(57)【要約】【課題】共通液室内において効率よく圧力波を減衰させる。【解決手段】インクジェットヘッド３においては、複数のノズル１６に連通する複数の圧力室１０にインクを供給するマニホールド流路１１とマニホールド流路１２とは、平面視で互いに重なり、その幅が大きくなっている。マニホールド流路１１とマニホールド流路１２との間には、下面に凹部１９が形成されることにより薄肉部２６ａが形成されたダンパプレート２６、及び、上面に凹部２０が形成されることにより薄肉部２７ａが形成されたダンパプレート２７が配置されており、凹部１９と凹部２０との間には統合ダンパ室となる空間が形成されている。そして、薄肉部２６ａの変形によりマニホールド流路１１内の圧力波を減衰させ、薄肉膜２７ａの変形によりマニホールド流路１２内の圧力波を減衰させることができる。【選択図】図４
2007145014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体を有し、液体の液滴を噴射する液滴噴射装置であって、
複数の第１圧力室と、
前記複数の第１圧力室が第１方向に配設された第１圧力室列と、
複数の第２圧力室と、
前記複数の第２圧力室が前記第１方向に配設された第２圧力室列と、
前記第１方向に延在し、前記複数の第１圧力室のそれぞれに連通する第１共通液室と、
前記第１方向に延在し、前記複数の第２圧力室のそれぞれに連通する第２共通液室と、
前記本体の厚み方向において、前記第１共通液室と前記第２共通液室の間に位置し、前記第１方向に延在するダンパとを備え、
前記第１共通液室は、前記厚み方向において前記第２共通液室と重なるように、前記第１方向と直交する第２方向の幅を有し、
前記ダンパは、前記厚み方向において前記第１共通液室および前記第２共通液室のそれぞれと重なるように、前記第２方向の幅を有し、
前記第１共通液室、前記第２共通液室、および前記ダンパはそれぞれ、前記厚み方向において前記第１圧力室列および前記第２圧力室列のそれぞれと重なるように、前記第２方向の幅を有する液滴噴射装置。
【請求項２】
前記ダンパは、
前記第１共通液室の壁面を構成する第１薄肉膜と、
前記第１薄肉膜によって壁面の一部が画定されており且つ前記第１薄肉膜よりも剛性の低い第１ダンパ室と、
前記第２共通液室の壁面を構成する第２薄肉膜と、
前記第２薄肉膜によって壁面の一部が画定されており且つ前記第２薄肉膜よりも剛性の低い第２ダンパ室と、
を備える請求項１に記載の液滴噴射装置。
【請求項３】
前記第１薄肉膜が前記第１共通液室の前記第２共通液室に面した壁面を構成し、前記第２薄肉膜が前記第２共通液室の前記第１共通液室に面した壁面を構成し、前記第１ダンパ室と前記第２ダンパ室とが一体となって統合ダンパ室を形成する請求項２に記載の液滴噴射装置。
【請求項４】
前記第１薄肉膜は、前記第１共通液室と反対側の面に第１凹部が形成された第１平板における、前記第１凹部が形成されて厚みが薄くなった部分であり、前記第２薄肉膜は、前記第２共通液室と反対側の面に第２凹部が形成された第２平板における、前記第２凹部が形成されて厚みが薄くなった部分である請求項２に記載の液滴噴射装置。
【請求項５】
前記第１薄肉膜と前記第２薄肉膜との間にスペーサが介在しており、前記スペーサの厚みが前記統合ダンパ室の厚みと同じである請求項３に記載の液滴噴射装置。
【請求項６】
前記第１ダンパ室及び前記第２ダンパ室が外気に連通している請求項２に記載の液滴噴射装置。
【請求項７】
前記複数の第１圧力室のそれぞれに連通する複数の第１液滴吐出口と、前記複数の第２圧力室のそれぞれに連通する複数の第２液滴吐出口とが、前記本体の一側面に形成されている請求項１に記載の液滴噴射装置。
【請求項８】
前記複数の第１圧力室および前記複数の第２圧力室はそれぞれ、前記本体の一側面に沿って形成されている請求項１に記載の液滴噴射装置。
【請求項９】
前記複数の第１圧力室および前記複数の第２圧力室のそれぞれに、液滴噴出エネルギーを付与するエネルギー付与機構をさらに備え、前記エネルギー付与機構は、前記複数の第１圧力室および前記複数の第２圧力室のそれぞれに対向する圧電層と、前記圧電層に電界を印加する一対の電極とを含む請求項１に記載の液滴噴射装置。
【請求項１０】
前記第２方向に複数の前記第１共通液室が形成され、前記複数の第１共通液室それぞれの壁面を構成する複数の前記第１薄肉膜と、前記複数の第１薄肉膜のそれぞれによって壁面の一部が画定される複数の前記第１ダンパ室とが形成されるとともに、前記第２方向に複数の前記第２共通液室が形成され、前記複数の第２共通液室それぞれの壁面を構成する複数の前記第２薄肉膜と、前記複数の第２薄肉膜のそれぞれによって壁面の一部が画定される複数の前記第２ダンパ室とが形成される請求項２に記載の液滴噴射装置。
【請求項１１】
前記複数の第１共通液室および前記複数の第２共通液室には、それぞれ種類の異なる液体が供給される請求項１０に記載の液滴噴射装置。
【請求項１２】
前記複数の第１共通液室と前記第２方向に隣接し、前記第１方向に延在する第１ダミー共通液室と、
前記複数の第２共通液室と前記第２方向に隣接し、前記第１方向に延在する第２ダミー共通液室と、
前記第１ダミー共通液室の壁面を構成する第１ダミー薄肉膜と、
前記第１ダミー薄肉膜によって壁面の一部が画定され且つ前記第１ダミー薄肉膜よりも剛性の低い第１ダミーダンパ室と、
前記第２ダミー共通液室の壁面を構成する第２ダミー薄肉膜と、
前記第２ダミー薄肉膜によって壁面の一部が画定され且つ前記第２ダミー薄肉膜よりも剛性の低い第２ダミーダンパ室と、をさらに備え、
前記複数の第２共通液室のうちのいずれか１つは、前記厚み方向において、前記第１ダミー共通液室と少なくともその一部が重複するように前記第２方向にも延在し、
前記複数の第１共通液室のうちのいずれか１つは、前記厚み方向において、前記第２ダミー共通液室と少なくともその一部が重複するように前記第２方向にも延在する、請求項１０に記載の液滴噴射装置。
【請求項１３】
前記複数の第１共通液室、前記複数の第２共通液室、前記第１ダミー共通液室、および前記第２ダミー共通液室はいずれも、前記第２方向に関する長さが等しい等幅領域と、前記等幅領域に連続し、前記第１方向の一端に近づくほど前記第２方向に関する長さが短くなる先鋭領域とを有する請求項１２に記載の液滴噴射装置。
【請求項１４】
前記複数の第１共通液室の前記先鋭領域のそれぞれと前記第１方向に隣接する複数の第３ダミー共通液室と、
前記複数の第２共通液室の前記先鋭領域のそれぞれと前記第１方向に隣接する複数の第４ダミー共通液室と、をさらに備え、
前記第３ダミー共通液室、および前記第１共通液室の前記先鋭領域の前記第２方向に関する長さの合計はそれぞれ、前記第１共通液室の前記等幅領域の前記第２方向に関する長さと略等しく、
前記第４ダミー共通液室、および前記第２共通液室の前記先鋭領域の前記第２方向に関する長さの合計はそれぞれ、前記第２共通液室の前記等幅領域の前記第２方向に関する長さと略等しい請求項１３に記載の液滴噴射装置。
【請求項１５】
本体を有し、液体の液滴を噴射する液滴噴射装置であって、
複数の第１圧力室と、
前記複数の第１圧力室が第１方向に配設された第１圧力室列と、
複数の第２圧力室と、
前記複数の第２圧力室が前記第１方向に配設された第２圧力室列と、
前記第１方向に延在し、前記複数の第１圧力室のそれぞれに連通する第１共通液室と、
前記第１方向に延在し、前記複数の第２圧力室のそれぞれに連通する第２共通液室と、
前記本体の厚み方向において、前記第１共通液室と前記第２共通液室の間に位置し、前記第１方向に延在するダンパとを備え、
前記複数の第１圧力室および前記複数の第２圧力室はそれぞれ、前記第１方向と直交する第２方向に延在し、
前記第１共通液室は、前記厚み方向において前記第２共通液室と重なるように、前記第２方向の幅を有し、
前記ダンパは、前記厚み方向において前記第１共通液室および前記第２共通液室のそれぞれと重なるように、前記第２方向の幅を有し、
前記第１共通液室、前記第２共通液室、および前記ダンパはいずれも、それらの前記第２方向の幅が、前記第１圧力室の前記第２方向の寸法よりも大きく、且つ前記第２圧力室の前記第２方向の寸法よりも大きい液滴噴射装置。
