(57)【要約】【課題】流路基板の振動が共通液室の一部の壁面となる保護基板に伝達され、共通液室内に振動が伝搬され、吐出速度に影響を与える。【解決手段】流路基板２０と保護基板５０とに跨って共通液室部材７０が接合されて、共通液室１０が形成され、保護基板５０に外面側には、ノズル配列方向と直交する方向において、個別液室６に対応する領域に接合された変形抑制部材６０を有し、変形抑制部材６０によって流路基板２０を拘束して撓み変形を抑制し、共通液室１０への振動伝搬を低減する。【選択図】図４
2016130002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する複数のノズルを有するノズル板と、
前記ノズルに通じる個別液室し、前記個別液室内の液体を加圧する圧力を発生する圧力発生手段を含む流路基板と、
前記流路基板に接合された保護基板と、
複数の前記個別液室に液体を供給する共通液室を形成する共通液室部材と、を備え、
前記共通液室の壁面の一部が前記保護基板で形成され、
前記保護基板には前記個別液室に対応する領域に変形抑制部材が接合され、
前記変形抑制部材は、前記共通液室部材の前記共通液室の壁部を形成している部分から離間して配置されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記保護基板は、前記個別液室間の隔壁に対応して前記流路基板に接合される支柱部を有している
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記変形抑制部材は、ノズル配列方向の端部で前記共通液室部材に連結されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記変形抑制部材は、前記共通液室部材との連結位置の異なる複数の部材で構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
ノズル配列方向と直交する方向において、前記変形抑制部材の領域内に前記電気機械変換素子を構成する電気機械変換膜が含まれる
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
ノズル配列方向と直交する方向において、前記変形抑制部材を挟んで、前記共通液室の壁部を形成している部分と反対側には、前記共通液室部材に接合された部材と前記保護基板との間に介在する壁部が設けられている
ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記共通液室部材には、前記流路基板と反対側に、
前記共通液室の一部の壁面を形成するダンパ部材と、
前記ダンパ部材が臨むダンパ室を形成するダンパ室形成部材と、が接合され、
前記変形抑制部材は前記ダンパ部材に接合され、
前記ダンパ室形成部材には、前記ダンパ部材を挟んで、前記変形抑制部材と反対側に空間が形成されている
ことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記変形抑制部材と前記共通液室部材の前記共通液室の壁部を形成している部分との間には、少なくとも前記壁部よりもヤング率の小さな緩衝部材が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする液体吐出ユニット。
【請求項１０】
前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、前記液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構の少なくともいずれか一つと前記液体吐出ヘッドとを一体化した
ことを特徴とする請求項９に記載の液体吐出ユニット。
【請求項１１】
請求項１ないし８のいずれかに記載の液体吐出ヘッド、又は、請求項９若しくは１０に記載の液体吐出ユニットを備えていることを特徴とする液体を吐出する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）は、電気機械変換素子などの圧力発生手段を使用して個別液室の液体を加圧することでノズルから液体を吐出する。
【０００３】
従来、例えば、液体を吐出する複数のノズルを有するノズル板と、ノズルに通じる個別液室、個別液室の一部の壁面を形成する振動板及び振動板を変位させる圧力発生手段としての電気機械変換素子を含む流路基板（アクチュエータ基板ともいう。）と、流路基板に接合された保護基板と、流路基板と保護基板とに跨って接合され、複数の個別液室に液体を供給する共通液室を形成する共通液室部材とを備えるものが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１７１１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した特許文献１に開示されている構成にあっては、液体を吐出するときに生じる流路基板の振動が共通液室の一部の壁面となる保護基板に伝達され、共通液室内に振動が伝搬され、吐出速度に影響を与えるという課題がある。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、安定した液体吐出特性が得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液体を吐出する複数のノズルを有するノズル板と、
前記ノズルに通じる個別液室し、前記個別液室内の液体を加圧する圧力を発生する圧力発生手段を含む流路基板と、
前記流路基板に接合された保護基板と、
複数の前記個別液室に液体を供給する共通液室を形成する共通液室部材と、を備え、
前記共通液室の壁面の一部が前記保護基板で形成され、
前記保護基板には前記個別液室に対応する領域に変形抑制部材が接合され、
前記変形抑制部材は、前記共通液室部材の前記共通液室の壁部を形成している部分から離間して配置されている
