(57)【要約】【課題】マニホールド流路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には、マニホールド流路１１の出口から圧力室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ており、マニホールド流路１１内には、マニホールド流路１１の延在方向に延びたダンパ部材５０が配置されている。ダンパ部材５０は、２枚の矩形の薄板５１の周縁部が接着剤５２により互いに接合されることによって形成されており、２枚の薄板５１と接着剤５２とにより囲まれて密閉された空間は、ダンパ室５３となっている。ダンパ室５３内には大気圧よりも高い気圧の空気が充填されており、ダンパ部材５０の弾性係数は大きくなっている。そして、圧力室１０からマニホールド流路１１に圧力波が伝播してきたときに、ダンパ部材５０の２枚の薄板５１が変形して、この圧力波を減衰させる。【選択図】図３
2007118312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通液室と、
前記共通液室との接続口から圧力室を経て吐出口に至る複数の個別液体流路と、
前記圧力室内の液体に吐出エネルギーを付与するエネルギー付与手段と、
前記共通液室内に配置されたものであって、表面に露出した薄肉膜、及び、前記薄肉膜とその厚み方向に接しており且つ前記薄肉膜よりも剛性の低いダンパ室を含むダンパ部材とを備えていることを特徴とする液滴噴射装置。
【請求項２】
前記ダンパ部材の表面全体が前記薄肉膜によって覆われていることを特徴とする請求項１に記載の液滴噴射装置。
【請求項３】
前記ダンパ室に気体が充填されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴噴射装置。
【請求項４】
前記ダンパ室内の気圧が、大気圧よりも高いことを特徴とする請求項３に記載の液滴噴射装置。
【請求項５】
前記気体が、空気、窒素、酸素、ヘリウム又は二酸化炭素であることを特徴とする請求項３又は４に記載の液滴噴射装置。
【請求項６】
前記ダンパ部材は、２枚の前記薄肉膜が貼り合わされ、これら２枚の前記薄肉膜の間に閉鎖空間としての前記ダンパ室が形成されたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液定期噴射装置。
【請求項７】
前記ダンパ室の容積が前記共通液室の容積の５％以上１０％以下であることを特徴とする請求項６に記載の液滴噴射装置。
【請求項８】
前記薄肉膜の厚さが５μｍ以上、４０μｍ以下であることを特徴とする請求項６又は７に記載の液滴噴射装置。
【請求項９】
前記共通液室と前記ダンパ部材とが、同じ方向に延在していることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の液滴噴射装置。
【請求項１０】
前記共通液室の底面と直交する方向から前記ダンパ部材を投影したときに、前記ダンパ部材の前記共通液室の底面への投影面積が、前記共通液室の底面の面積の７０％以上であることを特徴とする請求項９に記載の液滴噴射装置。
【請求項１１】
前記共通液室の底面と直交する方向から見たときに、前記共通液室を画定する壁面の一部が、前記ダンパ部材と前記接続口との間において、前記共通液室の内側に向かって前記ダンパ部材に重なる領域まで延在していることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載の液滴噴射装置。
【請求項１２】
前記共通液室の底面と直交する方向から見たときに、前記共通液室を画定する壁面の一部が、前記ダンパ部材と前記共通液室の底面との間において、前記共通液室の内側に向かって、前記ダンパ部材に重なる領域まで延在していることを特徴とする請求項１１に記載の液滴噴射装置。
【請求項１３】
前記ダンパ部材と前記接続口との間において、前記共通液室の底面と直交する方向から見たときに、前記ダンパ部材の一部に重なるように配置された第１ダンパ支持部材をさらに備えていることを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載の液滴噴射装置。
【請求項１４】
前記ダンパ部材と前記共通液室の底面との間において、前記共通液室の底面と直交する方向から見たときに、前記ダンパ部材の一部に重なるように配置された第２ダンパ支持部材をさらに備えていることを特徴とする請求項１３に記載の液滴噴射装置。
【請求項１５】
