(57)【要約】【課題】ノズルに連通する圧力室が複数の列状に配置されたキャビティ部を有する構造において、インクを吐出させるためにアクチュエータから圧力室に加えられた吐出圧力が、列間で不正に伝播し吐出性能に悪影響を及ぼすことを抑制する。【解決手段】ノズル７は、キャビティ部２０の第１の面に、各々が第１の方向に延びるとともに第１の方向に直交する第２の方向に沿って配列された複数の列をなすように開口し、複数の圧力室４０は、アクチュエータ２１と対向する第２の面にてノズル７の配列に対応して形成されている。キャビティ部２０は、複数のノズルを挟んで第２の方向に沿って離間した第３の面２５と第４の面２５を有し、第３及び第４の面のうち少なくとも一方は、第１の方向と平行で第２の方向と直交する仮想面２６に対する距離が、面内において部分的に相違するように形成されている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する複数のノズルと、各ノズル毎に設けられ前記ノズルに連通する複数の圧力室と、複数の圧力室に液体を分配する共通液室とを少なくとも備えたキャビティ部と、
前記複数の圧力室の液体に個別に吐出圧力を与えるアクチュエータと、
を有する液滴吐出ヘッドであって、
前記複数のノズルは、前記キャビティ部の第１の面に、各々が第１の方向に延びるとともに第１の方向と直交する第２の方向に沿って配列された複数の列をなすよう開口し、
前記複数の圧力室は、前記キャビティ部における前記第１の面に対して前記第１及び第２の方向と直交する第３の方向において離れて位置するとともに、前記アクチュエータと対向する第２の面にて、前記ノズルの配列に対応するように形成され、
前記共通液室は、前記ノズルの各列に対応して設けられ、且つ前記キャビティ部の内部に前記第１の方向に沿って長く延びるように形成され、
前記キャビティ部は、前記複数のノズルを挟んで前記第２の方向に沿って離間した第３の面と第４の面を有し、
これら第３及び第４の面のうち少なくとも一方は、前記第１の方向と平行で前記第２の方向と直交する仮想面に対する距離が、面内において部分的に相違するように形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記第３の面及び前記第４の面のうち少なくとも一方は、前記仮想面に対して傾斜した面であるか、または凹凸を有する面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記第３の面及び前記第４の面のうち少なくとも一方は、前記第１の方向に向かって滑らかに又は階段状に傾斜した面を含むこと特徴とする請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記第３の面及び前記第４の面のうち少なくとも一方は、前記第２の方向に向かって滑らかに又は階段状に傾斜した面を含むことを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記キャビティ部は、複数のプレートを前記第３の方向に積層して形成されていて、前記第３の面及び前記第４の面は、前記各プレートのプレート端面を前記プレートの積層方向に重ねて構成されていること特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
前記第３の方向に隣接する前記プレート端面が、前記第３の面及び前記第４の面の少なくとも一方において凹凸を構成するように、前記複数のプレートが組み合わされていることを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
前記キャビティ部を構成する各プレートは実質的に平面視矩形状に形成されていて、積層方向に隣接するプレート同士は、前記第２の方向の長さ寸法が相違していることを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
前記キャビティ部を構成する各プレートは実質的に平面視で同じ矩形状に形成されていて、積層方向に隣接するプレート同士の端面が、互いに位置ズレするように積層されていることを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
前記第２の面から見た前記キャビティ部の平面視形状では、前記キャビティ部における前記第２の方向の縁部に、１又は複数の切欠部が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記キャビティ部は、複数のプレートを前記第３の方向に積層して形成されていて、各プレートにおける前記第２の方向のプレート端面には、１または複数の切欠部が形成されていることを特徴とする請求項９に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１１】
前記キャビティ部の内部には、前記キャビティ部を第２の方向に伝播する振動に位相差を発生させるための空洞部が点在していることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１２】
前記キャビティ部は、複数のプレートを前記第３の方向に積層して形成されていて、前記空洞部は、前記キャビティ部を構成するプレートに貫通形成または窪み形成された穴によって構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１３】
前記空洞部は、前記第３の方向に沿って複数箇所設けられ、少なくとも前記第３の方向に隣接する空洞部同士は重ならないように設けられていることを特徴とする請求項１０または１２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１４】
液体を吐出する複数のノズルと、各ノズル毎に設けられ前記ノズルに連通する複数の圧力室と、複数の圧力室に液体を分配する共通液室とを少なくとも備えたキャビティ部と、
前記複数の圧力室の液体に個別に吐出圧力を与えるアクチュエータと、
を有する液滴吐出ヘッドであって、
前記複数のノズルは、前記キャビティ部の第１の面に、各々が第１の方向に延びるとともに第１の方向と直交する第２の方向に沿って配列された複数の列をなすよう開口し、
前記複数の圧力室は、前記キャビティ部における前記第１の面に対して前記第１及び第２の方向と直交する第３の方向において離れて位置するとともに、前記アクチュエータと対向する第２の面にて、前記ノズルの配列に対応するように形成され、
