(57)【要約】【課題】ヘッドの小型化を図りつつ、電子部品の損傷及び脱落を抑制する。【解決手段】インクジェットヘッド１は、インクを一時的に貯溜するリザーバユニット３と、リザーバユニット３の上方に配置された基板４とを含んでいる。リザーバユニット３は、内部にインク流路が形成された流路構成部材１１を有している。流路構成部材１１の表面には、上方に向かって開口する凹部２８ｃを画定する複数のリブ２８ａ，２８ｂが形成されている。基板４の下面には、複数のコンデンサ５ｂが実装されており、凹部２８ｃ内に収容されている。【選択図】図２
2007268867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に長尺に形成されており、一方の端部において第１方向に向かって開口したインクが流入する流入口と、中央部において前記第１方向とは反対の第２方向に向かって開口したインクが流出する流出口と、前記流入口から前記流出口に至る第１インク流路とを有する第１流路構成部材と、
前記流出口を介して前記第１インク流路に接続された第２インク流路が内部に形成された第２流路構成部材と、
前記第１方向に関して前記第２流路構成部材との間に前記第１流路構成部材を挟む位置に配置され、電子部品が実装された基板とを備えており、
少なくとも前記第１流路構成部材の他方の端部から前記中央部の間であって前記基板と対向する表面には、前記第１方向に向かって開口する凹部を画定する突起が形成されており、
前記電子部品が、前記基板の前記凹部と対向する位置に実装され且つ前記凹部内に収容されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記基板の前記第１流路構成部材と対向する第１面及び前記第１面の反対となる第２面には、前記電子部品がそれぞれ配置されており、
複数の前記電子部品のうち、前記第１及び第２面のいずれにおいても突出距離が最も大きくなる背の高い電子部品が、前記第１面の前記凹部と対向する位置に実装されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記突起が、前記凹部を包囲する環状突起であり、
前記環状突起の前記表面からの突出距離が、背の高い前記電子部品の突出距離よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記電子部品が、前記基板に表面実装されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドが設けられたヘッドホルダについて開示されている。このヘッドホルダ内には、インクジェットヘッドにインクを供給するバッファタンクと、バッファタンクの上方に配置された回路基板と、回路基板上に設けられたコネクタとインクジェットヘッドとを電気的に接続するフラットケーブルとが設けられている。フラットケーブルにはドライバＩＣが接続されており、コネクタに電気的に接続された制御回路からの印字動作指令などの信号をドライバＩＣに供給する。ドライバＩＣに信号が供給されると、ドライバＩＣがインクジェットヘッドに対して駆動信号を供給し、インクジェットヘッドからインクが吐出する。こうして、用紙に所望の画像が形成される。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４３０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に記載の技術において、ヘッドホルダには回路基板に実装されたコンデンサを収容する空間が形成されている。この空間はバッファタンクの側方に形成されているので、ヘッドホルダが幅方向に大型化する。ヘッドホルダを幅方向に関して小さくするには、平面視において、バッファタンクと重なる回路基板の上面（コネクタが設けられた面）にコンデンサを配置することが考えられる。しかし、ヘッドホルダが高さ方向に関して大型化し、しかも、コンデンサはヘッドホルダ及びその上方を覆うカバーだけで囲まれているので、コネクタとフラットケーブルを接続するとき（すなわち、カバーが取り付けられていないとき）においては、コンデンサが外部に露出した状態となる。そのため、コンデンサに直接、外部からの衝撃が加わりやすくなり、コンデンサが回路基板から脱落したり、コンデンサ自体が損傷することがある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、ヘッドの小型化を図りつつ、電子部品の損傷及び脱落を抑制することが可能なインクジェットヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のインクジェットヘッドは、一方向に長尺に形成されており、一方の端部において第１方向に向かって開口したインクが流入する流入口と、中央部において前記第１方向とは反対の第２方向に向かって開口したインクが流出する流出口と、前記流入口から前記流出口に至る第１インク流路とを有する第１流路構成部材と、前記流出口を介して前記第１インク流路に接続された第２インク流路が内部に形成された第２流路構成部材と、前記第１方向に関して前記第２流路構成部材との間に前記第１流路構成部材を挟む位置に配置され、電子部品が実装された基板とを備えている。そして、少なくとも前記第１流路構成部材の他方の端部から前記中央部の間であって前記基板と対向する表面には、前記第１方向に向かって開口する凹部を画定する突起が形成されており、前記電子部品が、前記基板の前記凹部と対向する位置に実装され且つ前記凹部内に収容されている。
【０００７】
これによると、基板に実装された電子部品が第１流路構成部材の突起が画定する凹部内に収容されるので、電子部品が基板と第１流路構成部材とによって囲まれる。そのため、電子部品に直接、外部からの衝撃がかからないため、電子部品の基板からの脱落や損傷が抑制される。さらに、電子部品が凹部に収容されることで、ヘッドの第１方向に平行な方向に関して小型化を図ることができる。
【０００８】
