(57)【要約】【課題】装置の小型化を図る。【解決手段】インクを吐出する複数のノズル３８ａに夫々対応する複数の圧力室４１が設けられた流路ユニット１７と、圧力室４１内のインクに移送圧力を与えるべく流路ユニット１７に重ねられたアクチュエータ１８と、流路ユニット１７に重ねられたフレーム１３とを備え、流路ユニット１７は、アクチュエータ１８が重ねられた側の幅狭部２６と、幅狭部２６の反対側にあって幅狭部２６よりも幅寸法が広い幅広部２７とを有し、フレーム１３は、アクチュエータ１８及び幅狭部２６を囲むように幅広部２７の外側部分２７ａに重ねられている。【選択図】図６
2010094880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズルに夫々対応する複数の圧力室が設けられた流路ユニットと、
前記圧力室内の液体に移送圧力を与えるべく前記流路ユニットに重ねられたアクチュエータと、
前記流路ユニットに重ねられたフレームと、を備え、
前記流路ユニットは、前記アクチュエータが重ねられた側の幅狭部と、前記幅狭部の反対側にあって前記幅狭部よりも幅寸法が広い幅広部とを有し、
前記フレームは、前記アクチュエータ及び前記幅狭部を囲むように前記幅広部の外側部分に重ねられていることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２】
前記フレームは、前記流路ユニットの前記幅広部の外側部分における前記アクチュエータ側の面に対して接着剤により接着されている請求項１に記載の液滴吐出装置。
【請求項３】
前記幅狭部の幅方向の外側稜線が、前記フレームの幅方向の内側稜線から距離をあけた位置になるように、前記幅狭部が設けられている請求項２に記載の液滴吐出装置。
【請求項４】
前記流路ユニットは、複数のプレートが積層されて構成されており、
前記幅広部は、前記複数のプレートのうち前記アクチュエータとは反対側の層のプレートにより構成され、
前記幅狭部は、前記複数のプレートのうち前記アクチュエータ側の層のプレートにより構成され、
前記アクチュエータ側のプレートは、前記反対側のプレートよりも平面視で小さく形成されている請求項１乃至３のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項５】
前記アクチュエータに重ねられるフレキシブルフラットケーブルをさらに備え、
前記フレキシブルフラットケーブルは、前記フレームで囲まれた空間から外部に引き出されている請求項１乃至４のいずれかに記載の液滴吐出装置。
【請求項６】
液滴を吐出する複数のノズルに夫々対応する複数の圧力室が設けられた流路ユニットと、前記圧力室内の液体に移送圧力を与えるべく前記流路ユニットに重ねられたアクチュエータと、前記流路ユニットに重ねられたフレームと、を備える液滴吐出装置の製造方法であって、
幅狭部と、前記幅狭部よりも幅寸法が広い幅広部とを有する前記流路ユニットの前記幅狭部に、前記アクチュエータを重ねる工程と、
前記アクチュエータにフレキシブルフラットケーブルを接続する工程と、
前記流路ユニットの前記幅広部の外側部分に、前記アクチュエータ及び前記幅狭部を囲むように接着剤を介して前記フレームを重ねる工程と、
前記接着剤を加熱する工程と、
を備えていることを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。
【請求項７】
前記幅狭部の幅方向の外側稜線が、前記フレームの幅方向の内側稜線から距離をあけた位置になるように、前記幅狭部が設けられている請求項６に記載の液滴吐出装置の製造方法。
【請求項８】
前記加熱工程では、前記フレームの前記接着剤と反対側の面にヒータを当接させる請求項６又は７に記載の液滴吐出装置の製造方法。
【請求項９】
前記加熱工程では、前記流路ユニットの前記接着剤と反対側の面にヒータを当接させる請求項６乃至８のいずれかに記載の液滴吐出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタ等のような液滴吐出装置及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のインクジェットプリンタでは、下面に複数のノズルが形成された流路ユニットにひと回り小さい圧電アクチュエータを重ね、この圧電アクチュエータにフレキシブルフラットケーブルから駆動信号を出力することで、流路ユニット内のインクに吐出圧力を付与する構造が知られている（例えば、特許文献１等）。流路ユニットは、所要形状の孔を有する複数の薄いプレートを積層接着することで内部に流路を形成しており、全体として薄い扁平形状を呈している。各プレートは、全て平面視外形が同一形状及び同一サイズからなり、各プレート間を均一に接着するようにしている。また、流路ユニットの上面の外周部分には、流路ユニットの剛性を高めるため、圧電アクチュエータを囲むように枠状の補強フレームが接着剤を介して積層され、流路ユニットの変形や歪みを防止している。
【特許文献１】特開２００７−２５３４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年のインクジェットプリンタでは、高機能化に伴って搭載部品が増加する傾向にあるため、プリンタ内部の部品には更なる小型化が要求されている。また、搭載部品が増加しない場合であっても、プリンタ装置全体が小型化される傾向にあるため、その搭載部品の小型化は重要な開発課題となっている。
