JP2019014213A - 液体吐出ヘッドおよびコンプライアンスプレート - Google Patents

Abstract

【課題】圧力振動の共振による吐出不良を抑制する【解決手段】ノズルから吐出する液体が供給される液体貯留室においてその壁面の一部を構成する可撓膜と、可撓膜に対して液体貯留室とは反対側で可撓膜を支持し、可撓膜が露出する開口部を有する支持板と、開口部を封止する封止板と、を具備し、コンプライアンス機能を有する第１領域および第２領域を含む複数の領域を有し、第１領域と第２領域とで固有振動周期が異なるコンプライアンスプレート。【選択図】図６

Description

本発明は、インク等の液体を吐出する技術に関する。

液体貯留室から複数の圧力室に供給されるインクなどの液体を、各圧力室内に圧力変化を生じさせることによってノズルから吐出する液体吐出ヘッドが従来から提案されている。この種の液体吐出ヘッドでは、液体貯留室への液体導入や各圧力室の圧力変化によって、液体貯留室内に圧力変動が発生すると、その圧力が圧力室に伝わってしまい、液体の吐出不良を引き起こす虞がある。このため、例えば特許文献１の液体吐出ヘッドでは、液体貯留室（マニホールド）の壁面の一部を可撓膜（可撓部材）で構成し、可撓膜のうち撓みが発生するコンプライアンス領域の撓み振動によって液体貯留室の圧力変動を吸収させることで、吐出不良を抑制している。

特開２０１６−１４４９１８号公報

ところで、液体貯留室に生じる圧力変動の振動周期は、液体吐出ヘッドから吐出されるインクの吐出量や印刷パターンなどによって変化する。このため、特許文献１のように液体貯留室の圧力変動を吸収するための可撓膜を設けていたとしても、液体貯留室の圧力変動の振動周期によっては、その振動周期が可撓膜全体の固有振動周期に一致して液体貯留室の圧力振動が共振してしまう虞がある。液体貯留室の圧力振動が共振すると、その圧力振動の振幅が大きくなってノズル内のメニスカス耐圧を超えることでメニスカスが破壊され、ドット抜けなどの吐出不良が発生してしまう。以上の事情を考慮して、本発明は、圧力振動の共振による吐出不良を抑制することを目的とする。

［態様１］
以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様（態様１）に係るコンプライアンスプレートは、ノズルから吐出する液体が供給される液体貯留室においてその壁面の一部を構成する可撓膜と、可撓膜に対して液体貯留室とは反対側で可撓膜を支持し、可撓膜が露出する開口部を有する支持板と、開口部を封止する封止板と、を具備し、コンプライアンス機能を有する第１領域および第２領域を含む複数の領域を有し、第１領域と第２領域とで固有振動周期が異なる。以上の態様よれば、液体の供給により液体貯留室内の圧力が変動すると、可撓膜が振動することによってその圧力変動が吸収される。本態様では、第１領域と第２領域とで固有振動周期を異ならせることによって、可撓膜全体の固有振動周期を、液体貯留室の圧力振動が共振しないような周期にずらすことができる。このようにすることで、圧力振動の共振によるノズル内のメニスカスの破壊を防ぐことができるので、液体の吐出不良を抑制できる。

［態様２］
態様１の好適例（態様２）において、支持板は、開口部側に突出した桟部を有し、第１領域と第２領域には、互いに形状の異なる桟部が存在する。以上の態様によれば、支持板は、開口部側に突出した桟部を有し、第１領域と第２領域には、互いに形状の異なる桟部が存在するから、第１領域と第２領域とで固有振動周期を異ならせることができる。これにより、可撓膜全体の固有振動周期を、液体貯留室の圧力振動が共振しないような周期にずらすことができる。

［態様３］
態様２の好適例（態様３）において、支持板は、開口部の互いに対向する側面のうちの片側または両側から開口部に突出した桟部を有し、第１領域と第２領域には、各領域内での位置が互いに異なる桟部が存在する。以上の態様によれば、支持板は、開口部の互いに対向する側面のうちの片側または両側から開口部に突出した桟部を有し、第１領域と第２領域には、各領域内での位置が互いに異なる桟部が存在するから、第１領域と第２領域とで固有振動周期を異ならせることができる。これにより、可撓膜全体の固有振動周期を、液体貯留室の圧力振動が共振しないような周期にずらすことができる。

［態様４］
態様２または態様３の好適例（態様４）において、第１領域と第２領域とで、存在する桟部の数が異なる。以上の態様によれば、第１領域と第２領域とで、存在する桟部の数が異なるから、第１領域と第２領域とで固有振動周期を異ならせることができる。これにより、可撓膜全体の固有振動周期を、液体貯留室の圧力振動が共振しないような周期にずらすことができる。

［態様５］
態様１から態様４の何れかの好適例（態様５）において、支持板は、開口部の内側に島部を有し、第１領域と第２領域には、互いに形状の異なる島部が存在する。以上の態様によれば、支持板は、開口部の内側に島部を有し、第１領域と第２領域には、互いに形状の異なる島部が存在するから、第１領域と第２領域とで固有振動周期を異ならせることができる。これにより、可撓膜全体の固有振動周期を、液体貯留室の圧力振動が共振しないような周期にずらすことができる。

［態様６］
態様５の好適例（態様６）において、第１領域と第２領域とで、存在する島部の数が異なる。以上の態様によれば、第１領域と第２領域とで、存在する島部の数が異なるから、第１領域と第２領域とで固有振動周期を異ならせることができる。これにより、可撓膜全体の固有振動周期を、液体貯留室の圧力振動が共振しないような周期にずらすことができる。

