれに次ぐ。エーテル結合は、有機溶剤で膨潤・溶解しにくいという特性を備える。

上記より、イミダゾール類を硬化剤として用いた場合、耐溶剤性の優れた接着剤層が形成されるが、従来の技術では硬化に約１５０℃の加熱が必要であり、前記熱膨張の差による理由でピエゾ型のインクジェットヘッドの製造に用いることは困難であった。

また、近年用いられているインクジェットヘッドは、ノズルプレートにおけるノズル孔の密度が１８０〜６００ｄｐｉ（ｄｐｉとは、１インチ即ち２．５４ｃｍあたりのドット数を表す）と高密度化されているので、各インク流路の間隔が４０〜７０μｍと非常にせまくなるように形成されている。また、インク流路の数が、シリアルヘッドの場合１００〜１０００個、ラインヘッドの場合１０００〜８０００個と非常に多くなるように形成されている。即ち、幅４０〜７０μｍ程度の微小な接着個所が一つのインクジェットヘッドに数千箇所あり、ノズルプレートとチャネル基材との熱膨張の差により接着位置がずれやすいことから、ノズルプレートの接着がヘッドを製造する上で最も難しい技術となっている。

そこで、インクジェットヘッドの製造の際に、接着剤を加熱硬化させる場合、加熱させる温度は低ければ低いほうが好ましく、理想的には室温で硬化させることが望ましい。その理由は、圧電素子の脱分極を防ぐ為と線膨張係数の差による反り、割れ、出射性能の低下を防ぐ為である。

圧電素子の脱分極とは、圧電素子を高温に加熱した際に、圧電特性が失われる現象のことである。このような特性を有するため、圧電素子は１００〜１５０℃以上の温度になるように加熱させることができないという問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、耐薬品性、耐溶剤性が高く、室温〜中温で硬化可能な接着剤組成物と溶剤インクを用いても耐久性や吐出性能の良好な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目的とした。

本発明の上記目的は、下記構成により達成された。

第１の発明は、接着剤組成物であって、硬化剤として１位または１位と２位をアルキル基または置換アルキル基で置換したイミダゾール誘導体を含有し、主剤として３つ以上のエポキシ基を有する化合物を含有することを特徴とする。

また、更に２つのエポキシ基を有する化合物としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂またはビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を含有することが好ましい。

また、前記３つ以上のエポキシ基を有する化合物のエポキシ当量が１２０以下であることが好ましい。

また、前記３つ以上のエポキシ基を有する化合物が下記一般式（１）の化合物であることが好ましい

（式中、Ｒ_１〜Ｒ_３は水素、アルキル基または置換アルキル基を表し、Ｒ_４は水素、アルキル基、アルコキシ基または置換アルコキシ基を表す。）

さらに、前記３つ以上のエポキシ基を有する化合物が下記一般式（２）の化合物であることがより好ましい。

（式中、Ｒ₁、Ｒ₂は水素、アルキル基または置換アルキル基を表す。）

第２の発明は、インクのチャネルを有するチャネル基板と、前記チャネル基板に対し接着される被接着部材と、前記被接着部材に対し更に接着される第２の被接着部材と、を備えるインクジェットヘッドであって、
前記チャネル基板と前記被接着部材とが、又は前記被接着部材と前記第２の被接着部材とが、前記接着剤組成物を用いて接着されていることを特徴とする。

また、前記チャネル基板と前記被接着部材との間で、又は前記被接着部材と前記第２の被接着部材との間で、線膨張係数の差が１２ｐｐｍ／Ｋを超えることが好ましい。

また、吐出するインクが溶剤インクであることが好ましい。

また、前記溶剤インクの溶剤として、ＳＰ値が９．５〜１５．０、且つ双極子能率が２．０〜５．０の溶剤を全溶剤に対して３％以上含有することが好ましい。
ここで、前記溶剤の具体例としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＳＰ＝１２．１、双極子能率＝３．８６）、Ｎ−メチル−２−ピロリジノン（ＳＰ＝１１．３、双極子能率＝４．０９）、乳酸エチル（ＳＰ＝１０．０、双極子能率＝２．１４）、シクロヘキサノン（ＳＰ＝９．９、双極子能率＝３．０１）、２−ピロリジノン（ＳＰ＝１４．７、双極子能率＝３．８３）等が挙げられる。ＳＰ（Solubility Parameter）値（（ｃａｌ／ｃｍ）^1/2）については、Bicerano法（Prediction of Polymer Properties (Plastics Engineering, 65)Jozef Bicerano (著)参照）により算出したものである。双極子能率については、ＭＯＰＡＣのＡＭ１により算出したものである。

第３の発明は、インクジェットヘッドの製造方法であって、前記接着剤組成物で線膨張係数が１２ｐｐｍ／Ｋを超える差を有する部材を６０℃以下で接着することを特徴とする。

また、インクのチャネルを有するチャネル基板と、前記チャネル基板に対し接着される被接着部材と、前記被接着部材に対し更に接着される第２の被接着部材と、を備えるインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記チャネル基板と前記被接着部材との間で、又は前記被接着部材と前記第２の被接着部材との間で、１２ｐｐｍ／Ｋを超える線膨張係数の差があり、
前記チャネル基板と前記被接着部材とが、又は前記被接着部材と前記第２の被接着部材とが、平均粒子径０．１μｍ以下の微粒子を０．２〜１０％添加して粘度を高めた前記接着剤組成物を用いて接着されていることが好ましい。

本発明によって、耐薬品性、耐溶剤性が高く、低温で硬化可能な接着剤と溶剤インクを用いても耐久性、吐出性能の良好なインクジェットヘッドを提供することができた。

［第一の実施形態］

はじめに、本発明にかかる接着剤組成物の実施形態について説明する。
本発明にかかる接着剤組成物は、硬化剤として１位または１位と２位をアルキル基または置換アルキル基で置換したイミダゾール誘導体と、主剤として３つ以上のエポキシ基を有する化合物とを含有することを特徴とする接着剤組成物である。

前記アルキル基としては、炭素数が１〜２０のアルキル基が挙げられる。具体的には、メチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、ヘキシル基、ドデシル基、ペンタデシル基等の分岐、直鎖アルキル基、及びシクロペンチル基、シクロヘキシル基等の環状アルキル基が挙げられる。これらは置換基を有する置換アルキル基でも良く、該置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、ウレイド基、アシル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、ヒドロキシル基等が挙げられる。
また、１位をアルキル基または置換アルキル基で置換したイミダゾール誘導体においては、１位以外の位置に置換基を有していてもよく、１位と２位をアルキル基または置換アルキル基で置換したイミダゾール誘導体においては、１位と２位以外の位置に置換基を有していてもよく、該置換基としては前記置換アルキル基の置換基として挙げられたものが適用可能である。

１位または１位と２位をアルキル基または置換アルキル基で置換したイミダゾール誘導体としては、具体的には１−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−メチルイミダゾール、１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール、１，２−ジメチルイミダゾール、１−イソブチル−２−メチルイミダゾール、１−メチル−２−エチルイミダゾール、１−エチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−シアノエチル−２−メチルイミダゾール、１−（２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル）−２−エチル−４−メチルイミダゾール、１−（２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル）−２−メチルイミダゾール等が挙げられる。

硬化剤としては、１位または１位と２位をアルキル基または置換アルキル基で置換したイミダゾール誘導体に加え、ヘキサヒドロ無水フタル酸、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリアミド、更に特開平７−１３７２６５号公報に記載の脂肪族アミン系、芳香族アミン系等を併用してもよい。

ここで、１位または１位と２位をアルキル基または置換アルキル基で置換したイミダゾール誘導体の配合量は、エポキシ基を有する化合物１００質量部に対して、４〜２０質量部が好ましく、６〜１５質量部がさらに好ましい。

