(57)【要約】      （修正有）【課題】向きの間違いに気を遣う必要がなく取り扱いの容易なマスプレート、また、キャビティプレートの生産性の向上を図ることができるマスプレートを提供し、更に、このようなマスプレートを用いた液滴吐出装置用の流路ユニットの製造方法を提供する。【解決手段】例えばマスプレート４０についていえば、該マスプレート４０は、単一種類の圧力室プレート８が複数個配設されており、各圧力室プレート８がマスプレート４０上の所定の中心点４７を基準にして向き及び位置が対称となるように配設されている。絞りプレート、マニホールドプレートなども同様に複数個を対称に配置してマスプレートに形成されており、これら各種のマスプレートを積層し接着することにより、複数の流路ユニットが形成される。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開孔又は溝を有する複数種類のキャビティプレートが種類ごとに複数個配設されて成る複数種類のマスプレートを積層することによって、前記開孔又は溝が連通して形成される液体流路を有する液滴吐出装置用の流路ユニットを複数個配設された状態で構成するための前記マスプレートであって、
前記複数のキャビティプレートが前記マスプレート上の所定点を基準にして向き及び位置が対称となるように配設されていることを特徴とする液滴吐出装置用のマスプレート。
【請求項２】
前記複数のキャビティプレートはマトリックス状に配設されていることを特徴とする請求項１に記載のマスプレート。
【請求項３】
前記複数のキャビティプレートを支持する支持フレームを備え、該支持フレームと前記複数のキャビティプレートとは、前記各キャビティプレートよりも細幅で破断可能な接続片を介して接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のマスプレート。
【請求項４】
前記支持フレームには、前記各マスプレートを積層する際に位置決めピンが嵌挿される複数の位置決め孔が設けられ、該複数の位置決め孔は、前記所定点を基準にして対称となるように設けられていることを特徴とする請求項３に記載のマスプレート。
【請求項５】
前記支持フレームは、前記複数のキャビティプレートの外周を囲む外側フレームを有することを特徴とする請求項３又は４に記載のマスプレート。
【請求項６】
前記支持フレームは、２列に配設した前記複数のキャビティプレートを両側にそれぞれ支持する中央フレームを有することを特徴とする請求項３乃至５の何れかに記載のマスプレート。
【請求項７】
前記支持フレームは、２列に配設した前記複数のキャビティプレートを両側にそれぞれ支持する中央フレームを有し、前記複数の位置決め孔は、前記中央フレームの長手方向の延長上に配設されていることを特徴とする請求項４に記載のマスプレート。
【請求項８】
同じ種類の前記キャビティプレートは所定方向に沿って配設され、前記支持フレームは前記所定方向の延びており、前記接続片は前記方向に沿う前記キャビティプレートの辺と前記支持フレームとを接続していることを特徴とする請求項３に記載のマスプレート。
【請求項９】
前記複数種類のキャビティプレートは、液体に吐出圧力を付与する複数個の圧力室を有するプレート、該圧力室の一端に接続する接続流路を有するプレート、及び前記接続流路を介して前記多数個の圧力室に連通する共通液室を有するプレートを含むことを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のマスプレート。
【請求項１０】
開孔又は溝を有する複数種類のキャビティプレートを積層することによって、前記開孔又は溝が連通して形成される液体流路を有する液滴吐出装置用の流路ユニットを製造する方法であって、
単一種類の複数の前記キャビティプレートを所定点を基準にして向き及び位置が対称となるように連設配置したマスプレートを、前記キャビティプレートの種類ごとに複数種類製作し、
複数種類の前記マスプレートを積層し、積層方向に位置することとなった複数種類のキャビティプレートを一体化することにより、複数の流路ユニットを形成し、
前記各流路ユニットを他の流路ユニットから分離することを特徴とする液滴吐出装置用の流路ユニットの製造方法。
【請求項１１】
前記マスプレートは、単一種類の複数のキャビティプレートを、該キャビティプレートより細幅の連接片を介して支持フレームに支持した状態で製作し、
前記複数の流路ユニットの夫々は、前記連接片を切断することによって分離させることを特徴とする請求項１０に記載の液滴吐出装置用の流路ユニットの製造方法。
【請求項１２】
前記支持フレームに、前記所定点を基準にして対称となるように複数の位置決め孔を形成し、これらの位置決め孔に位置決めピンを嵌挿するようにして前記複数種類のマスプレートを積層することを特徴とする請求項１１に記載の液滴吐出装置用の流路ユニットの製造方法。
【請求項１３】
前記支持フレームは、前記複数のキャビティプレートの外周を囲む外側フレームを有することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の液滴吐出装置の製造方法。
【請求項１４】
前記支持フレームは、２列に配設した前記複数のキャビティプレートを両側にそれぞれ支持する中央フレームを有することを特徴とする請求項１１乃至１３の何れかに記載の液滴吐出装置の製造方法。
【請求項１５】
