JP2014172364A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な圧力緩衝効果を得られるとともに、汎用性の高い液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】複数のノズル孔８１がＹ方向に沿って並設されたノズル列８３を有するノズルプレート５１と、ノズルプレート５１に積層されるとともに、ノズル孔８１に連通する第１チャネル６１がＹ方向に沿って間隔をあけて複数並設されたチャネル群６３を有するアクチュエータプレート５２と、第１チャネル６１の延在方向両端部で複数の第１チャネル６１それぞれに連通する連通する入口インク室１１０、及び出口インク室１１１と、を備えた液体噴射ヘッドにおいて、入口インク室１１０、及び出口インク室１１１の内面の一部には、入口インク室１１０及び出口インク室１１１内の圧力変動に伴って撓み変形可能なフィルム部材１０１が配設されていることを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関する。

従来、記録紙（被記録媒体）に液滴状のインクを吐出して、記録紙に画像や文字を記録する装置として、インクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）を備えたインクジェットプリンタ（液体噴射装置）がある。
一般に、インクジェットヘッドは、複数のノズル孔からなるノズル列を有するノズルプレートと、ノズル孔に連通する複数のチャネルを有するアクチュエータプレートと、各チャネルそれぞれに連通する共通インク室を有するカバープレートと、を備えている。この構成によれば、チャネル内を収縮させてチャネル内の圧力を上昇させることで、チャネル内のインクをノズル孔から吐出させ、記録紙に対してインクを付着させるようになっている。

しかしながら、上述したインクジェットヘッドにおいては、例えばインク吐出時等に発生するチャネル内の圧力変動が共通インク室や、共通インク室を介して他のチャネル等に圧力波となって伝播し、吐出性能（印字安定性）に影響が及ぶという問題がある。具体的には、１つ以上のチャネルを駆動した際に発生した圧力波は共通インク室に伝播し、その他のチャネル内で吐出のために発生させる圧力波の共振周波数以外の周波数成分として吐出に対する影響を与え、速度が低下または上昇する等の影響がある。これと同時にインク滴のボリュームも低下したり上昇したりするため、記録紙に対する画質に影響を及ぼす。また、上述した圧力変動は、単位時間あたりの吐出量が多くなったり、液滴サイズが大きくなったりするに従い大きくなる。

そこで、例えば下記特許文献１には、チャネルの延在方向一端部にノズル孔が配設されるとともに、延在方向他端部に配設された共通インク室からチャネル内にインクが供給される、いわゆるエッジシュートタイプのヘッドチップにおいて、共通インク室内での圧力変動を緩衝するために、厚さの薄い圧力変動緩衝部分を共通インク室に形成する構成が開示されている。

特開２００５−１４６１８号公報

ところで、上述したインクジェットヘッドのうち、チャネルの延在方向中間部にノズル孔を連通させる、いわゆるサイドシュートタイプのインクジェットヘッドにおいては、チャネルの延在方向両端部で共通インク室にそれぞれ連通することになる。

この場合、上述した特許文献１の構成にあっては、チャネルの他端部のみにしか圧力変動緩衝部分が配設されていないため、上述したサイドシュートタイプのインクジェットヘッドに採用した場合に、チャネル内で発生する圧力変動を効果的に抑制することが難しい。

また、上述したサイドシュートタイプのインクジェットヘッドのうち、例えば循環式のインクジェットヘッドでは、一方の共通インク室を入口側、他方の共通インク室を出口側の共通インク室に設定し、インクタンクとインクジェットヘッドとの間でインクを循環させる。そして、循環式のインクジェットヘッドでは、２つの共通インク室のうち、どちらのインク室を入口側（または出口側）に設定するかはプリンタのインクシステムの仕様で決定することがあるため、何れの場合にも対応できた方がよい。

本発明は、このような事情に考慮してなされたもので、その目的は、十分な圧力緩衝効果を得られるとともに、汎用性の高い液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供することである。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を提供する。
（１）本発明に係る液体噴射ヘッドは、液体を噴射する複数の噴射孔が第１方向に沿って並設された噴射孔列を有する噴射孔プレートと、前記噴射孔プレートに積層されるとともに、前記噴射孔に連通するチャネルが前記第１方向に沿って間隔をあけて複数並設されたチャネル群を有するアクチュエータプレートと、前記チャネルの延在方向両端部で前記複数のチャネルそれぞれに連通する第１共通液体室、及び第２共通液体室と、を備えた液体噴射ヘッドにおいて、前記第１共通液体室及び前記第２共通液体室の内面の一部には、前記第１共通液体室内及び前記第２共通液体室内の圧力変動に伴って撓み変形可能な圧力緩衝部が配設されていることを特徴としている。

この構成によれば、液体噴射ヘッド内の圧力変動に応じて、各共通液体室の内面を構成する圧力緩衝部が撓み変形することで、圧力変動を緩衝することができる。例えば、チャネルの容積の減少により噴射孔から液体が噴射されると、チャネル内の圧力が瞬間的に減少する。すると、チャネル内の圧力変動が圧力波となって各共通液体室内に伝播して、圧力緩衝部が撓み変形する。すなわち、圧力緩衝部がそれぞれ共通液体室内の容積を縮小させるように撓み変形する。これにより、チャネル内で発生した圧力変動を共通液体室内で緩衝することができ、液体噴射性能（印字安定性）に優れた液体噴射ヘッドを提供できる。
この場合、各共通液体室にそれぞれ圧力緩衝部が配設されているため、液体噴射ヘッド内の圧力変動を効果的に緩衝することができる。
さらに、各共通液体室のうち、何れの液体室にも圧力緩衝部を配設することで、例えば上述した循環式の液体噴射ヘッドを採用した場合、各共通液体室のどちらの共通液体室も入口側の共通液体室（または出口側の共通液体室）に設定することが可能である。そのため、液体噴射装置の液体システムの仕様によって液体の循環方向を制限することが無いため、液体システム構成に自由度を持つことができる。

