JP2016060179A - インクジェットヘッド及びプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】インクの温度変化を低減することができるインクジェットヘッドを提供する。【解決手段】ヘッド５は、厚み方向に貫通する複数のノズル５３を有している第１樹脂プレート４７と、第１樹脂プレート４７に対して積層された複数の金属プレート４９により構成されており、複数のノズル５３に通じ、第１樹脂プレート４７とは反対側に開口する複数の圧力室５５を有している積層体５０と、複数の圧力室５５の開口を塞ぐように積層体５０に重ねられた第２樹脂プレート５１と、を有している。【選択図】図３

Description

本発明は、インクジェットヘッド、及び、インクジェットヘッドを有するプリンタに関する。

インクジェットヘッドとして、孔及び／又は溝を有する複数のプレートを積層し、これによりインクの流路を有する流路部材を構成したものが知られている（例えば特許文献１）。インクの流路は、例えば、複数のノズルと、当該複数のノズルに通じ、インク滴を吐出させるための圧力が付与される複数の圧力室とを含んでいる。

特許文献１の流路部材は、複数の金属プレートが積層されて構成され、積層方向の上方に開口する複数の圧力室を有する積層体と、積層体の下面に重ねられ、複数のノズルを有する樹脂プレートと、積層体の上面に重ねられ、複数の圧力室を塞ぐプレートとを有している。

特開２０１１−５１１２１号公報

インクの熱は、インクの粘度に影響を及ぼし、ひいては、インクの吐出特性に影響を及ぼす。具体的には、インクの粘度が高いと、一般にはインクの吐出特性は低下する。従って、インクの温度変化を低減することができ、好ましくは、インクの放熱を低減できるインクジェットヘッド及びプリンタが提供されることが望ましい。

本発明の一態様に係るインクジェットヘッドは、厚み方向に貫通する複数のノズルを有している第１樹脂プレートと、前記第１樹脂プレートに対して積層された複数の金属プレートにより構成されており、前記複数のノズルに通じ、前記第１樹脂プレートとは反対側に開口する複数の圧力室を有している積層体と、前記複数の圧力室の開口を塞ぐように前記積層体に重ねられた第２樹脂プレートと、を有している。

好適には、前記積層体は、前記第２樹脂プレートに接着された面のうち前記複数の圧力室全体の周囲となる領域に、前記複数のノズル及び前記複数の圧力室を含むインク流路とは隔離された共通凹部を有している。

好適には、前記共通凹部は、前記複数の圧力室全体を囲む溝状である。

好適には、前記インクジェットヘッドは、前記第２樹脂プレートに対して前記積層体とは反対側に重ねられた圧電アクチュエータと、前記第２樹脂プレートと前記圧電アクチュエータとの間に介在する接着剤と、を更に有し、前記接着剤は、前記第２樹脂プレートと前記圧電アクチュエータとの間から外側へはみ出して前記圧電アクチュエータの側面に密着している。

好適には、前記接着剤の、前記圧電アクチュエータの側面に密着する部分は、前記圧電アクチュエータを囲んでいる。

好適には、前記第２樹脂プレートは、前記第１樹脂プレートよりも薄い。

好適には、前記第２樹脂プレートは、前記第１樹脂プレートと同等の広さを有している。

好適には、前記積層体は、前記第２樹脂プレートに接着された面のうち前記複数の圧力室それぞれの周囲となる領域に、前記複数のノズル及び前記複数の圧力室を含むインク流路とは隔離された複数の個別凹部を有している。

好適には、前記複数の個別凹部それぞれは、前記複数の圧力室それぞれを囲む溝状である。

好適には、前記積層体は、前記第２樹脂プレート側の面に開口する流入口と、前記流入口から延びて前記複数の圧力室に通じる共通流路と、を有し、前記第２樹脂プレートは、前記流入口に重なり、前記ノズルの開口よりもそれぞれ開口面積が小さい複数の流入孔が形成されたフィルタ領域部を有している。

好適には、前記積層体は、前記第２樹脂プレート側の面に開口する流入口と、前記流入口から延びて前記複数の圧力室に通じる共通流路と、前記共通流路から延びて前記第２樹脂プレート側の面に前記複数の圧力室とは別に開口し、その開口が前記第２樹脂プレートに塞がれたダンパー用流路と、を有している。

本発明の一態様に係るプリンタは、上記のいずれかのインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを制御する制御部と、を有している。

上記の構成によれば、インクの温度変化を低減できる。

本発明の実施形態に係るプリンタの要部を模式的に示す斜視図。 図１のプリンタのインクジェットヘッドの要部を模式的に示す斜視図。 図２のヘッドの、ヘッド本体を含む一部の分解斜視図。 図３のヘッド本体の流路部材の分解斜視図。 図５（ａ）は図３の領域Ｖａに相当する領域においてヘッド本体を示す拡大平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線における断面図。 図６（ａ）は概ね図３の領域VIａに相当する領域においてヘッド本体を示す平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のVIｂ−VIｂ線における断面図。 図７（ａ）は図６（ｂ）の領域VIIａの拡大図、図７（ｂ）は図５（ｂ）の領域VIIｂの拡大図。 第１の変形例に係るヘッド本体を示す図５（ｂ）に対応する断面図。 第２の変形例に係るヘッド本体を示す図６（ｂ）に対応する断面図。

図１は、本発明の実施形態に係るプリンタ１の要部を模式的に示す斜視図である。

プリンタ１は、インクジェットプリンタである。より具体的には、例えば、プリンタ１は、ピエゾヘッド式、シリアルヘッド式、且つ、オフキャリッジ式のカラープリンタとされている。なお、プリンタ１は、適宜な数の色のインクでカラーの画像を実現してよいが、本実施形態では、４色（ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアン）のインクによってカラー画像を実現する。

プリンタ１は、例えば、メディア（例えば紙）１０１を矢印ｙ１で示す搬送方向へ搬送する搬送部３と、搬送されているメディア１０１に向けてインク滴を吐出するヘッド５と、ヘッド５をメディア１０１の搬送方向に直交する副走査方向（矢印ｙ２）において往復移動させる走査部７と、ヘッド５にインクを供給するインクカートリッジ９と、ヘッド５からのインクの吐出動作を含むプリンタ１の動作を制御する制御部１１とを有している。

