(57)【要約】【課題】流路ユニットに応力集中が生じにくい。【解決手段】流路ユニット４は、インク流路の一部をなす圧力室１４等の流路形成孔が形成された複数枚の流路形成プレートから構成されている。この流路ユニット４の上面であるアクチュエータ配置面４ｂに、圧電アクチュエータ５が配置されている。圧電アクチュエータ５が圧力室１４内のインクに圧力を付与することにより、ノズル２０からインクの液滴が噴射される。圧電アクチュエータ５は振動板３４を有している。振動板３４は、アクチュエータ配置面４ｂに接合されており、アクチュエータ配置面４ｂに平行に流路ユニット４の外側に延びている。振動板３４の端部はハウジング５１の段差面５１ｃに到達し、段差面５１ｃに接合されている。これによって振動板３４がハウジング５１に固定されている。【選択図】図４
2009208251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力室を含む液体流路が形成された流路ユニットと、
前記流路ユニットの一表面に設けられたアクチュエータ配置面に配置されて、前記圧力室内の液体に圧力を付与する圧電アクチュエータと、
前記アクチュエータ配置面に平行な方向に関して、前記流路ユニット及び前記圧電アクチュエータの外側に配置されて、前記流路ユニットと前記圧電アクチュエータを支持する支持部材と、を備え、
前記圧電アクチュエータは、
前記流路ユニットの前記アクチュエータ配置面に前記圧力室を覆うように配置された振動板と、前記振動板の前記圧力室と反対側の面に配置された圧電層と、前記圧電層の前記圧力室と対向する領域に配置された電極とを有し、
前記流路ユニットは、前記液体流路の一部を形成する流路形成孔がそれぞれ設けられた、複数枚の流路形成プレートの積層体で構成され、
前記振動板は、前記積層体を構成する複数枚の流路形成プレートのうち、最表層に位置する前記流路形成プレートに、積層した状態で接合されているとともに、前記アクチュエータ配置面に平行な方向に関して前記流路ユニットよりも外側の方向へ延びて、前記支持部材に固定されていることを特徴とする液体移送装置。
【請求項２】
前記流路ユニットと前記圧電アクチュエータを構成する部材のうち、前記振動板のみが、前記支持部材に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の液体移送装置。
【請求項３】
前記複数枚の流路形成プレートのうちの前記振動板側に位置して前記振動板と連続的に積層される一部のプレートが、前記振動板とともに前記支持部材に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の液体移送装置。
【請求項４】
前記振動板の前記支持部材に固定された部分の、前記流路ユニットと反対側の面に、補強部材が設けられ、
この補強部材も前記支持部材に固定されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の液体移送装置。
【請求項５】
前記振動板と前記支持部材に、互いに係合可能な第１係合部と第２係合部がそれぞれ設けられ、
前記振動板の第１係合部と前記支持部材の第２係合部が係合して、前記振動板の前記支持部材に対する位置決めがなされた状態で、前記振動板が前記支持部材に固定されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の液体移送装置。
【請求項６】
前記支持部材に、前記振動板をその面方向に引っ張る引張手段が設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の液体移送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体移送装置、特に、液体流路が形成された流路ユニットを有する液体移送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体流路内の液体に圧力を付与して液体移送を行うように構成された、液体移送装置が、様々な分野で広く用いられている。その中でも、液体流路が形成される流路構造体である流路ユニットが、液体流路の一部をなす孔がそれぞれ形成された複数枚のプレートの積層体で構成されているものがある。特許文献１の液体移送装置は、このような装置の一例である。
【０００３】
特許文献１の装置は、液体流路内の液体に圧力を付与する手段として、圧電アクチュエータを備えている。この圧電アクチュエータは、液体流路中の圧力室を覆うように配置された振動板を有している。圧電アクチュエータは、振動板を変形させて圧力室内の容積を減少させることにより、圧力室内の液体に圧力を付与している。
【０００４】
特許文献１のような装置においては、流路ユニットや圧電アクチュエータの外側に配置され、これらを支持するハウジングなどの支持部材が用いられることがある。例えば、圧電アクチュエータが設けられた流路ユニットをハウジングの内側面に固定することにより、ハウジングに流路ユニットと圧電アクチュエータを支持させる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３６８４８号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の流路ユニットのように、液体流路の一部をなす孔が形成されたプレートの積層体からなる場合には、これらのプレートのみをハウジング等の支持部材に強固に固定すると、プレートに形成された孔の縁部において応力集中が生じる虞がある。このような応力集中が生じると、孔の縁部においてプレート同士が剥離したりする虞もある。
【０００７】