特に、循環式の液体噴射ヘッドを採用した場合、各共通液体室のうち、チャネルへの入口側の共通液体室はチャネル内の圧力に対して正圧となり、これに伴い圧力緩衝部が共通液体室に対して膨出した状態にある。そのため、入口側の共通液体室側に圧力緩衝部を設けることで、圧力変動に伴う圧力緩衝部の撓み量を確保でき、緩衝作用の向上を図ることができる。
そして、本発明の構成によれば、何れの共通液体室にも圧力緩衝部を設けることで、液体噴射装置の液体システムの仕様によらず入口側の共通液体室に必ず圧力緩衝部が設けられることになる。そのため、圧力緩衝部による高い圧力緩衝効果を確実に得ることができる。

（２）上記本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、前記圧力緩衝部は、前記第１共通液体室及び前記第２共通液体室の内面のうち、前記チャネルに対向する部分に配設されていてもよい。
この構成によれば、各共通液体室の内面のうち、各チャネルに対向する部分に圧力緩衝部が配設されているため、チャネルから伝播された圧力波が圧力緩衝部に伝播され易くなり、圧力変動をより効果的に緩衝することができる。

（３）上記本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、前記噴射孔プレート及び前記アクチュエータプレートには、前記噴射孔列及び前記チャネル群がそれぞれ複数列ずつ形成され、前記第１共通液体室は、一の前記チャネル群における前記チャネルの延在方向一端部と、前記一のチャネル群に隣接する他の前記チャネル群における前記チャネルの延在方向他端部と、にそれぞれ連通していてもよい。
この構成によれば、噴射孔プレート及びアクチュエータプレートに、噴射孔列及びチャネル群が複数列ずつ形成されているため、印刷時のドットのピッチを狭くすることが可能になり、印刷の解像度を高めることが可能となる。
また、第１共通液体室が一のチャネル群におけるチャネルの延在方向一端部と、一のチャネル群に隣接する他のチャネル群におけるチャネルの延在方向他端部と、にそれぞれ連通しているため、隣接するチャネル群間で第１共通液体室が共通となる。この場合、上述したように第１共通液体室の内面のうち、チャネルに対向する部分に圧力緩衝部を配設することで、圧力緩衝部の面積が確保し易くなり、圧力緩衝部の撓み量を確保でき、圧力緩衝効果をより高めることが可能である。

（４）上記本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、前記圧力緩衝部の外面側には、前記圧力緩衝部の撓み変形を許容する揺動空間が画成され、前記揺動空間は大気開放孔を通して外部に連通していてもよい。
この構成によれば、揺動空間は大気開放孔を通して外部に連通しているため、温度等による揺動空間内の圧力変動を抑制し、圧力緩衝部による圧力緩衝効果を常に一定に保つことができる。

（５）上記本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、前記第１共通液体室及び前記第２共通液体室は、前記複数のチャネルそれぞれに連通する第１スリット及び第２スリットと、前記第１スリット及び前記第２スリットを閉塞する前記圧力緩衝部により画成され、前記圧力緩衝部は、撓み変形可能な可撓膜であってもよい。
この構成によれば、第１スリット及び第２スリットを閉塞する別体の可撓膜により圧力緩衝部を形成することで、第１スリット及び第２スリットの形成材料に依らず十分な圧力緩衝効果を簡単に得ることができる。この場合、例えば可撓膜の材料や厚さ等の選択により所望の圧力緩衝効果を調整することも可能である。

（６）上記本発明に係る液体噴射ヘッドにおいて、前記可撓膜は、前記第１スリット及び前記第２スリットに亘って形成されていてもよい。
この構成によれば、前記第１スリット及び前記第２スリットに亘って可撓膜が形成されているため、各スリットをそれぞれ別々の可撓膜で覆う構成に比べて、部品点数の削減や製造効率の向上を図ることができる。

（７）上記本発明に係る液体噴射装置は、上記本発明の液体噴射ヘッドと、前記液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる搬送手段と、前記液体が貯留された液体タンクと、前記液体噴射ヘッドと前記液体タンクとの間で前記液体を循環させる循環手段と、を備えていることを特徴としている。
この構成によれば、上記本発明の液体噴射ヘッドを備えているため、長期に亘って安定した液体噴射性能（印字安定性）を維持するとともに、汎用性の高い液体噴射装置を提供できる。

本発明によれば、十分な圧力緩衝効果を得られるとともに、汎用性の高い液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供できる。

インクジェットプリンタの概略構成図である。 インクジェットヘッド及びインク循環手段の概略構成図である。 インクジェットヘッドの斜視図である。 インクジェットヘッドの分解斜視図である。 インクジェットヘッドの底面図である。 図５のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図６のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 支持プレートを取り外した状態を示すインクジェットヘッドの斜視図である。 流路プレートの底面図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。以下の実施形態では、本発明の液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置の一例として、インク（液体）を利用して記録紙に記録を行うインクジェットプリンタ（以下、単にプリンタという）を例に挙げて説明する。

［プリンタ］
図１はプリンタ１の概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態のプリンタ１は、紙等の記録紙（被記録媒体）Ｐを搬送する一対の搬送手段２，３と、インクが収容されたインクタンク（液体タンク）４と、記録紙Ｐに液滴状のインクを吐出するインクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）５と、インクタンク４とインクジェットヘッド５との間でインクを循環させるインク循環手段（循環手段）６と、インクジェットヘッド５を記録紙Ｐの搬送方向（以下、Ｙ方向（第１方向）とする）と直交する方向（記録紙Ｐの幅方向、以下、Ｘ方向とする）に走査させる走査手段（搬送手段）７と、を備えている。なお、図中Ｚ方向はＸ方向及びＹ方向と直交する高さ方向を示す。

搬送手段２は、Ｘ方向に延設されたグリッドローラ１１と、グリッドローラ１１に平行して延設されたピンチローラ１２と、グリッドローラ１１を軸回転させるモータ等の駆動機構（不図示）と、を備えている。同様に、搬送手段３は、Ｘ方向に延設されたグリッドローラ１３と、グリッドローラ１３に平行して延設されたピンチローラ１４と、グリッドローラ１３を軸回転させる駆動機構（不図示）と、を備えている。