ヘッド５からメディア１０１へのインク滴の吐出が、副走査方向に直交する方向である主走査方向（ｙ方向）に広がった範囲で繰り返し行われつつ、走査部７によるヘッド５の往復移動が行われることにより、メディア１０１には帯状の２次元画像が形成される。更に、搬送部３によってメディア１０１が間欠的に搬送されることで、メディア１０１には、帯状の２次元画像が繋がって連続的な２次元画像が形成される。

搬送部３は、例えば、不図示の供給スタックに積層された複数のメディア１０１を一ずつ不図示の排出スタックへ搬送する。搬送部３は、公知の適宜な構成とされてよい。図１では、搬送経路がストレートパスとされ、メディア１０１に当接するローラ１３と、ローラ１３を回転させるモータ１５と、モータ１５に駆動電力を付与するドライバ１７とを有する搬送部３が例示されている。

走査部７は、公知の適宜な構成とされてよい。例えば、走査部７は、ヘッド５が搭載される不図示のキャリッジを副走査方向に案内可能に支持する不図示のガイドレールと、キャリッジに固定された不図示のベルトと、当該ベルトが掛け渡された不図示のプーリと、当該プーリを回転させるモータ１９と、モータ１９に駆動電力を付与するドライバ２１とを有している。

インクカートリッジ９は、ヘッド５とは別の場所に（ヘッド５と共に移動しないように）設置されている。インクカートリッジ９は、可撓性のチューブを介してヘッド５と接続されている。インクカートリッジ９は、ヘッド５が吐出するインクの色の数に対応して複数（本実施形態では４つ）設けられている。

制御部１１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び外部記憶装置を含んで構成されている。制御部１１は、搬送部３のドライバ１７、走査部７のドライバ２１及びヘッド５のドライバ（後述）に制御信号を出力し、搬送部３、走査部７及びヘッド５の動作を制御する。

図２は、ヘッド５の要部を示す斜視図である。なお、図２では、図示の都合上、一部を省略したり、点線で示したりしている。

ヘッド５は、例えば、インクカートリッジ９からインクが供給されるインク供給部材２３と、インク供給部材２３内のインクを加熱するための第１ヒータ２５及び第２ヒータ２７と、インク供給部材２３からインクが供給され、メディア１０１に向けてインク滴を吐出するヘッド本体２９と、を有している。

インク供給部材２３は、例えば、インクが流れる溝や貫通孔が形成された（非可撓性の）基体３１と、基体３１に貼られた不図示の可撓性の複数のフィルムとを有して構成されている。インク供給部材２３は、例えば、概略、ｙ方向負側へ延びてからｚ方向の負側へ延びるＬ字に形成されており、インクは、概略、このＬ字に沿って流れる。

より具体的には、例えば、まず、複数色のインクは、ｙ方向正側の部分にてｚ方向の正側に開口する複数のインク導入口３３に供給される。そして、複数色のインクは、例えば、全体としてｙ方向の負側へ延びる不図示の複数のインク導入路を流れる。このインク導入路は、例えば、基体３１の板状部３１ａのｚ方向の負側の面に溝が形成され、この溝の負側の面が不図示の可撓性のフィルムによって塞がれることによって構成されている。

次に、複数色のインクは、例えば、必要に応じてｚ方向の負側へ流れた後、ｚ方向に積層的に配置された複数のバッファー部３５（本実施形態では４色に対応して４つ。ただし、２つは不図示）を全体としてｙ方向の正側へ流れる。複数のバッファー部３５は、基体３１の２枚の板状部３１ｂのｚ軸方向の正側及び負側の面に比較的広い面積の凹部が形成され、その凹部のｚ方向の正側又は負側の開口が可撓性の不図示のフィルタによって塞がれることによって構成されている。バッファー部３５では、不図示のフィルタの撓みによってインクの圧力変動が吸収される。

次に、複数色のインクは、必要に応じてｚ方向の正側へ流れた後、インク供給路３７をｚ方向の負側へ流れる。インク供給路３７は、例えば、基体３１に、ｚ方向に貫通し、ｘ方向へ配列された貫通孔が形成されることによって構成されている。別の観点では、インク供給路３７は、ｘ方向へ連ねられた複数の筒状部３１ｃによって構成されている。そして、複数色のインクは、インク供給路３７の下端の開口からヘッド本体２９に供給される。

なお、複数の色と、複数の流路（インク導入口３３、バッファー部３５及びインク供給路３７等）との割り当ては適宜に設定されてよい。また、図２は模式図であることから、複数の流路が立体交差することなどを避けて図示しており、また、流路の方向はｙ方向に平行とされている。実際には、複数の流路が適宜に立体交差したり、ｙ方向に傾斜する方向に流路が延びたりしてもよい。また、複数のインク導入口３３は、ｘ方向ではなく、ｙ方向に配列されてもよい。

第１ヒータ２５は、例えば、ヘッド本体２９、複数のインク供給路３７、及び、最もヘッド本体２９側のバッファー部３５（ｚ方向の負側の板状部３１ｂのｚ方向の負側の面に形成されていることから板状部３１ｂに隠れて不図示）に囲まれた空間に配置されている。従って、第１ヒータ２５は、インク供給部材２３内のインク、特に、インク供給路３７内のインクを加熱可能である。

第２ヒータ２７は、２つの板状部３１ｂに挟まれた空間に配置されている。従って、第２ヒータ２７は、インク供給部材２３内のインク、特に、複数のバッファー部３５内のインクを加熱可能である。

第１ヒータ２５及び第２ヒータ２７は、例えば、比較的抵抗値が高い導体を含んで構成され、電力が供給されることによって発熱する。これらヒータは、例えば、チップ型のものであってもよいし、フィルム型のものであってもよい。