前記共通液室は、前記ノズルの各列に対応して設けられ、且つ前記キャビティ部の内部に前記第１の方向に沿って長く延びるように形成され、
前記キャビティ部の内部には、前記キャビティ部を第２の方向に伝播する振動に位相差を発生させるための空洞部が点在していることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１５】
前記キャビティ部は、複数のプレートを前記第３の方向に積層して形成されていて、前記空洞部は、前記キャビティ部を構成するプレートに貫通形成または窪み形成された穴によって構成されていることを特徴とする請求項１４に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１６】
前記空洞部は、前記第３の方向に沿って複数箇所設けられ、少なくとも前記第３の方向に隣接する空洞部同士は重ならないように設けられていることを特徴とする請求項１４または１５に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１７】
前記アクチュエータは、圧電式のアクチュエータであって、各圧力室に対応して設けられたエネルギー発生部が変位することで、前記圧力室の液体に吐出圧力を与えることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルが複数の列状に配置され、ノズルの配列に対応して設けられた圧力室の内部の液体に対して、アクチュエータから吐出圧力が与えられた液滴吐出ヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液滴吐出ヘッドであるインクジェット式の記録ヘッドとして、例えば、特許文献１等には、複数のノズルと、各ノズルに連通する圧力室と、圧力室にインクを分配する共通インク室とを備えたキャビティ部に、各圧力室毎に対応するエネルギー発生部を備えたアクチュエータを積層した構成が記載されている。ノズルはキャビティ部における一方の面（下面）に複数の列状に形成され、圧力室はキャビティ部におけるノズルと反対側の面（上面）にノズルの配列に対応して配列されている。また、共通インク室は、キャビティ部の内部において、１列の圧力室にインクを分配するために、圧力室の列の延びる方向に長く設けられている。
【０００３】
そして、アクチュエータのエネルギー発生部を選択的に駆動して変形させることで、そのエネルギー発生部に対応した圧力室内のインクに圧力が加えられる。その圧力が圧力波としてノズルまでインク中を伝播してインク滴をノズルから吐出させるとともに、記録ヘッドが走査されることで、被記録媒体に記録が行われる。ところが、圧力室のインクにアクチュエータから圧力が加えられると、ノズルに向かう前進成分の圧力波だけでなく、共通インク室に向かう後退成分の圧力波も発生する。後退成分の圧力波は、共通インク室を介して、同じ列の他の圧力室に伝播する、所謂列内クロストークを引き起こす虞がある。この列内クロストークが発生すると、インクを吐出しているノズル（圧力室）の圧力波に影響されて、同じ列におけるインクを吐出すべきでないノズル（圧力室）から不正にインクが吐出する現象を生じたりする。
【０００４】
そのため、特許文献１では、圧力室から共通インク室に戻るインクと対向する位置に設けられている共通インク室の壁を、弾性変形可能なダンパー壁として形成し、このダンパー壁を挟んで共通インク室に隣接するように、共通インク室と位置及び形状を一致させたダンパー室を設けている。これにより、圧力室から共通インク室に戻った圧力波の後退成分を、ダンパー壁を振動させて減衰させ、列内クロストークの発生を防止している。
【特許文献１】特開２００５−２３１３１４号公報（段落００３４参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧力室のインクにアクチュエータのエネルギー発生部から吐出圧力が与えられると、キャビティ部における、圧力室が設けられた上面側からノズルが設けられた下面側に向けて、インク中に圧力波が伝わるとともに、エネルギー発生部を変形させたことによる振動波がキャビティ部における横方向にも伝播する。すなわち、アクチュエータから１つの列に属する圧力室に吐出圧力を加えると、上述した列内クロストークだけでなく、振動波がキャビティ部を伝って横方向に伝播して、他の列の圧力室内のインクにも振動波が影響を及ぼす、所謂列間クロストークが発生し、吐出に不具合を生じるという問題もある。つまり、吐出すべきでない列の圧力室内のインクに不要な振動が伝わり、極端な場合にはノズルからインクが吐出したり、所望のインク滴と異なる大きさのインク滴が吐出したりするのである。
【０００６】
また、記録ヘッドでは、近年の記録の高精度化や高速化のために、ノズル数の増加や、インクの色数の増加が求められており、ノズル列数が、さらに多くなる傾向にある。しかしながら、記録ヘッドの小型化を考慮すると、ノズル列の配列ピッチ、ひいては圧力室の配列ピッチを大きくすることができないため、列同士の間隔が短くなりクロストークも発生し易い状況にある。
【０００７】
本発明は、上記問題を解消するものであり、ノズルに連通する圧力室が複数の列状に配置されたキャビティ部を有する構造において、インクを吐出させるためにアクチュエータを変形させたことによる振動が、キャビティ部を伝わって列間で伝播し吐出性能に悪影響を及ぼすことを抑制することができる液滴吐出ヘッドの実現を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明における液滴吐出ヘッドは、液体を吐出する複数のノズルと、各ノズル毎に設けられ前記ノズルに連通する複数の圧力室と、複数の圧力室に液体を分配する共通液室とを少なくとも備えたキャビティ部と、前記複数の圧力室の液体に個別に吐出圧力を与えるアクチュエータと、を有する液滴吐出ヘッドであって、前記複数のノズルは、前記キャビティ部の第１の面に、各々が第１の方向に延びるとともに第１の方向と直交する第２の方向に沿って配列された複数の列をなすよう開口し、前記複数の圧力室は、前記キャビティ部における前記第１の面に対して、前記第１及び第２の方向と直交する第３の方向において離れて位置するとともに、前記アクチュエータと対向する第２の面にて、前記ノズルの配列に対応するように形成され、前記共通液室は、前記ノズルの各列に対応して設けられ、且つ前記キャビティ部の内部に前記第１の方向に沿って長く