本発明の目的は、流路ユニットに応力集中が生じにくい液体移送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の液体移送装置は、圧力室を含む液体流路が形成された流路ユニットと、前記流路ユニットの一表面に設けられたアクチュエータ配置面に配置されて、前記圧力室内の液体に圧力を付与する圧電アクチュエータと、前記アクチュエータ配置面に平行な方向に関して、前記流路ユニット及び前記圧電アクチュエータの外側に配置されて、前記流路ユニットと前記圧電アクチュエータを支持する支持部材と、を備えている。そして、前記圧電アクチュエータは、前記流路ユニットの前記アクチュエータ配置面に前記圧力室を覆うように配置された振動板と、前記振動板の前記圧力室と反対側の面に配置された圧電層と、前記圧電層の前記圧力室と対向する領域に配置された電極とを有し、前記流路ユニットは、前記液体流路の一部を形成する流路形成孔がそれぞれ設けられた、複数枚の流路形成プレートの積層体で構成され、前記振動板は、前記積層体を構成する複数枚の流路形成プレートのうち、最表層に位置する前記流路形成プレートに、積層した状態で接合されているとともに、前記アクチュエータ配置面に平行な方向に関して前記流路ユニットよりも外側の方向へ延びて、前記支持部材に固定されている。
【０００９】
液体流路の一部をなす孔が形成された薄いプレートの積層体で流路ユニットが構成されている場合には、流路ユニットのみが支持部材に強固に固定されると、流路を形成する孔の縁部において応力集中が生じる虞がある。しかし、本発明では、振動板が支持部材に固定されている。この振動板は、圧力室を覆う板であって基本的には液体流路が形成される部材ではなく、たとえ孔が存在したとしてもその数は少ないことから、応力集中は少なくなる。
【００１０】
また、本発明においては、前記流路ユニットと前記圧電アクチュエータを構成する部材のうち、前記振動板のみが、前記支持部材に固定されていることが好ましい（請求項２）。流路形成孔における応力集中をできるだけ少なくするという観点からは、流路ユニットは支持部材に固定されず、振動板のみが支持部材に固定されていることが好ましい。
【００１１】
また、本発明においては、前記複数枚の流路形成プレートのうちの前記振動板側に位置して前記振動板と連続的に積層される一部のプレートが、前記振動板とともに前記支持部材に固定されていてもよい（請求項３）。振動板のみが支持部材に固定されただけであると、振動板の厚みによっては強度が不足する場合がある。そのような場合には、流路ユニットを構成する複数枚の流路形成プレートのうち、振動板に接する一部のプレートを振動板と共に支持部材に固定することで、強度を確保できる。尚、この場合、支持部材に固定された一部の流路形成プレートにおいて、流路孔の縁部で多少は応力集中が生じるかもしれないが、これらのプレートは振動板と共に支持部材に固定されているため、流路形成プレートに生じる応力集中は、単独で固定される場合に比べて低くなる。
【００１２】
また、本発明においては、前記振動板の前記支持部材に固定された部分の、前記流路ユニットと反対側の面に、補強部材が設けられ、この補強部材も前記支持部材に固定されていることが好ましい（請求項４）。これによると、振動板に設けられた補強部材が、この振動板と共に支持部材に固定されることにより、強度が一層高まる。
【００１３】
また、本発明においては、前記振動板と前記支持部材に、互いに係合可能な第１係合部と第２係合部がそれぞれ設けられ、前記振動板の第１係合部と前記支持部材の第２係合部が係合して、前記振動板の前記支持部材に対する位置決めがなされた状態で、前記振動板が前記支持部材に固定されていることが好ましい（請求項５）。これによると、振動板と接合される流路ユニットと、支持部材とを、２つの係合部によって正確に位置決めすることができる。
【００１４】
また、本発明においては、前記支持部材に、前記振動板をその面方向に引っ張る引張手段が設けられていることが好ましい（請求項６）。これによると、支持部材に固定される振動板に引張力を付与することで、装置全体の反りを防止できる。
【発明の効果】
【００１５】
液体流路の一部をなす孔が形成された薄いプレートの積層体で流路ユニットが構成されている場合には、流路ユニットのみが支持部材に強固に固定されると、流路を形成する孔の縁部において応力集中が生じる虞がある。しかし、本発明では、振動板が支持部材に固定されている。この振動板は、圧力室を覆う板であって基本的には液体流路が形成される部材ではなく、たとえ孔が存在したとしてもその数は少ないことから、応力集中は少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第１の実施形態］
本発明の好適な一実施の形態である第１の実施形態に係るプリンタについて説明する。
【００１７】
図１は、プリンタの概略構成図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１００（液体移送装置）は、図１の左右方向（走査方向）に移動可能なキャリッジ２と、このキャリッジ２に設けられ、記録用紙Ｐ１に対してインクを噴射するシリアル型のインクジェットヘッド１と、記録用紙Ｐ１を図１の前方へ搬送する搬送ローラ３とを備えている。そして、このインクジェットプリンタ１００は、キャリッジ２とともにインクジェットヘッド１を移動させつつ、インクジェットヘッド１のノズル２０から記録用紙Ｐ１へインクを噴射させ、同時に、搬送ローラ３により記録用紙Ｐ１を前方へ搬送させることで、記録用紙Ｐ１に所望の画像や文字等を記録するように構成されている。
【００１８】
図２は、インクジェットヘッド１の平面図、図３は、図２の一部拡大図、図４は、図２のＡ−Ａ線断面図、図５は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。なお、図２は、後述のフレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）５２を取り外した状態の図である。図２〜図５に示すように、インクジェットヘッド１は、ノズル２０及び圧力室１４を含むインク流路が形成された流路ユニット４と、圧力室１４内のインクに圧力を付与することにより、流路ユニット４のノズル２０からインクを噴射させる圧電アクチュエータ５を備えている。また、インクジェットヘッド１は、流路ユニット４及び圧電アクチュエータ５を内部に収容するハウジング５１（支持部材）を備えている。