【０００４】
そこで本発明は、装置の小型化を図ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る液滴吐出装置は、液滴を吐出する複数のノズルに夫々対応する複数の圧力室が設けられた流路ユニットと、前記圧力室内の液体に移送圧力を与えるべく前記流路ユニットに重ねられたアクチュエータと、前記流路ユニットに重ねられたフレームと、を備え、前記流路ユニットは、前記アクチュエータが重ねられた側の幅狭部と、前記幅狭部の反対側にあって前記幅狭部よりも幅寸法が広い幅広部とを有し、前記フレームは、前記アクチュエータ及び前記幅狭部を囲むように前記幅広部の外側部分に重ねられていることを特徴とする。
【０００６】
前記構成によれば、流路ユニットの幅広部のみが存在する外側部分は、流路ユニットの幅広部と幅狭部の両方が存在する内側部分よりも断面高さが低く、フレームは、アクチュエータと幅狭部の両方を囲むように前記外側部分に重ねられている。よって、流路ユニットのアクチュエータと反対側の面からフレームまでの距離が短くなり、装置を小型化することができる。また、流路ユニットのアクチュエータと反対側の面を下方に向けて配置した場合、フレームが流路ユニットの下面に近づくため、装置の重心が低くなって安定性も向上する。
【０００７】
前記フレームは、前記流路ユニットの前記幅広部の外側部分における前記アクチュエータ側の面に対して接着剤により接着されていてもよい。
【０００８】
前記構成によれば、接着剤を硬化させるべく接着界面を加熱すると、熱は当該接着界面のある流路ユニットの幅広部を通ってアクチュエータに伝導されることとなる。その際、流路ユニットの幅広部の外側部分は、熱の伝わる断面積が小さく熱抵抗が大きいため、アクチュエータへ熱が伝導されにくくなる。よって、アクチュエータの昇温が抑制され、不具合発生を防止することができる。
【０００９】
前記幅狭部の幅方向の外側稜線が、前記フレームの幅方向の内側稜線から距離をあけた位置になるように、前記幅狭部が設けられていてもよい。
【００１０】
前記構成によれば、接着剤を硬化させるべく接着界面に加えられた熱が、幅狭部に伝導されるまでの距離が長くなるため、熱がアクチュエータへ伝導されにくくなり、アクチュエータの昇温が抑制される。
【００１１】
前記流路ユニットは、複数のプレートが積層されて構成されており、前記幅広部は、前記複数のプレートのうち前記アクチュエータとは反対側の層のプレートにより構成され、前記幅狭部は、前記複数のプレートのうち前記アクチュエータ側の層のプレートにより構成され、前記アクチュエータ側のプレートは、前記反対側のプレートよりも平面視で小さく形成されていてもよい。
【００１２】
前記構成によれば、幅狭部と幅広部とを有する断面凸形状の流路ユニットを容易に形成することができる。
【００１３】
前記アクチュエータに重ねられるフレキシブルフラットケーブルをさらに備え、前記フレキシブルフラットケーブルは、前記フレームで囲まれた空間から外部に引き出されていてもよい。
【００１４】
前記構成によれば、流路ユニットの幅狭部がフレームに囲まれる位置にあるため、アクチュエータの上面の位置が高くなり、フレキシブルフラットケーブルはフレームの内周エッジを回避しながらも少ない曲率でスムーズに外部に引き出される。よって、フレキシブルフラットケーブルがフレームのエッジにより損傷することを防止することができる。
【００１５】
本発明に係る液滴吐出装置の製造方法は、液滴を吐出する複数のノズルに夫々対応する複数の圧力室が設けられた流路ユニットと、前記圧力室内の液体に移送圧力を与えるべく前記流路ユニットに重ねられたアクチュエータと、前記流路ユニットに重ねられたフレームと、を備える液滴吐出装置の製造方法であって、幅狭部と、前記幅狭部よりも幅寸法が広い幅広部とを有する前記流路ユニットの前記幅狭部に、前記アクチュエータを重ねる工程と、前記アクチュエータにフレキシブルフラットケーブルを接続する工程と、前記流路ユニットの前記幅広部の外側部分に、前記アクチュエータ及び前記幅狭部を囲むように接着剤を介して前記フレームを重ねる工程と、前記接着剤を加熱する工程と、を備えていることを特徴とする。
【００１６】
前記製法によれば、流路ユニットの幅広部のみが存在する外側部分は、流路ユニットの幅広部と幅狭部の両方が存在する内側部分よりも断面高さが低く、フレームは、アクチュエータと幅狭部の両方を囲むように前記外側部分に重ねられる。よって、流路ユニットのアクチュエータと反対側の面からフレームまでの距離が短くなり、装置を小型化することができる。
【００１７】
また、接着剤を硬化させるべく接着界面を加熱すると、熱は当該接着界面のある流路ユニットの幅広部の外側部分を通ってアクチュエータに伝導されることとなる。その際、流路ユニットの幅広部の外側部分は、幅狭部及び幅広部の両方が存在する内側部分よりも熱の伝わる断面積が小さくなっていて熱抵抗が大きいため、幅狭部に設けられるアクチュエータへ熱が伝導されにくくなる。また、アクチュエータが幅狭部に設けられているため、接着界面からアクチュエータまでの伝熱経路の距離が長くなり、さらに熱が伝導されにくくなる。よって、アクチュエータの昇温が抑制され、不具合発生を防止することができる。
【００１８】
前記幅狭部の幅方向の外側稜線が、前記フレームの幅方向の内側稜線から距離をあけた位置になるように、前記幅狭部が設けられていてもよい。