前記支持フレームは、２列に配設した前記複数のキャビティプレートを両側にそれぞれ支持する中央フレームを有し、前記複数の位置決め孔は、前記中央フレームの長手方向の延長上に配設されていることを特徴とする請求項１４に記載の液滴吐出装置の製造方法。
【請求項１６】
同じ種類の前記キャビティプレートは所定方向に沿って配設され、前記支持フレームは前記所定方向の延びており、前記接続片は前記方向に沿う前記キャビティプレートの辺と前記支持フレームとを接続していることを特徴とする請求項１１に記載の液滴吐出装置の製造方法。
【請求項１７】
前記複数種類のキャビティプレートは、液体に吐出圧力を付与する複数個の圧力室を有するプレート、該圧力室の一端に接続する接続流路を有するプレート、及び前記接続流路を介して前記多数個の圧力室に連通する共通液室を有するプレートを含むことを特徴とする請求項１０乃至１６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ヘッド等の液滴吐出装置用のマスプレート、及び液滴吐出装置用の流路ユニットの製造方法に関し、特に、取り扱い中における向きの間違いが生じにくい構成を有するマスプレート、及び該マスプレートを用いた液滴吐出装置用の流路ユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴吐出装置の１つであるインクジェットプリンタヘッドは、外部のインクタンクから導入されたインクがノズル孔へ到達するまでの液体流路を形成する流路ユニットを備えている。この流路ユニットは、ノズルプレート、圧力室プレート、及びマニホールドプレートなど、複数種のキャビティプレートが積層されて構成されている。これらのキャビティプレートには、積層されることによって前記液体流路を成す開孔又は溝が形成されている。例えば、上記ノズルプレートにおいては複数の微小なノズル孔が、圧力室プレートにおいてはノズル孔側へインクを送出する際にアクチュエータによって加圧される複数の圧力室が、マニホールドプレートにおいてはインクを各圧力室へ分配する共通液室が、それぞれ開孔又は溝により形成されている。
【０００３】
このような開孔又は溝を有するキャビティプレートは、薄板状素材に所定のマスクを施してエッチングして得られるマスプレート上に複数形成される。即ち、一枚の薄板状素材をエッチングすることにより、一列に設けられた単一種の複数のキャビティプレートが矩形枠状の支持フレームによって夫々支持された状態のマスプレート（リードフレーム又はシートとも称される）が形成される。このようにマスプレートはキャビティプレートの種類ごとに形成され、各種類のマスプレートが積層接着されることにより、互いの開孔又は溝が連通して成す液体流路を有する流路ユニットが複数構成されるようになっている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−２３４１７０号公報（特に、図４乃至図６参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記特許文献１に開示されたものを含め一般のマスプレートは、複数のキャビティプレートが同一向きで一列に設けられた構成となっている。従って、このようなマスプレートは、その面上の中心を通る法線回りに１８０度回転させると、回転前後においてキャビティプレートの向きが異なることとなる。そして、このような向きの間違いは一見して判別しにくいものであり、向きを間違えたまま他のマスプレートと積層してしまう可能性がある。このようなことから、各種類のマスプレートを積層する際には、前後又は左右の向きを間違えないようにその取り扱いに気を付けなければならなかった。一方、近年における生産性の向上という観点から、一枚のマスプレートからなるべく多くのキャビティプレートを形成することが要望されている。
【０００５】
そこで本発明は、液滴吐出装置用のマスプレートとして、前後又は左右の向きの間違いに気を遣う必要がなく取り扱いの容易なマスプレートを提供することを目的とし、また、キャビティプレートの生産性の向上を図ることができるマスプレートを提供することを目的とし、更に、このようなマスプレートを用いた液滴吐出装置用の流路ユニットの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上述したような事情を鑑みてなされたものであり、本発明に係る液滴吐出装置用のマスプレートは、開孔又は溝を有する複数種類のキャビティプレートが種類ごとに複数個配設されて成る複数種類のマスプレートを積層することによって、前記開孔又は溝が連通して形成される液体流路を有する液滴吐出装置用の流路ユニットを複数個配設された状態で構成するための前記マスプレートであって、前記複数のキャビティプレートが前記マスプレート上の所定点を基準にして向き及び位置が対称となるように配設されている。
【０００７】
このような構成とすることにより、上記マスプレートは、所定点の回りに１８０度回転させたとしても、所定点を基準として対称に設けられた各キャビティプレート同士が回転前後において入れ替わるだけであり、対称配置されたキャビティプレートの向き及び位置は、回転前後において同一状態となる。従って、１８０度回転したとしても向きの間違いとはならず、マスプレートの取り扱いが容易になる。
【０００８】