［態様７］
態様１から態様６の何れかの好適例（態様７）において、可撓膜のうち第１領域および第２領域に対応する位置には、可撓膜の厚みが互いに異なる部分が存在する。以上の態様によれば、可撓膜のうち第１領域および第２領域に対応する位置には、可撓膜の厚みが互いに異なる部分が存在するから、第１領域と第２領域とで固有振動周期を異ならせることができる。これにより、可撓膜全体の固有振動周期を、液体貯留室の圧力振動が共振しないような周期にずらすことができる。

［態様８］
以上の課題を解決するために、本発明の好適な態様（態様８）に係る液体吐出ヘッドは、液体が供給される液体貯留室と、液体貯留室からの液体をノズルから吐出する液体吐出部と、液体貯留室に設置され、液体貯留室内の振動を吸収するコンプライアンスプレートと、を備え、コンプライアンスプレートは、液体貯留室の壁面の一部を構成する可撓膜と、可撓膜に対して液体貯留室とは反対側で可撓膜を支持し、可撓膜が露出する開口部を有する支持板と、開口部を封止する封止板と、を具備し、コンプライアンス機能を有する第１領域および第２領域を含む複数の領域を有し、第１領域と第２領域とで固有振動周期が異なる。以上の態様よれば、圧力振動の共振によるノズル内のメニスカスの破壊を防ぐことができる液体吐出ヘッドを提供できる。

第１実施形態に係る液体吐出装置の構成図である。 液体吐出ヘッドの分解斜視図である。 図２に示す液体吐出ヘッドのＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 液体吐出ヘッドの部分的な断面斜視図である。 特定の印刷パターンにおける液体貯留室の圧力推移を示すグラフである。 第１実施形態のコンプライアンスプレートの平面図である。 図６に示す第１領域のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。 図６に示す第２領域のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。 第１実施形態の第１変形例に係るＡ２領域の断面図である。 第１実施形態の第２変形例に係るＡ２領域の断面図である。 第１実施形態の第３変形例に係るコンプライアンスプレートの平面図である。 第１実施形態の第４変形例に係るコンプライアンスプレートの平面図である。 第１実施形態の第５変形例に係るコンプライアンスプレートの平面図である。 第２実施形態に係るコンプライアンスプレートの平面図である。 第２実施形態の第１変形例に係るコンプライアンスプレートの平面図である。 第２実施形態の第２変形例に係るコンプライアンスプレートの平面図である。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る液体吐出装置１０の部分的な構成図である。第１実施形態の液体吐出装置１０は、液体の例示であるインクを印刷用紙等の媒体１１に吐出するインクジェット方式の印刷装置である。図１に示す液体吐出装置１０は、制御装置１２と搬送機構１５とキャリッジ１８と液体吐出ヘッド２０とを具備する。液体吐出装置１０にはインクを貯留する液体容器１４が装着される。

液体容器１４は、液体吐出装置１０の本体に着脱可能な箱状の容器からなるインクタンクタイプのカートリッジである。なお、液体容器１４は、箱状の容器に限られず、袋状の容器からなるインクパックタイプのカートリッジであってもよい。液体容器１４には、インクが貯留される。インクは、黒色インクであってもよく、カラーインクであってもよい。液体容器１４に貯留されるインクは、液体吐出ヘッド２０にポンプ（図示略）で圧送される。

制御装置１２は、液体吐出装置１０の各要素を統括的に制御する。搬送機構１５は、制御装置１２による制御のもとで媒体１１をＹ方向に搬送する。液体吐出ヘッド２０は、液体容器１４から供給されるインクを制御装置１２による制御のもとで複数のノズルＮの各々から媒体１１に吐出する。

液体吐出ヘッド２０はキャリッジ１８に搭載される。図１では、キャリッジ１８に１つの液体吐出ヘッド２０を搭載した場合を例示したが、これに限られず、キャリッジ１８に複数の液体吐出ヘッド２０を搭載してもよい。制御装置１２は、Ｙ方向に交差（図１では直交）するＸ方向にキャリッジ１８を往復させる。媒体１１の搬送とキャリッジ１８の往復との反復に並行して液体吐出ヘッド２０が媒体１１にインクを吐出することで媒体１１の表面に所望の画像が形成される。なお、キャリッジ１８には、複数の液体吐出ヘッド２０を搭載してもよい。Ｘ−Ｙ平面（媒体１１の表面に平行な平面）に垂直な方向をＺ方向と表記する。

（液体吐出ヘッド）
図２は、液体吐出ヘッド２０の分解斜視図である。図３は、図２に示す液体吐出ヘッド２０のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。図２および図３に示すように、液体吐出ヘッド２０は、インクを吐出するノズルＮが形成される吐出面を有するヘッド本体３０に、ケース部材４０を固定（接合）して構成される。ヘッド本体３０は、連通基板３２を備え、その一方側（Ｚ方向の正側の面）に、複数のノズルＮが形成されたノズル板６２とコンプライアンスプレート５０が設置され、他方側（Ｚ方向の負側の面）に、圧力室基板３８２を含む積層部３８が積層された構造体である。これらのヘッド本体３０の各要素は、例えば接着剤で相互に固定される。