【００１９】
前記製法によれば、接着界面に加えられた熱が、幅狭部に伝導されるまでの距離が長くなるため、熱がアクチュエータへ伝導されにくくなり、アクチュエータの昇温が抑制される。
【００２０】
前記加熱工程では、前記フレームの前記接着剤と反対側の面にヒータを当接させてもよい。
【００２１】
前記製法によれば、ヒータからフレームを介して接着剤に伝導された熱が、流路ユニットの幅広部の外側部分を通ってアクチュエータに伝導されることとなるが、前記同様、断面積の小さい幅広部の外側部分によってアクチュエータへ熱が伝導されにくくなり、アクチュエータの昇温が抑制される。
【００２２】
前記加熱工程では、前記流路ユニットの前記接着剤と反対側の面にヒータを当接させてもよい。
【００２３】
前記製法によれば、ヒータと接着界面との間に流路ユニットの幅狭部が介在せず、ヒータから接着界面までの距離が短くなっている。これにより、ヒータから接着界面に熱伝導される際の熱抵抗が小さくなり、接着に要するヒータの発熱量を低減することが可能となる。その結果、ヒータから流路ユニットを介してアクチュエータに伝導される熱を低減することができ、アクチュエータの昇温を抑制して、不具合発生を防止することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、流路ユニットのアクチュエータと反対側の面からフレームまでの距離が短くなり、装置を小型化することができる。また、流路ユニットの幅広部の外側部分に対して接着剤を介してフレームを接着する場合には、幅広部の外側部分が、幅狭部及び幅広部の両方が存在する内側部分よりも熱の伝わる断面積が小さくなっていて熱抵抗が大きいため、幅狭部に設けられるアクチュエータへ熱が伝導されにくくなり、不具合発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下の説明では吐出ヘッドからインクを吐出する方向を下方とし、その反対側を上方とする。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタ１の要部斜視図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１（液滴吐出装置）は、一対のガイドレール２，３が略平行に配設されており、そのガイドレール２，３にヘッドユニット４が走査方向にスライド可能に支持されている。ヘッドユニット４には、本体側に静置された４つのインクカートリッジ（図示せず）からの４色のインク（例えば、ブラック、シアン、マゼンダ、イエロー）を夫々供給する４本のインク供給チューブ５が接続されている。ヘッドユニット４には、吐出ヘッド１４（図２参照）が搭載されており、その下方で走査方向と直角する方向に搬送される記録用紙に向けて吐出ヘッド１４からインクカートリッジから供給されたインクが吐出される構成となっている。
【００２７】
ヘッドユニット４は、一対のプーリー６，７に巻き掛けられたタイミングベルト８に取り付けられており、タイミングベルト８はガイドレール３の延在方向と略平行に配設されている。一方のプーリー７には正逆回転駆動するモータ９が設けられており、そのプーリー７が正逆回転駆動されることでタイミングベルト８が往復移動し、ヘッドユニット４がガイドレール２，３に沿って走査される。
【００２８】
図２は、図１に示すインクジェットプリンタ１のヘッドユニット４の分解斜視図である。図２に示すように、ヘッドユニット４は、上から順に、バッファタンク１１、シール部材１６、キャリッジ１２、フレーム１３、吐出ヘッド１４及びノズル保護カバー１５を備えている。キャリッジ１２は、上方が開放された略箱形で、バッファタンク１１がキャリッジ１２内に収容され、キャリッジ１２の底壁１２ａの下面側には、フレーム１３及びノズル保護カバー１５が接着された吐出ヘッド１４が接着剤によって固定されている。また、キャリッジ１２の上面側にはインクジェットプリンタ１の本体側と電気的に接続された回路基板４ａが支持される。バッファタンク１１は、インクカートリッジからのインクを貯留する各貯留室（図示せず）と４つのインク流出口１１ｃとを有し、各貯留室に接続される板状のアーム部２０の上面には、インク供給チューブ５とインク貯留室とを連通するジョイント部材２１が接続されている。
【００２９】
吐出ヘッド１４は、インクを４つのインク流入孔３５ｃ（図４参照）から複数の圧力室３１ａを介して多数のノズル３８ａ（図５参照）まで導く複数のインク流路を有する流路ユニット１７と、その流路ユニット１７の上面に積層されて流路ユニット１７内の複数の圧力室３１ａ内のインクにノズル３８ａ（図５参照）に向かう吐出圧力を選択的に付与するプレート型の圧電駆動式のアクチュエータ１８とを有している。流路ユニット１７には、枠板状のフレーム１３に接着固定されており、アクチュエータ１８がフレーム１３の中央の開口部１３ａに配置されて上方に表出している。また、フレーム１３には、流路ユニット１７のインク流入孔３５ｃ（図４参照）に連通する４つの貫通孔１３ｂが走査方向に並んで設けられている。キャリッジ１２の底面１２ａには、貫通穴１２ｂが形成されていて、キャリッジ１２内にバッファタンク１１が収容された際に、バッファタンク１１のインク流出口１１ｂと、フレーム１３の貫通孔１３ｂとは、４つの貫通孔１６ａを有するシール部材１６を介して連通する。このとき、バッファタンク１１の走査方向の両側に設けられた取り付け穴１１ｂに、取り付けネジ１１ａを挿通して、フレーム１３の貫通孔１３ｂの両側に設けられたネジ穴１３ｄにネジ止めすることで、フレーム１３に対して固定されるとともに、シール部材１６が圧縮されて、フレーム１３の貫通孔１３ｂ周辺に密着して、インク流出口１１ａと貫通孔１３ｂとを液密的に接続する。そうすることでバッファタンク１１からのインクを流路ユニット１７のインク流入孔３５ｃ（図４参照）に供給できるようになっている。フレーム１３は、貫通孔１３ｂまわりの平坦面において、シール部材１６の圧縮に伴う押圧を受け止めている。