ヘッド本体２９は、例えば、概ね薄型の直方体状（板状）とされており、その主面をメディア１０１（ｚ方向負側）に向けて配置されている。また、ヘッド本体２９は、メディア１０１と反対側（ｚ方向正側）の面のうちｙ方向負側の端部がインク供給路３７の下端に重なるように配置されている。

図３は、ヘッド５の、ヘッド本体２９を含む一部の分解斜視図である。なお、図３の紙面左側は、図２の紙面右側である（ｘｙｚ座標系参照）。

ヘッド本体２９は、インクの流路を構成する流路部材３９と、流路部材３９からインクを吐出させるための駆動力を生じる圧電アクチュエータ４１とを有している。

また、ヘッド５は、圧電アクチュエータ４１に電気的に接続されたＦＰＣ（フレキシブル配線基板）４３と、ＦＰＣ４３を介して圧電アクチュエータ４１を駆動制御するドライバＩＣ４５とを有している。

流路部材３９は、例えば、概略、薄型の直方体状（板状）に形成されており、メディア１０１に対向する第１主面３９ａ及びその背面の第２主面３９ｂを有している。第１主面３９ａには、インク滴を吐出するために、後述する複数のノズルが開口している。また、第２主面３９ｂの端部には、インク供給部材２３からインクが供給される流入部３９ｈが色毎に形成されている。

流入部３９ｈは、第２主面３９ｂに複数の流入孔４８が形成されることによって形成されている。従って、別の観点では、流入部３９ｈは、インク供給部材２３から供給されたインクから異物を除去するためのフィルタを構成している。なお、各流入孔４８の形状及び寸法、並びに、複数の流入孔４８の数及び分布は、除去したい異物の大きさやインクの圧力損失等を考慮して適宜に設定されてよい。

圧電アクチュエータ４１は、例えば、概略、薄型の直方体状（板状）に形成されており、流路部材３９の第２主面３９ｂに重ねられる。圧電アクチュエータ４１は、例えば、複数の流入部３９ｈの配置領域を除いて、第２主面３９ｂの全部又は大部分を覆う大きさに形成されている。

ＦＰＣ４３は、例えば、圧電アクチュエータ４１を覆う対向部４３ａと、当該部分から圧電アクチュエータ４１の外方へ延び出る延在部４３ｂとを有している。なお、延在部４３ｂは、主走査方向及び副走査方向のいずれの方向に設けられてもよい。

ドライバＩＣ４５は、例えば、延在部４３ｂにおいて、対向部４３ａが圧電アクチュエータ４１に対向する側の主面と同一の主面に実装されている。なお、ドライバＩＣ４５は、ＦＰＣ４３が折り曲げられることによって適宜な位置に配置されてよい。また、ＦＰＣ４３に延在部４３ｂが２つ設けられ、その２つの延在部それぞれにドライバＩＣ４５（合計２つのドライバＩＣ４５）が設けられてもよい。ドライバＩＣ４５は、第１ヒータ２５として機能してもよい。

図４は、流路部材３９の分解斜視図である。

流路部材３９は、複数のプレートが積層されることによって構成されている。例えば、流路部材３９は、メディア１０１に対向する側（ｚ方向負側）から順に、第１樹脂プレート４７、第１金属プレート４９Ａ〜第４金属プレート４９Ｄ（以下、単に「金属プレート４９」といい、これらを区別しないことがある。）と、第２樹脂プレート５１とを有している。

これらの複数のプレートのそれぞれに孔及び／又は溝が形成されることによって、流路部材３９の内部にはインクが流れる流路等が構成されている。例えば、上述した流入部３９ｈ（複数の流入孔４８）は、第２樹脂プレート５１に形成されている。その他の流路については、図５等を参照しつつ述べる。

図５（ａ）は、図３の領域Ｖａに相当する領域においてヘッド本体２９を示す拡大平面図である。この図では、流路部材３９のプレートに形成された孔及び溝の一部を点線で示している。図５（ｂ）は図５（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線における断面図である。

流路部材３９は、第１主面３９ａに開口する複数のノズル５３と、複数のノズル５３からインク滴を吐出させるための圧力をインクに付与するための複数の圧力室５５と、流入部３９ｈからのインクを複数の圧力室５５に供給するための共通流路５７（図５（ｂ））とを有している。

なお、これらの具体的形状は適宜に設定されよい。例えば、図５（ａ）に例示するように、圧力室５５の平面形状は、短辺の中央にノズル５３が接続される概ね矩形であってもよい。また、例えば、圧力室５５の平面形状は、図５（ａ）とは異なり、角部にノズル５３が接続される菱形であってもよいし、半円状の端部にノズル５３が接続される長円乃至は楕円であってもよい。

図４及び図５（ｂ）に示すように、複数のノズル５３は、例えば、第１樹脂プレート４７に形成されている。

複数の圧力室５５は、例えば、複数の金属プレート４９からなる積層体５０に形成されており、積層体５０の第２樹脂プレート５１側の面に開口している。より具体的には、例えば、複数の圧力室５５は、積層体５０のうち最も第２樹脂プレート５１側に位置する１枚の金属プレート４９（第４金属プレート４９Ｄ）に貫通孔が形成されることによって構成されている。

圧力室５５の開口は、第２樹脂プレート５１によって塞がれている。従って、第２樹脂プレート５１を圧力室５５側へ撓ませることによって、圧力室５５内のインクに圧力を付与し、インク滴をノズル５３から吐出させることができる。

共通流路５７は、例えば、複数の金属プレート４９からなる積層体５０に形成されており、主として、圧力室５５よりも第１主面３９ａ側において延びている。より具体的には、例えば、共通流路５７は、主として、第２金属プレート４９Ｂに抜け穴状の溝が形成されることによって構成されている。

なお、共通流路５７の第１主面３９ａ側の面は、例えば、金属プレート４９（本実施形態では第１金属プレート４９Ａ）によって構成されている。ただし、当該面の全部又は一部は、第１樹脂プレート４７によって構成されてもよい。この場合、第１樹脂プレート４７の剛性及び厚さにもよるが、第１樹脂プレート４７は、インクの圧力変動を吸収するダンパーとして機能し得る。

