JP2018167476A - 液体吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】流路基板に形成された空洞と対向する位置に配線基板を接着する構成を採用した場合にも、配線基板を流路基板に接着する際に流路基板の被接着壁が変形する問題を抑制する。【解決手段】流路基板１１において、圧力室プレート１１ｂの上面１１ｂ１には、個別接点１２ｆが設けられ、かつ、ＣＯＦ１８の接着部分１８Ａが接着されている。圧力室プレート１１ｂの上面１１ｂ１と反対側（下方）には、帰還流路１１ｒが設けられている。流路プレート１１ｃは、帰還流路１１ｒの一対の側部をそれぞれ画定する一対の側壁１１ｃ１を有する。接着部分１８Ａは、帰還流路１１ｒ及び一対の側壁１１ｃ１のそれぞれと対向している。【選択図】図５

Description

本発明は、接点を有する流路基板と接点と電気的に接続される配線を有する配線基板とを備えた液体吐出ヘッドに関する。

液体吐出ヘッドにおいて、流路基板に形成された空洞と対向する位置に、配線基板を接着する構成が知られている。例えば、特許文献１（図３）では、流路形成基板（流路基板）に循環流路（空洞）が形成されており、流路形成基板の接点が設けられた壁（被接着壁）において循環流路と対向する位置に、配線基板が接着されている。

特開２０１２−１４３９４８号公報

特許文献１では、配線基板における流路基板との接着部分の全体が、空洞と対向している。そのため、配線基板を流路基板に接着する際に、接着部分にかかる荷重によって、流路基板の被接着壁が変形し、ひいては破損し得る。

本発明の目的は、流路基板に形成された空洞と対向する位置に配線基板を接着する構成を採用した場合にも、配線基板を流路基板に接着する際に流路基板の被接着壁が変形する問題を抑制することができる、液体吐出ヘッドを提供することにある。

本発明に係る液体吐出ヘッドは、ノズル、前記ノズルに連通する圧力室、前記圧力室を覆うアクチュエータ、及び、前記アクチュエータと電気的に接続された接点を有する流路基板と、前記接点と電気的に接続される配線を有し、前記流路基板に接着された配線基板とを備え、前記流路基板は、前記接点が設けられかつ前記配線基板における前記流路基板との接着部分が接着された表面を有する被接着壁を含み、前記被接着壁の前記表面と反対側に空洞が設けられており、前記被接着壁の前記表面と反対側に前記空洞を画定する壁部をさらに含み、前記接着部分は、前記空洞及び前記壁部と対向することを特徴とする。

本発明の第１実施形態に係るヘッド１を備えたプリンタ１００の概略的な平面図である。 ヘッド１の平面図（リザーバ部材１１ａ、保護部材１５及び保護膜１２ｉの図示略）である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図３の領域ＩＶを示す図である。 図３の領域Ｖを示す図である。 図２の領域ＶＩを示す図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。 本発明の第２実施形態に係るヘッド２０１の図５に対応する図である。 本発明の第３実施形態に係るヘッド３０１の図５に対応する図である。 本発明の第４実施形態に係るヘッド４０１の図５に対応する図である。 本発明の第５実施形態に係るヘッド５０１の図２に対応する平面図である。 本発明の第６実施形態に係るヘッド６０１の図２に対応する平面図である。

＜第１実施形態＞
先ず、図１を参照し、本発明の第１実施形態に係るヘッド１を含むヘッドユニット１ｘを備えたプリンタ１００の全体構成について説明する。ヘッド１は、本発明の液体吐出ヘッドに該当する。プリンタ１００は、ヘッドユニット１ｘの他、プラテン３、搬送機構４及び制御装置５を備えている。

ヘッドユニット１ｘは、ライン式（即ち、位置が固定された状態で用紙９に対してインクを吐出する方式）であり、搬送方向と直交する方向に長尺である。ヘッドユニット１ｘは、搬送方向と直交する方向に沿って千鳥状に配置された４つのヘッド１を含む。４つのヘッド１は、互いに同じ構造を有する。各ヘッド１は、複数のノズル１１ｎ（図２及び図３参照）からインクを吐出する。

プラテン３は、ヘッドユニット１ｘの下方に配置されている。プラテン３に支持された用紙９上に、各ヘッド１からインクが吐出される。

搬送機構４は、搬送方向にプラテン３を挟んで配置された２つのローラ対４ａ，４ｂを有する。搬送モータ４ｍの駆動により、各ローラ対４ａ，４ｂを構成する２つのローラが用紙９を挟持した状態で互いに逆方向に回転することで、用紙９が搬送方向に搬送される。

制御装置５は、ＰＣ等の外部装置から入力された記録指令に基づいて、用紙９に画像が記録されるように、４つのヘッド１、搬送モータ４ｍ等を制御する。

次いで、図２〜図７を参照し、ヘッド１の構成について説明する。ヘッド１は、流路基板１１、アクチュエータユニット１２、タンク１４、保護部材１５及びＣＯＦ１８を有する。

流路基板１１は、図３に示すように、リザーバ部材１１ａ、圧力室プレート１１ｂ、流路プレート１１ｃ、保護プレート１１ｄ及びノズルプレート１１ｅを有し、これらが互いに接着されて構成されている。流路基板１１には、図２及び図３に示すように、複数の圧力室１１ｍ、複数のノズル１１ｎ、供給流路１１ｓ及び帰還流路１１ｒが形成されている。

圧力室プレート１１ｂは、シリコン単結晶基板からなり、図３に示すように、複数の圧力室１１ｍが貫通して形成されている。複数の圧力室１１ｍは、図２に示すように、２つの圧力室列１１ｍＲを構成するように配列されている。各圧力室列１１ｍＲを構成する複数の圧力室１１ｍは、配列方向（搬送方向と直交する方向）に等間隔で配列されている。２つの圧力室列１１ｍＲは、配列方向と直交する方向（搬送方向と平行な方向であり、後述する一対の側壁１１ｃ１同士が対向する対向方向）に並んでいる。複数の圧力室１１ｍは、それぞれ配列方向の位置が異なるように、千鳥状に配列されている。