また、前記複数のキャビティプレートはマトリックス状に配設されていてもよい。このような構成とすることにより、所定点を基準として対称となるようにキャビティプレートを配設し易くなると共に、一枚のマスプレートに対して１列のみでなく複数列に亘って多数のキャビティプレートを形成することができ、キャビティプレートの生産性の向上を図ることができる。
【０００９】
また、前記複数のキャビティプレートを支持する支持フレームを備え、該支持フレームと前記複数のキャビティプレートとは、前記各キャビティプレートよりも細幅で破断可能な接続片を介して接続されていてもよい。このような構成とすることにより、各種類のマスプレートを積層して流路ユニットを形成した後、接続片を破断することによって各流路ユニットを分離して得ることができる。
【００１０】
また、前記支持フレームには、前記各マスプレートを積層する際に位置決めピンが嵌挿される複数の位置決め孔が設けられ、該複数の位置決め孔は、前記所定点を基準にして対称となるように設けられていてもよい。このような構成とすることにより、キャビティプレートに加えて位置決め孔に関しても、プレート面上の所定点の回りに１８０度回転させたときに、回転前後で同一位置に位置決め孔が存在することとなるため、マスプレートの取り扱いが容易になる。
【００１１】
また、前記支持フレームは、前記複数のキャビティプレートの外周を囲む外側フレームを有していてもよい。
【００１２】
また、前記支持フレームは、２列に配設した前記複数のキャビティプレートを両側にそれぞれ支持する中央フレームを有していてもよい。
【００１３】
また、前記支持フレームは、２列に配設した前記複数のキャビティプレートを両側にそれぞれ支持する中央フレームを有し、前記複数の位置決め孔は、前記中央フレームの長手方向の延長上に配設されていてもよい。このような構成とすることにより、中央フレームを挟んで対向配置される各キャビティプレート間の個体差を低減することができる。即ち、一枚のマスプレートが有する各キャビティプレートについて精度補償を行う場合、精度測定結果のバラツキは、設定された基準位置からの距離に依存する。従って、基準位置から各キャビティプレートまでの距離は同一であることが望ましい。一方、上記のように中央フレームの延長上に位置決め孔を設けた場合、中央フレームの両端側の位置決め孔を結ぶと中央フレームに沿った基準ラインを得ることができる。この基準ラインから各キャビティプレートの特定部分までの距離はいずれも同一になるため、この基準ラインを用いて各キャビティプレートの精度補償をすることができ、各キャビティプレート間での個体差を低減することが可能である。
【００１４】
また、同じ種類の前記キャビティプレートは所定方向に沿って配設され、前記支持フレームは前記所定方向の延びており、前記接続片は前記方向に沿う前記キャビティプレートの辺と前記支持フレームとを接続していてもよい。
【００１５】
また、前記複数種類のキャビティプレートは、液体に吐出圧力を付与する複数個の圧力室を有するプレート、該圧力室の一端に接続する接続流路を有するプレート、及び前記接続流路を介して前記多数個の圧力室に連通する共通液路を有するプレートを含んでいてもよい。
【００１６】
また、本発明に係る液滴吐出装置の流路ユニットの製造方法は、開孔又は溝を有する複数種類のキャビティプレートを積層することによって、前記開孔又は溝が連通して形成される液体流路を有する液滴吐出装置用の流路ユニットを製造する方法であって、単一種類の複数の前記キャビティプレートを所定点を基準にして向き及び位置が対称となるように連設配置したマスプレートを、前記キャビティプレートの種類ごとに複数種類製作し、複数種類の前記マスプレートを積層し、積層方向に位置することとなった複数種類のキャビティプレートを一体化することにより、複数の流路ユニットを形成し、前記各流路ユニットを他の流路ユニットから分離する。
【００１７】
このような方法とすることにより、上記マスプレートは、所定点の回りに１８０度回転させたとしても、所定点を基準として対称に設けられた各キャビティプレート同士が回転前後において入れ替わるだけであり、対称配置されたキャビティプレートの向き及び位置は、回転前後において同一状態となる。従って、１８０度回転したとしても向きの間違いとはならず、マスプレートの取り扱いが容易であり、流路ユニットの製造が容易となり得る。
【００１８】
また、前記マスプレートは、単一種類の複数のキャビティプレートを、該キャビティプレートより細幅の連接片を介して支持フレームに支持した状態で製作し、前記複数の流路ユニットの夫々は、前記連接片を切断することによって分離させるようにしてもよい。これにより、製作された各流路ユニットの分離作業が容易となる。
【００１９】
また、前記支持フレームに、前記所定点を基準にして対称となるように複数の位置決め孔を形成し、これらの位置決め孔に位置決めピンを嵌挿するようにして前記複数種類のマスプレートを積層するようにしてもよい。これにより、位置決め孔に配置に関しても気を遣うことがなくなるため、流路ユニットの製作が容易となり得る。
【００２０】
また、前記支持フレームは、前記複数のキャビティプレートの外周を囲む外側フレームを有していてもよい。
【００２１】
また、前記支持フレームは、２列に配設した前記複数のキャビティプレートを両側にそれぞれ支持する中央フレームを有していてもよい。
【００２２】
また、前記支持フレームは、２列に配設した前記複数のキャビティプレートを両側にそれぞれ支持する中央フレームを有し、前記複数の位置決め孔は、前記中央フレームの長手方向の延長上に配設されていてもよい。
【００２３】