本発明において、前記基板の前記第１流路構成部材と対向する第１面及び前記第１面の反対となる第２面には、前記電子部品がそれぞれ配置されており、複数の前記電子部品のうち、前記第１及び第２面のいずれにおいても突出距離が最も大きくなる背の高い電子部品が、前記第１面の前記凹部と対向する位置に実装されていることが好ましい。これにより、背の高い電子部品が基板と第２流路構成部材との間に配置されることになる。そのため、ヘッドの第１方向に平行な方向に関してより小型化を図ることができる。
【０００９】
また、このとき、前記突起が、前記凹部を包囲する環状突起であり、前記環状突起の前記表面からの突出距離が、背の高い前記電子部品の突出距離よりも大きくてもよい。これにより、背の高い電子部品を凹部内に確実に収容することができる。
【００１０】
また、本発明において、前記電子部品が、前記基板に表面実装されていることが好ましい。これにより、基板の両面に電子部品を容易に高密度に実装することが可能になるとともに、電子部品が基板から脱落しにくくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
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。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッド１の概略斜視図である。インクジェットヘッド１は、図１に示すように、主走査方向に長尺な形状を有している。インクジェットヘッド１は、下から順に、インクを吐出するヘッド本体２、ヘッド本体２にインクを供給するリザーバユニット３、リザーバユニット３の上方に閉鎖空間を作るヘッドカバー１５０及びヒートシンク１７０が積層された積層構造体である。この閉鎖空間内には、後述の電子部品が実装された基板４等が収容されている。また、ヘッドカバー１５０の上面にはインク供給弁１６０が配置されており、インク供給弁１６０を介してインクが供給される。
【００１３】
インクジェットヘッド１は、インクジェットプリンタ等のインクジェット方式を用いるあらゆる文字・画像記録装置に適用される。例えば、インクジェットヘッド１がインクジェットプリンタに組み込まれる場合には、インクジェットヘッド１の平面視において長手方向が主走査方向に、短手方向が副走査方向にそれぞれ沿うように配置されている。そして、ヘッド本体２の下面と対向する位置に用紙が搬送されると、この下面に形成されたノズル１０８（後述する）からインクが吐出され、用紙に文字や画像が形成される。このときのインクは、例えば、インクジェットプリンタに設けられたインクカートリッジから、インク供給弁１６０に接続されたインクチューブ（図示せず）を介して供給される。
【００１４】
図２は、図１に示すIII−III線に沿った断面図である。図３は、インクジェットヘッド１の斜視図で、ヘッドカバー１５０及びヒートシンク１７０が取り外された状態が示されている。
【００１５】
ヘッド本体２は、図２に示すように、流路ユニット９、及び、流路ユニット９の上面９ａに固定されたアクチュエータユニット２１を含む。流路ユニット９上には、さらにリザーバユニット３が、アクチュエータユニット２１に対して所定の間隙を作るようにして上面９ａに固定されている。リザーバユニット３の上方には、基板４が固定されている。図３に示すように、基板４の上面（第２面）にはコネクタ５ａが４つ実装されている。各コネクタ５ａは、それぞれ個別のアクチュエータユニット２１に対応しており、給電部材のＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）６によって互いに接続されている。ＦＰＣ６の一端は、リザーバユニット３と流路ユニット９との隙間に隠れているアクチュエータユニット２１の上面に接続されている。ＦＰＣ６は、この隙間からリザーバユニット３とヒートシンク１７０との間を通って上方に引き出されている。ＦＰＣ６の他端は、図３に示すように、基板４のコネクタ５ａと接続されている。
【００１６】
なお、ＦＰＣ６の配設経路の途中部には、ドライバＩＣ７が実装されており、図２に示すように、ヒートシンク１７０に当接して熱的に結合されている。図２に示すように、リザーバユニット３（具体的には、後述の流路構成部材１１）の側面に設けられた弾性部材１６１によってＦＰＣ６とともにヒートシンク１７０に向かって付勢されている。これによって、ドライバＩＣ７からの熱をヒートシンク１７０が外部に放熱し、ドライバＩＣ７が効果的に冷却される。
【００１７】
基板４は、図３に示すように、リザーバユニット３の流路構成部材１１（後述）と、長手方向で若干短いがほぼ同じサイズと形状を有している。基板４は、この流路構成部材１１に固定されている。基板４の下面（第１面）であって流路構成部材１１に対向する面には、図２に示すように、複数のコンデンサ５ｂが実装されている。
【００１８】
図４は、基板４の概略斜視図で、基板４の全体的な構成が示されている。上述のように、基板４の上面には、４つのコネクタ５ａが主走査方向に沿って千鳥状に配列されている。コネクタ５ａは、アクチュエータユニット２１の配設位置に対応して、長手方向全長に亘ってほぼ等間隔に配置されている。いずれも、副走査方向の外側に向かって開口しており、この開口にＦＰＣの他端が接続されている。また、基板４の下面には、６つのコンデンサ５ｂが主走査方向に沿って３つずつ２列に配列されている。これらのコンデンサ５ｂは、図４において、基板４の右半分の領域に偏在しており、右端部から中央部にかけてほぼ等間隔に配置されている。６つのコンデンサ５ｂは、図２に示すように、そのリード線５ｃが基板４の下面上において副走査方向に延在しており、リード線５ｃの端部が基板４の下面に形成された導電パターン（不図示）と半田で接合されている。つまり、コンデンサ５ｂは基板４の下面に表面実装されている。なお、本実施の形態では、６つのコンデンサ５ｂは、基板４の下面からの突出高さが同じであり、実装された電子部品のうちで、最も突出高さが大きい部品でもある。
【００１９】
また、基板４の主走査方向の両端には、それぞれ２つずつ貫通孔４ａ〜４ｄが形成されている。貫通孔４ａ〜４ｃは、基板４を流路構成部材１１に位置決めする位置決め穴である。これらの位置決め穴は、図３に示すように、後述の流路構成部材１１の突起２７ａ〜２７ｃにそれぞれ挿入されている。貫通孔４ｄは、基板４を流路構成部材１１に固定する固定穴であり、ネジ２５によって流路構成部材１１にネジ止めされている。