３つ以上のエポキシ基を有する化合物としては、具体的にはトリグリシジル−ｐ−アミノフェノール（９２．３）、テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン（１０５．５）、トリグリシジルイソシアヌレート（９９）、トリグリシジルウラゾール（８９．７）、トリグリシジルアミノクレゾール（９７）、テトラグリシジル−１，３−ジアミノメチルシクロヘキサン（９１．５）、グリセロールトリグリシジルエーテル（８６．７）が挙げられる。なお、括弧内の数値はそれぞれのエポキシ当量を表す。ここで、エポキシ当量とはエポキシ樹脂の分子量をエポキシ基の数で割った値で、この値が小さい程架橋点間距離が短くなる。
さらに、３つ以上のエポキシ基を有する化合物として、ノボラックエポキシ樹脂を用いることとしてもよい。ノボラックエポキシ樹脂としては、フェノールノボラック型エポキシ樹脂とクレゾールノボラック型エポキシ樹脂とが適用可能である。フェノールノボラック型エポキシ樹脂の具体例としては、ＥＰＰＮ２０１（日本化薬株式会社製）、ＥＰＰＮ２０２（日本化薬株式会社製）、エピコート１５２（ジャパンエポキシレジン株式会社製）、エピコート１５４（ジャパンエポキシレジン株式会社製）、ＤＥＮ−４３８（ダウケミカル製）等が挙げられる。クレゾールノボラック型エポキシ樹脂の具体例としては、ＥＯＣＮ１０２（日本化薬株式会社製）、ＥＯＣＮ１０３Ｓ（日本化薬株式会社製）、ＥＯＣＮ１０４Ｓ（日本化薬株式会社製）、ＥＯＣＮ１０２０（日本化薬株式会社製）、ＥＯＣＮ１０２５（日本化薬株式会社製）、ＥＯＣＮ１０２７（日本化薬株式会社製）、エピコート１８０Ｓ（ジャパンエポキシレジン株式会社製）等が挙げられる。
また、３つ以上のエポキシ基を有する化合物としては、特開２００２−２１０９８５号公報に記載のものが挙げられる。ここで、３つ以上のエポキシ基を有する化合物はエポキシ当量が１２０以下のものが好ましいが、１００以下のものがさらに好ましい。

３つ以上のエポキシ基を有する化合物として、好ましくは前記一般式（１）の化合物である。一般式（１）におけるＲ₁〜Ｒ_３は、水素原子、アルキル基または置換アルキル基を表し、Ｒ_４は水素原子、アルキル基、アルコキシ基または置換アルコキシ基を表す。また、Ｒ₁〜Ｒ_４が有するエポキシ基の合計は、２つ以上である。Ｒ₁〜Ｒ_４のアルキル基としては、特に制限は無いが、炭素数が１〜２０程度のメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基等が挙げられる。Ｒ_１の置換アルキル基として特に制限は無く、グリシジル基、ベンジル基等が挙げられる。Ｒ₂、Ｒ_３の置換アルキル基として特に制限は無く、ベンジル基、ｐ−ジグリシジルアミノベンジル基等が挙げられる。Ｒ_４のアルコキシ基として特に制限は無く、メトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。Ｒ_４の置換アルコキシ基として特に制限は無く、グリシドキシ基等が挙げられる。

また、３つ以上のエポキシ基を有する化合物として、より好ましくは前記一般式（２）の化合物である。一般式(２)におけるＲ₁、Ｒ₂が表すアルキル基として特に制限は無く、炭素数が1〜２０程度のメチル基、エチル基、イソプロピル基、ｔ−ブチル基、ヘキシル基、ドデシル基、ペンタデシル基等の分岐、直鎖アルキル基、及びシクロペンチル基、シクロヘキシル基等の環状アルキル基が挙げられる。これらは置換基を有する置換アルキル基でも良く、該置換基としては、アルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、スルホンアミド基、スルファモイル基、ウレイド基、アシル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、シアノ基、ニトロ基、スルホ基、ヒドロキシル基等が挙げられる。

これら３つ以上のエポキシ基を有する化合物に対して、２つのエポキシ基を有する化合物を混合して用いてもよい。２つのエポキシ基を有する化合物のエポキシ当量は１５０以下であることが好ましい。２つのエポキシ基を有する化合物としては、例えば、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（１８４〜１９４）（エピコート８２８；ジャパンエポキシレジン株式会社製）、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（１６０〜１７０）（エピコート８０６；ジャパンエポキシレジン株式会社製）、更には特開２００２−２１０９８５号公報に記載のものが挙げられる。また、その配合は、２つのエポキシ基を有する化合物１００質量部に対して３つ以上のエポキシ基を有する化合物が１０〜１００質量部となるのが好ましく、２０〜５０質量部がさらに好ましい。
本発明に係る主剤としては、これら３つ以上のエポキシ基を有する化合物のいずれか一つと２つのエポキシ基を有する化合物とを組み合わせて用いるだけでなく、３つ以上のエポキシ基を有する化合物を数種類と２つのエポキシ基を有する化合物とを組み合わせて用いることとしてもよい。

硬化後の耐性向上のために接着剤組成物の架橋密度を向上させる方法としては、主剤の官能数を増大する方法が挙げられる。エポキシ基を３つ以上有するノボラックエポキシ樹脂を主剤に用いる方法がその１つであるが、室温での流動性が低く室温硬化で十分な接着力が得られにくく、さらに低温硬化では充分な耐溶剤性が得られないという問題がある。しかし、３つ以上のエポキシ基を有する化合物としてエポキシ当量が１２０以下、さらには１００以下のものを用いることにより、前記性能を改善できる。

硬化後の前記接着剤組成物からは、熱分解ＧＣマススペクトルによりイミダゾール環含有化合物と、３つ以上のエポキシ基を有する化合物がそのエポキシ基が脱離した形で検出される。また固体ＮＭＲによりイミダゾール環含有化合物が検出される。

また、本発明の接着剤組成物には無機充填剤が用いられている。該無機充填剤としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩；硫酸バリウム、硫酸マグネシウム等の硫酸塩；ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ジルコニウム等のケイ酸塩；酸化鉄、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛等の酸化物；カオリン、タルク、アスベスト粉、石英粉、雲母、ガラス繊維等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの中で、種々の点から酸化チタンやシリカを一種または二種以上併用することが好ましい。

無機充填剤を使用する際には、無機微粒子と接着剤組成物に含まれる有機材料とをカップリングさせるため、カップリング剤としてシランカップリング剤やチタンカップリング剤などを使用することが望ましい。

シランカップリング剤の具体例としては、例えば、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−アミノエチル−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ユレイドプロピルトリエトキシシラン等のアミノシランカップリング剤；γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等のエポキシシランカップリング剤が挙げられる。

チタンカップリング剤の具体例としては、例えば、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル−アミノエチル）チタネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネート、ジイソステアロイルエチレンチタネート等を挙げることができるが、特にこれらに限定されるものではない。これらのカップリング剤の添加量は、本発明の接着剤組成物の種類により大きく変化するが、無機充填剤を添加した接着剤組成物の合計を１００質量部とした場合に、５質量部以下とするのが好ましく、５質量部を超えると有機材料の凝集力が低下し、結果として接着剤組成物の接着力や信頼性が低下する。

また、本発明の接着剤組成物には、平均粒子径０．１μｍ以下の微粒子を０．２〜１０％添加して粘度を高めて接着することが好ましく、平均粒子径０．１μｍ以下の微粒子としては、具体的には日本アエロジル社製のアエロジルＲ２０２が挙げられる。

