(57)【要約】【課題】液滴吐出ヘッドの駆動エネルギーを低く抑えながら、共通液室の密閉性を確保しつつ、ダンパ効果を高めることができる液滴噴射ヘッドを提供する。【解決手段】流路ユニット２が、マニホールドプレート１４，１５と、マニホールドプレート１４，１５に積層されて共通液室２２に面するダンパ壁２８を有したダンパプレート１６とを備え、該ダンパプレート１６は、平面視でマニホールド孔１４ａ，１５ａに対応する位置にダンピング空間４１ａが形成された基材部４１と、該基材部４１に重ねられた樹脂部４２とからなり、該樹脂部４２は、少なくともダンピング空間４１ａの周辺のみを被覆するよう設けられてダンパ壁２８をなし、共通液室２２の平面視輪郭形状よりも小さく形成されてマニホールド孔１４ａ，１５ａ内に収容される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を噴射する複数のノズルと流出路を介して連通する複数の圧力室、液体供給源からの液体を前記各圧力室に供給する共通液室、及び前記共通液室の圧力変動を吸収するダンパ室を有する流路ユニットと、
前記圧力室内の液体に噴射圧を付与するエネルギー発生手段とを備える液滴噴射ヘッドであって、
前記流路ユニットは、前記共通液室を構成するマニホールド孔が形成されたマニホールドプレートと、前記マニホールドプレートに積層されて前記共通液室に面して可撓性を有するダンパ壁をなすダンパプレートとを備え、
該ダンパプレートは、平面視で前記マニホールド孔に対応する位置に前記ダンパ室を構成するダンピング空間が形成された基材部と、該基材部の前記マニホールドプレート側に重ねられた樹脂部とからなり、
該樹脂部は、少なくとも前記ダンピング空間の周辺のみを被覆するよう設けられて前記ダンパ壁をなし、前記共通液室の平面視輪郭形状よりも小さく形成されて前記マニホールド孔内に収容されることを特徴とする液滴噴射ヘッド。
【請求項２】
前記ダンピング空間の平面視輪郭形状が、前記樹脂部の平面視輪郭形状よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の液滴噴射ヘッド。
【請求項３】
前記ダンピング空間が、前記基材部を前記共通液室側と反対側からくぼませて形成された凹部からなり、
前記ダンパ壁が、該凹部の形成によって前記基材部に一部の板厚が残されてなる薄肉部と、前記樹脂部における該薄肉部を被覆する覆部とによって構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の液滴噴射ヘッド。
【請求項４】
前記凹部は、これに対応する領域に対してハーフエッチングを行うことにより形成されていることを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記ダンピング空間が、前記基材部を貫通する貫通孔からなり、
前記ダンパ壁が、前記樹脂部における前記貫通孔の一側の開口を覆う覆部により構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の液滴噴射ヘッド。
【請求項６】
液滴を噴射する複数のノズル、該各ノズルに流出路を介して連通する複数の圧力室、液体供給源からの液体を前記各圧力室に供給する共通液室、及び前記共通液室の圧力変動を吸収するダンパ室を有し、複数枚のプレートを積層してなる流路ユニットと、
前記圧力室内の液体に噴射圧を付与するエネルギー発生手段とを備える液滴噴射ヘッドの製造方法であって、
前記共通液室となるべきマニホールド孔を有するマニホールドプレートを形成する工程と、
平面視で前記マニホールド孔に対応する位置に配されるダンピング空間、及び該ダンピング空間を覆うダンパ壁を有したダンパプレートを形成する工程と、
前記マニホールドプレートを前記ダンパプレートと積層して前記共通液室及び前記ダンパ室を構成する工程とを有し、
前記ダンパプレートを形成する工程は、基材部に前記ダンピング空間を形成する工程と、前記基板部の前記マニホールドプレート側の面で前記ダンピング空間の周辺のみに樹脂部を被覆して前記ダンパ壁をなす工程とを有し、
前記マニホールドプレートを前記ダンパプレートと積層する工程において、前記樹脂部が前記マニホールド孔内に収容されることを特徴とする液滴噴射ヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記ダンパプレートを形成する工程は、前記基材部に樹脂層が重ねられた基板を形成する工程を有し、
前記樹脂部で被覆する工程において、前記樹脂層をエッチングによって前記基材部の前記マニホールドプレート側の面の前記ダンピング空間の周辺のみに一部残すことを特徴とする請求項６に記載の液滴噴射ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記基材部にダンピング空間を形成する工程において、前記基材部を前記共通液室側と反対側の面をくぼませてなる凹部を前記ダンピング空間として形成するとともに、前記共通液室側に一部の板厚を残して薄肉部を形成し、
前記樹脂部で被覆する工程において、該薄肉部と前記樹脂部における前記樹脂部を被覆する覆部とによって前記ダンパ壁をなすことを特徴とする請求項６または７に記載の液滴噴射ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記基材部にダンピング空間を形成する工程が、前記ダンパプレートにおける前記凹部にに対応する領域以外をマスクする工程と、エッチング液によって前記領域をハーフエッチングする工程とを有していることを特徴とする請求項８に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項１０】