インクタンク４は、例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの四色のインクのインクタンク４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４ＢがＹ方向に並んで設けられている。

図２はインクジェットヘッド５及びインク循環手段６の概略構成図である。
図１、図２に示すように、インク循環手段６は、インクジェットヘッド５にインクを供給するインク供給管２１、及びインクジェットヘッド５からインクを排出するインク排出管２２を有する循環流路２３と、インク供給管２１に接続された加圧ポンプ２４と、インク排出管２２に接続された吸引ポンプ２５と、を備えている。なお、インク供給管２１及びインク排出管２２は、インクジェットヘッド５を支持する走査手段７の動作に対応可能な可撓性を有するフレキシブルホースからなる。

加圧ポンプ２４は、インク供給管２１内を加圧し、インク供給管２１を介してインクジェットヘッド５の後述する入口インク室１１０（図７参照）にインクを送り出している。これにより、インクジェットヘッド５に対してインク供給管２１側は正圧となっている。
吸引ポンプ２５は、インク排出管２２内を減圧し、インクジェットヘッド５の後述する出口インク室１１１（図７参照）からインクを吸引している。これにより、インクジェットヘッド５に対してインク排出管２２側は負圧となっている。そして、インクは、加圧ポンプ２４及び吸引ポンプ２５の駆動により、インクジェットヘッド５とインクタンク４との間を、循環流路２３を介して循環可能となっている。

図１に示すように、走査手段７は、Ｘ方向に延設された一対のガイドレール３１，３２と、一対のガイドレール３１，３２に沿って摺動可能なキャリッジ３３と、キャリッジ３３をＸ方向に移動させる駆動機構３４と、を備えている。駆動機構３４は、一対のガイドレール３１，３２の間に配設された一対のプーリ３５，３６と、一対のプーリ３５，３６間に巻回された無端ベルト３７と、一方のプーリ３５を回転駆動させる駆動モータ３８と、を備えている。

一対のプーリ３５，３６は、一対のガイドレール３１，３２の両端部間にそれぞれ配設される。無端ベルト３７は、一対のガイドレール３１，３２間に配設され、この無端ベルト３７にキャリッジ３３が連結される。キャリッジ３３には、複数のインクジェットヘッド５として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの四色のインクのインクジェットヘッド５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５ＢがＸ方向に並んで搭載される。なお、上述した搬送手段２，３及び走査手段７により、インクジェットヘッド５と記録紙Ｐとを相対的に移動させる搬送手段を構成している。

＜インクジェットヘッド＞
次に、上述したインクジェットヘッド５について詳述する。なお、インクジェットヘッド５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｂは、供給されるインクの色以外は何れも同一の構成からなるため、以下の説明では、まとめてインクジェットヘッド５として説明する。
図３はインクジェットヘッド５の斜視図、図４は分解斜視図、図５は底面図である。
図３〜図５に示すように、各インクジェットヘッド５は、後述するチャネル６１，６２の延在方向（Ｘ方向）中央からインクを吐出する、いわゆるサイドシュートタイプのうち、インクタンク４との間でインクを循環させる循環式のインクジェットヘッド５である。また、本実施形態のインクジェットヘッド５は、複数のノズル孔（噴射孔）８１，８２からなるノズル列（噴射孔列）８３，８４が二列に亘って形成された二列タイプのインクジェットヘッド５である。

インクジェットヘッド５は、ノズルプレート（噴射孔プレート）５１、アクチュエータプレート５２、カバープレート５３、流路プレート５４、及び支持プレート５５を主に備えている。そして、インクジェットヘッド５は、これらノズルプレート５１、アクチュエータプレート５２、カバープレート５３、流路プレート５４、及び支持プレート５５（図３参照）がこの順で接着剤等によりＺ方向に積層された構成とされている。なお、以下の説明では、上述したＺ方向のうち、支持プレート５５側を上方、ノズルプレート５１側を下方として説明する。

＜アクチュエータプレート＞
図６は図５のＡ−Ａ線に沿う断面図、図７は図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図８は図６のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
図４〜図８に示すように、アクチュエータプレート５２は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電材料で形成されたプレートであり、その分極方向が厚さ方向（Ｚ方向）に沿って一方向に設定されている。このアクチュエータプレート５２の上面には、Ｙ方向に間隔をあけて並設された複数のチャネル（第１チャネル６１及び第２チャネル６２）からなるチャネル群（第１チャネル群６３及び第２チャネル群６４）が２列配設されている。なお、第１チャネル群６３及び第２チャネル群６４は、Ｚ方向に沿う対称軸（不図示）を中心にして線対称とされている。したがって、以下の説明では、主に第１チャネル群６３（第１チャネル６１）について説明し、第２チャネル群６４における第１チャネル群６３と対応する箇所には同一の符号を付して説明を省略する。

第１チャネル群６３は、Ｘ方向（延在方向）に沿って延在する複数の第１チャネル６１を有し、これら第１チャネル６１がＹ方向に間隔をあけて互いに平行に並んで構成されている。すなわち、各第１チャネル６１は、圧電体（アクチュエータプレート５２）からなる側壁６５によってそれぞれ画成された断面視凹形状の溝である。
各第１チャネル６１は、アクチュエータプレート５２の上面側から、ダイシングブレード等による切削によって、直線状かつ等間隔に形成される。具体的に、各第１チャネル６１は、Ｘ方向両端部に位置して、上述したダイシングブレードの外周形状に倣った曲率半径を有する円弧部６６と、各円弧部６６間に位置する矩形部６７と、を有している。なお、アクチュエータプレート５２において、矩形部６７に位置する部分は、厚さ方向（Ｚ方向）に沿って貫通している。

また、第１チャネル群６３は、各第１チャネル６１のうち、インクを吐出させる吐出チャネル７１と、インクを吐出させないダミーチャネル７２と、がＹ方向で交互に並んで構成されている。また、図８に示すように、アクチュエータプレート５２のうち、ダミーチャネル７２に対応する部分には、ダミーチャネル７２のＸ方向の外側端部に連通する浅溝部７３が形成されている。