また、同じ種類の前記キャビティプレートは所定方向に沿って配設され、前記支持フレームは前記所定方向の延びており、前記接続片は前記方向に沿う前記キャビティプレートの辺と前記支持フレームとを接続していてもよい。
【００２４】
また、前記複数種類のキャビティプレートは、液体に吐出圧力を付与する複数個の圧力室を有するプレート、該圧力室の一端に接続する接続流路を有するプレート、及び前記接続流路を介して前記多数個の圧力室に連通する共通液路を有するプレートを含んでいてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る液滴吐出装置用のマスプレートによれば、向きの間違えが生じにくい取り扱いの容易なマスプレートを提供することができ、また、キャビティプレートの生産性の向上を図ることができるマスプレートを提供することこができる。更に、このようなマスプレートを用いた液滴吐出装置用の流路ユニットの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態に係る液滴吐出装置用のマスプレートと、該マスプレートを用いた液滴吐出装置用の流路ユニットの製造方法とについて、液滴吐出装置としてインクジェットプリンタヘッドを例にして、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００２７】
図１は、インクジェットプリンタヘッド１の構成を示す分解斜視図である。図１に示すように、インクジェットプリンタヘッド１は、複数枚のプレートが積層された流路ユニット２と、該流路ユニット２に対して上方から重ねられて接着される圧電式のアクチュエータ３とを備えており、該アクチュエータ３には外部機器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４が上方から重ねられて接着される。アクチュエータ３の上面には複数の表面電極５が形成されており、これに、フレキシブルフラットケーブル４の下面に露出して形成された図示しない端子が接続されることにより、両者は電気的に導通される。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、流路ユニット２に対してアクチュエータ３が設けられる側を上方、その反対側を下方としており、その他の場合は適宜説明するものとする。
【００２８】
［流路ユニットの構成］
図２は、図１に示す流路ユニット２の構成を示す分解斜視図である。また、図３は、図１に示す流路ユニット２にアクチュエータ３及びフレキシブルフラットケーブル４が積層接着されたものを図１のIII-III線に沿って切断したときの一部の形状を示す断面図である。図２及び図３に示すように、流路ユニット２は複数種類のキャビティプレート８〜１５が積層された構成となっており、具体的には、圧力室プレート8、スペーサプレート9、絞りプレート１０、第１マニホールドプレート１１、第２マニホールドプレート１２、ダンパープレート１３、カバープレート１４、及びノズルプレート１５が、この順に上方から配設されてそれぞれ積層接着された構成となっている。ノズルプレート１５はポリイミド等の樹脂シートで、それ以外の各キャビティプレート８〜１４は４２％ニッケル合金鋼板（４２合金）等の金属板であり、平面視で何れも略同一寸法の長方形状を成し、各々５０〜１５０μｍ程度の肉厚を有している。各キャビティプレート８〜１５には、電解エッチング、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、各キャビティプレート８〜１５が積層されることによって、夫々の開孔及び溝が連通し、インクの流路たるチャンネル（液体流路）７が形成されるようになっている。
【００２９】
以下、図２及び図３を用いて各キャビティプレート８〜１５の構成について説明し、特に圧力室プレート8、絞りプレート１０、及び第１マニホールドプレート１１については図４乃至図６の平面図も参照しつつ説明する。
【００３０】
図２及び図４に示すように、圧力室プレート８には多数の圧力室孔８ａとインク供給孔８ｂとが設けられている。圧力室孔８ａは、圧力室プレート８の短辺方向に延びる長孔形状を成し、圧力室プレート８の長辺に沿うように並列にして多数設けられている。このように並設された圧力室孔８ａは圧力室孔列８ｃを成し、圧力室プレート８にはこの圧力室孔列８ｃが、ブラックインク用に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列が形成されている。また、図４に示すように、隣り合う圧力室孔列８ｃ，８ｃが有する各圧力室孔８ａは、千鳥状に配設されている。
【００３１】
そして圧力室孔８ａは、圧力室プレート８に上方からアクチュエータ３が接着され、下方から第１スペーサプレート９が接着されることにより、内部空間を有する圧力室３０を形成する（図３参照）。また、インク供給孔８ｂは、各色のインク用に夫々１つずつの合計４つ設けられている（図２参照）。そして図４に示すように、ブラック用のインク供給孔８ｂだけは、他色用のものよりも若干開口面積が大きくなっている。
【００３２】
図２及び図３に示すように、スペーサプレート９には、圧力室プレート８の圧力室孔８ａの一端部に連通する連通孔９ａと、圧力室孔８ａの他端部に連通する貫通孔９ｂと、インク供給孔８ｂと同形状でこれと連通するインク供給孔９ｃとが設けられている。
【００３３】