ノズル板６２は、Ｙ方向に配列する複数のノズルＮが形成された吐出面を構成する平板材である。ノズル板６２は、例えばシリコン材料で構成される。複数のノズルＮは、２列のノズル列Ｌ１、Ｌ２からなる。ノズル列Ｌ１、Ｌ２の各々は、Ｙ方向に沿って配列された複数のノズルＮの集合である。なお、ノズル列Ｌ１、Ｌ２の配置は本実施形態で図示するものに限られない。例えばノズル列Ｌ１、Ｌ２をそれぞれ、Ｙ方向にずらして配置してもよい。また、ノズル板６２に形成されるノズル列は２列に限られるものではなく、１列でもよい。

本実施形態に係る液体吐出ヘッド２０には、ノズル列Ｌ１に対応する構造（図３の左側部分）とノズル列Ｌ２に対応する構造（図３の右側部分）とが、Ｘ方向の仮想線Ｏ−Ｏに対して略線対称に形成され、両構造は実質的に共通する。このため、以下の説明ではノズル列Ｌ１に対応する構造（図３の仮想線Ｏ−Ｏよりも左側部分）に着目し、ノズル列Ｌ２に対応する要素の説明を便宜的に省略する。図４は、ノズル列Ｌ１に対応する構造の部分的な断面斜視図である。図４では、複数の圧力室ＳＣを破線で示している。

図２乃至図４に示す連通基板３２は、インクの流路を構成する平板状の流路基板である。連通基板３２は、例えばシリコン材料で構成される。連通基板３２には、第２液体貯留室３４と複数のノズル側連通流路３２６が形成される。第２液体貯留室３４は、インクが流入する流入口３４２と複数の供給側連通流路３４４を備える。複数の供給側連通流路３４４と複数のノズル側連通流路３２６とはノズルＮ毎に形成された貫通孔であり、第２液体貯留室３４は、複数のノズルＮにわたり共通する開口である。

積層部３８は、ノズルＮに連通する圧力室ＳＣを形成する圧力室基板３８２と振動板３８４と保護板３８６をこの順番で積層して構成される。ただし、このような構成に限られるものではなく、積層部３８は、保護板３８６がない構成でもよい。圧力室基板３８２には、各ノズルＮに連通する圧力室ＳＣ（キャビティ）を構成する複数の開口部３８３が形成される。圧力室基板３８２は、例えば連通基板３２と同様にシリコン材料で構成される。

圧力室基板３８２のうち連通基板３２とは反対側の表面には振動板３８４が設置される。振動板３８４は、弾性的に振動可能な平板材である。振動板３８４と連通基板３２とは、圧力室基板３８２に形成された各開口部３８３の内側で相互に間隔をあけて対向する。圧力室基板３８２の開口部３８３の内側で連通基板３２と振動板３８４とに挟まれた空間によって、各ノズルＮからインクを吐出するための圧力を発生させる圧力室ＳＣが構成される。連通基板３２の各供給側連通流路３４４は、後述する第２液体貯留室３４と圧力室ＳＣとを連通し、連通基板３２の各ノズル側連通流路３２６は圧力室ＳＣとノズルＮとを連通する。

振動板３８４のうち圧力室基板３８２とは反対側の表面には、相異なるノズルＮ（圧力室ＳＣ）に対応する複数の圧電素子３８５が形成される。各圧電素子３８５は、相互に対向する電極間に圧電体を介在させた駆動素子である。各圧電素子３８５は、制御装置１２から供給される駆動信号により個別に振動する。保護板３８６は、各圧電素子３８５を保護する要素であり、圧力室基板３８２（振動板３８４）の表面に例えば接着剤で固定される。保護板３８６のうち振動板３８４側の表面に形成された凹部３８７に各圧電素子３８５が収容されている。制御装置１２から供給される駆動信号に応じて各圧電素子３８５は振動すると、圧電素子３８５に連動して振動板３８４が振動する。これにより、圧力室ＳＣ内のインクの圧力が変動してノズルＮからインクが吐出される。このように、圧電素子３８５は、圧力室ＳＣ内の圧力を変動させて圧力室ＳＣ内のインクをノズルＮから吐出させる圧力発生素子として機能する。なお、圧電素子３８５は、不図示のフレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やチップオンフィルム（ＣＯＦ：Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）などを経由して制御装置１２に接続される。

ケース部材４０のＺ方向の正側の表面（以下「接合面」という）は、例えば接着剤で連通基板３２のＺ方向の負側の表面に固定される。ケース部材４０は、例えばプラスチック材料などの成形樹脂材料で構成される。ケース部材４０を成形樹脂材料で構成する場合には、成形樹脂材料の射出成形によって一体成形できる。ケース部材４０は、複数の圧力室ＳＣに供給されるインクを貯留するためのケースであり、開口部としての流入口３４２により第２液体貯留室３４に連通する第１液体貯留室４２が形成された構造体である。第１液体貯留室４２は、インクを導入するための導入口４３に連通している。

このような第２液体貯留室３４と第１液体貯留室４２とは、複数のノズルＮにわたる共通の空間であり、液体容器１４から導入口４３に供給されたインクを貯留する。第２液体貯留室３４は、Ｙ方向に長尺な空間から成る。本実施形態の第２液体貯留室３４は、流入口３４２側から供給側連通流路３４４（流出口）側に向けて流路が拡大する形状である。複数の圧力室ＳＣは、一方向（Ｙ方向）に配列しており、複数の供給側連通流路３４４は、複数の圧力室ＳＣの配列に沿ってＹ方向に並んでいる。

