(57)【要約】【課題】温度変化に応じてインク流路を適切に変形させるように調整しやすい。【解決手段】副マニホールド流路１０５ａからアパーチャ１１２を介してノズル１０８側へとインクが再充填される。アパーチャ１１２の内壁面を画定するダイアフラム１５１が設けられている。分室１４１ａはダイアフラム１５１を挟んでアパーチャ１１２に対向している。分室１４１ａには空気が充填されている。アパーチャ１１２内のインクの温度が上昇すると、分室１４１ａ内の空気の圧力が上昇し、ダイヤフラム１５１がアパーチャ１１２内に向かって凸に撓む。これによって、インク流れ方向に直交する方向に関するアパーチャ１１２の断面積が減少する。【選択図】図５
2009160732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する吐出口と、
前記吐出口にインクを供給するインク流路と、
前記吐出口からインクを噴射させる噴射エネルギーを前記インク流路内のインクに供給する噴射アクチュエータと、
前記噴射エネルギーが供給される位置より前記インク流路に沿って前記吐出口から離隔した位置にある前記インク流路の内壁面を画定する壁部と、
気体を収容した密閉空間を画定する気体室とを備えており、
前記壁部が、前記気体室の内壁面の一部をさらに画定しており、
前記気体室内の気体が、前記インク流路内のインクの温度に応じて前記壁部に印加する圧力を変化させると共に、前記インク流路内のインクの温度が上昇するのに応じてインクの流れ方向に直交する方向に関する前記インク流路の断面の面積を減少させるように、前記壁部を撓ませることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記気体室内に気体と共に液体が収容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】
インクを吐出する吐出口と、
前記吐出口にインクを供給するインク流路と、
前記吐出口からインクを噴射させる噴射エネルギーを前記インク流路内のインクに供給する噴射アクチュエータと、
前記噴射エネルギーが供給される位置より前記インク流路に沿って前記吐出口から離隔した位置にある前記インク流路の内壁面を画定する壁部と、
前記壁部が画定する前記内壁面に交差する方向に関して前記壁部を付勢する付勢部材とを備えており、
前記付勢部材が、前記インク流路内のインクの温度に応じて前記内壁面に交差する方向に関して熱膨張する際に前記壁部に印加する付勢力を増加させると共に、前記インク流路内のインクの温度が上昇するのに応じてインクの流れ方向に直交する方向に関する前記インク流路の断面の面積を減少させるように、前記壁部を撓ませることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記噴射アクチュエータが、前記インク流路内のインクに圧力を印加することによって前記噴射エネルギーを供給するものであり、
前記インク流路の一部が、前記噴射アクチュエータが前記インク流路内のインクに圧力を印加した際に発生した圧力波を反射させる絞り部であり、
前記壁部が、前記絞り部の少なくとも一部の内壁面を画定していることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
複数の前記吐出口と複数の前記絞り部と前記絞り部のそれぞれの前記内壁面を画定する複数の前記壁部とが設けられており、
前記インク流路が、前記絞り部のそれぞれを含むと共に前記吐出口のそれぞれに連通した複数の個別インク流路を有しており、
前記複数の絞り部が、いずれも一平面に沿って延びており、
前記付勢部材が、
前記壁部を挟んで前記複数の絞り部に対向し、前記インク流路内のインクの温度に応じて熱膨張する温度変形部材と、前記壁部のそれぞれに向かって突出した複数の凸部とを有しており、前記温度変形部材が熱膨張する際に、前記複数の凸部を前記壁部に向かって付勢することを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記付勢部材が、
前記温度変形部材が熱膨張によって変形する変形量より大きく前記凸部を前記壁部に向かって変位させる変位拡大機構をさらに有していることを特徴とする請求項５に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記複数の凸部が一方の表面に固定された、前記絞り部に向かって移動可能な平板部材が設けられており、
前記変位拡大機構が、
長さが互いに等しい板状の第１及び第２のアーム部材と、
前記第１のアーム部材の一端と回転軸との距離及び前記第２のアーム部材の一端と回転軸との距離が互いに等しくなるように、前記第１及び第２のアーム部材の両方を互いに対して回転可能に支持する第１の支持部材と、
前記第１のアーム部材の一端及び前記第２のアーム部材の一端を前記回転軸と平行な軸周りに回転可能に支持する第２及び第３の支持部材と、
前記第１のアーム部材の他端及び前記第２のアーム部材の他端を前記回転軸と平行な軸周りに回転可能に支持する、前記平板部材の前記一方の表面に平行な他方の表面に固定された第４及び第５の支持部材とを有しており、
前記２及び第３の支持部材が、前記第１のアーム部材の一端及び前記第２のアーム部材の一端を、互いの距離が変化可能であり、且つ、前記一平面に直交する方向に関して前記絞り部との距離がいずれも同じ距離に保持されるように支持しており、
前記第４及び第５の支持部材が、前記第１のアーム部材の他端及び前記第２のアーム部材の他端を、互いの距離が変化可能になるように支持しており、
前記温度変形部材が、前記インク流路内のインクの温度に応じて熱膨張する際に、前記第１の支持部材を前記平板部材に近づく方向に付勢することを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記壁部が、薄膜状の部材からなることを特徴とする請求項１〜７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、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】
インクを吐出する吐出口と、その吐出口にインクを供給するインク流路とが形成されたインクジェットヘッドにおいて、インクの吐出特性がインクの温度によって変化することがある。例えば、インク温度が高くなるとインク粘度が低下し、インクが流れやすくなる。また、インク温度が低くなるとインク粘度が上昇し、インクが流れにくくなるからである。
【０００３】
特許文献１は、インク温度に応じてインク流路を変形させることによって、インクの吐出特性を調整するものである。特許文献１においては、線膨張係数の小さい金属板と線膨張係数の大きい樹脂材料との２層構造によって流路の壁部が構成されている。インクの温度が変化すると、線膨張係数の違いにより壁部が変形し、流路断面積が変化する。特許文献１は、これによって、インクの吐出特性を調整している。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０６０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、インク吐出後にインク流路において吐出口側へとインクを再充填する能力がインク温度に応じて変化することがある。例えば、インク温度が高くなるとインクが流れやすくため、インクが再充填されやすくなる一方で、インク温度が低くなるとインクが流れにくくなるため、インクが再充填されにくくなる。インクの吐出特性の変化は、このようなインクを再充填する能力が変化することによって発生する場合がある。