前記エネルギー付与手段が、前記圧力室に対向する圧電層と、前記圧力室の容積を変化させるために前記圧電層に電界を印加する一対の電極とを含んでいることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項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したときに圧力室内において発生し、圧力室に連通する共通液室に伝播した圧力波を、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、ノズルからのインクの噴射特性にばらつきが生じるのを抑制しているものがある。例えば、特許文献１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、振動板の凹部と重なる部分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。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１２７３５４号公報（図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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を小型化しようとすると、凹部が形成されているヘッドケースも小型化する必要があり、圧力波を減衰させるために十分な大きさを有する凹部を形成することができず、振動板のダンパとして作用する部分の面積が小さくなるなど、ヘッド本体に圧力波を十分に減衰させることができるダンパとして機能する部分を形成するのが困難になり、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。
【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】
本発明の液滴噴射装置は、共通液室と、共通液室との接続口から圧力室を経て吐出口に至る複数の個別液体流路と、圧力室内の液体に吐出エネルギーを付与するエネルギー付与手段と、共通液室内に配置されたものであって、表面に露出した薄肉膜、及び、薄肉膜とその厚み方向に接しており且つ薄肉膜よりも剛性の低いダンパ室を含むダンパ部材とを備えている。
【０００７】
これによると、エネルギー付与手段により圧力室内の液体に吐出エネルギーを付与したときに圧力室内に発生し、共通液室に伝播した圧力波を、ダンパ部材の薄肉膜の変形により減衰させることができる。このため、共通液室に連通する他の圧力室に圧力波が伝播してクロストークが発生するのを抑制することができる。また、ダンパ部材は、共通液室及び個別液体流路を形成している部材とは別個の部材であるので、液滴噴射装置を小型化した場合でも、圧力波を減衰させるのに十分な大きさの薄肉膜及びダンパ室を容易に形成することができる。
【０００８】
また、本発明の液滴噴射装置においては、ダンパ部材の表面全体が薄肉膜によって覆われていてもよい。これによると、ダンパ部材の表面全体において共通液室内の液体と薄肉膜とが接触するので、共通液室内の圧力波を効率よく減衰させることができる。
【０００９】
また、本発明の液滴噴射装置においては、ダンパ室に気体が充填されていてもよい。共通液室内の液体がインクのような温度が高いほど粘性が小さくなるものである場合、高温環境下では、圧力波が伝播しやすくなるとともに減衰しにくくなる。そのため、共通液室内の圧力波が長い時間残留する。しかしながら、これによると、温度が高いほどダンパ室内の気体の膨張により、ダンパ室内の気圧が高くなり、ダンパ室のダンパ性能が大きくなるので、このような場合でも効率よく圧力波を減衰させることができる。
【００１０】
このとき、ダンパ室内の気圧が、大気圧よりも高くてもよい。これによると、ダンパ室のダンパ性能が大きくなるため、圧力波を確実に減衰させることができる。
【００１１】
また、このとき、気体が、空気、窒素、酸素、ヘリウム又は二酸化炭素であってもよい。これによると、コストがかからず入手しやすい気体を充填することによりダンパ部材を容易に構成することができる。
【００１２】
また、本発明の液滴噴射装置においては、ダンパ部材は、２枚の薄肉膜が貼り合わされ、これら２枚の薄肉膜の間に閉鎖空間としてのダンパ室が形成されたものであってもよい。これによると、２枚の薄肉膜を貼り合わせ、その内部にダンパ室となる空間を形成することによりダンパ部材を容易に形成することができる。
【００１３】
このとき、ダンパ室の容積が共通液室の容積の５％以上１０％以下であってもよい。これによると、ダンパ室の容積が十分に大きいため、ダンパ部材により共通液室内の圧力波を効率よく減衰させることができる。
【００１４】
また、このとき、薄肉膜の厚さが５μｍ以上、４０μｍ以下であってもよい。これによると、薄肉膜の厚みが十分に薄く変形しやすいため、ダンパ部材により共通液室内の圧力波を効率よく減衰させることができる。
【００１５】
また、本発明の液滴噴射装置においては、共通液室とダンパ部材とが、同じ方向に延在していてもよい。これによると、ダンパ部材が共通液室の延在方向に沿って配置されるため、ダンパ部材により効率よく圧力波を減衰させることができる。
【００１６】