図４及び図５は模式図であることから、流路の要部のみを単純化した形状で示しているが、図示した構成の他に、適宜な部位が設けられてよい。例えば、いずれかの金属プレート４９の主面に凹溝が形成されることによって共通流路５７と圧力室５５とを連通する絞りが構成されたり、共通流路５７よりも第１主面３９ａ側の金属プレート４９の主面に凹部が形成され、当該凹部が比較的薄い金属プレート４９（又は金属プレート４９の薄い部分）により共通流路５７と隔てられることにより、共通流路５７の圧力変動を吸収するダンパーが構成されたりしてもよい。複数の金属プレート４９の厚さ、枚数及び形状は、流路の形状等に合わせて適宜に設定されてよい。

第１樹脂プレート４７及び第２樹脂プレート５１の材料は、適宜な種類の樹脂とされてよい。例えば、樹脂は、ポリイミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂である。同様に、金属プレート４９の材料は、適宜な種類の金属とされてよい。例えば、金属は、ステンレス鋼である。

第１樹脂プレート４７の厚みは、例えば、ノズル５３の形状等に応じて適宜に設定されてよく、例えば、２５μｍ以上７５μｍ以下である。各金属プレート４９の厚みは、例えば、流路の形状等に応じて適宜に設定されてよく、例えば、２５μｍ以上２００μｍ以下である。第２樹脂プレート５１の厚みは、後述する効果を考慮して適宜に設定されてよい。第２樹脂プレート５１の厚みは、例えば、第１樹脂プレート４７の厚みと同等、又は、第１樹脂プレート４７の厚みよりも小さく、７．５μｍ以上２５μｍ以下である。

流路部材３９を構成する複数のプレート（４７、４９及び５１）の広さは、例えば、互いに同等である。すなわち、平面視においてこれらのプレートの外縁は一致する。ただし、加工誤差等に起因する比較的微小な差異があってもよい。例えば、第２樹脂プレート５１の外縁に規定される面積（流入孔４８の面積を含む）が第１樹脂プレート４７の外縁に規定される面積（ノズル５３の面積を含む）の９９％以上１０１％以下の場合も、ここでいう同等に含まれるものとする。

図５（ｂ）に示すように、圧電アクチュエータ４１は、例えば、ユニモルフ型の圧電アクチュエータ基板により構成されており、流路部材３９側から順に、振動板５９、共通電極６１、圧電体６３及び複数の個別電極６５が積層されて構成されている。なお、これらはいずれも層状（板状）に形成されている。

共通電極６１と個別電極６５との間に電圧が印加されると、主としてその個別電極６５と重なる領域において圧電体６３は逆圧電効果によって平面方向において縮小する。これにより、振動板５９及び振動板５９に密着している第２樹脂プレート５１は圧力室５５側へ撓む。この動作が利用されて、圧力室５５内のインクに圧力が付与され、インク滴がノズル５３から吐出される。

なお、第２樹脂プレート５１は、振動板５９と同様に、圧電アクチュエータ４１の平面方向の収縮を規制して圧電アクチュエータ４１に撓み変形を生じさせることに寄与し得る。また、第２樹脂プレート５１は、インクが圧電アクチュエータ４１に浸透する可能性を低減することに寄与し得る。

振動板５９、共通電極６１及び圧電体６３は、複数の圧力室５５全体に亘って設けられている。一方、個別電極６５は、圧力室５５毎に設けられている。共通電極６１には、例えば、基準電位が付与される。複数の個別電極６５には選択的に共通電極６１とは異なる電位（駆動信号）が付与される。これにより、複数のノズル５３から選択的にインク滴が吐出される。

図５（ａ）に示すように、複数の個別電極６５は、圧力室５５の概ね全体に重なり、圧電体６３に電圧を印加するための電極本体６５ａと、ＦＰＣ４３との接続のための引出電極６５ｂとを有している。電極本体６５ａは、例えば、圧力室５５の平面形状と概ね同様（相似）の形状とされている。引出電極６５ｂは、電極本体６５ａから適宜な方向に延び出ている。例えば、引出電極６５ｂは、電極本体６５ａに対してノズル５３とは反対側へ、圧力室５５と重ならない位置まで延び出ている。

振動板５９は、例えば、セラミック、酸化シリコン若しくは窒化シリコンにより形成されている。共通電極６１及び個別電極６５は、例えば、銀、白金若しくはパラジウムにより形成されている。圧電体６３は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等のセラミックにより形成されている。

なお、以下では、図５において示した、流路部材３９及び圧電アクチュエータ４１のうち、一のノズル５３に対応する部分（概略、平面視において圧力室５５及び個別電極６５の配置領域）を吐出素子６７ということがある。

図６（ａ）は、概ね図３の領域VIａに相当する領域においてヘッド本体２９を示す平面図である。

図３及び図６（ａ）に示すように、複数の吐出素子６７は、主走査方向及び副走査方向に配列されている。具体的には、例えば、以下のとおりである。

複数の吐出素子６７のそれぞれは、圧力室５５に対してノズル５３が配置されたり、電極本体６５ａに対して引出電極６５ｂが延び出たりする方向を副走査方向（ｘ方向）に一致させて配置されている。

複数の吐出素子６７が主走査方向（ｙ方向）に配列されて構成された吐出素子６７の行（吐出素子行６９）においては、複数の吐出素子６７は、互いに同一の向きとされている。互いに隣接する吐出素子行６９同士は、ノズル５３（引出電極６５ｂ）の向きが互いに逆向きとされ、また、吐出素子６７の主走査方向における半ピッチの大きさで、互いにずれて配置されている。

ノズル５３側同士を向い合わせた２つの吐出素子行６９は、一のインクに対応しており、本実施形態では、４色に対応して、合計で８つの吐出素子行６９が設けられている。なお、ブラックインクに対しては吐出素子行６９の数を多くするなど、色毎に吐出素子行６９の数が異なっていてもよい。