前記基材部にダンピング空間を形成する工程において、前記基材部を貫通してなる貫通孔を前記ダンピング空間として形成し、
前記樹脂部で被覆する工程において、前記樹脂部における該貫通孔の一側の開口を覆う覆部によって前記ダンパ壁をなすことを特徴とする請求項６または７に記載の液滴噴射ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばインクジェットプリンタに搭載されるインクジェットヘッド等、流路ユニットを備える液滴噴射ヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴吐出ヘッドの一例たるインクジェットヘッドは流路ユニットとアクチュエータとを備え、流路ユニット内には、液滴を吐出する複数のノズルと、液体供給源と繋がる共通インク室と、共通インク室に連通する複数の圧力室と、各圧力室と各ノズルとを連通する流出路とからなる液体流路が形成されている。流路ユニットは、液体流路となる孔や溝が形成された複数のプレートを積層して構成され、圧力室をなす圧力室プレートとノズルをなすノズルプレートとの間に共通インク室をなすマニホールドプレート等を中間層として配した構造となっている（例えば特許文献１参照）。ノズルプレートを除く他のプレートは一般に金属板から形成されている。
【０００３】
このインクジェットヘッドによれば、アクチュエータが選択的に駆動することによって対応する圧力室内のインクに吐出圧が付与され、連通するノズル孔から外部へインク滴が吐出されるとともに、共通インク室から圧力室へ負圧によってインクが補充されるようになっている。
【０００４】
このとき選択された１つの圧力室内で発生する吐出圧は、ノズル孔へ伝播する前進成分だけでなく、共通インク室側へ向かう後退成分を含み、この後退成分により共通インク室を中継して他の圧力室にまで圧力が到達してしまう所謂クロストークがおこることがある。そこで流路ユニットは中間層としてマニホールドプレートに積層されるダンパプレートを備えている。ダンパプレートの共通インク室と対応する位置には、共通インク室との対向面と反対側の面を凹状にくぼませたダンピング空間とともに薄肉のダンパ壁が形成される。ダンピング空間を閉鎖するよう他のプレートが積層されることにより、ダンパ壁を介して共通インク室と区画されたダンパ室が形成される。圧力室から逆流してきた吐出圧の後退成分が共通インク室に伝播すると、その圧力変動がダンパ壁の弾性変形により吸収され、共通インク室内の圧力変動が減衰される。
【０００５】
このようなダンパ効果を高めるためには、ダンパ壁の面積を増やす等の方策も考えられるが、近年、インクジェットヘッドの小型化に伴い、ダンパ壁の可撓性をより向上させることが考えられている。
【０００６】
高いダンパ効果を得るためには、特許文献１のような金属製のダンパプレートにおいてはダンパ壁の厚みを薄くすることが考えられる。しかし、ダンパプレートの原料となる金属材料のインゴットには、その製造時に注入される添加物などを含む微量の混入物が存在しているため、ダンパ壁の厚み寸法が混入物の粒径と同程度になるまで小さくなると、ダンパ壁内の混入物が脱落してダンパ壁に部分的な欠損や亀裂が生じる場合がある。これによりダンパ壁に貫通孔が形成されて共通インク室がダンパ室に連通すると、共通インク室からの液体がダンパ室内に侵入したり、ダンパ室からのエアが共通インク室内に侵入するおそれがある。
【０００７】
また、特許文献２には、ダンパプレートを金属製の基材部と樹脂シートから構成し、基材部とマニホールドプレートとの間に樹脂シートを介在させた流路ユニットが提案され、ダンパ壁に相当する部分は樹脂シートに該当している。
【特許文献１】特開２００４−２５６３６号公報
【特許文献２】特開２００６-３４７０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献２のようにダンパ壁に相当する部分が樹脂材料に該当する場合、樹脂材料はその性質上、気体を透過することがある。インクジェットヘッドは、そのノズル内のインクのメニスカス維持のために、通常ヘッド内のインク流路は負圧状態に維持されている。しかしダンパ壁が樹脂材料であることで、その負圧により樹脂製のダンパ壁を透過してダンピング空間からエアが共通液室内へ浸入してしまい、液滴吐出に影響を及ぼすことがある。また、ダンパプレートが金属製の基材部と樹脂シートからなり、樹脂シートが基材部の全面に積層されているため、流出路となる孔を樹脂シートに貫通形成する必要がある。このため、樹脂シート分だけ流出路の流路長が長くなって流出路の流路抵抗が増加し、ノズルからインク滴を吐出するために十分な吐出圧を確保するためにアクチュエータの駆動電圧を高くする必要が生じる。また、流出路内の液体の流路抵抗を所望どおりにするためには、流出路の断面形状を精度良く加工する必要があり、樹脂シートへの流出路の加工工程に手間やコストがかかるおそれがある。
【０００９】