構成とした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、安定した液体吐出特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る液体吐出ヘッドの一例の分解斜視説明図である。
【図２】同じくノズル配列方向と直交する方向に沿う要部断面説明図である。
【図３】同じくノズル配列方向に沿う要部断面説明図である。
【図４】本発明の第１実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【図５】同じく平面説明図である。
【図６】同じく板状部材の平面説明図である。
【図７】発明の第２実施形態における板状部材の平面説明図である。
【図８】本発明の第３実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【図９】本発明の第４実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【図１０】本発明の第５実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【図１１】本発明の第６実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【図１２】本発明の第７実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【図１３】本発明の第８実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【図１４】本発明の第９実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【図１５】本発明の第１０実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【図１６】同じくノズル配列方向と直交する方向全体の図１５のＡ−Ａ線より下側の部分の断面説明図である。
【図１７】同じくアクチュエータ基板の平面説明図である。
【図１８】図１６のＢ−Ｂ線に沿う平断面説明図である。
【図１９】本発明の第１１実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【図２０】本発明の第１２実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【図２１】本発明の第１３実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【図２２】本発明の第１４実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【図２３】同じくノズル配列方向と直交する方向全体の図２２のＣ−Ｃ線より下側部分の断面説明図である。
【図２４】図２３のＤ−Ｄ線に沿う平断面説明図である。
【図２５】本発明の第１５実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【図２６】本発明の第１６実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【図２７】本発明に係る液体を吐出する装置の一例の要部平面説明図である。
【図２８】同装置の要部側面説明図である。
【図２９】本発明に係る液体吐出ユニットの他の例の要部平面説明図である。
【図３０】本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例の正面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る液体吐出ヘッドの吐出部の一例について図１ないし図３を参照して説明する。図１は同液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）に沿う断面説明図、図２は同じくノズル配列方向（液室短手方向）に沿う要部断面説明図、図３は同じく保護基板を外した状態の平面説明図である。
【００１１】
この液体吐出ヘッドの吐出部は、ノズル板１と、流路板２と、振動板３と、圧力発生手段である圧電素子１１と、保護基板５０を備えている。
【００１２】
本実施形態では、流路板２、振動板３及び圧電素子１１で流路基板（アクチュエータ基板）２０を構成していている。ただし、流路基板２０として独立の部材が形成された後にノズル板１や保護基板５０、共通液室部材７０と接合されることまで意味するものではない。
【００１３】
ノズル板１には、液滴を吐出する複数のノズル４が形成されている。
【００１４】
流路板２は、ノズル板１及び振動板３とともに、ノズル４が通じる個別液室６、個別液室６に通じる流体抵抗部７、流体抵抗部７が通じる液導入部（通路）８を形成している。
【００１５】
液導入部８は、振動板３に形成された開口（供給口）９を通じて、保護基板５０の開口部５１から共通液室１０に通じている。なお、開口９にフィルタを配置することもできる。
【００１６】
振動板３は、個別液室６の壁面の一部をなす変形可能な振動領域３０を形成している。そして、この振動板３の振動領域３０の個別液室６と反対側の面には、振動領域３０と一体的に圧電素子１１が設けられ、振動領域３０と圧電素子１１によって圧電アクチュエータを構成している。
【００１７】
圧電素子１１は、振動領域３０側から下部電極１３、電気機械変換膜としての圧電膜（圧電層、圧電体）１２及び上部電極１４を順次積層形成して構成している。この圧電素子１１上には絶縁膜２１が形成されている。
【００１８】
圧電素子１１の下部電極１３は共通配線１５を介して引き出されて接続パッド１７に接続されている。上部電極１４は個別配線１６を介して引き出されて接続パッド１８に接続され、駆動ＩＣ（ドライバＩＣ）５０９に接続される。
【００１９】
ドライバＩＣ５０９は、圧電素子列の列間の領域を覆うようにフリップチップボンディングやワイヤボンディングなどの工法により流路基板２０上に実装されている。