また、本発明の液滴噴射装置においては、共通液室の底面と直交する方向からダンパ部材を投影したときに、ダンパ部材の共通液室の底面への投影面積が、共通液室の底面の面積の７０％以上であってもよい。これによると、ダンパ部材の面積が十分に大きいため、効率よく共通液室内の圧力波を減衰させることができる。
【００１７】
また、本発明の液滴噴射装置においては、共通液室の底面と直交する方向から見たときに、共通液室を画定する壁面の一部が、ダンパ部材と接続口との間において、共通液室の内側に向かってダンパ部材に重なる領域まで延在していてもよい。これによると、ダンパ部材と接続口との間に共通液室の壁の一部が存在するため、ダンパ部材により接続口が塞がれて液体の流れが妨げられるのを防止することができる。また、ダンパ部材と接続口との間に共通液室の壁の一部が存在するため、ダンパ部材が共通液室の接続口側の壁に達するのが防止され、ダンパ部材の両面には常に液体が接することになり、高いダンパ効果が得られる。
【００１８】
このとき、共通液室の底面と直交する方向から見たときに、共通液室を画定する壁面の一部が、ダンパ部材と共通液室の底面との間において、共通液室の内側に向かってダンパ部材に重なる領域まで延在していてもよい。これによると、ダンパ部材と共通液室の底面との間に共通液室の壁の一部が存在するため、ダンパ部材が共通液室の底面に達するのが防止され、ダンパ部材の両面には常に液体が接することになり、高いダンパ効果が得られる。
【００１９】
また、本発明の液滴噴射装置においては、ダンパ部材と接続口との間において、共通液室の底面と直交する方向から見たときに、ダンパ部材の一部に重なるように配置された第１ダンパ支持部材をさらに備えていてもよい。これによると、ダンパ部材により接続口が塞がれて液体の流れが妨げられるのを第１ダンパ支持部材により防止することができる。また、第１ダンパ支持部材によりダンパ部材が共通液室の接続口側の壁に達するのが防止されるため、ダンパ部材の両面には常に液体が接することになり、高いダンパ効果が得られる。
【００２０】
このとき、ダンパ部材と共通液室の底面との間において、共通液室の底面と直交する方向から見たときに、前記ダンパ部材の一部に重なるように配置された第２ダンパ支持部材をさらに備えていてもよい。これによると、第２ダンパ支持部材によりダンパ部材が共通液室の底面に達するのが防止されるため、ダンパ部材の両面には常に液体が接することになり、高いダンパ効果が得られる。
【００２１】
また、本発明の液滴噴射装置においては、エネルギー付与手段が、圧力室に対向する圧電層と、圧力室の容積を変化させるために圧電層に電界を印加する一対の電極とを含んでいてもよい。これによると、圧力室に対向する圧電層と、圧電層に電界を印加する一対の電極とを含む簡単な構成によりエネルギー付与手段を容易に構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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吐出するインクジェットヘッドに適用した一例である。
【００２３】
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）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、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）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）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。
【００２４】
次に、インクジェットヘッド３について図２〜図４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２、図３に示すように、インクジェットヘッド３は、圧力室１０、マニホールド流路１１などのインク流路が形成された流路ユニット３１と、流路ユニット３１の上面に配置された圧電アクチュエータ（エネルギー付与手段）３２とを有する。
【００２５】
図３に示すように、流路ユニット３１は、インク流路を形成するキャビティプレート２１、ベースプレート２２、マニホールドプレート２３、スペーサプレート２４及びノズルプレート２５と、後述するマニホールド流路１１内に配設されたダンパ部材５０とを有する。ノズルプレート２５を除く４枚のプレート２１〜２４は、ステンレス鋼などの金属材料によって構成されている。そして、これらのプレート２１〜２４には、圧力室１０、マニホールド流路１１などのインク流路がエッチングにより形成されている。ノズルプレート２５はポリイミドなどの合成樹脂材料から構成されている。ノズルプレート２５には圧力室１０に１対１に対応したノズル１６がレーザ加工により形成されている。なお、ノズルプレート２５も他の４枚のプレート２１〜２４と同様、ステンレス鋼などの金属材料により構成されていてもよい。これにより、線形膨張係数の違いによる流路ユニット３１の反りや、プレート２１〜２４内に形成されている流路とノズル１６との位置ズレがなくなる。