【０００６】
例えば、インク温度が高いときにちょうどよい量のインクが再充填されるようにインク流路を設計すると、インク温度が低いときに再充填されるインク量が不足する。これによって、吐出口から吐出されるインクの量が不足するおそれがある。一方で、インク温度が低いときにちょうどよい量のインクが再充填されるようにインク流路を設計すると、インク温度が高いときに再充填されるインク量が過剰になる。これによって、吐出口から吐出されるインクの量が過剰になるおそれがある。
【０００７】
そこで、特許文献１を採用することによって、インクを再充填する能力が温度に応じて変化しないようにインク流路を変形させることも考えられる。しかし、特許文献１は、壁部自体の熱膨張を利用しているが、壁部はインク流路を画定するものであるため、その形状や構造、材料に関する設計上の自由度が小さい。したがって、温度変化に応じて適切に変形するように壁部を調整しにくい。
【０００８】
本発明の目的は、温度変化に応じてインク流路を適切に変形させるように調整しやすいインクジェットヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のインクジェットヘッドは、インクを吐出する吐出口と、前記吐出口にインクを供給するインク流路と、前記吐出口からインクを噴射させる噴射エネルギーを前記インク流路内のインクに供給する噴射アクチュエータと、前記噴射エネルギーが供給される位置より前記インク流路に沿って前記吐出口から離隔した位置にある前記インク流路の内壁面を画定する壁部と、気体を収容した密閉空間を画定する気体室とを備えている。そして、前記壁部が、前記気体室の内壁面の一部をさらに画定しており、前記気体室内の気体が、前記インク流路内のインクの温度に応じて前記壁部に印加する圧力を変化させると共に、前記インク流路内のインクの温度が上昇するのに応じてインクの流れ方向に直交する方向に関する前記インク流路の断面の面積を減少させるように、前記壁部を撓ませる。
【００１０】
また、本発明の別の観点によると、本発明のインクジェットヘッドは、インクを吐出する吐出口と、前記吐出口にインクを供給するインク流路と、前記吐出口からインクを噴射させる噴射エネルギーを前記インク流路内のインクに供給する噴射アクチュエータと、前記噴射エネルギーが供給される位置より前記インク流路に沿って前記吐出口から離隔した位置にある前記インク流路の内壁面を画定する壁部と、前記壁部が画定する前記内壁面に交差する方向に関して前記壁部を付勢する付勢部材とを備えている。そして、前記付勢部材が、前記インク流路内のインクの温度に応じて前記内壁面に交差する方向に関して熱膨張する際に前記壁部に印加する付勢力を増加させると共に、前記インク流路内のインクの温度が上昇するのに応じてインクの流れ方向に直交する方向に関する前記インク流路の断面の面積を減少させるように、前記壁部を撓ませる。
【００１１】
本発明の一方のインクジェットヘッドによると、インク流路の壁部が気体室内に面しており、気体室内の圧力がインクの温度変化に応じて変化することによって壁部を変形させる。また、他方のインクジェットヘッドによると、壁部に交差するように付勢部材が付勢力を印加しており、インクの温度変化に応じて付勢部材が変形し付勢力を変化させることによって、壁部を変形させる。
【００１２】
そして、壁部の変形は、温度が高くなるほどインク流路の断面積が小さくなるように調整されている。したがって、温度が低くインクの粘度が高いときにはインクが流れにくくなる一方で、インク流路の断面積が大きくインクが流れやすくなるように構成することができる。そして、インク温度が高くなってインクの粘度が低くなるときにはインクが流れやすくなる一方で、インク流路の断面積が小さくなるように壁部が変形するため吐出口へとインクが流れにくくなる。このように、温度変化に応じてインク粘度が変化しても、インク流路において噴射エネルギーが付与される箇所へインクを再充填する能力が変化するのを抑制することができる。また、本発明によると、気体室や付勢部材を壁部とは独立に構成することができる。したがって、気体室や付勢部材の形状や構造、材料に関して設計上の自由度が大きい。これによって、本発明は、壁部自体の熱膨張を利用する場合と比べて、温度変化に応じた壁部の変形を調整しやすくなっている。
【００１３】
また、本発明においては、前記気体室内に気体と共に液体が収容されていることが好ましい。これによると、気体の熱膨張を利用すると共に、液体に溶解する気体の量が温度によって異なることも利用して気体室内の圧力を変化させることができる。
【００１４】
また、本発明においては、前記噴射アクチュエータが、前記インク流路内のインクに圧力を印加することによって前記噴射エネルギーを供給するものであり、前記インク流路の一部が、前記噴射アクチュエータが前記インク流路内のインクに圧力を印加した際に発生した圧力波を反射させる絞り部であり、前記壁部が、前記絞り部の少なくとも一部の内壁面を画定していることが好ましい。これによると、絞り部の断面積が温度に応じて変化するようになる。
【００１５】
また、本発明においては、複数の前記吐出口と複数の前記絞り部と前記絞り部のそれぞれの前記内壁面を画定する複数の前記壁部とが設けられており、前記インク流路が、前記絞り部のそれぞれを含むと共に前記吐出口のそれぞれに連通した複数の個別インク流路を有しており、前記複数の絞り部が、いずれも一平面に沿って延び、前記一平面内の一直線に沿って配列されており、前記複数の壁部が、前記一直線に沿って配列されている。そして、前記付勢部材が、前記壁部を挟んで前記複数の絞り部に対向し、前記インク流路内のインクの温度に応じて熱膨張する温度変形部材と、前記壁部のそれぞれに向かって突出した複数の凸部とを有しており、前記温度変形部材が熱膨張する際に、前記複数の凸部を前記壁部に向かって付勢することが好ましい。これによると、１つの温度変形部材によって複数の凸部を複数の壁部に向かって付勢するので、絞り部が複数ある場合に対応した構成が実現する。
【００１６】
また、本発明においては、前記付勢部材が、前記温度変形部材が熱膨張によって変形する変形量より大きく前記凸部を前記壁部に向かって移動させる変位拡大機構をさらに有していることが好ましい。これによると、温度変形部材の熱膨張による変形量を変位拡大機構によって拡大し、温度変形部材の変形量より大きく凸部を移動させることができる。
【００１７】
また、本発明はさらに以下のように構成されていることが好ましい。つまり、前記複数の凸部が一方の表面に固定された、前記絞り部に向かって移動可能な平板部材が設けられている。そして、前記変位拡大機構が、長さが互いに等しい板状の第１及び第２のアーム部材と、前記第１のアーム部材の一端と回転軸との距離及び前記第２のアーム部材の一端と回転軸との距離が互いに等しくなるように、前記第１及び第２のアーム部材の両方を互いに対して回転可能に支持する第１の支持部材と、前記第１のアーム部材の一端及び前記第２のアーム部材の一端を前記回転軸と平行な軸周りに回転可能に支持する第２及び第３の支持部材と、前記第１のアーム部材の他端及び前記第２のアーム部材の他端を前記回転軸と平行な軸周りに回転可能に支持する、前記平板部材の前記一方の表面に平行な他方の表面に固定された第４及び第５の支持部材とを有している。また、前記２及び第３の支持部材が、前記第１のアーム部材の一端及び前記第２のアーム部材の一端を、互いの距離が変化可能であり、且つ、前記一平面に直交する方向に関して前記絞り部との距離がいずれも同じ距離に保持されるように支持している。また、前記第４及び第５の支持部材が、前記第１のアーム部材の他端及び前記第２のアーム部材の他端を、互いの距離が変化可能になるように支持している。そして、前記温度変形部材が、前記インク流路内のインクの温度に応じて熱膨張する際に、前記第１の支持部材を前記平板部材に近づく方向に付勢することが好ましい。