【００３０】
図３は、図２に示すヘッドユニット４の吐出ヘッド１４を示す分解斜視図である。図３に示すように、吐出ヘッド１４は、複数枚のプレートが積層された流路ユニット１７を有している。流路ユニット１７は、後述するように、走査方向及び紙送り方向の幅が狭い上部の幅狭部２６と、走査方向及び紙送り方向の幅が広い下部の幅広部２７とを有した断面凸形状をしており、幅狭部２６は幅広部２７の上面に島状に配置されている。流路ユニット１７の幅狭部２６の上面には、圧電駆動式のアクチュエータ１８が重ねられて接着されている。アクチュエータ１８は、後述する複数の圧力室４１内のインクを吐出するための吐出圧力を付与する複数の活性部を有し、流路ユニット１７の各圧力室３１ａと対向して幅広部２６上に配置されている。アクチュエータ１８の上面には、回路基板４ａとの電気的接続を行うためのフレキシブルフラットケーブル１９の一端部が重ねられて接着され、フレキシブルフラットケーブル１９の他端部は走査方向に引き出されている。
【００３１】
また、フレキシブルフラットケーブル１９には、印字データをアクチュエータ１８に伝達して選択的に駆動させる駆動回路を有するＩＣチップ２３が実装されている。本実施形態のフレキシブルフラットケーブル１９は、ＣＯＦである。アクチュエータ１８の上面には複数の表面電極２４が形成されており、この表面電極２４にフレキシブルフラットケーブル１９の下面に露出した端子（図示せず）が接合されることにより、両者が電気的に導通される。また、フレキシブルフラットケーブル１９の他端部は、補強フレーム１３の開口部１３ａから上方に引き出され(図６参照)、キャリッジ１２の底壁１２ａに貫通された図示しないスリットを通り、回路基板４ａと接続されることで本体側と電気的に接続されている。
【００３２】
図４は、図３に示す吐出ヘッド１４の流路ユニット１７の構成を示す分解斜視図である。図５は、図３に示す吐出ヘッド１４の組立後の要部断面図である。図６は、図３に示す吐出ヘッド１４の組立後の全体断面図である。図４及び５に示すように、流路ユニット１７は、前述したように幅狭部２６と幅広部２７とから構成されていて、圧力室プレート３１、スペーサプレート３２、絞りプレート３３、第１マニホールドプレート３４、第２マニホールドプレート３５、ダンパープレート３６、カバープレート３７、及びノズルプレート３８が、この順に上方から積層して接着された構成となっている。図３のように、幅狭部２６は、幅広部２７よりもその平面視形状が長辺方向（紙送り方向）および短辺方向（走査方向）に小さく、かつ、アクチュエータ１８の平面視形状とほぼ同じ大きさになっている。
【００３３】
ノズルプレート３８はポリイミド等の樹脂シートで、それ以外のプレート３１〜３７はステンレス等の金属板である。各々のプレート３１〜３８の板厚は、上層から順に、５０μｍ、５０μｍ、５０μｍ、１２５μｍ、１２５μｍ、５０μｍ、１００μｍ、５０μｍであり、マニホールドプレート３４，３５が最も厚みが大きい。各プレート３１〜３８には、エッチング、レーザ加工、又はプラズマジェット加工等により開孔又は溝が形成されており、各プレート３１〜３８が積層されることにより、夫々の開孔及び溝が連通し、インクの流路４０が形成されるようになっている。
【００３４】
上層の４つのプレート３１〜３４は、下層の４つのプレート３５〜３８よりも平面視で長辺方向（紙送り方向）および短辺方向（走査方向）に小さく形成され、各インク流路４０となる開口や溝を位置合わせするとともに、後述する第２マニホールドプレート３５のインク流出口３５ｃを表出した状態で、平面視で下層の４つのプレート３５〜３８に包含されるように配置される。よって、上層の４つのプレート３１〜３４が幅狭部２６を構成し、下層の４つのプレート３５〜３８が幅広部２７を構成する。幅狭部２６と幅広部２７との境界は、最も厚みが大きい第１マニホールドプレート３４と第２マニホールドプレート３５との間に設定されている。
【００３５】
圧力室プレート３１には、多数の圧力室孔３１ａが設けられている。圧力室孔３１ａは、圧力室プレート３１の短辺方向（走査方向）に延びる長孔形状を成し、圧力室プレート３１の長辺（紙送り方向の辺）に沿うように並列にし、短辺方向に５列設けられている。これら圧力室孔３１ａの各列は、ブラックインク用に２列（図４で手前側の２列）、そしてシアンインク用、マゼンダインク用、及びイエローインク用に各１列が設けられている。圧力室孔３１ａは、圧力室プレート３１に上方からアクチュエータ１８が接着され、下方からスペーサプレート３２が接着されることにより、内部空間を有する圧力室４１を形成する（図５参照）。
【００３６】
スペーサプレート３２には、圧力室プレート３１の圧力室孔３１ａの一端部（走査方向の一端部）に連通する連通孔３２ａと、圧力室孔３１ａの他端部に連通する貫通孔３２ｂとが設けられている。
【００３７】