そこで、本発明は、液滴噴射ヘッドの駆動エネルギーを低く抑えながら、共通液室の密閉性を確保しつつダンパ効果の高い液滴噴射ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る液滴噴射ヘッドは、液滴を噴射する複数のノズル、前記各ノズルと流出路を介して連通する複数の圧力室、液体供給源からの液体を前記各圧力室に供給する共通液室、及び前記共通液室の圧力変動を吸収するダンパ室を有する流路ユニットと、前記圧力室内の液体に噴射圧を付与するエネルギー発生手段とを備える液滴噴射ヘッドであって、前記流路ユニットは、前記共通液室を構成するマニホールド孔が形成されたマニホールドプレートと、前記マニホールドプレートに積層されて前記共通液室に面するダンパ壁を有したダンパプレートとを備え、該ダンパプレートは、平面視で前記マニホールド孔に対応する位置に前記ダンパ室を構成するダンピング空間が形成された基材部と、該基材部のマニホールドプレート側に重ねられた弾性変形可能な樹脂部とからなり、該樹脂部は、少なくとも前記ダンピング空間の周辺のみを被覆するよう設けられて前記ダンパ壁をなし、前記共通液室の平面視輪郭形状よりも小さく形成されて前記マニホールド孔内に収容されることを特徴としている。
【００１１】
かかる構成によれば、ダンパプレートの樹脂部が共通液室内に収容されるため、ダンパ壁の可撓性を向上させてダンパ効果を高めつつ、流出路の長さを樹脂部の厚み分だけ短くすることができる。このため、該液体流路を流れる液体の流路抵抗を小さくすることができ、アクチュエータの駆動電圧を低くすることができる。また、共通液室及びダンパ室の密閉性を確保することができる。
【００１２】
前記ダンピング空間の平面視輪郭形状が前記樹脂部の平面視輪郭形状よりも小さくてもよい。かかる構成によれば、基材部にはマニホールド孔の稜線内側において、ダンピング空間を外囲する領域が形成されるが、樹脂部によりこの領域と共にその内側に配されるダンピング空間の全域が被覆されるため、共通液室およびダンパ室の密閉性を確保することができる。
【００１３】
前記ダンピング空間が、前記基材部を前記共通液室側と反対側からくぼませて形成された凹部からなり、前記ダンパ壁が、該凹部の形成によって前記基材層に一部の板厚が残されてなる薄肉部と、前記樹脂部における該薄肉部を被覆する覆部とにより構成されてもよい。かかる構成によれば、吐出圧の後退成分の減衰効果を高めるべくダンパプレートの薄肉部が薄くされ、これにより薄肉部にたとえ間隙が形成されたとしても、樹脂部によりこの間隙を介した共通液室とダンパ室との連通を防止することができる。
【００１４】
前記凹部は、これに対応する領域に対してハーフエッチングを行うことにより形成されていてもよい。かかる構成によれば、エッチング液により薄肉部の周縁部に最薄部が形成されやすくなるが、薄肉部よりも平面視輪郭形状が大きい樹脂部によってこの最薄部が被覆される。このため、間隙が形成されやすい最薄部においても共通液室とダンパ室とが連通するのを効果的に防止することができる。
【００１５】
前記ダンピング空間が、前記基材部を貫通する貫通孔からなり、前記ダンパ壁が、前記樹脂部における前記貫通孔の一側の開口を覆部により構成されてもよい。かかる構成においても、樹脂部によって共通液室の密閉性を確保することができ、弾性変形可能な樹脂部によって、吐出圧の後退成分の減衰効果の高いダンパ壁を構成することができる。
【００１６】
また、本発明に係る液滴噴射ヘッドの製造方法は、液滴を噴射する複数のノズル、該各ノズルに流出路を介して連通する複数の圧力室、液体供給源からの液体を前記各圧力室に供給する共通液室、及び前記共通液室の圧力変動を吸収するダンパ室を有し、複数枚のプレートを積層してなる流路ユニットと、前記圧力室内の液体に噴射圧を付与するエネルギー発生手段とを備える液滴噴射ヘッドの製造方法であって、前記共通液室となるべきマニホールド孔を有するマニホールドプレートを形成する工程と、平面視で前記マニホールド孔に対応する位置に配されるダンピング空間、及び該ダンピング空間を覆うダンパ壁を有したダンパプレートを形成する工程と、前記マニホールドプレートを前記ダンパプレートと積層して前記共通液室及び前記ダンパ室を構成する工程とを有し、前記ダンパプレートを形成する工程は、基材部に前記ダンピング空間を形成する工程と、前記基板部の前記マニホールドプレート側の面で前記ダンピング空間の周辺のみに樹脂部を被覆して前記ダンパ壁をなす工程とを有し、前記マニホールドプレートを前記ダンパプレートと積層する工程において、前記樹脂部が前記マニホールド孔内に収容されることを特徴としている。
【００１７】
かかる構成によれば、樹脂部が共通液室内に配置されるため、ダンパ壁の可撓性を向上させてダンパ効果を高めつつ、流出路の長さを樹脂部の厚み分だけ短くすることができる。このため、該流体流路を流れる液体の流路抵抗を小さくすることができ、アクチュエータの駆動電圧を小さくすることができる。また、共通液室及びダンパ室の密閉性を確保することができる。
【００１８】
前記ダンパプレートを形成する工程は、基材部に樹脂層が重ねられた基板を形成する工程を有し、前記樹脂部で被覆する工程において、前記樹脂層をエッチングによって前記基材部の前記マニホールドプレート側の面の前記ダンピング空間の周辺のみに一部残すことを特徴としている。かかる構成によれば、上記形状の樹脂部を有したダンパプレートを容易で確実に形成することができる。
【００１９】
前記基材部にダンピング空間を形成する工程において、前記基材部を前記共通液室側と反対側の面をくぼませてなる凹部を前記ダンピング空間として形成するとともに、前記共通液室側に一部の板厚を残して薄肉部を形成し、前記樹脂部で被覆する工程において、該薄肉部と前記樹脂部における前記樹脂部を被覆する覆部とによって前記ダンパ壁をなすことを特徴としている。かかる構成によれば、吐出圧の後退成分の減衰効果を高めるべくダンパプレートの薄肉部が薄くされ、これにより薄肉部にたとえ間隙が形成されたとしても、樹脂部によりこの間隙を介した共通液室とダンパ室との連通を防止することができる