流路プレート１１ｃは、圧力室プレート１１ｂよりも一回り大きな平面サイズを有し、圧力室プレート１１ｂの下面に接着されている。流路プレート１１ｃには、図３に示すように、供給流路１１ｓの一部であるマニホールド１１ｓ２、マニホールド１１ｓ２と各圧力室１１ｍとを接続する流路１１ｔ、各圧力室１１ｍと各ノズル１１ｎとを接続するディセンダ１１ｐ、ディセンダ１１ｐと帰還流路１１ｒとを接続する接続流路１１ｕ、及び、帰還流路１１ｒが形成されている。マニホールド１１ｓ２及び帰還流路１１ｒは、流路プレート１１ｃをその厚み方向に貫通し、流路プレート１１ｃの上面及び下面に開口している。マニホールド１１ｓ２は、図２に示すように、２つの圧力室列１１ｍＲの両外側において、配列方向に延在している。帰還流路１１ｒは、２つの圧力室列１１ｍＲの間において、配列方向に延在している。

流路プレート１１ｃの下面には、図３に示すように、マニホールド１１ｓ２を覆うように、可撓性のダンパー膜１１ｖが接着されている。ダンパー膜１１ｖは、マニホールド１１ｓ２内のインクの圧力変動を減衰させる機能を有する。ダンパー膜１１ｖの周縁には、枠状のスペーサＳが固定されている。

保護プレート１１ｄは、スペーサＳの下面に、ダンパー膜１１ｖを覆うように接着されている。ダンパー膜１１ｖは、保護プレート１１ｄと間隙を介して対向し、保護プレート１１ｄによって保護されている。

ノズルプレート１１ｅは、複数の圧力室１１ｍのそれぞれと連通する複数のノズル１１ｎが貫通して形成されており、帰還流路１１ｒを塞ぐように流路プレート１１ｃの下面に接着されている。複数のノズル１１ｎは、図２に示すように、複数の圧力室１１ｍと同様、２列に配列されると共に、それぞれ配列方向の位置が異なるように千鳥状に配列されている。

リザーバ部材１１ａには、図３に示すように、供給流路１１ｓの一部であるリザーバ１１ｓ１が形成されている。リザーバ１１ｓ１は、マニホールド１１ｓ２と同様、２つの圧力室列１１ｍＲの両外側において、配列方向に延在している。リザーバ１１ｓ１は、リザーバ部材１１ａの下面に開口している。リザーバ部材１１ａは、リザーバ１１ｓ１がマニホールド１１ｓ２と重なり合うように、流路プレート１１ｃの上面及び保護部材１５の上面に接着されている。

供給流路１１ｓ及び帰還流路１１ｒは、それぞれ、図２に示すように、チューブ等を介して、タンク１４の貯留室１４ａと連通している。貯留室１４ａには、インクが貯留されている。貯留室１４ａ内のインクは、ポンプＰの駆動により、供給流路１１ｓに流入し、２つの圧力室列１１ｍＲの両外側から、各圧力室列１１ｍＲを構成する複数の圧力室１１ｍに供給される。各圧力室１１ｍに供給されたインクは、一部がノズル１１ｎから吐出され、残りが２つの圧力室列１１ｍＲの間に延在する帰還流路１１ｒに流入して貯留室１４ａに戻される。図２の太矢印は、貯留室１４ａから供給流路１１ｓを経て帰還流路１１ｒに流入し、さらに帰還流路１１ｒから貯留室１４ａに戻るインクの流れを示す。

アクチュエータユニット１２は、図４に示すように、圧力室プレート１１ｂの上面１１ｂ１に配置されている。アクチュエータユニット１２は、下から順に、振動板１２ａ、共通電極１２ｂ、複数の圧電体１２ｃ及び複数の個別電極１２ｄを含む。

振動板１２ａ及び共通電極１２ｂは、圧力室プレート１１ｂの上面１１ｂ１の略全体に形成されており、複数の圧力室１１ｍを覆っている。一方、複数の圧電体１２ｃ及び複数の個別電極１２ｄは、圧力室１１ｍ毎に（即ち、複数の圧力室１１ｍのそれぞれと対向するように）配置されている。

振動板１２ａは、圧力室プレート１１ｂを構成するシリコン単結晶基板の表面を酸化することにより形成された二酸化シリコンの膜である。共通電極１２ｂは、複数の圧力室１１ｍに共通の電極であり、振動板１２ａと複数の圧電体１２ｃとの間において複数の圧力室１１ｍと対向する位置に配置されている。複数の圧電体１２ｃは、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電材料からなり、共通電極１２ｂの上面において複数の圧力室１１ｍのそれぞれと対向する位置に配置されている。複数の個別電極１２ｄは、複数の圧電体１２ｃのそれぞれの上面に形成されている。即ち、各個別電極１２ｄは、各圧力室１１ｍと対向する位置に配置されている。

圧電体１２ｃにおいて個別電極１２ｄと共通電極１２ｂとで挟まれた部分は、個別電極１２ｄへの電圧の印加に応じて変形可能なアクチュエータ１２ｘとして機能する。即ち、アクチュエータユニット１２は、複数の圧力室１１ｍのそれぞれを覆う複数のアクチュエータ１２ｘを有する。圧力室１１ｍと対向するアクチュエータ１２ｘの駆動（即ち、個別電極１２ｄへの電圧の印加に応じてアクチュエータ１２ｘを（例えば、圧力室１１ｍに向かって凸となるように）変形させること）により、圧力室１１ｍの容積が変化し、圧力室１１ｍ内のインクに圧力が付与され、ノズル１１ｎからインクが吐出される。

各個別電極１２ｄの上面、共通電極１２ｂの上面において圧電体１２ｃが設けられていない部分、及び、各圧電体１２ｃの側面を覆うように、保護膜１２ｉが設けられている。保護膜１２ｉは、圧電体１２ｃを保護するためのものであり、空気中の水分の圧電体１２ｃへの浸入を防止する機能を有する。保護膜１２ｉは、例えば、酸化アルミニウム（アルミナ：Ａｌ₂Ｏ₃）等からなる。