図４に示すように、第１液体貯留室４２から第２液体貯留室３４内に流入したインクは、複数の供給側連通流路３４４に分岐されて、各圧力室ＳＣに並列に供給され、充填される。そして、振動板３８４の振動に応じた圧力変動により圧力室ＳＣからノズル側連通流路３２６とノズルＮとを通過して外部に吐出される。すなわち、圧力室ＳＣは、インクをノズルＮから吐出するための圧力を発生させる空間として機能し、第２液体貯留室３４と第１液体貯留室４２とは、複数の圧力室ＳＣに供給されるインクを貯留する液体貯留室ＳＲ（リザーバーまたはマニホールド）として機能する。

（コンプライアンスプレート）
図３のコンプライアンスプレート５０は、液体貯留室ＳＲ内のインクの圧力変動を抑制するための要素であり、可撓膜５２（コンプライアンス基板）と支持板５４とを具備する。可撓膜５２は、フィルム状に形成された可撓性の部材であり、液体貯留室ＳＲの壁面（具体的には底面）の一部を構成する。図３ではノズル列Ｌ１に対応する第２液体貯留室３４とノズル列Ｌ２に対応する第２液体貯留室３４とを単一の可撓膜５２で封止する場合を説明したが、これに限られるものではなく、双方の第２液体貯留室３４を別々の可撓膜５２で封止するようにしてもよい。支持板５４は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の高剛性の材料で形成された平板であり、液体貯留室ＳＲが可撓膜５２で閉塞されるように可撓膜５２を支持する。支持板５４には、平面視（Ｚ方向からの平面視）で液体貯留室ＳＲに重なる領域には可撓膜５２が露出する開口部５４１が形成される。可撓膜５２のうち開口部５４１に露出する領域は、可撓膜５２の変形（撓み振動）によって液体貯留室ＳＲ内の圧力変動を吸収可能なコンプライアンス機能を有するコンプライアンス領域Ｑである。また、支持板５４の開口部５４１の内側の空間は大気と連通しており、液体貯留室ＳＲ内の圧力変動が吸収されるように可撓膜５２を変形させるためのコンプライアンス空間ＳＧとして機能する。

コンプライアンスプレート５０は、固定板５６に固定される。固定板５６は、例えばステンレス鋼等の高剛性の材料で所定の形状に成形される。固定板５６にはそれぞれ、各ノズル板６２に対応する複数の開口部６２２が形成されている。可撓膜５２には複数の開口部６２２に対応する開口部５２２が形成され、支持板５４にも複数の開口部６２２に対応する開口部５４２が形成される。開口部５２２、５４２、５６２からノズル板６２が露出するように、コンプライアンスプレート５０の支持板５４が固定板５６に固定される。なお、開口部５２２、５４２、５６２の内側の空間（具体的には開口部５２２、５４２、５６２の内周面とノズル板６２の外周面との隙間）には、例えば樹脂材料で形成された充填材が充填される。

また、支持板５４の開口部５４１のＺ方向の正側は固定板５６によって閉じられ、開口部５４２の内側で可撓膜５２と固定板５６との間に挟まれた空間が、上述したコンプライアンス空間ＳＧとなる。このように、本実施形態の固定板５６は、支持板５４の開口部５４２を閉じる封止板として機能する。したがって、本実施形態の固定板５６は、封止板としてコンプライアンスプレート５０の構成要素になる。ただし、開口部５４２を閉じる封止板は、支持板５４と一体で構成してもよい。この場合は、本実施形態の固定板５６は、コンプライアンスプレート５０の構成要素にならない。以上のように構成されたコンプライアンスプレート５０によれば、圧送されたインクが液体貯留室ＳＲ内に導入される際に、液体貯留室ＳＲ内に圧力変動が生じても、可撓膜５２が変形することで、その圧力変動を吸収できる。

ところで、液体貯留室ＳＲに生じる圧力変動の振動周期は、液体吐出ヘッド２０から吐出されるインクの吐出量や印刷パターンなどによって変化する。このため、液体貯留室ＳＲの圧力変動の振動周期によっては、その振動周期が可撓膜５２の固有振動周期に一致して液体貯留室ＳＲの圧力振動が共振してしまう虞がある。液体貯留室ＳＲの圧力振動が共振すると、その圧力振動の振幅が大きくなってノズルＮ内のメニスカス耐圧を超えることでメニスカスが破壊され、ドット抜けなどの吐出不良が発生してしまう。

例えばベタ吐出（吐出デューティーが１００％）と励振（例えば吐出（印刷）と非吐出（空白）を交互に繰り返す場合など）とベタ吐出が連続する印刷パターンで、共振によるドット抜けが発生することが判明した。ここでの吐出デューティーとは、単位時間当たりの可能最大インク吐出量に対する吐出するインク量の割合である。

図５は、共振によるドット抜けが発生するような特定の印刷パターンにおける液体貯留室ＳＲの圧力推移を示すグラフである。図５の縦軸は圧力（負圧）であり、横軸は時間である。図５に示すように、ベタ吐出ではインクの吐出量が多いため、ベタ吐出によってノズルＮ内の圧力は急激に低下するので、ノズルＮ内のメニスカスが圧力室ＳＣ側に大きく引っ張られる。このため、その後の励振による圧力振動によって共振し、振幅が大きくなってメニスカス耐圧を超えることで、その後に連続するベタ吐出でドット抜けが発生する。このように、圧力振動の共振が発生すると、液体貯留室ＳＲの圧力変動を吸収できないどころか、かえって液体貯留室ＳＲの圧力振動の振幅が増大し、吐出不良の要因になることが判明した。