【００２０】
次に、基板４が固定されるリザーバユニット３について、いくつかの図を用いて説明する。リザーバユニット３の横断面が示されている図２に加えて、図５はリザーバユニット３の縦断面図であり、主走査方向及び上下方向の両方向に沿った断面が示されている。図６は、図３に示すリザーバユニット３の分解平面図である。図７は、図６に示す流路構成部材１１を斜め下方から見たときの斜視図である。図８は、図６に示す流路構成部材１１を斜め上方から見たときの斜視図である。図５では説明の都合上、鉛直方向の縮尺を拡大し、且つ、同一線に沿った断面では通常描かれないリザーバユニット３内のインク流路をも適宜に示している。なお、図６（ａ）は流路構成部材１１を上方から見た図であり、図６（ｂ）は流路構成部材１１を下方から見た図である。さらに、図６〜図８には、流路構成部材１１の構造を分かり易くするために、後述するフィルム４１，４２及びフィルタ３７を省略して描いている。
【００２１】
リザーバユニット３は、図２に示すように、４つの部材が積層された積層構造を有しており、第１流路構成部材としての流路構成部材１１、第２流路構成部材としてのプレート１２、及び、２枚のプレート１３，１４を含んでいる。いずれも、主走査方向に長尺な矩形状の平面形状を有し、一番長いプレート１２が主走査方向両側に突出している。最上層の流路構成部材１１は、例えば、ポリアセタール樹脂やポリプロピレン樹脂のような合成樹脂の成形部材であり、他のプレート１２〜１４は、例えば、ステンレス鋼等の金属プレートである。
【００２２】
流路構成部材１１は、図５及び図６（ａ）に示すように、主走査方向の中央部を境に２つの領域に分かれている。図中の左半分が流路領域で、内部にインク流路（第１インク流路）３４が形成されている。この流路領域でインクが一時的に貯溜され、ヘッド本体２に供給される。右半分は凹部領域で、複数のリブ（突起）２８ａ，２８ｂによって画定された凹部２８ｃが形成されている。
【００２３】
流路構成部材１１の表面１１ａには、図６（ａ）及び図８に示すように、３つの突起２７ａ〜２７ｃと４つの貫通孔４５〜４８が形成されている。３つの突起２７ａ〜２７ｃは、基板４の位置決め用の突起であり、基板４の貫通孔４ａ〜４ｃと対応した位置に配置されている。突起２７ａはジョイント部３０近傍に形成され、２つの突起２７ｂ，２７ｃが流路構成部材１１のジョイント部３０とは反対側の端部近傍に形成されている。貫通孔４６は、基板４を固定する貫通孔であり、基板４の貫通孔４ｄに対応して配置されている。貫通孔４６は、副走査方向について突起２７ａと反対側の側縁部に形成されている。基板４が流路構成部材１１に固定されるとき、基板４の貫通孔４ａ〜４ｃに突起２７ａ〜２７ｃがそれぞれ嵌合され、貫通孔４６にネジ２５が挿通される。なお、貫通孔４５は流路領域側の端部に形成されており、貫通孔４７，４８は、流路構成部材１１の中央部で連通孔３３（後述）を挟むように形成されている。
【００２４】
また、流路構成部材１１の副走査方向の両端であって外周側面には、図６（ａ）及び図８に示すように、リブ２８ａよりも上方に突出した引っ掛け爪２６がそれぞれ２つずつ形成されている。これら引っ掛け爪２６は、流路構成部材１１上に基板４が配置されたときに、基板４の上面を押さえて保持する。
【００２５】
凹部領域では、複数のリブ２８ａ，２８ｂが表面１１ａから上方（基板４の方向）に突出している。リブ２８ａは主走査方向に延在した壁部であり、リブ２８ｂは副走査方向に延在した壁部であり、互いに交差している。そして、これらリブ２８ａ，２８ｂによって、凹部領域が複数の凹部２８ｃに区画されている。複数の凹部２８ｃは、いずれも平面視で方形形状を有し、上方に向かって開口している。複数の凹部２８ｃは、リブ２８ａ，２８ｂによって互いに連結されていると言える。また、この凹部領域を画定する（流路構成部材１１の最も外側に存在する）リブ２８ａ，２８ｂは、複数の凹部２８ｃを内包する環状突起として構成されている。ここでは、６つの凹部２８ｃが、上述の基板４のコンデンサ５ｂの設置位置にそれぞれ対応して形成されている点に特徴がある。
【００２６】
本実施の形態では、複数の凹部２８ｃが、流路構成部材１１の中央近傍から長手方向他端に向かって、片側６つずつの２列の凹部列を作っている。コンデンサ５ｂに対応する６つの凹部２８ｃは、配列のほぼ中央部に集合しており、図２及び図８に示すように、基板４下面のコンデンサ５ｂ（図８中２点鎖線で示す）を収納可能なサイズとなっている。逆に、６つのコンデンサ５ｂは、凹部２８ｃの開口よりも平面形状が小さい。具体的には、６つの凹部２８ｃを構成するリブ２８ａ，２８ｂの表面１１ａからの突出高さは、コンデンサ５ｂの基板４からの突出高さよりも若干大きくなっている。平面視で、コンデンサ５ｂは凹部２８ｃに完全に内包される。基板４は流路構成部材１１に固定されており、６つの凹部２８ｃにコンデンサ５ｂがそれぞれ収容されている。
【００２７】
これより、リブ２８ａ，２８ｂによって、流路構成部材１１の軽量化と剛性の向上が図られていることに加え、凹部２８ｃ内にコンデンサ５ｂがほぼ完全に取り囲むように収容されることで、外れやすいコンデンサ５ｂが不必要な外力の直接的印加から保護される。さらに、基板４をインクジェットヘッド１に組み付けた後でも、これらが基板４から脱落しにくくなる。さらに、基板４に実装される電子部品のうち、最も背の高いコンデンサ５ｂが基板４と流路構成部材１１との間に配置されるように、基板４の下面に表面実装されていることで、インクジェットヘッド１の上下方向（すなわち、高さ方向）に関して、小型化を図ることができる。
【００２８】
流路構成部材１１の流路領域では、図５及び図６（ａ）に示すように、主走査方向（長手方向）において、一端近傍にインク流入孔３１が、中央近傍には連通口３２及び連通孔３３が形成されている。インク流入孔３１と連通孔３３の間は、第１インク流路としてのインク流路３４が、流路構成部材１１の上面（表面１１ａ）と下面（裏面１１ｂ）との縫うように形成されている。
【００２９】