各個別電極１２ｄには、保護膜１２ｉを貫通する貫通孔に充填された導電性材料Ｂを介して、配線１２ｅが接続されている（図４参照）。複数の個別電極１２ｄのそれぞれに接続された複数の配線１２ｅは、図２に示すように、２つの圧力室列１１ｍＲに対応する各個別電極１２ｄから、２つの圧力室列１１ｍＲの間の領域に向かって、対向方向に延在している。各配線１２ｅの先端に、個別接点１２ｆが形成されている。複数の個別接点１２ｆは、２つの圧力室列１１ｍＲの間の領域において、配列方向に沿って千鳥状に配列されている。

複数の個別接点１２ｆを配列方向に挟むように、一対の共通接点１２ｇが設けられている。一対の共通接点１２ｇは、保護膜１２ｉを貫通する貫通孔に充填された導電性材料（図示略）を介して、共通電極１２ｂと電気的に接続されている。

一対の共通接点１２ｇ及び複数の個別接点１２ｆは、本発明の接点に該当する。一対の共通接点１２ｇは、複数のアクチュエータ１２ｘの共通電極１２ｂと電気的に接続されている。複数の個別接点１２ｆは、複数のアクチュエータ１２ｘの個別電極１２ｄのそれぞれと電気的に接続されている。

保護部材１５は、図３に示すように、それぞれ配列方向に延在する一対の凹部１５ａを有する。各凹部１５ａは、保護部材１５の下面に開口している。保護部材１５は、各凹部１５ａ内に各圧力室列１１ｍＲに対応する複数の圧電体１２ｃが収容されるように、圧力室プレート１１ｂの上面１１ｂ１に、振動板１２ａ、共通電極１２ｂ及び保護膜１２ｉを介して、接着されている。

保護部材１５は、配列方向と直交する方向の中央に貫通穴１５ｂを有する。リザーバ部材１１ａは、配列方向と直交する方向の中央に貫通穴１１ａ１を有する。接点１２ｆ，１２ｇは、貫通穴１５ｂ，１１ａ１から露出している。

ＣＯＦ１８は、本発明の配線基板に該当し、図４、図５及び図７に示すように、ポリイミド等からなる絶縁性のシート１８ｂと、複数の個別接点１２ｆのそれぞれと電気的に接続される複数の個別配線１８ｆと、一対の共通接点１２ｇのそれぞれと電気的に接続される一対の共通配線１８ｇとを有する。個別配線１８ｆ及び共通配線１８ｇは、シート１８ｂの表面に設けられている。

ＣＯＦ１８の一端は、図７に示すように個別配線１８ｆ及び共通配線１８ｇが個別接点１２ｆ及び共通接点１２ｇのそれぞれと対向した状態で、接着剤（例えば、ＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）：異方性導電フィルム）Ａを介して圧力室プレート１１ｂの上面１１ｂ１に接着されている。ＣＯＦ１８は、一端近傍に折り曲げられた屈曲部１８ｖを有し、屈曲部１８ｖから貫通穴１５ｂ，１１ａ１を通過して上方へ延び、他端が制御装置５（図１参照）と電気的に接続されている。

ＣＯＦ１８の一端は、流路基板１１との接着部分１８Ａを有する。具体的には、接着部分１８Ａは、ＣＯＦ１８における流路基板１１の接点１２ｆ，１２ｇが設けられた面（圧力室プレート１１ｂの上面１１ｂ１）と接着剤Ａを介して対向する部分（少なくとも流路基板１１の接点１２ｆ，１２ｇと対向する部分）であり、本実施形態ではＣＯＦ１８の一端の先端から屈曲部１８ｖまでの範囲である（図５参照）。接着部分１８Ａは、各共通接点１２ｇと各共通配線１８ｇとの接着部分１８Ａｇと、各個別接点１２ｆと各個別配線１８ｆとの接着部分１８Ａｆとを含む。接着部分１８Ａｇは接着部分１８Ａｆよりも面積が大きい。

ＣＯＦ１８の一端と他端との間には、図３に示すように、ドライバＩＣ１９が実装されている。ドライバＩＣ１９は、配線１８ｆ，１８ｇを介して、接点１２ｆ，１２ｇ及び制御装置５のそれぞれと電気的に接続されている。ドライバＩＣ１９は、制御装置５からの信号に基づいて、アクチュエータ１２ｘを駆動するための駆動信号を生成し、当該駆動信号を各個別電極１２ｄに供給する。共通電極１２ｂの電位は、グランド電位に維持される。

次いで、図２、図５〜図７を参照し、流路基板１１に形成された帰還流路１１ｒの構成等について具体的に説明する。

圧力室プレート１１ｂが本発明の被接着壁に該当し、帰還流路１１ｒが本発明の空洞に該当する。

圧力室プレート１１ｂの上面１１ｂ１には、図５及び図７に示すように、接点１２ｆ，１２ｇが設けられ、かつ、ＣＯＦ１８の接着部分１８Ａが接着されている。圧力室プレート１１ｂの上面１１ｂ１と反対側（下方）には、帰還流路１１ｒが設けられている。

帰還流路１１ｒは、図５に示すように、対向方向に沿った長さが、圧力室プレート１１ｂと接する部分において最も短い。具体的には、帰還流路１１ｒは、鉛直方向（接着部分１８Ａと帰還流路１１ｒとが対向する方向）及び対向方向に沿った断面が台形状であり、台形の上底の長さ（帰還流路１１ｒにおいて圧力室プレート１１ｂと接する部分の対向方向に沿った長さ）ａは台形の下底の長さ（帰還流路１１ｒにおいて圧力室プレート１１ｂから鉛直方向に最も離れた部分の対向方向に沿った長さ）ｂよりも短い（ａ＜ｂ）。

