JP2009083243A

JP2009083243A - 液滴吐出ヘッド用のキャビティユニット

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Publication number: JP2009083243A
Application number: JP2007254893A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Ito; 敦伊藤
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2009-04-23
Anticipated expiration: 2027-09-28
Also published as: JP4924339B2

Abstract

【課題】ダンパ壁の薄肉化に伴い、ダンパプレート材料の混入物が脱落するなどしてダンパ壁に欠損や貫通孔が形成された場合であっても、共通液室とダンパスペースとが連通するのを防止することができる液滴吐出ヘッド用のキャビティユニットの提供。
【解決手段】キャビティユニット１０は、共通液室孔２５ａを有する第２共通液室プレート２５とダンパ壁２６ａを有するダンパプレート２６とを備え、ダンパ壁２６ａは、その平面視輪郭形状が共通液室孔２５ａの平面視輪郭形状より大きく、且つその周縁部が中央部２６ｃよりも厚み寸法の小さい薄肉部２６ｄを成しており、第２共通液室プレート２５とダンパプレート２６とは、平面視で薄肉部２６ｄが共通液室孔２５ａの外方に位置した状態で接着されている。
【選択図】図７

Description

本発明は、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドのキャビティユニットに関する。

一般に、インクジェットプリンタ装置を一例とする液滴吐出装置は、ノズル孔から液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えており、この液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズル孔までの液体流路が内部に形成されたキャビティユニットを有している（特許文献１参照）。特許文献１に開示されているように、キャビティユニットは、液体流路となる各貫通孔が形成された複数枚のプレートが積層された構成となっており、各プレートに形成された貫通孔が互いに連通することによって液体流路を成し、この液体流路を介して液体タンク等の液体供給源からの液体がノズルまで供給されている。

液体流路の途中には列状に配設された複数の圧力室が並設されていて、これらの圧力室の列方向に長寸の共通液室が圧力室の上流側に設けられており、液体流路の下流端に圧力室に対応して列状に配設されたノズル孔が位置している。そして、キャビティユニットに積層されたアクチュエータが選択的に駆動することにより、対応する圧力室内に充填された液体に吐出圧力が付与されてノズル孔から外部へ吐出されると共に、共通液室から圧力室へ負圧によって液体が補充されるようになっている。

このとき、選択された一つの圧力室内の液体に作用する吐出圧力は、ノズル孔へ伝播する前進成分だけでなく、共通液室へ伝搬する後退成分もある。この後退成分により共通液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。このように、所望しない圧力室へ圧力が伝搬すると、この圧力室内の液体が圧送されて所望しないノズル孔からの液滴吐出を招来してしまう可能性があるため好ましくない。従って、特許文献１にも開示されているように、共通液室に積層されるプレート（ダンパプレート）に、その共通液室に対応する位置に、共通液室との対向面とは反対側の面を凹状に窪ませて薄肉のダンパ壁を形成し、圧力室から逆流してくる圧力による共通液室内の圧力変動を、このダンパ壁によって緩和している。
特開２００４−２５６３６号公報（特に、図５参照）

ところで、ダンパ壁はその厚み寸法が小さい（薄い）ほど、圧力変動を緩和する作用を高く発揮することができるため、近年では十数ミクロン・メートル程度の厚み寸法に形成することが要望されつつある。しかしながら、ダンパプレートが形成される金属材料のインゴット内には、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て、ダンパ壁の薄肉化に伴い、ダンパ壁の厚み寸法がこのような混入物の粒径と同程度になると、ダンパ壁内の混入物の脱落により該ダンパ壁に部分的な欠けや亀裂、また欠損や貫通孔が形成されてしまう場合がある。このような欠損や貫通孔が形成されると、共通液室とダンパ壁を挟んでその反対側に位置する凹状空間（ダンパスペース）とが連通し、該ダンパスペースにも液体が充填されるため、ダンパ壁が共通液室内の圧力変動を緩和する機能を十分に発揮できなくなる恐れがある。

また、このようなダンパ壁はウェットエッチングにより形成することができる。具体的には、ダンパ壁に対応する領域以外がマスクされたダンパプレートを、エッチング液で前記領域を断面視凹状にハーフエッチングすることにより、薄肉のダンパ壁を形成することができる。このようなウェットエッチングを採用すると、エッチング液の流速が凹状部分の周縁部において大きくなり、この部分が中央部分よりも深くエッチングされてしまう傾向にある。従って、ダンパ壁の中央部分が所望の厚み寸法になるようにエッチングすると、その周縁部は所望寸法以上に深くエッチングされるため、この部分で上記混入物が脱落すると脱落箇所に部分的な欠けや亀裂、また、欠損や貫通孔が形成されてしまう可能性がより大きくなる。

