JPH058388A - インクジエツトヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 接着面、特に上板の平面度が良くない場合で
も、上板と圧電体との接着部における接着層の厚さを一
定な値に保ち、温度変化のある状態で長期間使用しても
噴射特性が変化することがなく、耐久性と信頼性をま
す。 【構成】 複数のスリット２により、交互に、駆動部と
非駆動部（隔壁部）４とを区画した圧電体１と、前記駆
動部３に対応して設けられ、隔壁部７で区画された溝６
を有する上板５とを、前記圧電体１の非駆動部４と上板
５の隔壁部７とにおいて接着層の厚さを一定にする部材
１０を設けた接着剤９で加圧接着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明はオンデマンド型のインクジェット
ヘッドに関し、より詳細には、プリンター，ファクシミ
リ，複写機等各種記録装置の記録部に適用されるもの
で、多数のノズルを有するマルチヘッドの構造に関する
ものである。

【０００２】

【従来技術】記録液滴を必要時のみ吐出するために圧電
素子を備えた記録ヘッドに電気信号を印加して圧力波に
変換し、該圧力波により液滴噴射するという液滴吐出圧
力制御方式のオンデマンド型インクジェット記録方式
は、電気信号に応じた圧力パルスを発生するので駆動回
路も簡易で、構造も単純であるという長所がある。該イ
ンクジェット方式の本発明に係る技術として、本出願人
が、先に提案した特願平２−９２７４４号における「イ
ンクジェットヘッド」がある。該インクジェットヘッド
を以下の図４に基づいて説明する。

【０００３】図４は、従来のインクジェットヘッドを説
明するための図で、図中、３１は圧電体、３２はスリッ
ト、３３は駆動部、３５は上板、３６は溝（加圧液室３
８）、３７は隔壁部、３９ａは共通電極、３９ｂは個別
電極、４０は弾性体（充填剤）、４１は接着剤である。

【０００４】図示において、圧電体３１には複数の平行
なスリット３２が設けられて、凸部が形成され、該凸部
は駆動部３３と非駆動部３４とを交互に配置される。該
圧電体３１は、前記駆動部３３に対応して設けられた溝
３６を有する上板３５と接着される。接着の方法は、圧
電体３１の非駆動部３４の端面と、上板３５の溝３６を
区画する隔壁部３７の端面とで接着剤４１により接着す
る直接接合方法によるもので、前記スリット３２内には
共通電極３９ａと固定電極３９ｂとの絶縁が低下しない
ように、また駆動部３３の補強のために弾性体４０が充
填されている。弾性体４０は、充填性がよいもので、且
つ駆動部３３を駆動したとき駆動部３３の変位が上板３
５の隔壁部３７を持上げないように低ヤング率の絶縁材
が使用される。また、上板３５の隔壁部３７と圧電体３
１の非駆動部３４とを薄膜部材（図示せず）を介して間
接的に接する間接接合方法によるものがある。この場
合、スリット３２内には弾性体４０を充填しない。

【０００５】図示のインクジェットヘッドは、圧電体３
１と上板３５とを接合することにより、溝３６は加圧液
室３８となる。駆動は、駆動部３３に画像信号に基づい
た電圧パルスを印加することにより行われる。駆動部３
３に電圧を印加すると、該駆動部３３は厚み方向に変位
し、加圧液室３８を加圧してノズル（図示せず）より液
滴を噴射し、印写するものである。図示のインクジェッ
トヘッドは、駆動部３３が変位しやすく、しかも、その
変位が他の部分、特に上板３５に伝わらないようにしな
がら集積度向上を図ったものである。このために、隔壁
部３７と圧電体５１の非駆動部３４との結合力を十分大
きくしなければならない。

【０００６】上板３５には溝３６が設けられているが、
該溝３６が圧電体３１と接着されて加圧液室３８となっ
たとき、該加圧液室３８のすべてにインクを供給する共
通液室（図示せず）や、インク液滴を噴射するためのノ
ズル（図示せず）も上板３５に一体に形成されること
が、部品点数を少なくするために好ましい。しかし、集
積度が向上し、溝３６の数も多くなると、位置ずれを生
じ易くなる。このために、上板３５は集積度を増す程加
工寸法精度を高くしなければならない。

【０００７】従来、上板の材料として、ガラスや樹脂や
ニッケル、又はステンレス鋼が用いられ、これを溝３５
と共通液室とノズルとを一体に加工していた。しかし、
これらの材料は、線膨張係数が圧電体３１と比べ高く、
圧電体と前記上板３５の材質との線膨張係数差が大き
い。この結果、温度の急激な変化があった場合とか、常
温との温度差が大きい状態で長期間使用する場合におい
て接着部が剥離し易く、この結果、特性変化が生ずるこ
とがあった。