本実施形態における接着剤組成物を用いることにより、常温〜６０℃での硬化が可能となり、被接着部材間の線膨張係数の差としては１２ｐｐｍ／Ｋ〜１００ｐｐｍ／Ｋの範囲で適用可能である。従来は、１２ｐｐｍ／Ｋを超える線膨張係数の差がある場合は後述するように応力による悪影響が生じていたが、本発明によればそのような悪影響を生ずることなく、性能や加工性の観点から最適な材料を選択して用いることが可能である。
ここで、被接着部材としては、セラミックス、金属、樹脂等が挙げられる。
セラミックスとしては、例えば、チタンジルコン酸鉛（以下、「ＰＺＴ」）、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、アルミナ、シリカ等が挙げられる。ＰＺＴは圧電素子として好ましく用いられ、ＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ_３−ＰｂＴｉＯ_３）や、第三成分添加ＰＺＴが挙げられる。添加する第三成分としては、Ｐｂ（Ｍｇ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３、Ｐｂ（Ｍｎ_１／３Ｓｂ_２／３）Ｏ_３、Ｐｂ（Ｃｏ_１／３Ｎｂ_２／３）Ｏ_３等のほか、ＢａＴｉＯ_３、ＺｎＯ、ＬｉＮｂＯ_３、ＬｉＴａＯ_３が挙げられる。
金属としては、例えば、アルミニウム、ステンレス、チタン等が挙げられる。
樹脂としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエーテルイミド、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、液晶ポリマー、ポリカーボネート等が挙げられる。

ここで、１２ｐｐｍ／Ｋを超える線膨張係数の差がある場合、被接着部材同士の線膨張係数が大きく異なるので、加熱硬化後に冷却された際の部材の収縮率が異なり、接着部に発生するゆがみによって剥がれや割れなどの破損が生じるという問題があった。

このように線膨張係数の異なる部材同士でも、室温付近で接着すれば全く問題は起こらないが、線膨張係数の異なる部材同士を加熱接着したときの問題について、さらに詳しく説明する。

加熱硬化後に室温に冷却させたとき、接着剤と被接着部材との間に生じる熱収縮による応力Ｐは、一般に次式で求められる。
Ｐ≒ＥΔα（ｔ₂−ｔ₁）
（式中、Ｅ：接着剤の弾性率、Δα：線膨張係数の差、ｔ₂：硬化温度、ｔ₁：室温）

一般に、ＰＺＴの線膨張係数は２×１０^-6＝２ｐｐｍ／Ｋであるが、ＰＺＴを接着させる被接着部材としての樹脂部材の線膨張係数は８×１０^-5〜２×１０^-4（８０〜２００ｐｐｍ／Ｋ）程度なので、例えば、２ｐｐｍ／ＫのＰＺＴと１４０ｐｐｍ／Ｋの樹脂部材を、１００℃で硬化するとき、長さ１００ｍｍ当たりＰＺＴは１５μｍ伸び、樹脂部材は１０５０μｍ伸び、その間に１ｍｍのずれが生じる。１８０ｄｐｉのインクジェットヘッドの場合、インク流路の間が７０μｍなので、この１ｍｍのずれが大きく影響する。

ここで、エポキシ接着剤に微粒子のフイラーを添加すると、添加量にほぼ比例して線膨張係数を低下させることができる。例えば、エポキシ接着剤にフイラーを５０質量％以上添加するとＰＺＴの線膨張係数に一致させることができる。しかしながら、インクジェットヘッドにおいては、ＰＺＴと樹脂部材とをエポキシ接着剤を用いて接着させるので、ＰＺＴとエポキシ接着剤の線膨張係数を一致させても、樹脂部材とエポキシ接着剤との線膨張係数の差が大きいと、接着部に破損が発生する。

この場合、樹脂部材にフイラーを添加して線膨張係数を低下させる事も可能である。そのため、従来より、樹脂部材及びエポキシ接着剤の線膨張係数を低下させ、熱収縮による影響を低減させている。これらの技術を採用するとともに、さらに、硬化温度をできるだけ低下させることが好ましい。例えば、硬化温度を１００℃から６０℃に下げると、熱収縮の影響を半減させることができる。

フイラーは樹脂部材の線膨張係数を低下させるのみならず、樹脂部材の耐溶剤性を向上させる作用を持つので好ましい。フイラーとしてはシリカやアルミナが挙げられる。その添加量は樹脂に対して３０〜５０質量％が好ましい。

また、本発明に係るイミダゾール系硬化剤は、アミンと同じくエポキシ樹脂の硬化剤として用いた場合、スクリーン印刷インクに含まれる様な強力な樹脂溶解剤に十分耐えられることを本発明者は発見した。これによって、今まで開発された膨大なインクジエット技術を改良して、これまで不可能であった、あるいは問題点があったスクリーン印刷へのインクジェット応用を可能にしたものである。

次に、上述の接着剤組成物を適用する本発明に係るインクジェットヘッドの構造について、図面を参照して説明する。図１は本実施形態にかかるインクジェットヘッド１ａの縦断面図である。インクジェットヘッド１ａは、ピエゾ方式のインクジェットヘッドであり、図１と略直交する方向に延在するように形成されている。ここで、図１に示すように、記録媒体と略平行でかつインクジェットヘッド１ａと略直交する方向を前後方向とするとともにインクジェットヘッド１ａの幅方向を左右方向とし、記録媒体と略直交する方向を上下方向とする。

インクジェットヘッド１ａには、インクジェットヘッド１ａの全体を覆うカバー１０が備えられている。カバー１０の内部には、内部容積が変形してインク滴Ｄを吐出させるインクチャンバ３が、その一端をカバー１０から突出させて備えられている。インクチャンバ３の下面は、後述するインク流路５の開口部を含む接着面であり、記録媒体に対向する平板状のノズルプレート５０が接着されている。ノズルプレート５０は接着部ｂを介してインクチャンバ３に接着されており、接着部ｂは本発明に係る接着剤組成物が硬化した部位である。ノズルプレート５０には、インク滴Ｄを吐出するノズル孔５１がインクチャンバ３に対向するように備えられている。

図２に示すのは、インクチャンバ３、ノズルプレート５０及び後述する蓋部材２の分解斜視図である。図３に示すのは、図１及び図２のＩ―Ｉ線における断面図である。

インクチャンバ３には、基体となる圧電性セラミックス基体１１が備えられている。圧電性セラミックス基体１１には、インクチャンバ３の基体となる圧電素子１１Ａが備えられている。圧電素子１１Ａの前面には圧電素子１１Ａと逆方向に分極された圧電素子１１Ｂが貼着されている。圧電素子１１Ａと圧電素子１１Ｂとは接着部８０を介して接着されており、接着部８０は本発明に係る接着剤組成物が硬化した部位である。

圧電性セラミックス基体１１の前面には、上下方向に延在する複数の凹部３１がインクジェットヘッドの幅方向（左右方向）に所定間隔を空けて形成されている。図２に示すように、凹部３１の深さ寸法は、圧電性セラミックス基体１１の接着部８０よりも深くなるように形成されている。また、凹部３１の上端は、側面視略円弧状になるように形成されている。さらに、凹部３１の前面には、画像情報に基づく電圧が伝達される電極膜３ａが貼着されている。

図１に示すように、電極膜３ａの上端には画像情報が入力されるＦＰＣ４０が電気的に接続されている。電極膜３ａとＦＰＣ４０との接着部位には本発明に係る接着剤組成物からなる接着部ｃが形成されている。また、ＦＰＣ４０は接着部ｉを介して圧電性セラミックス基体１１に補強接着されている。ＦＰＣ４０の前面にはＦＰＣ４０に入力された画像情報に基づいて電圧を発生させる駆動ＩＣ４５が接着されている。駆動ＩＣ４５の接着部位には本発明に係る接着剤組成物からなる接着部ｄが形成されている。