【００１９】
まず、流路ユニット４について説明する。図４及び図５に示すように、流路ユニット４は、ステンレス鋼等の金属材料で形成された、キャビティプレート１０、ベースプレート１１、及び、マニホールドプレート１２と、絶縁材料（例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂材料）で形成されたノズルプレート１３を備えており、これら４枚のプレート１０〜１３（流路形成プレート）は積層状態で接合されている。
【００２０】
図２〜図５に示すように、４枚のプレート１０〜１３のうち、最も上方に位置するキャビティプレート１０には、複数の圧力室１４が形成されている。各圧力室１４は、平面視で走査方向（図２の左右方向）に長い、略楕円形状に形成されている。また、複数の圧力室１４は、紙送り方向（図２の上下方向）に千鳥状に２列に配列されている。
【００２１】
図３〜図５に示すように、ベースプレート１１の、平面視で圧力室１４の両端部と重なる位置には、それぞれ連通孔１５，１６が形成されている。また、マニホールドプレート１２の、平面視で圧力室１４の連通孔１６側の端部と重なる位置には、連通孔１６に連なる連通孔１９が形成されている。さらに、ノズルプレート１３の、平面視で複数の連通孔１９に重なる位置には、複数のノズル２０がそれぞれ形成されている。これら複数のノズル２０は、複数の圧力室１４とそれぞれ対応して千鳥状に２列に配列されている。各ノズル２０はノズルプレート１３の下面に開口している。つまり、ノズルプレート１３の下面は、インクの液滴を噴射するノズル２０が開口した液滴噴射面４ａに相当する。
【００２２】
また、図２、図４に示すように、キャビティプレート１０には、図示しないインクタンクと接続されるインク供給口１８も形成されている。ベースプレート１１には、インク供給口１８と連通する連通孔２３が形成されている。マニホールドプレート１２には、平面視で、２列に配列された圧力室１４の連通孔１５側の部分と重なるように、紙送り方向に延びる２つのマニホールド１７が形成されている。マニホールドプレート１２には、図２、図４に示すように、ベースプレート１１の連通孔２３に連通する連通孔２２も形成されている。連通孔２２は、走査方向に延びており、その両端部において２つのマニホールド１７の一端と連通している。これによって、２つのマニホールド１７は、連通孔２３及び２２を通じて、キャビティプレート１０に形成されたインク供給口１８に連通している。図示しないインクタンクからインク供給口１８にインクが供給されると、そのインクは、連通孔２３及び２２を通じてマニホールド１７へと供給される。
【００２３】
図５に示すように、マニホールド１７は連通孔１５を介して圧力室１４に連通し、さらに、圧力室１４は、連通孔１６，１９を介してノズル２０に連通している。このように、プレート１０〜１３には、インク流路の一部を形成する圧力室１４等の各種の孔（流路形成孔）が形成されている。プレート１０〜１３が積層されると、これらの孔が連通し、インク供給口１８から連通孔２２、２３を経てマニホールド１７に至る流路が形成される。また、マニホールド１７から圧力室１４を経てノズル２０に至る個別インク流路２１（液体流路）が複数形成される。
【００２４】
次に、圧電アクチュエータ５について説明する。図２〜図４に示すように、圧電アクチュエータ５は、複数の圧力室１４を覆うように流路ユニット４の上面のアクチュエータ配置面４ｂに接合された振動板３４と、この振動板３４の上面に配置された圧電層３１と、圧電層３１の上面に形成された複数の個別電極３２とを備えている。
【００２５】
振動板３４は、例えば、ステンレス鋼等の鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、あるいは、チタン系合金などからなる金属板である。この金属製の振動板３４は、図示しない位置で接地され、グランド電位に保持されている。
【００２６】
圧電層３１は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料からなる。これらの圧電層３１は、それぞれ厚み方向に分極処理が施されている。また、圧電層３１は、振動板３４の上面において、複数の圧力室１４に跨って連続的に配置されている。圧電層３１は、例えば、ＰＺＴのグリーンシートを焼成することにより得られた圧電シートを振動板３４に貼り付けて形成することができる。
【００２７】
複数の個別電極３２は、圧力室１４より一回り小さい略楕円形の平面形状を有し、圧電層３１の上面の、圧力室１４と対向する領域に配置されている。個別電極３２は、金、銅、銀、パラジウム、白金、あるいは、チタンなどの導電性材料からなる。個別電極３２は、長手方向に引き出された引出部３２ａを有しており、引出部３２ａの一端には、電極３３が接続されている。電極３３は、引出部３２ａの上面に形成されており、圧電アクチュエータ５の上面に取り付けられたＦＰＣ５２の配線５３に接続されている。配線５３の他端は、図示しない駆動回路と接続されている。この駆動回路は、配線５３及び電極３３を通じて、グランド電位と異なる所定の駆動電位を、個別電極３２に付与する。
【００２８】