また、前記基材部にダンピング空間を形成する工程が、前記ダンパプレートの前記凹部に対応する領域以外をマスクする工程と、エッチング液によって前記領域をハーフエッチングする工程とを有していてもよい。かかる構成においては、エッチング液により薄肉部の周縁部に最薄部が形成されやすくなるが、薄肉部よりも平面視輪郭形状が大きい樹脂部によってこの最薄部が被覆される。このため、間隙が形成され易い最薄部においても共通液室とダンパ室とが連通するのを効果的に防止することができる。
【００２０】
前記基材部にダンピング空間を形成する工程において、前記基材部を貫通してなる貫通孔を前記ダンピング空間として形成し、前記樹脂部で被覆する工程において、前記樹脂部における該貫通孔の一側の開口を覆う覆部によって前記ダンパ壁をなすことを特徴としている。かかる構成においても、樹脂部によって共通液室の密閉性を確保することができ、弾性変形可能な樹脂部によってダンパ効果の高いダンパ壁を構成することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、液滴噴射ヘッドの駆動エネルギーを低く抑えながら、共通液室の密閉性を確保しつつダンパ効果を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る液滴噴射ヘッドの実施形態をインクジェットプリンタに搭載されるインクジェットヘッドを例にして説明する。以下、インクジェットヘッドよりインクが吐出される方向を下方とし、その反対側を上方とする。
【００２３】
図１は本発明の第１実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。図１に示すように、インクジェットヘッド１（液滴噴射ヘッド）は、複数枚のプレートが積層されてなる流路ユニット２と、流路ユニット２の上方から重ねるように積層される圧電式のアクチュエータ３（エネルギー発生手段）とを備え、このアクチュエータ３の上方から重ねるようにフレキシブル配線材４が接合される。アクチュエータ３の上面には複数の表面電極３９が印刷形成されており、フレキシブル配線材４の下面に露出する図示しない端子を導電材等を介して表面電極３９に接合することにより両者が電気的に接続される。フレキシブル配線材４にはＩＣチップ４ａ（図１参照）が実装されており、このＩＣチップ４ａには、印字データに従ってアクチュエータ３を駆動するための電気信号を出力する駆動回路が内蔵されている。
【００２４】
図２は図１に示す流路ユニット２の分解斜視図である。流路ユニット２は、上から順に圧力室プレート１１、第１及び第２接続流路プレート１２，１３、第１及び第２マニホールドプレート１４，１５、ダンパプレート１６、カバープレート１７、ノズルプレート１８が積層接着された構成となっている。
【００２５】
各プレート１１〜１７は、４２％ニッケル合金鋼やステンレス等の金属板で、最下層のノズルプレート１８は、ポリイミド等の合成樹脂材料で形成されている。ダンパプレート１６は、詳しくは後述するが、金属製の基材部４１と樹脂製の樹脂部４２とが積層した合成された板材で形成されている。これらの各プレート１１〜１８は、互いに同一の外形寸法である平面視長方形状（長辺方向：Ｘ方向、短辺方向：Ｙ方向）に形成してなり、５０〜１５０μｍ程度の厚みを有している。各プレート１１〜１８にはエッチングやレーザ加工やプラズマジェット加工等を用いて所定の開口や溝が形成され、各プレート１１〜１８が積層接着されると該開口や溝が連通して４種のインクが互いに独立して流通する流路ユニット２のインク流路が形成される。
【００２６】
圧力室プレート１１には、短辺方向に長寸矩形状の多数の圧力室孔１１ｂが貫通形成され、複数の圧力室孔１１ｂは長辺方向に配列されて短辺方向５列の圧力室孔列をなしている。そのうち図２中右側２列の圧力室孔列がブラック用となっており、他の圧力室孔列がそれぞれシアン用、マゼンタ用、イエロー用となっている。また、圧力室プレート１１の長辺方向の一端部には、短辺方向に並ぶ４つのインク供給孔１１ａが貫通形成されている。各インク供給孔１１ａの上面開口は、図示しない外部のインクタンクから供給されるインクが流入するインク流入口１９（液体流入口）をなしている。図中右側の大型のインク流入口１９がブラックインク用となっており、他の３つのインク流入口がそれぞれシアンインク用、マゼンタインク用、イエローインク用となっている。インク流入口１９には、供給されるインクに混入している塵を除去するためのフィルタ１０が被せられる。
【００２７】
第１接続流路プレート１２には、各圧力室孔１１ａの一端部に連通する多数の貫通孔１２ｂと、各圧力室孔１１ｂの他端部に連通する多数の流出用貫通孔１２ｃと、各インク供給孔１１ａに連通する４つのインク供給孔１２ａとが貫通形成されている。第２接続流路プレート１３には、一端部が各貫通孔１２ｂに連通する多数の凹溝１３ｂを有している。該凹溝１３ｂは各圧力室孔１１ｂの下方に配され、各凹溝１３ｂの他端部には連通孔１３ｃ（図３参照）が貫通形成されている。また、第２接続流路プレート１３には各流出用貫通孔１２ｃに連通する多数の流出用貫通孔１３ｄと、各インク供給孔１２ａに連通する４つのインク供給孔１３ａが貫通形成されている。
【００２８】