流路構成部材１１の表面１１ａには、インク流入孔３１の周囲近傍に、ジョイント部３０が形成されている。ジョイント部３０は、筒状の外形を有しており、インク流入孔３１の入口（流入口）３１ａを取り囲みつつ上方（第１方向）に向かって突出している。ジョイント部３０には、インク供給弁１６０（ヘッドカバー１５０）の下端部が接続される。インク供給弁１６０からのインクが、ジョイント部３０を介してインク流入孔３１に供給されることになる。
【００３０】
また、表面１１ａには、図６（ａ）及び図８に示すように、平面形状が略楕円形状の環状突起３８が形成されている。環状突起３８は、主走査方向に沿って延在し、連通口３２及び連通孔３３を取り囲むように突出している。環状突起３８の突出方向の端部には、図８に示すように、先細り形状のテーパ部３８ａが形成されている。フィルム４２が、このテーパ部３８ａに溶着されており、環状突起３８の開口３８ｂが封止されている。なお、図６（ａ）中の中央近傍に示すハッチング領域が、テーパ部３８ａとフィルム４２との溶着領域である。このとき、テーパ部３８ａは加熱すると容易に溶融し、フィルム４２を確実に溶着させることができる。さらに、環状突起３８の先端の平面度に誤差が生じていても、容易にその誤差を吸収することができる。
【００３１】
一方、裏面１１ｂにも、図６（ｂ）及び図７に示すように、例えば、外形が船を漕ぐためのパドル様の環状突起３５が形成されている。環状突起３５は、主走査方向に沿って延在し、インク流入孔３１及び連通口３２を取り囲むように突出（第２方向）している。環状突起３５は、パドルのシャフト部に相当する部分がインク流入孔３１から流路領域の中央部まで延び、これに続いて、パドルのブレード部に相当する部分が連通口３２まで達している。環状突起３５の中央近傍部分（ブレード部分）は、略楕円形状の外形を有し、副走査方向両端まで拡幅している。環状突起３５も、図７に示すように、環状突起３８と同様のテーパ部３５ａが形成されている。フィルム４１が、テーパ部３５ａに溶着されており、環状突起３５の開口３５ｂが封止されている。なお、図６（ｂ）中の中央近傍に示すハッチング領域が、テーパ部３５ａとフィルム４１との溶着領域である。
【００３２】
なお、フィルム４１と流路構成部材１１が固定されたプレート１２との間には、フィルム４１の撓みを許容する僅かな隙間が形成されている。これにより、インク流路３４内に伝わった振動が、効果的に減衰される。なお、フィルム４２は、その平面積が小さいため、インク流路３４内のインクに圧力波が生じてもほとんど撓まない。また、フィルム４１及びフィルム４２は、可撓性を有しガスバリア性を有する材質（例えば、シリカ膜（ＳｉＯｘ膜）やアルミ膜が蒸着されたＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）フィルム）から構成されている。
【００３３】
環状突起３５の内側領域には、凹部３６が形成されている。凹部３６は、図６（ｂ）に示すように、環状突起３５のブレード部分と略相似形状で一回り小さい。凹部３６には、フィルタ３７が凹部３６を覆うように配置されており、インク流路３４がインク流入孔３１を含む上流側と連通口３２を含む下流側とに分割される。インクがフィルタ３７を通過することで濾過される。また、裏面１１ｂにも、表面１１ａのリブ２８ａ，２８ｂと同様なリブ２９ａ，２９ｂが形成されている。そして、これらリブ２９ａ，２９ｂによって、流路構成部材１１の剛性がさらに高められている。
【００３４】
このように、流路構成部材１１には、開口３５ｂを封止するフィルム４１及び開口３８ｂを封止するフィルム４２によって入口（流入口）３１ａから連通孔３３の出口（流出口）３３ａに至るインク流路３４が形成されている。出口３３ａの周囲には、図５に示すように、環状溝４３が形成されている。ここに嵌め込まれたＯリング４４によって、出口３３ａがプレート１２の貫通孔５３（後述）と水密に連通されている。
【００３５】
上から二番目のプレート１２には、図５及び図６（ｃ）に示すように、５つの貫通孔５１〜５５と４つのネジ穴５６〜５９が形成されている。主走査方向両端部の２つの貫通孔５１，５２は、インクジェットヘッド１自体の固定用の貫通孔で、プリンタ本体に組み込むときに使用される。プレート中央の貫通孔５３は、流路構成部材１１の連通孔３３と連通され、インク流路（第２インク流路）６０である。貫通孔５１，５２からやや中央よりにある２つの貫通孔５４，５５は、３つのプレート１２〜１４を積層するとき位置決めする位置決め孔５４，５５である。４つのネジ穴５６〜５９は、流路構成部材１１の４つの貫通孔４５〜４８にそれぞれ対応して形成されており、流路構成部材１１との固定に用いられる。このうち、ネジ穴５９は、基板４の貫通孔４ｄにも対応しており、ネジ２５によって基板４が流路構成部材１１を挟むようにしてプレート１２に固定されている。
【００３６】
上から三番目のプレート１３には、図５及び図６（ｄ）に示すように、５つの貫通孔６１，６２，６４，６５及び８１が形成されている。貫通孔６１，６２，６４，６５は、プレート積層作業及び組み付け作業に係わる貫通孔である。貫通孔６１，６２は、リザーバユニット３と流路ユニット９との組み付け時に用いられる。インクジェットヘッド１に組み立てるとき、両者は組み付け用定盤に立てた位置決めピンで位置決めされるが、貫通孔６１，６２はこのときの位置決めピンの先端部を逃がす逃がし穴６１，６２である。そのため、後述の貫通孔７１，７２（実際の組み付け時の位置決め穴）に比べて開口径が大きい。一方、貫通孔６４，６５は、プレート積層時に位置決めするための位置決め穴６４，６５である。位置決め穴６４，６５は、プレート１２の位置決め孔５４，５５のそれぞれに対応している。貫通孔８１は、インクを一時的に貯溜するインク溜まりとしてのリザーバ流路８５を形成している。リザーバ流路８５は、主流路８２及び主流路８２に連通する１０個の支流路８３とから構成されている。主流路８２は、その中央でプレート１２の貫通孔５３と連通し、主走査方向に延在している。支流路８３は、主流路８２の両端部からそれぞれ５つずつ分岐した分岐流路で、互いに流路抵抗がほぼ同じに形成されている。
【００３７】