【請求項１６】
前記第１共通液室、前記第２共通液室、および前記ダンパはいずれも、それらの前記第２方向の幅が、前記第１圧力室の前記第２方向の寸法と前記第２圧力室の前記第２方向の寸法との和と略等しい、請求項１５に記載の液滴噴射装置。
【請求項１７】
前記ダンパは、前記第１共通液室が前記厚み方向において前記第２共通液と重なる部分の略全域と、前記厚み方向において重なるように前記第２方向の幅を有する請求項１５に記載の液滴噴射装置。
【請求項１８】
前記ダンパは、通気孔を介して外気に連通している請求項１５に記載の液滴噴射装置。
【請求項１９】
前記第１共通液室は前記第２方向に複数形成され、前記第２共通液室は前記第２方向に複数形成され、前記本体の厚み方向において、前記複数の第１共通液室と前記複数の第２共通液室とのそれぞれの間に位置し、前記第１方向に延在する複数のダンパが形成される請求項１５に記載の液滴噴射装置。
【請求項２０】
前記複数のダンパは、各々が通気孔を介して連通することにより、外気に連通している請求項１９に記載の液滴噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐出口から液滴を噴射する液滴噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧力室内のインクに圧力を付与することによってノズルの吐出口からインクを噴射するインクジェットヘッド（液滴噴射装置）において、圧力室内のインクに圧力を付与すると圧力室内において圧力波が発生する。圧力波は、圧力室に連通する共通液室に伝播する。この圧力波を共通液室内において減衰させ、圧力波がさらに他の圧力室に伝播するのを防止することにより、液滴速度の変化などインク噴射特性のばらつきを抑制する。例えば、特許文献１（特開２００３−１２７３５４号公報）に記載のインクジェット式記録ヘッド（インクジェットヘッド）では、ノズルに連通する複数の圧力発生室（圧力室）はインク供給路を介してインク貯留室（共通液室）に連通しており、ヘッドケースのインク貯留室に対応する部分には凹部が形成されている。そして、凹部が形成された部分に重なる金属製の振動板の領域が、インク貯留室内において圧力変動を逃がす（圧力波を減衰させる）ダンパとして作用する。
【特許文献１】特開２００３−１２７３５４号公報
【特許文献２】特開平１１−３０９８７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載のインクジェットヘッドでは、インクジェットヘッドの高密度化、小型化を実現しようとすると、共通液室の大きさを小さくする必要がある。共通液室の大きさが小さくなると、共通液室において圧力波を十分に減衰させることができない虞がある。ここで、振動板などダンパとして機能する部材をポリイミドのような弾性係数の低い材料により構成することも考えられる。しかし、この部材と金属製の他の部材とを加熱接着する際に、両者の線膨張係数の違いから反り変形を起こしてしまうという問題が発生する。
【０００４】
また、特許文献２（特開平１１−３０９８７７号公報）に記載のインクジェット式記録ヘッドでは、ノズルに連通する圧力発生室にインクを供給するための２つのリザーバが、上下方向に重ねて設けられている。２つのリザーバは仕切板によって仕切られ、仕切板には、インク滴吐出時に発生しノズル開口と反対側へ向かう圧力波を吸収するための圧力吸収部が設けられている。仕切板は、薄肉板と、凹部が形成された封止板とを接合することにより構成され、薄肉板と、凹部を構成する薄肉壁によって、前記圧力が吸収される。しかし、この構成では充分に圧力を吸収しきれず、クロストークを生じてしまう虞が存在した。
【０００５】
本発明の目的は、共通液室において効率よく圧力波を減衰させることが可能な液滴噴射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、本体を有し、液体の液滴を噴射する液滴噴射装置であって、複数の第１圧力室と、前記複数の第１圧力室が第１方向に配設された第１圧力室列と、複数の第２圧力室と、前記複数の第２圧力室が前記第１方向に配設された第２圧力室列と、前記第１方向に延在し、前記複数の第１圧力室のそれぞれに連通する第１共通液室と、前記第１方向に延在し、前記複数の第２圧力室のそれぞれに連通する第２共通液室と、前記本体の厚み方向において、前記第１共通液室と前記第２共通液室の間に位置し、前記第１方向に延在するダンパとを備え、前記第１共通液室は、前記厚み方向において前記第２共通液室と重なるように、前記第１方向と直交する第２方向の幅を有し、前記ダンパは、前記厚み方向において前記第１共通液室および前記第２共通液室のそれぞれと重なるように、前記第２方向の幅を有し、前記第１共通液室、前記第２共通液室、および前記ダンパはそれぞれ、前記厚み方向において前記第１圧力室列および前記第２圧力室列のそれぞれと重なるように、前記第２方向の幅を有する液滴噴射装置が提供される。
【０００７】
ダンパの圧力波を減衰する能力は、その平面積に大きく依存する。ダンパがある方向に延在する場合には、同じ面積でもダンパの短いほうの幅（第２方向の長さ）が大きいほど圧力波に対する減衰能力が高い。本発明の構造によれば、第２共通液室を少なくともその一部が前記本体の厚み方向に関して第１共通液室に重なるように形成するので、第１および第２共通液室の、前記第２方向の長さを大きくすることができる。したがって、第１および第２共通液室が重なる部分に形成されるダンパの、前記第２方向の長さも大きくすることができる。さらに、第１および第２共通液室、並びにダンパはそれぞれ、前記厚み方向に関して、それらの幅が第１圧力室および第２圧力室のそれぞれと、部分的に重なるように形成されているので、十分な大きさの幅を確保することができ、第１共通液室及び第２共通液室の音響容量を著しく増加させ、第１共通液室及び第２共通液室において効率よく圧力波を減衰させることができる。
【０００８】
本発明の液滴噴射装置において、前記ダンパは、前記第１共通液室の壁面を構成する第１薄肉膜と、前記第１薄肉膜によって壁面の一部が画定されており且つ前記第１薄肉膜よりも剛性の低い第１ダンパ室と、前記第２共通液室の壁面を構成する第２薄肉膜と、前記第２薄肉膜によって壁面の一部が画定されており且つ前記第２薄肉膜よりも剛性の低い第２ダンパ室とを備えてもよい。この構成によれば、第１薄肉膜および第１ダンパ室、並びに第２薄肉膜および第２ダンパ室の、前記第２方向の長さを大きくすることができるので、第１共通液室および第２共通液室の音響容量を著しく増加させ、第１共通液室および第２共通液室において効率よく圧力波を減衰させることができる。
【０００９】
本発明の液滴噴射装置において、前記第１薄肉膜が前記第１共通液室の前記第２共通液室に面した壁面を構成し、前記第２薄肉膜が前記第２共通液室の前記第１共通液室に面した壁面を構成してもよく、前記第１ダンパ室と前記第２ダンパ室とが一体となって統合ダンパ室を形成していてもよい。この場合、第１共通液室と第２共通液室との間に第１薄肉膜及び第２薄肉膜を形成することにより、第１薄肉膜と第２薄肉膜との間に第１ダンパ室と第２ダンパ室とが一体となった統合ダンパ室を形成することができる。したがって、第１ダンパ室及び第２ダンパ室を別々に形成する場合よりも部品点数を減らすことができる。
【００１０】
本発明の液滴噴射装置において、前記第１薄肉膜は、前記第１共通液室と反対側の面に第１凹部が形成された第１平板における、前記第１凹部が形成されて厚みが薄くなった部分であってもよく、前記第２薄肉膜は、前記第２共通液室と反対側の面に第２凹部が形成された第２平板における、前記第２凹部が形成されて厚みが薄くなった部分であってもよい。この場合、第１平板に第１凹部を形成することにより第１薄肉膜が形成されるとともに、第１凹部が第１ダンパ室となるため、第１薄肉膜と第１ダンパ室とを１つの部材により形成することができる。また、第２平板に第２凹部を形成することにより第２薄肉膜が形成されるとともに第２凹部が第２ダンパ室となるため、第２薄肉膜と第２ダンパ室とを１つの部材により形成することができる。したがって、部品点数を減らすことができる。