そこで、本実施形態のコンプライアンスプレート５０は、上述したコンプライアンス領域Ｑのうちの任意の異なる領域を第１領域と第２領域とすれば、第１領域と第２領域とで固有振動周期が異なるように構成する。このように、コンプライアンスプレート５０において、部分的に異なる固有振動周期の領域を有するようにすることで、可撓膜５２全体の固有振動周期を、液体貯留室ＳＲの圧力振動が共振しないような周期にずらすことができる。

以下、このように、可撓膜５２全体の固有振動周期をずらすことが可能なコンプライアンスプレート５０の構成例について説明する。図６は、第１実施形態のコンプライアンスプレート５０をＺ方向から見た平面図である。本実施形態のコンプライアンス領域Ｑは、ノズル列Ｌ１の液体貯留室ＳＲに対応するＸ方向の正側の領域と、ノズル列Ｌ２の液体貯留室ＳＲに対応するＸ方向の負側の領域がある。これらの領域はＸ方向の向きは逆であるが、同様の構成であるため、ここではノズル列Ｌ１の液体貯留室ＳＲに対応するＸ方向の正側の領域に着目し、ノズル列Ｌ２の液体貯留室ＳＲに対応するＸ方向の負側の領域に対応する要素の説明を便宜的に省略する。

図６に示すように、コンプライアンス領域ＱはＹ方向に長尺であり、中央を通ってＸ方向に沿う仮想線Ｇ−Ｇに対して、Ｙ方向の負側の領域と正側の領域とは略線対称である。コンプライアンス領域Ｑは、流入口３４２側からＸ方向に向けて流路が拡大する第２液体貯留室３４の形状に合わせた形状である。したがって、仮想線Ｇ−ＧよりもＹ方向の負側の端部寄りの仮想線Ｇ’−Ｇ’と正側の端部寄りの仮想線Ｇ’’−Ｇ’’を想定すると、コンプライアンス領域ＱのＸ方向の幅は、仮想線Ｇ’−Ｇ’から仮想線Ｇ’’−Ｇ’’まで一定である。仮想線Ｇ’−Ｇ’からＹ方向の負側の端部までは、コンプライアンス領域ＱのＸ方向の幅が徐々に減少する。また仮想線Ｇ’’−Ｇ’’からＹ方向の正側の端部までは、コンプライアンス領域ＱのＸ方向の幅が徐々に減少する。

そこで、本実施形態では、図６に示すように、コンプライアンス領域ＱのＸ方向の幅が一定の領域を、Ａ１領域、Ａ２領域、Ａ３領域に３等分する。ただし、コンプライアンス領域Ｑにおいて、固有振動周期を異ならせる領域の分け方は、例示した場合に限られない。本実施形態において、例えばＡ１領域（またはＡ３領域）を第１領域とし、Ａ２領域を第２領域とすれば、第１領域と第２領域とで固有振動周期が異なるようにする。

具体的には、コンプライアンス領域ＱのＡ１領域、Ａ２領域、Ａ３領域にそれぞれ、片持ち梁状の桟部５４４を設け、Ａ１領域（Ａ３領域）の桟部５４４とＡ２領域の桟部５４４との形状（長さ、幅、外形、厚み、大きさなど）を変える。これによれば、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで、互いに形状の異なる桟部５４４が存在することになるから、互いに形状が同じ桟部５４４が存在する場合に比較して、固有振動周期を異ならせることができる。このように、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで固有振動周期を異ならせることによって、例えば図５に示す印刷パターンの場合でも、可撓膜５２全体の固有振動周期を液体貯留室ＳＲの圧力振動が共振しないような周期にずらすことができる。このようにすることで、圧力振動の共振によるノズルＮ内のメニスカスの破壊を防ぐことができるので、インクの吐出不良を抑制できる。

図６では、Ａ２領域の桟部５４４の長さを、Ａ１領域の桟部５４４の長さ（Ａ３領域の桟部５４４の長さ）よりも短くすることで、Ａ２領域の固有振動周期を、Ａ１領域の固有振動周期（Ａ３領域の固有振動周期）と異ならせる場合を例示する。図７は、図６のコンプライアンスプレート５０のＡ１領域のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図であり、図８は、図６のコンプライアンスプレート５０のＡ２領域のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ断面図である。

図７および図８に示すように、各桟部５４４は、コンプライアンス空間ＳＧ内（開口部５４１内）に設けられる。各桟部５４４は、支持板５４の開口５４１内において流入口３４２側の側面から開口部５４２側の側面に向けて、コンプライアンス空間ＳＧ内に突出するようにＸ方向に伸びている。各桟部５４４は、支持板５４の流入口３４２側の側面に連設され、開口部５４２側の側面とは離間している。なお、本実施形態では、桟部５４４の支持板５４に連設される端部側を支点側とし、コンプライアンス空間ＳＧ内に突出した端部側を先端側とする。

各桟部５４４は、可撓膜５２の少なくとも一部で固定され、先端側は固定板５６に固定されていない。具体的には、各桟部５４４は、可撓膜５２に対向する面の全面が可撓膜５２に接着剤などで固定されている。なお、桟部５４４は、可撓膜５２と少なくとも一部で固定されていればよく、桟部５４４が可撓膜５２と固定される部分は、先端側であっても支点側であってもよい。各桟部５４４の厚みｈは、支持板５４の厚みＨよりも薄く、固定板５６との間に隙間が形成される。