次に、圧電アクチュエータ５のインク噴射時における作用について説明する。あるノズル２０からインクの液滴を噴射させる場合には、このノズル２０に連通する圧力室１４に対応する個別電極３２に、駆動回路から駆動電位が付与される。すると、駆動電位が付与された個別電極３２とグランド電位に保持されている振動板３４との間に電位差が生じ、両者に挟まれた圧電層３１に厚み方向に平行な電界が発生する。従って、厚み方向に分極された圧電層３１は、圧電縦効果により厚み方向に伸びる。これによって、振動板３４の圧力室１４と対向する部分が圧力室１４側に凸となるように変形する（ユニモルフ変形）。このとき、圧力室１４の容積が減少することになるから、その内部のインクの圧力が上昇し、圧力室１４に連通するノズル２０からインクが噴射される。
【００２９】
次に、ハウジング５１について説明する。ハウジング５１は、樹脂材料等から形成された部材である。ハウジング５１は、図２に示すように、流路ユニット４をその外側の四方から取り囲む側壁５９を有している。これら側壁５９の内部には空間が形成されており、図４に示すように、その空間の下部に、流路ユニット４及び圧電アクチュエータ５が配置されている。
【００３０】
また、ハウジング５１には、図２、図４に示すように、平面視で流路ユニット４を四方から取り囲む内側面５１ａと内側面５１ｂが形成されている。内側面５１ｂは、流路ユニット４の側面と対向する位置に配置されており、内側面５１ａは内側面５１ｂより上方に配置されている。また、内側面５１ａは、水平方向に関して内側面５１ｂより流路ユニット４の外側に配置されている。そして、内側面５１ａと内側面５１ｂとの間には、流路ユニット４のアクチュエータ配置面４ｂと平行な段差面５１ｃが形成されている。段差面５１ｃは、上方に面しており、流路ユニット４のアクチュエータ配置面４ｂと鉛直方向に同じ高さに配置されている。このように、ハウジング５１には、内側面５１ａ、５１ｂ及び段差面５１ｃからなる段差が形成されている。
【００３１】
次に、流路ユニット４及び圧電アクチュエータ５とハウジング５１との固定部分について説明する。図４に示すように、振動板３４は、圧電層３１と流路ユニット４との間の位置から、アクチュエータ配置面４ｂに沿って流路ユニット４の外側に向かって延びている。振動板３４は、段差面５１ｃまで延びており、振動板３４の端部は、平面視で、圧電アクチュエータ５及び流路ユニット４の周囲を取り囲むように配置されている。振動板３４の端部の下面は、段差面５１ｃに接着等によって接合されている。これによって、振動板３４が、ハウジング５１に固定され、圧電アクチュエータ５とともにハウジング５１に支持されている。
【００３２】
なお、振動板３４は、ハウジング５１の内側面５１ｂと流路ユニット４との間に形成された、ハウジング５１の外部から繋がる隙間を跨いでおり、この隙間の上部を塞いでいる。そして、ハウジング５１の内側面５１ｂと流路ユニット４との隙間には、シリコーン系の充填材からなるポッティング材６２が充填されている。これらの振動板３４及びポッティング材６２によってハウジング５１と流路ユニット４との間の隙間が塞がれ、ノズル２０から噴射されたインク等がハウジング５１内へと侵入しないようになっている。また、図４に示すように、振動板３４において、インク供給口１８に対向する領域には、平面視でインク供給口１８と重なる連通孔３４ａが形成されている。
【００３３】
さらに、振動板３４の上面には、補強部材６１が設置されている。補強部材６１は、ステンレス鋼等の金属材料で形成された部材である。図２、図４に示すように、補強部材６１は、ハウジング５１の内側面５１ａより若干小さい略長方形の平面形状を有する部材であり、その端部が振動板３４の端部と略一致するように配置されている。補強部材６１は、振動板３４の上面の圧電層３１が配置されていない領域に接着されている。これによって、流路ユニット４が補強され、全体の強度が高められている。
【００３４】
また、補強部材６１は、振動板３４の端部の上面にも接合されている。従って、振動板３４の端部は、補強部材６１の端部とともにハウジング５１に固定されていることになる。これによって、振動板３４は、単独で固定されている場合よりも強固にハウジング５１に固定されている。
【００３５】
また、補強部材６１には、圧電アクチュエータ５より若干大きい略長方形の平面形状を有する孔６１ａが形成されている。これによって、補強部材６１が振動板３４上に配置された状態において、圧電アクチュエータ５が孔６１ａを通じて露出するようになっている。さらに、補強部材６１には、平面視でインク供給口１８と重なるインク供給流路５４が形成されている。インク供給流路５４の一端は、振動板３４に形成された連通孔３４ａを介してインク供給口１８と連通すると共に、インク供給流路５４の他端は、図示しないインクタンクに接続されている。インクタンクからのインクは、インク供給流路５４、連通孔３４ａを通じて、インク供給口１８へと供給される。
【００３６】
以上説明したように、第１の実施形態のプリンタ１００においては、個別インク流路２１やマニホールド１７などのインク流路を構成する孔がプレート１０〜１３に形成されている。そして、これらのプレート１０〜１３の積層体で流路ユニット４が構成されている。このような場合に、例えば、流路ユニット４を構成するプレートのみをハウジング５１に固定していたとする。このとき、ハウジング５１が熱膨張したり熱収縮したりした際に、ハウジング５１と固定されたプレートに生じる応力が増大し、圧力室１４等のインク流路を形成する孔の縁部において応力集中が生じる虞がある。
【００３７】
しかし、本実施形態では、流路ユニット４と圧電アクチュエータ５を構成する部材の中では、振動板３４のみがハウジング５１に固定されている。この振動板３４には、連通孔３４ａのみが形成されているので、応力集中が生じにくい。したがって、流路ユニット４を構成するプレートを固定した場合と比べて応力集中が起こりにくく、応力集中によってプレート同士が剥離したりすることが防止される。
【００３８】
また、振動板３４が補強部材６１と共にハウジング５１に固定されている。このため、振動板３４がより強固にハウジング５１に固定されるとともに、補強部材６１と流路ユニット４全体の強度が高められている。