図６（ｂ）は、図６（ａ）のVIｂ−VIｂ線における断面図である。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、例えば、共通流路５７は流入部３９ｈと重なっており、これらは積層体５０に形成された流入口７１によって接続されている。流入口７１は、例えば、共通流路５７（第２金属プレート４９Ｂ）よりも第２樹脂プレート５１側に位置する金属プレート４９（本実施形態では第３金属プレート４９Ｃ及び第４金属プレート４９Ｄ）に貫通孔が形成されることにより構成されている。

図６（ａ）に示すように、共通流路５７は、流入口７１との接続位置から、その流入口７１に対応する吐出素子行６９の数（本実施形態では２つ）に対応して分岐して、吐出素子行６９に沿って延びている。

図７（ａ）は、図６（ｂ）の領域VIIａの拡大図である。図７（ｂ）は、図５（ｂ）の領域VIIｂの拡大図である。

積層体５０（第４金属プレート４９Ｄ）と第２樹脂プレート５１とは、例えば、第１接着剤７３によって接着されている。また、第２樹脂プレート５１と圧電アクチュエータ４１（振動板５９）とは第２接着剤７５によって接着されている。

なお、特に図示しないが、複数の金属プレート４９は、接着剤により互いに接着されている。第１樹脂プレート４７と積層体５０（第１金属プレート４９Ａ）とは接着剤により互いに接着されている。

第１接着剤７３及び第２接着剤７５、並びに、その他の不図示の接着剤は、例えば、熱硬化性樹脂からなる。これらの接着剤は、基本的には、各プレート間において一定の厚さで層状に広がっている。

図７（ａ）に示すように、積層体５０の第２樹脂プレート５１側の面には、第１接着剤７３の一部が配置（例えば充填）された共通凹部７７が形成されている。共通凹部７７は、図４にも示すように、全ての圧力室５５の周囲となる領域に、複数のノズル５３及び複数の圧力室５５を含むインクの流路とは隔離されて形成されている。より具体的には、例えば、共通凹部７７は、全ての圧力室を囲むように延びる溝状である。また、本実施形態では、圧電アクチュエータ４１の外縁はその全体が、流路部材３９の外縁の全体よりも内側に位置しており（図２）、共通凹部７７は、例えば、圧電アクチュエータ４１を囲むように延びている（図４、図６（ａ））。

また、図７（ｂ）に示すように、積層体５０の第２樹脂プレート５１側の面には、第１接着剤７３の一部が配置（例えば充填）された複数の個別凹部７９が形成されている。各個別凹部７９は、図５（ａ）にも示すように、各圧力室５５の周囲となる領域に、複数のノズル５３及び複数の圧力室５５を含むインクの流路とは隔離されて形成されている。より具体的には、例えば、各個別凹部７９は、各圧力室５５を囲む溝状である。

共通凹部７７の溝の環の形状は、例えば、複数の吐出素子６７の配置領域の形状等に応じて適宜に設定されてよく、例えば、概略矩形である。また、個別凹部７９の溝の環の形状は、圧力室５５等の形状に応じて適宜に設定されてよく、例えば、圧力室５５の平面形状（本実施形態では矩形）と概略相似である。なお、共通凹部７７及び個別凹部７９の環は一部において途切れていてもよい。共通凹部７７及び個別凹部７９の断面形状は適宜に設定されてよく、例えば、概略、矩形、三角形（Ｖ字溝）、Ｕ字溝又は半円形（開口面側が中心側）である。

共通凹部７７及び個別凹部７９は、例えば、最も第２樹脂プレート５１側の金属プレート４９（第４金属プレート４９Ｄ）に凹部が形成されることによって構成されており、その深さは、第４金属プレート４９Ｄの厚み未満である。なお、共通凹部７７及び個別凹部７９は、第４金属プレート４９Ｄに貫通孔が形成されることによって構成され、その深さが第４金属プレート４９Ｄの厚みと同等であってもよい。また、共通凹部７７及び個別凹部７９は、第２樹脂プレート５１側の２枚以上の金属プレート４９の孔等によって構成され、第４金属プレート４９Ｄの厚みよりも深くてもよい。ただし、共通凹部７７又は個別凹部７９が途切れない環状である場合においては、第４金属プレート４９Ｄが分離しないように、凹部の深さは第４金属プレート４９Ｄの厚み未満である。

共通凹部７７及び個別凹部７９の寸法は適宜に設定されてよい。例えば、各凹部の溝の幅は、第２樹脂プレート５１の厚さよりも大きく、例えば、３０μｍ以上１２０μｍ以下である。また、例えば、各凹部の深さは、第４金属プレート４９Ｄの厚みの１／３以上２／３未満であり、例えば、２０μｍ以上７０μｍ以下である。なお、共通凹部７７及び個別凹部７９の幅及び深さについて一緒に説明したが、両凹部の幅又は深さは、互いに同一であってもよいし、互いに異なっていてもよい。

共通凹部７７及び個別凹部７９の他にも、適宜に積層体５０（第４金属プレート４９Ｄ）の第２樹脂プレート５１側の面に、第１接着剤７３が配置された、インクの流路とは隔離された凹部（凹溝）が形成されてもよい。ただし、個別凹部７９は、積層体５０（第４金属プレート４９Ｄ）の第２樹脂プレート５１側の面において、最も圧力室５５に近い凹部である。また、特に図示しないが、金属プレート４９の他の接着面にも、接着剤が配置され、インクの流路とは隔離された凹部（凹溝）が形成されてもよい。

第１接着剤７３の、共通凹部７７及び個別凹部７９に配置される部分は、例えば、以下のように形成される。まず、第４金属プレート４９Ｄ又は第２樹脂プレート５１に所定の厚さで未硬化の第１接着剤７３を塗布する。次に、第４金属プレート４９Ｄ及び第２樹脂プレート５１によって所定の圧力で第１接着剤７３を挟み込み、第１接着剤７３を塗布時よりも薄くして、第１接着剤７３をこれらの凹部に流れ込ませる。その後、第１接着剤７３を硬化させる。なお、図７（ａ）では、第１接着剤７３は、共通凹部７７及び個別凹部７９に完全に充填されているが、実際には、開口面側の一部にのみ配置されるなどしていてもよい。