上から四番目のプレート１４には、図５及び図６（ｅ）に示すように、４つの貫通孔７１，７２，７４，７５及び１０個の貫通孔８８が形成されている。４つの貫通孔７１，７２，７４，７５も、プレート積層作業及び組み付け作業に係わる貫通孔である。貫通孔７１，７２は、インクジェットヘッド１に組み立てるときの位置決め孔７１，７２であり、プレート１３の逃がし穴６１，６２と対応して配置されている。貫通孔７４，７５は、いずれも位置決め孔７４，７５であり、プレート１３の位置決め孔６４，６５と対応して配置されている。１０個の貫通孔８８は、プレート１３の支流路８３の先端部と対向する位置にそれぞれ形成されており、インク排出孔８８となっている。平面形状は、略楕円状である。
【００３８】
本実施の形態では、プレート１４の下面に凹部が形成されている。凹部は、アクチュエータユニット２１の配設位置に対向している。逆に、インク排出孔８８の周縁部分（図中破線で囲んだ部分）が、下方に突出した突出部８９ａ，８９ｂ，８９ｃ，８９ｄとなっている。突出部８９ａと突出部８９ｄ、及び、突出部８９ｂと突出部８９ｃはそれぞれ同一平面形状を有しており、プレート１４の中央を中心とした点対称に配置されている。これら突出部８９ａ〜８９ｄの先端面（プレート１４の下面）９０ａ〜９０ｄが、流路ユニット９の上面９ａ及びその上面９ａに配置された図示しないフィルタと固定される。また、突出部８９ａ〜８９ｄ以外は流路ユニット９から離隔しており、その隙間空間からＦＰＣ６が引き出されている。
【００３９】
以上のように、これら３枚のプレート１２〜１４は、それぞれに形成された位置決め孔５４，５５，６４，６５，７４，７５に図示しない位置決めピンが挿入されることで位置決めされる。そして、互いに接着剤で固定される。さらに、流路構成部材１１をプレート１２にネジ止めする。こうして、流路構成部材１１及び３枚のプレート１２〜１４が積層されたリザーバユニット３が構成される。なお、リザーバユニット３と流路ユニット９とは、逃がし穴６１，６２と位置決め孔７１，７２に位置決めピンが挿入され、互いに接着剤で固定される。
【００４０】
３枚のプレート１２〜１４は、図６（ｃ）、図６（ｄ）及び図６（ｅ）に示すように、各プレート１２〜１４の副走査方向の幅を狭くする凹部（切り欠き部）１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂが形成されている。凹部１２ａ，１３ａ，１４ａ及び凹部１２ｂ，１３ｂ，１４ｂは、それぞれ積層方向に互いに重なっている。これらの凹部１２ａ〜１４ｂが形成されている部分の幅（例えば、凹部１２ａ〜凹部１２ｂの底面間距離）は、流路構成部材１１の幅とほぼ同じである。また、凹部１２ａ〜１４ｂの主走査方向の長さは、ちょうどヒートシンク１７０の主走査方向の長さに等しい、あるいは、それより若干大きい。そのため、リザーバユニット３が流路ユニット９に固定されたとき、凹部１２ａ〜１４ｂと積層方向に重なる流路ユニット９の領域が露出することになる。この露出領域が、ヒートシンク１７０の配置領域である。
【００４１】
リザーバユニット３及び流路ユニット９の上方は、上述のように、ヘッドカバー１５０及びヒートシンク１７０により閉鎖空間が形成されている。
【００４２】
ヘッドカバー１５０は、下方に開口した略箱形状を有している。ヘッドカバー１５０は、プレート１２上に設置されており、プレート１２上の流路構成部材１１、基板４等の部品を覆っている。ヘッドカバー１５０の副走査方向に関して互いに対向する側面には、開口１５１が形成されている。開口１５１は長方形形状を有している。その長辺は、主走査方向に延びている。また、その短辺は、上下方向に平行で、側面の下端から中央近傍に亘って延びている。ヘッドカバー１５０の内部には、図２に示すように、ヒートシンク１７０（後述する）が設けられている。本実施形態においては、ヒートシンク１７０の一部が、開口１５１を介して開口１５１から露出している。なお、インクジェットヘッド１は、各部材間の隙間がシール材（図示せず）によって封止されており、ヘッドカバー１５０、ヒートシンク１７０、プレート１２及びヘッド本体２（流路ユニット９）で囲まれた密閉空間が形成されている。
【００４３】
次に、上述のヒートシンク１７０について図を用いて説明する。リザーバユニット３の横断面が示されている図２に加えて、図９はヘッド本体２の平面図であり、ヒートシンク１７０が取り付けられる流路ユニットの上面部（後述のキャビティプレート１２２等）が示されている。
【００４４】
ヒートシンク１７０は、図２に示すように、流路ユニット９の副走査方向に関する両端において、リザーバユニット３を挟むように対向配置されている。それぞれ、流路ユニット９の上面９ａから突出するように立設されている。これら２枚のヒートシンク１７０は、例えば、アルミニウム金属からなり、主走査方向に長い略長方形形状を有している。ヒートシンク１７０には、平坦突出部１７１及び突起部１７２が形成されている。
【００４５】
平坦突出部１７１は、ヒートシンク１７０の流路構成部材１１の側面と対向する部分に形成されており、開口１５１とほぼ同じサイズと平面形状を有している。この平坦突出部１７１が、開口１５１から外部に突出している。なお、平坦突出部１７１の先端は平坦である。この平坦突出部１７１は、例えば、金属製の平板にプレス加工法で形成される。このように、ヒートシンク１７０に平坦突出部１７１が形成されていることで、ヒートシンク１７０の剛性が高められる。
【００４６】
突起部１７２は、ヒートシンク１７０の下端から下方へと突出しており、主走査方向に沿って５つ形成されている。ここで、リザーバユニット３は、ヒートシンク１７０の配設位置に対応して、上述のように、複数の凹部１２ａ〜１４ｂが形成されている。これにより、開放された流路ユニット９の露出領域（ヒートシンク１７０の配置領域）には、図９に示すように、それぞれ５つの凹部９ｂが、形成されている。これら凹部９ｂは、ヒートシンク１７０に形成された５つの突起部１７２に対応して形成されている。また、凹部９ｂは、突起部１７２とちょうど嵌り合うようなサイズと形状に形成されている。これらの凹部９ｂに突起部１７２が嵌め込まれて、ヒートシンク１７０が流路ユニット９から立設されている。
【００４７】