【００３９】
また、ハウジング５１の内側面５１ａと内側面５１ｂの間に段差が設けられている。これによって、流路ユニット４のアクチュエータ配置面４ｂと平行な段差面５１ｃが設けられ、段差面５１ｃと振動板３４が接合されるため、振動板３４とハウジング５１との接合面積が大きく確保される。
【００４０】
また、ハウジング５１の内側面５１ａが、内側面５１ｂより外側に配置されており、これらの間に形成される段差面５１ｃは、上方、すなわち圧電アクチュエータ５側に向いている。これによって、ハウジング５１の内側面の段差が上方に広がった形となっている。
【００４１】
これとは逆に、内側面５１ｂが内側面５１ａより外側に配置されているとすると、これらの間に形成される段差面５１ｃは、下方、すなわち流路ユニット４側に向くことになる。この場合、ハウジング５１の内側面の段差は下方に広がった形となり、流路ユニット４と内側面５１ｂとの隙間も広がることとなる。
【００４２】
これに対して、本実施形態のハウジング５１の内側面の段差は、上記の通り、上方に広がった形を取っているので、流路ユニット４と内側面５１ｂとの隙間を比較的小さくすることが可能になっている。
【００４３】
［第２の実施形態］
以下、本発明の別の実施形態である第２の実施形態について説明する。
【００４４】
第２の実施形態において第１の実施形態と異なるのは、インクジェットヘッドの構成である。従って、以下においては第２の実施形態に係るインクジェットヘッド２０１について説明する。また、以下において、第１の実施形態と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を適宜省略する。
【００４５】
図６は、インクジェットヘッド２０１の平面図、図７は、図６のＣ−Ｃ線断面図である。図６、図７に示すように、インクジェットヘッド２０１には、振動板３４の代わりに振動板２３４が、ハウジング５１の代わりにハウジング２５１が設けられている。
【００４６】
振動板２３４及びハウジング２５１について説明する。まず、振動板２３４は、振動板３４と同様に、圧電層３１と流路ユニット４との間の位置から、アクチュエータ配置面４ｂに沿って流路ユニット４の外側に向かって延びている。そして、振動板２３４は、段差面５１ｃまで延びている。
【００４７】
また、振動板２３４において、インク供給口１８に対向する領域には、平面視でインク供給口１８と重なる連通孔２３４ａが形成されている。連通孔２３４ａは、図示しないインクタンクに接続されており、インクタンクから連通孔２３４ａを通じて、インク供給口１８へとインクが供給されるようになっている。なお、インクジェットヘッド２０１には、補強部材６１のような補強部材が設けられていない。
【００４８】
ハウジング２５１は、ハウジング５１と同様に、流路ユニット４をその外側の四方から取り囲む側壁５９を有している。また、側壁５９の内面には、内側面５１ａ、５１ｂ及び段差面５１ｃからなる段差が形成されている。
【００４９】
一方で、ハウジング２５１の段差面５１ｃには、上方に向かって突出した複数の係合突起５５（第２係合部）が形成されている。係合突起５５は、ハウジング２５１の長尺方向（紙送り方向）に関して段差面５１ｃの両端部のそれぞれに形成されている。本実施形態においては、段差面５１ｃの一端部に２個の係合突起５５が形成されており、段差面５１ｃの他端部に１個の係合突起５５が形成されている。これに対し、振動板２３４には、平面視で各係合突起５５に重なる位置に、係合突起５５と係合するように係合孔２３４ｂ（第１係合部）が形成されている。
【００５０】
そして、振動板２３４とハウジング２５１は、係合孔２３４ｂを係合突起５５に係合させることによって互いに固定されている。インクジェットヘッド２０１の製造工程において、振動板２３４をハウジング２５１に固定する際には、まず、水平方向に関して、係合孔２３４ｂが係合突起５５にちょうど係合するような位置に、振動板２３４とハウジング２５１を配置する。そして、係合孔２３４ｂと係合突起５５とを互いに係合させることにより、振動板２３４をハウジング２５１に固定する。これによって、振動板２３４のハウジング２５１に対する位置決めがなされた状態で、振動板２３４がハウジング２５１に固定されている。
【００５１】
以上説明したように、第２の実施形態によると、振動板２３４をハウジング２５１に固定することにより、流路ユニット４及び圧電アクチュエータ５がハウジング２５１に固定されている。従って、流路ユニット４を構成するプレートをハウジング２５１に固定した場合と比べて、応力集中が起こりにくく、プレート同士が剥離したりすることが防止される。
【００５２】
また、係合孔２３４ｂと係合突起５５とを係合させることによって振動板２３４のハウジング２５１に対する位置決めがなされた状態で、振動板２３４がハウジング２５１に固定されている。従って、振動板２３４をハウジング２５１に対して位置決めすることができるとともに、振動板２３４と接合される流路ユニット４と、ハウジング２５１とを、正確に位置決めすることができる。
【００５３】
［第３の実施形態］
以下、本発明のさらに別の実施形態である第３の実施形態について説明する。
【００５４】
第３の実施形態において第１の実施形態と異なるのは、インクジェットヘッドの構成である。従って、以下においては第３の実施形態に係るインクジェットヘッド３０１について説明する。また、以下において、第１の実施形態と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を適宜省略する。
【００５５】
図８は、インクジェットヘッド３０１の縦断面図の一部であり、第１の実施形態において図４に対応する図である。インクジェットヘッド３０１には、ハウジング５１の代わりにハウジング３５１が、流路ユニット４の代わりに流路ユニット３０４が設けられている。また、インクジェットヘッド３０１には、第２の実施形態と同様、補強部材６１のような補強部材が設けられていない。