電極膜３ａの内側には、インクが図１記載の矢印の方向に流れるインク流路５が備えられている。図２に示すように、インク流路５は凹部３１の形状にあわせて形成されており、インクチャンバ３の前面は略均一となっている。また、インク流路５の外面には、電極膜３ａの変形による損傷を防止するための外膜としての保護膜４が備えられている。

インクチャンバ３の前面には、上下方向における長さ寸法が凹部３１の長さ寸法よりも短くなるように形成された平板状の蓋部材２が接着されている。蓋部材２は、例えば、ガラス、セラミックス、金属或いはプラスチック製の平板などから形成される。また、図３に示すように、インクチャンバ３と蓋部材２との間には本発明に係る接着剤組成物からなる接着部ａが介在している。

図１に示すように、蓋部材２の前面には、凹部３１の開口部を被覆するように後述するマニホールド２０が接着されている。これらは、本発明に係る接着剤組成物を用いて接着されており、蓋部材２とマニホールド２０との間には接着部ｆが、圧電性セラミックス基体１１とマニホールド２０との間には接着部ｅが形成されている。

マニホールド２０には、インクチューブ３０が接着部ｈを介して備えられている。インクチューブ３０には、図示しないインク貯蔵部が連結されており、マニホールド２０にインクを供給するようになっている。また、マニホールド２０の内部には、供給されたインク中の異物を取り除くフィルタ３５が接着部ｇを介して備えられている。接着部ｇも他の接着部と同様に、本発明に係る接着剤組成物が硬化したものである。

本実施形態のインクジェットヘッド１ａにおいては、接着部ａ、接着部ｂ及び接着部ｅ〜接着部ｈが直接インクに触れる部位である。

次に本実施形態に用いられるインクについて説明する。

本発明のインクジェットヘッドに用いるインクは、ＳＰ値が９．５〜１５．０、且つ双極子能率が２．０〜４．５の溶剤を全溶剤に対して３％以上含有しており、特に本発明の効果が顕著である。

ここで、ＳＰ値とは、樹脂部材の有機溶剤に対する溶解性を判断するのに用いるソルビリティーパラメーターの値のことである。溶剤のＳＰとは、その溶剤の凝集エネルギー密度の平方根を言い、樹脂のＳＰとは、その樹脂を最も良く溶解させる溶剤のＳＰのことである。ＳＰは、極性を持たない物質に対して提案されたコンセプトであるので、極性を持たない物質同士であれば、ＳＰが一致するか、その差が１．３５以内であれば溶解する。しかし、極性を持つ場合はこの差が拡がり、広範囲の溶剤に広範囲の樹脂が溶解する。インクジェットヘッドやインクに使用する材料は極性をもつものが多いので、これらの溶解性を判断するには、ＳＰと溶剤の極性を表す双極子能率を同時に考慮することが好ましい。

塩化ビニルの溶剤に使用されるＮ−メチルピロリドンはＳＰ＝１１．３であるので、ＳＰ＝１０〜１３程度の樹脂を良く溶解する。更にＮ−メチルピロリドンは双極子能率が４．０９と極性が高いので、ＳＰ値がこの範囲から外れる樹脂でも、極性のあるものは溶解する。このようにＮ−メチルピロリドンの樹脂溶解力は極めて強く、フッ素樹脂や完全に硬化した熱硬化樹脂を除けば、殆どの樹脂を膨潤、溶解させる。

インクジェットヘッドに使用される有機樹脂は、エポキシ樹脂も含めＳＰは９〜１１程度であり、殆ど全てＮ−メチルピロリドンに溶解する。Ｎ−メチルピロリドンは極めて強い溶剤であり、多くの樹脂を溶解する。液晶配向膜の塗布装置はステンレスで製造され、Ｎ−メチルピロリドンにポリイミドを溶解させたインクはステンレス容器に入れて使用される。インクジェットヘッドをステンレスで作り、ステンレス部材を共晶合金で接合すれば、耐溶剤性は完全になるが、加工性の悪いステンレスで微細な構造を持つインクジェットヘッドを製造するのは困難である。また、製造できたとしても価格が高価になる。微細な構造を持つ、高性能インクジェットヘッドを安価な価格で製造するには、圧電素子と樹脂部材を接着して製造するのが好ましい。樹脂は射出成型できるので、複雑な構造を持つマニホールドを簡単に製造できる。しかし、耐溶剤性のある良い接着剤がなく、製造できないか、あるいは小さいヘッドなら製造できるが、その寿命が短かく信頼性が十分ではなかった。

ここで、インクジェットヘッド１ａにおいて、接着部ａ及び接着部ｂは可能な限り薄く、不必要な部分にはみ出さない事が必要であり、最も接着精度が要求される部分である。接着部ｃはＦＰＣ４０が剥がれないように、硬化の際の熱収縮が小さい接着剤を用いることが好ましい。接着部ｄは駆動ＩＣとの接点周囲であるので、ストレスに強い接着剤を用いることが好ましい。接着部ｇはフィルタの目を詰まらせない様に接着剤の量を少量とすることが好ましい。
また、接着部ａ〜接着部ｈ、及び接着部８０においては、圧電性セラミックス基体１１の圧電性が消失しない１００℃以下の低温・短時間で接着工程が行われることと、硬化途中に接着剤が接着部以外に流れ出さないことが好ましい。

本実施形態においては、接着部ａ〜接着部ｈ，及び接着部８０に本発明にかかる接着剤組成物を用いることにより、上述したような問題点が解決された。また、線膨張係数が１２ｐｐｍ／Ｋを越える差を有する部材を接着させることが可能である。また、溶剤インクを用いることができ、その溶剤としてＳＰ値が９．５〜１５．０、かつ双極子能率が２．０〜４．５の溶剤を全溶剤に対して３％以上含有するものを用いることができる。

次に、本発明に係る接着剤組成物を用いたインクジェットヘッド１ａの製造方法について説明する。

まず、インクチャンバ３の製造方法について説明する。本実施形態のインクチャンバ３は、圧電性セラミックス基体１１と蓋部材２とを接着させてから、インクチャンバ３の前後方向に切断して二つのインクチャンバ３を形成させるようになっている。

はじめに、圧電素子１１Ａの前面に本発明に係る接着剤組成物を用いて圧電素子１１Ｂを接着させて、圧電性セラミックス基体１１を形成させる。この際、圧電素子１１Ａと圧電素子１１Ｂとの分極方向が逆になるように接着させ、両者の間には本発明にかかる接着剤組成物からなる接着部８０が形成される。

続いて、圧電性セラミックス基体１１の前面に、ダイシングなどにより凹部３１を形成させる。この際、図４（ａ）に示すように、凹部３１の側面視の形状は両端が円弧状になるとともに中央部は圧電性セラミックス基体１１の前面と略平行になるように形成されている。

そして、各凹部３１の内側に蒸着法などの膜形成方法によりにより電極膜３ａを形成させる。その後、同様にして電極膜３ａの内側に保護膜４を形成させる。電極膜３ａの上端には、ＦＰＣ４０を電気的に接続させて、本発明にかかる接着剤組成物を用いて接着部ｃを形成させる。さらに、ＦＰＣ４０は圧電性セラミックス基体１１に補強接着され、本発明にかかる接着剤組成物からなる接着部ｉが形成される。

次いで、圧電性セラミックス基体１１の前面に、本発明に係る接着剤組成物を用いて蓋部材２を接着させ、接着部ａを形成させる。蓋部材２の上下方向における長さ寸法は凹部３１の長さ寸法よりも短くなるように形成されているので、図４（ａ）に示すように、凹部３１の前面の一部は開放されたままとなる。また、蓋部材２の左右方向における長さ寸法はインクチャンバ３の長さ寸法と略同等になるように形成されているので、図４（ｂ）に示すように、凹部３１の前面の下方は全て被覆される。このようにして、圧電性セラミックス基体１１に蓋部材２を接着させることで、圧電性セラミックス基体１１の保護膜４の内側はインク流路５となる。ここで、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。なお、図示簡略化のため、図４において、電極膜３ａ及び保護膜４は省略する。