ヒートシンク１７０は、流路ユニット９に立設されると、図２に示すように、その上端が基板４とほぼ同じ高さに位置することになる。そのため、ヘッドカバー１５０及びヒートシンク１７０が取り付けられた状態では、基板４の電子部品、とりわけコンデンサ５ｂは、リブ２８ａに加えて２重に外力から保護されていることになる。さらに、６つのコンデンサ５ｂから生じるノイズがヒートシンク１７０によって遮断される。そのため、プリンタ内に存在する他の電子部品に、コンデンサ５ｂからのノイズによる影響（誤動作）が生じにくくなる。
【００４８】
次に、インクが供給されたときにおけるリザーバユニット３内でのインクの流れについて説明する。なお、図４中黒塗り矢印がリザーバユニット３内でのインクの流れを示している。
【００４９】
図４中黒塗り矢印で示すように、ジョイント部３０を介してインク流入孔３１の入口３１ａから流路構成部材１１内に流入したインクは、フィルム４１に沿って水平に流れる。そして、インクはフィルタ３７と対向する領域からフィルタ３７に向かって上昇し連通口３２を通過する。このとき、インクはフィルタ３７の下方位置からフィルタ３７を通過して上方位置に流れるため、インク中の異物がフィルタ３７で捕獲されるとともに、インクの流れが止まったときに、捕獲された異物がフィルタ３７から離脱しフィルム４１側に離れる。そのため、フィルタ３７が異物で目詰まりしなくなる。連通口３２を通過したインクは、フィルム４２に沿って水平に流れ連通孔３３に達すると下方に向かって流れる。そして、連通孔３３の出口３３ａから流出したインクが、貫通孔５３を通ってリザーバ流路８５に落とし込まれる。その後、インクは、図５（ｄ）の矢印で示すように、主流路８２の中央からその長手方向両端（主走査方向両端）に向かって流れるインクの流れを形成する。主流路８２の長手方向両端に到達したインクは、各支流路８３に分岐して流れ込む。各支流路８３に流れ込んだインクは、インク排出孔８８及びフィルタ（不図示）を通過して流路ユニット９の上面９ａに形成されたインク供給口１０１（図９参照）に流入する。なお、流路ユニット９内に流入したインクは、後述するように、マニホールド流路１０５に連通する複数の個別インク流路１３２に分配される。さらに、各個別インク流路１３２の終端であるノズル１０８に至り外部へと吐出される。このように、リザーバユニット３内には、インク流路３４及びリザーバ流路８５というようなインク流路が形成されており、インクが一時的に貯溜されることなる。
【００５０】
次に、図９〜図１２を参照しつつ、ヘッド本体２について説明する。図９は、ヘッド本体２の平面図である。図１０は、図９の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。なお、図１０では説明の都合上、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１１０、アパーチャ１１２及びノズル１０８を実線で描いている。図１１は、図１０に示すXI−XI線に沿った部分断面図である。図１２（ａ）はアクチュエータユニット２１の拡大断面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）においてアクチュエータユニット２１の表面に配置された個別電極を示す平面図である。
【００５１】
ヘッド本体２は、図９に示すように、流路ユニット９、及び、流路ユニット９の上面９ａに固定された４つのアクチュエータユニット２１を含む。アクチュエータユニット２１は、圧力室１１０に対向して設けられた複数のアクチュエータを含み、流路ユニット９に形成された圧力室１１０内のインクに吐出エネルギーを付与する機能を有する。
【００５２】
流路ユニット９は、リザーバユニット３のプレート１４とほぼ同じ平面形状を有する直方体形状となっている。流路ユニット９の下面には、図１０及び図１１に示すように多数のノズル１０８がマトリクス状に配置されたインク吐出面が形成されている。圧力室１１０も流路ユニット９とアクチュエータユニット２１との固定面においてノズル１０８と同様マトリクス状に多数配列されている。また、流路ユニット９の長手方向（主走査方向）両端には、位置決め孔１０２，１０３が形成されており、プレート１３，１４に形成された逃がし穴６１，６２及び位置決め孔，７１，７２と対応した位置に形成されている。これら逃がし穴６１，６２及び位置決め孔７１，７２，１０２，１０３に位置決め用ピンを通すことで、流路ユニット９とリザーバユニット３の位置決めが行われる。
【００５３】
また、流路ユニット９の上面９ａには、図９に示すように、副走査方向の両端について主走査方向に沿ってそれぞれ５つの凹部９ｂが形成されている。これら１０個の凹部９ｂは、上述したようにヒートシンク１７０の突起１７２がちょうど嵌め合わされる形状となっている。また、凹部９ｂは、上面９ａのプレート１４の突出部８９ａ〜８９ｄの先端面９０ａ〜９０ｄ（図中二点鎖線で示す部分）及びアクチュエータユニット２１と固定される領域を除く領域であって、平面視において凹部１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ内に存在する領域に形成されている。
【００５４】
流路ユニット９は、図１１に示すように、上から順に、キャビティプレート１２２、ベースプレート１２３、アパーチャプレート１２４、サプライプレート１２５、マニホールドプレート１２６、１２７、１２８、カバープレート１２９、及び、ノズルプレート１３０、という９枚の金属プレートから構成されている。これらプレート１２２〜１３０は、主走査方向に長尺な矩形状の平面を有する。
【００５５】