図７（ａ）に示すように、第２接着剤７５は、圧電アクチュエータ４１の外縁から外側にはみ出しており、そのはみ出した部分（盛り上がり部７５ｂ）が盛り上がって圧電アクチュエータ４１（振動板５９）の側面にも密着している。盛り上がり部７５ｂは、例えば、圧電アクチュエータ４１を囲んでいる。なお、盛り上がり部７５ｂは、圧電アクチュエータ４１の全周に亘っていることが好ましいが、一部に途切れる部分があってもよい。

盛り上がり部７５ｂは、例えば、以下のように形成される。まず、第２樹脂プレート５１又は振動板５９に所定の厚さで未硬化の第２接着剤７５を塗布する。次に、第２樹脂プレート５１及び振動板５９によって所定の圧力で第２接着剤７５を挟み込み、第２接着剤７５を塗布時よりも薄くして、第２接着剤７５をはみ出させる。その後、第２接着剤７５を硬化させる。なお、圧電アクチュエータ４１の外縁が第２樹脂プレート５１の外縁よりも内側に位置していたほうが、第２接着剤７５をはみ出させる際に、はみ出した部分の逃げ場が第２樹脂プレート５１側（ｚ方向負側）になく、はみ出した部分が圧電アクチュエータ４１側へ盛り上がりやすい。

以上のとおり、本実施形態のヘッド５は、厚み方向に貫通する複数のノズル５３を有している第１樹脂プレート４７と、第１樹脂プレート４７に対して積層された複数の金属プレート４９により構成されており、複数のノズル５３に通じ、第１樹脂プレート４７とは反対側に開口する複数の圧力室５５を有している積層体５０と、複数の圧力室５５の開口を塞ぐように積層体５０に重ねられた第２樹脂プレート５１と、を有している。

従って、例えば、金属からなり、熱伝導率が比較的高い積層体５０は、樹脂からなり、熱伝導率が比較的低いプレート（４７、５１）に挟まれることにより、比較的広い面積を有する主面において断熱される。その結果、例えば、第１ヒータ２５及び第２ヒータ２７等によって加熱されたインクの熱が、積層体５０の外部へ放出される可能性が低減される。また、例えば、圧電アクチュエータ４１の駆動によって発生する熱が積層体５０内のインクに伝わり難くなり、インクが不要に温められる可能性が低減される。インクからの放熱又はインクの不要な昇温の可能性が低減されることにより、インクの粘度が一定に保たれやすくなり、画質が向上する。

また、例えば、圧力室５５に撓むプレート（第２樹脂プレート５１）が金属よりもヤング率が低い樹脂により構成されることから、当該プレートが金属により構成された場合に比較して圧力室５５への撓みの変形量を大きくすることができる。別の観点では、所望の変形量を得るために圧電アクチュエータ４１に印加する電圧を低くし、ヘッド５の消費電力を低減することができる。

また、例えば、積層体５０とは熱膨張係数が異なる樹脂プレートが、積層体５０の一方の主面だけでなく、両面に設けられることになるから、熱応力によるヘッド本体２９の反りが低減される。反りが低減されることにより、例えば、プレートの剥離の可能性が低減される。また、例えば、吐出素子６７間において流路の容積や形状に関してばらつきが生じることが低減され、画質が向上する。

また、例えば、ヘッド本体２９を構成するプレートにおいて樹脂の割合が大きくなるから、全体を金属によって構成した場合に比較して、コストが削減される。

また、例えば、積層体５０を構成するプレートは、金属から構成されていることから、流路となる溝等の加工が容易である。また、流路部材３９の最下層（第１樹脂プレート４７）及び最上層（第２樹脂プレート５１）においては、ノズル５３又は流入孔４８等の貫通孔ができればよい。従って、流路部材３９の最下層及び最上層のみを樹脂にすることによって、上述のような好適な効果を得つつ、全体として簡便に加工を行うことができる。

また、本実施形態では、積層体５０は、第２樹脂プレート５１に接着された面のうち複数の圧力室５５全体の周囲となる領域に、複数のノズル５３及び複数の圧力室５５を含むインクの流路とは隔離された共通凹部７７を有している。

従って、例えば、第１接着剤７３が共通凹部７７に配置されることによって、第２樹脂プレート５１と積層体５０との接着を強固にすることができる。具体的には、例えば、第１接着剤７３の積層体５０に対する接着面積が増加する。また、例えば、第１接着剤７３と共通凹部７７とが平面方向において係合し、熱膨張等による第２樹脂プレート５１と積層体５０との平面方向のずれが生じる可能性が低減される。なお、余剰な接着剤を収容するという消極的な目的で凹部が設けられることがあるが、本実施形態では、複数の圧力室５５全体の周囲となる領域に凹部を設けることによって、接着を強固にする目的で凹部を積極的に利用している。

さらに、本実施形態では、共通凹部７７は、複数の圧力室５５を囲む溝状であることから、上述した接着を強固にする効果が顕著である。

また、本実施形態では、ヘッド５は、第２樹脂プレート５１に対して積層体５０とは反対側に重ねられた圧電アクチュエータ４１と、第２樹脂プレート５１と圧電アクチュエータ４１との間に介在する第２接着剤７５と、を更に有している。第２接着剤７５は、第２樹脂プレート５１と圧電アクチュエータ４１との間から外側へはみ出して圧電アクチュエータ４１の側面に密着している。

従って、第２樹脂プレート５１と圧電アクチュエータ４１との接着を強固にすることができる。具体的には、例えば、第２接着剤７５の圧電アクチュエータ４１に対する接着面積が増加する。また、例えば、第２接着剤７５と圧電アクチュエータ４１とが平面方向において係合し、熱膨張等による第２樹脂プレート５１と圧電アクチュエータ４１との平面方向のずれが生じる可能性が低減される。なお、接着剤の外側へのはみ出しは通常避けられるが、本実施形態では、はみ出しを積極的に利用している。

さらに、本実施形態では、前記の圧電アクチュエータ４１の側面に密着する部分（盛り上がり部７５ｂ）は、圧電アクチュエータ４１を囲んでいることから、上述した接着を強固にする効果が顕著である。