【００２０】
そして、流路基板２０上には、圧電素子１１を保護する凹部５２及び配線用空間５３を形成する保護基板５０を接合している。ここで、保護基板５０は、個別液室６、６間の隔壁６ａに対応して接合した支柱部５４を有している。
【００２１】
このように構成したこの液体吐出ヘッドにおいては、ドライバＩＣ５０９から圧電素子１１の上部電極１４と下部電極１３の間に電圧を与えることで、圧電膜１２が電極積層方向、すなわち電界方向に伸張し、振動領域３０と平行な方向に収縮する。
【００２２】
このとき、下部電極１３側は振動領域３０で拘束されているため、振動領域３０の下部電極１３側に引っ張り応力が発生し、振動領域３０が個別液室６側に撓み、内部の液体を加圧することで、ノズル４から液滴が吐出される。
【００２３】
次に、本発明の第１実施形態について図４ないし図６を参照して説明する。図４は同実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図、図５は同じく平面説明図、図６は板状部材の平面説明図である。なお、吐出部については上述したので説明を省略する。
【００２４】
本実施形態では、流路基板２０に接合された保護基板５０に共通液室部材７０が接合されて、共通液室１０が形成されている。したがって、共通液室１０の一部の壁面は保護基板５０で形成される。
【００２５】
このように、保護基板５０が共通液室１０の一部の壁面を形成することで、ヘッド外径（図４の左右方向のサイズ）を小型化することができる。
【００２６】
なお、共通液室部材７０は、複数枚（ここでは３枚）の板状部材７１ａ〜７１ｃを積層して構成されているが、これに限るものではなく、１又は複数の部材で形成することができる。
【００２７】
この共通液室部材７０には、共通液室１０の一部の変形可能な壁面を形成するダンパ部材８１が接合され、ダンパ部材８１には共通液室１０と反対側にダンパ室８２を形成するダンパ室形成部材８３が接合されている。さらに、ダンパ室形成部材８３にはベース部材１００が接合されている。
【００２８】
一方、図５に示すように、ノズル配列方向において、個別液室６、流体抵抗部７及び液導入部８を含む個別流路５の外側にはダミー流路９１が配置されている。なお、ダミー流路９１は配置しないでもよい。
【００２９】
そして、保護基板５０に外面側（凹部５２と反対側）には、ノズル配列方向と直交する方向において、個別液室６に対応する領域に接合された、保護基板５０の振動を抑制し、あるいは変形を抑制する部材としての変形抑制部材６０を有している。
【００３０】
変形抑制部材６０は、ノズル配列方向と直交する方向において、共通液室部材７０の共通液室１０の壁部を形成している部分（以下、単に「壁部」という。）７２から離間して配置されている。なお、個別液室６に対応する領域とは、平面視で、個別液室６に少なくとも一部が重なる領域である。また、壁部７２は、板状部材７１ａ、７１ｂ、７１ｃの一部として形成された壁部分７２ａ、７２ｂ、７２ｃで形成されている。
【００３１】
本実施形態では、変形抑制部材６０を構成する抑制部６０ａ、６０ｂは、共通液室部材７０を構成している板状部材７１ａ、７１ｂで一体に形成され、ノズル配列方向の両端部において、共通液室部材７０と連結されている。
【００３２】
ここで、変形抑制部材６０を構成する抑制部６０ａは、図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、ノズル配列方向の両端部において、共通液室部材７０を構成している板状部材７１ａに切欠部７３ａを形成することで形成した連結部７４ａを介して、板状部材７１ａで形成される枠部７５ａと連結している。
【００３３】
また、板状部材７１ａに形成される切欠部７３ａは、壁部分７２ａとの間にも形成されている。これにより、抑制部６０ａと壁部分７２ａとが離間、分離される。
【００３４】
また、変形抑制部材６０を構成する抑制部６０ｂは、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、ノズル配列方向の両端部において、共通液室部材７０を構成している板状部材７１ｂに切欠部７３ｂを形成することで形成した連結部７４ｂを介して、板状部材７１ｂで形成される枠部７５ｂと連結している。
【００３５】
また、板状部材７１ｂに形成される切欠部７３ｂは、壁部分７２ｂとの間にも形成されている。これにより、抑制部６０ｂと壁部分７２ｂとが離間、分離される。
【００３６】
ここで、抑制部６０ａの連結部６４ａと抑制部６０ｂの連結部６４ｂとは、平面視において、異なる位置に配置している。なお、連結部６４ａ、６４ｂは、それぞれノズル配列方向と直交する方向の両端部に配置されているが、これに限るものではない。
【００３７】
次に、このように構成した本実施形態の作用について説明する。
【００３８】
圧電素子１１を駆動して個別液室６を加圧して液体を吐出させるとき、流路基板２０には液体吐出に伴う振動が発生する。流路基板２０の振動は支柱部５４を介して保護基板５０に伝搬することになる。
【００３９】
ここで、保護基板５０が振動すると、保護基板５０は共通液室１０の壁面の一部を形成しているので、共通液室１０に振動が伝搬することになる。
【００４０】
また、個別液室６間に支柱部５４を接合していない構成でも、流路基板２０の液室長手方向の収縮によって保護基板５０には応力が作用するので、同様に、保護基板５０に変形による振動が共通液室１０に伝搬される。
【００４１】
そこで、本実施形態では、保護基板５０に変形抑制部材６０（抑制部６０ａ、６０ｂ）を接合して拘束し、保護基板５０が流路基板２０からの応力を受けて変形することを抑制している。
【００４２】
このように、保護基板５０の変形が抑えられることで、保護基板５０のたわみ変形による吐出性能の変化、つまり、同時に液体を吐出するノズル４（駆動チャンネル）の数が多くなることによって生じるクロストークを抑えることができる。
【００４３】