本実施形態では、圧力室プレート１１ｂの厚みｔと、圧力室プレート１１ｂにおける帰還流路１１ｒと接する部分の帰還流路１１ｒの一対の側部間の長さ（帰還流路１１ｒにおいて圧力室プレート１１ｂと接する部分の対向方向に沿った長さ）ａと、圧力室プレート１１ｂに作用する圧力ｘとが、
ｔ／ａ≧−１．５８４６ｘ＋２２．７５
を満たすように構成されている。上記式は、圧力室プレート１１ｂの材料等を想定し、圧力ｘ＝１００Ｎ、１５０Ｎ、２００Ｎとしてシミュレーションして導き出されたものである。

流路プレート１１ｃは、圧力室プレート１１ｂの上面１１ｂ１と反対側（下方）において、帰還流路１１ｒの一対の側部をそれぞれ画定する一対の側壁１１ｃ１を有する。一対の側壁１１ｃ１は本発明の壁部に該当し、接着部分１８Ａは帰還流路１１ｒ及び一対の側壁１１ｃ１のそれぞれと対向している。

流路プレート１１ｃは、さらに、図２に示すように、一対の側壁１１ｃ１によって形成された複数の幅狭部１１ｃ３を有する。幅狭部１１ｃ３は、流動方向の上流側に隣接する部分１１ｃ４及び流動方向の下流側に隣接する部分１１ｃ５よりも一対の側壁１１ｃ１間の間隔が小さい部分である。なお、流動方向は、帰還流路１１ｒ内のインクが流れる方向であり、帰還流路１１ｒの延在方向（即ち、配列方向）と平行な方向である。一対の側壁１１ｃ１が流動方向に等間隔で内側に突出することで、複数の幅狭部１１ｃ３が流動方向に等間隔で設けられている。接着部分１８Ａは、接着部分１８Ａにおける流動方向の中央Ｏに対して流動方向の上流側と下流側とで対称に、幅狭部１１ｃ３と対向している。

帰還流路１１ｒ内には、複数の柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇが設けられている。柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇは、図５及び図７に示すように、圧力室プレート１１ｂとノズルプレート１１ｅとを繋いでおり、それぞれ個別接点１２ｆ及び共通接点１２ｇと対向する位置に設けられている。ノズルプレート１１ｅは、帰還流路１１ｒを挟んで圧力室プレート１１ｂと対向し、帰還流路１１ｒを閉塞しており、本発明の閉塞壁に該当する。

柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇは、図２に示すように、流動方向に互いに離隔して、流動方向に等間隔で設けられている。接着部分１８Ａは、接着部分１８Ａにおける流動方向の中央Ｏに対して流動方向の上流側と下流側とで対称に、柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇと対向している。各柱１１ｃ２ｇは各柱１１ｃ２ｆよりも鉛直方向と直交する断面積が大きく、接着部分１８Ａｇが柱１１ｃ２ｇと対向する領域は接着部分１８Ａｆが柱１１ｃ２ｆと対向する領域よりも面積が大きい。

一対の側壁１１ｃ１に加えて複数の柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇも本発明の壁部に該当し、接着部分１８Ａは、接着部分１８Ａにおける流動方向の中央Ｏに対して流動方向の上流側と下流側とで対称に、一対の側壁１１ｃ１及び柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇと対向している。

各柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇは、図６に示すように、流動方向の上流側に向かって先細りの形状を有する。具体的には、各柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇは、上流頂部Ｔ１ｆ，Ｔ１ｇと、上流頂部Ｔ１ｆ，Ｔ１ｇから流動方向の下流側に延び、下流側に向かって一対の側壁１１ｃ１のそれぞれに漸進的に近づく流線形状を有する一対の上流側面Ｓ１ｆ，Ｓ１ｇとを有する。

各柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇは、さらに、流動方向の下流側に向かって先細りの形状を有する。具体的には、各柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇは、下流頂部Ｔ２ｆ，Ｔ２ｇと、下流頂部Ｔ２ｆ，Ｔ２ｇから流動方向の上流側に延び、上流側に向かって一対の側壁１１ｃ１のそれぞれに漸進的に近づく流線形状を有する一対の下流側面Ｓ２ｆ，Ｓ２ｇとをさらに有する。一対の下流側面Ｓ２ｆ，Ｓ２ｇは、一対の上流側面Ｓ１ｆ，Ｓ１ｇのそれぞれと繋がっている。

帰還流路１１ｒ内のインクは、柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇの側面Ｓ１ｆ，Ｓ１ｇ，Ｓ２ｆ，Ｓ２ｇに沿って、図６の太矢印に示すように流れる。

以上に述べたように、本実施形態によれば、ＣＯＦ１８の接着部分１８Ａは、帰還流路１１ｒとだけではなく、側壁１１ｃ１や柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇとも対向する（図２及び図５参照）。そのため、ＣＯＦ１８を流路基板１１に接着する際に、接着部分１８Ａにかかる荷重が側壁１１ｃ１や柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇに支えられ、当該荷重によって圧力室プレート１１ｂが変形する問題が抑制される。

接着部分１８Ａは一対の側壁１１ｃ１のそれぞれと対向する。この場合、接着部分１８Ａにかかる荷重が両側から一対の側壁１１ｃ１に支えられるため、圧力室プレート１１ｂが変形する問題がより確実に抑制される。

帰還流路１１ｒは対向方向に沿った長さが圧力室プレート１１ｂと接する部分において最も短い（図５参照）。この場合、一対の側壁１１ｃ１の圧力室プレート１１ｂと接する部分において接着部分１８Ａにかかる荷重を支えると共に、一対の側壁１１ｃ１の圧力室プレート１１ｂから離れた部分において帰還流路１１ｒ内の空間を確保することができる。

帰還流路１１ｒは鉛直方向（接着部分１８Ａと帰還流路１１ｒとが対向する方向）及び対向方向に沿った断面が台形状である。この場合、帰還流路１１ｒを容易に形成することができる。

流路基板１１は柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇを有し、接着部分１８Ａは柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇと対向する（図２及び図６参照）。この場合、接着部分１８Ａにかかる荷重が柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇに支えられ、圧力室プレート１１ｂが変形する問題がより確実に抑制される。