【００１８】
上記の構成によると、温度変形部材の熱膨張による変形量を、第１及び第２のアーム部材の変位によって拡大して平板部材に伝達することができる。これによって、温度変形部材の変形量よりも大きく平板部材を移動させることができるため、壁部の変形量を大きくすることができる。
【００１９】
また、本発明においては、前記壁部が、薄膜状の部材からなることが好ましい。これによると、壁部を撓みやすくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な一実施の形態について図を参照しつつ説明する。
【００２１】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係るインクジェットプリンタの全体的な構成を示す概略側面図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１０１は、４つのインクジェットヘッド１を有するカラーインクジェットプリンタである。このインクジェットプリンタ１０１は、制御装置１６を有しており、制御装置１６はインクジェットプリンタ１０１の各部の動作を制御する。また、インクジェットプリンタ１０１には、図中左方に給紙部１１が、図中右方に排紙部１２がそれぞれ設置されている。
【００２２】
インクジェットプリンタ１０１の内部には、給紙部１１から排紙部１２に向かって用紙Ｐが搬送される用紙搬送経路が形成されている。給紙部１１のすぐ下流側には、用紙を狭持搬送する一対の送りローラ５ａ、５ｂが配置されている。一対の送りローラ５ａ、５ｂは、用紙Ｐを給紙部１１から図中右方に送り出すためのものである。用紙搬送経路の中間部には、２つのベルトローラ６、７と、両ローラ６、７の間に架け渡されるように巻き回されたエンドレスの搬送ベルト８と、搬送ベルト８によって囲まれた領域内においてインクジェットヘッド１と対向する位置に配置されたプラテン１５とを含むベルト搬送機構１３が設けられている。プラテン１５は、インクジェットヘッド１と対向する領域において搬送ベルト８が下方に撓まないように搬送ベルト８を支持するものである。ベルトローラ７と対向する位置には、ニップローラ４が配置されている。ニップローラ４は、給紙部１１から送りローラ５ａ、５ｂによって送り出された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面８ａに押さえ付けるものである。
【００２３】
図示しない搬送モータがベルトローラ６を回転させることによって、搬送ベルト８が駆動される。これにより、搬送ベルト８が、ニップローラ４によって外周面８ａに押さえ付けられた用紙Ｐを粘着保持しつつ排紙部１２に向けて搬送する。
【００２４】
用紙搬送経路に沿って搬送ベルト８のすぐ下流側には、剥離機構１４が設けられている。剥離機構１４は、搬送ベルト８の外周面８ａに粘着されている用紙Ｐを外周面８ａから剥離して、図中左方の右方の排紙部１２に向けて送るように構成されている。
【００２５】
４つのインクジェットヘッド１は、４色のインク（マゼンタ、イエロー、シアン、ブラック）に対応して、搬送方向に沿って４つ並べて設けられている。つまり、このインクジェットプリンタ１０１は、ライン式プリンタである。４つのインクジェットヘッド１は、その下端にヘッド本体２をそれぞれ有している。ヘッド本体２は、搬送方向に直交した方向に長尺な細長い直方体形状となっている。また、ヘッド本体２の底面が外周面８ａに対向するインク吐出面２ａとなっている。搬送ベルト８によって搬送される用紙Ｐが４つのヘッド本体２のすぐ下方側を順に通過する際に、この用紙Ｐの上面すなわち印刷面に向けてインク吐出面２ａから各色のインクが吐出されることで、用紙Ｐの印刷面に所望のカラー画像を形成できるようになっている。
【００２６】
次に、図２〜図４を参照しつつ、ヘッド本体２について説明する。図２は、ヘッド本体２の平面図である。図３は、図２の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。なお、図３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４は、図３に示すIV−IV線に沿った部分断面図である。
【００２７】
図２に示すように、ヘッド本体２は、流路ユニット９とアクチュエータユニット２１とを含むものである。なお、インクジェットヘッド１は、インクを供給するリザーバユニット（不図示）や、制御装置１６からの制御指令に基づいてアクチュエータユニット２１を駆動させる駆動信号を生成するドライバＩＣ（不図示）がヘッド本体２に組み付けられることによって形成される。
【００２８】
ヘッド本体２は、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を含んでいる。図３に示すように、流路ユニット９には、圧力室１１０等を含むインク流路と、空気が充填される空気室１４１とが内部に形成されている。アクチュエータユニット２１は、各圧力室１１０に対応した複数のアクチュエータを含んでおり、圧力室１１０内のインクに選択的に噴射エネルギーを付与する機能を有する。以下、流路ユニット９内に形成されたインク流路について説明する。
【００２９】
流路ユニット９は、直方体形状となっている。流路ユニット９の上面９ａには、リザーバユニット側のインク流路の開口に対応して、計１０個のインク供給口１０５ｂが開口している。流路ユニット９の内部には、図２及び図３に示すように、インク供給口１０５ｂ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から分岐した複数の副マニホールド流路１０５ａが形成されている。副マニホールド流路１０５ａは、いずれもアクチュエータユニット２１の下方において流路ユニット９の長手方向に平行に延びている。流路ユニット９の下面には、多数のノズル１０８の開口がマトリクス状に配置されたインク吐出面２ａが形成されている。圧力室１１０も流路ユニット９におけるアクチュエータユニット２１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。
【００３０】
本実施形態では、等間隔に流路ユニット９の長手方向に並ぶ圧力室１１０の列が、短手方向に互いに平行に１６列配列されている。各圧力室列に含まれる圧力室１１０の数は、後述のアクチュエータユニット２１の外形形状（台形形状）に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。ノズル１０８も、これと同様の配置がされている。
【００３１】