【００２６】
図２、図３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）に２列に配列された６個の圧力室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）に長い略長円形状に構成されている。ベースプレート２２には、平面視で複数の圧力室１０の長手方向の両端付近に重なる位置にそれぞれ複数の貫通孔１２、１３が形成されている。
【００２７】
マニホールドプレート２３には、紙送り方向に延びた２本のマニホールド流路１１が形成されている。２本のマニホールド流路１１は、一方が平面視で図２の左側に配列された３つの圧力室１０の略左半分に重なり、他方が図２の右側に配列された３つの圧力室１０の略右半分に重なるように配置されている。そして、マニホールド流路１１には、インク供給口９からインクが供給される。また、マニホールドプレート２３には、平面視で連通孔１３に重なる領域に連通孔１４が形成されている。マニホールド流路１１は、マニホールドプレート２３の紙送り方向に延びる貫通孔を、それぞれベースプレート２２とスペーサプレート２４とで上下から閉塞して形成されている。さらに、スペーサプレート２４には、平面視で複数の連通孔１４に重なる領域に複数の連通孔１５が形成されている。ノズルプレート２５には、平面視で複数の連通孔１５に重なる領域に複数のノズル１６が形成されている。ノズル１６は、ノズルプレート２５が合成樹脂材料により構成されている場合にはエキシマレーザ加工により形成することが可能であり、ノズルプレート２５が金属材料により構成されている場合には、ポンチを用いたプレス加工により形成することができる。なお、インク流入口９は、流路ユニット３１の圧電アクチュエータ３２が配設される領域を避けるようにして、紙送り方向の一端部（図２の下側）に形成されている。ここでは、各マニホールド流路１１に対して１つのインク流入口９が配設されている。
【００２８】
ダンパ部材５０は、マニホールド流路１１内に配置されており、マニホールド流路１１の延在方向である紙送り方向に延在している。ダンパ部材５０は、マニホールド流路１１内の圧力波を減衰させるためのものであり、厚みが５〜４０μｍ程度、より好適には５〜１５μm程度である２枚の金属製の薄板５１（薄肉膜）の周縁部が接着剤５２により互いに接合されることによって形成されている。そして、２枚の薄板５１及び接着剤５２により囲まれて密閉された空間（閉鎖空間）はダンパ室５３となっている。ダンパ室５３内には空気が充填されており、ダンパ室５３の剛性は薄板５１の剛性よりも低くなっている。なお、ダンパ部材５０においては、薄板５１の面積（マニホールド流路１１の底面への投影面積）はマニホールド流路１１の底面積の７０％以上になっている。ダンパ室５０の容積は、マニホールド流路１１の容積の５〜１０％程度になっている。
【００２９】
ダンパ部材５０は、使用環境よりも低い温度下で２枚の薄板５１の周縁部を接着剤５２で貼り合わせることにより作製される。これにより、使用環境下ではダンパ室５３内の気圧が上昇して大気圧よりも高くなり、ダンパ部材５０の圧力波に対するダンパ性能（減衰特性）が向上する。さらに、空気の温度が高くなるほど、空気の膨張によってダンパ室５３の容積が大きくなるとともにダンパ室５３内の気圧は高くなり、ダンパ部材５０としてのダンパ性能がより向上し、確実なものになる。
【００３０】
そして、流路ユニット３１は、５枚のプレート２１〜２５のうち、３枚のプレート２１〜２３及び２枚のプレート２４、２５を別々に接合しておき、３枚のプレート２１〜２３を接合することによって形成されたマニホールド流路１１内にダンパ部材５０を挿入してから、３枚のプレート２１〜２３を接合させたものと２枚のプレート２４、２５を接合させたものを互いに接合させることにより形成される。
【００３１】
このような流路ユニット３１においては、図３に示すように、マニホールド流路１１は、連通孔１２を介して圧力室１０に連通しており、圧力室１０は連通孔１３、１４、１５を介してノズル１６に連通している。このように、流路ユニット３１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に至る複数の個別インク流路が形成されている。
【００３２】
圧電アクチュエータ３２は、図３に示すように、流路ユニット３１の上面に配置された振動板４０と、振動板４０の上面に配置された圧電層４１と、圧電層４１の上面に複数の圧力室１０に対応して形成された複数の個別電極４２とを有する。
【００３３】