図２及び図５に示すように、絞りプレート１０には、その上面側に絞り溝１０ａが形成されている。この絞り溝１０ａは、絞りプレート１０の短辺方向へ延びる長寸溝状を成し、その一端部は、上記スペーサプレート９の連通孔９ａ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１０ｂが設けられている（図３参照）。また、絞りプレート１０にはスペーサプレート９の貫通孔９ｂ及びインク供給孔９ｃに夫々連通し、且つ夫々と同形状を成す貫通孔１０ｃ及びインク供給孔１０ｄが形成されている。前記絞り溝１０ａは、絞りプレート１０がスペーサプレート９及び第１マニホールドプレート１１間に介在されて積層接着されることにより、絞り部３１を形成する（図３参照）。この絞り部３１と上記スペーサプレート９が有する連通孔９ａとによって、圧力室３０と共通インク室３３とを連通させる絞り通路（接続流路）３２が形成される（図３参照）。
【００３４】
図２及び図６に示すように、第１マニホールドプレート１１は、圧力室孔８ａに対応してその下方に位置すると共に圧力室孔列８ｃの延設方向に沿って延設された分割マニホールド孔１１ａを有している。この分割マニホールド孔１１ａはブラックインク用に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列の計５列が設けられている。そして、各分割マニホールド孔１１ａは絞り通路３２を介して圧力室３０に連通すると共に、分割マニホールド孔１１ａはその一端部において絞りプレート１０のインク供給孔１０ｄとも連通している。また第１マニホールドプレート１１には、各分割マニホールド孔１１ａの長手方向に沿うように、絞りプレート１０の貫通孔１０ｃに連通してこれと同形状を成す多数の貫通孔１１ｃが形成されている。
【００３５】
第２マニホールドプレート１２は、上記第１マニホールドプレート１１と同様の形状を成しており、５つの分割マニホールド孔１２ａと貫通孔１２ｃとを有している。そして、絞りプレート１０、第１マニホールドプレート１１、第２マニホールドプレート１２、及び後述するダンパープレート１３が積層接着されると、分割マニホールド孔１１ａ，１２ａにより５つの共通インク室（共通液室）３３が形成される（図３参照）。このうち隣り合う２つの共通インク室３３はブラックインク用であり、他の３つの共通インク室３３は残り３色用となっている。
【００３６】
ダンパープレート１３は、各共通インク室３３に対応する箇所を下方から窪ませて薄肉に形成した５つのダンパー壁１３ａを有している。またダンパープレート１３には、各ダンパー壁１３ａの長手方向に沿うように、第２マニホールドプレート１２の貫通孔１２ｃと連通してこれと同形状を成す貫通孔１３ｂが形成されている。
【００３７】
カバープレート１４には、ダンパープレート１３の貫通孔１３ｂに連通してこれと同形状を成す貫通孔１４ａが形成され、ノズルプレート１５には、カバープレート１４の前記貫通孔１４ａに連通するノズル孔１５ａが形成されている。
【００３８】
このような各キャビティプレート８〜１５を積層接着することにより、図３に示すような流路ユニット２が形成される。そして流路ユニット２内では、各キャビティプレート８〜１０に形成されたインク供給孔８ｂ，９ｃ，１０ｄが互いに連通してインク供給路（図示せず）が構成されている。このインク供給路は共通インク室３３の一端に連通し、外部のインクタンク（図示せず）から共通インク室３３へ供給されるインクが通流する。また、既に述べたように、各キャビティプレート９，１０に形成された連通孔９ａ，絞り溝１０ａ，孔１０ｂが互いに連通し、共通インク室３３と圧力室３０とを連通させる絞り通路３２が構成されている。
【００３９】
更に、各キャビティプレート９〜１４に形成された貫通孔９ｂ，１０ｃ，１１ｃ，１２ｃ，１３ｂ，１４ａが互いに連通して流出路３４が構成され、該流出路３４がノズルプレート１５のノズル孔１５ａに連通している。また、流路ユニット２において、圧力室プレート８が有するインク供給孔８ｂには、外部のインクタンクから供給されたインクに混入している塵を除去するフィルタ１７が被せられている（図２参照）。そして、上述したインク供給路、共通インク室３３、絞り通路３２、圧力室３０、及び流出路３４により、流路ユニット２内のチャンネル７が構成されている（図３参照）。
【００４０】
一方、図３に示すようにアクチュエータ３は、多数枚の圧電シート２０〜２５と絶縁性を有するトップシート２６とが積層されて構成されている。圧電シート２０〜２５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２０〜２５のうち、最下層の圧電シート２０から上方へ数えて奇数番目の圧電シート２０，２２，２４の上面には、流路ユニット２の圧力室プレート８により形成された各圧力室孔８ａ（図２参照）の全てに対応するよう配置された共通電極２７が印刷形成されている。最下層の圧電シート２０から上方へ数えて偶数番目の圧電シート２１，２３の上面には、各圧力室孔８ａに対し個別に対応するよう配置された多数の個別電極２８が５列に印刷形成されている（図３では２列分のみ示している）。また、共通電極２７及び個別電極２８は各圧電シート２０〜２５及びトップシート２６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、最上層であるトップシート２６の上面に設けられた表面電極５（図１参照）に導通されている。
【００４１】