接着部分１８Ａは、配列方向（帰還流路１１ｒの延在方向）に互いに離隔して設けられた複数の柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇと対向する（図２及び図６参照）。この場合、接着部分１８Ａにかかる荷重が複数の柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇに支えられるため、圧力室プレート１１ｂが変形する問題がより確実に抑制される。また、帰還流路１１ｒ内に大きな１つの柱を設ける場合に比べ、帰還流路１１ｒ内の空間を確保することができる。

本実施形態において、空洞（帰還流路１１ｒ）は、液体（インク）が流れる流路を構成する。この場合、流路と対向するスペースをＣＯＦ１８の接着領域として有効活用することで、ヘッド１の小型化が実現される。

本実施形態において、空洞は帰還流路１１ｒである。帰還流路１１ｒは、複数の圧力室１１ｍのそれぞれに連通するように、比較的長く形成される（図２参照）。上記構成によれば、当該長い流路と対向するスペースをＣＯＦ１８の接着領域として有効活用することができる。

帰還流路１１ｒは、互いに隣接する２つの圧力室列１１ｍＲの間に配置され、当該２つの圧力室列１１ｍＲに共有される（図２及び図３参照）。この場合、２つの圧力室列１１ｍＲに対して個別に帰還流路１１ｒを設ける場合に比べ、ヘッド１の構成の簡素化及び小型化を実現することができる。

接着部分１８Ａは、接着部分１８Ａにおける流動方向の中央Ｏに対して流動方向の上流側と下流側とで対称に、側壁１１ｃ１や柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇと対向する（図２参照）。この場合、流動方向の上流側と下流側とで対称に荷重が作用し、流動方向に均一にＣＯＦ１８を接着することができる。

接着部分１８Ａは、接着部分１８Ａにおける流動方向の中央Ｏに対して流動方向の上流側と下流側とで対称に、柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇと対向する（図２参照）。この場合、流動方向の上流側と下流側とで対称に、接着部分にかかる荷重が柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇに支えられ、流動方向に均一にＣＯＦ１８を接着することができる。

各柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇは、上流側に向かって先細りの形状を有する（図６参照）。この場合、柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇによってインクの流れが阻害される問題を抑制できる。

各柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇは、さらに下流側に向かって先細りの形状を有する（図６参照）。この場合、インク内の気泡が滞留する問題を抑制できる。

接着部分１８Ａは、接着部分１８Ａにおける流動方向の中央Ｏに対して流動方向の上流側と下流側とで対称に、幅狭部１１ｃ３と対向する（図２参照）。この場合、幅狭部１１ｃ３においてインクの流速が高まることで、インク内の気泡の排出が促進される。

各共通接点１２ｇと各共通配線１８ｇとの接着部分１８Ａｇは、各個別接点１２ｆと各個別配線１８ｆとの接着部分１８Ａｆよりも、面積が大きい。また、接着部分１８Ａｇが柱１１ｃ２ｇと対向する領域は、接着部分１８Ａｆが柱１１ｃ２ｆと対向する領域よりも面積が大きい。この場合、比較的面積が大きく大きな荷重がかかる接着部分１８Ａｇにおいて、柱１１ｃ２ｇと対向する領域の面積を大きくすることで、圧力室プレート１１ｂが変形する問題がより確実に抑制される。

圧力室プレート１１ｂの厚みｔと、圧力室プレート１１ｂにおける帰還流路１１ｒと接する部分の帰還流路１１ｒの一対の側部間の長さ（帰還流路１１ｒにおいて圧力室プレート１１ｂと接する部分の対向方向に沿った長さ）ａと、圧力室プレート１１ｂに作用する圧力ｘとが、
ｔ／ａ≧−１．５８４６ｘ＋２２．７５
を満たすように構成されている。この場合、圧力ｘによって圧力室プレート１１ｂが変形する問題がより確実に抑制される。

＜第２実施形態＞
続いて、図８を参照し、本発明の第２実施形態に係るヘッド２０１について説明する。

第１実施形態では、図５に示すように、帰還流路１１ｒの断面形状が台形であるのに対し、本実施形態では、図８に示すように、帰還流路２１１ｒの断面形状が凸形状である。具体的には、帰還流路２１１ｒは、鉛直方向（接着部分１８Ａと帰還流路２１１ｒとが対向する方向）及び対向方向に沿った断面が、小矩形部２１１ｒ１と、小矩形部２１１ｒ１よりも大きな大矩形部２１１ｒ２とを含む、凸形状である。

本実施形態によれば、帰還流路２１１ｒの断面を凸形状としたことで、例えば２つの部材（流路プレート２１１ｃの２つのプレート２１１ｃｘ，２１１ｃｙ参照）を用いて、帰還流路２１１ｒを容易に形成することができる。具体的には、流路プレート２１１ｃは、小矩形部２１１ｒ１を画定するプレート２１１ｃｘと、大矩形部２１１ｒ２を画定するプレート２１１ｃｙとで構成されている。圧力室プレート１１ｂの下面にプレート２１１ｃｘが接着され、プレート２１１ｃｘの下面にプレート２１１ｃｙが接着され、プレート２１１ｃｙの下面にノズルプレート１１ｅが接着されている。プレート２１１ｃｙには、大矩形部２１１ｒ２の他、ディセンダ１１ｐ（図３参照）と帰還流路２１１ｒとを接続する接続流路２１１ｕが形成されている。マニホールド１１ｓ２、流路１１ｔ及びディセンダ１１ｐは、２つのプレート２１１ｃｘ，２１１ｃｙに形成されている。

帰還流路２１１ｒは、第１実施形態の帰還流路１１ｒと同様、対向方向に沿った長さが、圧力室プレート１１ｂと接する部分において最も短い。具体的には、小矩形部２１１ｒ１の対向方向に沿った長さａ２は、大矩形部２１１ｒ２の対向方向に沿った長さｂ２よりも短い（ａ２＜ｂ２）。これにより、第１実施形態と同様、一対の側壁２１１ｃ１の圧力室プレート１１ｂと接する部分において接着部分１８Ａにかかる荷重を支えると共に、一対の側壁２１１ｃ１の圧力室プレート１１ｂから離れた部分において帰還流路１１ｒ内の空間を確保することができる。