また、流路ユニット９内には、副マニホールド流路１０５ａから各圧力室１１０までのインク流路の一部を構成する複数のアパーチャ１１２が形成されている。アパーチャ１１２は、図３に示されるように、流路ユニット９の長手方向に平行に配列されたアパーチャ列１２１ａ〜１２１ｐを構成している。これらのうち、アパーチャ列１２１ａ〜１２１ｄは、平面視において副マニホールド流路１０５ａが形成されている領域に互いに密集するように形成されている。また、アパーチャ列１２１ｅ〜１２１ｈ、アパーチャ列１２１ｉ〜１２１ｌ、アパーチャ列１２１ｍ〜１２１ｐも、それぞれ平面視において副マニホールド流路１０５ａが形成されている領域に密集するように形成されている。
【００３２】
流路ユニット９は、図４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枚のステンレス鋼等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形状を有する。
【００３３】
キャビティプレート１２２には、インク供給口１０５ｂ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１０５ｂとマニホールド流路１０５との連絡孔（図示せず）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１０５ｂとマニホールド流路１０５との連絡孔（図示せず）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１０５ｂとマニホールド流路１０５との連絡孔（図示せず）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に対応するノズル１０８が形成されている。ノズルプレート１３０の下面には、ノズル１０８の開口１０８ａ（吐出口）が形成されている。
【００３４】
これらプレート１２２〜１３０を互いに位置合わせしつつ積層することによって、流路ユニット９内に、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の出口からアパーチャ１１２及び圧力室１１０を経てノズル１０８に至る多数の個別インク流路１３２が形成される。このうち、アパーチャ１１２は、図４に示されているように、インクの流れ方向（個別インク流路１３２の延びる方向）に直交する方向に関する断面積が、個別インク流路１３２においてノズル１０８以外で最も小さい部分である。
【００３５】
次に、流路ユニット９におけるインクの流れについて説明する。リザーバユニットからインク供給口１０５ｂ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に分岐される。副マニホールド流路１０５ａ内のインクは、各個別インク流路１３２に流れ込み、アパーチャ１１２及び圧力室１１０を介してノズル１０８に至る。
【００３６】
アクチュエータユニット２１について説明する。図２に示すように、４つのアクチュエータユニット２１は、それぞれ台形の平面形状を有しており、インク供給口１０５ｂを避けるよう千鳥状に配置されている。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。
【００３７】
アクチュエータユニット２１は、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複数の圧電シートが積層された積層構造を有している。圧電シートは、いずれも複数の圧力室１１０に跨るサイズを有した連続平板である。最上層の圧電シート上面における圧力室１１０に対向する位置には、個別電極（不図示）が配置されている。また、最上層の圧電シートの下面にはシート全面に形成された共通電極（不図示）が配置されている。
【００３８】
共通電極はすべての圧力室１１０に対応する領域において等しくグランド電位が付与されている。一方、個別電極は、ドライバＩＣからの駆動信号が選択的に入力されるようになっている。つまり、アクチュエータユニット２１において、個別電極と圧力室１１０とで挟まれた部分が、個別のアクチュエータ（噴射アクチュエータ）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。
【００３９】
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。圧電シートはその厚み方向に分極されており、個別電極が配置された部分が活性層として働く。この活性層は、個別電極を共通電極と異なる電位にして、圧電シートに対してその分極方向に電界を印加すると、圧電シートの電界印加部分が圧電効果により歪む。例えば、分極方向と電界の印加方向とが同じであれば、活性部は分極方向に直交する方向（平面方向）に縮む。つまり、アクチュエータユニット２１は、最上層の圧電シートを活性部を含む層とし、その下方の圧電シートを非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプのアクチュエータである。圧電シートは圧力室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、最上層の圧電シートにおける電界印加部分とその下方の圧電シートとの間で平面方向への歪みに差が生じると、圧電シート全体が圧力室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内のインクに圧力が付与され、ノズル１０８からインク滴が吐出される。つまり、圧力室１１０は、個別インク流路１３２の中で、開口１０８ａからインクを噴射させるための噴射エネルギーがアクチュエータユニット２１からインクへと供給される領域に相当する。
【００４０】
ここで、圧力室１１０と副マニホールド流路１０５ａとの間にアパーチャ１１２が配置されていることによって個別インク流路１３２が絞られている。つまり、アパーチャ１１２は個別インク流路１３２の絞り部に相当する。したがって、圧力室１１０に圧力が付与された際に、個別インク流路１３２内のインクが副マニホールド流路１０５ａへと逆流することなく、ノズル１０８に向かって流れやすくなっている。また、いわゆる引き打ち（fill before fire）方式によってインク滴が吐出される場合には、圧力室１１０内のインクに負圧が付与されることによって発生した圧力波がアパーチャ１１２において反射する。そして、その反射波が圧力室１１０に到達するタイミングに合わせて圧力室１１０内のインクに正圧が付与される。このように、アパーチャ１１２は圧力室１１０からの圧力波を反射させる機能も担っている。なお、ノズル１０８からインク滴が吐出された後は、副マニホールド流路１０５ａから圧力室１１０へと、アパーチャ１１２を通じて、インクが再充填される。
【００４１】
次に、流路ユニット９内に形成された空気室について説明する。流路ユニット９内には、図３に示すように空気室１４１が形成されている。空気室１４１は、流路ユニット９内で密閉空間を画定している。空気室１４１には空気が充填されている。なお、空気室１４１内に充填する気体が、空気以外の混合気体や純粋気体であってもよい。空気室１４１は複数の分室１４１ａ（気体室）を有している。図３には、分室１４１ａの一部が示されている。分室１４１ａは、流路ユニット９の長手方向に平行に延びており、隣り合う２本のアパーチャ列に平面視において重なるように配置されている。例えば、図３に示されているように、アパーチャ列１２１ｉ及び１２１ｊには一本の分室１４１ａが重なっており、アパーチャ列１２１ｋ及び１２１ｌにも別の分室１４１ａが重なっている。これらの分室１４１ａ同士は、複数の連通流路１４１ｃによって連通している。なお、図３には、図を見やすくするため、その他の分室１４１ａを図示していないが、アパーチャ列１２１ａ〜１２１ｄ、アパーチャ列１２１ｅ〜１２１ｈ、及び、アパーチャ列１２１ｍ〜１２１ｐに対しても同様の位置関係で分室１４１ａが形成されている。