桟部５４４を設けることで、印刷待機時にコンプライアンス領域Ｑの撓み変形を抑えることができるので、印刷時にコンプライアンス領域Ｑの撓み変形が可能な範囲を拡大できる。本実施形態では、このような桟部５４４の形状を変えることで、コンプライアンス領域Ｑに固有振動周期の異なる領域が含まれるようにするものである。

具体的には、Ａ２領域の桟部５４４の支持側から先端側までの長さｗ（Ｘ方向の長さ）を、Ａ１領域とＡ３領域の桟部５４４の長さＷよりも短くする。これによれば、Ａ２領域の桟部５４４によって可撓膜５２の撓み変形が可能な範囲は、Ａ１領域の桟部５４４によって可撓膜５２の撓み変形が可能な範囲よりも小さくなる。したがって、Ａ２領域の固有振動周期を、Ａ１領域の固有振動周期と異ならせることができる。このように、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで固有振動周期を異ならせることによって、可撓膜５２全体の固有振動周期を、液体貯留室ＳＲの圧力振動が共振しないような周期にずらすことができる。本実施形態では、Ａ３領域とＡ１領域とで桟部５４４の長さを同じにした場合を例示したが、これに限られず、Ａ３領域とＡ１領域とでも桟部５４４の長さを変えるようにしてもよい。

図９は、第１実施形態の第１変形例に係るコンプライアンスプレート５０のＡ２領域の断面図であり、図８に対応する。なお、第１実施形態の第１変形例におけるＡ１領域の断面図は、図７と同様である。図６乃至図８の支持板５４は、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで互いに異なる長さの桟部５４４が存在する場合を例示したが、これに限られず、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで互いに異なる厚みの桟部５４４が支持板５４に存在するようにしてもよい。例えば図９に示すように、Ａ２領域の桟部５４４の厚みｈ’（Ｚ方向の厚み）を、Ａ１領域とＡ３領域の桟部５４４の厚みｈよりも厚くしてもよい。なお、桟部５４４の厚みを変える場合には、桟部５４４の長さを変えなくてもよい。

図１０は、第１実施形態の第２変形例に係るコンプライアンスプレート５０のＡ２領域の断面図であり、図９に対応する。なお、第１実施形態の第２変形例におけるＡ１領域の断面図は、図７と同様である。図９の支持板５４では、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで厚みの異なる桟部５４４が存在する場合を例示したが、これに限られず、桟部５４４を設ける代わりに、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで可撓膜５２の厚みが異なる部分が存在するようにしてもよい。例えば図１０に示すように、図９の桟部５４４と同じ形状になるようにＡ２領域の可撓膜５２の厚みｔを、Ａ１領域（Ａ３領域）の可撓膜５２の厚みＴよりも厚くする。なお、可撓膜５２の厚みを変える領域は、図９の桟部５４４と同じ形状でなくてもよい。また、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで、異なる形状の桟部５４４を備え、さらに可撓膜５２の厚みも変えるようにしてもよい。このように、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで、厚みが異なる桟部５４４や可撓膜５２の厚みの異なる部分が支持板５４に存在するようにすることによっても、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで固有振動周期を異ならせることができるので、可撓膜５２全体の固有振動周期を、液体貯留室ＳＲの圧力振動が共振しないような周期にずらすことができる。

図１１は、第１実施形態の第３変形例に係るコンプライアンスプレート５０を示す平面図であり、図６に対応する。図６の桟部５４４はすべて、開口部５４１の互いに対向する側面のうちの流入口３４２側の側面から開口部５４１に突出し、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで各領域内での位置が互いに同じ場合を例示したが、これに限られない。開口部５４２側の側面から開口部５４１に突出する桟部５４４が支持板５４に存在するようにしてもよく、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで、各領域内での位置が互いに異なる桟部５４４が存在するようにしてもよい。

例えば図１１に示すように、Ａ１領域（Ａ３領域）の桟部５４４は、開口部５４１の流入口３４２側の側面から開口部５４１に突出するようにし、Ａ２領域の桟部５４４は、開口部５４１の開口部５４２側の側面から開口部５４１に突出するようにしてもよい。なお、Ａ１領域、Ａ２領域、Ａ３領域にかけて開口部５４１の互いに対向する２つの側面から桟部５４４が１つずつ交互に開口部５４１に突出する場合を例示したが、これに限られない。桟部５４４が２つ以上ずつ交互に突出するようにしてもよく、また交互でなくてもよい。また、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで桟部５４４の位置を変える場合には、桟部５４４の長さを変えなくてもよい。

さらに、桟部５４４は、開口部５４１の互いに対向する側面のうち両側から開口部５４１に突出するようにしてもよい。この場合、Ａ１領域とＡ２領域とＡ３領域のいずれかの領域で、開口部５４１の互いに対向する側面のうちの片側から開口部５４１に突出するようにし、別の領域で、開口部５４１の互いに対向する側面のうちの両側から開口部５４１に突出するようにしてもよい。このように、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで、各領域内での位置が互いに異なる桟部５４４が存在するような構成にすることで、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで固有振動周期を異ならせることができるので、可撓膜５２全体の固有振動周期を、液体貯留室ＳＲの圧力振動が共振しないような周期にずらすことができる。