絞りプレート３３には、その上面側に絞り溝３３ａが形成されている。この絞り溝３３ａは、絞りプレート３３の短辺方向へ延びる長寸溝状を成し、その一端部は、スペーサプレート３２の連通孔３２ａが連通されるようになっており、他端部には下面側へ貫通する孔３３ｂが設けられている。また、絞りプレート３３には、スペーサプレート３２の貫通孔３２ｂに連通する貫通孔３３ｃが形成されている。絞り溝３３ａは、絞りプレート３３がスペーサプレート３２と第１マニホールドプレート３４とで挟まれて接着されることにより、絞り通路４２が形成される（図５参照）。
【００３８】
第１マニホールドプレート３４には、圧力室孔３１ａに対応してその下方に位置すると共に圧力室孔３１ａの各列の列方向（紙送り方向）に沿って延設されたマニホールド孔３４ａを貫通形成されている。このマニホールド孔３４ａはブラックインク用に２列（図４中の手前側の２列）、そしてシアンインク用、マゼンダインク用、及びイエローインク用に各１列の合計５列が設けられている。各マニホールド孔３４ａは絞り通路４２を介して圧力室４１に連通している。また第１マニホールドプレート３４には、各マニホールド孔３４ａの長手方向に沿うように、絞りプレート３３の貫通孔３３ｃに連通してこれと同形状を成す多数の貫通孔３４ｃが形成されている。
【００３９】
第２マニホールドプレート３５には、第１マニホールドプレート３４と同様の形状を成す５つのマニホールド孔３５ａと貫通孔３５ｂとが貫通形成されている。また、第２マニホールドプレート３５の長辺方向の一端側には、各色のインク用に４つのインク流入孔３５ｃが走査方向に並んで形成されている。
【００４０】
そして、絞りプレート３３、第１マニホールドプレート３４、第２マニホールドプレート３５、及び後述するダンパープレート３６が積層接着されることで、マニホールド孔３４ａ，３５ａにより５つの共通液室４３が形成される（図５参照）。
【００４１】
なお、第２マニホールドプレート３５のインク流入孔３５ｃとマニホールド孔３５ａとの間には、連通溝３５ｄが下面側から凹設され、第２マニホールドプレート３５に下方からダンパープレート３６が接着されることで、インク流入孔３５ｃとマニホールド孔３５ａとが連通し、インクをインク流入孔３５ｃからマニホールド孔３５ａに供給できるようになっている。また、４つのインク流入孔３５ｃのうち、図４中手前側の１つのインク流入孔３５ｃは他の３つのインク流入孔３５ｃよりも大きくなっていて、これは使用頻度の高いブラックインク用の２列のマニホールド孔３５ａに連通するようになっている。
【００４２】
ダンパープレート３６は、各共通液室４３に対応する箇所を下面側から窪ませて薄肉に形成した５つのダンパー壁３６ａを有している。またダンパープレート３６には、各ダンパー壁３６ａの長手方向に沿うように、第２マニホールドプレート３５の貫通孔３５ｃと連通してこれと同形状を成す貫通孔３６ｂが形成されている。ダンパープレート３６がカバープレート３７と積層接着されることで、５つのダンパー室が形成される。
【００４３】
カバープレート３７には、ダンパープレート３６の貫通孔３６ｂに連通してこれと同形状を成す貫通孔３７ａが形成され、ノズルプレート３８には、カバープレート３７の貫通孔３７ａに連通する孔であるノズル３８ａが形成されている。ノズル３８ａは、長辺方向に沿うように並列にし、短辺方向に５列設けられていて、ブラックインク用に２列（図５中手前側の２列）、そしてシアンインク用、マゼンダインク用、及びイエローインク用に各１列が設けられている。
【００４４】
このような各プレート３１〜３８を積層接着することにより上部に幅狭部２６、下部に幅広部２７を有する断面凸形状の流路ユニット１７が形成される。そして、各プレート３２〜３７に形成された貫通孔３２ｂ，３３ｂ，３４ｂ，３５ｂ，３６ｂ，３７ａが互いに連通して流出路４４が構成され、その流出路４４がノズルプレート３８のノズル３８ａに連通している。よって、バッファタンク１１からインク流入孔３５ｃへ流入したインクは、共通液室４３、絞り通路４２、圧力室４１及び流出路４４の順に流れ、ノズル３８ａから吐出される。つまり、インク流入孔３５ｃ、共通液室４３、絞り通路４２、圧力室４１、及び流出路４４により、流路ユニット１７内の流路４０が構成されている（図５参照）。また、第２マニホールドプレート３５の上面には、バッファタンク１１から供給されたインクに混入している異物を除去するためのフィルタ２５がインク流入孔３５ｃを覆うように取り付けられている（図３及び４参照）。
【００４５】
図５に示すように、アクチュエータ１８は、多数枚の圧電シート５０〜５５と絶縁性を有するトップシート５６とが積層されて構成され、その最下層の圧電シート５０が流路ユニット１７の複数の圧力室孔３１ａを覆っている。平面視においてアクチュエータ１８の外形形状は、流路ユニット１７の幅狭部２６の外形形状よりも若干小さく形成されている。圧電シート５０〜５５は、夫々の厚みが略３０μｍ程度のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）のセラミックス材料から構成されている。各圧電シート５０〜５５のうち、最下層の圧電シート５０から上方へ数えて奇数番目の圧電シート５０，５２，５４の上面には、流路ユニット１７の圧力室４１の全てに対応するよう配置された共通電極５７が印刷形成されている。最下層の圧電シート５０から上方へ数えて偶数番目の圧電シート５１，５３の上面には、各圧力室４１に対し個別に対応するよう配置された多数の個別電極５８が印刷形成されている。また、共通電極５７及び個別電極５８は、各圧電シート５０〜５５及びトップシート５６の側端面またはスルーホール（図示せず）に設けた中継配線（図示せず）を介し、トップシート５６の上面に設けられた表面電極２４（図３参照）に導通している。