【００４２】
分室１４１ａは、図４に示すようにベースプレート１２３に形成されており、ベースプレート１２３の下面に開口している。分室１４１ａとアパーチャ１１２との間には、ダイヤフラム１５１（壁部）が設置されている。ダイヤフラム１５１は、樹脂材料や金属材料等からなる薄膜状の部材であり、流路ユニット９を構成する他のプレートと比べて変形しやすいように構成されている。ダイヤフラム１５１は、平面視において分室１４１ａとアパーチャ１１２とが重なり合っている領域を含むような形状を有している。そして、ベースプレート１２３とアパーチャプレート１２４との間において、分室１４１ａ内の空間とアパーチャ１１２内の空間とを完全に分離するように配置されている。これによって、ダイヤフラム１５１は、アパーチャ１１２の内壁面の一部を画定していると共に、分室１４１ａの内壁面の一部も画定している。また、分室１４１ａは、ダイヤフラム１５１を挟んでアパーチャ１１２に対向している。ダイヤフラム１５１の周縁は、ベースプレート１２３及びアパーチャプレート１２４のいずれか、又は両方に確実に接着されている。これによって、ダイヤフラム１５１が変形してもアパーチャ１１２から分室１４１ａへとインクが流出したり、分室１４１ａからアパーチャ１１２へと空気が流出したりすることがないように構成されている。
【００４３】
ところで、上記のように、ノズル１０８からインクが吐出された後は、副マニホールド流路１０５ａから圧力室１１０へと、アパーチャ１１２を通じてインクが再充填される。しかし、個別インク流路１３２を流れるインクの温度が変化すると、副マニホールド流路１０５ａから圧力室１１０へとインクを再充填する能力に変化が生じるおそれがある。これは、インク温度が変化すると、これに応じてインクの粘度が変化するためである。つまり、インク温度が高くなるにつれてインク粘度が低下する。これによってインクが流れやすくなるため、副マニホールド流路１０５ａから圧力室１１０へとインクが再充填されやすくなる。一方で、インク温度が低くなるにつれてインク粘度が上昇する。これによってインクが流れにくくなるため、副マニホールド流路１０５ａから圧力室１１０へとインクが再充填されにくくなる。
【００４４】
また、インクを再充填する能力は、アパーチャ１１２の流路抵抗によっても変化する。流路抵抗が大きいとインクが流れにくくなり、流路抵抗が小さいとインクが流れやすくなるからである。そこで、例えば、アパーチャ１１２の流路抵抗がある一定の値になるようにアパーチャ１１２の形状や大きさを決定したとする。ここで、この流路抵抗の値は、インクがある温度になるときにちょうどよい量のインクが再充填されるように調整されているとする。この場合、インクが上記のある温度より高くなると、インク粘度が低下してインクが流れやすくなるため、再充填される量が過剰になってしまう。逆に、インクが上記のある温度より低くなると、インク粘度が上昇してインクが流れにくくなるため、再充填される量が不足してしまう。
【００４５】
そこで、空気室１４１及びダイヤフラム１５１は、個別インク流路１３２内のインクの温度に応じてアパーチャ１１２内の流路抵抗が適切に変化するように構成されている。具体的には、空気室１４１は、上記のとおり流路ユニット９内で密閉されている。したがって、インク温度に応じて空気室１４１内の圧力が変動する。
【００４６】
一方で、ダイヤフラム１５１は、分室１４１ａ内の圧力とアパーチャ１１２内の圧力との差に応じて変形するように構成されている。例えば、分室１４１ａ内の圧力とアパーチャ１１２内の圧力とが等しい場合には、ダイヤフラム１５１は図４のように水平に延びた状態を取っている。一方、分室１４１ａ内の圧力がアパーチャ１１２内の圧力より大きくなると、図５（ａ）のようにアパーチャ１１２内に向かって凸に撓んだ状態を取る。したがって、図５（ａ）の状態においては、インクの流れ方向（個別インク流路１３２に沿った方向）に直交する方向に関してアパーチャ１１２の断面積が、図４の状態より小さくなる。つまり、図５（ａ）の状態におけるアパーチャ１１２の流路抵抗は、図４の状態におけるアパーチャ１１２の流路抵抗より大きくなる。
【００４７】
また、分室１４１ａ内の圧力がアパーチャ１１２内の圧力より小さくなると、ダイヤフラム１５１は、図５（ｂ）のように分室１４１ａ内に向かって凸に撓んだ状態を取る。したがって、図５（ｂ）の状態においては、インクの流れ方向に直交する方向に関してアパーチャ１１２の断面積が、図４の状態より大きくなる。つまり、図５（ｂ）の状態におけるアパーチャ１１２の流路抵抗は、図４の状態におけるアパーチャ１１２の流路抵抗より小さくなる。
【００４８】
分室１４１ａ内の空気は、ある温度においてダイヤフラム１５１が、図４のように水平に沿った状態を取るように調整されている。そして、空気の温度が上昇すると、ダイヤフラム１５１はアパーチャ１１２内へ向かって凸に撓む。これによって、アパーチャ１１２内の流路抵抗が大きくなる。また、空気の温度が低下すると、ダイヤフラム１５１は分室１４１ａ内に向かって凸に撓む。これによってアパーチャ１１２内の流路抵抗が小さくなる。
【００４９】
このように、本実施形態によると、個別インク流路１３２内のインク温度が上昇するのに応じてアパーチャ１１２内の断面積を減少させるようにダイヤフラム１５１が変形する。また、個別インク流路１３２内のインク温度が低下するのに応じてアパーチャ１１２内の断面積を増加させるようにダイヤフラム１５１が変形する。つまり、インク温度が高くインク粘度が低いときには個別インク流路１３２内のインクが流れやすくなる一方で、アパーチャ１１２の流路抵抗が大きくなる方向にダイヤフラム１５１が変形する。また、インク温度が低くインク粘度が高いときには個別インク流路１３２内のインクが流れにくくなる一方で、アパーチャ１１２の流路抵抗が小さくなる方向にダイヤフラム１５１が変形する。これによって、本実施形態は、副マニホールド流路１０５ａから圧力室１１０へインクを再充填する能力がインク温度に応じて変化しにくくなるように構成されている。
【００５０】
なお、インクの温度変化に応じたダイヤフラム１５１の変形量は、ダイヤフラム１５１の材質、厚み、平面形状や、空気室１４１内に充填した気体の質量等の設計上のパラメータに依存する。これらのパラメータを調整することによってダイヤフラム１５１の変形量を調整できる。なお、空気室１４１に所定の質量の気体を充填する工程は、例えば、流路ユニット９の製造工程において、空気室１４１内へと連通する流路を形成しておく。そして、かかる流路を通じて、空気室１４１の容積と所定の質量とに対応する所定の圧力をかけつつ空気室１４１内に気体を導入し、その後この流路を密閉することによって実施される。
【００５１】
そして、ダイヤフラム１５１の変形量は、インク温度が変化しても個別インク流路１３２においてインクを再充填する能力ができるだけ変化しないように調整されていることが好ましい。ただし、本実施形態のインクジェットプリンタ１０１の使用環境として想定される温度範囲内（例えば、５℃〜４０℃程度の範囲内）において、再充填の能力ができるだけ一定になればよい。なお、逆に、インクを再充填する能力が変化しない温度範囲が広くなるように流路ユニット９を構成した場合には、インクジェットプリンタ１０１の使用環境として想定される温度範囲を広く設定することができる。