また、本実施形態では、例えば、第２樹脂プレート５１は、第１樹脂プレート４７よりも薄い。

従って、第２樹脂プレート５１が第１樹脂プレート４７と同等の厚みとされるなど、比較的厚くされた場合に比較して、圧力室５５への撓みの変形量を大きくすることができる。別の観点では、所望の変形量に対してその結果、例えば、圧電アクチュエータ４１に印加する電圧を低くし、ヘッド５の消費電力を低減することができる。

また、本実施形態では、第２樹脂プレート５１は、第１樹脂プレート４７と同等の広さを有している。

従って、積層体５０の両主面に加えられる熱応力の広さが互いに同等となり、積層体５０の反りが効果的に低減される。なお、この際、第２樹脂プレート５１の体積が第１樹脂プレート４７の体積と同等（例えば９５％以上１０５％未満）となるように第２樹脂プレート５１の厚みが設定されると、より好適に反りが低減される。このときの体積は、ノズル５３等の空所を除いた体積である。

また、本実施形態では、積層体５０は、第２樹脂プレート５１に接着された面のうち複数の圧力室５５それぞれの周囲となる領域に、複数のノズル５３及び複数の圧力室５５を含むインクの流路とは隔離された複数の個別凹部７９を有している。

従って、例えば、第１接着剤７３の個別凹部７９に配置された部分が、平面方向において個別凹部７９と係合する。その結果、例えば、第２樹脂プレート５１の圧力室５５上の部分は、個別凹部７９から引張り力によって圧力室５５側への自重等による撓みが低減される。このような撓みの低減により、例えば、流路部材３９と圧電アクチュエータ４１とを貼り合わせたときに、両者の間に空気層が介在してしまうおそれが低減される。

また、本実施形態では、個別凹部７９は、各圧力室５５を囲む溝状であることから、上述した圧電アクチュエータ４１の意図しない撓みの低減の効果が顕著である。

また、本実施形態では、積層体５０は、第２樹脂プレート５１側の面に開口する流入口７１と、流入口７１から延びて複数の圧力室５５に通じる共通流路５７とを有している。第２樹脂プレート５１は、流入口７１に重なり、ノズル５３の開口よりもそれぞれ開口面積が小さい複数の流入孔４８が形成されたフィルタ領域部（流入部３９ｈ）を有している。

従って、圧力室５５を塞ぐプレート（第２樹脂プレート５１）とは別にフィルタを設ける（後述する図９参照）必要がない。その結果、製造工程が簡素化されるとともにコストが削減される。複数の流入孔４８は、第２樹脂プレート５１が樹脂であり、また、他のプレートに比較して薄いことから、レーザー等によって簡便に形成される。

（変形例）
以下、図８及び図９を参照して本実施形態の変形例について説明する。なお、以下では、実施形態の構成と同一又は類似する構成については、実施形態の符号と同一の符号を付し、また、説明を省略することがある。

図８は、第１の変形例に係るヘッド本体２２９を示す、図５（ｂ）に対応する断面図である。ヘッド本体２２９は、積層体５０にダンパー用流路２５８が設けられている点のみが実施形態と相違する。

ダンパー用流路２５８は、例えば、共通流路５７から延び、積層体５０の第２樹脂プレート５１側の面に開口し、この開口は、第２樹脂プレート５１によって塞がれている。従って、共通流路５７に圧力変動が生じると、その圧力はダンパー用流路２５８を介して第２樹脂プレート５１に伝えられる。そして、第２樹脂プレート５１の曲げ変形によって圧力変動が吸収される。

なお、圧力変動は、例えば、インク滴を吐出するために圧力室５５に圧力が付与されることによって生じる。また、例えば、圧力変動は、ヘッド５が副走査方向に移動したときに、ヘッド５とインクカートリッジ９とを連通するチューブの慣性力によって生じる。

ダンパー用流路２５８は、例えば、吐出素子６７毎に設けられている。具体的には、例えば、共通流路５７の内面には、複数の圧力室５５に通じる複数の孔が形成されており、複数のダンパー用流路２５８は、その複数の孔の配列に沿った複数の位置から延びている。このような構成においては、圧力室５５からの圧力変動を効果的に吸収できると期待される。なお、複数のダンパー用流路２５８は、共通流路５７の内面の、複数の圧力室５５に通じる複数の孔の数よりも少ない数の位置から延びていてもよい。

また、ダンパー用流路２５８は、上記のような構成に加えて又は代えて、複数の吐出素子６７に対して共通に設けられてもよい。例えば、ダンパー用流路２５８は、共通流路５７のうち、流入口７１と、流入口７１に最も近い吐出素子６７との間から延びて、吐出素子行６９に対して一つ設けられてもよい。このようなダンパー用流路２５８は、ヘッド５とインクカートリッジ９とを連通するチューブの慣性力によって生じる圧力変動を効果的に吸収できると期待される。

図８では、ダンパー用流路２５８は、第２樹脂プレート５１のうち圧電アクチュエータ４１と重なる部分によって塞がれているが、重ならない部分によって塞がれるように形成されてもよい。

ダンパー用流路２５８の具体的な形状及び大きさは適宜に設定されてよい。例えば、ダンパー用流路２５８の第２樹脂プレート５１側への開口面の形状は、面積を広くする観点から、円形又は正方形である。また、第２樹脂プレート５１側への開口形状及び開口面積と、共通流路５７側への開口形状及び開口面積とで異なるなど、ダンパー用流路２５８の形状及び断面積は、流路方向の位置に対して一定でなくてもよい。

図９は、第２の変形例に係るヘッド本体３２９を示す、図６（ｂ）に対応する断面図である。ヘッド本体３２９は、流入部３９ｈにおけるフィルタの構成、及び、第１樹脂プレート４７及び第２樹脂プレート５１の面積が実施形態と相違する。その他は、実施形態と同様である。