【００４６】
このようなアクチュエータ１８の複数の個別電極５８に、フレキシブルフラットケーブル１９（図４参照）から選択的に電圧が印加されると、印加された個別電極５８と共通電極５７との間に電位差が生じ、圧電シート５１〜５４の個別電極５８と共通電極５７とに挟まれた箇所である活性部に電界が作用して積層方向の歪み変形が発生する。そうすると、最下層の圧電シート５０が圧力室４１内へ突出するため、圧力室４１内のインクが流出路４４を通じてノズル３８ａから外部へ吐出される。
【００４７】
図５及び６に示すように、流路ユニット１７は、前述したように、アクチュエータ１８が重ねられた上部の幅狭部２６と、幅狭部２６よりも幅寸法が広い下部の幅広部２７とを有している。幅広部２７のうち幅狭部２６が積層されていない外側部分２７ａには、その内部にはインク流入孔３５ｃおよびそれに連通する連通溝３５ｄを除き、インク流路４０は形成されていない。
【００４８】
フレーム１３は、金属板（例えばＳＵＳ４３０）をプレス加工などで形成されており、流路ユニット１７より厚く剛性を有している。フレーム１３の外形形状は、平面矩形状で、流路ユニット１７の平面視外形形状よりも大きく、平面矩形状の開口部１３ａが中央に貫通形成されている。この枠板状のフレーム１３は、その貫通孔１３ｂをインク流入孔３５ｃにを接続するとともに、アクチュエータ１８及び幅狭部２６を開口部１３ａで囲むように、幅広部２７の外側部分２７ａの上面に接着剤３９を介して重ねて接合されている。すなわち、開口部１３ａ内にアクチュエータ１８と幅狭部２６とが配置された状態で幅広部２７の外側部分２７ａ上に接合されている。この状態で、アクチュエータ１８の上面は、フレーム１３の上面より低い位置にある。フレーム１３の開口部１３ａ及び幅狭部２６の大きさは、幅狭部２６の幅方向（図６水平方向、走査方向）の外側稜線が、フレーム１３の幅方向の内側稜線（開口部１３ａの幅方向の内側稜線）から距離Ｌ３をあけるように設定されている。
【００４９】
また、フレーム１３は、その貫通孔１３ｂとバッファタンク１１のインク流出口１１ｃとをシール部材１６の圧縮によって液密的に連通させているため、取り付けネジ１１ａの締付力の大きさにより、シール部材１６の圧潰量が大きくなると、シール部材１６からフレーム１３に作用する反力が大きくなる。反力が大きい場合、フレーム１３が貫通孔１３ａ周辺で局所的に鉛直下向きに撓むことがあり、これによりフレーム１３に接着された流路ユニット１７を構成する複数枚のプレート３１〜３８にも鉛直下向きの荷重が作用する。そのため、複数のプレート３１〜３８同士間、または、フレーム１３と複数のプレート３１〜３８との間で接着剤の強度がもたず、その界面で剥離が生じ、インク漏れ等が起こる虞がある。そのため、流路ユニット１７を構成する各プレート３１〜３８が、平面視で全て同一形状及び同一サイズであることで、接着を均一にし、流路ユニットにも剛性を高めることができるが、従来のフレームは、全てのプレートが積層された上に接着されるため、フレーム接続部分における流路ユニットの断面高さがＬ１＋Ｌ２となってプレートの積層方向に大型化してしまう。
【００５０】
しかしながら、以上に説明した本発明の構成によれば、流路ユニット１７の幅広部２７の外側部分２７ａの断面高さＬ１は、流路ユニット１７の幅広部２７に幅狭部２６が重なった内側部分の断面高さＬ１＋Ｌ２よりも低く、フレーム１３は、その断面高さの低い外側部分２７ａに重ねられている。よって、従来の流路ユニットの複数枚のプレートが平面視で全て同一形状及び同一サイズからなっている場合（フレーム接続部分における断面高さがＬ１+Ｌ２の場合）よりも、フレーム１３の下面から流路ユニット１７の下面までの距離Ｌ１が短くなり、装置を小型化することができる。
【００５１】
なお、フレーム１３と接着し、シール部材１６の反力により接着剤の剥がれが発生しやい幅広部２７を構成する複数のプレート３５〜３８の枚数は少なくなっているが、最も厚みが大きい第２マニホールドプレート３５を含んでいるため、流路ユニット１７としての剛性を保つことができる。
【００５２】
また、フレーム１３が流路ユニット１７の下面に近づくため、吐出ヘッド１４の重心が低くなって走査安定性も向上する。さらに、流路ユニット１７の幅狭部２６がフレーム１３に囲まれる位置にあるため、アクチュエータ１８の上面の位置が高くなり、フレキシブルフラットケーブル１９が少ない曲率でスムーズに開口部１３ａから外部に引き出される。よって、フレキシブルフラットケーブル１９がフレーム１３の内周エッジ１３ｃに押し当たるように弾性復帰する力が少なくなり、フレキシブルフラットケーブル１９が内周エッジ１３ｃに押し付けられて損傷することを防止することができる。
【００５３】
なお、幅狭部２６と幅広部２７との境界は最も厚みが大きい第１マニホールドプレート３４と第２マニホールドプレート３５との間に設定されているが、流路ユニットに必要な剛性を有することができれば、これに限らない。
【００５４】