【００５６】
ハウジング３５１及び流路ユニット３０４について説明する。ハウジング３５１は、側壁５９の代わりに、流路ユニット４をその外側の四方から取り囲む側壁３５９を有している。側壁３５９の内面には、内側面３５１ａ、３５１ｂ及び段差面３５１ｃからなる段差が形成されている。内側面３５１ｂは、流路ユニット３０４の下部と対向する位置に配置されており、内側面３５１ａは内側面３５１ｂより上方に配置されている。また、内側面３５１ａは、水平方向に関して内側面３５１ｂより流路ユニット４の外側に配置されている。段差面３５１ｃは、マニホールドプレート１２の上面と同じ高さに、水平に配置されている。
【００５７】
流路ユニット３０４は、キャビティプレート３１０、ベースプレート３１１、マニホールドプレート１２及びノズルプレート１３が積層された積層体から構成されている。キャビティプレート３１０及びベースプレート３１１において、第１の実施形態のキャビティプレート１０及びベースプレート１１との違いは、その端部がハウジング３５１の段差面３５１ｃまで達していることである。つまり、これらのプレート３１０及び３１１は、いずれも、プレート１２及び１３の端部よりも、水平方向についてさらに外側に延びている。そして、プレート３１０及び３１１の端部は、いずれも、平面視で振動板３４の端部と略一致する位置に達している。
【００５８】
そして、ベースプレート３１１の端部の下面は、ハウジング３５１の段差面３５１ｃに接合されている。また、プレート３１０及び３１１の端部同士も接合されていると共に、振動板３４の端部も、キャビティプレート３１０の端部と接合されている。つまり、振動板３４の端部は、プレート３１０及び３１１の端部とともに、ハウジング３５１に固定されている。
【００５９】
以上説明したように、第３の実施形態によると、振動板３４をプレート３１０及び３１１とともにハウジング３５１に固定することにより、流路ユニット３０４及び圧電アクチュエータ５がハウジング３５１に固定されている。これに対して、振動板３４のみがハウジング３５１に固定されただけであると、振動板３４の厚みによっては強度が不足する場合がある。
【００６０】
本実施形態においては、流路ユニット３０４を構成するプレートのうち、振動板３４に接合されたプレートであるキャビティプレート３１０と、そのキャビティプレート３１０に接合されたベースプレート３１１とが、振動板３４とともにハウジング３５１に固定されている。これによって、振動板３４のみが固定されている場合と比べて、強度が確保されている。
【００６１】
なお、この場合、ハウジング３５１に固定されたプレート３１０又は３１１において、流路を形成する圧力室１４などの孔の縁部で多少は応力集中が生じるかもしれない。しかし、これらのプレートは振動板３４と共にハウジング３５１に固定されているため、プレートに生じる応力集中は、プレート単独で固定される場合に比べて低くなる。
【００６２】
また、本実施形態においては、キャビティプレート３１０及びベースプレート３１１が、段差面３５１ｃまで延ばされ、振動板３４と共にハウジング３５１に固定されている。このように、本実施形態においては、流路ユニット３０４を構成するプレートのうち、振動板３４側に位置して振動板３４に連続的に積層された一部のプレートが、振動板３４とともにハウジング３５１に固定されている。
【００６３】
しかし、ハウジング３５１に固定されるプレートの組み合わせが、上記と異なるものであってもよい。この場合、プレートの組み合わせは、振動板３４に連続的に積層されたプレートからなるものでなければならない。例えば、連続的に積層されていないプレート３１０とプレート１２の組み合わせとすると、プレート３１１を含んでいないため、プレート１２の端部をハウジング３５１の段差面３５１ｃに接合しても、プレート３１０の端部や振動板３４の端部をハウジング３５１に固定することができないからである。ここで、振動板３４と共にハウジング３５１に固定するプレートの枚数が大きいほど、全体の強度が高まる。
【００６４】
一方で、全てのプレートを振動板３４に固定することは、以下の点で好ましくない。プレート３１０、３１１、１２及び１３のすべてをハウジング３５１に固定する場合、プレート１３の下面をハウジング３５１の段差面３５１ｃに接合することになる。この場合、ハウジング３５１の段差面３５１ｃをプレート１３の下面と同じ高さに配置しないといけないため、ハウジング３５１の下端が、プレート１３の下面、すなわち液滴噴射面４ａよりも下方に突出することとなる。一方、記録用紙Ｐ１に向かってノズル２０からインクを噴射させる際、記録用紙Ｐ１にハウジング３５１の下端より下方を通過させる必要がある。このため、ハウジング３５１の下端が液滴噴射面４ａより下方に突出していると、記録用紙Ｐ１と液滴噴射面４ａの距離を大きく取らなければならなくなるという問題が生じる。
【００６５】
また、なるべく記録用紙Ｐ１と液滴噴射面４ａの距離を小さくするためには、段差面５１ｃとハウジング５１の下端との距離を小さくする必要がある。この場合には、ハウジング５１が薄くなり、強度が低下してしまうという問題が生じる。
【００６６】
従って、ハウジング３５１に固定される組み合わせとして可能なものは、流路ユニット３０４を構成するプレートのうちで、振動板３４側に位置した一部のプレートであって、振動板３４に連続的に積層されたプレートからなるものとなる。例えば、本実施形態においては、プレート３１０、３１１及び１２は連続的に振動板３４に積層されており、これらのプレートが、振動板３４と共にハウジング３５１に固定されていてもよい。また、プレート３１０のみが、振動板３４と共にハウジング３５１に固定されていてもよい。なお、本発明における「振動板と連続的に積層される一部のプレート」とは、「一部のプレート」が１枚の場合には、振動板と直接積層される１枚のプレート、が該当し、「一部のプレート」が複数枚の場合には、振動板３４に対して間に１又は複数のプレートを介在させて積層されるプレート、及び、介在する１又は複数のプレートの両者が該当する。