アクチュエータプレート５２の側壁６５のうち、対向する内側面には、それぞれＸ方向に亘って延びる駆動電極７４が形成されている。これら駆動電極７４は、Ｚ方向において、側壁６５における上面側から中央部に亘って、側壁６５の半分程度の領域に形成されている。
具体的に、駆動電極７４は、側壁６５の内側面のうち、吐出チャネル７１に面する内側面に形成されたコモン電極７４ａと、ダミーチャネル７２に面する内側面に形成されたアクティブ電極７４ｂと、を有している。

同一の吐出チャネル７１内に形成された一対のコモン電極７４ａは、コモン端子７４ｃ（図４参照）を介して吐出チャネル７１におけるＸ方向の外側で互いに電気的に接続されている。
また、同一のダミーチャネル７２内で対向するアクティブ電極７４ｂ同士は互いに電気的に分離される一方、吐出チャネル７１を介して対向するアクティブ電極７４ｂ同士がアクティブ端子７４ｄ（図４参照）を介して電気的に接続されている。第１チャネル群６３及び第２チャネル群６４の各駆動電極７４は、それぞれフレキシブル基板７５，７６（図７，８参照）を介して制御手段に各別に接続されている。

第２チャネル群６４は、第１チャネル群６３に対してＸ方向に間隔をあけて配設されている。具体的に、第２チャネル群６４は、上述した第１チャネル６１と同ピッチでＹ方向に間隔をあけて配設された複数の第２チャネル６２を有し、これら第２チャネル６２の配列方向が第１チャネル６１の配列方向と平行に並んでいる。
第２チャネル６２の吐出チャネル７１及びダミーチャネル７２は、第１チャネル６１の吐出チャネル７１及びダミーチャネル７２に対して互い違いに並んでいる。したがって、本実施形態のインクジェットヘッド５では、第１チャネル６１の吐出チャネル７１と、第２チャネル６２の吐出チャネル７１と、が千鳥状に配置されている。

＜ノズルプレート＞
ノズルプレート５１は、厚みが５０μｍ程度のポリイミド等のフィルム材からなるシート状とされ、アクチュエータプレート５２の下面に接着されている。ノズルプレート５１には、Ｙ方向に間隔をあけて並設された複数のノズル孔（第１ノズル孔８１及び第２ノズル孔８２）からなるノズル列（第１ノズル列８３及び第２ノズル列８４）が２列配設されている。

第１ノズル列８３は、ノズルプレート５１をＺ方向に貫通する複数の第１ノズル孔８１を有し、これらノズル孔８１がＹ方向に間隔をあけて一直線上に並んで構成されている。これら第１ノズル孔８１は、上述した第１チャネル６１の吐出チャネル７１内に連通している。具体的に、第１ノズル孔８１は、第１チャネル６１の吐出チャネル７１において、Ｘ方向の中央部に位置するように形成され、吐出チャネル７１と同ピッチで形成されている。
第２ノズル列８４は、ノズルプレート５１をＺ方向に貫通する複数の第２ノズル孔８２を有し、上述した第１ノズル列８３と平行に配設されている。各第２ノズル孔８２は、上述した第２チャネル６２の吐出チャネル７１内に連通している。具体的に、第２ノズル孔８２は、第２チャネル６２の吐出チャネル７１において、Ｘ方向の中央部に位置するように形成され、吐出チャネル７１と同ピッチで形成されている。したがって、各ダミーチャネル７２は、ノズル孔８１，８２には連通しておらず、ノズルプレート５１により下方から覆われている。なお、各ノズル孔８１，８２は、下方に向かうに従い漸次縮径するテーパ状とされている。

＜カバープレート＞
図４、図７、図８に示すように、カバープレート５３は、各チャネル群６３，６４を閉塞するようにアクチュエータプレート５２の上面に接着された板状とされている。カバープレート５３は、上述したアクチュエータプレート５２に対してＸ方向の幅が狭く形成されている。この場合、図７、図８に示すように、アクチュエータプレート５２のうち、カバープレート５３におけるＸ方向の外側に位置する部分に上述したコモン端子７４ｃ及びアクティブ端子７４ｄが露出しており、これらに上述したフレキシブル基板７５，７６が接続される。

図４、図７、図８に示すように、カバープレート５３には、インク供給室（第１インク供給室７７ａ、第２インク供給室７８ａ）及びインク排出室（第１インク排出室７７ｂ、及び第２インク排出室７８ｂ）が、上述したチャネル群６３，６４に対応して複数ずつ形成されている。なお、第１インク供給室７７ａ及び排出室７７ｂと、第２インク供給室７８ａ及び排出室７８ｂと、はＺ方向に沿う対称軸（不図示）を中心にして線対称とされている。したがって、以下の説明では、主に第１インク供給室７７ａ及び排出室７７ｂについて説明し、第２インク供給室７８ａ及び排出室７８ｂにおける第１インク供給室７７ａ及び排出室７７ｂと対応する箇所には同一の符号を付して説明を省略する。

第１インク供給室７７ａは、カバープレート５３のうち、各第１チャネル６１におけるＸ方向の内側端部と対向する部分でＹ方向に沿って延設された凹溝状とされている。第１インク供給室７７ａのうち、吐出チャネル７１に対応する位置（Ｚ方向で対向する位置）には、第１インク供給室７７ａをＺ方向に貫通する供給スリット７９ａがそれぞれ形成されている。
第１インク排出室７７ｂは、カバープレート５３のうち、各第１チャネル６１におけるＸ方向の外側端部と対向する部分でＹ方向に沿って延設された凹溝状とされている。第１インク排出室７７ｂのうち、吐出チャネル７１に対応する位置（Ｚ方向で対向する位置）には、第１インク排出室７７ｂをＺ方向に貫通する排出スリット７９ｂがそれぞれ形成されている。
したがって、第１インク供給室７７ａ及び第１インク排出室７７ｂは、それぞれ供給スリット７９ａ及び排出スリット７９ｂを通して各吐出チャネル７１に連通する一方、ダミーチャネル７２には連通していない。すなわち、各ダミーチャネル７２は、第１インク供給室７７ａ及び第１インク排出室７７ｂの底部によって閉塞されている。