延びるように形成され、前記キャビティ部は、前記複数のノズルを挟んで前記第２の方向に沿って離間した第３の面と第４の面を有し、これら第３の面と第４の面のうち少なくとも一方は、前記第１の方向と平行で前記第２の方向と直交する仮想面に対する距離が、面内において部分的に相違するように形成されていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記第３の面及び前記第４の面のうち少なくとも一方は、前記仮想面に対して傾斜した面であるか、または凹凸を有する面に形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記第３の面及び前記第４の面のうち少なくとも一方は、前記第１の方向に向かって滑らかに又は階段状に傾斜した面を含むこと特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明によれば、請求項２に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記第３の面及び前記第４の面のうち少なくとも一方は、前記第２の方向に向かって滑らかに又は階段状に傾斜した面を含むことを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明によれば、請求項１から４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記キャビティ部は、複数のプレートを前記第３の方向に積層して形成されていて、前記第３の面及び前記第４の面は、前記各プレートのプレート端面を前記プレートの積層方向に重ねて構成されていること特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明によれば、請求項５に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記第３の方向に隣接する前記プレート端面が、前記第３の面及び前記第４の面の少なくとも一方において凹凸を構成するように、前記複数のプレートが組み合わされていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記キャビティ部を構成する各プレートは実質的に平面視矩形状に形成されていて、積層方向に隣接するプレート同士は、前記第２の方向の長さ寸法が相違していることを特徴とするものである。
【００１５】
また、請求項８に記載の発明によれば、請求項６に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記キャビティ部を構成する各プレートは実質的に平面視で同じ矩形状に形成されていて、積層方向に隣接するプレート同士の端面が、互いに位置ズレするように積層されていることを特徴とするものである。
【００１６】
また、請求項９に記載の発明によれば、請求項１から３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記第２の面から見た前記キャビティ部の平面視形状では、前記キャビティ部における前記第２の方向の縁部に、1又は複数の切欠部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項１０に記載の発明によれば、請求項９に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記キャビティ部は、複数のプレートを前記第３の方向に積層して形成されていて、各プレートにおける前記第２の方向のプレート端面には、１または複数の切欠部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
また、請求項１１に記載の発明によれば、請求項１から１０のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記キャビティ部の内部には、前記キャビティ部を第２の方向に伝播する振動に位相差を発生させるための空洞部が点在していることを特徴とするものである。
【００１９】
また、請求項１２に記載の発明によれば、請求項１１に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記キャビティ部は、複数のプレートを前記第３の方向に積層して形成されていて、前記空洞部は、前記キャビティ部を構成するプレートに貫通形成または窪み形成された穴によって構成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
また、請求項１３に記載の発明によれば、請求項１０または１２に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記空洞部は、前記第３の方向に沿って複数箇所設けられ、少なくとも第３の方向に隣接する空洞部同士は重ならないように設けられていることを特徴とするものである。
【００２１】
また、請求項１４に記載の発明における液滴吐出ヘッドは、液体を吐出する複数のノズルと、各ノズル毎に設けられ前記ノズルに連通する複数の圧力室と、複数の圧力室に液体を分配する共通液室とを少なくとも備えたキャビティ部と、前記複数の圧力室の液体に個別に吐出圧力を与えるアクチュエータと、を有する液滴吐出ヘッドであって、前記複数のノズルは、前記キャビティ部の第１の面に、各々が第１の方向に延びるとともに第１の方向と直交する第２の方向に沿って配列された複数の列をなすよう開口し、前記複数の圧力室は、前記キャビティ部における前記第１の面に対して前記第１及び第２の方向と直交する第３の方向において離れて位置するとともに、前記アクチュエータと対向する第２の面にて、前記ノズルの配列に対応するように形成され、前記共通液室は、前記ノズルの各列に対応して設けられ、且つ前記キャビティ部の内部に前記第１の方向に沿って長く延びるように形成され、前記キャビティ部の内部には、前記キャビティ部を第２の方向に伝播する振動に位相差を発生させるための空洞部が点在していることを特徴とするものである。
【００２２】
また、請求項１５に記載の発明によれば、請求項１４に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記キャビティ部は、複数のプレートを前記第３の方向に積層して形成されていて、前記空洞部は、前記キャビティ部を構成するプレートに貫通形成または窪み形成された穴によって構成されていることを特徴とするものである。