このような構成を成すインクジェットプリンタヘッド１は、以下のようにして動作し、ノズル孔１５ａからインク（液滴）を吐出する。まず、外部のインクタンク（図示せず）からフィルタ１７を介して供給されたインクが、インク供給孔８ｂ，９ｃ，１０ｄから成るインク供給路、共通インク室３３、絞り通路３２、圧力室３０、及び流出路３４から成るチャンネル７内に充填されている。そして、この状態でアクチュエータ３が有する複数の個別電極２８に、選択的に電圧を印加すると、印加された個別電極２８と共通電極２７との間に電位差が生じ、圧電シート２１〜２４の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。ここで活性部とは、各圧電シート２１〜２４において個別電極２８と共通電極２７とに挟まれた部分をいい、実質的には上述したように個別電極２８に電圧が印加されたときに積層方向の歪み変形が生じる部分をいう。
【００４２】
このように活性部が変形すると、最下層の圧電シート２０が圧力室３０内へ突出するため、圧力室３０の内圧が上昇し、内部のインクが流出路３４を通じてノズル孔１５ａから外部へ吐出されることとなる。また、圧力室３０の内圧の上昇により生じた圧力波は、上流側、即ち絞り通路３２側へも及ぶが、図３に示すように絞り通路３２が圧力室３０等よりも小さな断面積に形成されているためチャンネル７の他の部分よりもインクの通流抵抗が大きい。従って、圧力室３０から上流側へ向かう大部分の圧力波の伝搬がここで遮断される。また、絞り通路３２を通じて共通インク室３３へ到達した残りの圧力波も、薄肉のダンパー壁１３ａが弾性変形することによって吸収される。
【００４３】
なお、ノズルプレート１５は、上記のようなマスプレート７４を構成することなく、マスプレート７３に配置されたカバープレート１４の下面に、個々に接着するようにしても良い。
【００４４】
［マスプレートの構成］
上述したような各キャビティプレート８〜１５は、その種類ごとに１枚のマスプレートに複数枚が形成される。換言すれば、１枚のマスプレートには、単一種類のキャビティプレートが複数形成されており、このようなマスプレートがキャビティプレート８〜１５の種類と同じ数の種類だけ存在する。図７乃至図９は、マスプレートの例として、圧力室プレート８、絞りプレート１０、及び第１マニホールドプレート１１の夫々が複数形成されたマスプレート４０，５０，６０を、夫々示す平面図である。
【００４５】
図７に示すように、マスプレート４０は、マトリックス状に配設された圧力室プレート８を支持フレーム４１によって支持した構成となっている。より詳しく説明すると、支持フレーム４１は、長方形状の外側フレーム４２と、該外側フレーム４２の対向する２つの短辺４２ａ，４２ａの各中央部分間に架設された中央フレーム４３とから成り、該中央フレーム４３は、外側フレーム４２の長辺４２ｂ，４２ｂと平行に設けられている。また、中央フレーム４３は、外側フレーム４２の長辺４２ｂよりも幅寸法が大きくなっている。そして、中央フレーム４３と外側フレーム４２の一方の長辺４２ｂとの間に形成されたスペース４０ａには、本実施の形態では５つの圧力室プレート８が一列に配設され、中央フレーム４３と外側フレーム４２の他方の長辺４２ｂとの間に形成されたスペース４０ｂにも、５つの圧力室プレート８が一列に配設されている。
【００４６】
一方のスペース４０ａに配設された各圧力室プレート８は、インク供給孔８ｂが設けられた部分側を中央フレーム４３に近接するように向けられ、他方のスペース４０ｂに配設された各圧力室プレート８も、インク供給孔８ｂが設けられた部分側を中央フレーム４３に近接するように向けられて設けられている。即ち、スペース４０ａに配設された圧力室プレート８と、スペース４０ｂに配設された圧力室プレート８とは、互いにインク供給孔８ｂが設けられた部分側を近接させて設けられ、その間を中央フレーム４３が延設されている。その結果、図７に示す１枚のマスプレート４０においては、圧力室プレート８が２行５列（又は、５行２列）のマトリックス状に配設された状態となっている。
【００４７】
各圧力室プレート８は、外側フレーム４２の長辺４２ｂと中央フレーム４３との間で接続片４５を介して支持されている。この接続片４５は、圧力室プレート８よりも細幅であって一般の金属製の刃によって破断可能な寸法に形成されている。そして、各圧力室プレート８の一方の短辺と外側フレーム４２の長辺４２ｂとの間は２つの接続片４５により接続され、各圧力室プレート８の他方の短辺と中央フレーム４３との間も２つの接続片４５により接続されている。従って、支持フレーム４１は、２行（又は、２列）に配設された各圧力室プレート８を、外側フレーム４２の長辺４２ｂと中央フレーム４３とで、接続片４５を介して支持している。
【００４８】
また、外側フレーム４２の２つの短辺４２ａ上であって、中央フレーム４３の長手方向の延長上には、マスプレート４０を他のマスプレート５０，６０などと共に積層する際に位置決めピン８０（図１０参照）が嵌挿される位置決め孔４６，４６が設けられている。
【００４９】