第２インク供給室７８ａは、各第２チャネル６２におけるＸ方向の内側端部と対向する部分でＹ方向に沿って延設された凹溝状とされ、第２インク排出室７８ｂは、各第２チャネル６２におけるＸ方向の外側端部と対向する部分でＹ方向に沿って延設された凹溝状とされている。
第２インク供給室７８ａ及び排出室７８ｂのうち、吐出チャネル７１に対応する位置（Ｚ方向で対向する位置）には、供給スリット７９ａ及び排出スリット７９ｂがそれぞれ形成されている。すなわち、第２インク供給室７８ａ及び排出室７８ｂの供給スリット７９及び排出スリット７９ｂは、第１インク供給室７７ａ及び排出室７８ｂの供給スリット７９ａ及び排出スリット７９ｂに対して互い違いに並んでいる。

＜流路プレート＞
図９は支持プレート５５を取り外した状態を示すインクジェットヘッド５の斜視図であり、図１０は流路プレート５４の底面図である。
図７〜図１０に示すように、流路プレート５４は、上述した各インク供給室７７ａ，７８ａ及び排出室７７ｂ，７８ｂを閉塞するようにカバープレート５３の上面に接着された板状とされている。流路プレート５４の角部には、Ｚ方向の上方に向けてインク導入管９１（図９参照）、及びインク導出管９２（図９参照）が立設されている。インク導入管９１は、上述したインク供給管２１（図１，２参照）の下流端に接続され、インクタンク４からインクが供給される。一方、インク導出管９２は、インク排出管２２（図１，２参照）の上流端に接続され、インクジェットヘッド５を流通したインクが排出される。また、インク導入管９１及びインク導出管９２は、それぞれ流路プレート５４の下面で開口している。

流路プレート５４には、Ｚ方向に貫通する大スリット（第１スリット）９３、及び大スリット９３よりも幅狭とされた一対の小スリット（第２スリット）９４が形成されている。
大スリット９３は、Ｘ方向中央部において、Ｙ方向に沿って延在しており、第１インク供給室７７ａ及び第２インク供給室７８ａそれぞれに連通している。具体的に、大スリット９３は、第１インク供給室７７ａ及び第２インク供給室７８ａ間を跨るように配置され、第１インク供給室７７ａ及び第２インク供給室７８ａそれぞれの供給スリット７９ａを介して各第１チャネル６１及び各第２チャネル６２に連通している。

各小スリット９４は、大スリット９３の両側において、それぞれＹ方向に沿って延在している。そして、各小スリット９４のうち、一方の小スリット９４ａは、第１インク排出室７７ｂにＺ方向で対向し、排出スリット７９ｂを介して各第１チャネル６１（吐出チャネル７１）に連通している。また、他方の小スリット９４ｂは、第２インク排出室７８ｂにＺ方向で対向し、排出スリット７９ｂを介して各第２チャネル６２（吐出チャネル７１）に連通している。なお、大スリット９３及び各小スリット９４の上面側に位置する開口縁は、その他の部分に比べて拡径された拡径部９５，９６とされている。

また、図１０に示すように、流路プレート５４には、インク導入管９１と大スリット９３同士、及びインク導出管９２と各小スリット９４同士をそれぞれ連通させる導入溝９７及び導出溝９８が形成されている。導入溝９７及び導出溝９８は、それぞれ流路プレート５４の下面で開口している。具体的に、導入溝９７は、その上流端がインク導入管９１に連通し、下流端が大スリット９３におけるＹ方向の一端部に連通している。

一方、導出溝９８は、上流端がインク導出管９２に連通し、下流端が二股に分かれてそれぞれ小スリット９４におけるＹ方向の他端部に連通している。なお、導入溝９７及び導出溝９８は、それぞれアクチュエータプレート５２のうち、各チャネル群６３，６４に対してＹ方向の外側領域に対向している。したがって、導入溝９７及び導出溝９８は、アクチュエータプレート５２によって閉塞されており、各チャネル群６３，６４には直接連通していない。

（フィルム部材）
ここで、図７〜図１０に示すように、流路プレート５４の上面には、上述した各スリット９３，９４を覆うようにフィルム部材（圧力緩衝部）１０１が接着されている。フィルム部材１０１は、可撓性を有するシート状（可撓膜）とされ、本実施形態ではポリアミド等の樹脂材料からなり、厚さが例えば１５μｍ程度とされている。本実施形態のフィルム部材１０１は、流路プレート５４の上面全体に亘って配設され、各スリット９３，９４を１枚のフィルム部材１０１でまとめて覆っている。

そして、上述した大スリット９３とフィルム部材１０１とで画成された空間は、インクタンク４から供給されるインクを貯留するとともに、各インク供給室７７ａ，７８ａを介して各チャネル６１，６２（吐出チャネル７１）それぞれに連通する入口インク室（第１共通液体室）１１０を構成している。この場合、フィルム部材１０１は、各チャネル６１，６２の開口方向（Ｚ方向）に沿って各チャネル６１，６２に対向している。すなわち、フィルム部材１０１は、入口インク室１１０の内面のうち、第１チャネル６１及び第２チャネル６２との対向面を構成しており、入口インク室１１０内での圧力変動に伴って撓み変形するようになっている。

一方、上述した各小スリット９４とフィルム部材１０１とで画成された空間は、各インク排出室７７ｂ，７８ｂを介して各チャネル６１，６２に各別に連通するとともに、各チャネル６１，６２（吐出チャネル７１）それぞれから排出されるインクを貯留する一対の出口インク室（第２共通液体室）１１１を構成している。この場合、フィルム部材１０１は、各出口インク室１１１の内面のうち、第１チャネル６１及び第２チャネル６２との対向面を構成しており、出口インク室１１１内の圧力変動に伴って撓み変形するようになっている。