振動板４０は、平面視で略矩形状の金属材料からなり、例えば、ステンレス鋼等の鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、あるいは、チタン系合金などから構成されている。振動板４０は、キャビティプレート２１の上面に複数の圧力室１０を覆うように配置されてキャビティプレート２１に接合されている。また、金属製の振動板４０は導電性を有し、圧電層４１において個別電極４２との間に挟まれた部分に電界を作用させるための共通電極を兼ねており、常にグランド電位に保持されている。なお、振動板４０が、セラミックのような絶縁性部材で形成されている場合には、振動板４０の上面に共通電極を設ければよく、本実施例と同様に共通電極と個別電極４２とで挟まれる圧電層４１に電界を印加することができる。
【００３４】
振動板４０の上面には、チタン酸鉛とグルコン酸鉛と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からなる圧電層４１が形成されている。圧電層４１は、複数の圧力室１０にわたってシート状に連続的に形成されている。圧電層４１は、例えば、非常に小さい圧電材料の粒子を高速で吹き付けて基板に衝突させることにより基板の表面に堆積させるエアロゾルデポジション法（ＡＤ法）により形成することができる。また、圧電層４１は、スパッタ法、化学蒸着法（ＣＶＤ法）、ゾルゲル法、水熱合成法などによって形成することもできる。あるいは、ＰＺＴのグリーンシートを焼成することによって得られる圧電シートを所定の大きさに切断して、振動板４１の上面に貼り付けることによって形成することも可能である。
【００３５】
圧電層４１の上面には、平面視で圧力室１０に重なる領域に圧力室１０よりも一回り小さい略長円形状を有する複数の個別電極４２が形成されている。個別電極４２は、金、銅、銀、パラジウム、白金あるいはチタンなどの導電性材料からなる。また、個別電極４２の長手方向に関する一方の端部は個別電極４２の長手方向に平面視で圧力室１０に重ならない領域まで延びており、この部分が接点４２ａとなっている。個別電極４２及び接点４２ａは、スクリーン印刷、スパッタ法、蒸着などの方法によって形成することができる。
【００３６】
圧電アクチュエータ３２の上面には、図示しないフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）が形成されており、接点４２ａとＦＰＣの信号線とが電気的に接続されている。ＦＰＣは図示しないドライバＩＣに接続されており、ドライバＩＣによりＦＰＣを介して個別電極４２の電位が制御される。なお、共通電極に対しても、ＦＰＣの接地線が接続されており、グランド電位に保持されている。
【００３７】
次に、圧電アクチュエータ３２の動作について説明する。ドライバＩＣによって個別電極４２に選択的に所定の電位が付与されると、圧電層４１の所定の電位が付与された個別電極４２と共通電極としての振動板４０との間に電位差が発生し、圧電層４１のこれらの間に挟まれた部分に厚み方向の電界が作用する。圧電層４１の分極方向がこの厚み方向と同じである場合、圧電層４１はこの厚み方向に直交する水平方向に収縮する。圧電層４１の収縮に対して、振動板４０は収縮を規制するように働く。このとき、圧電アクチュエータ３２のうち、選択された個別電極４２に対応する部分が圧力室１０側に凸になるように変形する。これにより、圧力室１０の体積が減少し、圧力室１０内のインクの圧力が上昇するため、圧力室１０に連通するノズル１６からインクが噴射される。
【００３８】
このときの圧力の上昇により圧力室１０内においては圧力波が発生し、この圧力波は圧力室１０からマニホールド流路１１に伝播する。マニホールド流路１１においては、ダンパ部材５０が、薄板５１の変形によりこの圧力波を減衰させる。これにより、マニホールド流路１１に伝播した圧力波がさらに他の圧力室１０まで伝播してノズル１６からのインクの噴射特性にばらつきが生じてしまうクロストークが抑制される。ここで、インクの噴射特性とは、インク滴の噴射速度、噴射されるインク滴の体積のことである。
【００３９】
ここで、マニホールド流路１１内のインクは、その温度が高くなるほどその粘度が低下し、圧力波が減衰しにくくなるが、マニホールド流路１１に大きな圧力波が伝播してきても、ダンパ室５３内には空気が充填されているため、その温度が高くなるほど空気が膨張してダンパ室５３の容積が増加するとともにダンパ室５３内の気圧が上昇し、ダンパ部材５０のダンパ性能が大きくなる。したがって、高温環境下でも効率よく圧力波を減衰させることができる。さらに、低温環境下でも、予めより低温でダンパ部材５０が構成されているので、各薄板５１の圧力波による変形を妨げない間隙がダンパ室５３として確保されている。そのため、少なくとも、隣接する圧力室１０の間で、インクの噴射特性に影響を与えるようなクロストークが生じることはない。
【００４０】