そこで本発明は、ダンパ壁の薄肉化に伴う上記のような課題を解消した液滴吐出ヘッド用のキャビティユニットを提供することを目的とする。

本発明は上述したような事情を鑑みてなされたものであり、本発明に係る液滴吐出ヘッド用のキャビティプレートは、途中に並設された複数の圧力室を経て複数の並設されたノズル孔へ至る液体流路を内部に有し、前記ノズル孔から液体を吐出させるべく前記圧力室内の液体に圧力を付与するアクチュエータが積層される液滴吐出ヘッド用のキャビティユニットであって、液体供給源からの液体を複数の前記圧力室へ導く共通液室を形成する共通液室孔が、前記圧力室の並設方向に沿う長孔状に貫通形成された共通液室プレートと、該共通液室プレートに積層接着され、該共通液室プレートとの対向面とは反対側の面が凹状に窪んで前記共通液室側に一部板厚が残された壁部が前記共通液室内の圧力変動を緩和するダンパ壁を成すダンパプレートとを備え、前記ダンパ壁は、その平面視輪郭形状が前記共通液室孔の平面視輪郭形状より大きく、且つその周縁部が中央部よりも厚み寸法の小さい薄肉部を成しており、前記共通液室プレートと前記ダンパプレートとは、平面視で前記薄肉部が前記共通液室孔の外方に位置した状態で接着されている。

このような構成とすることにより、ダンパプレートが有するダンパ壁の周縁部に形成される薄肉部は、共通液室プレートの共通液室孔の外方に位置して共通液室プレートの下側の面と積層接着するため、混入物の脱落等によりこの薄肉部に欠損や貫通孔が形成されたとしても、共通液室とダンパスペースとが連通するのを防止することができる。

また、前記薄肉部は、その横断面の途中部分に厚み寸法の最も小さい最薄部を有し、該最薄部が、平面視したときに前記共通液室孔の外方に位置していてもよい。このような構成とすることにより、混入物の脱落によって最も欠損や貫通孔が形成されやすい最薄部が共通液室の外方に位置することとなるため、この部分での貫通孔の形成による共通液室とダンパスペースとの連通を効果的に防止することができる。

また、前記ダンパ壁は、これに対応する領域以外がマスクされたダンパプレートが、エッチング液によって前記領域がハーフエッチングされて形成されていてもよい。このような構成とすることにより、エッチング液によりダンパ壁の周縁部に薄肉部が形成されやすくなるため、上述したように共通液室プレートとダンパプレートを積層接着することによって、薄肉部に貫通孔が形成されたとしても共通液室とダンパスペースとが連通してしまうのを防止することができる。

本発明に係る液滴吐出ヘッド用のキャビティユニットによれば、ダンパプレートのダンパ壁の薄肉化に伴い、ダンパ壁から材料中の混入物が脱落するなどしてダンパ壁に欠損や貫通孔が形成された場合であっても、共通液室とダンパスペースとが連通するのを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドのキャビティユニットについて図面を参照しながら具体的に説明する。

図１は、本実施の形態に係るキャビティユニットを備える液滴吐出ヘッドが搭載されたキャリッジの断面図であり、液滴吐出ヘッドとしてインクジェットプリンタのインクを吐出するインクジェットヘッドに適用したものである。また、本発明のインクジェットプリンタは、単独のプリンタ装置としてだけでなく、コピー機能、スキャナ機能、ファクシミリ機能などを備えた多機能装置（ＭＦＤ：Multi Function Device ）のプリンタとしても適用することができるものである。

図示しないインクジェットプリンタは、インクジェットヘッドが搭載されたキャリッジ１が、2本のガイド軸に跨って取り付けられ、図１の左右方向へ往復移動可能（走査可能）に構成されている。インクジェットヘッドは、キャリッジ１とともに走査方向に往復移動しつつ、その下面（図１の下側）に設けられたノズル孔２８ａ（図２参照）から、図示しない用紙搬送機構の搬送モータによって図１の下方（走査方向と交差する紙送り方向、図１の紙面の裏面側）に搬送される記録用紙にインクの液滴を噴射する。これにより、記録用紙Ｐに所望の文字や画像などが記録される。