【０００８】接着強度を増すためには、接着面の平面度
が高いことが一つの条件となる。圧電体１の表面は、ス
リットの溝加工する以前に研削等により十分な表面度を
得ることができる。しかし、上板３５は、前記の如く多
くの材料が選ばれるので、選ばれた材料や、該材料の面
加工法によっては十分な平面度を得ることはできず、特
に、樹脂成形の場合はこの傾向が強い。

【０００９】一方、接着剤４１の層の厚さの大小も、イ
ンクジェットヘッドの性能に対して大きい影響を及ぼ
す。すなわち、接着剤４１の層が厚すぎると、駆動部３
３の変位が妨げられるだけでなく、その変位が上板３５
に伝わり、効率が低下したり相互干渉が増大する。ま
た、接着剤４１の層が薄過ぎると、接着剤４１の層は、
温度変化により圧電体３１と上板３５との間に生ずる応
力を吸収することができず、接着部が剥離することがあ
る。

【００１０】上述の如く、接着剤４１の層の厚さは、イ
ンクジェットヘッドの性能に大きい影響を与えるもの
で、温度変化により接着部が剥離することがなく耐久性
が強い。しかも、効率が高く、相互干渉の少ないインク
ジェットヘッドを得るためには最適な接着剤４１の層の
厚さが存在する。本出願人の実験によれば、１０μm
（マイクロメートル）程度の接着剤４１の層の厚さが要
求される。しかし、前述の如く上板３５の平面度、特に
樹脂一体成形のものは平面度は良くないので接着剤４１
の層の厚さは一定とならず、最適な１０μm前後の厚さ
を得ることは困難であった。

【００１１】

【目的】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもの
で、接着面、特に、上板の平面度が良くない場合でも、
上板と圧電体との接着部における接着層の厚さが、接着
の強さが最大となる一定な値に保つ部材を設け、温度変
化のある状態で長期間使用しても噴射特性が変化するこ
とがなく、耐久性と信頼性の優れたインクジェットヘッ
ドを提供することを目的としてなされたものである。

【００１２】

【構成】本発明は、上記目的を達成するために、（１）
複数の平行なスリットを設け、該スリットにより形成さ
れる凸部を、交互に駆動部と非駆動部となるように配置
した圧電体と、前記駆動部と対応し隔壁部により区画さ
れた溝を有する上板と、該上板の前記隔壁部と前記圧電
体の非駆動部とで接着して形成された加圧液室とからな
り、前記駆動部を駆動し加圧液室の面に重直な方向の変
位を生じさせ、加圧液室と連通したノズルより液滴を噴
射させるインクジェットヘッド記録装置において、前記
圧電体と前記上板との接着部に、接着層の厚さを一定に
する部材を設けたこと、更には、（２）前記（１）にお
いて、前記接着層の厚さを一定にする部材は、接着剤に
混合した均一粒径の粒体であること、更には、（３）前
記（１）において、前記接着層の厚さを一定にする部材
は、前記上板の隔壁における接着部に設けられた突起で
あることを特徴とするものである。以下、本発明の実施
例に基づいて説明する。

【００１３】まず、図３に基づいてヘッド部の全体構成
を説明する。図３は、本発明によるインクジェットヘッ
ドの斜視外観を示す図で、図中、２１は基板、２２は圧
電素子（ＰＺＴ）、２３は上板（流路板）、２４は液
室、２５はインク供給パイプ、２６はノズルプレート、
２７はＡｌ（アルミニウム）線、２８ａはリード線、２
８ｂは接地用リード線、２９は電極、３０は配線プレー
トである。圧電素子２２を挟むように上板２３と基板２
１を配設し、長手方向にノズルプレート２６、液室２４
を具備させて構成される。

【００１４】図１は、本発明によるインクジェットヘッ
ドの一実施例を説明するための構成図で、図３における
II部の拡大図である。図中、１は圧電体、１ａは共通電
極、１ｂは個別電極、２はスリット、２ａは充填剤、３
は駆動部、４は非駆動部、５は上板、６は溝（加圧液室
８）、７は隔壁部、９は接着剤、１０は粒体（接着層の
厚さを一定にする部材）である。

【００１５】図示において、圧電体１には複数の平行な
スリット２が設けられ、該スリット２により長手方向
（紙面に垂直方向）に延びる凸部が形成される。該凸部
はすべてアクチュエータとするのではなく、交互に駆動
部３と非駆動部４と配列される。また、スリット内には
低ヤング率の弾性体の樹脂等からなる充填剤２ａが充填
される。該充填剤２ａは、圧電体１の共通電極１ａと個
別電極１ｂとの絶縁や駆動部３の補強を目的とするもの
であり、低ヤング率の弾性体を選ぶのは、駆動部３が駆
動され厚さ方向に変位したとき非駆動部４に変位が伝達
しないようにするためのものである。