第１マニホールドプレート１４には、各圧力室孔列の下方で長辺方向（圧力室孔列の配列方向）に延在する５つの第１マニホールド孔１４ａが貫通形成され、第２マニホールドプレート１５には、各第１マニホールド孔１４ａと重なる位置に連通する５つの第２マニホールド孔１５ａが貫通形成されている。第１マニホールド孔１４ａは、対応する列の各圧力室孔に連通する複数の流出用貫通孔１３ｄに連通している。また、第１、２マニホールド孔１４ａ、１５ａは、その長辺方向の一端部においてインク供給孔１３ａに連通している。図３中右側に配置されたブラックインク用のインク供給孔１３ａは、図３中右側２列の第１及び第２マニホールド孔１４ａ，１５ａに連通し、他のカラーインク用のインク供給孔１３ａはそれぞれ１列の第１及び第２マニホールド孔１４ａ，１５ａに連通している。また、第１マニホールドプレート１４には、各流出用貫通孔１３ｄに連通する多数の流出用貫通孔３４ｂが貫通形成され、第２マニホールドプレート１５には、各流出用貫通孔３４ｂに連通する多数の流出用貫通孔１５ｂが貫通形成されている。
【００２９】
ダンパプレート１６は金属製の基材部４１の上側に樹脂部４２が積層されてなり、各流出用貫通孔１５ｂに連通する多数の流出用貫通孔１６ａが貫通している。また、ダンパプレート１６の樹脂層４２とは反対側の面には、ダンパ空間となる凹部４１ａが形成されている。
【００３０】
カバープレート１７には、各流出用貫通孔１６ａに連通する多数の流出用貫通孔１７ａが貫通している。
【００３１】
ノズルプレート１８には、各流出用貫通孔１７ａに連通する多数のノズル１８ａが貫通形成されている。これらノズル１８ａは、長辺方向に配列された５列のノズル列をなし、図２には手前側の２列がブラックインク用、図示しない残り３列がシアンインク用、マゼンタインク用、イエローインク用となっている。
【００３２】
図３は図１に示す流路ユニット２とアクチュエータ３とを積層接着した状態にして図１に示すIII−III線に沿って切断して示すインクジェットヘッド１の一部断面図である。図３に示すように、各プレート１１〜１８が積層されると、圧力室プレート１１の上面に開口するインク流入口１９（図２参照）からノズルプレート１８の下面に開口するノズル１８ａの噴射口２６までインクを色ごとに独立して導くインク流路２０が形成される。
【００３３】
具体的には、第１及び第２マニホールド孔１４ａ，１５ａが上下に連なり、第１マニホールド孔１４ａの上側開口が第２接続流路プレート１３によって閉鎖され、第２マニホールド孔１５ａの下側開口がダンパプレート１６によって閉鎖されている。これにより５つの共通インク室（共通液室）２２が短辺方向に５列並んで形成される。この共通インク室２２の長手方向に延びる一端部は、インク供給孔１１ａ，１２ａ，１３ａ（図２参照）が上下に連通してなるインク供給路（図示せず）を介し、インク流入口１９に連通している。
【００３４】
また、基材部４１に下方に開口して形成された凹部４１ａがカバープレート１７の上面で閉鎖されることによりダンパ室２９が形成される。ダンパ室２９は、共通インク室２２と対応して短辺方向に５列並んで形成される。
【００３５】
各共通インク室２２は長辺方向（図３紙面直交方向）に延在し、該長辺方向に配列された複数の接続流路２３を介し、その上方にて長辺方向に配列された複数の圧力室２４の一端部に連通している。接続流路２３は、第１及び第２接続流路プレート１２，１３の連通孔１２ａ、凹溝１３ｂ及び連通孔１３ｃが連通してなりクランク状に形成されている。圧力室２４は、圧力室プレート１１の圧力室孔１１ｂの上側開口がアクチュエータ３の下面で閉鎖され、下側開口が第１接続流路プレート１２で閉鎖されることによって形成されている。圧力室２４の他端部は、第１接続プレート１２からカバープレート１７までの層に形成された１２ｃ，１３ｄ，１４ｂ，１５ｂ，１６ｄ，１７ａが上下に連通してなる流出路２５を介し、ノズルプレート１８に形成されたノズル１８ａに連通している。ノズルプレート１８の下面には各ノズル１８ａの下端が開口し、該開口がインクを噴射するための噴射口２６をなしている。
【００３６】
このような構成の流路ユニットには、インクカートリッジ等のインク供給源から、フィルタ１０（図１及び図２参照）を介してインク流入口１９（図１及び図２参照）に供給されるインクが、共通インク室２２、接続流路２３、圧力室２４、流出路２５およびノズル２６からなるインク流路２０内に充填される。
【００３７】
また、図３に示すようにアクチュエータ３は、多数枚の圧電シート３０〜３５と絶縁性を有するトップシート３６とが積層されて構成されている。圧電シート３０〜３５は、それぞれ厚みが３０μｍ程度のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）のセラミックス材料からなる。圧電シート３０〜３５のうち最下層の圧電シート３０から上方へ数えて奇数番目の圧電シート３０，３２，３４の上面には、流路ユニット２の各圧力室孔１１ｂの全てに対応するように配置された共通電極３９が印刷形成されている。同じく偶数番目の圧電シート３１，３３の上面には、各圧力室孔１１ｂに対し個別に対応するよう配置された多数の個別電極４０が５列に印刷形成されている。共通電極３７及び個別電極３８は、各圧電シート３０〜３５及びトップシート３６の側端面またはスルーホール（図示せず）に設けた中継配線（図示せず）を介し、最上層のトップシート３６の上面に形成された表面電極３９（図３参照）に導通されており、共通電極３７は定電位（例えばグランド電位）に接続されている。
【００３８】