図１２は、第１実施形態の第４変形例に係るコンプライアンスプレート５０を示す平面図であり、図６に対応する。図１２に示すように、支持板５４は、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで互いに異なる幅（図１２のＹ方向の幅）の桟部５４４が存在するようにしてもよい。例えば図１２では、Ａ２領域の桟部５４４のＹ方向の幅ｍを、Ａ１領域とＡ３領域の桟部５４４の幅Ｍよりも広くしている。このように、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで、幅が異なる桟部５４４が支持板５４に存在するようにすることによっても、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで固有振動周期を異ならせることができるので、可撓膜５２全体の固有振動周期を、液体貯留室ＳＲの圧力振動が共振しないような周期にずらすことができる。

図１３は、第１実施形態の第５変形例に係るコンプライアンスプレート５０を示す平面図であり、図６に対応する。図６の支持板５４では、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで、存在する桟部５４４の数が同じ場合を例示したが、これに限られず、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで、存在する桟部５４４の数が異なるようにしてもよい。例えば図１３では、Ａ２領域の桟部５４４を２つにすることで、Ａ２領域の桟部５４４の数をＡ１領域とＡ３領域の桟部５４４の数よりも多くしている。さらに、図１３では、Ａ２領域の桟部５４４の外形を半円状とすることで、Ａ２領域の桟部５４４の数をＡ１領域とＡ３領域の桟部５４４の外形と異なるようにしている。このように、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで、支持板５４に存在する桟部５４４の数や外形が異なるようにすることによっても、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで固有振動周期を異ならせることができるので、可撓膜５２全体の固有振動周期を、液体貯留室ＳＲの圧力振動が共振しないような周期にずらすことができる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について説明する。以下に例示する各形態において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。第１実施形態では、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで、互いに形状や位置や数などの異なる桟部５４４が存在する場合を例示したが、第２実施形態では、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで、互いに形状（大きさ、外形、厚みなど）や位置や数などの異なる島部５４６が存在する場合を例示する。

図１４は、第２実施形態に係るコンプライアンスプレート５０を示す平面図である。図１４の支持板５４では、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで、異なる数の島部５４６が存在する場合を例示する。図１４に示すように、各島部５４６は、コンプライアンス空間ＳＧ内（開口部５４１内）に設けられる。

各島部５４６は、支持板５４とは不連続に設けられており、各島部５４６は、可撓膜５２と固定板５６のいずれか一方に接着剤などで固定され、他方に固定されていない。本実施形態では、島部５４６が可撓膜５２に固定され、固定板５６には固定されないようにした場合を例示する。各島部５４６は、可撓膜５２と固定板５６とが対向するＺ方向におけるコンプライアンス空間ＳＧの厚みよりも薄い。このような島部５４６を配置することで、可撓膜５２が固定板５６側に変位したときに固定板５６に貼り付くことを抑制できる。

図１４では、Ａ２領域に２つの島部５４６が配置され、Ａ１領域とＡ３領域にはそれぞれ４つの島部５４６が配置される。このように、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで、異なる数の島部５４６が存在するような構成にすることで、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで固有振動周期を異ならせることができるので、可撓膜５２全体の固有振動周期を、液体貯留室ＳＲの圧力振動が共振しないような周期にずらすことができる。なお、各領域に配置する島部５４６の数は、図１４に示す場合に限られない。また、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで、各領域内の位置の異なる島部５４６が存在するようにすることによっても、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで固有振動周期を異ならせることができる。なお、図１４では、島部５４６の外形を円形とした場合を例示したが、これに限られず、矩形、楕円形、半円形などの形状であってもよい。

図１５は、第２実施形態の第１変形例に係るコンプライアンスプレート５０を示す平面図であり、図１４に対応する。図１４の支持板５４は、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで互いに数の異なる島部５４６が存在する場合を例示したが、これに限られず、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで大きさの異なる島部５４６が存在する場合を例示する。例えば図１５では、Ａ２領域に配置された１つの島部５４６の大きさが、Ａ１領域とＡ３領域の配置された４つの島部５４６のうちの１つの大きさよりも大きい。このように、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで、異なる大きさ島部５４６が存在するような構成にすることで、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで固有振動周期を異ならせることができるので、可撓膜５２全体の固有振動周期を、液体貯留室ＳＲの圧力振動が共振しないような周期にずらすことができる。

図１６は、第２実施形態の第２変形例に係るコンプライアンスプレート５０を示す平面図である。図１６のＡ１領域、Ａ２領域、Ａ３領域にはそれぞれ、図６と同様の桟部５４４と、図１４と同様の島部５４６が混在している。図１６のように、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで、異なる位置や数や形状の桟部５４４と島部５４６とを混在させるようにしてもよい。このような構成でも、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで、異なる大きさ島部５４６が存在するような構成にすることで、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで固有振動周期を異ならせることができるので、可撓膜５２全体の固有振動周期を、液体貯留室ＳＲの圧力振動が共振しないような周期にずらすことができる。

なお、上述した各実施形態および各変形例では、Ａ１領域（Ａ３領域）とＡ２領域とで固有振動周期を異ならせる場合を説明したが、これに限られず、Ａ１領域とＡ２領域とＡ３領域とのいずれかと、それ以外の領域との間で固有振動周期を異ならせるようにしてもよい。また、以上ではコンプライアンス領域ＱのＸ方向の幅が一定の領域（Ｙ方向において仮想線Ｇ’−Ｇ’から仮想線Ｇ’’−Ｇ’’までの領域）を、Ａ１領域、Ａ２領域、Ａ３領域に３等分する場合を例示したが、これに限られず、２等分してもよく、４等分以上にしてもよく、等分でなくてもよい。