【００１１】
本発明の液滴噴射装置において、前記第１薄肉膜と前記第２薄肉膜との間にスペーサが介在してもよく、前記スペーサの厚みが前記統合ダンパ室の厚みと同じになっていてもよい。この場合、第１薄肉膜と第２薄肉膜との間にスペーサを設けることによって統合ダンパ室を容易に形成することができる。
【００１２】
本発明の液滴噴射装置において、前記第１ダンパ室及び前記第２ダンパ室が外気に連通していてもよい。この場合、製造時の加熱などにより、第１ダンパ室及び第２ダンパ室内の空気が熱膨張して液滴噴射装置が破損してしまうのを防止することができる。
【００１３】
本発明の液滴噴射装置において、前記複数の第１圧力室のそれぞれに連通する複数の第１液滴吐出口と、前記複数の第２圧力室のそれぞれに連通する複数の第２液滴吐出口とが、前記本体の一側面に形成されていてもよい。この構造によれば、複数の吐出口が同一平面に形成されているので、複数の吐出口において液滴の噴射特性がばらつきにくくなる。
【００１４】
本発明の液滴噴射装置において、前記複数の第１圧力室および前記複数の第２圧力室はそれぞれ、前記本体の一側面に沿って形成されてもよい。この構造によれば、複数の圧力室が同一面に沿って形成されているため、各圧力室の壁部を構成するエネルギー付与機構を同一面上に配置でき、部品点数を減らすことができる。
【００１５】
本発明の液滴噴射装置は、前記複数の第１圧力室および前記複数の第２圧力室のそれぞれに、液滴噴出エネルギーを付与するエネルギー付与機構をさらに備えてもよく、前記エネルギー付与機構は、前記複数の第１圧力室および前記複数の第２圧力室のそれぞれに対向する圧電層と、前記圧電層に電界を印加する一対の電極とを含んでもよい。この場合、圧電層と一対の電極を含む簡単な構成により複数の圧力室内の液体に吐出エネルギーを付与することができる。
【００１６】
本発明の液滴噴射装置は、前記第２方向に複数の前記第１共通液室が形成され、前記複数の第１共通液室それぞれの壁面を構成する複数の前記第１薄肉膜と、前記複数の第１薄肉膜のそれぞれによって壁面の一部が画定される複数の前記第１ダンパ室とが形成されてもよく、前記第２方向に複数の前記第２共通液室が形成され、前記複数の第２共通液室それぞれの壁面を構成する複数の前記第２薄肉膜と、前記複数の第２薄肉膜のそれぞれによって壁面の一部が画定される複数の前記第２ダンパ室とが形成されてもよい。この構造によれば、複数の第１共通液室が、前記本体の厚み方向において同じ位置に形成されているため、複数の第１共通液室周辺の剛性が均一化される。したがって、複数の第１共通液室に連通する吐出口から吐出される液滴の吐出特性が均一化される。同様に、複数の第２共通液室が、前記本体の厚み方向において同じ位置に形成されているため、複数の第２共通液室周辺の剛性が均一化される。したがって、複数の第２共通液室に連通する吐出口の液滴の吐出特性が均一化される。
【００１７】
本発明の液滴噴射装置において、前記複数の第１共通液室および前記複数の第２共通液室には、それぞれ種類の異なる液体が供給されてもよい。この場合においても、同一の共通液室に連通する複数の液滴吐出口の液滴吐出特性は均一化されているので、同一の液滴を噴射する吐出口の噴射特性が均一化される。
【００１８】
本発明の液滴噴射装置において、前記複数の第１共通液室と前記第２方向に隣接し、前記第１方向に延在する第１ダミー共通液室と、前記複数の第２共通液室と前記第２方向に隣接し、前記第１方向に延在する第２ダミー共通液室と、前記第１ダミー共通液室の壁面を構成する第１ダミー薄肉膜と、前記第１ダミー薄肉膜によって壁面の一部が画定され且つ前記第１ダミー薄肉膜よりも剛性の低い第１ダミーダンパ室と、前記第２ダミー共通液室の壁面を構成する第２ダミー薄肉膜と、前記第２ダミー薄肉膜によって壁面の一部が画定され且つ前記第２ダミー薄肉膜よりも剛性の低い第２ダミーダンパ室と、をさらに備えてもよく、前記複数の第２共通液室のうちのいずれか１つは、前記厚み方向において、前記第１ダミー共通液室と少なくともその一部が重複するように前記第２方向にも延在してもよく、前記複数の第１共通液室のうちのいずれか１つは、前記厚み方向において、前記第２ダミー共通液室と少なくともその一部が重複するように前記第２方向にも延在してもよい。
【００１９】
この構造によれば、前記本体の厚み方向に関して第１共通液室と重ならない第２共通液室に重なるように第１ダミー共通液室、第１ダミー薄肉膜及び第１ダミーダンパ室が形成されるので、前記第２共通液室周辺の剛性を、第１共通液室と重なった第２共通液室周辺の剛性に近づけることができる。したがって、複数の第２共通液室周辺の剛性が均一化され、複数の第２共通液室に連通する吐出口の液滴の噴射特性が均一化される。同様に、前記本体の厚み方向に関して第２共通液室と重ならない第１共通液室に重なるように第２ダミー共通液室、第２ダミー薄肉膜及び第２ダミーダンパ室が形成されるので、前記第１共通液室周辺の剛性を、第２共通液室と重なった第１共通液室周辺の剛性に近づけることができる。したがって、複数の第１共通液室周辺の剛性が均一化され、複数の第１共通液室に連通する吐出口の液滴の吐出特性が均一化される。
【００２０】
本発明の液滴噴射装置において、前記複数の第１共通液室、前記複数の第２共通液室、前記第１ダミー共通液室、および前記第２ダミー共通液室はいずれも、前記第２方向に関する長さが等しい等幅領域と、前記等幅領域に連続し、前記第１方向の一端に近づくほど前記第２方向に関する長さが短くなる先鋭領域とを有してもよい。この場合、第１共通液室及び第２共通液室が前記第１方向の一端に近づくほど前記第２方向に関する長さが狭くなっているのでこの部分に液体の流れが発生しやすく前記第１方向の端部において第１及び第２共通液室に連通している接続口にも液体が確実に供給される。
【００２１】
本発明の液滴噴射装置において、前記複数の第１共通液室の前記先鋭領域のそれぞれと前記第１方向に隣接する複数の第３ダミー共通液室と、前記複数の第２共通液室の前記先鋭領域のそれぞれと前記第１方向に隣接する複数の第４ダミー共通液室と、をさらに備えてもよく、前記第３ダミー共通液室、および前記第１共通液室の前記先鋭領域における前記第２方向に関する長さの合計はそれぞれ、前記第１共通液室の前記等幅領域の前記第２方向に関する長さと略等しくてもよく、前記第４ダミー共通液室、および前記第２共通液室の前記先鋭領域における前記第２方向に関する長さの合計はそれぞれ、前記第２共通液室の前記等幅領域の前記第２方向に関する長さと略等しくてもよい。この場合、第３ダミー共通液室が形成されているため、第１共通液室に連通する複数の圧力室のうち先鋭領域付近に連通する圧力室周辺の剛性が等幅領域付近に連通する圧力室周辺の剛性に近づき、第１共通液室に連通する複数の圧力室に連通する吐出口からの液滴の噴射特性が均一化される。また、第４ダミー共通液室が形成されているため、第２共通液室に連通する複数の圧力室のうち先鋭領域付近に連通する圧力室周辺の剛性が等幅領域付近に連通する圧力室周辺の剛性に近づき、第２共通液室に連通する複数の圧力室に連通する吐出口からの液滴の噴射特性が均一化される。
【００２２】
本発明の第２の態様に従えば、本体を有する液滴噴射装置であって、複数の第１圧力室と、前記複数の第１圧力室が第１方向に配設された第１圧力室列と、複数の第２圧力室と、前記複数の第２圧力室が前記第１方向に配設された第２圧力室列と、前記第１方向に延在し、前記複数の第１圧力室のそれぞれに連通する第１共通液室と、前記第１方向に延在し、前記複数の第２圧力室のそれぞれに連通する第２共通液室と、前記本体の厚み方向において、前記第１共通液室と前記第２共通液室の間に位置し、前記第１方向に延在するダンパとを備え、前記複数の第１圧力室および前記複数の第２圧力室はそれぞれ、前記第１方向と直交する第２方向に延在し、前記第１共通液室は、前記厚み方向において前記第２共通液室と重なるように、前記第２方向の幅を有し、前記ダンパは、前記厚み方向において前記第１共通液室および前記第２共通液室のそれぞれと重なるように、前記第２方向の幅を有し、前記第１共通液室、前記第２共通液室、および前記ダンパはいずれも、それらの前記第２方向の幅が、前記第１圧力室の前記第２方向の寸法よりも大きく、且つ前記第２圧力室の前記第２方向の寸法よりも大きい液滴噴射装置が提供される。