そして、変形抑制部材６０は、共通液室部材７０の共通液室１０の壁部７２から離間させて配置することで、変形抑制部材６０に伝達された振動が共通液室１０内の液体に伝搬されて、吐出特性が変化すること抑制できる。
【００４４】
これにより、安定した液体吐出特性を得ることができる。
【００４５】
また、本実施形態では、変形抑制部材６０は共通液室部材７０の構成部材（板状部材７１ａ、７１ｂ）を使用して形成し、ノズル配列方向の端部で共通液室部材７０の共通液室１０の壁部７２を形成していない部分（枠部７５ａ、７５ｂ）に連結されている構成としている。
【００４６】
これにより、共通液室部材７０の共通液室１０の壁部７２への振動伝搬を抑制しつつ、変形抑制部材６０の取り扱いが容易になり、組み立て作業性が向上する。
【００４７】
この場合、変形抑制部材６０と共通液室部材７０との間には切欠部７３ａ、７３ｂを設けているので、変形抑制部材６０の共通液室部材７０への振動伝搬をより確実に抑えることができる。
【００４８】
また、本実施形態では、変形抑制部材６０は２つの抑制部６０ａ、６０ｂで構成している。そして、平面視において、共通液室部材７０（ここでは、枠部７５ａ、７５ｂ）と連結する連結部７４ａ、７４ｂのノズル配列方向と直交する方向の位置（連結位置）を異ならせている。
【００４９】
これにより、変形抑制部材６０は２つの抑制部６０ａ、６０ｂにシャープな共振振動が発生し難くなる。
【００５０】
次に、本発明の第２実施形態について図７を参照して説明する。図７は同実施形態における板状部材の平面説明図である。
【００５１】
本実施形態では、板状部材７１ａにおける抑制部６０ａと枠部７５ａとの間の連結部７４ａは、抑制部６０ａのノズル配列方向端部であって、ノズル配列方向と直交する方向の側面に設けている。なお、板状部材７１ｂについても同様に配置することもできる。
【００５２】
このように、抑制部６０ａが、ノズル配列方向と直交する側面で枠部７５ａと連結されていることで、連結部７４ａと枠部７５ａとの接続部位が共通液室１０の壁部分７２ａから離れた位置になる。
【００５３】
これにより、抑制部６０ａの振動が連結部７４ａから枠部７５ａを経て共通液室１０の壁部分７２ａに伝搬することを低減できる。
【００５４】
次に、本発明の第３実施形態について図８を参照して説明する。図８は同実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【００５５】
本実施形態では、前記第１実施形態において、変形抑制部材６０を構成している抑制部６０ａ、６０ｂのうち、板状部材７１ｂで形成する抑制部６０ｂの厚みを共通液室１０の壁部７２における板状部材７１ｂの厚みよりも薄くしている。
【００５６】
これにより、前記第１実施形態と異なり、２枚の板状部材７１ａ、７１ｂで共通液室１０を形成する場合であっても、変形抑制部材６０を構成している抑制部６０ｂをダンパ部材８１から離間させることができる。
【００５７】
次に、本発明の第４実施形態について図９を参照して説明する。図９は同実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【００５８】
本実施形態では、ノズル配列方向と直交する方向において、変形抑制部材６０の長さは圧電素子１１の圧電膜１２の長さＬよりも長く、変形抑制部材６０の領域内に電気機械変換素子である圧電素子１１が含まれる構成としている。
【００５９】
これにより、より効率的に、保護基板５０の撓み変形を変形抑制部材６０で拘束することができ、相互干渉を低減することができる。
【００６０】
次に、本発明の第５実施形態について図１０を参照して説明する。図１０は同実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【００６１】
本実施形態では、変形抑制部材６０と共通液室１０の壁部７２との間、変形抑制部材６０とダンパ部材８１との間に、樹脂部６５を設けている。なお、樹脂部６５は、共通液室部材７０の板状部材７１ａ、７１ｂと一体の部品状態で形成しておくことで、ヘッドの組立時の接合等が容易になる。
【００６２】
共通液室部材７０の板状部材７１ａ、７１ｂをＳＵＳ材、樹脂部６５をエポキシ材料で形成した構成で、圧力分布による吐出速度分布が発生しないことが確認された。
【００６３】
また、樹脂部６５を設けることで、変形抑制部材６０や保護基板５０の振動減衰効果が得られる。これにより、前記第１実施形態よりも早期に振動の減衰ができる。
【００６４】
次に、本発明の第６実施形態について図１１を参照して説明する。図１１は同実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【００６５】
本実施形態では、ノズル配列方向と直交する方向において、変形抑制部材６０を挟んで、共通液室１０の壁部７２と反対側に、保護基板５０とダンパ部材８１との間に介在する壁部６６を配置している。
【００６６】
壁部６６は、共通液室部材７０を構成する板状部材７１ａ〜７１ｃの一部で形成している。また、壁部６６は変形抑制部材６０と離間して形成されている。
【００６７】
このように構成することで、保護基板５０とダンパ部材８１、ダンパ室形成部材８３及びベース部材１００の構造体との接合強度を確保し、流路基板２０と保持基板５０の振動、特に、低周波の振動が発生し、吐出に影響することを防止できる。
【００６８】
すなわち、共通液室部材７０の一部で変形抑制部材６０を構成した場合、保護基板５０とダンパ部材８１との接合強度が弱くなり、低周波の大きな撓み振動が発生し易くなる。
【００６９】
そこで、変形抑制部材６０のノズル配列方向と直交する方向の両側で、保護基板５０とダンパ部材８１と壁部６６を介して連結することで、支持点間距離が短くなくなるので、保護基板５０及び流路基板２０の大きな撓み振動を抑えることができる。
【００７０】
次に、本発明の第７実施形態について図１２を参照して説明する。図１２は同実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【００７１】