【００２３】
また、請求項１６に記載の発明によれば、請求項１４または１５に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記空洞部は、前記第３の方向に沿って複数箇所設けられ、少なくとも前記第３の方向に隣接する空洞部同士は重ならないように設けられていることを特徴とするものである。
【００２４】
また、請求項１７に記載の発明によれば、請求項１に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記アクチュエータは、圧電式のアクチュエータであって、各圧力室に対応して設けられたエネルギー発生部が変位することで、前記圧力室の液体に吐出圧力を与えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１に記載の発明によれば、キャビティ部の第１の面にノズルが複数の列状に配置され、各ノズルに連通する圧力室がキャビティ部における第２の面に、ノズルの配列に対応するように形成されている。１つの列に属する幾つかの圧力室の液体に、アクチュエータから一斉に吐出圧力が与えられると、アクチュエータの変形による振動波がキャビティ部を伝って第２の方向に伝播して、異なる列の圧力室に影響を及ぼす、所謂列間クロストークを発生する虞がある。
【００２６】
しかしながら、請求項１では、キャビティ部における第２の方向に沿って離間した第３の面と第４の面のうち、少なくとも一方は、第１の方向と平行で第２の方向と直交する仮想面に対する距離が、面内において部分的に相違するように形成されている。従って、第２の方向に沿ってキャビティ部を伝播した振動波が、第３又は第４の面で反射するとき、伝播距離が部分的に相違しているから、反射した振動波の位相がずれて、これらが重なっても減衰させるまたは強め合わないようにすることできる。そのため、列間に伝播する振動波を小さくしてクロストークを抑制し、吐出に与える悪影響を低減させることが可能となる。
【００２７】
請求項２に記載の発明によれば、第３の面及び第４の面のうち少なくとも一方は、仮想面に対して傾斜した面であるか、または凹凸を有する面に形成されているから、第３の面、第４の面の仮想面に対する距離を、面内において部分的に相違するように形成することができる。
【００２８】
請求項３に記載の発明によれば、第３の面及び第４の面のうち少なくとも一方は、第１の方向に向かって滑らかに又は階段状に傾斜した面を含むから、第３の面、第４の面の仮想面に対する距離を、面内において部分的に相違するように形成することができる。
【００２９】
請求項４に記載の発明によれば、第３の面及び第４の面のうち少なくとも一方は、第２の方向に向かって滑らかに又は階段状に傾斜した面を含むから、第３の面、第４の面の仮想面に対する距離を、面内において部分的に相違するように形成することができる。
【００３０】
請求項５に記載の発明によれば、キャビティ部は、複数のプレートを第３の方向に積層して形成されていて、第３の面及び第４の面は、各プレートのプレート端面をプレートの積層方向に重ねて構成されている。従って、各プレート端面の形状や、傾斜の度合い、位置等を変えることで、第３の面、第４の面の形状を変更することができる。
【００３１】
請求項６に記載の発明によれば、第３の方向に隣接するプレート端面が、第３の面及び第４の面の少なくとも一方において凹凸を構成するように、複数のプレートが組み合わされているから、これによって、第３の面、第４の面に容易に凹凸を形成することができる。
【００３２】
請求項７に記載の発明によれば、キャビティ部を構成する各プレートは実質的に平面視矩形状に形成されていて、積層方向に隣接するプレート同士は、第２の方向の長さ寸法が相違している。従って、複数のプレートを積層するときに、第２の方向におけるプレートの中心線を積層方向に一致させると、第３の面、第４の面に容易に凹凸を形成することができる。
【００３３】
請求項８に記載の発明によれば、キャビティ部を構成する各プレートは実質的に平面視で同じ矩形状に形成されていて、積層方向に隣接するプレート同士の端面が、互いに位置ズレするように積層されている。従って、複数のプレートを積層するときに、第２の方向におけるプレートの中心線を、積層方向に隣接するプレート同士で一致させないようにすることで、第３の面、第４の面に容易に凹凸を形成することができる。
【００３４】
請求項９に記載の発明によれば、第２の面から見たキャビティ部の平面視形状では、キャビティ部における第２の方向の縁部に、１又は複数の切欠部が形成されている。従って、第２の方向に沿ってキャビティ部を伝播した振動波が、第３の面又は第４の面で反射するとき、伝播距離が部分的に相違しているから、反射した振動波の位相がずれて、これらが重なっても減衰させるまたは強め合わないようにすることできる。
【００３５】
請求項１０に記載の発明によれば、キャビティ部は、複数のプレートを第３の方向に積層して形成されていて、各プレートにおける前記第２の方向のプレート端面には、１または複数の切欠部が形成されている。従って、プレート側面に切欠部を有するプレートを積層することで、キャビティ部における第２の方向の縁部に、容易に切欠部を設けることができる。
【００３６】
請求項１１に記載の発明によれば、キャビティ部の内部には、キャビティ部を第２の方向に伝播する振動に位相差を発生させるための空洞部が点在している。従って、第２の方向に沿って伝播した振動波が、空洞部の位置に達すると反射するが、空洞部は点在しているから、空洞部までの伝播距離が多様となり、反射した振動波の位相がずれて、これらを減衰させるまたは強め合わないようにすることできる。この減衰と、第３の面又は第４の面によって反射した振動波に位相差を生じさせることと相まって、より一層列間に伝播する振動波を減衰させるまたは強め合わないようにすることできる。
【００３７】
請求項１２に記載の発明によれば、キャビティ部は、複数のプレートを第３の方向に積層して形成されていて、空洞部は、キャビティ部を構成するプレートに貫通形成または窪み形成された穴によって構成されている。従って、キャビティ部の内部に容易に空洞部を形成することができる。
【００３８】
請求項１３に記載の発明によれば、空洞部は、第３の方向に沿って複数箇所設けられ、少なくとも第３の方向に隣接する空洞部同士は重ならないように設けられている。これにより、隣接するプレート同士では、振動波の空洞部までの伝播距離が変わるので、第２の方向に伝播する振動波に位相差を発生し易くなる。