図１に示すように、キャリッジ１は、例えば、シアン、マゼンダ、イエロー、及びブラックなどの各色のインク（液体）を、後述のキャビティユニット１０へ互いに独立して供給する液体タンク３と、この液体タンク３を収容して保持するホルダケース４と、このホルダケースの下部に支持フレーム５を介して取り付けられるインクジェットヘッド６とを備えている。

また、このインクジェットヘッド６は、複数枚のプレートが積層接着されて内部に液体流路１０ａ（図２参照）を有するキャビティユニット１０の上面にプレート型の圧電ユニット１１が積層接着されていて、この圧電ユニット１１の上面に外部機器との電気的な接続に用いられる配線ユニット（チップオンフィルム）１２がさらに接合されていて、この配線ユニット１２には駆動回路であるドライバＩＣ５１が接続されている。ドライバＩＣは、インクジェットプリンタ本体側からの印字データをもとに選択的に圧電ユニット１０を駆動させる駆動信号を出力している。このようなインクジェットヘッド６を備えるキャリッジ１は、公知のインクジェットプリンタプリンタと同様に、被記録紙の紙面と平行に移動可能に構成され、移動しつつ液滴吐出ヘッド６の下面側に開口されたノズルからインクを下向きに吐出することにより、紙面上に画像を形成することができる。

図２は、図１に示すキャリッジ１が備えるインクジェットヘッド６の拡大断面図であり、図３は、このインクジェットヘッド６をキャビティユニット１０と圧電ユニット１１と配線ユニット１２とに分解したときの斜視図である。また、図４は、キャビティユニット１０と圧電ユニット１１との分解斜視図で、図５は、キャビティユニット１０の拡大分解斜視図である。

図２及び図４に示すように、インクジェットヘッド６が有するキャビティユニット１０は、圧力室プレート２０、第１スペーサプレート２１、絞りプレート２２、第２スペーサプレート２３、第１共通液室プレート２４、第２共通液室プレート２５、ダンパープレート２６、カバープレート２７、及びノズルプレート２８が、それぞれの平板面が対向するようにこの順に上方から積層し、接着接合された構成となっている。

これらのうち、ノズルプレート２８はポリイミド等の樹脂シートで、それ以外の各プレート２１〜２７は４２％ニッケル合金鋼板（４２合金）等の金属板であり、平面視で何れも長方形状を成し、各々５０〜１５０μｍ程度の肉厚を有している。各プレート２０〜２７には、電解エッチング、レーザ加工、又はプラズマジェット加工等により、液体流路（チャンネル）１０ａを構成する開孔又は凹部が形成されている。

最下層のノズルプレート２８には、微小径の多数の液滴噴射用のノズル孔２８ａ（ノズル径２０μｍ）が、ノズルプレート２８における長辺方向（Ｘ方向）に沿って微小間隔を空けて多数個穿設されている。このノズル孔２８ａは、Y方向に５列に適宜間隔で配列されている。つまり、複数のノズル孔２８ａは、各インク色ごとにＸ方向に沿って多数個穿設されており、そのノズル孔列がＹ方向に沿って５列配設されている。なお、図示されていないが図４の奥側からブラックインク用のノズル孔列が２列配置され、他のインク色用のノズル孔列が各１列ずつ配置されている。

キャビティユニット１０において最上層に位置する圧力室プレート２０には、多数の圧力室孔２０ａが、ノズル孔２８ａの各列に対応して５列配設されている（図３で奥側からブラック用に２列、他のインク色用に各１列配置）。この圧力室孔２０ａは、圧力室プレート２０の短辺方向（Ｙ方向）に沿う平面視細長形状を成し、圧力室プレート２０をその板厚方向に貫通して形成されていて、その長手方向がノズル孔２８ａの列と直交する方向（Ｙ方向）に沿うように配置されている。そして、この圧力室孔２０ａは、上方から圧電ユニット１１が積層され、下方から第１スペーサプレート２１が積層されることにより、内部空間を有する圧力室３１を形成する。