＜第３実施形態＞
続いて、図９を参照し、本発明の第３実施形態に係るヘッド３０１について説明する。

第１実施形態では、図５に示すように、帰還流路１１ｒの断面形状が台形であるのに対し、本実施形態では、図９に示すように、帰還流路３１１ｒの断面形状が六角形状である。具体的には、帰還流路３１１ｒは、鉛直方向（接着部分１８Ａと帰還流路３１１ｒとが対向する方向）及び対向方向に沿った断面が六角形状である。

本実施形態によれば、帰還流路３１１ｒの断面を六角形状としたことで、例えば２つの部材（流路プレート３１１ｃの２つのプレート３１１ｃｘ，３１１ｃｙ参照）を用いて、帰還流路３１１ｒを容易に形成することができる。具体的には、流路プレート３１１ｃは、帰還流路３１１ｒの上半分の（断面視台形の）空間を画定するプレート３１１ｃｘと、帰還流路３１１ｒの下半分の（断面視逆台形の）空間を画定するプレート３１１ｃｙとで構成されている。圧力室プレート１１ｂの下面にプレート３１１ｃｘが接着され、プレート３１１ｃｘの下面にプレート３１１ｃｙが接着され、プレート３１１ｃｙの下面にノズルプレート１１ｅが接着されている。プレート３１１ｃｙには、帰還流路３１１ｒの下半分の空間の他、ディセンダ１１ｐ（図３参照）と帰還流路３１１ｒとを接続する接続流路３１１ｕが形成されている。マニホールド１１ｓ２、流路１１ｔ及びディセンダ１１ｐは、２つのプレート３１１ｃｘ，３１１ｃｙに形成されている。

帰還流路３１１ｒは、第１実施形態の帰還流路１１ｒと同様、対向方向に沿った長さが、圧力室プレート１１ｂと接する部分において最も短い。これにより、第１実施形態と同様、一対の側壁３１１ｃ１の圧力室プレート１１ｂと接する部分において接着部分１８Ａにかかる荷重を支えると共に、一対の側壁３１１ｃ１の圧力室プレート１１ｂから離れた部分において帰還流路３１１ｒ内の空間を確保することができる。

さらに帰還流路３１１ｒは、圧力室プレート１１ｂと接する部分の対向方向に沿った長さａ３と、圧力室プレート１１ｂから鉛直方向に最も離れた部分の対向方向に沿った長さｂ３とが、これら圧力室プレート１１ｂと接する部分及び圧力室プレート１１ｂから鉛直方向に最も離れた部分以外の部分の対向方向に沿った長さ（例えば、鉛直方向中央における対向方向の長さｃ３）よりも短い（ｃ３＞ａ３＝ｂ３）。帰還流路３１１ｒ内に沈降成分（顔料等）を含有するインクが流れる場合に、帰還流路３１１ｒにおいて圧力室プレート１１ｂから最も離れた部分の対向方向に沿った長さが、他の部分の対向方向に沿った長さよりも長いと、帰還流路において圧力室プレート１１ｂから最も離れた部分の対向方向の端に隅部（図５の隅部１１ｒａ参照）が形成され、当該隅部に沈降成分が溜まる問題が生じ得る。この点、本実施形態によれば、隅部が形成されず、上記問題を抑制することができる。

＜第４実施形態＞
続いて、図１０を参照し、本発明の第４実施形態に係るヘッド４０１について説明する。

第３実施形態では、図９に示すように、帰還流路１１ｒの断面形状が六角形状であるのに対し、本実施形態では、図１０に示すように、帰還流路４１１ｒの断面形状が楕円形状である。具体的には、帰還流路４１１ｒは、鉛直方向（接着部分１８Ａと帰還流路４１１ｒとが対向する方向）及び対向方向に沿った断面が楕円形状である。

流路プレート４１１ｃは、第３実施形態と同様、帰還流路４１１ｒの上半分の空間を画定するプレート４１１ｃｘと、帰還流路４１１ｒの下半分の空間を画定するプレート４１１ｃｙとで構成されている。圧力室プレート１１ｂの下面にプレート４１１ｃｘが接着され、プレート４１１ｃｘの下面にプレート４１１ｃｙが接着され、プレート４１１ｃｙの下面にノズルプレート１１ｅが接着されている。プレート４１１ｃｙには、帰還流路４１１ｒの下半分の空間の他、ディセンダ１１ｐ（図３参照）と帰還流路４１１ｒとを接続する接続流路４１１ｕが形成されている。マニホールド１１ｓ２、流路１１ｔ及びディセンダ１１ｐは、２つのプレート４１１ｃｘ，４１１ｃｙに形成されている。

帰還流路４１１ｒは、第３実施形態の帰還流路３１１ｒと同様、対向方向に沿った長さが、圧力室プレート１１ｂと接する部分において最も短い。これにより、第１実施形態及び第３実施形態と同様、一対の側壁４１１ｃ１の圧力室プレート１１ｂと接する部分において接着部分１８Ａにかかる荷重を支えると共に、一対の側壁４１１ｃ１の圧力室プレート１１ｂから離れた部分において帰還流路４１１ｒ内の空間を確保することができる。

さらに帰還流路４１１ｒは、第３実施形態の帰還流路３１１ｒと同様、圧力室プレート１１ｂと接する部分の対向方向に沿った長さａ４と、圧力室プレート１１ｂから鉛直方向に最も離れた部分の対向方向に沿った長さｂ４とが、これら圧力室プレート１１ｂと接する部分及び圧力室プレート１１ｂから鉛直方向に最も離れた部分以外の部分の対向方向に沿った長さ（例えば、鉛直方向中央における対向方向の長さｃ４）よりも短い（ｃ４＞ａ４＝ｂ４）。したがって、本実施形態によれば、第３実施形態と同様、帰還流路４１１ｒ内に沈降成分（顔料等）を含有するインクが流れる場合に、隅部（図５の隅部１１ｒａ参照）が形成されず、当該隅部に沈降成分が溜まる問題を抑制することができる。