本実施形態は、前記第６実施形態の構成において、変形抑制部材６０の周囲空間、すなわち、変形抑制部材６０と壁部７２、６６との間及びダンパ部材８１との間の空間に、弾性部材６７を設けたものである。
【００７２】
このように構成したので、共通液室部材７０を構成する板状部材７１ａ〜７１ｃで各部を一体形成することで、各板状部材７１ａ〜７１ｃなどの接着時の接触面積が増加し、加圧し易くなり、組み立て性が向上する。
【００７３】
次に、本発明の第８実施形態について図１３を参照して説明する。図１３は同実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【００７４】
本実施形態は、前記第６実施形態の構成において、変形抑制部材６０は、板状部材７１ａ〜７１ｃの一部で形成した抑制部６０ａ〜６０ｃで構成している。
【００７５】
そして、変形抑制部材６０の抑制部６０ｃをダンパ部材８１に接合している。また、ダンパ室形成部材８３には変形抑制部材６０に対応して緩衝室８４を形成している。
【００７６】
このように構成したので、共通液室部材７０を構成する板状部材７１ａ〜７１ｃの加工が容易になる。また、ダンパ室形成部材８３は、共通液室１０の圧力を下げるためのダンパ室８２を形成する加工が必要であるため、緩衝室８４を形成することは容易であって、加工工数を増やすこともない。
【００７７】
そして、変形抑制部材６０の厚みが厚くなることで、保護基板５０をより効果的に拘束して変形を抑制することができる。さらに、ダンパ部材８１に接合しているが、ダンパ部材８１は高周波振動を伝播し難いので、高周波の振動伝播対策として機能する。
【００７８】
これにより、共通液室の圧力分布のばらつきの発生を抑えて、吐出バラツキを小さくすることができる。
【００７９】
次に、本発明の第９実施形態について図１４を参照して説明する。図１４は同実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【００８０】
本実施形態は、前記第８実施形態の構成において、緩衝室８４内に弾性部材８５を設けたものである。
【００８１】
これにより、変形抑制部材６０に伝搬した振動の分散、減衰を高めて、高周波振動の影響をより小さくすることができる。
【００８２】
なお、以上の実施形態においては、変形抑制部材が共通液室部材で形成されている例で説明しているが、変形抑制部材と共通液室部材とは別部材とすることもでき、この場合、両者を連結する構成とし、あるいは、連結しない構成とすることもできる。
【００８３】
次に、本発明の第１０実施形態について図１５ないし図１８を参照して説明する。図１５は同実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図、図１６は同じくノズル配列方向と直交する方向全体の断面説明図、図１７はアクチュエータ基板の平面説明図、図１８は図１６のＢ−Ｂ線に沿う平断面説明図である。なお、図１６は図１５のＡ−Ａ線より下側の部分を示している。
【００８４】
本実施形態においては、図１６、図１７に示すように、複数のノズル４を配列した２列のノズル列４Ａ、４Ｂを有している。各ノズル列４Ａ、４Ｂと、各ノズル列４Ａ、４Ｂに対応する個別流路５や圧電素子１１の列は、ノズル配列方向と直交する方向において、ドライバＩＣ５０９を挟んで配置されている。
【００８５】
保護基板５０には、図１６に示すように、ノズル配列方向と直交する方向において、ドライバＩＣ５０９を収容する開口部５５を挟んで両側に圧電素子１１を収容する凹部５２、５２が配置され、さらに凹部５２の外側に共通液室１０、１０に通じる開口部５１、５１が配置される。
【００８６】
そして、図１５に示すように、保護基板５０上に共通液室部材１７０が接合されて共通液室１０が形成されている。これにより、前記各実施形態と同様に共通液室１０の一部の壁面は保護基板５０で形成される。
【００８７】
この共通液室部材１７０には、共通液室１０の一部の変形可能な壁面を形成するダンパ部材１８１が接合され、ダンパ部材８１には共通液室１０と反対側にダンパ室１８２が形成されている。ダンパ部材１８１にはダンパ枠体１８３が接合されている。
【００８８】
そして、保護基板５０に外面側（凹部５２と反対側）には、ノズル配列方向と直交する方向において、個別液室６に対応する領域に接合され、保護基板５０の振動を抑制し、あるいは変形を抑制する部材としての変形抑制部材１６０が接合されている。
【００８９】
変形抑制部材１６０は、ノズル配列方向と直交する方向において、共通液室部材１７０の共通液室１０の壁部１７２から離間して配置されている。また、変形抑制部材１６０は、図１６及び図１７に示すように、保護基板５０の開口部５５を覆って接合されている。
【００９０】
そして、図１６及び図１８にも示すように、ノズル配列方向と直交する方向における変形抑制部材１６０の外周面と共通液室１０の壁部１７２との間、及びノズル配列方向における変形抑制部材１６０の外周面と枠部１７５との間には、緩衝部材１９０が設けられている（充填されている）。すなわち、緩衝部材１９０は、変形抑制部材１６０の外面の全域を覆うように共通液室部材１７０との間の隙間に充填されている。
【００９１】
緩衝部材１９０は、少なくとも共通液室１０の壁部１７２の材料よりもヤング率が小さい部材（材料）で形成されている。
【００９２】
本実施形態では、変形抑制部材１６０、共通液室部材１７０及び緩衝部材１９０（これらを併せて「フレーム２００」と称する。）は、樹脂の多色成型で形成している。まず、変形抑制部材１６０を成型し、緩衝部材１９０を成型し、続いて共通液室部材１７０を成型して、これらが一体のフレーム２００を整形する。
【００９３】
例えば、変形抑制部材１６０と共通液室部材１７０には、ガラス繊維が５０質量％含まれる同じポリフェニレンサルファイド樹脂を使用し、緩衝部材１９０には、ガラス繊維を含まないポリフェニレンサルファイド樹脂を用いている。ただし、これに限るものではない。
【００９４】