第１スペーサプレート２１には圧力室孔２０ａの一端部に連通する連通孔２１ａが形成され、第２スペーサプレート２３（図４では絞りプレート２２の下面に接着された状態で示している）には連通孔２３ａが形成され、更に、これらのプレート２１，２３間に介在する絞りプレート２２には、長孔形状を成す絞り孔２２ａが形成されている。そして、この絞り孔２２ａの一端部は第１スペーサプレート２１の連通孔２１ａに連通し、他端は第２スペーサプレート２３の連通孔２３ａに連通している。これら連通孔２１ａ，２３ａ及び絞り孔２２ａによって、圧力室３１と後述する共通液室３５とを連通させる絞り通路３３が形成されている。この絞り孔２２ａは、ノズル孔２８ａからインクを噴射させるために、各圧力室３１が噴射圧力を受けたときに、共通液室３５側へのインクの後退成分を防止し、効率よくインクをノズル孔２８ａ側へ前進させるためのものである。

また、各圧力室孔２０ａの他端部は、第１スペーサプレート２１、絞りプレート２２、第２スペーサプレート２３、２枚のマニホールドプレート２５、２６、ダンパープレート２６及びスペーサプレート２７に穿設されている微小径の連通孔が互いに連通して成る液体流路３６を介し、ノズルプレート２８の各ノズル孔２８ａに連通している。

第２スペーサプレート２３の下層に位置する第１共通液室プレート２４および第２共通液室プレート２５には、圧力室孔２０ａが列方向（Ｘ方向）に配置された位置に対応する下方位置にて、その列方向（Ｘ方向）に沿って延設された共通液室孔２４ａ、２５ａが板厚を貫通して形成されている。この共通液室孔２４ａ、２５ａは、ノズル列および圧力室列に対応して、各インク色ごとに設けられており、具体的には図４の奥側からブラックインク用に２列、そしてシアンインク用、マゼンダインク用、及びイエローインク用に各１列の計５列が設けられている（図６も参照）。そして、２枚の共通液室プレート２４，２５を積層し、且つ、その上面を第２スペーサプレート２３で覆い、下面をダンパープレート２６で覆うことにより、合計５つの共通液室３５が形成される。

ダンパープレート２６は、その共通液室３５との対向面とは反対側の面であって、各共通液室３５の位置に対応する箇所を、下方から凹状に窪ませて薄肉に形成した５つのダンパ壁２６ａを有している。ダンパ壁２６ａは、インク噴射時に、圧力室３１で発生した圧力変動が共通液室３５に伝播しても、弾性変形して振動することにより、圧力変動を吸収減衰させるダンパ効果を奏し、圧力変動が共通液室３５を介して他の圧力室３１へ伝播するクロストークを抑制する。そして、このダンパープレート２６に、カバープレート２７が下方から積層接着されることにより、両プレート２６，２７間にダンパスペース２６ｂが形成されている。各ダンパスペース２６ｂの形状は、詳しくは後述するが、各共通液室３５の平面視輪郭形状より外側方向にわずかに大きく（外形寸法が大きく）形成されている。また、カバープレート２７には、複数のノズル孔２８ａを有するノズルプレート２８が下方から積層接着されている。

また、圧力室プレート２０から第２スペーサプレート２３の各プレートの長手方向（Ｘ方向）の一端部には、上下の位置を対応させて、各インク色ごとに４つの液体供給路３４が穿設されていて、液体タンク３（図１参照）に連通し、図示しないインクジェットプリンタ本体側に静置されたインクカートリッジからのインクが、液体供給路３４から共通液室２４ａ、２５ａの長手方向の一端部に供給される。また、各共通液室孔２４ａは、その他端部が、絞り通路３３を介して圧力室３１に連通している。なお、液体供給路３４がそれぞれインク色数に合わせて４つ設けられているのに対して、ダンパ室、共通液室２４ａ、２５ａ、ノズル２８ａ、圧力室３１ａが５つ設けられているのは、ブラックインク用の１つの液体供給路３４（図４の一番奥側の液体供給路３４）から、２つの共通液室２４ａ，２５ａ及び２つの圧力室列を通じてノズル孔列へブラックインクを供給するように構成されているからであり、このような構成としているのはブラックインクがその他のカラーインクに比べて使用頻度が高いことによるものである。なお、キャビティユニット１０の上面には、液体供給路３４に対応するろ過部２９ａを有するフィルタ２９が接着剤等で貼着されている
このようなプレート２０〜２８を積層接着することにより、図２及び図４に示すようなキャビティユニット１０が構成される。そしてこのキャビティユニット１０内には、液体タンク３に連通する液体供給路３４から共通液室３５にインクが供給された後、絞り通路３３を経由して圧力室３１に分配供給され、ノズル通路３６を経てノズル孔２８ａに至るようにインクが流れる液体流路１０ａが形成されている。