次に、吐出ヘッド１４の製造手順について説明する。図７〜１０は、吐出ヘッド１４の製造手順を説明する図面である。まず、図７に示すように、上層の４つのプレート３１〜３４と、下層の４つのプレート３５〜３８とが接着剤により積層接着され、内側部分に幅狭部２６（厚みＬ１＋Ｌ２）と、外側部分に幅狭部２６よりも平面視外形状が大きい幅広部２７（厚みＬ１）とを有した流路ユニット１７に対して、その幅狭部２６の上面にアクチュエータ１８を位置合わせして重ねて接合する。次いで、図８に示すように、フレキシブルフラットケーブル１９をアクチュエータ１８の上面に重ねて半田等で電気的かつ機械的に接合する。次いで、図９に示すように、流路ユニット１７の幅広部２７の外側部分２７ａの上面にシート状接着剤からなる熱硬化性接着剤３９を配置し、アクチュエータ１８及び幅狭部２６を開口部１３ａで囲むように外側部分２７ａの上面にフレーム１３を重ねる。シート状の接着剤は外側部分２７ａのうち、フレーム１３の下面と接着する領域に配置されていて、貫通孔１３ｂの領域を除いた平面視枠形状をしている。この際、幅狭部２６の幅方向の外側稜線と、フレーム１３の開口部１３ａの幅方向の内側稜線との間には距離Ｌ３があけられる。なお、本実施形態では熱硬化性接着剤３９を用いているが、熱可塑性接着剤であってもよい。
【００５５】
次いで、図１０に示すように、流路ユニット１７の幅広部２７の外側部分２７ａの上面と、フレーム１３の下面との間に介在する熱硬化性接着剤３９を加熱すべく、上側ヒータ６１と下側ヒータ６２とによりフレーム１３及び流路ユニット１７を挟み込む。具体的には、流路ユニット１７の下面よりも若干外形が大きい平面視矩形状の下側ヒータ６２に、流路ユニット１７を載置し、かつ、フレーム１３よりも若干外形が大きい平面視枠形状の上側ヒータ６１を、フレーム１３の上面に押し当てる。
【００５６】
フレーム１３の中央部分には、開口部１３ａから上方に表出されたアクチュエータ１８及び駆動回路を備えたフレキシブルフラットケーブル１９があるため、上側ヒータ６１は、対応する部分にはヒータが当たらないような平面視枠状形状になっていて、フレーム１３上面のみに上側ヒータ６１が押し当てられ、平面視枠形状に配置された熱硬化性接着剤３９の領域に熱を伝導させている。
【００５７】
また、下側ヒータ６２による加熱も、幅広部２７の外側部分２７ａに配置された熱硬化性接着剤３９の平面視枠形状の領域のみを加熱すればよいが、下側ヒータ６２は、平面視矩形状で流路ユニット１７の下面全体に当接して、流路ユニット１７を介してその表面に配置された熱硬化性接着剤３９の領域まで熱を伝導させている。
【００５８】
下側ヒータ６２が、流路ユニット１７の下面の全体に当接する平面視矩形状であると、幅広部２７の外側部分２７ａの熱硬化性接着剤３９が配置されている領域だけでなく、アクチュエータ１８及びフレキシブルフラットケーブル１９が接合されている流路ユニット１７の内側部分に対しても熱が伝導され、アクチュエータ１８及びフレキシブルフラットケーブル１９を昇温してフレキシブルフラットケーブル１９とアクチュエータ１８との接合剤（例えば、半田）が再溶融して電気接続信頼性が低下してしまったり、ＩＣチップ２３へ熱影響を及ぼしたりする虞があった。
【００５９】
しかしながら、下側ヒータ６２を平面視枠形状とせず、流路ユニット１７の下面の全体に当接する平面視矩形状としているのは、次の２つの理由による。１つ目の理由は、下側ヒータ６２が流路ユニット１７に接触する面積が大きくなることにより、熱硬化性接着剤３９に所要の熱量を速やかに加えることができ、作業時間が短縮できるからである。また、枠形状のヒータは、その加熱領域の外側領域や、中央側に開口している部分から外側へ熱容量が逃げていきやすいため、接着領域の温度が上がりにくくなるため、熱量を速やかに加えることができにくいからである。２つ目の理由は、下側ヒータ６２を枠形状とすると、流路ユニット１７が外側部分２７ａから熱膨張することになるが、この外側部分２７ａは上側ヒータ６１と下側ヒータ６２とにより挟持されているため、流路ユニット１７に歪が生じ、その歪がアクチュエータ１８に影響を及ぼす可能性があるからである。
【００６０】
図１１は、図１０の要部を拡大し説明する図面である。なお、接着剤３９に伝導される上側ヒータ６１および下側ヒータ６２の熱は、フレーム１３または流路ユニット１７の、積層方向およびその平面方向に伝導していき、図１１および以下の説明では、上側ヒータ６１と下側ヒータ６２との熱が、接着剤３９に伝導するとともに、流路ユニット１７の幅狭部２６上面のアクチュエータ１８とフレキシブルフラットケーブル１９に伝導する様子について説明する。
【００６１】
図１１に示すように、上側ヒータ６１からの熱は、フレーム１３内を下方に伝導しフレーム１３を介して熱硬化性接着剤３９に伝導され、さらにその熱は、図１１中Ａ箇所に示すように、流路ユニット１７の幅広部２７の外側部分２７ａを幅方向（図１１の右方向）に伝導される。流路ユニット１７の外側部分２７ａの厚みは、幅狭部２６のある内側部分の厚みよりも小さく、その熱の伝わる断面積が、幅広部２７に幅狭部２６が積層された流路ユニット１７の内側部分に比べて小さいため、熱が幅方向に伝導される際の熱抵抗が大きくなる。つまり、幅広部２７の外側部分２７ａは熱が幅方向に伝導されにくい構成となっている。
【００６２】