このように、本実施形態のインクジェットヘッド５では、各チャネル群６３，６４間において、入口インク室１１０は共通となっており、出口インク室１１１は各別に設けられている。そのため、入口インク室１１０におけるフィルム部材１０１の面積は、出口インク室１１１におけるフィルム部材１０１の面積よりも大きくなっている。

＜支持プレート＞
図３に示すように、支持プレート５５は、流路プレート５４の上面に重ね合わされるように接着された板状とされており、Ｚ方向において、上述したインク導入管９１及びインク導出管９２それぞれに対向する部分にはこれらインク導入管９１及びインク導出管９２を通す貫通孔１１２，１１３が形成されている。
また、図７、図８に示すように、支持プレート５５のうち、Ｚ方向において上述した入口インク室１１０及び出口インク室１１１に対向する部分には、下方に向けて開口する凹部１１４，１１５がそれぞれ形成されている。これにより、フィルム部材１０１のうち、入口インク室１１０及び出口インク室１１１の上方には、凹部１１４，１１５によって画成されたフィルム揺動エリア（揺動空間）１１６，１１７が形成されている。

図３に示すように、支持プレート５５には、支持プレート５５をＺ方向に貫通して、各凹部１１４，１１５（フィルム揺動エリア１１６，１１７）内にそれぞれ連通する複数の大気開放孔１２０が形成されている。各大気開放孔１２０は、支持プレート５５におけるＹ方向の一端部寄りにそれぞれ形成されており、これら大気開放孔１２０を介して各インク室１１０，１１１を構成するフィルム部材１０１が外部に露出している。

［プリンタの動作方法］
次に、上述したように構成されたプリンタ１を利用して、記録紙Ｐに文字や図形等を記録する場合について以下に説明する。
なお、初期状態として、図１に示す４つのインクタンク４にはそれぞれ異なる色のインクが十分に封入されているものとする。また、インクタンク４内のインクがインク循環手段６を介してインクジェットヘッド５内（インク室１１０，１１１及び各チャネル群６３，６４内）に充填された状態となっている。

このような初期状態のもと、プリンタ１を作動させると、搬送手段２，３のグリッドローラ１１，１３が回転することで、これらグリッドローラ１１，１３及びピンチローラ１２，１４間に記録紙Ｐを搬送方向（Ｙ方向）に向けて搬送する。また、これと同時に駆動モータ３８がプーリ３５，３６を回転させて無端ベルト３７を動かす。これにより、キャリッジ３３がガイドレール３１，３２でガイドされながらＸ方向に往復移動する。
そしてこの間に、各インクジェットヘッド５より４色のインクを記録紙Ｐに適宜吐出させることで、文字や画像等の記録を行うことができる。

ここで、各インクジェットヘッド５の動きについて、以下に詳細に説明する。
本実施形態のようなサイドシュートタイプのうち、循環式のインクジェットヘッド５では、まず図２に示す加圧ポンプ２４及び吸引ポンプ２５を作動させることで、循環流路２３内にインクを流通させる。この場合、インク供給管２１を流通するインクは、図７〜図９に示すインク導入管９１、入口インク室１１０、及び各インク供給室７７ａ，７８ａを通り、供給スリット７９ａを介して各チャネル群６３，６４の吐出チャネル７１内に供給される。また、各吐出チャネル７１内のインクは、排出スリット７９ｂを介して各インク排出室７７ｂ，７８ｂ内に流入し、その後出口インク室１１１及びインク導出管９２を介してインク排出管２２に排出される。インク排出管２２に排出されたインクは、インクタンク４に戻された後、再びインク供給管２１に供給される。これにより、インクジェットヘッド５とインクタンク４との間でインクを循環させる。

そして、キャリッジ３３（図１参照）によって往復移動が開始されると、制御手段はフレキシブル基板７５，７６を介して駆動電極７４（コモン電極７４ａ及びアクティブ電極７４ｂ）に駆動電圧を印加する。具体的には、駆動電極７４のうち、インクを吐出する吐出チャネル７１を画成する２つの側壁６５に形成された駆動電極７４に駆動電圧を印加し、これら２つの側壁６５を、吐出チャネル７１に隣接しているダミーチャネル７２側へ突出するように変形させる。すなわち、本実施形態のアクチュエータプレート５２は分極方向が一方向であり、駆動電極７４が側壁６５の側面のＺ方向における中間位置までしか形成されていないため、駆動電圧を印加することで、側壁６５のＺ方向中間位置を中心にしてＶ字状に屈曲変形する。これにより、吐出チャネル７１があたかも膨らむように変形する。

このように、２つの側壁６５の圧電厚み滑り効果による変形によって、吐出チャネル７１の容積が増大する。そして、吐出チャネル７１の容積が増大したことにより、入口インク室１１０内に貯留されたインクが吐出チャネル７１内に誘導される。そして、吐出チャネル７１の内部に誘導されたインクは、圧力波となって吐出チャネル７１の内部に伝播し、この圧力波がノズル孔８１，８２に到達したタイミングで、駆動電極７４に印加した駆動電圧をゼロにする。これにより、側壁６５の変形が元に戻り、一旦増大した吐出チャネル７１の容積が元の容積に戻る。この動作によって、吐出チャネル７１の内部の圧力が増加し、インクが加圧される。その結果、液滴状のインクがノズル孔８１，８２を通って外部に吐出されることで、上述したように記録紙Ｐに文字や画像等を記録することができる。
特に、本実施形態のノズル孔８１，８２は、テーパ状とされているので、インクを速い速度で真っ直ぐに直進性良く吐出することができる。よって、高画質に記録を行うことができる。