一方、図２に示すように圧電ユニット１１は、多数枚の圧電シート４０〜４５と絶縁性を有するトップシート４６（拘束層）とが積層されて構成されている。圧電シート４０〜４５は、夫々の厚みが略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構成されている。

各圧電シート４０〜４５のうち、最下層の圧電シート４０から上方へ数えて偶数番目の圧電シート４１，４３の上面には、各圧力室３１の位置に個別に対応するよう配置された多数の個別電極４７が、圧力室３１が形成する各列に対応するよう５列に印刷形成されている。また、最下層の圧電シート４０から上方へ数えて奇数番目の圧電シート４０，４２，４４の上面には、平面視したときに個別電極４７を列ごとに全てを覆うように配置された共通電極４８が印刷形成されている。そして、個別電極４７及び共通電極４８は、各圧電シート４０〜４５及びトップシート４６の側端面又は図示しないスルーホールに設けた図示しない中継配線（導電性接着剤などを充填または塗布して構成）を介し、トップシート４６の上面に設けられたそれぞれの外部電極４９（図３も参照）と電気的に接続されている。圧電ユニット１１は、各個別電極とキャビティユニット１０の各圧力室３１とを対向させて、キャビティユニット１０に接着され固定される。共通電極４８は、スルーホールを介してグランドに接地されている。なお、外部電極４９はＡｇ−Ｐｄ系の導電材を用いてスクリーン印刷されている。

この圧電ユニット１１の上面には、配線ユニット１２の一端部が積層接合され、他端部がノズル孔２８ａの列方向とは直角する方向（Ｙ方向）に引き出されている。配線ユニット１２は可撓性帯状の配線部材であり、その一端部には、圧電ユニット１１上面の外部電極４９に対応する複数の給電端子５０を有し、該給電端子５０は、配線ユニット１２の他端部側に引き出された途中部分に実装された駆動回路を含むＩＣチップ５１（図３参照）と電気的に接続されている。配線ユニット１２には、ＩＣチップ５１への駆動信号の入出力を行う図示しない導線がＩＣチップを介して引き出し方向（Ｙ方向）に沿って配線されていて、ＩＣチップと各給電端子５０とが電気的に接続されている。また、給電端子５０にはハンダバンプが形成されており、圧電ユニット１１とその上面に積層された配線ユニット１２とは、ハンダバンプを介して各給電端子５０と各外部電極４９とが電気的に接続される。

１つの圧力室３１に対して積層方向に沿って見たときに重複して位置する複数の個別電極４７と共通電極４８との間に挟まれる圧電シートの部分が、本体側からの印字データに従いＩＣチップ５１から選択的に駆動信号が出力されることによって変形駆動する活性部となり、この活性部の変形によって前記圧力室３１内のインクに吐出圧力が付与される。

このような構成を成すインクジェットヘッド６は、以下のようにして動作し、ノズル孔２８ａから液体を吐出する。即ち、液体タンク３から図示しないフィルタを介して供給された液体が、液体供給路３４、共通液室３５、絞り通路３３、圧力室３１、及びノズル通路３６から成る液体流路１０ａ内に充填されている。この状態で配線ユニット１２から圧電ユニット１１へ電位を付与し、複数の個別電極４７を選択的に所定電位とすると、電位を付与された個別電極４７と共通電極４８との間に電位差が生じ、圧電シート４１〜４４の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。そして、このように活性部が変形すると、最下層の圧電シート４０が圧力室３１内へ突出するため、圧力室３１の内圧が上昇し、圧力室３１内のインクからノズル通路３６内のインクへとその圧力波が伝播され、ノズル孔２８ａからインクが外部へ吐出される。

また、圧力室３１の内圧の上昇により生じた圧力波は、ノズル孔２８ａに向う前進成分だけでなく、共通液室３５の方向に向う後退成分もある。後退成分は、周囲より断面積を小さく形成された絞り通路３３にて減衰され、残りの圧力波は、ダンパ壁２６ａが弾性変形することによって吸収される。これにより、一の圧力室３１にて生じた圧力波が、共通液室３５を経て他の圧力室３１へ及ぶのを抑制している。なお、圧力波の吸収は、ダンパ壁２６ａの弾性振動のみによって行なうこともできるが、ダンパスペース１６ｂ内の空気と併用することもできる。