このような構成を成す圧力室プレート８用のマスプレート４０によれば、図７に示すように中央フレーム４３の長手方向中央に位置する中心点４７を基準として、圧力室プレート８が向き及び位置に関して対称となるように配設される。例えば、一方のスペース４０ａにおける一端側に配設された圧力室プレート８（８Ａ）と、他方のスペース４０ｂにおける他端側に配設された圧力室プレート８（８Ｂ）とは、前記中心点４７を基準として向き及び位置に関し、対称性を有する対を成している。他の圧力室プレート８についても、中心点４７を基準として向き及び位置に関し対称性を有するよう対になっている。また、２つの位置決め孔４６についても、中心点４７を基準として対称的に配設されている。従って、マスプレート４０を中心点４７の回りに１８０度回転させたとしても、対を成す圧力室プレート８，８（例えば、圧力室プレート８Ａ，８Ｂ）が入れ替わり、位置決め孔４６，４６が入れ替わるだけであり、回転前後において、マスプレート４０が有する圧力室プレート８と位置決め孔４６とは向き及び位置に関して見かけ上なんら変わらないようになっている。
【００５０】
また、このマスプレート４０の場合、２つの位置決め孔４６，４６を結ぶライン４９を基準として精度補償を行うことにより、各圧力室プレート８の個体差を低減することができる。即ち、各位置決め孔４６，４６を結ぶライン４９は中央フレーム４３上に位置し、該中央フレーム４３を挟んで配設された各圧力室プレート８は、このライン４９から等距離で位置している。従って、このライン４９を基準として各圧力室プレート８の各部の寸法精度等の測定を行うと、圧力室プレート８の所定部分に関する測定誤差の範囲は各圧力室プレート８間でほぼ等しくなり、各圧力室プレート８間での個体差が低減することができる。
【００５１】
更に、マスプレート４０が有する支持フレーム４１は、外側フレーム４２の長辺４２ｂよりも中央フレーム４３が幅広に形成されている。従って、各マスプレート４０を個別に取り扱う際に、中央フレーム４３を含むその近傍領域を吸引して持ち上げることができる。この場合、マスプレート４０の重心位置近傍で吸引できることとなるため、持ち上げやすくなって取り扱いが容易になる。
【００５２】
図８は、絞りプレート１０が複数形成されたマスプレート５０を示す平面図である。このマスプレート５０も上述した圧力室プレート８用のマスプレート４０と同様の構成になっており、外側フレーム５２及び中央フレーム５３から成る支持フレーム５１を有し、これらによって形成されるスペース５０ａ，５０ｂの夫々に５つの絞りプレート１０が一列になって配設されている。従って、１枚のマスプレート５０に、絞りプレート１０が２行５列（又は、５行２列）のマトリックス状に設けられている。
【００５３】
そして、各絞りプレート１０は、上記圧力室プレート８の場合と同様に接続片５５によって支持フレーム５１に支持され、また、外側フレーム５２において中央フレーム５３の長手方向の延長上の部分には位置決め孔５６が形成されている。この２つの位置決め孔５６を結ぶライン５９は、精度補償を行うための基準とされる。
【００５４】
このような構成を成す絞りプレート１０用のマスプレート５０によれば、上記マスプレート４０と同様に、中央フレーム５３の長手方向中央に位置する中心点５７を基準として、絞りプレート１０が向き及び位置に関して対称となるように配設される。また、２つの位置決め孔５６，５６についても、その位置が中心点５７を基準として対称となっている。従って、マスプレート５０を中心点５７の回りに１８０度回転させたとしても、マスプレート５０が有する絞りプレート１０と位置決め孔５６とは、回転前後において向き及び位置に関して見かけ上なんら変わらないようになっている。
【００５５】
図９は、第１マニホールドプレート１１が複数形成されたマスプレート６０を示す平面図である。このマスプレート６０も上述した圧力室プレート８用のマスプレート４０と同様の構成になっており、外側フレーム６２及び中央フレーム６３から成る支持フレーム６１を有し、これらによって形成されるスペース６０ａ，６０ｂの夫々に５つの第１マニホールドプレート１１が一列になって配設されている。従って、１枚のマスプレート６０に、第１マニホールドプレート１１が２行５列（又は、５行２列）のマトリックス状に設けられている。
【００５６】
そして、各第１マニホールドプレート１１は、上記圧力室プレート８の場合と同様に接続片６５によって支持フレーム６１に支持され、また、外側フレーム６２において中央フレーム６３の長手方向の延長上の部分には位置決め孔６６が形成されている。この２つの位置決め孔６６を結ぶライン６９は、精度補償を行うための基準とされる。
【００５７】
このような構成を成す第１マニホールドプレート１１用のマスプレート６０によれば、上記マスプレート４０と同様に、中央フレーム５３の長手方向中央に位置する中心点６７を基準として、第１マニホールドプレート１１が向き及び位置に関して対称となるように配設される。また、２つの位置決め孔６６，６６についても、その位置が中心点６７を基準として対称となっている。従って、マスプレート６０を中心点６７の回りに１８０度回転させたとしても、マスプレート６０が有する第１マニホールドプレート１１と位置決め孔６６とは、回転前後において向き及び位置に関して見かけ上なんら変わらないようになっている。
【００５８】
上述した例では、圧力室プレート８用のマスプレート４０、絞りプレート１０用のマスプレート５０、及び第１マニホールドプレート１１用のマスプレート６０について説明したが、その他のキャビティプレート、即ち、スペーサプレート９、第２マニホールドプレート１２、ダンパプレート１３、カバープレート１４、及びノズルプレート１５についても同様の構成を成すマスプレート７０〜７４が形成され、各マスプレート７０〜７４では、所定点を基準として各キャビティプレート９，１２〜１５が向き及び位置に関して対称となるようにマトリックス状に配設されている。