そして、圧電性セラミックス基体１１と蓋部材２とが接着された状態で、インクチャンバ３の左右方向に沿って対称になるように二つに切断する。切断後の状態を図５に示す。

切断後、図６に示すように、凹部３１の前面の開放部を覆うようにして、マニホールド２０を本発明に係る接着剤組成物を用いて接着させる。この際、マニホールド２０の一端は圧電性セラミックス基体１１の前面に接着されて接着部ｅが形成される。また、マニホールド２０の他端は蓋部材２の前面に接着されて接着部ｆが形成される。マニホールド２０にはインクチューブ３０を介してインク貯蔵部に連結されているので、インクチャンバ３にはマニホールド２０からのインクが凹部３１の開放部を通過して流れ込む。

また、切断後のインクチャンバ３の下面には、ノズルプレート５０を本発明に係る接着剤組成物を用いて接着させる。この際、インクチャンバ３のインク流路５に対向する位置にノズル孔５１が対向するように接着させ、接着部ｂが形成される。

このようにして製造したインクチャンバ３を、カバー１０に取り付けてインクジェットヘッド１ａとする。

次に、インクジェットヘッド１ａの作用について図７及び図８を用いて説明する。なお、図７及び図８において各接着部及び保護膜４は省略する。

図７に示すのは、インクチャンバ３の変形の一例である。本実施形態においては、インクチャンバ３は入力された画像信号に基づいて図７における左右方向に変動し、インク流路５の内部容積を変動させてインク滴Ｄを吐出させるようになっている。

まず、インクジェットヘッド１ａに画像信号が入力されると、その画像信号はＦＰＣ４０に伝達される。ＦＰＣ４０には駆動ＩＣ４５が接着されているので、伝達された画像信号に基づいて駆動ＩＣ４５は所定の電圧値の電圧を発生させる。発生した電圧は、接着部ｉを介してインクチャンバ３の電極膜３ａに通電される。

電極膜３ａは圧電性セラミックス基体１１に貼着されているので、電極膜３ａに電圧が印加されると、圧電性セラミックス基体１１にも電圧が印加される。ここで、圧電性セラミックス基体１１はそれぞれ逆方向に分極された圧電素子１１Ａ及び圧電素子１１Ｂからなるので、圧電性セラミックス基体１１の分極部位は電圧が印加されると、図７に示すように、屈曲されるようにせん断変形する。

本実施形態においては、凹部３１の側面に対向するインク流路５の二つの壁面が変動する。図７に示すように、隣接する分極部位は左右方向において反対側に屈曲するように変形し、インク流路５の内部容積が変動する。インク流路５の内部容積が変動すると、それに伴い内部容積が縮小したインク流路５からはインク滴Ｄが吐出される。

このようにして、本発明に係る接着剤組成物を用いることにより、線膨張係数が１２ｐｐｍ／Ｋを越える差を有する部材を６０℃以下の温度条件で接着させることができるので、インクジェットヘッド１ａを容易に製造することができるとともに、耐溶剤性の高いインクジェットヘッド１ａが製造される。また、本発明に係る接着剤組成物を用いることにより、接着部ａ〜接着部ｈ及び接着部８０と、チャネル基板としての圧電性セラミックス基体１１、圧電性セラミックス基体１１に接着される被接着部材（蓋部材２、ノズルプレート５０、マニホールド２０等）又は当該被接着部材に接着される第２の被接着部材（マニホールド２０、インクチューブ３０、フィルタ３５等）との間に作用する応力は緩和される。

特に、マニホールド２０が熱可塑性樹脂で成形される場合には、その成形が容易ではあるが、当該マニホールド２０は線膨張係数が大きくて圧電性セラミックス基体１１や蓋部材２との間において線膨張整数の差が１２ｐｐｍ／Ｋを超えやすく、更に、断面積が大きいために圧電性セラミックス基体１１や蓋部材２から受ける応力が大きい（逆に、圧電性セラミックス基体１１や蓋部材２も当該マニホールド２０から受ける応力が大きい）。そのため、この場合には、圧電性セラミックス基体１１、カバープレート２及びマニホールド２０はひび割れ、歪み、剥離等を生じやすいが、本実施形態ではこれら部材が上記接着剤で接着されているから、当該部材のひび割れ、歪み、剥離等を有効に防止することができる。

例えば、接着部ｅを介して接着されている圧電性セラミックス基体１とマニホールド２０とを例に挙げれば、両者の線膨張係数の差は１２ｐｐｍ／Ｋを超えている。
また、ポリイミドからなるノズルプレート５０を用いる場合、ノズルプレート５０の線膨張係数と圧電性セラミックス基体１１の線膨張係数との差も１２ｐｐｍ／Ｋを超えている。従来では、このようなノズプレートとチャネル基板（本実施形態においては圧電性セラミックス基体）とを接着させた場合、ノズルプレートの位置がずれた状態で接着されてしまったり、ノズル孔に接着剤組成物が流れ込んでしまい出射性を低下させるという問題もあったが、本発明に係る接着剤組成物を用いてこれらを接着させることによって前記の問題を解消することができる。
具体的には、インクチャンバ３の端面に線膨張係数が１２ｐｐｍ／Ｋを越える差を有するノズルプレートを接着するにあたって、本発明にかかる接着剤組成物に平均粒子径０．１μｍ以下の微粒子を０．２〜１０％添加して粘度を高めて接着することにより、接着剤組成物の硬化時に接着部以外の箇所に流れることを防止することができる。

なお、本実施形態においては、圧電性セラミックス基体１１は圧電素子１１Ａ及び圧電素子１１Ｂを備えるものとしているが、図８に示すように、圧電性セラミックス基体１１は一枚の圧電素子１１Ｃからなるものとしてもよい。この場合、圧電素子１１Ｃの変動量は限られてしまうが、図８に示すように、圧電性セラミックス基体１１の凹部３１の側面の上半分に電極膜３ａを備えると、電極膜３ａに電圧が印加されたときのインク流路５の変動が大きくなり好ましい。

また、本実施形態の圧電性セラミックス基体１１の全てのインク流路５にはインクが供給されるようになっているが、凹部３１にはインクが供給されるインク流路５とインクが供給されないインク流路５とを交互に備えるものとしてもよい。この場合、全てのインク流路５を用いてインクを吐出させる場合に比べて、圧電素子１１Ａ及び圧電素子１１Ｂの変動の影響をその隣のインクが供給されないインク流路５により吸収することができるので、各インク流路５の内部容積を正確に変動させることができる。

［第二の実施の形態］
図９はインク流路の外面に設けた圧電素子の伸縮変形によってインク流路の内部容積を変化させるタイプのインクジェットヘッド１ｂの縦断面図である。

インクジェットヘッド１ｂには、ノズル孔５１が形成されたノズルプレート５０が記録媒体に対向するように備えられている。ノズルプレート５０の上面には、流路プレート１２ａが接着部ｊを介して接着されている。流路プレート１２ａには、上下方向に延在しノズル孔５１より所定寸法大きい内径になるように形成された第一インク流路５ａが、ノズル孔５１に対向するように形成されている。また、流路プレート１２ａのノズル孔５１に対向しない位置には、上下方向に延在する第二インク流路５ｂが形成されている。

流路プレート１２ａの上面には、供給プレート１６が接着部ｋを介して接着されている。供給プレート１６には、第一インク流路５ａと略同一断面形状の第一孔部１６ｂが第一インク流路５ａに対向する形成されている。また、供給プレート１６の第二インク流路５ｂに対向する位置には、断面テーパ状のインク導入口１６ａが後述する加圧室Ａに対向するように形成されており、後述する接続プレート１２ｂに対向しない位置には第二孔部１６ｃが形成されている。第二孔部１６ｃには図示しないインク貯蔵部が連結されており、第二孔部１６ｃを介して第二インク流路５ｂにインクを供給するようになっている。