【００６７】
［第４の実施形態］
以下、本発明のさらに別の実施形態である第４の実施形態について説明する。
【００６８】
第４の実施形態において第１の実施形態と異なるのは、インクジェットヘッドの構成である。従って、以下においては第４の実施形態に係るインクジェットヘッド４０１について説明する。また、以下において、第１の実施形態と同じ構成には同じ符号を付し、その説明を適宜省略する。
【００６９】
図９は、インクジェットヘッド４０１の縦断面図であって、第１の実施形態において図４に対応する図である。図９に示すように、インクジェットヘッド４０１には、振動板３４の代わりに振動板４３４が、ハウジング５１の代わりにハウジング４５１が設けられている。なお、インクジェットヘッド４０１には、第２の実施形態と同様、補強部材６１のような補強部材が設けられていない。
【００７０】
振動板４３４及びハウジング４５１について説明する。振動板４３４は、振動板３４と同様に、圧電層３１と流路ユニット４との間の位置から、アクチュエータ配置面４ｂに沿って流路ユニット４の外側に向かって延びている。そして、振動板４３４は、ハウジング４５１の内側面の近傍まで延びている。また、振動板４３４において、インク供給口１８に対向する領域には、平面視でインク供給口１８と重なる連通孔４３４ａが形成されている。連通孔４３４ａは、図示しないインクタンクに接続されており、インクタンクから連通孔４３４ａを通じて、インク供給口１８へとインクが供給されるようになっている。
【００７１】
ハウジング４５１は、側壁５９の代わりに、流路ユニット４をその外側の四方から取り囲む側壁４５９を有している。側壁４５９は、図９の右端部と左端部で異なる構成を有している。右端部において、側壁部４５９の内面には、内側面４５１ａ、４５１ｂ及び段差面４５１ｃからなる段差が形成されている。内側面４５１ｂは、流路ユニット４の側面と対向する位置に配置されており、内側面４５１ａは内側面４５１ｂより上方に配置されている。また、内側面４５１ａは、水平方向に関して内側面４５１ｂより流路ユニット４の外側に配置されている。段差面４５１ｃは、流路ユニット４の上面のアクチュエータ配置面４ｂと同じ高さに、水平に配置されている。
【００７２】
また、段差面４５１ｃには、上方に向かって突出した複数の係合突起４５５が形成されている。これに対し、図９において、振動板４３４の右端部には、平面視で係合突起４５５に重なる位置に、係合突起４５５と係合するように係合孔４３４ｂが形成されている。振動板４３４とハウジング４５１は、係合孔４３４ｂを係合突起４５５に係合させることによって互いに固定されている。従って、本実施形態においても、第２の実施形態と同様に、係合突起４５５及び係合孔４３４ｂによって振動板４３４のハウジング４５１に対する位置決めがなされた状態で、振動板４３４がハウジング４５１に固定されている。
【００７３】
一方、図９の左端部において、側壁４５９の内面には、内側面４５１ｄ、４５１ｅ及び段差面４５１ｆからなる段差が形成されている。内側面４５１ｅは、流路ユニット４の下部と対向する位置に配置されており、内側面４５１ｄは内側面４５１ｅより上方に配置されている。また、内側面４５１ｄは、水平方向に関して内側面４５１ｅより流路ユニット４の外側に配置されている。段差面４５１ｆは、流路ユニット４の上面と下面との間の高さに、水平に配置されている。
【００７４】
そして、段差面４５１ｆ上には、移動部材６３が、段差面４５１ｆに沿って移動可能に設置されている。移動部材６３の上面には、上方に向かって突出した係合突起６３ａが形成されている。移動部材６３とハウジング４５１の内側面４５１ｄとの間には、付勢部材６４が配置されている。付勢部材６４の一端は移動部材６３に、他端は内側面４５１ｄに固定されている。付勢部材６４は、移動部材６３を図９の左方に向かって付勢するように配置されている。
【００７５】
これに対し、図９において、振動板４３４の左端部には、係合突起６３ａと係合する係合孔４３４ｃが形成されている。係合孔４３４ｃと係合突起６３ａとが係合することにより、振動板４３４の左端部が移動部材６３に固定されている。移動部材６３は付勢部材６４によって図９の左方へと付勢されているため、振動板４３４の左端部は、移動部材６３によって図９の左方へと引っ張られている。つまり、移動部材６３及び付勢部材６４は、振動板４３４を面方向に引っ張る本発明の引張手段を構成している。
【００７６】
以上説明したように、第４の実施形態によると、振動板４３４をハウジング４５１に固定することにより、流路ユニット４及び圧電アクチュエータ５がハウジング４５１に固定されている。従って、流路ユニット４を構成するプレートをハウジング４５１に固定した場合と比べて、応力集中が起こりにくく、応力集中によってプレート同士が剥離したりすることが防止される。
【００７７】
また、移動部材６３及び付勢部材６４が、振動板４３４の端部を振動板４３４の面方向に引っ張っている。従って、振動板４３４の反りを抑制することができ、流路ユニット４及び圧電アクチュエータ５の全体が反るのが防止されている。
【００７８】
＜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。
【００７９】
例えば、上述の第１の実施形態においては、振動板３４のいずれの端部も、ハウジング５１の段差面５１ｃまで達しており、段差面５１ｃに接合されている。従って、振動板３４の端部は、平面視で流路ユニット４の周囲を取り囲んでいる。しかし、端部のすべてが段差面５１ｃまで達している必要はない。例えば、平面視で、振動板３４の長尺方向（図６の紙送り方向）の両端部のみが段差面５１ｃに接合されており、振動板３４の幅方向（図６の走査方向）の両端部は段差面５１ｃまで達していないものであってもよい。また、第２〜第４の実施形態においても同様に、振動板２３４等の端部が流路ユニット４の周囲を取り囲んでいなくてもよい。