【００２３】
本発明の構造によれば、第２共通液室を少なくともその一部が前記本体の厚み方向に関して第１共通液室に重なるように形成するので、第１および第２共通液室の、前記第２方向の長さを大きくすることができる。したがって、第１および第２共通液室が重なる部分に形成されるダンパの、前記第２方向の長さも大きくすることができる。さらに、第１および第２共通液室、並びにダンパは、その幅寸法が、第１圧力室および第２圧力室の長さ寸法よりも大きいので、十分な大きさの幅を確保することができ、第１共通液室及び第２共通液室の音響容量を著しく増加させ、第１共通液室及び第２共通液室において効率よく圧力波を減衰させることができる。
【００２４】
本発明の液滴噴射装置において、前記第１共通液室、前記第２共通液室、および前記ダンパはいずれも、それらの前記第２方向の幅が、前記第１圧力室の前記第２方向の寸法と前記第２圧力室の前記第２方向の寸法の和と略等しくてもよく、前記ダンパは、前記第１共通液室が前記厚み方向において前記第２共通液と重なる部分の略全域と、前記厚み方向において重なるように前記第２方向の幅を有してもよい。この場合、前記第１共通液室、前記第２共通液室、および前記ダンパは、十分な大きさの幅を確保することができ、前記第１共通液室および前記第２共通液室の音響容量を著しく増加させ、前記第１共通液室および前記第２共通液室において効率よく圧力波を減衰させることができる。
【００２５】
本発明の液滴噴射装置において、前記ダンパは、通気孔を介して外気に連通してもよい。この場合、製造時の加熱などにより、第１ダンパ室及び第２ダンパ室内の空気が熱膨張して液滴噴射装置が破損してしまうのを防止することができる。
【００２６】
本発明の液滴噴射装置は、前記第１共通液室は前記第２方向に複数形成されてもよく、前記第２共通液室は前記第２方向に複数形成されてもよく、前記本体の厚み方向において、前記複数の第１共通液室と前記複数の第２共通液室とのそれぞれの間に位置し、前記第１方向に延在する複数のダンパが形成されてもよい。この構造によれば、複数の第１共通液室が前記厚み方向において同じ位置に形成されているため、複数の第１共通液室周辺の剛性が均一化される。したがって、複数の第１共通液室に連通する複数の吐出口から吐出される液滴の吐出特性が均一化される。同様に、複数の第２共通液室が前記厚み方向において同じ位置に形成されているため、複数の第２共通液室周辺の剛性が均一化される。したがって、複数の第２共通液室に連通する複数の吐出口から吐出される液滴の吐出特性が均一化される。
【００２７】
本発明の液滴噴射装置において、前記複数のダンパは、各々が通気孔を介して連通することにより、外気に連通してもよい。この場合、製造時の加熱などにより、各ダンパ内の空気が熱膨張して液滴噴射装置が破損してしまうの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】
【００２８】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施の形態は、本発明をノズルからインクを噴射するインクジェットヘッドに適用した一例である。
【００２９】
図１は本実施の形態に係るインクジェットプリンタ１の概略斜視図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、走査方向（図１の左右方向：第２方向）に移動可能なキャリッジ２、キャリッジ２とともに移動可能に構成された本体を有し、記録用紙Pにインクを噴射するシリアル式のインクジェットヘッド（液滴噴射装置）３、記録用紙Pを紙送り方向（図１の手前方向：第１方向）に搬送する用紙搬送ローラ４などを備えている。そして、インクジェットヘッド３は、キャリッジ２と一体的に走査方向に移動しつつその下面に配置されたノズル１６（図３参照）の吐出口から記録用紙Pに印字を行うように構成されている。また、インクジェットヘッド３により印字が行われた記録用紙Ｐは、用紙搬送ローラ４により紙送り方向に排出される。
【００３０】
次に、インクジェットヘッド３について図２〜図５を用いて説明する。図２は、図１のインクジェットヘッド３の平面図である。図３は、図２のIII−III線断面図である。図４Ａ〜図４Ｃは、図３の一部を拡大した断面図であり、図４Ａは図３のインクジェットヘッド３の中央部付近、図４Ｂは図３のインクジェットヘッド３の左端部付近、図４Ｃは図３のインクジェットヘッド３の右端部付近をそれぞれ拡大した図である。図５Ａ〜図５Ｄはそれぞれインクジェットヘッド３を構成するマニホールドプレート２５、ダンパプレート２６、ダンパプレート２７及びマニホールドプレート２８の平面図である。
【００３１】
図２〜図４Ｃに示すように、インクジェットヘッド３は、マニホールド流路１１、１２から圧力室１０を経てノズル１６に至る複数の個別インク流路が形成された流路ユニット５と、流路ユニット５の上面に配置され、圧力室１０内のインクに圧力を付与する（吐出エネルギーを付与する）圧電アクチュエータ（エネルギー付与機構）６とを有する。
【００３２】
流路ユニット５は、キャビティプレート２１、ベースプレート２２、アパーチャプレート２３、サプライプレート２４、マニホールドプレート２５、マニホールドプレート２８、ダンパプレート（第１平板）２６、ダンパプレート（第２平板）２７、カバープレート２９及びノズルプレート３０を有しており、これら１０枚のプレート２１〜３０が積層状態で接合されている。このうち、ノズルプレート３０を除く９枚のプレート２１〜２９は、ステンレス鋼などの金属材料により構成されている。そして、プレート２１〜２９には、圧力室１０、マニホールド流路１１、１２などのインク流路がエッチングなどの方法により形成されている。ノズルプレート３０は、ポリイミドなどの合成樹脂材料により構成されており、カバープレート２９の下面に接着されている。図２に示すように、ノズルプレート３０には、複数の圧力室１０と１対１に対応する複数のノズル１６がレーザ加工（後述）により形成されており、紙送り方向（図２の上下方向）に８列に配列されている。なお、ノズルプレート３０も他の９枚のプレート２１〜２９と同様、金属材料により構成されていてもよい。これにより、線膨張係数の違いによる流路ユニット５の反りや、プレート２１〜２９内に形成されている流路とノズル１６との位置ずれがなくなる。
【００３３】
図２〜図４Ｃに示すように、キャビティプレート２１には、紙送り方向（図２の上下方向：第１方向）に８列に配列された複数の圧力室１０が形成されている。圧力室１０は走査方向（図２の左右方向：第２方向）に長い略矩形状になっている。より詳しくは、前記第２方向に延在し、後述するマニホールド流路（第１共通液室）１１に連通する複数の圧力室（第１圧力室）１０が、前記第１方向に並設された第１圧力室列と、前記圧力室（第１圧力室）１０の長手方向に隣接して前記第２方向に延在し、且つ後述するマニホールド流路（第２共通液室）１２に連通する複数の圧力室（第２圧力室）１０が、前記第１方向に並設された第２圧力室列とが、前記第２方向に配列されて、本実施形態では８列の圧力室列が形成されている。
【００３４】
ベースプレート２２には、平面視で各圧力室１０の長手方向の両端部付近と重なる領域に、各圧力室１０と後述するアパーチャ１３とを連通させる複数の連通孔１４、及び、各圧力室１０と対応するノズル１６とを連通させる複数の流路１５の一部を形成する複数の連通孔が形成されている。
【００３５】
アパーチャプレート２３には、圧力室１０の長手方向に延び、複数の圧力室１０とマニホールド流路１１、１２とを連通させる複数のアパーチャ１３、及び、前記流路１５の一部を形成する複数の連通孔が形成されている。アパーチャ１３は、圧力室１０とマニホールド流路１１、１２との間において流路断面が小さくなっており、マニホールド流路１１、１２から圧力室１０に流れ込むインクの量を調整する。また、圧力室１０からマニホールド流路１１、１２にインクが逆流するのを防止し、圧力室１０において発生した圧力波がマニホールド流路１１、１２に伝播するのを抑制する。