供給プレート１６の上面には、供給プレート１６より幅方向の長さ寸法が短くなるように形成された接続プレート１２ｂが接着されている。接続プレート１２ｂと供給プレートとは接着部ｌを介して接着されている。ここで、接着部ｊ〜接着部ｌは本発明に係る接着剤組成物が硬化したものである。
接続プレート１２ｂにおいて第一孔部１６ｂ及びインク導入口１６ａに対向する位置には、それぞれ孔部１２ｅ，１２ｅが形成されている。

接続プレート１２ｂの上面には、孔部１２ｅを被覆する内部空間を備えるスペーサプレート１２ｃが接着されている。また、スペーサプレート１２ｃの上面には、平板状の閉塞プレート１２ｄが接着されている。ここで、スペーサプレート１２ｃの内部空間は上下方向を閉塞プレート１２ｄ及び接続プレート１２ｂに囲まれて、加圧室Ａを形成するようになっている。また、閉塞プレート１２ｄは上下方向に変形自在な素材からなり、閉塞プレート１２ｄの変形に応じて加圧室Ａはその内部容積を変動させるようになっている。

このようにして、各プレートを重ねることにより、インク貯蔵部、第二インク流路５ｂ、加圧室Ａ、第一インク流路５ａ及びノズル孔５１がこの順に接続され、図９に記載した矢印の方向にインクが流れてインク滴Ｄが吐出されるようになっている。

閉塞プレート１２ｄの上面には、画像信号に基づいて変動する圧電素子１３が備えられている。圧電素子１３は従来より公知のものを用いており、電極１３ａ、圧電素子膜１３ｂ及び電極１３ａをこの順に備えている。

なお、各プレート１５，１６，１２ａは、ノズル孔１５ａ及びインク導入口１６ａを高い寸法精度で形成するうえで、一般にプラスチックやニッケル乃至ステンレスといった金属やシリコンなどのセラミックスを使用することが好ましい。また、インク導入口１６ａは図示されているように、インク流通方向に向って小径化するテーパ形状をもって、形成することが望ましい。

閉塞プレート１２ｄ、スペーサプレート１２ｃ及び接続プレート１２ｂは、セラミックスで構成されることが好ましい。このセラミックスの材質は成形性等の点から、アルミナ、ジルコニア等を使用することが好ましい。閉塞プレート１２ｄの板厚は、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは３〜１２μｍ程度、接続プレート１２ｂの板厚は好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは５０μｍ以上、スペーサプレート１２ｃの板厚は好ましくは５０μｍ以上、より好ましくは１００μｍ以上である。

加圧室Ａは、セラミックスの一体焼成品として形成することもできるが、各プレートを接着剤で接着することが加工精度の点から好ましい。

圧電素子１１Ｂは、膜形成法によって各構成を形成することによって形成されたものである。この場合には閉塞プレート１２ｄとして、酸化ジルコニウムを主成分とするセラミック基板を使用することが好ましい。圧電作動部を構成する圧電素子膜１３ｂの材料として好ましくは、ＰＺＴが用いられる。

［第三の実施の形態］
図１０は加圧室Ａの外に設けた圧電素子の伸縮変形によって加圧室Ａの内部容積を変化させる第二の実施の形態と同様のタイプで、構造が異なるインクジェットヘッド１ｃの断面図である。

インクジェット１ｃには、ノズル孔５１が形成されたノズルプレート５０が記録媒体に対向するように備えられている。ノズルプレート５０の上面には、スペーサ部材２２が接着部ｍを介して接着されている。スペーサ部材２２には、弾性素材からなるインク流路５がその一端がノズル孔５１に接続するように備えられている。また、インク流路５の他端には、図示しないインク貯蔵部に連結されているインク供給部２７が備えられている。

スペーサ部材２２の上面には、弾性素材からなる振動板２４が接着されており、その間には接着部ｎが形成されている。ここで、接着部ｍ，ｎは、本発明にかかる接着剤組成物により形成されたものである。

振動板２４の上面には、両側面に左右方向に延在する凸部を備える基台２１ｂが備えられている。基台２１ｂの側面であるとともに振動板２４の上面には、圧電素子２３がその電極部に電圧を印加されると上下方向に伸縮するように備えられている。圧電素子２３は振動板２４を介してインク流路５を変形させるようになっており、圧電素子２３がインクジェットヘッド１ｃの下方に向けて伸張するとインク流路５の内部容積を縮小させる圧力を加えるようになっている。

振動板２４の上端面には、圧電素子２３及び基台２１ｂの上面を被覆して固定する固定部材２１ａが備えられている。

このようにしてインクジェットヘッド１ｃを形成することにより、圧電素子２３に画像情報に基づいて電圧を印加させて、インク流路５を変形させてノズル孔５１からインク滴Ｄを吐出させるようになっている。

なお、図１０においては、インク流路５はその内径が均一になっているものとしたが、圧電素子２３からの圧力を効率的に伝達させてインク滴Ｄを吐出させるために、その内径がノズル孔５１に近付くにつれて小さくなるものとしてもよい。

以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。

［実施例１］
実施例１では、種々の組成からなる接着剤組成物（以下、「接着剤」）を作製し、その耐溶剤性を調べた。

表１に記載の主剤と硬化剤を混合した後、テフロン（登録商標）シート上に一滴が０．１〜０．２ｇとなるように滴下し、これを６０℃で３時間かけて硬化して接着剤の錠剤を作製した。

ここで、表１中の化合物は以下の通りである。
〈主剤〉
Ｅ１：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１８４〜１９４）（エピコート８２８；ジャパンエポキシレジン株式会社製）
Ｅ２：ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂（エポキシ当量１６０〜１７０）（エピコート８０６；ジャパンエポキシレジン株式会社製）
Ｅ３：フェノールノボラック型エポキシ樹脂（エポキシ当量１７２〜１７８）（エピコート１５２；ジャパンエポキシレジン株式会社製）
Ｅ４：トリグリシジル−ｐ−アミノフェノール
Ｅ５：テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン
Ｅ６：テトラグリシジル−１，３−ジアミノメチルシクロヘキサン
〈本発明に係るイミダゾール系硬化剤〉
Ｚ１：１−ベンジル−２−メチルイミダゾール
Ｚ２：１−メチルイミダゾール
Ｚ３：１−ベンジル−２−フェニルイミダゾール
〈本発明の範囲外のイミダゾール系硬化剤〉
Ｚ４：２−フェニルイミダゾール
〈イミダゾール系以外の硬化剤〉
Ｈ１：ヘキサヒドロ無水フタル酸
Ｈ２：ジエチレントリアミン
Ｈ３：トリエチレンテトラミン
Ｈ４：ポリアミド

また、表１中のｐｈｒは硬化剤質量／主剤質量×１００で求めた値である。

作製した接着剤の錠剤の質量を測定した後、表１記載の溶剤（Ｎ−メチルピロリドン又はジメチルホルムアミド）に浸漬し、６０℃で７日間放置した。そして、錠剤を溶剤から取出し、洗瓶のイソプロピルアルコールにより洗浄後、表面のイソプロピルアルコールをぬぐって質量を測定した。なお、質量増加率は下記式により求めた。
質量増加率＝１００×（浸漬後の質量−浸漬前の質量）／浸漬前の質量