【００５２】
ところで、本実施形態とは異なる参考例として、例えばダイヤフラム１５１等のインク流路の壁部自体が熱膨張するのを利用してインク流路の断面積を変化させることも考えられる。しかし、インク流路の壁部は、内部のインクが適切に流れるように設計しないといけないため、形状や構造、材料に関する設計上の自由度が小さい。これに対して、本実施形態は、空気室１４１内の気体の圧力が温度によって変化することを利用してダイヤフラム１５１を変形させ、アパーチャ１１２の断面積を変化させている。したがって、空気室１４１の形状、容積や内部の気体の質量等を調整することによって、アパーチャ１１２の断面積の変化量を調整することができる。ここで、空気室１４１やその内部の気体は、インク流路とは独立に構成されているため、形状や構造、材料に関する設計上の自由度が大きい。したがって、インク流路の壁部自体の熱膨張を利用する場合と比べて、温度変化に応じたダイヤフラム１５１の変形量を調整しやすくなっている。
【００５３】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係るヘッド本体２０２について図６を参照しつつ説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態においてヘッド本体２をヘッド本体２０２に置き換えたものである。ヘッド本体２０２以外の構成については第１の実施形態と同様であるので、以下においてはその説明を省略する。また、ヘッド本体２０２の構成もヘッド本体２と同じ部分については適宜説明を省略する。なお、第１の実施形態において用いた符号と同じ符号が付されている部分は同じ構成を示している。
【００５４】
第２の実施形態のヘッド本体２０２は流路ユニット２０９を有している。流路ユニット２０９においては、第１の実施形態と異なり、空気室１４１内に気体と共に液体２４１が充填されている。空気室１４１内の気体及び液体２４１は、本実施形態の使用環境として想定される温度範囲において、温度が上昇するのに応じて液体２４１へと気体が溶解する量が小さくなるようなものが選択されることが好ましい。例えば、液体２４１として水、空気室１４１内の気体として二酸化炭素が選択されてもよい。空気室１４１内の気体の量と液体２４１の量は、上記の温度範囲内において個別インク流路１３２内のインク温度が上昇した場合に空気室１４１内の圧力が増加するように調整されている。つまり、第１の実施形態と同様に、インク温度の上昇に応じてアパーチャ１１２内の断面積を減少させる方向にダイヤフラム１５１が変形するように調整されている。
【００５５】
本実施形態によると、液体２４１中に溶解する気体の量が温度によって変化することも利用しつつ、ダイヤフラム１５１の変形量を調整することができる。これによって、ダイヤフラム１５１の変形量を調整する設計上の自由度が高くなる。また、インク流路の壁部自体の熱膨張を利用する場合と比べて、温度変化に応じたダイヤフラム１５１の変形を調整しやすいことも、第１の実施形態と同様である。
【００５６】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態に係る流路ユニット３０９について説明する。第３の実施形態は、第１の実施形態において流路ユニット９を流路ユニット３０９に置き換えたものである。流路ユニット３０９以外の構成については第１の実施形態と同様であるので、以下においてはその説明を省略する。また、流路ユニット３０９の構成も流路ユニット９と同じ部分については適宜説明を省略する。なお、第１の実施形態において用いた符号と同じ符号が付されている部分は同じ構成を示している。
【００５７】
図７は、ダイヤフラム１５１の周辺に関する流路ユニット３０９の断面図である。なお、図７の断面図は、第１の実施形態において図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った部分断面図に相当する。流路ユニット３０９において、分室１４１ａ内には、ダイヤフラム付勢部材３５０（付勢部材）が設けられている。ダイヤフラム付勢部材３５０は、ダイヤフラム１５１に沿って延びる平板部材３５２を有している。平板部材３５２の下面には下方に向かって突出する複数の凸部３５２ａが形成されている。各凸部３５２ａはダイヤフラム１５１を挟んでアパーチャ１１２に対向している。
【００５８】
ダイヤフラム付勢部材３５０は温度変形部材３５１を有している。温度変形部材３５１は分室１４１ａの天井面に固定されており、主走査方向（図７の奥から手前に向かう方向）に関して後述のアーム部材３６２との間にアーム部材３６１を挟む位置に配置されている。温度変形部材３５１は、アパーチャ１１２内のインクの温度に応じて下方へと熱膨張する部材である。温度変形部材３５１は、流路ユニット３０９において温度変形部材３５１以外の部分を構成する材料の線膨張率よりも大きい線膨張率を有する材料から構成されている。例えば、ベースプレート１２３やアパーチャプレート１２４より線膨張率が大きい材料から構成されている。
【００５９】
また、ダイヤフラム付勢部材３５０は、温度変形部材３５１の熱膨張による変形量より大きく平板部材３５２を変位させる変位拡大機構３５０ａを有している。変位拡大機構３５０ａは、アーム部材３６１及び３６２（第１及び第２のアーム部材）を有している。アーム部材３６１及び３６２は互いに同じ長さを有する部材である。アーム部材３６１及び３６２は、主走査方向に関して重なり合うように交差しており、その交差位置はそれぞれその長さ方向のちょうど中間の位置である。そして、アーム部材３６１及び３６２は、その交差位置において支持軸３５３（第１の支持部材）によって支持されている。支持軸３５３は、主走査方向に関して延びる軸部材であり、アーム部材３６１及び３６２の両方を互いに対して回転可能に支持している。これによって、アーム部材３６１及び３６２は、図７において支持軸３５３を回転軸として、互いに対して時計回り又は反時計回りに回転することができる。支持軸３５３は、主走査方向に関してアーム部材３６２より奥に位置する温度変形部材３５１の下方まで延びている。温度変形部材３５１の下面は、支持軸３５３に上方から当接するように配置されている。
【００６０】
アーム部材３６１及び３６２の上端部は、それぞれ支持部材３５４及び３５５（第２及び第３の支持部材）に支持されている。支持部材３５４は鉛直方向及び副走査方向に関して延びた平板状の部材であり、図７において副走査方向に関して長尺な長方形の形状を有している。支持部材３５４は分室１４１ａの天井面に固定されている。支持部材３５４には副走査方向に沿って延びる貫通孔３５４ａが形成されている。アーム部材３６１の上端部は、留め具３６１ａを介して支持部材３５４に支持されている。留め具３６１ａは支持部材３５４の厚み方向に関して貫通孔３５４ａを貫通しており、貫通孔３５４ａの延びる方向に沿って往復移動可能である。これによって、アーム部材３６１は留め具３６１ａを回転軸として回転可能であると共に、アーム部材３６１の上端部は副走査方向に沿って往復移動可能である。
【００６１】
支持部材３５５は平板状の部材であり、分室１４１ａの天井面に固定されている。支持部材３５５は、図７において支持部材３５４の右方に配置されている。アーム部材３６２の上端部は、軸部材３６２ａを介して支持部材３５５に支持されている。軸部材３６２ａは主走査方向に沿って延びており、アーム部材３６２は軸部材３６２ａを回転軸として回転可能に支持部材３５５に支持されている。