【００３６】
サプライプレート２４には、前記流路１５の一部を形成する複数の連通孔、アパーチャ１３とマニホールド流路１２とを連通させる複数の流路１７の一部を形成する複数の連通孔、及び、アパーチャ１３とマニホールド流路１１とを連通させる複数の連通孔１８が形成されている。
【００３７】
マニホールドプレート２５には、前記紙送り方向（第１方向）に延在し、前記複数の圧力室（第1圧力室）１０のそれぞれに連通するマニホールド流路（第１共通液室）１１が、前記走査方向（第２方向）に４つ並んで形成されている。４つのマニホールド流路１１のうち、図２の左側の２つにはインク流入口９ｂからインクが供給され、図２の右側の２つにはインク流入口９ｄからインクが供給される。各マニホールド流路１１は、図５Ａに示すように、図５Ａの上下方向にほぼ一定の幅（図５Ａの左右方向の長さ）で延びた等幅領域１１ａと、インク流入口９ｂ、９ｄと反対側の端部において等幅領域１１ａに連通し、インク流入口９ｂ、９ｄから離れる（図５Ａの上方）ほど幅が狭くなった先鋭領域１１ｂとを有する。つまり、キャビティプレート２１に平行でマニホールドプレート２５（マニホールド流路１１）を含む平面を仮想したときに、この仮想平面内において、各マニホールド流路１１は、前記紙送り方向と直交する方向の長さがほぼ等しい等幅領域１１ａと、前記紙送り方向の下流側先端部に形成され先細り形状をした先鋭領域１１ｂとから構成されている。等幅領域１１ａと先鋭領域１１ｂとは滑らかに連結されている。これにより、インク流入口９ｂ、９ｄから流入したインクは、マニホールド流路１１全体に確実に流れ込む。なお、マニホールド流路１１は、図２の左から３、４、７、８列目の圧力室１０にインクを供給する。
【００３８】
さらに、マニホールドプレート２５には、平面視で後述する４つのマニホールド流路（第２共通液室）１２のうち、図２に示す最も左に形成されたマニホールド流路１２と重なる領域に、マニホールド流路１１の等幅領域１１ａと同じ幅で図５Ａの上下方向に延び、図５Ａの上方の端部が先鋭領域１１ｂとほぼ同じの形状のダミーマニホールド流路（第１ダミー共通液室）５１が形成されている。つまり、図８Ａおよび８Ｂに示すように、４つのマニホールド流路（第２共通液室）１２を、前記キャビティプレート２１と平行な仮想の第１平面１００に対して投影してなる４つの領域（第２領域）１１２のうち、最も左の１つは、前記ダミーマニホールド流路５１を前記第１平面に対して投影してなる領域１５１のみと、部分的に重複する。このように、マニホールドプレート２５には、インクの流れない１つのダミーマニホールド流路５１とインクの流れる４つのマニホールド流路１１が、図２の左から右に順に貫通孔として形成されている。いずれの貫通孔も、流路ユニット５を構成するプレートの積層方向（本体の厚み方向）に、ダンパプレート２６（後述）のダンパ部（ダンパ室と薄肉部）との重なり領域を有している。また、マニホールドプレート２５には、前記流路１５、及び流路１７の一部を形成する複数の連通孔が形成されている。
【００３９】
ダンパプレート（第１平板）２６の下面には、平面視でマニホールド流路１１及びダミーマニホールド流路５１に重なる部分に、それぞれ複数の凹部（第１ダンパ室、第１凹部）１９、及び凹部（第１ダミーダンパ室、第１ダミー凹部）４９が形成されている。そして、図４Ａ及び４Ｃに示すように、ダンパプレート２６の凹部１９が形成されて厚みが薄くなった部分が薄肉部（第１薄肉膜）２６ａとなっている。また図４Ｂに示すように、凹部４９が形成されて厚みが薄くなった部分が薄肉部（第１ダミー薄肉膜）２６ｂとなっている。各凹部１９、４９は、図５Ｂに示すように、その上方に位置するマニホールド流路１１やダミーマニホールド流路５１とほぼ同じ形状とサイズを有している。薄肉部２６ａは、マニホールド流路１１の下方の壁面となり、薄肉部２６ａの変形によりマニホールド流路１１内の圧力波を減衰させる。さらに、ダンパプレート２６には、図５Ｂに示すように、複数の凹部１９及び凹部４９を互いに連通させるとともにダンパプレート２６の側面において外気に連通した通気孔８が形成されている。また、ダンパプレート２６には、複数の流路１５及び流路１７の一部を形成する複数の連通孔が形成されている。
【００４０】
ダンパプレート（第２平板）２７の上面には、平面視でマニホールド流路１２に重なる部分及び後述するダミーマニホールド流路５２に重なる部分に、それぞれ凹部（第２ダンパ室、第２凹部）２０及び凹部（第２ダミーダンパ室、第２ダミー凹部）４８が形成されている。そして、図４Ａ及び４Ｂに示すように、ダンパプレート２６の凹部２０が形成されて厚みが薄くなった部分が薄肉部（第２薄肉膜）２７ａとなっており、図４Ｃに示すように、凹部４８が形成されて厚みが薄くなった部分が薄肉部（第２ダミー薄肉膜）２７ｂとなっている。各凹部２０、４８は、図５Ｃに示すように、その下方に位置するマニホールド流路１２やダミーマニホールド流路５２とほぼ同じ形状とサイズを有している。薄肉部２７ａはマニホールド流路１２の上方の壁面となっており、薄肉部２７ａの変形によりマニホールド流路１２内の圧力波を減衰させる。また、ダンパプレート２７には、前記流路１５及び流路１７の一部を形成する複数の連通孔が形成されている。
【００４１】
そして、ダンパプレート２６とダンパプレート２７とが積層されることにより、互いに互いの凹部の開口が封止され、それぞれに形成されたダンパ部（ダンパ室と薄肉部）が統合されている。凹部１９と凹部２０との間、凹部２０と凹部４９との間、及び、凹部１９と凹部４８との間にはそれぞれ空間が形成され、これらの空間は、通気孔８を介して互いに連通するとともに外気に連通している。ここで、凹部１９と凹部２０とにより形成される複数の空間３１が、本発明に係る第１ダンパ室と第２ダンパ室とが一体となった複数の統合ダンパ室であり、凹部２０と凹部４９とにより形成される空間３２が本発明に係る第２ダンパ室と第１ダミーダンパ室とが一体となった統合ダンパ室であり、凹部１９と凹部４８とにより形成される空間３３が本発明に係る第１ダンパ室と第２ダミーダンパ室とが一体となった統合ダンパ室である。つまり、前記統合ダンパ室（ダンパ）はそれぞれ、前記本体の厚み方向において、前記複数のマニホールド流路１１、および後述する複数のマニホールド流路１２の間に位置し、前記第１方向に延在している。
【００４２】
マニホールドプレート２８には、紙送り方向（第１方向）に延在し、前記複数の圧力室（第２圧力室）１０のそれぞれに連通するマニホールド流路（第２共通液室）１２が、前記走査方向（第２方向）に４つ並んで形成されている。ここで、４つのマニホールド流路１２のうち図２における右から３つのマニホールド流路１２が、それぞれ、平面視で４つのマニホールド流路１１のうち図２における左から３つのマニホールド流路１１と重なる位置に形成されている。４つのマニホールド流路１２のうち、図５Ｄの左側の２つにはインク供給口９ａからインクが供給され、図５Ｄの右側の２つには、インク供給口９ｃからインクが供給される。各マニホールド流路１２は、図５Ｄの上下方向にほぼ一定の幅で延びた等幅領域１２ａと、図５Ｄの上方の端部において等幅領域１２ａに連通し、インク流入口９ａ、９ｃから離れるほど（図５Ｄの上方ほど）幅が狭くなった先鋭領域１２ｂとを有する。つまり、キャビティプレート２１に平行で、マニホールドプレート２８（マニホールド流路１２）を含む平面を仮想したときに、この仮想平面内において、各マニホールド流路１２は、前記紙送り方向と直交する方向の長さがほぼ等しい等幅領域１２ａと、前記紙送り方向の下流側先端部に形成され先細り形状をした先鋭領域１２ｂとから構成されている。等幅領域１２ａと先鋭領域１２ｂとは滑らかに連結されている。これにより、インク流入口９ａ、９ｃから流入したインクは、マニホールド流路１２全体に確実に流れ込む。なお、マニホールド流路１２は、図２の左から１、２、５、６列目の圧力室１０にインクを供給する。
【００４３】