表１より、本発明に係る主剤、硬化剤の組み合わせの接着剤（本発明１〜１０）は質量増加率が比較例（比較１〜５）に比べて小さく、耐溶剤性に優れていることが分かる。

［実施例２］
ＰＺＴ（厚さ７００μｍ、キューリー温度２１０℃、線膨張係数４ｐｐｍ／Ｋ）とＰＺＴ（厚さ１５０μｍ、キューリー温度２１０℃、線膨張係数４ｐｐｍ／Ｋ）を、分極方向が反対向きになるように、以下に示すような本発明に係る接着剤Ａを用いて接着させて圧電性セラミックス基体とする。次いで、図３のように薄い方のＰＺＴ側から深さ３００μｍ、幅７０μｍの凹部を形成させ、凹部の側面にアルミを蒸着させて電極膜を形成する。前記圧電性セラミックス基体とＰＺＴとの接合部材に対して図４（ａ）のように、蓋部材（厚さ７００μｍのＡｌＮ、線膨張係数４ｐｐｍ／Ｋ）を接着剤Ａを用いて接合し、ＣＶＤ法により絶縁膜ポリ−ｐ−キシリレン処理する。その後、凹部の長さ方向と直交する方向に沿って切断してヘッドチャンバを形成する（図５参照）。前記ヘッドチャンバに対し、ノズルプレート（１００μｍ厚のポリイミドに、直径３０μｍのノズル孔を形成したもの）を接着剤Ａを用いて接合する（図６参照）。その後、図６のように電極の取り出しとマニホールド（ＰＢＴ製、線膨張係数１００ｐｐｍ／Ｋ）の接着を接着剤Ａを用いて行い、接着して硬化し、インクジェットヘッドを構成した。

〈接着剤Ａの組成〉
エピコート８０７（ビスフェノールＦ；エポキシ当量１６５、ジャパンエポキシレジン株式会社製） ７０質量部
トリグシシジル−ｐ−アミノフェノール（エポキシ当量９５） ３０質量部
１−ベンジル−２−メチルイミダゾール １０質量部
気相法球形シリカ（平均粒子径１５ｎｍ） ３質量部

〈接合時の接着剤Ａの加熱条件〉
加熱温度：４５℃
加熱時間：１３時間

〈出射試験〉
構成したインクジェットヘッドにおいて、色材を含まない出射評価用のダミーインクを用いて出射試験を行った。ダミーインクの組成は以下の通りである。
ブトキシエチルアセテート ５０質量部
ジメチルホルムアミド（ＳＰ＝１２．１、双極子能率＝３．８６） ５０質量部

出射速度はノズル間で最大と最小との差が７％であり、均一性はほぼ満足できるものであった。また、インクジェットヘッドにインクを満たし、６０℃で一週間放置した後出射したが、インクのモレは無かった。

次に、比較例として、接着剤Ａを下記接着剤Ｂに代えて、同様の加熱条件で硬化したところインクのモレが生じた。そこで温度を７０℃にして硬化したところ、出射試験で速度は最大と最小の差が１８％であり、均一性に問題がある。

〈接着剤Ｂの組成〉
１−ベンジル−２−メチルイミダゾールの代わりに、２−エチル−４−メチルイミダゾールを用いた他は、接着剤Ａと同様に作製した。

［実施例３］
ＰＺＴ（厚さ７００μｍ、キューリー温度２１０℃、線膨張係数４ｐｐｍ／Ｋ）とＰＺＴ（厚さ１５０μｍ、キューリー温度２１０℃、線膨張係数４ｐｐｍ／Ｋ）を、分極方向が反対向きになるように以下に示すような本発明に係る接着剤Ｃを用いて接合し、圧電性セラミックス基体とする。次いで、図３のように１５０μｍのＰＺＴの側から深さ３００μｍ、幅７０μｍの凹部を形成し、電極膜を成膜する。この圧電性セラミックス基体とＰＺＴとの接合部材に対して図４（ａ）の様に、蓋部材（厚さ７００μｍのＡｌＮ、線膨張係数４ｐｐｍ／Ｋ）を、接着剤Ｃを用いて接合し、パリレン処理する。その後、凹部の長さ方向と直交する方向に沿って切断してヘッドチャンバを形成する（図５参照）。前記ヘッドチャンバに対し、ノズルプレート（１００μｍ厚のポリイミドに、直径３０μｍのノズル孔を形成したもの）を接着剤Ｃを用いて接合する（図６参照）。その後、図６のように電極の取出しとマニホールド（ポリアミド製、線膨張係数５０ｐｐｍ／Ｋ）を接着剤Ｃを用いて行い、接着して硬化し、インクジェットヘッドを構成した。

〈接着剤Ｃ（本発明）の組成〉
エピコート８０７（ビスフェノールＦ；エポキシ当量１６５；ジャパンエポキシレジン株式会社製） ４０質量部
トリグシシジル−ｐ−アミノフェノール ３０質量部
エピコート１５２（フェノールノボラック型エポキシ樹脂：ジャパンエポキシレジン株式会社製） ３０重量部
１−ベンジル−２−メチルイミダゾール １０質量部
アエロジル２００シリカ粒子（日本アエロジル製；シリカ粒子；１次粒子径１４ｎｍ）
２質量部

〈接合時の接着剤Ｃの加熱条件〉
加熱温度：４５℃
加熱時間：１３時間

〈出射試験〉
構成したインクジェットヘッドにおいて、色材を含まない出射評価用のダミーインクを用いて出射試験を行った。ダミーインクの組成は以下の通りである。
ブトキシエチルアセテート ５０質量部
ジメチルホルムアミド（ＳＰ＝１２．１、双極子能率＝３．８６） ５０質量部

出射速度はノズル間で最大と最小の差が７％であり、均一性はほぼ満足できるものであった。また、構成したインクジェットヘッドにインクを満たし、６０℃で１週間、６０℃で２週間、６０℃で３週間、及び６０℃で１月間放置した後出射したが、いずれもインクのモレは無かった。

次に、接着剤Ｃを下記の接着剤Ｄ〜接着剤Ｈに代えてインクジェットヘッドを構成させて出射試験を行った。

〈接着剤Ｄ（比較例）の組成〉
エピコート８０７（ビスフェノールＦ；エポキシ当量１６５、ジャパンエポキシレジン株式会社製） １００質量部
２−エチル−４−メチルイミダゾール １０質量部
接着剤Ｃのときと同様の加熱条件で硬化させ、６０℃で１週間放置した後出射試験したところインクのモレが生じた。そこで、温度を７０℃にして硬化したところ、出射試験で速度は最大と最小の差が１８％であり均一性が問題となった。

〈接着剤Ｅ（本発明）の組成〉
エピコート８０７（ビスフェノールＦ；エポキシ当量１６５、ジャパンエポキシレジン株式会社製） ７０質量部
トリグシシジル−ｐ−アミノフェノール ３０質量部
１−イソブチル−２−メチルイミダゾール １０質量部
アエロジル２００シリカ粒子（日本アエロジル製；シリカ粒子、１次粒子径１４ｎｍ）
２質量部
〈接合時の接着剤Ｅの加熱条件〉
加熱温度：４５℃
加熱時間：１３時間
接着剤Ｃのときと同様に出射試験を行った。出射速度はノズル間で最大と最小の差が６％であり、均一性はほぼ満足できるものであった。また、インクジェットヘッドにインクを満たし、６０℃で１月間放置した後出射したがインクのモレは無かった。

〈接着剤Ｆ（本発明）の組成〉
エピコート８０７（ビスフェノールＦ；エポキシ当量１６５；ジャパンエポキシレジン株式会社製） ５０質量部
テトラグリシジルジアミノジフェニルメタン；エポキシ当量１０５．５
５０質量部
１−ベンジルイミダゾール １０質量部
アエロジル２００シリカ粒子（日本アエロジル製；シリカ粒子；１次粒子径１４ｎｍ）
２質量部
〈接合時の接着剤Ｆの加熱条件〉
加熱温度：４５℃
加熱時間：１３時間
接着剤Ｃのときと同様に出射試験を行った。出射速度はノズル間で最大と最小の差が８％であり、均一性はほぼ満足できるものであった。また、インクジェットヘッドにインクを満たし、６０℃で３週間放置した後に出射したところでモレが生じた。