以上に説明した実施の形態によると、マニホールド流路１１内にダンパ部材５０が設けられているため、圧力室１０からマニホールド流路１１に伝播した圧力波をマニホールド流路１１内においてダンパ部材５０の薄板５１の変形により減衰させることができる。したがって、圧力波がマニホールド流路１１からさらに他の圧力室１０に伝播し、ノズル１６からのインクの噴射特性が変化してしまうクロストークを抑制することができる。さらに、ダンパ部材５０は、インク流路を形成するプレート２１〜２５とは別個の部材であるので、流路ユニット３１を小型化した場合にも、圧力波を減衰させるのに十分な大きさの薄板５１及びダンパ室５３を容易に形成することができる。
【００４１】
また、ダンパ部材５０は、２枚の薄板５１の周縁部を接着剤５２で貼り合わせ、２枚の薄板５１の間にダンパ室５３を形成したものであるので、薄板５１全体がマニホールド流路１１内のインクに接触しており、効率よく圧力波を減衰させることができる。
【００４２】
また、ダンパ室５３には、大気圧よりも気圧の高い空気が充填されており、ダンパ部材５０のダンパ性能が大きくなっているため、圧力波を効率よく減衰させることができる。さらに、高温環境下では、ダンパ室５３内の気圧がさらに高くなり、ダンパ部材５０のダンパ性能が向上する。そのため、高温環境下でインクの粘性が小さくなることによって圧力波が減衰しにくくなっても、マニホールド流路１１に大きな圧力波が伝播してきた場合でも、圧力波を効率よく減衰させることができる。加えて、ダンパ室５３にコストがかからず手に入れやすい空気を充填することにより、ダンパ部材５０を容易に構成することができる。
【００４３】
また、ダンパ室５３の容積が、マニホールド流路１１の容積の５〜１０％程度であり、十分に大きな容積を有しているので、効率よく圧力波を減衰させることができる。
【００４４】
また、ダンパ部材５０の薄板５１の厚みが５〜４０μｍであるので、薄板５１は変形しやすく、圧力波を効率よく減衰させることができる。
【００４５】
また、平面視でダンパ部材５０の面積がマニホールド流路１１の底面積の７０％以上であり、十分に大きな面積を有しているので、圧力波を効率よく減衰させることができる。
【００４６】
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、本実施の形態と同じ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。
【００４７】
一変形例では、図４、図５に示すように、マニホールド流路１１の両側壁に３つの突出部６３及び３つの突出部６４が形成されている（変形例１）。図４は変形例１のインクジェットヘッドのマニホールド流路１１の一部の周辺を拡大した平面図であり、図５は図４のＶ−Ｖ線断面図である。ただし、図４では、ベースプレート２２から上の部分の図示は省略しており、圧力室１０及び連通孔１２、１３の位置を二点鎖線により示している。突出部６３、６４は、それぞれ、第１マニホールドプレート６１及び第２マニホールドプレート６２にハーフエッチングなどにより形成されており、突出部６３、６４は、それぞれ、ダンパ部材５０の上方及び下方において、平面視でダンパ部材５０の一部に重なるようにマニホールド流路１１の両側壁から所定の間隔で交互にマニホールド流路１１の内側に延びている。
【００４８】
この場合、突出部６３が形成されているので、ダンパ部材５０が突出部６３よりも上方に移動しない。つまり、ダンパ部材５０がマニホールド流路１１の上面に達することはない。したがって、ダンパ部材５０により連通孔１２が塞がれてインクの流れが止まってしまうのを防止することができる。また、突出部６３、６４が形成されているため、ダンパ部材５０の表面がマニホールド流路１１の底面又は上面に接触しない。このため、ダンパ部材５０の２枚の薄板５１が両方とも常にインクと接触した状態になり、ダンパ部材５０の２枚の薄板５１の変形により圧力波が効率よく減衰させることができる。
【００４９】
また、この場合、図５に示すように、第１マニホールドプレート６１にはマニホールド流路１１の上部が形成されており、第２マニホールドプレート６２にはマニホールド流路１１の下部が形成されており、マニホールド流路１１は、第１マニホールドプレート６１と第２マニホールドプレート６２とが接合されることにより形成される。さらに、実施の形態の連通孔１４に相当するものとして、第１マニホールドプレート６１には連通孔１３に連通する連通孔６５が形成され、第２マニホールドプレート６２には連通孔６５及び連通孔１５に連通する連通孔６６が形成されている。なお、変形例１では突出部６３及び突出部６４が形成されているが、不要な圧力波の減衰という観点からは、このうちどちらか一方のみが形成されていてもよい。
【００５０】