さらに、マニホールドプレート２８には、平面視でマニホールド流路１１のうち図２に示す最も右に形成されたマニホールド流路１１と重なる領域に、マニホールド流路１２の等幅領域１２ａと同じ幅で図５Ｄの上下方向に延び、図５Ｄの上方の端部が先鋭領域１２ｂとほぼ同じの形状のダミーマニホールド（第２ダミー共通液室）５２が形成されている。つまり、図８Ａおよび８Ｂに示すように、４つのマニホールド流路（第１共通液室）１１を前記第１平面１００に対して投影してなる４つの領域（第１領域）１１１のうち、最も右の１つは、前記ダミーマニホールド流路５２を前記第１平面１００に対して投影してなる領域１５２のみと、部分的に重複する。このように、マニホールドプレート２８には、インクの流れない１つのダミーマニホールド流路５２とインクの流れる４つのマニホールド流路１２とが、図２の右から左に順に貫通孔として形成されている。いずれの貫通孔も、流路ユニット５を構成するプレートの積層方向に、ダンパプレート２６（前述）のダンパ部（ダンパ室と薄肉部）との重なり部分を有している。つまり、図８Ａ〜８Ｃに示すように、前記複数の統合ダンパ室を前記第１平面１００に対して前記積層方向に投影した複数の第３領域１１３はそれぞれ、複数のマニホールド流路（第１共通液室）１１を前記第１平面１００に対して前記積層方向に投影した複数の前記第１領域１１１と、複数の第マニホールド流路（２共通液室を）１２を前記第１平面１００に対して前記積層方向に投影した複数の前記第２領域１１２とが重複する複数の領域と、部分的に重複する。また、マニホールドプレート２８には、前記流路１５の一部を形成する複数の連通孔が形成されている。
【００４４】
ここで、ダミーマニホールド流路５１、５２、凹部４８、４９が形成されていることによって、図２の流路ユニット５の左右両端部分の剛性を、その内側の部分の剛性に近づけ、後述する複数のノズル１６におけるインクの噴射特性が均一化されている。つまり、ダミーマニホールド流路５１は、図５Ａに示すように、ダミーマニホールド５１及び複数のマニホールド流路１１からなる複数の列のうち、最も左側に位置する。また、ダミーマニホールド流路５２は、図５Ｄに示すように、ダミーマニホールド流路５２及び複数のマニホールド流路１２からなる複数の列のうち、最も右側に位置する。図２及び図４Ｂに示すように、ダミーマニホールド流路５１と重なるマニホールド流路１２には、キャビティプレート２１において、隣接する圧力室列（図２の右方向）に向かって延びる圧力室１０が連通する。また、図２及び図４Ｃに示すように、ダミーマニホールド流路５２と重なるマニホールド流路１１には、キャビティプレート２１において、隣接する圧力室列（図２の左方向）に向かって延びる圧力室１０が連通している。プレート２１〜３０の積層方向に見ると、圧力室１０は、その配設位置に関わらず、インクが供給される側の端部が、２つのマニホールド流路と２つのダンパ部に重なっている。一方、ノズル１６に連通する側の端部は、ノズル１６に連通する側で隣接する圧力室列に属する圧力室１０のノズル１６側の端部と対向している。本実施形態では、隣接するノズル列に属するノズル１６は、図２に示すように、千鳥配列を形成している。これに対応して、１つのインク供給口を共有する２つのマニホールド流路から各圧力室１０を経てノズル１６に至る複数の個別インク流路において、各圧力室１０からノズル１６に至る複数の連通孔も、千鳥配列を形成している。以上のように、全ての圧力室１０は、流路ユニット５中で同様の立体構造を有しており、その周囲の剛性はほぼ同じに構成されている。なお、インクの噴射特性とは、ノズル１６からのインク滴の噴射速度、噴射されるインク滴の体積などを意味する。
【００４５】
カバープレート２９には、前記流路１５の一部を形成する複数の連通孔が形成されている。ノズルプレート３０には、平面視で前記流路１５に重なる位置に、複数のノズル１６が形成されている。つまり、複数のノズル１６は図２の上下方向に８列に配置されており、平面状のノズルプレート３０の下面には複数のノズル１６の吐出口が形成されている。複数のノズル１６は、ノズルプレート３０が合成樹脂材料から構成されている場合には、エキシマレーザ加工などにより形成することができる。また、ノズルプレート３０が金属材料により構成されている場合には、プレスなどの方法により形成することができる。ここで、前述のインク供給口９ａ〜９ｄからはそれぞれブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）のインクが供給される。図２の左から１列目及び２列目に形成されたノズル１６からはブラックのインク、３列目及び４列目に形成されたノズル１６からは、イエローのインク、５列目及び６列目に形成されたノズル１６からは、シアンのインク、７列目及び８列目に形成されたノズル１６からはマゼンタのインクがそれぞれ噴射される。
【００４６】
以上に示すように、マニホールド流路（第２共通液室）１２は流路１７、アパーチャ１３及び連通孔１４を介して圧力室（第２圧力室）１０に連通し、さらに、その圧力室１０は連通孔１５を介して、図２の左から１列目、２列目、５列目及び６列目のいずれかに形成された複数のノズル１６の吐出口（第２液滴吐出口）に連通している。また、マニホールド流路（第１共通液室）１１は連通孔１８、アパーチャ１３及び連通孔１４を介して圧力室（第１圧力室）１０に連通し、さらに、その圧力室１０は流路１５を介して図２の左から３列目、４列目、７列目及び８列目のいずれかに形成された複数のノズル１６の吐出口（第１液滴吐出口）に連通している。このように、流路ユニット５には、マニホールド流路１１の出口（接続口）から圧力室１０を経てノズル１６に至る第１個別インク流路（第１個別液体流路）と、マニホールド流路１２の出口（接続口）から圧力室１０を経てノズル１６に至る第２個別インク流路（第２個別液体流路）がそれぞれ複数形成されている。
【００４７】
ここで、マニホールド流路（第１共通液室）１１、マニホールド流路（第２共通液室）１２、統合ダンパ室（ダンパ）、および前記第２方向に隣接する２つの圧力室（第１圧力室、および第２圧力室）１０を前記積層方向に見た場合の、前記第２方向に関する相対的な位置、および大きさについて説明する。まず、マニホールド流路１１およびマニホールド流路１２は、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、マニホールド流路１１を前記第１平面１００に対して前記積層方向に投影した第１領域１１１が、マニホールド流路１２を前記第１平面１００に対して前記積層方向に投影した第２領域１１２と部分的に重複するような、前記第２方向の位置関係を有している。つまり、マニホールド流路１１は、前記積層方向において、マニホールド流路１２と重なるように、前記第２方向の幅を有している。
【００４８】
さらに、図８Ａ〜８Ｃに示すように、マニホールド流路１１、マニホールド流路１２、および前記統合ダンパ室は、前記第１領域１１１と前記第２領域１１２とが重複する領域が、前記統合ダンパ室を前記第１平面１００に対して前記積層方向に投影した第３領域１１３と部分的に重複するような、前記第２方向の位置関係を有している。つまり、前記統合ダンパ室は、前記積層方向において、マニホールド流路１１、およびマニホールド流路１２のそれぞれと重なるように、前記第２方向の幅を有している。より詳しくは、前記第３領域１１３のほぼ全域は、前記第１領域１１１と前記第２領域１１２とが重複する領域の略全域と重複する位置関係を有している。
【００４９】
また、前記第１領域１１１、前記第２領域１１２、および前記第３領域１１３はいずれも、前記第１圧力室を前記第１平面１００に対して前記積層方向に投影した領域１１４、および前記第２圧力室を前記第１平面１００に対して前記積層方向に投影した領域１１５のそれぞれと重複する位置関係を有している。つまり、マニホールド流路１１、マニホールド流路１２、および前記統合ダンパ室はそれぞれ、前記積層方向において、前記第１圧力室列、および前記第２圧力室列のそれぞれと重なるように、前記第２方向の幅を有している。
【００５０】