ここで、本実施形態では、インクジェットヘッド５内の圧力変動に応じて、各インク室１１０，１１１を画成するフィルム部材１０１が撓み変形することで、圧力変動を緩衝している。まず、本実施形態のような循環式のインクジェットヘッド５では、ノズル孔８１，８２内部でメニスカスが形成されるように、ノズル孔８１，８２近傍での圧力（ノズル圧）が常に負圧（例えば、−１ｋＰａ程度）になるように加圧ポンプ２４及び吸引ポンプ２５の駆動が制御されている。具体的に、吸引ポンプ２５の吸引力は、加圧ポンプ２４の加圧力よりも高くなるように設定されている。

この場合、チャネル群６３，６４に対して上流側（入口インク室１１０側）は正圧となり、下流側（出口インク室１１１側）は負圧となっている。そのため、入口インク室１１０のフィルム部材１０１は、入口インク室１１０の容積を拡大させるようにフィルム揺動エリア１１６，１１７側に向けて撓み変形し、出口インク室１１１側のフィルム部材１０１は出口インク室１１１の容積を縮小させるように出口インク室１１１内に向けて撓み変形している。

この状態で、上述したように吐出チャネル７１の容積の減少（復元）によりノズル孔８１，８２からインクが吐出されると、吐出チャネル７１内の圧力が瞬間的に減少する。すると、吐出チャネル７１内の圧力変動が圧力波となって各インク室１１０，１１１内に伝播して、フィルム部材１０１が撓み変形する。すなわち、フィルム部材１０１がそれぞれインク室１１０，１１１内の容積を縮小させるようにインク室１１０，１１１内に向けて撓み変形する。これにより、吐出チャネル７１内で発生した圧力変動を緩衝することができる。

また、本実施形態では、各チャネル６１，６２それぞれが連通する各インク室１１０，１１１にフィルム部材１０１が配設されているので、何れかの吐出チャネル７１での圧力変動がインク室１１０，１１１を介して他の吐出チャネル７１に伝播される、いわゆるクロストークも抑制できる。
なお、上述の説明では、インク吐出時に起こる圧力変動について説明したが、これに限られない。例えばキャリッジ３３の移動時やインク給排時等において、循環流路２３の揺動によってチャネル６１，６２内やインク室１１０，１１１内に発生する圧力変動についても、フィルム部材１０１が撓み変形することで圧力変動を緩衝することが可能である。

このように、本実施形態では、入口インク室１１０及び出口インク室１１１の内面の一部に、各インク室１１０，１１１内の圧力変動に伴って撓み変形可能なフィルム部材１０１を設ける構成とした。
この構成によれば、例えばインク吐出時に各チャネル６１，６２内で発生する圧力変動をインク室１１０，１１１内で緩衝することができる。この場合、各インク室１１０，１１１にそれぞれフィルム部材１０１が設けられているため、チャネル６１，６２内で発生する圧力変動を効果的に緩衝することができ、吐出性能（印字安定性）の高いインクジェットヘッド５を提供できる。
また、各インク室１１０，１１１のうち、何れのインク室１１０，１１１にもフィルム部材１０１を設けることで、例えば本実施形態のような循環式のインクジェットヘッド５を採用した場合、各インク室１１０，１１１のどちらのインク室１１０，１１１も入口インク室１１０（または出口インク室１１１）に設定することが可能である。そのため、プリンタ１のインクシステムの仕様によってインクの循環方向を制限することが無いため、インクシステム構成に自由度を持つことができる。

特に、循環式のインクジェットヘッド５では、上述したように入口インク室１１０は正圧であり、これに伴いフィルム部材１０１が膨出した状態にあるので、入口インク室１１０側にフィルム部材１０１を設けることで、圧力変動に伴うフィルム部材１０１の撓み量を確保でき、緩衝作用の向上を図ることができる。そして、本実施形態では、何れのインク室１１０，１１１にもフィルム部材１０１を設けることで、プリンタ１のインクシステムの仕様によらず入口インク室１１０に必ずフィルム部材１０１が設けられることになる。そのため、フィルム部材１０１による高い圧力緩衝効果を確実に得ることができる。

また、各インク室１１０，１１１の内面のうち、各チャネル６１，６２に対向する部分にフィルム部材１０１が設けられているため、チャネル６１，６２から伝播された圧力波がフィルム部材１０１に伝播され易くなり、圧力変動をより効果的に緩衝することができる。

さらに、本実施形態では、ノズル列８３，８４が１枚のノズルプレート５１に二列形成された二列タイプのインクジェットヘッド５を採用することで、印刷時のドットのピッチを狭くすることが可能になり、印刷の解像度を高めることが可能となる。
特に、二列タイプのインクジェットヘッド５において、各チャネル群６３，６４の入口インク室１１０を共通とすることで、入口インク室１１０において、フィルム部材１０１の面積が確保し易くなり、フィルム部材１０１の撓み量を確保でき、圧力緩衝効果をより高めることが可能である。また、各インク室１１０，１１１の開口縁に拡径部９５，９６が形成されているため、これによってもインク室１１０，１１１内の容積増加を抑えつつ、フィルム部材１０１の面積を増加して、圧力緩衝効果を高めることができる。

また、流路プレート５４の大スリット９３及び小スリット９４を閉塞する別体のフィルム部材１０１により圧力緩衝部を形成することで、大スリット９３及び小スリット９４の形成材料に依らず十分な圧力緩衝効果を簡単に得ることができる。この場合、例えばフィルム部材１０１の材料や厚さ等の選択により所望の圧力緩衝効果を調整することも可能である。
また、上述したフィルム部材１０１が大スリット９３及び小スリット９４に亘って形成されているため、各スリット９３，９４をそれぞれ別々のフィルム部材１０１で覆う構成に比べて、部品点数の削減や製造効率の向上を図ることができる。

また、フィルム部材１０１が大気開放孔１２０を通して外部に露出しているため、温度等によるフィルム揺動エリア１１６，１１７内の圧力変動を抑制し、フィルム部材１０１による圧力緩衝効果を常に一定に保つことができる。

そして、本実施形態のプリンタ１では、上述したインクジェットヘッド５を備えているため、長期に亘って安定した吐出性能を維持するとともに、汎用性の高いプリンタを提供できる。