【００３９】
請求項１４に記載の発明によれば、キャビティ部の第１の面にノズルが複数の列状に配置され、各ノズルに連通する圧力室が第２の面に、ノズルの配列と対応するように形成されている。１つの列に属する幾つかの圧力室の液体に、アクチュエータから一斉に吐出圧力が与えられると、アクチュエータの変形による振動波がキャビティ部を伝って第２の方向にも伝播して、異なる列の圧力室に影響を及ぼす、所謂列間クロストークを発生する虞がある。
【００４０】
しかしながら、請求項１４では、キャビティ部の内部に、キャビティ部を第２の方向に伝播する振動に位相差を発生させるための空洞部が点在している。つまり、第２の方向に沿って伝播した振動波が、空洞部の位置に達すると反射するが、空洞部は点在しているから、空洞部までの伝播距離が多様となり、反射した振動波の位相がずれて、これらを減衰させるまたは強め合わないようにすることできる。従って、列間に伝播する振動波を小さくしてクロストークを抑制し、吐出に与える悪影響を低減させることが可能となる。
【００４１】
請求項１５に記載の発明によれば、キャビティ部は、複数のプレートを第３の方向に積層して形成されていて、前記空洞部は、前記キャビティ部を構成するプレートに貫通形成または窪み形成された穴によって構成されている。従って、キャビティ部の内部に容易に空洞部を形成することができる。
【００４２】
請求項１６に記載の発明によれば、空洞部は、第３の方向に沿って複数箇所設けられ、少なくとも第３の方向に隣接する空洞部同士は重ならないように設けられている。これにより、隣接するプレート同士では、振動波の空洞部までの伝播距離が変わるので、第２の方向に伝播する振動波に位相差を発生し易くなる。
【００４３】
請求項１７に記載の発明によれば、請求項１に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、アクチュエータは、圧電式のアクチュエータであって、各圧力室に対応して設けられたエネルギー発生部が変位することで、圧力室の液体に吐出圧力を与える。従って、アクチュエータの変位が、剛体であるキャビティ部を伝播し易いが、請求項１から１６のように構成することで、第２の方向への振動波の伝播を減衰させ、列間クロストークを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下に、本発明の基本的な実施形態について図面に基づいて説明する。本発明の液滴吐出ヘッドを備える装置として、被記録媒体にインクを吐出する記録装置１について説明する。この記録装置１は、単独のプリンタ装置に適用しても、あるいは、ファクシミリ機能やコピー機能等の複数の機能を備えた多機能装置のプリンタ機能（記録部）に適用してもよい。
【００４５】
記録装置１には、図１に示すように、ノズル７（図３及び図４参照）を有しキャリッジ２に搭載された記録ヘッド（請求項の液滴吐出ヘッドに相当）３と、その記録ヘッド３の下面に対向してプラテン４が設けられている。第１ガイド部材５及び第２ガイド部材６は、キャリッジ２の主走査方向（Ｙ軸方向）に延びる部材であり、これらに跨ってキャリッジ２は往復移動するように構成されている。キャリッジ２には、その下面からノズル７を露出させるように記録ヘッド３が取り付けられている。以下の説明では、記録ヘッド３のノズルの開口面側を前面もしくは下面（下方）、その反対側を背面もしくは上面（上方）として記載する。
【００４６】
被記録媒体である用紙は、キャリッジ２の主走査方向（Ｙ軸方向）に直交する副走査方向（Ｘ軸方向）に沿って搬送される。キャリッジ２は、キャリッジ（ＣＲ）モータ８に連結された駆動プーリ９と従動プーリ１０とに掛け渡されたタイミングベルト１１によって、Ｙ軸方向に沿って往復移動する。
【００４７】
本体フレーム１２内には、図１に示すように、交換式のインクカートリッジ１３の収納部１４が設けられており、インク色の数に応じたインクカートリッジ１３（ここではブラックインク用、シアンインク用、マゼンタインク用、イエローインク用の４つ）が収納されている。各インクカートリッジ１３のインクは、可撓性を有するインク供給管（樹脂製のチューブ）１５を介して、それぞれ独立して記録ヘッド３に供給される。
【００４８】
また、記録装置１には、キャリッジ２の主走査方向の移動可能範囲の一側に、記録ヘッド３のノズル７から記録とは無関係に吐出させたインクを受けるフラッシングステーション１６が配設されている。このフラッシングステーション１６において、記録とは無関係な吐出を行うことで記録ヘッド３のインク流路内の増粘したインクや発生した気泡などを排出し、ノズルの目詰まりの防止、解消を行うことで、各ノズルの吐出機能の維持及び回復を行っている。
【００４９】
また、キャリッジ２の主走査方向の移動可能範囲の他方側には、意図的もしくは定期的に記録ヘッド３のノズル７からインクを吸引する回復装置１７が配設されている。この回復装置１７は、各ノズル７のノズル面をキャップ１８で覆い、キャップ１８に設けた排出口（図示せず）から、それに連通した負圧装置(図示せず)を稼動させることで、記録ヘッド３内のインク流通路中の増粘したインクや発生した気泡等を排出し、各ノズル７の吐出機能を回復させる、所謂吸引パージを行なっている。また、非記録時には、キャップ１８でノズル面を被覆しておくことによって、ノズル７の乾燥や塵埃等の付着を防止することもできる。
【００５０】
図２は、記録ヘッド３に備えられるキャビティ部２０、アクチュエータ２１、フレキシブルフラットケーブル２２の斜視図である。複数枚のプレートからなるキャビティ部２０に圧電式のアクチュエータ２１が接合され、このアクチュエータ２１の上面に外部機器との接続のためのフレキシブルフラットケーブル２２が電気的に接合されている。
【００５１】
キャビティ部２０に設けられた各インク流通路は、インクカートリッジ１３側から供給されたインクを、内部に設けた共通インク室（マニホールド室、請求項の共通液室に相当）４３に貯めるように形成されている。加えて、インク流通路は、共通インク室４３からアクチュエータ２１と対向する位置（上面側の位置）に設けた多数の圧力室４０にインクを分配するように連通し、さらに、上面側の各圧力室４０から下面に設けたノズル７に連通するように形成されている。そして、圧力室４０のインクが、アクチュエータ２１から所定の吐出圧力を受けると、ノズル７からインクを吐出し、共通インク室４３側から圧力室４０にインクを補充するように構成されている。