上記構成のインクジェットヘッド１によれば、ＩＣチップ４ａ（図１参照）の駆動回路から電気信号が出力されることによって個別電極３８に選択的に電圧が印加されると、印加された個別電極３８と共通電極３７との間の活性部に電位差が生じ、該活性部に電界が作用して積層方向の歪み変形が発生する。このように活性部が変形すると、最下層の圧電シート３０が圧力室２４内に突出して圧力室２４の内圧が上昇し、昇圧したインクが流出路２５を通じてノズル１８ａの噴射口２６から下方へ吐出される。
【００３９】
このとき、圧力室２４内で発生したインクの吐出圧は、接続流路２３を通じて共通インク室２２内にも伝播する。吐出圧が伝播すると、ダンパ壁２８が下方に弾性変形して共通インク室２２の容積を増加させ、この共通インク室２２の容積の増加をダンパ室２９が吸収する。これにより、共通インク室２２内の吐出圧が減衰される。このようにダンパ壁２８の動作により、該共通インク室２２に連通する他の接続流路２３に吐出圧が伝播して意図しないノズル１８ａの噴射口２６からインクが吐出される現象（所謂クロストーク現象）を抑制可能になる。
【００４０】
次に、ダンパ壁２８が形成されたダンパプレート１６について説明する。図４は図３に示すIV−IV線に沿って切断して示す流路ユニット２の平面視断面図であって、マニホールドプレート１４，１５の下方にダンパプレート１６が積層接着された状態をマニホールドプレート１４，１５の上から見た平面図である。図３及び図４に示すように、ダンパプレート１６は、平面視矩形状で他のプレートと同形状の金属製の基材部４１に、樹脂製の樹脂部４２が積層されてなる２層の合成プレートである。
【００４１】
マニホールドプレート１４，１５のマニホールド孔１４ａ，１５ａは、Ｘ方向に長く延びており（幅（Ｙ方向）寸法：ｄ３）、ダンパプレート１６の凹部４１ａは、平面視でマニホールド孔１４ａ，１５ａに対応した位置で、その輪郭形状が同形状で大きさが小さくなるように基材部４１の下側の面に開口して形成される。つまり、凹部４１ａの幅（Ｙ方向）寸法ｄ１は、マニホールド孔１４ａ，１５ａの幅寸法ｄ３より小さく形成されている。また、凹部４１ａの形成により基材部４１に残った薄肉部４１ｂの上側には、凹部４１ａと対応する位置において、平面視輪郭形状がマニホールド孔１４ａ，１５ａと同形状である樹脂部４２が積層接着されている。その大きさは、マニホールド孔１４ａ，１５ａより小さく、凹部４１ａより大きく形成されている。つまり、樹脂部４２の幅（Ｙ方向）寸法ｄ２とマニホールド孔１４ａ，１５ａ及び凹部４１ａの幅寸法ｄ１，ｄ３との関係は、ｄ３＞ｄ２＞ｄ１となっている。そのため、凹部４１ａおよび樹脂部４２の平面視輪郭線が、各第１及び第２マニホールド孔１４ａ，１５ａの平面視輪郭線の内側に配置され、両者が積層接合されたときに、樹脂部４２がマニホールド孔１４ａ，１５ａ内に収容される構成となっている（図３も参照）。よって、図３に示すように、共通インク室２２の底壁は、その外周縁部を除き、ダンパ壁２８を形成し、その共通インク室２２内とダンパ室２９とを区切るダンパ壁２８は、基材部４２の薄肉部４１ｂとその上に積層された樹脂部４２とからなる。
【００４２】
このように、樹脂部４２がマニホールド孔１５ａ内に収容され、ダンパプレート１６の基材部４１の広幅面のみがマニホールドプレート１５とカバープレート１７との間に積層接合されて流路ユニット２が形成されるので、流出路２５に樹脂部４２が介在しない。このため、流出路２５の形成を容易に行うことができると共に、樹脂部４２の厚み分だけインク流路２２の長さを短くすることができる。その結果、インク流路２２内を流れるインクの流路抵抗を小さくすることができ、インク吐出のためのアクチュエータ３の駆動電圧を低く抑えることができる。また、第２マニホールドプレート１５の下面とは基材部４１の上面が接着するようになる（図３参照）。このため、ダンパプレート１６と第２マニホールドプレート１５とが浮き上がりなく適正に積層接着される。また、ダンパ壁２８として必要な可撓性を十分に確保しながらも、インクジェットヘッド１の全体の厚さ寸法も薄くすることができ小型化に寄与できる。
【００４３】
特に本実施形態においては、樹脂部４２のダンパ空間側の面に金属製の薄肉部４１ｃが形成されているため、ダンパ室２９内のエアが共通インク室内に侵入するのを薄肉部４１ｃによって有効に防止することができる。
【００４４】
次にこのようなダンパプレート１６の製造方法について図５を用いて説明する。図５は、図３と同一面で切断したダンパプレート１６或いはその基板１６Ａの一部断面図を示している。ダンパプレート１６の製造にあたっては、まず、図５（ａ）に示すように、上記ニッケル合金鋼やステンレス等からなる金属製の基材部４１に、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂製の樹脂層４２０が全面に積層された基板１６Ａを形成する。基材部４１の厚さは５０〜１５０μｍであり、樹脂層４２０の厚みは１０〜３０μｍ程度である。ダンパプレート１６は、予め基材部４１と樹脂層４２０とを接着剤で貼り合わせたり、印刷、蒸着等の薄膜形成する方法で一体化されている市販品を用いてもよいし、別途製造しても良い。また、本実施形態では基材部４１と樹脂層４２０の二層の材料からなるダンパプレート１６を用いているが、さらに複数の層材料からなっていてもよい。そして、基材部４１の樹脂層４２０が形成されていない下面を、ダンパ壁２８となる薄肉部４１ｂに対応する領域Ａ１を除いて、レジストパターン１００によりマスクする。
【００４５】