【００８０】
また、上述の第２の実施形態においては、ハウジング２５１側の係合突起５５と、振動板２３４側の係合孔２３４ｂとを係合させることにより、振動板２３４をハウジング２５１に固定させている。しかし、これとは逆に、振動板２３４側に突起状の係合部が形成され、ハウジング２５１側に孔状の係合部が形成されていてもよい。
【００８１】
また、第２の実施形態において、係合突起５５や係合孔２３４ｂがハウジング２５１や振動板２３４に形成されていなくてもよい。この場合、第１の実施形態と同様に、振動板２３４の端部の下面がハウジング２５１の段差面５１ｃに接合されることで、これらが固定されていてもよい。
【００８２】
また、上述の第３の実施形態においては、プレート３１０、３１１及び振動板３４が端部において互いに接合されている。そして、プレート３１１の端部がハウジング３５１の段差面３５１ｃに接合されている。これによって、プレート３１０及び３１１が振動板３４と共にハウジング３５１に固定されている。しかし、プレート３１０、３１１及び振動板３４に互いに連通する係合孔が形成されており、これらの係合孔を段差面３５１ｃに形成された係合突起と係合させることにより、プレート３１０及び３１１が振動板３４と共に、ハウジング３５１に固定されてもよい。
【００８３】
また、上述の第２〜第４の実施形態には、流路ユニットを補強する補強部材が設けられていない。しかし、これらの実施形態にも補強部材が設けられ、振動板がその補強部材と共にハウジングに固定されていてもよい。
【００８４】
また、上述の第４の実施形態において、移動部材６３と付勢部材６４により引張手段が構成されている。しかし、振動板３４を面方向に引っ張る手段であれば、その他の構成であってもよい。例えば、付勢部材６４が移動部材６３を介さず、直接振動板３４の端部に固定されていてもよい。
【００８５】
また、上述の第４の実施形態において、移動部材６３側の係合突起６３ａを振動板４３４側の係合孔４３４ｃに係合させることによって、移動部材６３と振動板４３４を固定している。しかし、移動部材６３と振動板４３４が別の方法で固定されていてもよい。例えば、係合突起６３ａや係合孔４３４ｃが形成されておらず、振動板４３４の下面が移動部材６３の上面に接合されていてもよい。
【００８６】
また、上述の各実施形態においては、ハウジングに段差が形成されており、その段差部において振動板の端部がハウジングに固定されている。しかし、ハウジングと振動板の固定方法はどのようなものであってもよい。例えば、第１の実施形態においては、段差面５１ｃが上方ではなく下方に面しており、振動板３４の端部の上面が段差面５１ｃに接合されていてもよい。また、ハウジング５１の内側面５１ａと振動板３４の端部に、互いに係合する係合部がそれぞれ設けられており、これらの係合部を係合させることによって、振動板３４とハウジング５１とが固定されていてもよい。さらに、ネジ等の固定具を用いて振動板３４がハウジング５１に固定されていてもよい。
【００８７】
また、以上の説明では、本発明をノズルからインクを噴射するインクジェットプリンタに適用した場合を想定している。しかし、本発明を、インク以外の液体を噴射する装置に適用することも可能である。さらに、液体を噴射するものでなくてもよく、液体流路を通じて液体を移送するその他の装置に本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の一実施形態である第１の実施形態のインクジェットプリンタの概略構成図である。
【図２】図１のインクジェットヘッドの平面図である。
【図３】図２の一部拡大平面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】本発明の別の実施形態である第２の実施形態に係るインクジェットヘッドの平面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】本発明のさらに別の実施形態である第３の実施形態に係るインクジェットヘッドの縦断面図であり、図４に対応する図である。
【図９】本発明のさらに別の実施形態である第４の実施形態に係るインクジェットヘッドの縦断面図であり、図４に対応する図である。
【符号の説明】
【００８９】
１        インクジェットヘッド
４ｂ      アクチュエータ配置面
５        圧電アクチュエータ
１０      キャビティプレート
１１      ベースプレート
１２      マニホールドプレート
１３      ノズルプレート
１４      圧力室
２０      ノズル
２１      個別インク流路
３４      振動板
５１      ハウジング
５１ｃ    段差面
５５      係合突起
６１      補強部材
６３      移動部材
６４      付勢部材
１００    インクジェットプリンタ
２０１〜４０１  インクジェットヘッド
２３４〜４３４  振動板
２３４ｂ  係合孔
２５１〜４５１  ハウジング
３０４    流路ユニット
【図１】
2009208251.tif 000003
【図２】
2009208251.tif 000004
【図３】
2009208251.tif 000005
【図４】
2009208251.tif 000006
【図５】
2009208251.tif 000007
【図６】
2009208251.tif 000008
【図７】
2009208251.tif 000009
【図８】
2009208251.tif 000010
【図９】
2009208251.tif 000011