【００５２】
アクチュエータ２１には、特開２００５−３２２８５０号公報等に開示された公知のものと同様に、全ての圧力室４０にわたる大きさを有する扁平形状で且つその扁平な方向と直交する方向に積層される複数のセラミックス層６０と、この複数のセラミックス層６０の扁平な方向の面上に配置される複数の電極層とが備えられている。
【００５３】
電極層としては、圧力室４０毎に形成される個別電極６１の電極層と、複数の圧力室４０に跨って形成されるコモン電極６２の電極層とが、各セラミックス層６０を挟んで対向するように形成された駆動用電極の層と（図４及び図５参照）、フレキシブルフラットケーブル２２と電気的に接続するために最上面に配置された表面電極６３の層とが設けられている（図２及び図３参照、図４では表面電極６３を省略している）。表面電極６３は、個別電極６１とスルーホール等で電気的に接続される個別用表面電極６３ａと、コモン電極６２とスルーホール等で電気的に接続されるコモン用表面電極６３ｂとを含んでいる。
【００５４】
このように電極層が設けられたアクチュエータ２１では、公知のように個別電極６１とコモン電極６２との間に高電圧を印加することで、両電極に挟まれたセラミックス層６０の部分が分極され、エネルギー発生部である活性部として形成される。この活性部がフレキシブルフラットケーブル２２から選択的に供給された電圧により変形すると、キャビティ部２１の圧力室４０に吐出圧力を与える。
【００５５】
キャビティ部２０は、前述した複雑なインク流通路をその内部に形成するために、貫通部や凹部が形成された複数のプレートを、それぞれの広幅面同士を対向させるように積層し、接着剤を介して接合した構造となっている。実施形態では、キャビティ部２０は、図３及び図４に示すように、ノズルプレート３０、スペーサプレート３１、ダンパープレート３２、２枚のマニホールドプレート３３、３４、サプライプレート３５、ベースプレート３６、及びキャビティプレート３７の合計８枚の薄い板で構成されている。
【００５６】
各プレート３０〜３７は５０〜１５０μｍ程度の厚さを有し、ノズルプレート３０はポリイミド等の合成樹脂製で、その他のプレート３１〜３７は４２％ニッケル合金鋼板製である。ノズルプレート３０の下面（第１の面）には、微小径（２５μｍ程度）のインク吐出用のノズル７が、Ｘ軸方向と平行な８列に配列されている（列間のピッチは均等ではなく、図３では２列だけ図示している）。従って、Ｘ軸方向が請求項の第１の方向に相当し、Ｙ軸方向が第２の方向に相当する。また、プレート３０〜３７は、Ｘ軸方向とＹ軸方向にともに直交するＺ軸方向に積層されているが、このＺ軸方向が第３の方向に相当する。
【００５７】
また、キャビティプレート３７には、図２及び図３に示すように、複数の圧力室４０が、ノズル７の配列に対応して、キャビティプレート３７のＸ軸方向と平行な８列に配列されている。実施形態では、各圧力室４０は、平面視細長形状でその長手方向がキャビティプレート３７のＹ軸方向と平行で且つキャビティプレート３７の板厚を貫通して穿設されている。
【００５８】
各圧力室４０の長手方向の一端は、ベースプレート３６に設けた連通孔４１と接続されており、圧力室４０は、連通孔４１及びサプライプレート３５に設けた接続流路４２を介して、共通インク室４３と連通している。各圧力室４０の長手方向（Ｙ軸方向）の他端は、ベースプレート３６、サプライプレート３５、２枚のマニホールドプレート３４、３３、ダンパープレート３２、及びスペーサプレート３１に穿設されている貫通路４４を介して、ノズルプレート３０における各ノズル７に連通している。
【００５９】
また、接続流路４２の中途には、断面積を小さくして流路抵抗を大きくした絞り部（図示せず）が設けられており、圧力室４０のインクが吐出圧力を受けたときに、圧力室４０側から共通インク室４３側へのインク（圧力波）の後退を抑制している。これにより、アクチュエータ２１からの吐出圧力によって、インクをノズル７側に効率よく前進させることができる。
【００６０】
マニホールドプレート３３、３４のそれぞれには、共通インク室４３となるべき長穴が同一形状で板厚方向に貫通形成されている。この長穴は、ノズル７の１列の長さよりも長くＸ軸方向に延び、Ｙ軸方向に略平行状に８個形成されている。マニホールドプレート３３、３４に穿設された長穴を上下に重ね、マニホールドプレート３３に設けられた長穴の下面をダンパープレート３２で覆い、マニホールドプレート３４に設けられた長穴の上面をサプライプレート３５で覆うことで、共通インク室４３が形成される。
【００６１】
マニホールドプレート３３の下面に隣接するダンパープレート３２の下面側には、共通インク室４３の位置及び形状に対応させて、当該共通インク室４３と隔絶されたダンパー室４９が凹み形成されている。このダンパープレート３２は、適宜弾性変形し得る金属素材であるため、ダンパー室４９上部の薄い板状の天井部は、共通インク室４３側にも、ダンパー室４９側にも自由に振動することができる。インク吐出時に、圧力室４０で発生した圧力変動が共通インク室４３に伝播しても、前記天井部が弾性変形して振動することにより、前記圧力変動を吸収減衰させるというダンパー効果を奏し、圧力変動が他の圧力室４０へ伝播するという列内クロストークを抑制する。
【００６２】
最上層となるキャビティプレート３７の上面（第２の面）には、Ｙ軸方向に平行な一方の辺寄りの位置に、インクカートリッジ１３側からの４色のインクを個別に記録ヘッド３に導入するためのインク取入口４５が、４つ並んで穿設されている。そして、ベースプレート３６とサプライプレート３５にはいずれも、インク取入口４５に上下の位置を対応させて接続開口４６が穿設されている。インク取入口４５を覆うように、インク中のゴミ等を除去するためのメッシュ部を備えたフィルタ体４８が貼着されている。インクカートリッジ１３からインク取入口４５に供給されたインクは、インク取入口４５と接続開口４６とを介して、共通インク室４３の長手方向の一端部に送られる。
【００６３】
この実施形態では、４色のインクがＹ軸方向に並ぶ８列のノズル列から吐出され、同一色のインクが隣接する２列のノズル列から吐出される。そのため、共通インク室４３は、ノズル列の配列に対応して８つ設けられ、隣接する共通インク室は２つずつが組となり、同一色のインクを溜めるように設けられている。
【００６４】