〈接着剤Ｇ（比較例）の組成〉
エピコート８０７（ビスフェノールＦ；エポキシ当量１６５；ジャパンエポキシレジン株式会社製） ７０質量部
トリグシシジル−ｐ−アミノフェノール ３０質量部
２−メチルイミダゾール １０質量部
アエロジル２００シリカ粒子（日本アエロジル製；シリカ粒子；１次粒子径１４ｎｍ）
２質量部
〈接合時の接着剤Ｇの加熱条件〉
加熱温度：４５℃
加熱時間：１３時間
接着剤Ｃと同様に出射試験を行った。出射速度はノズル間で最大と最小の差が８％であり、均一性はほぼ満足できるものであった。しかし、インクジェットヘッドにインクを満たし、６０℃で１週間放置した後に出射したところでモレが生じた。次に同じ接着剤で加熱温度を７０℃に変えて硬化したところ出射速度の分布が１９％となり画像の均一性が問題になった。

〈接着剤Ｈ（比較例）の組成〉
エピコート８２８（ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂；エポキシ当量１９０；ジャパンエポキシレジン株式会社製） ７０質量部
トリグシシジル−ｐ−アミノフェノール ３０質量部
トリエチレンテトラミン ９質量部
アエロジル２００シリカ粒子（日本アエロジル製；シリカ粒子；１次粒子径１４ｎｍ）
２質量部
〈接合時の接着剤Ｈの加熱条件〉
加熱温度：４５℃
加熱時間：１３時間
加熱後接着部分に触れたところまだベタツキが残っていて硬化がしきれていなかった。次に７０℃で１３時間の加熱を行ったところ、出射速度はノズル間で最大と最小の差が１５％あり均一性が問題となった。さらに、インクジェットヘッドにインクを満たし、６０℃で２週間放置した後に出射したところでモレが生じた。

［実施例４］
インクはＮ−メチルピロリジノン（ＳＰ＝１１．３、双極子能率＝４．０９）のみからなるインクを調製して用いた以外は、実施例３と同様に試験を行った。但し、加熱条件は加熱温度を５５℃、過熱時間を３時間とした。

接着剤Ｃ：本発明
出射速度はノズル間で最大と最小の差が８％であり、均一性はほぼ満足できるものであった。インクジェットヘッドにインクを満たし、６０℃で１月間放置した後出射したがインクのモレは無かった。

接着剤Ｄ：比較例
インクジェットヘッドにインクを満たし、６０℃で１週間放置した後出射したところインクのモレが生じた。

接着剤Ｅ：本発明
出射速度はノズル間で最大と最小の差が９％であり、均一性はほぼ満足できるものであった。インクジェットヘッドにインクを満たし、６０℃で１月間放置した後出射したがインクのモレは無かった。

接着剤Ｆ：本発明
インクジェットヘッドにインクを満たし、６０℃で２週間放置した後出射したところインクのモレは生じなかったが、６０℃で３週間放置した後出射したところインクのモレが生じた。

接着剤Ｇ：比較例
インクジェットヘッドにインクを満たし、６０℃で１週間放置した後出射したところインクのモレが生じた。

接着剤Ｈ：比較例
加熱後接着部分に触れたところまだベタツキが残っていて硬化がしきれていなかったが、そのままインクジェットヘッドにインクを満たし、６０℃で１週間放置した後出射したところインクのモレが生じた。

第一の実施形態におけるインクジェットヘッドの縦断面図である。 第一の実施形態におけるインクチャンバの分解斜視図である。 図１及び図２のＩ−Ｉ線における断面図である。 第一の実施形態におけるインクジェットヘッドの製造方法の説明図であり、（ａ）は二枚の圧電性セラミックス基体と蓋部材とを接着した状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ線における断面図である。 インクジェットヘッドの製造方法の説明図である。 インクジェットヘッドの製造方法の説明図である。 インク流路の変形の説明図である。 インク流路の変形の説明図である。 第二の実施形態にかかるインクジェットヘッドの縦断面図である。 第三の実施形態にかかるインクジェットヘッドの縦断面図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ インクジェットヘッド
２ 蓋部材（被接着部材）
３ インクチャンバ
３ａ 電極膜
４ 保護膜
５ インク流路
１０ カバー
１１ 圧電性セラミックス基体（チャネル基板）
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１３，２３ 圧電素子
２０ マニホールド（被接着部材、第２の被接着部材）
３０ インクチューブ（第２の被接着部材）
３１ 凹部
３５ フィルタ（第２の被接着部材）
４０ ＦＰＣ（被接着部材）
４５ 駆動ＩＣ（第２の被接着部材）
５０ ノズルプレート（被接着部材）
Ａ 加圧室
Ｄ インク滴

Claims (11)

1. 硬化剤として１位または１位と２位をアルキル基または置換アルキル基で置換したイミダゾール誘導体を含有し、主剤として３つ以上のエポキシ基を有する化合物を含有することを特徴とする接着剤組成物。
2. 更に２つのエポキシ基を有する化合物としてビスフェノールＡ型エポキシ樹脂またはビスフェノールＦ型エポキシ樹脂を含有することを特徴とする請求項１に記載の接着剤組成物。
3. 前記３つ以上のエポキシ基を有する化合物のエポキシ当量が１２０以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の接着剤組成物。
4. 前記３つ以上のエポキシ基を有する化合物が下記一般式（１）の化合物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の接着剤組成物。
   

   

   （式中、Ｒ_１〜Ｒ_３は水素、アルキル基または置換アルキル基を表し、Ｒ_４は水素、アルキル基、アルコキシ基または置換アルコキシ基を表す。）
5. 前記３つ以上のエポキシ基を有する化合物が下記一般式（２）の化合物であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の接着剤組成物。
   

   

   （式中、Ｒ₁、Ｒ₂は水素、アルキル基または置換アルキル基を表す。）
6. インクのチャネルを有するチャネル基板と、前記チャネル基板に対し接着される被接着部材と、前記被接着部材に対し更に接着される第２の被接着部材と、を備えるインクジェットヘッドであって、
   前記チャネル基板と前記被接着部材とが、又は前記被接着部材と前記第２の被接着部材とが、請求項１〜５のいずれか一項に記載の接着剤組成物を用いて接着されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
7. 前記チャネル基板と前記被接着部材との間で、又は前記被接着部材と前記第２の被接着部材との間で、線膨張係数の差が１２ｐｐｍ／Ｋを超えることを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッド。
8. 吐出するインクが溶剤インクであることを特徴とする請求項６又は７に記載のインクジェットヘッド。
9. 前記溶剤インクの溶剤として、ＳＰ値が９．５〜１５．０、且つ双極子能率が２．０〜５．０の溶剤を全溶剤に対して３％以上含有することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載のインクジェットヘッド。
10. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の接着剤組成物で線膨張係数が１２ｐｐｍ／Ｋを超える差を有する部材を６０℃以下で接着することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
11. インクのチャネルを有するチャネル基板と、前記チャネル基板に対し接着される被接着部材と、前記被接着部材に対し更に接着される第２の被接着部材と、を備えるインクジェットヘッドの製造方法であって、
    前記チャネル基板と前記被接着部材との間で、又は前記被接着部材と前記第２の被接着部材との間で、１２ｐｐｍ／Ｋを超える線膨張係数の差があり、
    前記チャネル基板と前記被接着部材とが、又は前記被接着部材と前記第２の被接着部材とが、平均粒子径０．１μｍ以下の微粒子を０．２〜１０％添加して粘度を高めた請求項１〜５のいずれか一項に記載の接着剤組成物を用いて接着されていることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。

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