なお、本発明の技術範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上述した実施形態では、液体噴射装置の一例として、インクジェットプリンタ１を例に挙げて説明したが、プリンタに限られるものではない。例えば、ファックスやオンデマンド印刷機等であっても構わない。

また、上述した実施形態では、ノズル列８３，８４がそれぞれ第１方向に沿って直線状に延在している場合について説明したが、これに限らず、例えばノズル列８３，８４が第１方向に沿って斜めに延在していてもよい。
また、ノズル孔８１，８２の形状に関しても、円形に限定されるものではない。例えば、三角等の多角形状や、楕円形状や星型形状でも構わない。

さらに、上述した実施形態では、ノズル列８３，８４が二列並んだ二列タイプのインクジェットヘッド５について説明したが、これに限らず、一列や三列以上の複数列のノズル列を有するインクジェットヘッド５としてもよい。
また、上述した実施形態では、入口インク室１１０を各チャネル群６３，６４間で共通の第１共通液体室として形成したが、これに限らず、出口インク室１１１を各チャネル群６３，６４間で共通の第１共通液体室としても構わない。

また、上述した実施形態では、サイドシュートタイプのうち、第１共通液体室を入口インク室１１０、第２共通液体室を出口インク室１１１に設定し、インクジェットヘッド５とインクタンク４との間でインクが循環する循環式について説明したが、これに限られない。例えば、第１共通液体室及び第２共通液体室をそれぞれ入口インク室として機能させ、これら２つの入口インク室から吐出チャネル７１内にインクを供給する非循環式としても構わない。
この場合においても、各共通液体室にそれぞれ圧力緩衝部が配設されているため、インクジェットヘッド内の圧力変動を効果的に緩衝することができる。

さらに、上述した実施形態では、各インク室１１０，１１１のうち、チャネル６１，６２との対向面にフィルム部材１０１を配設する構成について説明したが、これに限らず、インク室１１０，１１１の内面の一部にフィルム部材１０１が配設されていれば構わない。
また、上述した実施形態では、可撓性を有する圧力緩衝部としてフィルム部材１０１を採用した場合について説明したが、これに限らず、種々の構成を採用することが可能である。例えば、インク室１１０，１１１を画成する内面の一部を他の部分に比べて薄肉に形成する等しても構わない。

また、上述した実施形態では、インク室１１０，１１１に拡径部９５，９６を形成し、撓み変形可能なフィルム部材１０１の面積を確保する構成について説明したが、フィルム部材１０１における流路プレート５４との接着領域を調整することで、撓み変形可能なフィルム部材１０１の面積を確保する構成としても構わない。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各変形例を適宜組み合わせても構わない。

１…インクジェットプリンタ（液体噴射装置） ２，３…搬送手段 ４，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂ…インクタンク（液体タンク） ５，５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｂ…インクジェットヘッド（液体噴射ヘッド） ６…インク循環手段（循環手段） ７…走査手段（搬送手段） ５１…ノズルプレート（噴射孔プレート） ５２…アクチュエータプレート ６１…第１チャネル（チャネル） ６２…第２チャネル（チャネル） ６３…第１チャネル群 ６４…第２チャネル群 ８１…第１ノズル孔（噴射孔） ８２…第２ノズル孔（噴射孔）
８３…第１ノズル列（噴射孔列） ８４…第２ノズル列（噴射孔列） ９３…大スリット（第１スリット） ９４…小スリット（第２スリット） １０１…フィルム部材（圧力緩衝部） １１０…入口インク室（第１共通液体室） １１１…出口インク室（第２共有液体室） １１６，１１７…フィルム揺動エリア（揺動空間） １２０…大気開放孔 Ｐ…記録紙（被記録媒体）

Claims (7)

1. 液体を噴射する複数の噴射孔が第１方向に沿って並設された噴射孔列を有する噴射孔プレートと、
   前記噴射孔プレートに積層されるとともに、前記噴射孔に連通するチャネルが前記第１方向に沿って間隔をあけて複数並設されたチャネル群を有するアクチュエータプレートと、
   前記チャネルの延在方向両端部で前記複数のチャネルそれぞれに連通する第１共通液体室、及び第２共通液体室と、を備えた液体噴射ヘッドにおいて、
   前記第１共通液体室及び前記第２共通液体室の内面の一部には、前記第１共通液体室内及び前記第２共通液体室内の圧力変動に伴って撓み変形可能な圧力緩衝部が配設されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 前記圧力緩衝部は、前記第１共通液体室及び前記第２共通液体室の内面のうち、前記チャネルに対向する部分に配設されていることを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記噴射孔プレート及び前記アクチュエータプレートには、前記噴射孔列及び前記チャネル群がそれぞれ複数列ずつ形成され、
   前記第１共通液体室は、一の前記チャネル群における前記チャネルの延在方向一端部と、前記一のチャネル群に隣接する他の前記チャネル群における前記チャネルの延在方向他端部と、にそれぞれ連通していることを特徴とする請求項１または請求項２記載の液体噴射ヘッド。
4. 前記圧力緩衝部の外面側には、前記圧力緩衝部の撓み変形を許容する揺動空間が画成され、前記揺動空間は大気開放孔を通して外部に連通していることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の液体噴射ヘッド。
5. 前記第１共通液体室及び前記第２共通液体室は、前記複数のチャネルそれぞれに連通する第１スリット及び第２スリットと、
   前記第１スリット及び前記第２スリットを閉塞する前記圧力緩衝部により画成され、
   前記圧力緩衝部は、撓み変形可能な可撓膜であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の液体噴射ヘッド。
6. 前記可撓膜は、前記第１スリット及び前記第２スリットに亘って形成されていることを特徴とする請求項５記載の液体噴射ヘッド。
7. 請求項１記載の液体噴射ヘッドと、
   前記液体噴射ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させる搬送手段と、
   前記液体が貯留された液体タンクと、
   前記液体噴射ヘッドと前記液体タンクとの間で前記液体を循環させる循環手段と、を備えていることを特徴とする液体噴射装置。

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