第２樹脂プレート５１は、例えば、流入口７１を覆う広さを有しておらず、ひいては、フィルタを構成していない。代わりに、この変形例では、第２樹脂プレート５１とは別に、フィルタプレート３５２が流入口７１を覆うように設けられている。フィルタプレート３５２は、例えば、第２樹脂プレート５１の一部でないことを除いては、実施形態の第２樹脂プレート５１の流入口７１上の部分と同様である。

また、第１樹脂プレート４７は、第２樹脂プレート５１と同等の広さを有するように（外縁が一致するように）形成されている。すなわち、第１樹脂プレート４７は、積層体５０よりも狭い。

このように、第２樹脂プレート５１がフィルタ領域部（流入部３９ｈ）を構成しない場合においても、第１樹脂プレート４７及び第２樹脂プレート５１の広さを同等とし、積層体５０の両主面において熱応力が付与される面積を同等とし、流路部材３９の反りを効果的に低減できる。なお、第２の変形例においても、反り抑制の観点から、ノズル５３等の空所を除いた両樹脂プレートの体積が同等とされてよい。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

例えば、プリンタ（インクジェットヘッド）は、シリアルヘッド式、且つ、オフキャリッジ式のカラープリンタに限定されない。例えば、プリンタは、ラインヘッド式、及び／又は、オンキャリッジ式であってもよいし、カラープリンタでなくてもよい。インクジェットヘッドにヒータは設けられなくてもよい。プリンタにおけるインクジェットヘッド以外の部分（例えばメディアの搬送部）の構成も例示した構成以外の適宜な構成とされてよい。メディアも紙に限定されず、金属又は樹脂からなるものであってもよい。

第２樹脂プレートは、接着剤によって積層体（又は圧電アクチュエータ）に接着されるのではなく、直接に密着されてもよい。例えば、半硬化状の樹脂シートが積層体に貼り付けられ、その後、硬化されてもよい。従って、共通凹部（７７）及び個別凹部（７９）内には、接着剤でははく、第２樹脂プレート自体が配置されていてもよい。

共通凹部及び個別凹部は溝状のものに限定されない。例えば、共通凹部は、複数の圧力室全体を囲むように、比較的短い凹溝が点線のように配列されて複数の圧力室を囲んでいてもよい。個別凹部も同様である。また、共通凹部は、複数の圧力室全体を囲んでいなくてもよい。例えば、矩形状の流路部材の１辺、２辺又は３辺のみに設けられてもよい。同様に、個別凹部は、各圧力室を囲んでいなくてもよい。例えば、圧力室に対して長手方向又は短手方向の両側（すなわち２箇所）に設けられてもよい。

接着剤のうち、第２樹脂プレートと圧電アクチュエータとの間から外側へはみ出して圧電アクチュエータの側面に密着する部分（盛り上がり部）は、圧電アクチュエータを囲んでいなくてもよい。すなわち、盛り上がり部は、平面視における側面の一部にのみ設けられていてもよい。

第２樹脂プレートの厚さは、第１樹脂プレートの厚さよりも厚くてもよいし、第２樹脂プレートの広さは、第１樹脂プレートの広さと異なっていてもよい。

５…ヘッド、４７…第１樹脂プレート、４９…金属プレート、５０…積層体、５１…第２樹脂プレート、５３…ノズル、５５…圧力室。

Claims (12)

1. 厚み方向に貫通する複数のノズルを有している第１樹脂プレートと、
   前記第１樹脂プレートに対して積層された複数の金属プレートにより構成されており、前記複数のノズルに通じ、前記第１樹脂プレートとは反対側に開口する複数の圧力室を有している積層体と、
   前記複数の圧力室の開口を塞ぐように前記積層体に重ねられた第２樹脂プレートと、
   を有したインクジェットヘッド。
2. 前記積層体は、前記第２樹脂プレートに接着された面のうち前記複数の圧力室全体の周囲となる領域に、前記複数のノズル及び前記複数の圧力室を含むインク流路とは隔離された共通凹部を有している
   請求項１に記載のインクジェットヘッド。
3. 前記共通凹部は、前記複数の圧力室全体を囲む溝状である
   請求項２に記載のインクジェットヘッド。
4. 前記第２樹脂プレートに対して前記積層体とは反対側に重ねられた圧電アクチュエータと、
   前記第２樹脂プレートと前記圧電アクチュエータとの間に介在する接着剤と、
   を更に有し、
   前記接着剤は、前記第２樹脂プレートと前記圧電アクチュエータとの間から外側へはみ出して前記圧電アクチュエータの側面に密着している
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
5. 前記接着剤の、前記圧電アクチュエータの側面に密着する部分は、前記圧電アクチュエータを囲んでいる
   請求項４に記載のインクジェットヘッド。
6. 前記第２樹脂プレートは、前記第１樹脂プレートよりも薄い
   請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
7. 前記第２樹脂プレートは、前記第１樹脂プレートと同等の広さを有している
   請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
8. 前記積層体は、前記第２樹脂プレートに接着された面のうち前記複数の圧力室それぞれの周囲となる領域に、前記複数のノズル及び前記複数の圧力室を含むインク流路とは隔離された複数の個別凹部を有している
   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。
9. 前記複数の個別凹部それぞれは、前記複数の圧力室それぞれを囲む溝状である
   請求項８に記載のインクジェットヘッド。
10. 前記積層体は、
    前記第２樹脂プレート側の面に開口する流入口と、
    前記流入口から延びて前記複数の圧力室に通じる共通流路と、を有し、
    前記第２樹脂プレートは、前記流入口に重なり、前記ノズルの開口よりもそれぞれ開口面積が小さい複数の流入孔が形成されたフィルタ領域部を有している
    請求項１〜９のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
11. 前記積層体は、
    前記第２樹脂プレート側の面に開口する流入口と、
    前記流入口から延びて前記複数の圧力室に通じる共通流路と、
    前記共通流路から延びて前記第２樹脂プレート側の面に前記複数の圧力室とは別に開口し、その開口が前記第２樹脂プレートに塞がれたダンパー用流路と、を有している
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドと、
    前記インクジェットヘッドを制御する制御部と、
    を有したプリンタ。

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