次に、図５（ｂ）に示すように、この平板をエッチング液が上下方向から噴霧されて霧状に充満された空間内に移動させ、レジスト１００によって被覆されていない領域Ａ１の露出部分をハーフエッチングによってＹ方向の幅寸法ｄ１の凹部４１ａ（ダンピング空間）を形成する。基材部４１にはこの凹部４１ａの形成により一部の板厚が残されてなる薄肉部４１ｂ（Ｙ方向幅寸法：ｄ１）が形成される。凹部４１ａは第１及び第２マニホールド孔１４ａ，１５ａ（図３参照）と対応する個所に形成される。薄肉部４１ｂの厚みは約８〜１５μｍ程度となっている。
【００４６】
次に、図５（ｃ）に示すように、樹脂層４２０の上に図示しないレジストパターンを形成し、凹部４１ａの周辺のみが被覆されるように、樹脂部４２をエッチングによって取り除く。このとき、残った樹脂部４２（幅（Ｙ方向）寸法：ｄ２）の平面視輪郭形状が凹部４１ａ及び薄肉部４１ｂの平面視輪郭形状よりも少なくとも大きくなるようにし、樹脂部４２の外形寸法は、第１及び第２マニホールド孔１４ａ，１５ａ（幅（Ｙ方向）寸法：ｄ３（図５（ｅ）参照））内に収容可能であって少なくとも薄肉部４１ｂの上面全域を被覆可能な大きさに形成されている（ｄ３＞ｄ２＞ｄ１）。本実施形態では薄肉部４１ｂのフランジ部４１ｃが樹脂部４２の周縁部４２ａで被覆されるようにし、薄肉部４１ｂの全域を被覆するようにしている。この薄肉部４１ｂと、樹脂部４２における薄肉部４１ｂを覆う覆部４２ｂとによって上下に弾性変形可能なダンパ壁２８が構成されている。
【００４７】
次に、図５（ｄ）に示すように、レーザ加工やエッチング等によって基材部４１に流出用貫通孔１６ａを形成する。樹脂部４２は既に取り除かれていることから、流出用貫通孔１６ａは樹脂部４２に形成されないようになっている。このようにしてダンパプレート１６が形成され、そして図５（ｅ）に示すように、ダンパプレート１６の樹脂部４２がマニホールド孔１５ａ内に収容されるようにしてダンパプレート１６の上面側に第２マニホールドプレート１５が積層され、下面側にはカバープレート１７が積層される。
【００４８】
なお、図５（ａ）の後に、まず樹脂層４２０のエッチングを行い、その後、凹部４１ａとインク流出孔１６ａとをエッチングによって同時に形成するようにしてもよい。
【００４９】
本実施形態のダンパ壁２８は、ダンパプレート１６の薄肉部４１ｂの上面が樹脂部４２で被覆されてなる。このため、ダンパ壁２８の可撓性を向上させてダンパ効果を高めるべくダンパプレート１６の薄肉部４１ｂをなす凹部４１ｂを形成するときに、従来よりも薄肉にエッチング形成することができる。つまり、凹部４１ｂをより深く形成して、薄肉部４１ｂを従来より薄肉に形成することで、基材部４１の原材料中の混入物により薄肉部４１ｂに間隙が形成されるようなことがあっても、樹脂部４２がその上側に積層されているため、この間隙から共通インク室２２内のインクがダンパ室２９内に侵入することを防ぐことができる。したがって、薄肉部が従来よりも薄肉化しているため、樹脂部が薄肉部に積層される構造であっても、従来よりも高いダンパ効果を得ることができる。
【００５０】
なお、凹部４１ｃが形成された基材部４１に対して、予め所定の形状に形成しておいた樹脂部４２を基材部４１に積層接着させてダンパプレートを形成してもよいが、この場合、元来薄肉のダンパプレートに凹部と共に薄肉部を形成することによってダンパプレート自体の剛性が小さくなっていることから、ダンパプレートのハンドリング性が悪くダンパプレートを形成する工程を円滑に進めることが難しくなるおそれがある。本実施形態のように、基材部４２の全面を被覆する樹脂層４２０をエッチングによって除去する方式を採用することにより、容易で確実に所望形状の樹脂部４２を所望位置に形成することができる。
【００５１】
また、凹部４１ａは、基材部４１をエッチング液でハーフエッチングすることによって形成されている。この場合、エッチング液が領域Ａ１の周縁部に沿って流れ、この周縁部においてエッチング液の流速が大きくなりやすく、この凹部４１ａの周縁部が中央部よりも深くエッチングされる傾向にある。従って、この中央部を基準して薄肉部４１ｂの厚みを管理すると、周縁部は所望寸法よりも深くエッチングされ、上記混入物の脱落による部分的な欠損や亀裂等が形成される可能性がより高くなる。本実施形態においては、薄肉部４１ｂの上側に樹脂部４２が積層されているため、この凹部４１ｃの周縁部においても共通インク室２２とダンパ室２９との密閉性を確保することができる。
【００５２】
図６は第２実施形態に係るインクジェットヘッド５１のインクジェットヘッド５１の一部断面図である。図７は図６に示すVI−VI線に沿って切断して示す流路ユニット５２の平面視断面図であって、各プレートが積層接着されている状態を第１マニホールドプレート１４の上側から見た平面図である。本実施形態については第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、共通点には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００５３】
図６及び図７に示すように、ダンパプレートは、基材部４１の下側面にダンパ用貫通孔７１ａがＹ方向の幅寸法ｄ４で形成されていて、基材部４１の上側面には、ダンパ用貫通孔７１ａのある位置に、ダンパ用貫通孔７１ａの上側の開口を覆う覆部７２ｂとなる樹脂部７２が部分的に積層されている。樹脂部７２の幅（Ｙ方向）寸法はｄ５で、ダンパ用貫通孔７１ａ、樹脂部７２は、平面視でマニホールド孔と対応する位置に設けられており、その平面視形状は、マニホールド孔（幅（Ｙ方向）寸法：ｄ３）の平面視輪郭形状の方が大きい。具体的には、ｄ３＞ｄ４＞ｄ５となっている。そのため、ダンパプレートがマニホールドプレート１５に積層接合されたときに、樹脂部７２がマニホールド孔１５ａ内に収容される。