＜第５実施形態＞
続いて、図１１を参照し、本発明の第５実施形態に係るヘッド５０１について説明する。

第１実施形態では、図２に示すように、帰還流路１１ｒが幅狭部１１ｃ３を除き略一定の幅を有するのに対し、本実施形態では、図１１に示すように、帰還流路５１１ｒが流動方向の上流側から下流側に向かって幅（対向方向の長さ）が小さくなるように形成されている。本実施形態によれば、流動方向の上流側から下流側に向かって帰還流路５１１ｒの幅が狭まることで、接着部分１８Ａにおいて一対の側壁５１１ｃ１と対向する領域を容易に形成することができる。また、流動方向の上流側から下流側に向かってインクの流速が高まることで、インク内の気泡の排出が促進される。

なお、本実施形態では、幅狭部１１ｃ３及び柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇを省略している。

＜第６実施形態＞
続いて、図１２を参照し、本発明の第６実施形態に係るヘッド６０１について説明する。

第１実施形態では、図２に示すように、鉛直方向から見て、帰還流路１１ｒが流動方向（帰還流路１１ｒの延在方向）に沿って直線状であるのに対し、本実施形態では、図１２に示すように、鉛直方向から見て、帰還流路６１１ｒが流動方向（帰還流路６１１ｒの延在方向）に沿ってジグザグの形状を有する。本実施形態によれば、帰還流路６１１ｒがジグザグ形状を有することで、接着部分１８Ａにおいて一対の側壁６１１ｃ１と対向する領域を容易に形成することができる。また、帰還流路６１１ｒ内に沈降成分（顔料等）を含有するインクが流れる場合に、帰還流路６１１ｒ内で沈降成分が溜まる問題を抑制することができる。

なお、本実施形態では、幅狭部１１ｃ３及び柱１１ｃ２ｆ，１１ｃ２ｇを省略している。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。

＜変形例＞
接着部分は、一対の側壁の一方と対向し他方と対向しなくてもよい。接着部分は、接着部分における流動方向の中央に対して流動方向の上流側と下流側とで非対称に、壁部と対向してもよい。接着部分は、複数の柱と対向することに限定されず、１つの柱と対向してもよい。

柱は、先細りの形状を有することに限定されず、例えば円柱状であってもよい。空洞内に、１つの柱を設けてもよく、或いは、柱を設けなくてもよい。

第３実施形態及び第４実施形態の帰還流路（空洞）は、被接着壁と接する部分の対向方向に沿った長さと、被接着壁から最も離れた部分の対向方向に沿った長さとが、互いに同じであるが、これら長さが、被接着壁と接する部分及び被接着壁から最も離れた部分以外の部分の対向方向に沿った長さよりも短い限りは、互いに異なってもよい。空洞は、対向方向に沿った長さが被接着壁と接する部分において最も短いことに限定されず、例えば対向方向に沿った長さが一定であってもよい。空洞の断面形状は、台形、凸形状、六角形状、楕円形状に限定されず、例えば矩形状や円形であってもよい。空洞は、帰還流路に限定されず、供給流路（複数の圧力室に液体を供給する流路）であってもよい。空洞は、液体が流れる流路を構成しなくてもよい（即ち、空洞内に液体が流れなくてもよい）。空洞を閉塞する閉塞壁がなくてもよい（即ち、空洞は、被接着壁から離れる方向に開口した凹状の形態であってもよい）。

圧力室列の数は、２に限定されず、１又は３以上であってもよい。また、圧力室は、圧力室列を構成するように配列されなくてもよい。

帰還流路は、２つの圧力室の間に配置されなくてもよい。流路基板に帰還流路が形成されなくてもよい（即ち、貯留室と各圧力室との間でインクを循環させる構成には限定されない）。流路基板は、複数の部材を互いに接着することで構成されることに限定されず、単一の部材で構成されてもよい。

アクチュエータは、上述の実施形態のような圧電素子を用いたピエゾ方式のものに限定されず、その他の方式（例えば、発熱素子を用いたサーマル方式、静電力を用いた静電方式等）のものであってもよい。

液体吐出ヘッドは、ライン式に限定されず、シリアル式（例えば、搬送方向に沿って搬送される記録媒体に対し、搬送方向と直交する方向に沿ってヘッドを走査させつつ液体を吐出させる方式）であってもよい。また、液体吐出装置は、複数の液体吐出ヘッドを含むヘッドユニットを備えることに限定されず、単一の液体吐出ヘッドを備えてもよい。液体吐出ヘッドが吐出する液体は、インクに限定されず、任意の液体（例えば、インク中の成分を凝集又は析出させる処理液等）であってよい。記録媒体は、用紙に限定されず、記録可能な任意の媒体（例えば、布等）であってよい。本発明は、プリンタに限定されず、ファクシミリ、コピー機、複合機等にも適用可能である。

１；２０１；３０１；４０１；５０１；６０１ ヘッド（液体吐出ヘッド）
１１ 流路基板
１１ｂ 圧力室プレート（被接着壁）
１１ｂ１ 上面（表面）
１１ｃ１；２１１ｃ１；３１１ｃ１；４１１ｃ１；５１１ｃ１；６１１ｃ１ 側壁（壁部）
１１ｃ２ｆ 柱（壁部）
１１ｃ２ｇ 柱（壁部）
１１ｃ３ 幅狭部
１１ｅ ノズルプレート（閉塞壁）
１１ｍ 圧力室
１１ｍＲ 圧力室列
１１ｎ ノズル
１１ｒ；２１１ｒ；３１１ｒ；４１１ｒ；５１１ｒ；６１１ｒ 帰還流路（空洞）
１２ｆ 個別接点（接点）
１２ｇ 共通接点（接点）
１２ｘ アクチュエータ
１４ タンク
１４ａ 貯留室
１８ ＣＯＦ（配線基板）
１８Ａ，１８Ａｆ，１８Ａｇ 接着部分
１８ｆ 個別配線（配線）
１８ｇ 共通配線（配線）
２１１ｒ１ 小矩形部
２１１ｒ２ 大矩形部