本実施形態のダンパープレートの２６構成について、詳しく説明する。

図６は、互いに積層接着された第２共通液室プレート２５とダンパプレート２６との構成を示す平面図であって第２共通液室プレート２５側から見たときの構成を示している。また、図７は、図６に示すV-V矢視線で第２共通液室プレート２５及びダンパプレート２６を切断したときの構成を拡大して示す部分断面図である。

図６に示すように、第２共通液室プレート２５にはＹ方向に配列された５列の共通液室孔２５ａが形成されていて、図６の紙面上の右側の隣り合う２列が、ブラックインク用で、その他の３つが他の色のインク（マゼンタ、シアン、イエロー）用の共通液室孔となっている。この共通液室孔２５ａは、いずれも第２共通液室プレート２５の長手方向（Ｘ方向）に沿って長さ寸法Ｌ₁の細長孔状を成し、幅寸法はＷ₁となっている。また、第２共通液室プレート２５には、各共通液室孔２５ａに沿って、ノズル通路３６を形成する複数の貫通孔２５ｂが図６紙面上の右側の隣り合う２列がブラックインク用、その他の３列が他の色のインク用に色ごとに形成されている。なお、第１共通液室プレート２４の共通液室孔２４ａも共通液室２５ａと同じ形状となっている。

第２共通液室プレート２５の下方に接着されたダンパプレート２６には、各共通液室孔２５ａに対応する位置にダンパ壁２６ａ（図６では破線で示す）が形成されている。このダンパ壁２６ａは、その平面視（即ち、両プレート２５，２６の積層方向に沿ってみたとき）での輪郭形状が共通液室孔２５ａの輪郭形状よりも大きく形成されており、共通液室孔２５ａに対応するダンパ壁２６ａは幅寸法Ｗ₂（＞Ｗ₁）及び長さ寸法Ｌ₂（＞Ｌ₁）、となっている。なお、図６にあるように、各共通液室孔２５ａはそれぞれ寸法や形状など多少の違いがあるが、各共通液室孔２５ａの輪郭形状に対応してダンパ壁２６ａの形状及び寸法が上記のように大きくなるように形成されている。

また、図７に示すようにダンパ壁２６ａは、ダンパプレート２６の厚み寸法、即ち、ダンパ壁２６ａを形成する前のプレートの厚み寸法Ｔ₁（例えば、５０μｍ）に比べて薄い厚み（薄肉）に形成されている。具体的には図７に示すように、平面視で共通液室３５の領域と重なり対向して位置している中央部２６ｃが、圧力室３１から逆流してくる吐出圧力による共通液室３５内の圧力変動を緩和させる部分を成しており、平面視細長孔形状のダンパ壁２６ａの周縁部が、その中央部２６ｃの厚み寸法Ｔ₂（例えば、１５μｍ）に比べてさらに薄い薄肉部２６ｄを成し、この薄肉部２６ｄが、ダンパ壁２６ａの周縁に沿って全周に至るように延設されている。

また、ダンパ壁２６ａの周縁部である薄肉部２６ｄには、外縁端よりも内側（中央部寄り）に、最も小さい厚み寸法Ｔ₃（例えば、８μｍ）を有する最薄部２６ｅが全周に至るように延設して形成されている。横断面（即ち、薄肉部２６ｄの延設方向（Ｘ方向）に直交する幅方向（Ｙ方向）に沿った断面）では、Ｙ方向に沿った幅寸法Ｗ₂のダンパ壁２６ａは、中央部の厚みがＴ₂、幅方向の両端（周縁部）が厚みＴ₂よりも薄肉の薄肉部２６ｄで、その両端よりわずかに中央部よりに最も小さい厚み寸法Ｔ₃の最薄部２６ｅが形成されている。本実施の形態においては、この最薄部２６ｅは、薄肉部２６ｄにおいて幅方向（Ｙ方向）の略中央部分に形成されている。