【００１６】上板５には、駆動部３に対応した平行な溝
６が設けられ、該上板５には、隣接する溝６を区画する
隔壁部７が形成される。前記圧電体１と上板５とは、圧
電体１の非駆動部４と上板５の隔壁部７との端面で、粒
体１０を接着剤９に混合した混合接着剤により接着され
る。粒体１０は直径１０μm前後の球状体で、例えば、
安価なガラスビーズが用いられる。

【００１７】粒体１０は圧電体１と上板５とを接着する
とき、接着部の接着層の厚さを一定にする部材である。
粒体１０と接着剤９とを十分に混合して、粒体１０の分
布が均一になった状体のものを圧電体１の上部面に塗布
し、十分な加圧力を加えながら接着剤を硬化させる。上
板５の接着面の平面度が悪くても、加圧力を加えること
により粒体１０の直径約１０μmの厚さを保って硬化し
固着される。従って、接着剤９は最も接着力が強い厚さ
となるので噴射特性が優れ、温度変化した状態で使用し
ても耐久性があり、従って、信頼性の高いインクジェッ
トヘッドを安価に提供することができる。

【００１８】図２は、本発明のインクジェットヘッドの
他の実施例を説明するための図で、図中、１１は突起
で、図１と同じ作用する部分には等しい符号を付してい
る。図２において、突起１１は接着剤９の厚さを一定に
保つ部材で、上板５の隔壁部の非駆動部４との接合面に
設けられている。突起１１の高さは１０μm前後に選ん
である。この場合の上板５と圧電体１との接合は、図１
の場合と同様に接着剤９を塗布した圧電体１の非駆動部
４と上板５の隔壁部７とが同位相となる位置で十分な加
圧力を印加しながら接着剤９を固着する。

【００１９】

【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、以下のような効果がある。 （１）請求項１に対応する効果：圧電体と上板とを非駆
動部と隔壁部とで接着し、接着層の厚さを一定とする部
材により一定に保ちながら硬化させて固着するので、接
着面の平面度が多少悪くても、接着強度が最大となる一
定厚さとすることができる。従って、噴射特性が優れ、
温度変化した状態で使用しても耐久性があり、信頼性の
優れたインクジェットヘッドを提供することができる。 （２）請求項２に対応する効果：接着層の厚さを一定と
する部材を安価なガラス球体としたので、請求項１記載
の効果をもったインクジェットヘッドを安価に提供する
ことができる。 （３）請求項３に対応する効果：接着層の厚さを一定と
する部材を予め上板の隔壁部に設けたので、該上板を樹
脂材としてモールド加工した場合、請求項１記載の効果
をもった安価なインクジェットヘッドを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるインクジェットヘッドの一実施
例を説明するための構成図である。

【図２】 本発明のインクジェットヘッドの他の実施例
を説明するための図である。

【図３】 本発明によるインクジェットヘッドの斜視外
観を示す図である。

【図４】 従来のインクジェットヘッドを説明するため
の図である。

【符号の説明】

１…圧電体、１ａ…共通電極、１ｂ…個別電極、２…ス
リット、２ａ…充填剤、３…駆動部、４…非駆動部、５
…上板、６…溝（加圧液室８）、７…隔壁部、９…接着
剤、１０…粒体（接着層の厚さを一定にする部材）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関川 保二 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 平川 利和 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 石井 雄一郎 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 大塚 到 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の平行なスリットを設け、該スリッ
   トにより形成される凸部を、交互に駆動部と非駆動部と
   なるように配置した圧電体と、前記駆動部と対応し隔壁
   部により区画された溝を有する上板と、該上板の前記隔
   壁部と前記圧電体の非駆動部とで接着して形成された加
   圧液室とからなり、前記駆動部を駆動し加圧液室の面に
   重直な方向の変位を生じさせ、加圧液室と連通したノズ
   ルより液滴を噴射させるインクジェットヘッド記録装置
   において、前記圧電体と前記上板との接着部に、接着層
   の厚さを一定にする部材を設けたことを特徴とするイン
   クジェットヘッド。
2. 【請求項２】 前記接着層の厚さを一定にする部材は、
   接着剤に混合した均一粒径の粒体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。
3. 【請求項３】 前記接着層の厚さを一定にする部材は、
   前記上板の隔壁における接着部に設けられた突起である
   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。