Claims (22)

1. ノズル、前記ノズルに連通する圧力室、前記圧力室を覆うアクチュエータ、及び、前記アクチュエータと電気的に接続された接点を有する流路基板と、
   前記接点と電気的に接続される配線を有し、前記流路基板に接着された配線基板とを備え、
   前記流路基板は、前記接点が設けられかつ前記配線基板における前記流路基板との接着部分が接着された表面を有する被接着壁を含み、前記被接着壁の前記表面と反対側に空洞が設けられており、前記被接着壁の前記表面と反対側に前記空洞を画定する壁部をさらに含み、
   前記接着部分は、前記空洞及び前記壁部と対向することを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記流路基板は、前記空洞の一対の側部をそれぞれ画定する一対の側壁であって、前記壁部を構成する一対の側壁を有し、
   前記接着部分は、前記一対の側壁のそれぞれと対向することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記空洞は、前記一対の側壁同士が対向する対向方向に沿った長さが、前記被接着壁と接する部分において最も短いことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記空洞は、前記接着部分と前記空洞とが対向する方向及び前記対向方向に沿った断面が、台形状であることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記空洞は、前記接着部分と前記空洞とが対向する方向及び前記対向方向に沿った断面が、小矩形部と前記小矩形部よりも大きな大矩形部とを含む、凸形状であることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記空洞は、前記被接着壁と接する部分の前記対向方向に沿った長さと、前記被接着壁から最も離れた部分の前記対向方向に沿った長さとが、前記被接着壁と接する部分及び前記被接着壁から最も離れた部分以外の部分の前記対向方向に沿った長さよりも短いことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記空洞は、前記接着部分と前記空洞とが対向する方向及び前記対向方向に沿った断面が、六角形状であることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記流路基板は、
   前記空洞を挟んで前記被接着壁と対向し、前記空洞を閉塞する閉塞壁と、
   前記空洞内に設けられ、前記被接着壁と前記閉塞壁とを繋ぐ柱であって、前記壁部を構成する柱とをさらに有し、
   前記接着部分は、前記柱と対向することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
9. 複数の前記柱が、前記空洞の延在方向に互いに離隔して設けられており、
   前記接着部分は、前記複数の柱と対向することを特徴とする請求項８に記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記空洞は、液体が流れる流路を構成することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
11. 前記流路基板は、複数の前記圧力室のそれぞれから液体を貯留する貯留室に液体を戻す帰還流路をさらに有し、
    前記空洞は、前記帰還流路であることを特徴とする請求項１０に記載の液体吐出ヘッド。
12. 前記複数の圧力室は、複数の圧力室列を構成するように配列されており、
    前記空洞は、前記複数の圧力室列のうちの互いに隣接する２つの圧力室列の間に配置され、前記２つの圧力室列に共有されることを特徴とする請求項１１に記載の液体吐出ヘッド。
13. 前記接着部分は、前記接着部分における前記空洞内の液体が流れる流動方向の中央に対して前記流動方向の上流側と下流側とで対称に、前記壁部と対向することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
14. 前記流路基板は、
    前記空洞を挟んで前記被接着壁と対向し、前記空洞を閉塞する閉塞壁と、
    前記空洞内に設けられ、前記被接着壁と前記閉塞壁とを繋ぐ柱であって、前記壁部を構成する柱とをさらに有し、
    前記接着部分は、前記接着部分における前記流動方向の中央に対して前記流動方向の上流側と下流側とで対称に、前記柱と対向することを特徴とする請求項１３に記載の液体吐出ヘッド。
15. 前記柱は、前記上流側に向かって先細りの形状を有することを特徴とする請求項１４に記載の液体吐出ヘッド。
16. 前記柱は、さらに前記下流側に向かって先細りの形状を有することを特徴とする請求項１５に記載の液体吐出ヘッド。
17. 前記流路基板は、前記空洞の一対の側部をそれぞれ画定する一対の側壁によって形成された幅狭部であって、前記上流側及び前記下流側に隣接する部分よりも前記一対の側壁間の間隔が小さい幅狭部をさらに有し、
    前記接着部分は、前記接着部分における前記流動方向の中央に対して前記流動方向の上流側と下流側とで対称に、前記幅狭部と対向することを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
18. 前記空洞は、前記空洞内の液体が流れる流動方向の上流側から下流側に向かって、前記流動方向及び前記接着部分と前記空洞とが対向する方向と直交する方向の幅が小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
19. 前記空洞は、前記空洞の延在方向に沿ってジグザグの形状を有することを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
20. 前記流路基板は、複数の前記ノズルと、前記複数のノズルのそれぞれに連通する複数の前記圧力室と、前記複数の圧力室のそれぞれを覆う複数の前記アクチュエータとを有すると共に、前記接点として、前記複数のアクチュエータと電気的に接続された共通接点と、前記複数のアクチュエータのそれぞれと電気的に接続された複数の個別接点とを有し、
    前記配線基板は、前記配線として、前記共通接点と電気的に接続される共通配線と、前記複数の個別接点のそれぞれと電気的に接続される複数の個別配線とを有することを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
21. 前記共通接点と前記共通配線との前記接着部分は、前記複数の個別接点と前記複数の個別配線とのそれぞれの前記接着部分よりも、面積が大きく、かつ、前記壁部と対向する領域の面積が大きいことを特徴とする請求項２０に記載の液体吐出ヘッド。
22. 前記被接着壁の厚みｔと、前記被接着壁における前記空洞と接する部分の前記空洞の一対の側部間の長さａと、前記被接着壁に作用する圧力ｘとが、
    ｔ／ａ≧−１．５８４６ｘ＋２２．７５
    を満たすように構成されていることを特徴とする請求項１〜２１のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。

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