ダンパプレート２６と第２共通液室プレート２５とは、ダンパ壁２６ａの中央部２６ｃが平面視で共通液室孔２５ａと対向して重なるとともに、周縁部の薄肉部２６ｄが、共通液室孔２５ａよりも外方であって、第２共通液室プレート２５の下面（ダンパプレート２６側）と対向して積層接着される。特に最薄部２６ｅが、第２共通液室プレート２５の下面と対向して接着されているように配置される。（図５も参照）
なお、図７では一番左側に配置された一共通液室孔２５ａに対応するダンパ壁２６ａについて示しているが、他の共通液室孔２５ａに対応するダンパ壁２６ａにおいても、同様に薄肉部２６ｄ及び最薄部２６ｅが形成され、中央部２６ｃが各共通液室孔２５ａと対向し、最薄部２６ｅおよび薄肉部２６ｄが、共通液室孔２５ａよりも外方であって、第２の共通プレートの下面側と接着されているように配置される。また、薄肉部２６ｄおよび最薄部２６ｅは、ダンパ壁の全周辺部において形成されているため、ダンパ壁の長手方向である縦断面側（Ｘ方向）の、中央部２６ｄよりも薄肉化した薄肉部２６ｄおよび最薄部２６ｅが形成されているが、少なくとも横断面側（Ｙ方向側）の薄肉部２６ｄ、および最薄部２６ｅが、第２共通液室プレート２５の下面と対向して接着されていることが好ましい。

図８は、ダンパプレート２６に上記のようなダンパ壁２６ａを形成する製法の一例を説明するための模式図である。図８に示すように、平坦なダンパプレート２６となる平板２６０の両面の全体にレジスト７０，７１を積層して、一方の面上のレジスト７０の表面において、ダンパ壁２６ａに対応する領域Ａ₁以外の領域Ａ₂にマスク７１を施す。そして、領域Ａ₁の部分を感光させて現像することにより、レジスト７０における領域Ａ₁部分を除去して平板２６０の一方の面を部分的に露出させる。

次に、このような平板２６０を、所定の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Ｓを所定の速度で移動させる。これにより、レジスト７０によって被覆されていない領域Ａ₁の露出部分がハーフエッチングされて凹状を成し、その底壁には周囲の領域Ａ₂部分に比べて厚み寸法の小さいダンパ壁２６ａが形成され、エッチングにより除去された凹状部分にはダンパスペース２６ｂが形成され、このようなダンパ壁２６ａ及びダンパスペース２６ｂを有するダンパプレート２６が形成される。このとき、ダンパプレート２６（平板２６０）が空間Ｓを移動する間に、エッチング液は領域Ａ₁の露出部分に溜まると共に、該領域Ａ₁の周縁部に沿って流れやすい。そのため、この周縁部が中央部２６ｃよりも深くまで溶解し、上述したような薄肉部２６ｄ及び最薄部２６ｅが形成される。

図７に示すように、このようなダンパプレート２６は、平面視したときに周回する薄肉部２６ｄが共通液室孔２５ａの周縁より外方に位置するようにして、第２共通液室プレート２５と積層接着されている。より詳しくは、ダンパプレート２６においてダンパスペース２６ｂが開口する方とは反対側の面を第２共通液室プレート２５に対向させている。そして、ダンパ壁２６ａの周縁部を周回する薄肉部２６ｄのうち少なくとも最薄部２６ｅが、共通液室孔２５ａの外方に位置するようにして、両プレート２５，２６は互いに積層接着されている。

なお、ダンパ壁２６ａの中央部２６ｃが圧力波の後退成分を吸収するために必要な厚みを有するように制御してハーフエッチング形成される。また、図８では、ダンパプレート２６となる１枚の平坦な平板２６０に対して一列のダンパ壁２６ａを製造する様子を例示しているが、他のダンパ壁２６ａ列も同時に形成されるとともに、特開２００２−１９２７３２号公報によって公知のように、複数のダンパプレート２６となる平板２６０を連結片によって複数連結したリードフレーム全体をエッチングさせることで複数枚のダンパプレート２６を同時に製造することも可能である。

以上に説明したインクジェットヘッド６用のキャビティユニット１０によれば、ダンパ壁２６の平面視輪郭形状が、共通液室孔２５ａに対応した位置において、共通液室孔２５ａの平面視輪郭形状よりも大きく形成されているため、ダンパ壁２６ａをハーフエッチングで製造するときに、その周縁部の厚みが、中央部２６ｃよりも薄くなっても（薄肉部２６ｄが形成されても）、その薄肉部２６ｄが、共通液室孔２５ａよりも外方に位置し、第２共通液室プレート２５の下面側に接着される（接着代となっている）。従って、中央部２６ｃにてダンパ効果を確保しながら、ダンパ壁２６ａの薄肉部２６ｄにおいて、混入物の脱落などで欠損や貫通孔などが形成されたとしても、該欠損部や貫通孔を介して共通液室３５とダンパスペース２６ｂとが連通するのを抑制することができる。