また、流路ユニット１７の複数枚のプレート３１〜３８が平面視外形で全て同一形状及び同一サイズから構成されている場合、フレーム１３と接着する面とアクチュエータ１８を接着する面とは同一面（同じプレート３１の表面）であったため、ヒータ６１、６２からの熱が、アクチュエータ１８及びフレキシブルフラットケーブル１９まで伝導する伝熱経路は、フレーム１４の貫通孔１３ａの内側稜線からアクチュエータ１８の外側稜線までの距離であったが、本実施形態では、さらに、アクチュエータ１８及びフレキシブルフラットケーブル１９は、幅狭部２６の上面側に設けられており、幅狭部２６の幅方向の外側稜線がフレーム１３の幅方向の内側稜線から距離をあけているとともに幅狭部２６の厚さＬ２分だけ、上側ヒータ６１からアクチュエータ１８及びフレキシブルフラットケーブル１９までの伝熱経路の距離が長くなり、さらにアクチュエータ１８およびフレキシブルフラットケーブル１９への熱が伝導されにくくなる。
【００６３】
また、下側ヒータ６２からの熱は、図１１中Ｂ箇所において、流路ユニット１７の幅広部２７の外側部分２７ａを上方に向けて通って熱硬化性接着剤３９にまで伝導される。この幅広部２７の外側部分２７ａの厚みは、幅広部２７に幅狭部２６が積層された内側部分に比べて薄いため、下側ヒータ６２から熱硬化性接着剤３９までの距離が短くなり、熱が伝導される際の熱抵抗が小さくなる。そうすると、下側ヒータ６２からの熱は接着剤３９に効率的に伝導されるため、接着に要する下側ヒータ６２の発熱量を低く設定することができる。よって、図１１中Ｃ箇所に示す流路ユニット１７の内側部分では、下側ヒータ６２から、幅広部２７及び幅狭部２６を上方に通って、アクチュエータ１８及びフレキシブルフラットケーブル１９に伝導される熱が低減される。よって、下側ヒータ６２は、前述した理由により流路ユニット１７の下面の全体に当接する平面視矩形状であるため、従来はアクチュエータ１８及びフレキシブルフラットケーブル１９を昇温させて、アクチュエータ１８およびフレキシブルフラットケーブル１９へ熱影響を及ぼす虞があったが、本発明によれば下側ヒータ６２からの熱による影響を抑制することができる。  
【００６４】
以上より、フレーム１３を備えた吐出ヘッドを小型に製造できるとともに、上側ヒータ６１及び下側ヒータ６２からの熱によるアクチュエータ１８及びフレキシブルフラットケーブル１９の昇温を抑制することができる。よって、フレキシブルフラットケーブル１９とアクチュエータ１８との接合剤（例えば、半田）が再溶融して電機接続信頼性が低下することを防止できるとともに、ＩＣチップ２３への熱影響も抑制することができ、また、各部材の熱膨張率の差から生じる内部応力も低減することができ、製造時における熱による不良品の発生を抑えることができる。
【００６５】
なお、熱硬化性接着剤３９を加熱するのに用いる熱源は、上側ヒータ６１だけもよいし、下側ヒータ６２だけもよく、どちらか一方のヒータを用いた場合でも、それぞれ上述した効果が得られるため、アクチュエータ１８及びフレキシブルケーブ１９に伝導される熱を抑制させることができる。また、前述した実施形態は本発明をインクジェットプリンタに適用したものであるが、インク以外の液体、例えば着色液を吐出して液晶表示装置のカラーフィルタを製造する装置、導電液を吐出して電気配線を形成する装置などに使用する液滴吐出装置に適用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
以上のように、本発明に係る液滴吐出装置及びその製造方法は、装置を小型化することができ、また、アクチュエータの熱伝導による不具合発生を防止できる優れた効果を有し、この効果の意義を発揮できるインクジェットプリンタ等に広く適用すると有益である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの要部斜視図である。
【図２】図１に示すインクジェットプリンタのヘッドユニットの分解斜視図である。
【図３】図２に示すヘッドユニットの吐出ヘッドを示す分解斜視図である。
【図４】図３に示す吐出ヘッドの流路ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図５】図３に示す吐出ヘッドの組立後の要部断面図である。
【図６】図３に示す吐出ヘッドの組立後の全体断面図である。
【図７】図６に示す吐出ヘッドの製造手順を説明する第１工程の図面である。
【図８】図６に示す吐出ヘッドの製造手順を説明する第２工程の図面である。
【図９】図６に示す吐出ヘッドの製造手順を説明する第３工程の図面である。
【図１０】図６に示す吐出ヘッドの製造手順を説明する第４工程の図面である。
【図１１】図１０の要部を拡大した熱伝導について説明する図面である。
【符号の説明】
【００６８】
１  インクジェットプリンタ
１３  フレーム
１４  吐出ヘッド
１７  流路ユニット
１８  アクチュエータ
１９  フレキシブルフラットケーブル
２６  幅狭部
２７  幅広部
２７  共通電極
２７ａ  外側部分
３５ｂ  貫通孔
３９  熱硬化性接着剤
４１  圧力室
６１  上側ヒータ
６２  下側ヒータ
【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】
2010094880.tif 000009
【図８】
2010094880.tif 000010
【図９】
2010094880.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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