キャビティプレート１２２には、インク供給口１０１（図９参照）に対応する貫通孔、及び、圧力室１１０に対応する略菱形の貫通孔が多数形成されている。ベースプレート１２３には、各圧力室１１０について圧力室１１０とアパーチャ１１２との連絡孔及び圧力室１１０とノズル１０８との連絡孔が形成されていると共に、インク供給口１０１とマニホールド流路１０５との連絡孔が形成されている。アパーチャプレート１２４には、各圧力室１１０についてアパーチャ１１２となる貫通孔及び圧力室１１０とノズル１０８との連絡孔が形成されていると共に、インク供給口１０１とマニホールド流路１０５との連絡孔が形成されている。サプライプレート１２５には、各圧力室１１０についてアパーチャ１１２と副マニホールド流路１０５ａとの連絡孔及び圧力室１１０とノズル１０８との連絡孔が形成されていると共に、インク供給口１０１とマニホールド流路１０５との連絡孔が形成されている。マニホールドプレート１２６、１２７、１２８には、各圧力室１１０について圧力室１１０とノズル１０８との連絡孔、及び、積層時に互いに連結してマニホールド流路１０５及び副マニホールド流路１０５ａとなる貫通孔が形成されている。カバープレート１２９には、各圧力室１１０について圧力室１１０とノズル１０８との連絡孔が形成されている。ノズルプレート１３０には、各圧力室１１０についてノズル１０８に対応する孔が形成されている。また、９枚のプレート１２２〜１３０のうち、ノズルプレート１３０を除く８枚のプレート１２２〜１２９には、凹部９ｂの形成位置に１０個の貫通孔がそれぞれに形成されている。これら貫通孔が平面視において重ね合わされつつ積層することで、上面９ａにおいて開口する１０個の凹部９ｂが流路ユニット９に形成される。
【００５６】
これら９枚のプレート１２２〜１３０は、図１１に示すような個別インク流路１３２が流路ユニット９内に形成されるように位置合わせしつつ積層され且つ互いに固定されている。なお、本実施形態では、各プレート１２２〜１３０は、リザーバユニット３のプレート１２〜１４と同様に、いずれもＳＵＳ４３０製である。
【００５７】
図９に戻って、流路ユニット９の上面９ａには、リザーバユニット３のインク排出孔８８（図５（ｅ）参照）に対応して、計１０個のインク供給口１０１が開口している。流路ユニット９の内部には、インク供給口１０１に連通するマニホールド流路１０５及びマニホールド流路１０５から分岐した副マニホールド流路１０５ａが形成されている。各ノズル１０８に対しては、図１１に示すように、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａ、そして副マニホールド流路１０５ａの出口から圧力室１１０を経てノズル１０８に至る個別インク流路１３２が形成されている。リザーバユニット３からインク供給口１０１を介して流路ユニット９内に供給されたインクは、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａに分岐され、絞りとして機能するアパーチャ１１２及び圧力室１１０を介してノズル１０８に至る。
【００５８】
４つのアクチュエータユニット２１は、図９に示すように、それぞれ台形の平面形状を有しており、流路ユニット９の上面９ａに開口したインク供給口１０１及び凹部９ｂを避けるよう千鳥状に配置されている。上述したインク吐出面は、アクチュエータユニット２１の接着領域に対応する流路ユニット９の下面側に位置する。つまり、本実施の形態では、ノズル１０８がマトリクス状に開口するインク吐出面と圧力室１１０がマトリクス状に配列する面とが、流路ユニット９の対向する一対の面を構成しており、この一対の面に挟まれるようにして複数の個別インク流路１３２が流路ユニット９内に形成されている。さらに、各アクチュエータユニット２１の平行対向辺は流路ユニット９の長手方向に沿っており、隣接するアクチュエータユニット２１の斜辺同士は流路ユニット９の幅方向（副走査方向）に関して互いにオーバーラップしている。４つのアクチュエータユニット２１は、流路ユニット９の幅方向の中心から互いに相反する側に等距離離隔するような相対位置関係を有する。
【００５９】
アクチュエータユニット２１は流路ユニット９の上面９ａにおけるリザーバユニット３の下面と離隔しつつ対向する部分に固定されている。上述したように、リザーバユニット３は、突出部８９ａ〜８９ｄによって、流路ユニット９に固定されており、ちょうど突出部８９ａ〜８９ｄの突出高さだけリザーバユニット３と流路ユニット９との間には隙間が生じている。アクチュエータユニット２１は、この隙間内に配置されている。さらに、アクチュエータユニット２１上にはＦＰＣ６が固定されているが、このＦＰＣ６はリザーバユニット３の下面には接触していない。
【００６０】
アクチュエータユニット２１は、図１２（ａ）に示すように、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなる厚み略１５μｍの３枚の圧電シート１４１、１４２、１４３から構成されている。圧電シート１４１〜１４３は、１つのインク吐出面に対応して形成された多数の圧力室１１０に跨って配置されている。
【００６１】
最上層の圧電シート１４１上における圧力室１１０に対向する位置には、個別電極１３５が形成されている。最上層の圧電シート１４１とその下側の圧電シート１４２との間にはシート全面に形成された略２μｍの厚みの共通電極１３４が介在している。個別電極１３５及び共通電極１３４は共に例えばＡｇ−Ｐｄ系等の金属材料からなる。圧電シート１４２、１４３の間には電極が配置されていない。
【００６２】
個別電極１３５は略１μｍの厚みを有し、図１２（ｂ）に示すように圧力室１１０と相似な略菱形の平面形状を有する。略菱形の個別電極１３５における鋭角部の一方は延出され、その先端には個別電極１３５と電気的に接続された略１６０μｍの径を有する円形のランド１３６が設けられている。ランド１３６は、例えばガラスフリットを含む金からなる。ランド１３６は、図１２（ａ）に示すように、個別電極１３５の延出部上であって、圧電シート１４１〜１４３の厚み方向に関してキャビティプレート１２２における圧力室１１０を画定する壁に対向する位置、即ち圧力室１１０に重ならない位置に形成され、ＦＰＣ６（図２参照）に設けられた接点と電気的に接合されている。
【００６３】
共通電極１３４は図示しない領域において接地されている。これにより、共通電極１３４はすべての圧力室１１０に対応する領域において等しくグランド電位に保たれている。一方、個別電極１３５は、選択的に電位を制御することができるよう、ランド１３６ごとに独立した別の配線を含むＦＰＣ６及びランド１３６を介してドライバＩＣ７に接続されている（図２参照）。つまり、アクチュエータユニット２１において、個別電極１３５と圧力室１１０とで挟まれた部分が、個別のアクチュエータとして働き、圧力室１１０の数に対応した複数のアクチュエータが作り込まれている。
【００６４】