このように、保護基板５０に変形抑制部材１６０を設けて、変形抑制部材１６０によって保護基板５０を拘束し、圧電素子１１の変形による応力で保護基板５０が変形することを抑制しているこれにより、たわみ変形による吐出性能の変分化、つまり、駆動チャンネル数の増加によるクロストークを抑えることができる。
【００９５】
そして、ノズル配列方向と直交する方向における変形抑制部材１６０の外周面と共通液室１０の壁部１７２との間に緩衝部材１９０を充填することで、緩衝部材１９０で変形抑制部材１６０及び保護基板５０に伝達された振動を吸収できる。したがって、保護基板５０に伝達された振動が共通液室１０内に伝搬されて圧力変動が発生することを防止することができる。
【００９６】
なお、変形抑制部材１６０の質量は吐出に影響する数１００ｋＨｚ帯域の高周波の共振モードを励起し難い質量とする。
【００９７】
また、前述したように変形抑制部材１６０の保護基板５０との接合面は、ノズル面に投影したときに、変形抑制部材６０の中に、応力発生源である圧電層１２が含まれるように変形抑制部材１６０を配置することが好ましい。
【００９８】
次に、本発明の第１１実施形態について図１９を参照して説明する。図１９は同実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【００９９】
本実施形態は、ダンパ部材１８１と緩衝部材１９０とを同じ材料で形成したものである。例えば、緩衝部材１９０に、エラストマー樹脂を用いることで、ダンパ部材１８１をフレーム２００と一体に多色成型で形成することができる。
【０１００】
この場合、初めに変形抑制部材１６０及び共通液室１０の壁部１７２、枠部１７５を成型した後、緩衝部材１９０及びダンパ部材１８１を成型し、その後に、フレーム２００の外形部分（共通液室部材１７０の残りの部分）を成型している。
【０１０１】
これにより、変形抑制部材１６０は緩衝部材１９０を介して共通液室部材１７０に保持される。
【０１０２】
なお、緩衝部材１９０には、いくつか開口部があり、共通液室１０の壁部１７２の一部は、緩衝部材１９０を介さずに、直接フレーム２００の外形を形成する樹脂が成型され、共通液室１０の壁部１７２を保持する。
【０１０３】
このように、緩衝部材１９０とダンパ部材１８１を同時に成型することで、部品点数を削減でき、組み立て工数も削減できるので、低コスト化を図れる。
【０１０４】
次に、本発明の第１２実施形態について図２０を参照して説明する。図２０は同実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【０１０５】
本実施形態では、変形抑制部材１６０をＳＵＳ材で形成し、緩衝部材１９０と、共通液室部材１７０を含むフレーム２００をインサート多色成型で成形している。
【０１０６】
ＳＵＳ材は、樹脂材料よりもヤング率及び密度が大きいので、変形抑制部材１６０をＳＵＳ材とすることで、保護基板５０の拘束及び高周波の共振モードの免振を効果的に得ることができる。
【０１０７】
次に、本発明の第１３実施形態について図２１を参照して説明する。図２１は同実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【０１０８】
本実施形態では、共通液室１０の上流側部分１０ａを平面視で変形抑制部材１６０上に重なる領域まで拡大し、共通液室１０の上流側部分１０ａを下流側部分１０ｂよりも大きな開口としている。
【０１０９】
これにより、共通液室１０の流路抵抗を小さくすることができ、ダンパ部材１８１の面積を広げて共通液室１０内の圧力干渉をより小さく抑えることができる。したがって、共通液室１０内の圧力の残留振動が要因となる吐出特性の相互干渉を小さくすることができる。
【０１１０】
すなわち、変形抑制部材１６０としてＳＵＳ材を使用することで、樹脂部材よりもヤング率及び密度が大きいことから、樹脂部材を使用する場合よりも厚みを薄くすることができる。具体的には、樹脂部材からなる変形抑制部材１６０の厚みＨ１（図１５）に対して、ＳＵＳ材からなる変形抑制部材１６０の厚みＨ２（Ｈ２＜Ｈ１）としても、同等の変形抑制作用を得ることができる。
【０１１１】
そこで、ＳＵＳ材で変形抑制部材１６０を形成することで、変形抑制部材１６０の上部に共通液室１０となる空間を確保することができるようになる。
【０１１２】
また、共通液室１０の外側の壁部となる枠部１７５の一部１７５ａは変形抑制部材１６０を形成する部材で形成している。これにより、共通液室１０の壁面を形成している枠部１７５の強度を高めることができる。
【０１１３】
なお、本実施形態の構造とするには、共通液室部材１７０は図２１で上方に引き抜く形の金型で開口させて作製し、ダンパ部材１８１を後から接合して、変形抑制部材１６０の上方に共通液室１０の上流側部分１０Ａを形成する。
【０１１４】
また、変形抑制部材１６０を形成するＳＵＳ材を共通液室１０の壁部を形成するようにすれば、フレーム２００全体の強度や面精度を高めることができる。
【０１１５】
本発明の第１４実施形態について図２２ないし図２４を参照して説明する。図２２は同実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図、図２３は同じくノズル配列方向と直交する方向全体の断面説明図、図２４は図２３のＤ−Ｄ線に沿う平断面説明図である。なお、図２３は図２２のＣ−Ｃ線より下側部分の断面説明図である。
【０１１６】
本実施形態では、ノズル配列方向と直交する方向において分割された２つの変形抑制部材１６０Ａ，１６０Ｂを設けている。２つの変形抑制部材１６０Ａ，１６０Ｂは、２つのノズル列４Ａ，４Ｂに対応して、保護基板５０の開口部５５に対向する領域で分かれている。
【０１１７】
そして、２つの変形抑制部材１６０Ａ，１６０Ｂの間にも緩衝部材１９０を充填している。
【０１１８】
このように構成することで、２つの列間の振動を明確に分離して、振動による列間の相互干渉を抑えることができる。
【０１１９】