【００５４】
これにより、共通インク室２２の底壁は、その外縁部を除いて上下に弾性変形可能なダンパ壁７８を構成し、ダンパプレート５８には、このダンパ壁７８を介して共通インク室２２と区画されたダンパ室７９が形成される。ダンパ室７９は、その下側開口がカバープレート１９の上面で閉鎖されることによって形成される。
【００５５】
図８は本実施形態に係るダンパプレートの製造方法を説明する図面である。本実施形態のダンパプレート６６を製造するにあたっては、まず、第１実施形態と同様基材部７１及び樹脂層７２０からなる基板６６Ａを形成する（図８（ａ）参照）。そして、基材部７１の下面を、ダンパ用貫通孔７１ａに対応する領域Ａ１を除き、レジストパターン１００でマスクする。
【００５６】
次に、図８（ｂ）に示すように、基材部７１の下面側をエッチングによって切除して基材部７１にダンパ用貫通孔７１ａ（ダンピング空間）を形成する(幅（Ｙ方向）寸法：ｄ４)。このダンパ用貫通孔７１ａは第１及び第２マニホールド孔１４ａ，１５ａと対応する個所に形成される。
【００５７】
次に、図８（ｃ）に示すように、ダンパ用貫通孔７１ａの周辺のみが被覆されるように、樹脂層７２０をエッチングによって部分的に取り除く。これにより、残った樹脂部７２（幅（Ｙ方向）寸法：ｄ５）は、基材部７１の上面においてダンパ用貫通孔７１ａの上側開口の周囲に形成されるフランジ部７１ｃにその周縁部７２ａを接着させた状態となる（ｄ５＞ｄ４）。このように、樹脂部７２における貫通孔７１ａの上側開口を覆う覆部７２ｂによって上下に弾性変形可能なダンパ壁７８が構成される。次に、図８（ｄ）に示すように、レーザ加工やエッチング等によって基材部７１に第１実施形態と同様にして流出用貫通孔１６ａを形成する。
【００５８】
このように本実施形態においては、ダンパ壁７８が可撓性の樹脂部７２のみで構成され、高い減衰効果を得ることができる。また、ダンパ用貫通孔７１ａの平面視輪郭形状よりも樹脂部７２の平面視輪郭形状の方が大きく形成されているため、エッチングでダンパ用貫通孔７１ａを製造するときの公差を含んで樹脂部７２が上側開口を覆うことができ、開口の周縁部からのダンパ室内へインクが浸入することはなく、ダンパ室７９内のエアが共通インク室２２内に侵入することもない。また、第１実施形態と同様にして流出路２５をなすための流出用貫通孔１６ａを樹脂部７２に形成する必要もない。
【００５９】
上記実施形態は本発明の範囲を逸脱しない限り適宜変更可能である。例えば、液滴噴射ヘッドがインクジェットプリンタに搭載されるインクジェットヘッドである場合について説明したが本発明はこれに限定されるものではなく、着色液を微小液滴として塗布する装置や、導電液を吐出して配線パターンを形成するための装置など、他の液滴吐出装置の液滴噴射ヘッドにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る流路ユニットを備えたインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図２】図１に示す流路ユニットの分解斜視図である。
【図３】図１に示す流路ユニットとアクチュエータとを積層接着した状態にして図１に示すIII−III線に沿って切断して示すインクジェットヘッドの断面図である。
【図４】図３に示すIV−IV線に沿って切断して示す流路ユニットの平面視一部断面図である。
【図５】図２に示すダンパプレートの製造方法の説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る流路ユニットを備えたインクジェットヘッドの一部断面図である。
【図７】図６に示すVI−VI線に沿って切断して示す流路ユニットの平面視一部断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るダンパプレートの製造方法の説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  インクジェットヘッド（液滴噴射ヘッド）
２  流路ユニット
１４  第１マニホールドプレート
１４ａ  第１マニホールド孔
１４ｂ  流出用貫通孔
１５  第２マニホールドプレート
１５ａ  第２マニホールド孔
１５ｂ  流出用貫通孔
１６  ダンパプレート
１６ａ  流出用貫通孔
１７  カバープレート
１８ａ  ノズル
２２  共通インク室（共通液室）
２４  圧力室
２５  流出路
２８  ダンパ壁
２９  ダンパ室
４１  基材部
４１ａ  凹部（ダンピング空間）
４１ｂ  薄肉部
４１ｃ  フランジ部
４２  樹脂部
４２ｂ  覆部
５１  インクジェットヘッド（液滴噴射ヘッド）
５２  流路ユニット
６６  ダンパプレート
６８  ダンパ壁
６９  ダンパ室
７１  基材部
７１ａ  ダンパ用貫通孔（ダンピング空間）
７１ｃ  フランジ部
７２  樹脂部
７２ａ  周縁部
７２ｂ  覆部
４２０  樹脂層
７２０  樹脂層
【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】
2009241318.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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