別の一変形例では、図６、図７に示すように、マニホールド流路１１のダンパ部材５０よりも上方に、平面視でダンパ部材５０の一部に重なるように第１ダンパ支持部材７１が形成され、マニホールド流路１１のダンパ部材５０よりも下方に、平面視でダンパ部材５０の一部に重なるように第２ダンパ支持部材７２が形成されている（変形例２）。図６は変形例２のインクジェットヘッドのマニホールド流路１１の一部の周辺を拡大した平面図であり、図７は図６のVII−VII線断面図である。ただし、図６では、ベースプレート２２から上の部分の図示は省略しており、圧力室１０及び連通孔１２、１３の位置を二点鎖線により示している。この場合、第１ダンパ支持部材７１は、マニホールド流路１１の幅方向（図６の左右方向）に関する一方の端部（図６のマニホールド流路１１の右端部）上方においてマニホールド流路１１の延在方向（図６の上下方向）に延びるとともに、延在方向の両端部がマニホールド流路１１の幅方向の内側にマニホールド流路１１の幅の半分よりも長く延びている。一方、第２ダンパ支持部材７２は、マニホールド流路１１の幅方向に関する他方の端部（図６のマニホールド流路１１の左端部）下方においてマニホールド流路１１の延在方向に延び、延在方向の両端部においてマニホールド流路１１の幅方向の内側にマニホールド流路１１の幅の半分よりも長く延びている。なお、ここでは、第１ダンパ支持部材７１の図６の上下方向に延びた部分が、マニホールド流路１１の内側に延びて連通孔１２の開口を一部塞いでいる。つまり、この延在部は、マニホールド流路１１から圧力室１０へのインクの流量を規制する絞り部としても働いている。
【００５１】
この場合、第１ダンパ支持部材７１が形成されているので、ダンパ部材５０が第１ダンパ支持部材７１よりも上方に移動しない。このため、ダンパ部材５０により連通孔１２が塞がれ、インクの流れが止まってしまうのを防止することができる。また、第１ダンパ支持部材７１及び第２ダンパ支持部材７２が形成されているため、ダンパ部材５０の２枚の薄板５１のいずれもマニホールド流路１１の底面又は上面に接触しない。このため、ダンパ部材５０の２枚の薄板５１の両方が常にインクと接触した状態になり、２枚の薄板５１の変形により圧力波を効率よく減衰させることができる。なお、変形例２においては第１ダンパ支持部材７１及び第２ダンパ支持部材７２が設けられているが、不要な圧力波の減衰という観点からは、このうちどちらか一方のみが設けられていてもよい。
【００５２】
また、ダンパ部材５０のダンパ室５３には空気の代わりに、窒素、酸素、ヘリウム、二酸化炭素など空気以外の比較的入手しやすい気体が充填されていてもよい。さらには、気体の代わりに、薄板５１を侵食したり変質したりしなければ、ダンパ室５３内に液体が封入してあってもよい。あるいは、求められるダンパ性能にもよるが、ダンパ室５３内に空孔を有する多孔質性の樹脂が封入してあってもよい。
【００５３】
また、ダンパ部材は、２枚の平板状の薄板を貼り合わせたものに限られず、例えば、曲面状の薄肉膜の内部に空気が充填された空間が形成されたようなものであってもよい。このような空間を作る一例として、２枚の薄板５１が接着剤５２で直接接合されるのなら、２枚の薄板５１を接合したときに、２枚の薄板５１の間に、圧力波により各薄板５１が互いに自由に変形できる間隙が形成されるように、薄板５１が予め成型されているとよい。また、薄板５１を予め成型しないのなら、同様の間隙を生じるようなスペーサ部材を２枚の薄板５１の間の接合部に介在すればよい。
【００５４】
さらに、ダンパ部材５０の薄肉膜は、可撓性部材であればその材質に限定されることなく、例えば、耐ガス透過性を高める処理が施されたポリイミドのような樹脂膜でもよい。この場合も、その厚さは、５〜４０μｍ程度が好適である。
【００５５】
加えて、圧力波の減衰及び良好なインク供給を兼ね備えるという観点からは、少なくとも突出部６３や第１ダンパ支持部材７１のような、ダンパ部材５０と連通孔１２との間に間隙を作ることができる規制部材を有することが好適である。これに、突出部６４や第２ダンパ支持部材７２のような、ダンパ部材５０とマニホールド流路１１の底部との間に間隙を作ることができる規制部材を有することで、より圧力波に対する減衰力が向上する。
【００５６】
このときも、ダンパ部材５０の周縁部の剛性を高めて、共通液室としてのマニホールド流路１１内に延在しても可撓性部材（薄板５１）は良好に変形し且つ周縁部が変形しないようにするには、薄板５１を予め成型するか否かに関わらず、所定の剛性を有した枠部材としてのスペーサ部材を介して２枚の薄板５１を接合するとよい。
【００５７】
つまり、吐出口から液体を噴射する液滴噴射装置において、この液体を一時的に貯留する共通液室と、この共通液室の接続口から圧力室を経て吐出口に至る複数の個別液体流路と、圧力室内の液体に吐出エネルギーを付与するエネルギー付与手段と、共通液室内において接続口と対向し、接続口に対して離接する方向に移動可能に設置されたダンパ部材とを備え、このダンパ部材は、表面に露出しているとともに接続口と対向する可撓性部材と、この可撓性部材の周縁部を支持する枠部材と、この枠部材に包囲され、可撓性部材とその厚み方向に接しており且つこの可撓性部材より剛性の低いダンパ室とを含み、接続口が形成された共通液室の壁面と直交する方向から見たときに、ダンパ部材とこの壁面との間に、枠部材と重なるように配置された規制部材を有しているとよい。