なお、マニホールド流路１１、マニホールド流路１２、およびダンパ部はいずれも、それらの幅寸法が前記第１圧力室の長さ寸法よりも大きく、且つ前記第２圧力室の長さ寸法よりも大きい。さらに、マニホールド流路１１、マニホールド流路１２、およびダンパ部はいずれも、それらの幅寸法が前記第１圧力室の長さ寸法と第２圧力室の長さ寸法との和と略等しい。
【００５１】
流路ユニット５の上面には、流路ユニット５の上面に積層された５枚の圧電層４３と、複数の圧電層４３の間に交互に形成された個別電極４１及び共通電極４２とを有する圧電アクチュエータ６が形成されている。
【００５２】
複数の圧電層４３のうち、最も下側に配置されているものは、複数の圧力室１０にわたって、複数の圧力室１０を覆うようにキャビティプレート２１の上面に配置され、キャビティプレート２１の上面に接合されている。図２に示すように、キャビティプレート２１には、４つのインク供給口９ａ〜９ｄが下方端部に配列形成されており、圧電層４３はこれらインク供給口９ａ〜９ｄを避けるように配置されている。それ以外の４枚の圧電層４３は、この圧電層４３の上に積層されている。圧電層４３は、後述する圧電シートを所定の大きさに切断し、流路ユニット５の上に配置することにより形成される。圧電シートは、チタン酸鉛とグルコン酸鉛の固溶体であり、強誘電性を有するチタン酸グルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料のグリーンシートを焼成することによって得られる。
【００５３】
個別電極４１及び共通電極４２は、積層された複数の圧電層４３の間に交互に、平面視で、互いに図３の左右方向にずれ、両者が完全に重ならないように形成されている。また、最も下に配置されたものを除く４枚の圧電層４３には、図４Ａ〜４Ｃに示すように、平面視で個別電極４１に重なり且つ共通電極４２には重ならない領域に貫通穴４３ａが形成されている。また、平面視で共通電極４２に重なり且つ個別電極４１には重ならない領域に、貫通孔４３ｂが形成されている。そして、貫通孔４３ａ、４３ｂの中には、それぞれ導電性材料４４、４５が充填されている。
【００５４】
圧電アクチュエータ６の上面には図示しないフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）が配置されている。個別電極４１は、導電性材料４４及びＦＰＣを介して図示しないドライバＩＣに接続されており、ドライバＩＣによってその電位が制御される。共通電極４２は、導電性材料４５及びＦＰＣを介してドライバＩＣに接続されており、ドライバＩＣによって常にグランド電位に保持されている。
【００５５】
次に、圧電アクチュエータ６の駆動方法について説明する。ドライバＩＣからＦＰＣ及び導電性材料４４を介して、複数の個別電極４１に選択的に所定の電位が付与されると、所定の電位が付与された個別電極４１とグランド電位に保持された共通電極４２との間に電位差が生じる。このとき、個別電極４１と共通電極４２との間に挟まれた圧電層４３にその分極方向である厚み方向と平行な方向の電界が生じるため、圧電縦効果により圧電層４３が厚み方向に伸びる。これにより、圧力室１０内の容積が減少することから、圧力室１０内のインクの圧力が増加して、圧力室１０に連通するノズル１６からインク滴が噴射される。なお、圧電アクチュエータ６は５枚の圧電層４１を有しており、駆動時にはこれら５枚の圧電層４３のうち、最も下に配置されているものを除く４枚がそれぞれが厚み方向に伸びるため、圧電アクチュエータ６全体の変形量は大きくなり、１回の駆動で圧力室１０内のインクに大きな圧力を付与することが可能である。
【００５６】
このとき、圧電室１０内の圧力が増加することによって、圧力室１０内では圧力波が発生する。この圧力波の一部は、圧力室１０からマニホールド流路１１あるいはマニホールド流路１２に伝播する。圧力波がマニホールド流路１１に伝播した場合、ダンパプレート２６の薄肉部２６ａが変形して、この圧力波を減衰させる。一方、圧力波がマニホールド流路１２に伝播した場合、ダンパプレート２７の薄肉部２７ａが変形して、この圧力波を減衰させる。
【００５７】
ここで、マニホールド流路１１、１２における圧力波の減衰効果は、マニホールド流路１１、１２の音響容量が大きいほど大きくなる。マニホールド流路１１、１２の音響容量は、マニホールド流路１１、１２の容積とインクの弾性係数による音響容量Ｃｖと、ダンパの弾性変形による音響容量Ｃｄとの和になるが、ＣｖはＣｄに比べて非常に小さい値になるので、ここでは、音響容量Ｃｄについてのみ考える。音響容量Ｃｄは、［ｌd・Ｗd5（１−ｖd）］／［６０Ｅd・ｔd3］の式で表される。ここで、ｌdは薄肉部２６ａ、２７ａの図２の上下方向に関する長さ、Ｗdは薄肉部２６ａ、２７ａの幅（図２の左右方向に関する長さ）、ｔdは薄肉部２６ａ、２７ａの厚さ、Ｅdは薄肉部２６ａ、２７ａの弾性係数、ｖdは薄肉部２６ａ、２７ａのポアソン比である。
【００５８】
このように、マニホールド流路１１、１２の音響容量はＷdの５乗に比例し、ｔdの３乗に反比例する。つまり、Ｗdを大きくする又はｔdを小さくすることによって効率よくマニホールド流路１１、１２の音響容量を大きくすることができる。本実施の形態の場合、平面視でマニホールド流路１１とマニホールド流路１２とが重なるように配置されているため、マニホールド流路１１とマニホールド流路１２とが重なっている分だけ薄肉部２６ａ、２７ａの幅Ｗｄを大きくとることができる。したがって、マニホールド流路１１、１２の音響容量を大きくすることができ、マニホールド流路１１、１２において圧力波を効率よく減衰させることができる。
【００５９】
以上に説明した実施の形態によると、平面視でマニホールド流路１２がマニホールド流路１１に重なるように形成されているため、共に同じ平面上に並設される場合に比べて、薄肉部２６ａ、２７ａの幅を大きくすることができる。したがって、マニホールド流路１１、１２の音響容量が大きくなり、マニホールド流路１１、１２内の圧力波を効率よく減衰させることができる。これにより、マニホールド流路１１及びマニホールド流路１２に伝播した圧力波がさらに他の圧力室１０に伝播しにくくなりクロストークが抑制される。
【００６０】
また、ダンパプレート２６、２７に凹部１９、２０を形成することにより、薄肉部２６ａ及び薄肉部２７ａが形成されるとともに、凹部１９と凹部２０との間の空間が薄肉部２６ａ、２７ａが変形するための空間であるダンパ室となる。したがって、薄肉部２６ａ、２７ａとダンパ室となる空間とを別々に形成する必要がなく、部品点数を減らすことができる。
【００６１】
また、ノズル１６の吐出口（第１液滴吐出口、第２液滴吐出口）が全て平面状のノズルプレート３０の下面に形成されている。つまり、部品点数としては１で済み、ノズル１６は同一部材に形成されるので、相互の位置関係を高い加工精度で保つことができる。そのため、インクジェットヘッド３の低コスト化に寄与し、ノズル１６においてインクの噴射特性が均一になる。
【００６２】
また、マニホールド流路１１に連通する複数の圧力室１０、及び、マニホールド流路１２に連通する複数の圧力室１０が全て図３の上下方向に関して同じ高さに形成されているため、全ての圧力室１０周辺の剛性が均一になり、エネルギー付与機構を同一面上に配置できる。したがって、部品点数を減らすことができ、個別電極４１と圧力室１０との位置合わせ精度も向上する。さらに、これらの圧力室１０に連通する複数のノズル１６においてインクの噴射特性が均一になる。
【００６３】
また、図２に示すように、同色のインクを噴射するノズル１６に連通している圧力室１０は、マニホールド流路１１及びマニホールド流路１２のいずれか一方のみに連通しているため、同色のインクは同様の構造のインク流路を経てノズル１６に至る。これにより、同色のインクを噴射するノズル１６においてインクの噴射特性が均一になる。
【００６４】
なお、マニホールド流路１１とマニホールド流路１２とは、重なりを持つ関係上、プレートの積層方向で互いに異なる高さで位置している。そのため、圧力室１０に至る流路長に差があり、それぞれのマニホールド流路に連通する圧力室１０の間でインクの吐出特性に差が生じることがある。この場合、各マニホールド流路１１、１２に連通する圧力室１０をそれぞれ１塊のグループとみなして駆動すればよい。また、高解像度化に対応するために、各マニホールド流路１１、１２毎に１つの色のインクを割り当てるのも、印字品質の向上に有効である。