特に、混入物の脱落などにより最も欠損されやすい最薄部２６ｅを、共通液室３５の外方に位置させるようにして積層配置させるため、インク漏れ出しの危険性がより低くなり、製品としての信頼性を維持することができる。また、ダンパプレート２６に用いる材料であるインゴット中の混入物が多くなった場合（純度の低いインゴットを利用する）でも、本実施形態のような構成であれば、混入物の脱落による欠損や貫通孔形成によってインク漏れを防ぐことができるため、ダンパプレート材料のコストダウンをさせることができる。

また、上記構成によれば、薄肉部２６ｄの上面（即ち、ダンパスペース２６ｂとは反対側の面）と第２共通液室プレート２５の下面とを接着することができる。この場合、薄肉部２６ｄがその上面にて第２共通液室プレート２５に固定されるため、薄肉部２６ｄからの混入物などの脱落自体を抑制することができるため好都合である。

なお、本実施形態の構成において、共通液室３５と対向した位置のダンパ壁２６ａが薄肉である方がダンパ効果を向上させることができるため、薄肉部２６ｄを若干共通液室孔寄り（内方）に位置させて積層接着させてあってもよいが、その場合も薄肉部２６ｄにおける稜線より内側の最薄部２６ｅは、共通液室孔２５ａの周縁部よりも外方に位置させておくのが好ましい。

本発明は、インクを吐出するインクジェットヘッドだけでなく、共通液室プレートとダンパプレートとが積層接着された液滴を吐出する液滴吐出ヘッド用のキャビティユニットに適用することができる。

本実施の形態に係るキャビティユニットを備える液体吐出ヘッドが搭載されたキャリッジの断面図であり、液滴吐出ヘッドとしてインクジェットプリンタヘッドを例示している。図１に示すキャリッジが備えるインクジェットヘッドの拡大断面図であるインクジェットヘッドを流路ユニットと圧電ユニットと配線ユニットと支持フレームとに分解してときの斜視図である。キャビティユニットと圧電ユニットとの分解斜視図である。キャビティユニットの拡大分解斜視図である。互いに積層接着された第２共通液室プレートとダンパプレートとの構成を示す平面図であって第２共通液室プレート側から見たときの構成を示している。図６に示すV-V矢視線で第２共通液室プレート及びダンパプレートを切断したときの構成を拡大して示す部分断面図である。ダンパプレートにダンパ壁を形成する製法の一例を説明するための模式図である。

符号の説明

６インクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）
１０キャビティユニット
１０ａ液体流路
１１アクチュエータ
２５第２共通液室プレート
２５ａ共通液室孔
２６ダンパプレート
２６ａダンパ壁
２６ｂダンパスペース
２６ｃ中央部
２６ｄ薄肉部
２６ｅ最薄部

Claims

途中に並設された複数の圧力室を経て複数の並設されたノズル孔へ至る液体流路を内部に有し、前記ノズル孔から液体を吐出させるべく前記圧力室内の液体に圧力を付与するアクチュエータが積層される液滴吐出ヘッド用のキャビティユニットであって、
液体供給源からの液体を複数の前記圧力室へ導く共通液室を形成する共通液室孔が、前記圧力室の並設方向に沿う長孔状に貫通形成された共通液室プレートと、
該共通液室プレートに積層接着され、該共通液室プレートとの対向面とは反対側の面が凹状に窪んで前記共通液室側に一部板厚が残された壁部が前記共通液室内の圧力変動を緩和するダンパ壁を成すダンパプレートとを備え、
前記ダンパ壁は、その平面視輪郭形状が前記共通液室孔の平面視輪郭形状より大きく、且つその周縁部が中央部よりも厚み寸法の小さい薄肉部を成しており、
前記共通液室プレートと前記ダンパプレートとは、平面視で前記薄肉部が前記共通液室孔の外方に位置した状態で接着されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド用のキャビティユニット。
前記薄肉部は、その横断面の途中部分に厚み寸法の最も小さい最薄部を有し、該最薄部が、平面視したときに前記共通液室孔の外方に位置し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用のキャビティユニット。
前記ダンパ壁は、これに対応する領域以外がマスクされたダンパプレートが、エッチング液によって前記領域がハーフエッチングされて形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッド用のキャビティユニット。