【００６２】
アーム部材３６１及び３６２の下端部は、それぞれ支持部材３５６及び３５７（第４及び第５の支持部材）に支持されている。支持部材３５６は鉛直方向及び副走査方向に関して延びた平板状の部材であり、図７において副走査方向に関して長尺な長方形の形状を有している。支持部材３５６は分室１４１ａの天井面に固定されている。支持部材３５６には副走査方向に沿って延びる貫通孔３５６ａが形成されている。アーム部材３６２の下端部は、留め具３６２ｂを介して支持部材３５６に支持されている。留め具３６２ｂは貫通孔３５６ａを支持部材３５６の厚み方向に関して貫通しており、貫通孔３５６ａの延びる方向に沿って往復移動可能である。これによって、アーム部材３６２は軸部材３６２ａを回転軸として回転可能であると共に、アーム部材３６２の下端部は副走査方向に沿って往復移動可能である。
【００６３】
支持部材３５７は平板状の部材であり、平板部材３５２の上面に固定されている。支持部材３５７は、図７において支持部材３５６の右方に配置されている。アーム部材３６１の下端部は、軸部材３６１ｂを介して支持部材３５７に支持されている。軸部材３６１ｂは主走査方向と平行に延びており、アーム部材３６１は軸部材３６１ｂを回転軸として回転可能に支持部材３５７に支持されている。
【００６４】
以上の構成により、変位拡大機構３５０ａは、温度変形部材３５１の熱膨張による変形量を拡大し、拡大した変形量に相当する距離だけ平板部材３５２を下方へと変位させる。例えば、図７（ａ）は、アパーチャ１１２内のインクの温度がある値のときの温度変形部材３５１を示している。この状態からインクの温度が上昇すると、温度変形部材３５１は下方に向かって熱膨張して図７（ｂ）の状態になる。これによって、支持軸３５３は、温度変形部材３５１によって付勢され、下方へと移動する。そして、アーム部材３６１は軸部材３６１ｂを中心に時計回りに回転し、アーム部材３６２は軸部材３６２ａを中心に反時計回りに回転する。これによって、アーム部材３６１及び３６２は、図７（ａ）のθ１から図７（ｂ）のθ２（＜θ１）へと互いの間の角度が変化するように、互いに対して回転している。さらに、アーム部材３６１の上端部は貫通孔３５４ａに沿って右方へと移動し、アーム部材３６２の下端部は貫通孔３５６ａに沿って右方へと移動する。
【００６５】
そして、平板部材３５２は、アーム部材３６１及び３６２の下端部が下方へと移動した距離に相当する距離だけ下方に向かって平行に移動する。ここで、アーム部材３６１及び３６２の下端部は、温度変形部材３５１の下面が下方へと移動した距離よりも大きく下方へと移動することとなる。例えば、アーム部材３６２は図７（ａ）の状態から図７（ｂ）の状態に至るまでに、軸部材３６２ａを中心に反時計回りに回転する。つまり、支持軸３５３及び留め具３６２ｂも、軸部材３６２ａを中心に反時計回りに回転する。かかる回転移動によって留め具３６２ｂが下方へと移動する距離は、支持軸３５３が下方へと移動する距離より大きい。留め具３６２ｂの回転移動の回転半径は、支持軸３５３の回転移動の回転半径より大きいからである。そして、温度変形部材３５１の下面が熱膨張によって下方へと移動する距離と支持軸３５３が下方へと移動する距離は等しい。また、アーム部材３６１及び３６２の下端部が下方へと移動する距離は平板部材３５２が下方へと移動する距離と等しい。したがって、平板部材３５２は、温度変形部材３５１の熱膨張による変形量より大きく下方へと移動することとなる。
【００６６】
平板部材３５２の移動に伴って、平板部材３５２の下面に形成された凸部３５２ａも下方へと移動する。つまり、温度変形部材３５１の熱膨張による付勢力は、変位拡大機構３５０ａによって凸部３５２ａへと伝達される。そして、凸部３５２ａは、ダイヤフラム１５１に当接し、ダイヤフラム１５１を下方に向かって付勢し、ダイヤフラム１５１をアパーチャ１１２内に向かって凸に撓ませる。このとき、アパーチャ１１２内のインクの温度が高いほど温度変形部材３５１が大きく熱膨張する。このため、インク温度が高いほど凸部３５２ａがダイヤフラム１５１に印加する付勢力が大きく、ダイヤフラム１５１が大きく撓む。
【００６７】
逆に、図７（ｂ）の状態から個別インク流路１３２内のインク温度が低下した場合には、温度変形部材３５１が上方へと収縮する。この場合には、温度変形部材３５１から支持軸３５３への付勢力が小さくなるため、凸部３５２ａからダイヤフラム１５１への付勢力も小さくなる。これによって、ダイヤフラム１５１が自己の弾性力により図７（ａ）の状態に復帰するように変形する。ダイヤフラム１５１が図７（ａ）の状態へと復帰するように変形すると、平板部材３５２もダイヤフラム１５１に押されて上方へと移動する。
【００６８】
このように、第３の実施形態によると、第１及び第２の実施形態と同様、個別インク流路１３２内のインク温度が上昇するのに応じてアパーチャ１１２内の断面積を減少させるようにダイヤフラム１５１を変形させる。また、個別インク流路１３２内のインク温度が低下するのに応じてアパーチャ１１２内の断面積を増加させるようにダイヤフラム１５１を変形させる。これによって、副マニホールド流路１０５ａから圧力室１１０へインクを再充填する能力がインク温度に応じて変化しにくくなっている。
【００６９】
また、第３の実施形態によると、温度変形部材３５１の熱膨張によって平板部材３５２を下方へと移動させる。そして、平板部材３５２の移動距離は、変位拡大機構３５０ａの機能により、温度変形部材３５１の熱膨張による変位量より大きくなっている。したがって、ダイヤフラム１５１の変形量を大きくすることができる。
【００７０】
さらに、第３の実施形態は、ダイヤフラム付勢部材３５０によってダイヤフラム１５１を変形させることにより、アパーチャ１１２の断面積を変化させている。したがって、ダイヤフラム付勢部材３５０の構成を調整することによって、アパーチャ１１２の断面積の変化量を調整することができる。ここで、ダイヤフラム付勢部材３５０は、インク流路の壁部とは独立に構成されているため、形状や構造、材料に関する設計上の自由度が大きい。したがって、第１の実施形態と同様、インク流路の壁部自体の熱膨張を利用する場合と比べて、温度変化に応じたダイヤフラム１５１の変形を調整しやすくなっている。
【００７１】
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態に係る流路ユニット４０９について説明する。第４の実施形態は、第３の実施形態において流路ユニット３０９を流路ユニット４０９に置き換えたものである。流路ユニット４０９以外の構成については第３の実施形態と同様であるので、以下においてはその説明を省略する。また、流路ユニット４０９の構成も流路ユニット３０９と同じ部分については適宜説明を省略する。なお、第３の実施形態において用いた符号と同じ符号が付されている部分は同じ構成を示している。
【００７２】
図８は、ダイヤフラム１５１の周辺に関する流路ユニット４０９の断面図である。なお、図８の断面図は、第３の実施形態において図７に相当する図である。流路ユニット４０９において、分室１４１ａ内には、ダイヤフラム付勢部材４５０が設けられている。ダイヤフラム付勢部材４５０は温度変形部材４５１を有している。温度変形部材４５１は、分室１４１ａの天井面に固定されており、副走査方向に関して複数のアパーチャ１１２に跨るように延びている。また、温度変形部材４５１は、温度変形部材３５１よりも鉛直方向に関して長く延びており、第３の実施形態と異なり、その下面に複数の凸部４５１ａが直接固定されている。凸部４５１ａは、ダイヤフラム１５１を挟んでアパーチャ１１２に対向している。