【００５８】
これにより、ダンパ部材５０は、高い剛性を有する枠部材の部分で規制部材に支持されてるので、マニホールド流路１１内で屈曲したり規制部材から外れてしまうようなことがない。つまり、ダンパ部材５０が流路を塞ぐということがなく、所望のダンパ性能を発揮することができる。
【００５９】
さらに、共通液室は、少なくとも接続口が開口する壁面と、この壁面と平行に対向する対向壁面とから構成され、壁面と直交する方向から見たときに、ダンパ部材と対向壁面との間に、枠部材と重なるように配置された別の規制部材とを備えていてもよい。
【００６０】
これにより、ダンパ部材５０は、マニホールド流路１１の積層方向のほぼ中央部に位置することになり、その上下両面が流路内のインクと接するので、その分ダンパ性能が向上する。
【００６１】
なお、本実施の形態に用いた圧電アクチュエータ３２は、振動板４０上に一対のみの電極（共通電極と個別電極）で挟まれた圧電層４１から構成されていたが、本発明の適用は、このような圧電アクチュエータ３２の形態に限定されるものではない。
【００６２】
例えば、図８（ａ）に示すように、キャビティプレート２１の上面に、一対の電極で挟まれた複数積層されていてもよい。つまり、圧力室１０と反対側の表面に共通電極２４６が形成された圧電層２４１と、この上面に配設され、圧力室１０と反対側の表面の圧力室１０と対向する領域に個別電極２４４がそれぞれ形成された圧電層２４２を１つの組として、複数組が積層された構成を有していてもよい。ここでは、３つの組が順に積層され、この積層体に圧電層２４１及び電極が形成されていない２層の圧電層２４３が積層されて圧電アクチュエータ２８０が形成されている。各圧電層２４１、２４２は、その積層方向に分極されている。この構成の圧電アクチュエータ２８０は、共通電極２４６と個別電極２４４との間に所定の電圧を印加すると、両電極に挟まれた圧電層２４１、２４２が積層方向に伸縮することで対応する圧力室１０の容積が変化する。ＦＰＣに対しては、最上層までスルーホールで共通２４６及び個別電極２４４を電気的に導き、最上層において接続すればよい。
【００６３】
また、図８（ｂ）に示すように、キャビティプレート２１の上面に圧力室１０と反対側の表面に共通液室３４６及び個別電極３４４が形成された圧電層３４１が、複数積層された構成を有していてもよい。ここでは、５層の圧電層３４１と電極が形成されてない最上層の圧電層３４２とから圧電アクチュエータ３８０が形成されている。各個別電極３４４は、圧力室１０に対向して形成され、各共通電極３４６は、圧力室１０を区画する桁に対向して配置されている。この構成の圧電アクチュエータは、共通液室３４６と個別電極３４４との間に所定の電圧を印加すると、選択された個別電極３４４とこれに隣接する２つの共通電極３４６とに挟まれた圧電層３４１がそれぞれ厚みすべり変形を起こす。これにより、圧電アクチュエータ３８０の圧力室１０に対向する部分が、この圧力室１０の容積を変化させるように変位する。ＦＰＣに対しては、最上層までスルーホールで共通電極３４６及び個別電極３４４を電気的に導き、最上層表面で接続すればよい。
【００６４】
また、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を示したが、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】
【００６５】
【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】変形例１のインクジェットヘッドのマニホールドの一部の周辺を拡大した平面図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】変形例２のインクジェットヘッドのマニホールドの一部の周辺を拡大した平面図である。
【図７】図６のVII−VII線断面図である。
【図８】使用される圧電アクチュエータの別の形態の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
３  インクジェットヘッド
１０  圧力室
１１  マニホールド流路
１６  ノズル
３１  流路ユニット
３２  圧電アクチュエータ
５０  ダンパ部材
５１  薄板
５３  ダンパ室
６３、６４  突出部
７１  第１ダンパ支持部材
７２  第２ダンパ支持部材
【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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