また、共通液室部材１７０による壁部１７２の共通液室１０に面しない側の一部１７２ａ、枠部１７５の共通液室１０に面しない側の一部１７５ａは、それぞれ変形抑制部材１６０Ａ、１６０Ｂを形成する部材で形成している。
【０１２０】
次に、本発明の第１５実施形態について図２５を参照して説明する。図２５は同実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【０１２１】
本実施形態では、変形抑制部材１６０Ａ，１６０Ｂのノズル配列方向と直交する方向の長さを、圧電素子１１の長さより長く、開口部５５に対向しない長さとする。そして、ノズル配列方向と直交する方向で、開口部５５の両側部分に、変形抑制部材１０Ａ、１６０Ｂと分離された架橋部材１６１を接合して繋いでいる。
【０１２２】
これにより、駆動による振動を列間で分離できると共に、フレーム全体の強度を上げることができる。さらに、接合時の加圧による変形などで接合不良が発生し易くなることを防止できる。
【０１２３】
次に、本発明の第１６実施形態について図２６を参照して説明する。図２６は同実施形態の説明に供するノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。
【０１２４】
本実施形態では、第１５実施形態と同様に、変形抑制部材１６０Ａ，１６０Ｂのノズル配列方向と直交する方向の長さを、圧電素子１１の長さより長く、開口部５５に対向しない長さとする。
【０１２５】
そして、ノズル配列方向と直交する方向で、開口部５５の両側部分を共通液室部材１７０によって繋いでいる。
【０１２６】
このようにしても、駆動による振動を列間で分離できると共に、フレーム全体の強度を上げることができ、さらに、接合時の加圧による変形などで接合不良が発生し易くなることを防止できる。
【０１２７】
次に、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図２７及び図２８を参照して説明する。図２７は同装置の要部平面説明図、図２８は同装置の要部側面説明図である。
【０１２８】
この装置は、シリアル型装置であり、主走査移動機構４９３によって、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動する。主走査移動機構４９３は、ガイド部材４０１、主走査モータ４０５、タイミングベルト４０８等を含む。ガイド部材４０１は、左右の側板４９１Ａ、４９１Ｂに架け渡されてキャリッジ４０３を移動可能に保持している。そして、主走査モータ４０５によって、駆動プーリ４０６と従動プーリ４０７間に架け渡したタイミングベルト４０８を介して、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動される。
【０１２９】
このキャリッジ４０３には、本発明に係る液体吐出ヘッド４０４及びヘッドタンク４４１を一体にした液体吐出ユニット４４０を搭載している。液体吐出ユニット４４０の液体吐出ヘッド４０４は、例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色の液体を吐出する。また、液体吐出ヘッド４０４は、複数のノズル１１からなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配置し、吐出方向を下方に向けて装着している。
【０１３０】
液体吐出ヘッド４０４の外部に貯留されている液体を液体吐出ヘッド４０４に供給するための供給機構４９４により、ヘッドタンク４４１には、液体カートリッジ４５０に貯留されている液体が供給される。
【０１３１】
供給機構４９４は、液体カートリッジ４５０を装着する充填部であるカートリッジホルダ４５１、チューブ４５６、送液ポンプを含む送液ユニット４５２等で構成される。液体カートリッジ４５０はカートリッジホルダ４５１に着脱可能に装着される。ヘッドタンク４４１には、チューブ４５６を介して送液ユニット４５２によって、液体カートリッジ４５０から液体が送液される。
【０１３２】
この装置は、用紙４１０を搬送するための搬送機構４９５を備えている。搬送機構４９５は、搬送手段である搬送ベルト４１２、搬送ベルト４１２を駆動するための副走査モータ４１６を含む。
【０１３３】
搬送ベルト４１２は用紙４１０を吸着して液体吐出ヘッド４０４に対向する位置で搬送する。この搬送ベルト４１２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ４１３と、テンションローラ４１４との間に掛け渡されている。吸着は静電吸着、あるいは、エアー吸引などで行うことができる。
【０１３４】
そして、搬送ベルト４１２は、副走査モータ４１６によってタイミングベルト４１７及びタイミングプーリ４１８を介して搬送ローラ４１３が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。
【０１３５】
さらに、キャリッジ４０３の主走査方向の一方側には搬送ベルト４１２の側方に液体吐出ヘッド４０４の維持回復を行う維持回復機構４２０が配置されている。
【０１３６】
維持回復機構４２０は、例えば液体吐出ヘッド４０４のノズル面（ノズル１１が形成された面）をキャッピングするキャップ部材４２１、ノズル面を払拭するワイパ部材４２２などで構成されている。
【０１３７】
主走査移動機構４９３、供給機構４９４、維持回復機構４２０、搬送機構４９５は、側板４９１Ａ，４９１Ｂ、背板４９１Ｃを含む筐体に取り付けられている。
【０１３８】
このように構成したこの装置においては、用紙４１０が搬送ベルト４１２上に給紙されて吸着され、搬送ベルト４１２の周回移動によって用紙４１０が副走査方向に搬送される。
【０１３９】
そこで、キャリッジ４０３を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド４０４を駆動することにより、停止している用紙４１０に液体を吐出して画像を形成する。
【０１４０】