ここで、アクチュエータユニット２１の駆動方法について述べる。圧電シート１４１はその厚み方向に分極されており、個別電極１３５を共通電極１３４と異なる電位にして圧電シート１４１に対してその分極方向に電界を印加すると、圧電シート１４１における電界印加部分が圧電効果により歪む活性部として働く。即ち、圧電シート１４１はその厚み方向に伸長又は収縮し、圧電横効果により平面方向に収縮又は伸長しようとする。一方、残り２枚の圧電シート１４２，１４３は、個別電極１３５と共通電極１３４とに挟まれた領域をもたない非活性層であって、自発的に変形することができない。
【００６５】
つまりアクチュエータユニット２１は、圧力室１１０から離れた上側１枚の圧電シート１４１を活性部を含む層とし且つ圧力室１１０に近い下側２枚の圧電シート１４２，１４３を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプである。図１２（ａ）に示すように、圧電シート１４１〜１４３は圧力室１１０を区画するキャビティプレート１２２の上面に固定されているため、圧電シート１４１における電界印加部分とその下方の圧電シート１４２，１４３との間で平面方向への歪みに差が生じると、圧電シート１４１〜１４３全体が圧力室１１０側へ凸になるように変形（ユニモルフ変形）する。これにより圧力室１１０の容積が低下することによって、圧力室１１０内の圧力が上昇し、圧力室１１０からノズル１０８へとインクが押し出され、ノズル１０８からインクが吐出される。その後、個別電極１３５を共通電極１３４と同じ電位に戻すと、圧電シート１４１〜１４３は元の平坦な形状になって、圧力室１１０の容積が元の容積に戻る。これに伴い、マニホールド流路１０５から圧力室１１０へとインクが導入され、再び圧力室１１０内にインクが貯溜される。こうして、用紙に所望の画像が印字される。
【００６６】
以上のような本実施形態によるインクジェットヘッド１によると、基板４に実装された背の高いコンデンサ５ｂが凹部２８ｃ内に収容されるので、コンデンサ５ｂが基板４と流路構成部材１１とによって囲まれる。そのため、コンデンサ５ｂに直接、外部からの衝撃が加わりにくくなるので、コンデンサ５ｂが損傷したり、基板４から脱落したりするのが抑制される。さらに、コンデンサ５ｂが凹部２８ｃに収容されることで、インクジェットヘッド１の高さ方向に関して、小型化を図ることができる。
【００６７】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、上述した一実施形態においては、流路構成部材１１のコンデンサ５ｂと対向する領域には流路が形成されていないが、流路構成部材１１のジョイント部３０とは反対側の端部に同様のジョイント部を設け且つそのジョイント部及び連通孔３３と連通する流路がコンデンサ５ｂと対向する領域に形成されていてもよい。この場合、リブ２９ａ，２９ｂの形成箇所にリブ２９ａ，２９ｂに替えて流路を形成すれば、上述と同様な効果を有しつつ、この流路からインク導入時など混入したエアを排出することが可能となる。また、凹部２８ｃはコンデンサ５ｂが１つずつ配置されるように構成されているが、６つのコンデンサ５ｂが全て収容される凹部であってもよい。また、コンデンサ５ｂの基板４からの高さよりも高いコンデンサを基板４の下面に設ける場合は、そのコンデンサに高さに対応した深さを有する凹部を凹部２８ｃに替えて流路構成部材１１に形成してもよい。この場合、リブ２９ａ，２９ｂを形成せずに、その分だけ凹部を深くすればよい。また、リブ２８ａ，２８ｂの表面１１ａからの突出高さが、コンデンサ５ｂの高さよりも小さくてもよい。この場合、流路構成部材１１の突起２７ａ〜２７ｃを、上述の実施形態より高くするか、基板４との当接面をより高く設ければよい。さらに、貫通孔４６に対する基板４の当接面も、これと同じ高さに設けることが好適である。このとき、基板４と流路構成部材１１（リブ２８ａとリブ２８ｂ）との間には、このように基板４との当接面を高くした分だけ隙間が生じる。これによって、コンデンサ５ｂが発熱したとしても、その熱を効果的に凹部外に排出でき、電子部品の安定動作が向上する。これと同様の効果は、凹部２８ｃを画定しているリブ２８ａとリブ２８ｂに凹部２８ｃ間を連通するような切り欠きを設けても得られる。このような切り欠きは、流路構成部材１１が強度的に低下しない範囲で形成することが好ましい。また、インクジェットヘッドのコンパクト化という観点からは、
コンデンサ５ｂが、基板４に対して表面実装ではなく単に実装されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの概略斜視図である。
【図２】図１に示すIII−III線に沿った断面図である。
【図３】図１に示されたインクジェットヘッドの内部の構成を示す斜視図である。
【図４】図３に示す基板の概略斜視図である。
【図５】リザーバユニットの縦断面図である。
【図６】図３に示すリザーバユニットの分解平面図である。
【図７】図６に示す流路構成部材を斜め下方から見たときの斜視図である。
【図８】図６に示す流路構成部材を斜め上方から見たときの斜視図である。
【図９】ヘッド本体の平面図である。
【図１０】図９の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図１１】図１０に示すXI−XI線に沿った部分断面図である。
【図１２】（ａ）はアクチュエータユニットの拡大断面図であり、（ｂ）は図１２（ａ）においてアクチュエータユニットの表面に配置された個別電極を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  インクジェットヘッド
４  基板
５ｂ  コンデンサ（電子部品）
１１  流路構成部材（第１流路構成部材）
１１ａ  表面
１２  プレート（第２流路構成部材）
２８ａ，２８ｂ  リブ（突起）
２８ｃ  凹部
３１ａ  入口（流入口）
３３ａ  出口（流出口）
３４  インク流路（第１インク流路）
６０  インク流路（第２インク流路）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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