【００５９】
［流路ユニットの製造方法］
図１０は、上述したようなマスプレート４０，５０，６０，７０〜７４を積層して流路ユニット２を製造する方法について説明するための模式的斜視図である。各マスプレート４０，５０，６０，７０〜７４は、所定の順序で１枚ずつ図示しない吸引装置によって吸引されて運ばれる。そして、片面に接着剤が塗布され、所定間隔を空けて立設された位置決めピン８０に位置決め孔４６，５６，６６等を嵌合させることにより、各マスプレート４０，５０，６０，７０〜７４は相互に正確に位置決めされ、積層接着される。ここで、具体的な積層順序は、下方からマスプレート７４,７３,７２，７１，６０，５０，７０，４０の順序である。次に、各接続片４５，５５，６５等を破断することにより、積層構造を成す多数の流路ユニット２（図１参照）が他から分離された状態で得られる。
【００６０】
本実施の形態に係るマスプレートは、例えば圧力室プレート８用のマスプレート４０を例にすると、複数の圧力室プレート８が中心点４７を基準として向き及び位置が対称になるよう配設され、位置決め孔４６，４６も中心点４７を基準として対称となるよう配設されている。従って、上述した流路ユニット２の製造に際し、マスプレート４０を１８０度回転させた状態で取り扱ったとしても、マスプレート４０の向きの間違いとはならず、位置決めピン８０に位置決め孔４６を嵌合でき、且つ、各圧力室プレート８を他のマスプレートが有するキャビティプレートと位置ずれなく積層させることが可能である。
【００６１】
なお、上記実施例では、絞りプレート１０に絞り溝１０ａを形成したが、絞り部３１を構成するこの絞り溝１０ａは、第１スペーサプレート９の下面にて溝状に形成するようにしても良い。あるいは、絞りプレート１０に絞り溝をスリット状の孔として貫通形成し、絞りプレート１０と第１マニホールドプレート１１との間に第２のスペーサプレートを介装する。そして、この第２のスペーサプレートに、スリット状の前記絞り溝の他端と共通インク室３３とを連通する孔（孔１０ｂ相当）を形成することもできる。
【００６２】
また、アクチュエータとして圧電方式のものを用いたが、振動板を静電気で駆動して、圧力室に圧力を印加するなど、各種の駆動源を用いることができる。
【００６３】
また、液滴吐出装置をインクジェットプリンタに適用した例について説明したが、液体を薄膜状に塗布する装置などにも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、向きの間違いに気を遣う必要がなく取り扱いの容易なマスプレート、また、キャビティプレートの生産性の向上を図ることができるマスプレートに適用することができ、このようなマスプレートを用いた液滴吐出装置用の流路ユニットの製造方法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】インクジェットプリンタヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す流路ユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図３】図１に示す流路ユニットにアクチュエータ及びフレキシブルフラットケーブルが積層接着されたものを図１のIII-III線に沿って切断したときの一部の形状を示す断面図である。
【図４】図２に示す圧力室プレートの平面図である。
【図５】図２に示す絞りプレートの平面図である。
【図６】図２に示す第１マニホールドプレートの平面図である。
【図７】圧力室プレートが複数並設されたマスプレートを示す平面図である。
【図８】絞りプレートが複数並設されたマスプレートを示す平面図である。
【図９】第１マニホールドプレートが複数並設されたマスプレートを示す平面図である。
【図１０】各種類のマスプレートを積層して流路ユニットを製造する方法を説明するための模式的斜視図である。
【符号の説明】
【００６６】
１      インクジェットプリンタヘッド（液滴吐出装置）
２      流路ユニット
７      チャンネル（液体流路）
８      圧力室プレート（キャビティプレート）
９      スペーサプレート（キャビティプレート）
１０    絞りプレート（キャビティプレート）
１１    第１マニホールドプレート（キャビティプレート）
１２    第２マニホールドプレート（キャビティプレート）
１３    ダンパプレート（キャビティプレート）
１４    カバープレート（キャビティプレート）
１５    ノズルプレート（キャビティプレート）
３０    圧力室
３２    絞り通路（接続流路）
３３    共通インク室（共通液室）
４０，５０，６０，７０〜７４  マスプレート
４１，５１，６２  支持フレーム
４２，５２，６２  外側フレーム
４３，５３，６３  中央フレーム
４５，５５，６５  接続片
４６，５６，６６  位置決め孔
８０    位置決めピン
【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】
2008037029.tif 000009
【図８】
2008037029.tif 000010
【図９】
2008037029.tif 000011
【図１０】
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