また、上述した各実施形態および各変形例において、コンプライアンス領域Ｑのうち、仮想線Ｇ’−Ｇ’からＹ方向の負側の端部領域Ｂ１と、仮想線Ｇ’’−Ｇ’’からＹ方向の正側の端部領域Ｂ２にも、桟部５４４と島部５４６の両方または一方を配置してもよい。その場合、端部領域Ｂ１、Ｂ２をそれぞれ、Ａ１領域、Ａ２領域、Ａ３領域とは別の領域としてもよく、端部領域Ｂ１をこれに隣接するＡ１領域に含め、端部領域Ｂ２をこれに隣接するＡ２領域に含めるようにしてもよい。そして、これらの領域のうち任意の２つの領域を第１領域と第２領域とした場合に、第１領域と第２領域とで固有振動周期が異なるようにしてもよい。

＜変形例＞
以上に例示した態様および実施形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示や上述の態様から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

（１）上述した実施形態では、液体吐出ヘッド２０を搭載したキャリッジ１８をＸ方向に沿って反復的に往復させるシリアルヘッドを例示したが、液体吐出ヘッド２０を媒体１１の全幅にわたり配列したラインヘッドにも本発明を適用可能である。

（２）上述した実施形態では、圧力室に機械的な振動を付与する圧電素子を利用した圧電方式の液体吐出ヘッド２０を例示したが、加熱により圧力室の内部に気泡を発生させる発熱素子を利用した熱方式の液体吐出ヘッドを採用することも可能である。

（３）上述した実施形態で例示した液体吐出装置１０は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体吐出装置１０の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する液体吐出装置は、液晶表示装置のカラーフィルターや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等を形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を吐出する液体吐出装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。また、液体の一種として生体有機物の溶液を吐出するチップ製造装置としても利用される。

１０…液体吐出装置、１１…媒体、１２…制御装置、１４…液体容器、１５…搬送機構、１８…キャリッジ、２０…液体吐出ヘッド、３０…ヘッド本体、３２…連通基板、３２６…ノズル側連通流路、３４…第２液体貯留室、３４２…流入口、３４４…供給側連通流路、３８…積層部、３８２…圧力室基板、３８３…開口部、３８４…振動板、３８５…圧電素子、３８６…保護板、３８７…凹部、４０…ケース部材、４２…第１液体貯留室、４３…導入口、５０…コンプライアンスプレート、５２…可撓膜、５２２…開口部、５４…支持板、５４１…開口部、５４２…開口部、５４４…桟部、５４６…島部、５６…固定板、５６２…開口部、６２…ノズル板、Ｎ…ノズル、Ｌ１、Ｌ２…ノズル列、ＳＣ…圧力室、ＳＲ…液体貯留室、Ｑ…コンプライアンス領域、ＳＧ…コンプライアンス空間、Ａ１、Ａ２、Ａ３…領域、Ｂ１、Ｂ２…端部領域、Ｈ…厚み、ｈ…厚み、ｈ’…厚み、Ｍ…幅、ｍ…幅、Ｔ…厚み、ｔ…厚み、Ｗ…長さ、ｗ…長さ。

Claims (8)

1. ノズルから吐出する液体が供給される液体貯留室においてその壁面の一部を構成する可撓膜と、
   前記可撓膜に対して前記液体貯留室とは反対側で前記可撓膜を支持し、前記可撓膜が露出する開口部を有する支持板と、
   前記開口部を封止する封止板と、を具備し、
   コンプライアンス機能を有する第１領域および第２領域を含む複数の領域を有し、前記第１領域と前記第２領域とで固有振動周期が異なる
   コンプライアンスプレート。
2. 前記支持板は、前記開口部側に突出した桟部を有し、
   前記第１領域と前記第２領域には、互いに形状の異なる前記桟部が存在する
   請求項１に記載のコンプライアンスプレート。
3. 前記支持板は、前記開口部の互いに対向する側面のうちの片側または両側から前記開口部に突出した桟部を有し、
   前記第１領域と前記第２領域には、各領域内での位置が互いに異なる前記桟部が存在する
   請求項２に記載のコンプライアンスプレート。
4. 前記第１領域と前記第２領域とで、存在する前記桟部の数が異なる
   請求項２または請求項３に記載のコンプライアンスプレート。
5. 前記支持板は、前記開口部の内側に島部を有し、
   前記第１領域と前記第２領域には、互いに形状の異なる前記島部が存在する
   請求項１から請求項４の何れかに記載のコンプライアンスプレート。
6. 前記第１領域と前記第２領域とで、存在する前記島部の数が異なる
   請求項５に記載のコンプライアンスプレート。
7. 前記可撓膜のうち前記第１領域および前記第２領域に対応する位置には、前記可撓膜の厚みが互いに異なる部分が存在する
   請求項１から請求項６の何れかに記載のコンプライアンスプレート。
8. 液体が供給される液体貯留室と、
   前記液体貯留室からの液体をノズルから吐出する液体吐出部と、
   前記液体貯留室に設置され、前記液体貯留室内の振動を吸収するコンプライアンスプレートと、を備え、
   前記コンプライアンスプレートは、
   前記液体貯留室の壁面の一部を構成する可撓膜と、
   前記可撓膜に対して前記液体貯留室とは反対側で前記可撓膜を支持し、前記可撓膜が露出する開口部を有する支持板と、
   前記開口部を封止する封止板と、を具備し、
   コンプライアンス機能を有する第１領域および第２領域を含む複数の領域を有し、
   前記第１領域と前記第２領域とで固有振動周期が異なる
   液体吐出ヘッド。
   

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