ところで、従来技術に示したように、従来のキャビティ部２０では、一つの列に属する圧力室４０に、アクチュエータ２１によって吐出圧力を与えたときに、その変形により発生した振動波が、他の列に属する圧力室４０に、剛体であるキャビティ部２０を介して伝播する所謂列間クロストークが発生して、吐出に悪影響を及ぼすことが知られている。
【００６５】
詳細には、アクチュエータ２１からの振動波は、Ｙ軸方向を含む横方向に伝播する。図６（ａ）の模式図に示すように、従来は、キャビティ部２０を構成するプレートが略同じ平面形状で、キャビティ部２０が実施的に直方体形状（平面視矩形状）に形成されていた。そのため、圧力波が上下方向（Ｚ軸方向）に発生した位置を、仮想面２６の位置とすると、この仮想面２６からＹ軸方向の一対の側面であるキャビティ側面２５（第３の面、第４の面）までの距離が、上下方向（積層方向、Ｚ軸方向）のどの位置でもほぼ同じとなっていた。従って、仮想面２６の位置を起点として、各プレートをＹ軸方向に振動波Ａが伝播し、が、キャビティ側面２５で振動波Ａが反射して反射波Ｂを生じる。反射波Ｂは上下方向（Ｚ軸方向）に重畳して強め合うので、これが異なる列間に大きく影響し、列間クロストークを引き起こしていた。
【００６６】
そこで、本発明では、上述した列間クロストークの抑制を図るために、キャビティ部２０においてＹ軸方向に離間した２つのキャビティ側面２５のうち、少なくとも１つのキャビティ側面２５の面内において、仮想面２６（図５参照）に対する距離が、部分的に相違するように形成している。この仮想面２６は、アクチュエータ２１の変位によって上下方向（Ｚ軸方向）に圧力波が発生した位置であって、ノズルの開口面３０ａに直交し（Ｚ軸方向に延び）且つＸ軸方向に延びている。
【００６７】
なお、仮想面２６は、吐出圧力が加えられた圧力室４０の属する列の位置によって決まるため、吐出圧力が加えられた圧力室４０の属する列が相違すれば、仮想面２６のＹ軸方向の位置も随時変わることになる。仮想面２６のＹ軸方向の位置が変わると、仮想面２６に対するキャビティ側面２５の距離の絶対値は異なるが、距離が面内で部分的に相違することに変わりはない。図では、一例として、Ｙ軸方向の略中心線上に位置する面を仮想面２６として示している。
【００６８】
第１実施形態では、図１〜図５に示すように、キャビティ部２０における２つのキャビティ側面２５を凹凸状に形成している。キャビティ部２０は複数のプレートを積層して形成しているので、キャビティ側面２５は各プレートのＹ軸方向の側面となる端面（ここでは８つの側面）を積層方向に重ねて構成されている。そのため、この実施形態では、キャビティ部２０を構成する各プレートのＹ軸方向の長さ寸法を相違させておいて、各プレートのＹ軸方向の中心線を積層方向に揃えて、プレートを積層することで、キャビティ側面２５に凹凸を形成している。
【００６９】
前述したように、キャビティ部２０は、８枚のプレートが積層されているので、そのうち、キャビティプレート３７、サプライプレート３５、マニホールドプレート３３、スペーサプレート３１のＹ軸方向の長さを２Ｌ１とし、ベースプレート３６、マニホールドプレート３４、ダンパープレート３２のＹ軸方向の長さを２Ｌ２（＜２Ｌ１）としている。つまり、仮想面２６からキャビティ側面２５までの距離がＬ１のプレートとＬ２のプレートとを混在させている。寸法構成は一例であって、Ｙ軸方向の長さ寸法の異なるプレートをさらに多種類用意したり、組み合わせを変えたりしてもよい。
【００７０】
このように構成した第１実施形態では、仮想面２６を起点として、各プレートをＹ軸方向に伝播した振動波Ａが、キャビティ側面２５で折り返して反射波Ｂを生じるときに、キャビティ側面２５を凹凸形状に形成しているため、図６（ｂ）に示すように、それぞれの反射波Ｂの折り返し位置（伝播距離）が上下方向（Ｚ軸方向）で異なるため、反射波Ｂの位相がずれる。従って、反射波Ｂが上下方向（Ｚ軸方向）に重畳され難くなって、減衰し易くなる（強め合わない）ので、列間クロストークを小さく抑制することができるのである。
【００７１】
第１実施形態では、キャビティ部２０の対向する２つのキャビティ側面２５を凹凸形状に形成したが、一方のキャビティ側面２５のみを凹凸形状にしても、圧力波の反射において位相をずらす効果を得ることができる。
【００７２】
なお、上記実施形態では、キャビティ部２０を複数のプレートを積層して形成したが、この構成に限定するものではない。例えば、キャビティ部２０が、１つのブロック状に形成されている場合や、プレート状ではない小片を立体的に組み合わせている場合でもよい。このような場合でも、Ｙ軸方向に離間した２つのキャビティ側面２５のうち少なくとも一方を、仮想面２６に対する距離が、面内において部分的に相違するように形成することで、同様の効果が得られる。
【００７３】
第１実施形態では、積層方向に隣接するプレートのＹ軸方向の長さ寸法を変えることで、キャビティ側面２５に凹凸を形成した。これを応用した第２実施形態は、図６（ｃ）に示すように、キャビティ部２０の各プレートを、同一の平面視形状（Ｙ軸方向の長さ寸法）に形成し、積層方向に隣接するプレート同士のプレート側面（端面）が、キャビティ側面２５にて位置ズレするように積層している。つまり、プレートのＹ軸方向の中心線を積層方向に隣接するプレート同士で位置ズレさせて積層することで、キャビティ側面２５に凹凸を設けたものである。
【００７４】
この第２実施形態でも、上下方向（Ｚ軸方向）に反射波Ｂが重なって強まり合うことを抑制することができるので、第１実施形態と同様の効果が得られる。反射波Ｂが強め合わないようにすることは、反射波Ｂの上下方向（Ｚ軸方向）の重なり合いをずらす場合だけでなく、Ｘ軸方向の重なり合いをずらす場合や、あるいは、これらを複合させてずらす場合でも実現可能であり、いずれの場合も第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７５】
以下に、第１実施形態と同様の効果が得られる様々な他の形態を、順次、模式図を用いて説明する。前述したように、キャビティ部２０は必ずしもプレートの積層で構成されなくてもよいので、以下の図ではプレートは明示していない。
【００７６】
第３実施形態は、キャビティ部２０のキャビティ側面２５をＸ軸方向に向かって傾斜させた場合で、図７（ａ）は滑らかに傾斜させた形態、図７（ｂ）は階段状に傾斜させた形態、図７（ｃ）は傾斜角度の異なる複数の傾斜面を含んで傾斜させた形態を示している。図示していないが、傾斜角度の異なる複数の傾斜面を含み、各傾斜面を階段状に傾斜させてもよい。
【００７７】