このように、この装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、高画質画像を安定して形成することができる。
【０１４１】
次に、本発明に係る液体吐出ユニットの他の例について図２９を参照して説明する。図２９は同ユニットの要部平面説明図である。
【０１４２】
この液体吐出ユニットは、前記液体を吐出する装置を構成している部材のうち、側板４９１Ａ、４９１Ｂ及び背板４９１Ｃで構成される筐体部分と、主走査移動機構４９３と、キャリッジ４０３と、液体吐出ヘッド４０４で構成されている。
【０１４３】
なお、この液体吐出ユニットの例えば側板４９１Ｂに、前述した維持回復機構４２０、及び供給機構４９４の少なくともいずれかを更に取り付けた液体吐出ユニットを構成することもできる。
【０１４４】
次に、本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例について図３０を参照して説明する。図３０は同ユニットの正面説明図である。
【０１４５】
この液体吐出ユニットは、流路部品４４４が取付けられた液体吐出ヘッド４０４と、流路部品４４４に接続されたチューブ４５６で構成されている。
【０１４６】
なお、流路部品４４４はカバー４４２の内部に配置されている。流路部品４４４に代えてヘッドタンク４４１を含むこともできる。また、流路部品４４４の上部には液体吐出ヘッド４０４と電気的接続を行うコネクタ４４３が設けられている。
【０１４７】
本願において、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。
【０１４８】
この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。
【０１４９】
例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。
【０１５０】
また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。
【０１５１】
上記「液体が付着可能もの」とは液体が一時的にでも付着可能なものを意味する。「液体が付着するもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。
【０１５２】
また、「液体」は、インク、処理液、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、結着剤、造形液なども含まれる。
【０１５３】
また、「液体を吐出する装置」には、特に限定しない限り、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置のいずれも含まれる。
【０１５４】
また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液をノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。
【０１５５】
「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。
【０１５６】
ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。
【０１５７】
例えば、液体吐出ユニットとして、図２８で示した液体吐出ユニット４４０のように、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。
【０１５８】
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。
【０１５９】
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、図２９で示したように、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。
【０１６０】
また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。
【０１６１】
また、液体吐出ユニットとして、図３０で示したように、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。
【０１６２】
主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。
【０１６３】
また、「液体吐出ヘッド」は、使用する圧力発生手段が限定されるものではない。例えば、上記実施形態で説明したような圧電アクチュエータ（積層型圧電素子を使用するものでもよい。）以外にも、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものでもよい。
【０１６４】
また、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。
【符号の説明】
【０１６５】
１  ノズル板
２  流路板
３  振動板
４  ノズル
５Ａ  吐出個別流路
５Ｂ  ダミー個別流路
９  開口（供給口）
１０  共通液室
１１  圧電素子
２０  流路基板
５０  保護基板
５１  開口部
６０  変形抑制部材
７０  共通液室部材
７２  壁部
１６０  変形抑制部材
１７０  共通液室部材
１７２  壁部
１９０  緩衝部材
２００  フレーム部材
４０３  キャリッジ
４０４  液体吐出ヘッド
４４０  液体吐出ユニット
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2016130002.tif 000020
【図１９】
2016130002.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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