【００７３】
第４の実施形態においても、第３の実施形態と同様に、温度変形部材４５１が下方へと熱膨張する際に凸部４５１ａがダイヤフラム１５１を下方へと付勢し、ダイヤフラム１５１をアパーチャ１１２内に向かって凸に撓ませる。また、アパーチャ１１２内のインクの温度が低下した場合には、凸部４５１ａがダイヤフラム１５１から離隔する方向に移動する。これによって、ダイヤフラム１５１が自己の弾性力によって図８の状態へと復帰するように変形する。このように、個別インク流路１３２内のインク温度が上昇するのに応じてアパーチャ１１２内の断面積を減少させるようにダイヤフラム１５１を変形させることができる。また、個別インク流路１３２内のインク温度が低下するのに応じてアパーチャ１１２内の断面積を増加させるようにダイヤフラム１５１を変形させることができる。これによって、副マニホールド流路１０５ａから圧力室１１０へインクを再充填する能力がインク温度に応じて変化しにくくなっている。なお、温度変形部材４５１は、鉛直方向に関する熱膨張の変形量が大きくなるように、できるだけ鉛直方向に関して長い方が好ましい。
【００７４】
第４の実施形態において、インク流路の壁部自体の熱膨張を利用する場合と比べて、温度変化に応じたダイヤフラム１５１の変形を調整しやすいことも、第３の実施形態と同様である。
【００７５】
＜変形例＞
以上は、本発明の好適な実施形態についての説明であるが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、課題を解決するための手段に記載された範囲の限りにおいて様々な変更が可能なものである。
【００７６】
例えば、上述の各実施形態においては、個別インク流路１３２を変形させるためのダイヤフラムがアパーチャ１１２の内壁面を確定するように設置されている。しかし、圧力室１１０と副マニホールド流路１０５ａとの間であれば、いずれの場所にダイヤフラムを設置してもよい。
【００７７】
また、上述の各実施形態においては、空気室１４１がベースプレート１２３に形成されているが、サプライプレート１２５に平面視においてアパーチャ１１２と重なるように形成されていてもよい。この場合は、ダイヤフラム１５１が、アパーチャプレート１２４とサプライプレート１２５との間に、アパーチャ１１２と分室１４１ａとを分離するように設けられる。
【００７８】
また、上述の第１の実施形態においては、インク温度が低いときにはダイヤフラム１５１が分室１４１ａ内に凸に撓んでおり、インク温度が高いときにはダイヤフラム１５１がアパーチャ１１２内に凸に撓んでいることが想定されている。しかし、第１の実施形態の使用環境として想定される温度範囲内において、必ずしもダイヤフラム１５１が分室１４１ａ内に凸に撓んだ状態（図５（ｂ）の状態）から、ダイヤフラム１５１がアパーチャ１１２内に凸に撓んだ状態（図５（ａ）の状態）へと変化しなくてもよい。例えば、上記の温度範囲の最も低温においては図４のようにダイヤフラム１５１が水平に沿った状態であり、インク温度が上昇するにつれてダイヤフラム１５１がアパーチャ１１２内に凸に撓むようになっていてもよい。あるいは、上記の温度範囲の最も高温においても最も低温においてもダイヤフラム１５１が分室１４１ａ内に凸に撓んでおり、その温度範囲内ではインク温度が低下するにつれてダイヤフラム１５１の撓み量が小さくなるようになっていてもよい。
【００７９】
また、上述の第３の実施形態に含まれる変位拡大機構３５０ａは、温度変形部材３５１の変形量を拡大するための機構の一例であり、かかる機能を有する機構であれば別の構造を有するものであってもよい。例えば、支持部材３５５及び３５７はそれぞれアーム部材３６２及び３６１の端部を回転可能に支持するものであるが、かかる支持部材３５５及び３５７の代わりに、支持部材３５４及び３５６のように、副走査方向に関して移動可能なようにアーム部材３６２及び３６１の端部を支持する部材が用いられてもよい。また、支持部材３５３は、アーム部材３６１及び３６２の両方の長さ方向に関して中間に位置している。しかし、中間以外に位置していてもよい。ただし、アーム部材３６１の上端から支持部材３５３までの距離及び３６２の上端から支持部材３５３までの距離が等しくなるような位置であることが好ましい。
【００８０】
また、変位拡大機構３５０ａは、平板部材３５２を下方へと平行移動させるものである。これは、ダイヤフラム１５１においてアパーチャ１１２と平面視で重なる領域に確実に凸部３５２ａを当接させるためである。しかし、平板部材３５２が下方へと移動する際に水平方向にも移動することがある程度許容されるのであれば、変位拡大機構３５０ａにおいて支持部材３５６と支持部材３５７との配置が逆であってもよい。このとき、支持部材３５６がアーム部材３６１の下端部を支持し、支持部材３５７がアーム部材３６２の下端部を支持することとなる。また、平板部材３５２が下方に移動する際、水平な姿勢を保ったままでなく、水平方向から傾斜することがある程度許容されるのであれば、変位拡大機構３５０ａの構造としてさらに種々のバリエーションが採用され得る。例えば、アーム部材３６１及び３６２の長さが同じでなくてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施形態に係る第１の実施形態のインクジェットプリンタの全体的な構成を示す概略側面図である。
【図２】図１のヘッド本体の平面図である。
【図３】図２の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿った部分断面図である。
【図５】図４のダイヤフラムが変形した場合を示す図である。
【図６】第１の実施形態とは異なる第２の実施形態に係るヘッド本体における図４に対応する部分断面図である。。
【図７】さらに別の第３の実施形態に係るヘッド本体における図３のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面に相当する部分断面図である。
【図８】さらに別の第４の実施形態に係るヘッド本体における図７に対応する部分断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１        インクジェットヘッド
９        流路ユニット
１０１    インクジェットプリンタ
１０８    ノズル
１１０    圧力室
１１２    アパーチャ
１３２    個別インク流路
１４１    空気室
１４１ａ  分室
１５１    ダイヤフラム
２０２    ヘッド本体
２０９    流路ユニット
３０９    流路ユニット
３５０    ダイヤフラム付勢部材
３５０ａ  変位拡大機構
３５１    温度変形部材
３５２    平板部材
３５２ａ  凸部
３５３    支持軸
３５４〜３５７  支持部材
３６１，３６２  アーム部材
４０９    流路ユニット
４５０    ダイヤフラム付勢部材
４５１    温度変形部材
４５１ａ  凸部
【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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