第４実施形態は、キャビティ部２０のキャビティ側面２５をＹ軸方向に向かって傾斜させた場合で、図８（ａ）は滑らかに傾斜させた形態、図８（ｂ）は階段状に傾斜させた形態、図８（ｃ）は傾斜角の異なる複数の傾斜面を含み、各傾斜面が階段状に形成された形態を示している。図示していないが、傾斜角度の異なる複数の傾斜面を含み、各傾斜面を滑らかに傾斜させてもよい。
【００７８】
第５実施形態は、ノズルの開口面３０ａと反対側（アクチュエータ２１側）から見たキャビティ部２０の平面視形状において、キャビティ部２０におけるＹ軸方向側縁を湾曲形状に形成した場合で、図９（ａ）は、キャビティ部２０におけるＹ軸方向の両側縁を凸面状に湾曲させて形態、図９（ｂ）は、キャビティ部２０におけるＹ軸方向の両側縁を凹面状に湾曲させた形態である。図示していないが、Ｙ軸方向の側縁の一方を凸面状に、他方を凹面状に形成した形態でもよい。
【００７９】
第６実施形態は、図１０（ａ）に示すように、ノズルの開口面３０ａと反対側（アクチュエータ２１側）から見たキャビティ部の平面視形状において、キャビティ部２０におけるＹ軸方向の側縁に、複数の切欠部２７が形成された場合である。切欠部２７は、１つでもよく、その数、切欠幅、配置間隔は適宜変更できる。第６実施形態では、切欠部２７の位置は、全てのプレートで一致させたものを図示しているが、位置ズレしていてもよい。この場合も、キャビティ側面２５で反射した振動波の反射波Ｂに位相差を生じるので、Ｙ軸方向に伝播する振動を減衰させることができる（振動波Ａ及び反射波Ｂは一部のみを図示）。
【００８０】
第７実施形態は、図１０（ｂ）に示すように、第６実施形態のキャビティ部２０の内部に、キャビティ部２０をＹ軸方向に伝播する振動に位相差を発生させるための空洞部２８が点在させたものである。第６実施形態のキャビティ部２０に代えて、第１〜第５実施形態のキャビティ部２０に空洞部２８を設けてもよい。
【００８１】
空洞部２８は、インク流路とは分離し、インクが充填されることのない空間である。そして、空洞部２８は、キャビティ部２０を構成する各プレートに貫通形成又は窪み形成された穴によって構成されていて、プレートを積層したときに、積層方向に隣接する空洞部２８同士の位置が重ならないようにすることが望ましい。キャビティ部２０を構成するプレートには、前述したように、インク流通路を構成するための多数の貫通穴や凹部が形成されていて、空洞部２８は、インク流通路に支障を来たさない位置に設けられている。この空洞部２８は、振動波を反射させて位相をずらすために設けたものであるので、その内部にはインクや接着剤等は充填されない。また、空洞部２８は、プレートの積層方向に連通し、キャビティ部２０に貫通形成された穴でもよい。
【００８２】
このように空洞部２８を設けると、Ｙ軸方向に伝播した振動波Ａは、空洞部２８の位置で反射して反射波Ｂを生じる。空洞部２８が、キャビティ部２０の内部に点在していると、仮想面２６から空洞部２８までの距離が相違するので、空洞部２８で反射する反射波Ｂに位相差を生じる。これにより、反射波Ｂが強めあうことを抑制できる。従って、キャビティ側面２５で生じる反射波Ｂの位相のずれと相まって、列間クロストークを大幅に低減することができる（振動波Ａ及び反射波Ｂは一部のみを図示）。なお、空洞部２８は、積層された全てのプレートに形成する必要はなく、一部のプレートにだけ空洞部２８を形成してもよい。
【００８３】
また、第８実施形態は、図１０（ｃ）に示すように、キャビティ側面２５は傾斜面や凹凸面に形成することなく、ノズル開口面３０ａに直交する面として形成し、キャビティ部２０の内部に第７実施形態と同様の空洞部２８を形成したものである。この場合も、第７実施形態と同様に、空洞部２８で振動波Ａが反射して反射波Ｂが生じるが、空洞部２８が点在していることで、反射波Ｂに位相差ができる。従って、反射波Ｂが強めあうことを抑制し、Ｙ軸方向（列間）のクロストークを低減することができる。
【００８４】
なお、本発明は、趣旨を逸脱しない範囲で応用が可能であり、上述した実施形態を様々に組み合わせてよいことは言うまでもない。
【００８５】
また、上記液滴吐出ヘッドとして、インクジェット式の記録ヘッドに限定するものではなく、その他の液体、例えば、フレキシブルな絶縁基板に導電性液体を吐出して回路パターンを形成する装置のヘッドや、布に染色液を吐出する装置のヘッド等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】記録ヘッドを適用した記録装置の平面図である。
【図２】記録ヘッドの斜視図である。
【図３】キャビティ部の分解斜視図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。
【図５】第１実施形態のキャビティ部を模式的に示した斜視図である。
【図６】（ａ）は従来のキャビティ部を模式的に示した側面図、（ｂ）は第１実施形態のキャビティ部を模式的に示した側面図、（ｃ）は第２実施形態のキャビティ部を模式的に示した側面図である。
【図７】（ａ）は第３実施形態のキャビティ部の斜視図、（ｂ）は第３実施形態の変形例のキャビティ部の斜視図、（ｃ）は第３実施形態の他の変形例のキャビティ部の斜視図である。
【図８】（ａ）は第４実施形態のキャビティ部の斜視図、（ｂ）は第４実施形態の変形例のキャビティ部の斜視図、（ｃ）は第４実施形態の他の変形例のキャビティ部の斜視図である。
【図９】（ａ）は第５実施形態のキャビティ部の平面図、（ｂ）は第５実施形態の変形例のキャビティ部の平面図である。
【図１０】（ａ）は第６実施形態のキャビティ部の平面図、（ｂ）は第７実施形態のキャビティ部の平面図、（ｃ）は第８実施形態のキャビティ部の平面図である。
【符号の説明】
【００８７】
１      記録装置
２      キャリッジ
３      記録ヘッド
７      ノズル
２０    キャビティ部
２１    アクチュエータ
２２    フレキシブルフラットケーブル
２５    キャビティ側面
２６    仮想面
２７    切欠部
２８    空洞部
３０    ノズルプレート
３０ａ  ノズルの開口面
３７    キャビティプレート
４０    圧力室
４３    共通インク室
【図１】
2009202409.tif 000003
【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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