【００６５】
また、ダミーマニホールド流路５１、５２、及び、凹部４８、４９が形成されていることにより、図２の流路ユニット５の左右両端と中央部とで、圧力波に対する減衰特性がほぼ同じになり、ノズル１６からのインクの噴射特性が均一になる。
【００６６】
また、図５Ｂに示すように、凹部１９と凹部２０、凹部１９と凹部４８及び凹部２０と凹部４９により形成される空間は、通気孔８を介して外気に連通しているため、流路ユニット５の製造時の加熱などにより、これらの空間内の空気が膨張して、ダンパプレート２６、２７間の接着不良が生じたり、さらには、流路ユニット５が破損してしまうのを防止することができる。
【００６７】
次に、本実施の形態に種々の変更を加えた、変形例について説明する。ただし、本実施の形態と同様の構成を有するものについては同じ符号を付し、適宜その説明を省略する。
【００６８】
一変形例では、図６に示すように、マニホールドプレート２５とマニホールドプレート２８との間に、合成樹脂材料からなる２枚の合成樹脂プレート７１、及び７３が配置されている。さらに、合成樹脂プレート７１と合成樹脂プレート７３との間には、平面視でマニホールド流路１１及びマニホールド流路１２に重なる領域に貫通穴７４が形成されたスペーサプレート７２が配置されている（変形例１）。この場合でも、合成樹脂プレート７１の平面視で貫通穴７４に対向する部分（第１薄肉膜）の変形によってマニホールド流路１１内の圧力波を減衰させ、合成樹脂プレート７３の平面視で貫通穴７４に重なる部分（第２薄肉膜）の変形によってマニホールド流路１２内の圧力波を減衰させることができる。また、この場合には、合成樹脂プレート７１と７３との間に、スペーサプレート７２を配置することにより、合成樹脂プレート７１及び７３が変形するための空間（統合ダンパ室）を正確な間隙を有して容易に形成することができる。さらに、ダンパ部の圧力波に対する減衰力が均一になる。なお、合成樹脂プレート７１、７３に用いられる合成樹脂としては、耐ガス透過性を有するか、すくなくともマニホールド流路１１、１２に対向する領域に耐ガス透過性処理が施されているとよい。
【００６９】
別の一変形例では、図７Ａに示すように、マニホールドプレート８５のマニホールド流路１１の先鋭領域１１ｂにマニホールド流路１１の延在方向に隣接する位置にダミーマニホールド流路（第３ダミー共通液室）９１が形成されている。また、図７Ｄに示すように、マニホールドプレート８８のマニホールド流路１２の先鋭領域１２ｂにマニホールド流路１２の延在方向に隣接する位置にダミーマニホールド流路（第４ダミー共通液室）９６が形成されている（変形例２）。このとき、マニホールド流路１１の先鋭領域１１ｂの幅とダミーマニホールド流路９１の幅との合計が、マニホールド流路１１の等幅領域１１ａの幅と同じ長さになっており、マニホールド流路１２の先鋭領域１２ｂの幅とダミーマニホールド流路９６の幅との合計が、マニホールド流路１２の等幅領域１２ａの幅と同じ長さになっている。
【００７０】
さらに、図７Ａに示すように、マニホールドプレート８５にはマニホールド流路１１とダミーマニホールド流路９１とを合わせたものとほぼ同じ略矩形の平面形状を有するダミーマニホールド流路（第１ダミー共通液室）９２が形成されている。そして、図７Ｂに示すように、ダンパプレート８６の平面視でダミーマニホールド９２に重なる位置には、ダミーマニホールド流路９２と同様の略矩形の平面形状を有する凹部９３が形成されている。一方、マニホールドプレート８８には、図７Ｄに示すように、マニホールド流路１２とダミーマニホールド流路９６とを合わせたものとほぼ同じ略矩形の平面形状を有するダミーマニホールド（第２ダミー共通液室）９７が形成されている。そして、図７Ｃに示すように、ダンパプレート８７の平面視でダミーマニホールド９７に重なる位置には、ダミーマニホールド流路９７と同様の略矩形の平面形状を有する凹部９４が形成されている。
【００７１】
この場合、ダミーマニホールド流路９１、９６が形成されていることにより、インク供給口９ａ〜９ｄと離れた先鋭領域１１ｂ、１２ｂ側の位置にある圧力室１０（図２参照）周辺の剛性が他の圧力室１０周辺の剛性とほぼ同じになるので、複数の圧力室１０に連通するノズル１６（図２参照）においてインクの噴射特性が均一になる。なお、この場合も、ダンパプレート８６とダンパプレート８７とが積層されたときに、凹部１９、２０、９３及び９４によって形成される空間は、ダンパプレート８６に形成された通気孔８を介して外気に連通しているため、製造時の加熱などによりこれらの空間内の空気が膨張して生じる接着不良や、流路ユニットの破損を防止することができる。
【００７２】
以上説明した実施形態では、圧電アクチュエータ６は、圧電縦効果を利用したアクチュエータであったが、これに限定するものではない。例えば、圧電横効果を利用し、振動板と組み合わせたユニモルフ型のアクチュエータであってもよい。この場合、振動板が導電体であれば、圧電層を挟んで対向配置された個別電極とで一対の電極を構成する。また、振動板が絶縁体であれば、この上に共通電極を設ければよい。また、圧電層の表面に一対の電極を圧力室毎に形成し、これを複数積層したアクチュエータとしてもよい。この場合、電界と分極の方向が、交差するように構成することで、すべり変形を起こす。
【００７３】
以上説明した実施形態では、エネルギー付与機構として、圧電アクチュエータを利用したが、これに限定するものではない。例えば、エネルギー付与機構として、圧力室内に駆動信号によりジュール熱を発生する抵抗線を設けてもよい。この場合、圧力室のインクに熱を加えて気化させることにより気泡を発生させ、気泡の圧力によってインクを噴射させることができる。
【００７４】
また、ダンパ室には、気体の代わりに、薄肉部を浸食したり変質したりしなければ、液体が封入してあってもよい。さらに、求められるダンパ性能にもよるが、内部空孔を有する多孔質性の樹脂、例えばスポンジ部材が封入してあってもよい。
【００７５】
本実施の形態では、本発明をインクジェットヘッドに適用した一例について説明したが、このほか、試薬、生体溶液、配線材料溶液、電子材料溶液、冷媒用、燃料用などインク以外の液体を噴射する液滴噴射装置に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施の形態に係るインクジェットプリンタの概略斜視図である。
【図２】図１のインクジェットヘッドの平面図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】図３のインクジェットヘッドの一部を拡大した図であり、図４Ａは中央部、図４Ｂは左端部、図４Ｃは右端部をそれぞれ拡大した図である。
【図５】図３の２枚のマニホールドプレート及び２枚のダンパプレートの平面図である。
【図６】変形例１における図４Ａ相当の断面図である。
【図７】変形例２における図５Ａ〜５Ｄ相当の平面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る第１共通液室、第２共通液室、第１圧力室、第２圧力室、および統合ダンパ室をそれぞれ、装置本体の厚み方向に投影した図である。
【符号の説明】
【００７７】
３  インクジェットヘッド
１０  圧力室
１１  マニホールド流路
１２  マニホールド流路
１９  凹部
２０  凹部
２６ａ、２６ｂ  薄肉部
２７ａ、２７ｂ  薄肉部
４８、４９  凹部
５１、５２  ダミーマニホールド流路
７１、７３  合成樹脂プレート
７２  スペーサプレート
９１、９６  ダミーマニホールド流路
【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】
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【図８】
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