JP2008087249A - インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】絞り孔に接着剤が流れ込みにくくする。
【解決手段】インクジェットヘッドは、９枚のプレートが接着剤で接着積層された流路ユニットを有している。これら９枚のプレートに含まれるアパーチャプレート２４は、大気に連通しており、隣接した４つのアパーチャ列１１２ａ〜１１２ｄを構成するアパーチャ１２と当該アパーチャ１２に隣接した連絡孔１２ｄを囲うような形状を有する溝６５ｃと、４つのアパーチャ列１１２ａ〜１１２ｄを構成するアパーチャ１２に囲まれた位置に形成された溝６５ｅとを有している。アパーチャプレート２４に隣接するベースプレート２３は、隣接する３つの列１２３ａ，１２３ｂ間に形成された溝７５ｅ，７５ｆを有している。溝７５ｅ，７５ｆは、溝６５ｃ，６５ｅの一部とそれぞれ対向しており、アパーチャプレート２４のこの対向領域に貫通孔６７，６８が形成されている。
【選択図】図７

Description

本発明は、記録媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドに関する。

特許文献１には、５枚のプレートが接着剤にて重ね接合されて構成されたキャビティプレートと、キャビティプレートに接合された圧電アクチュエータとを含むインクジェットヘッドについて記載されている。このインクジェットヘッドのキャビティプレートに含まれるベースプレートにおいては、複数の圧力室と、圧力室の一端にそれぞれ形成された先端流路と、圧力室の他端にそれぞれ形成された他端流路と、圧力室と他端流路とをそれぞれ連通させ且つ断面積の小さいインク流路としての細長い絞り部（絞り孔）とを有している。さらに、ベースプレートは、絞り部間において対向して形成された逃がし溝と、他端流路の一方の側縁を囲む略円弧状の逃がし溝と、他端流路間に形成され両逃がし溝を接続する逃がし溝とを有している。絞り部間において対向して形成された逃がし溝は、ベースプレートを貫通する逃がし孔を介して互いに連通しているとともに、絞り部の断面積よりも小さい断面積を有している。

この構成において、ベースプレートと、ベースプレートに隣接するスペーサプレートとを接着剤で接合したときに、余剰接着剤が、断面積が大きい箇所より毛管力が大きい、断面積の小さい逃がし溝の方に引き寄せられる。このため、絞り部に余剰接着剤が流れ込んで絞り部（すなわち、インク流路の一部）が塞がれるのを防ぐことができる。

特開２００２−９６４７７号公報

近年、印刷画質の向上及びインクジェットヘッドの小型化の両方の要求を満足させるために、複数の圧力室をより高密度に配置する試みがなされている。上述の特許文献１に記載のインクジェットヘッドにおいて、圧力室をより高密度に配置させると、圧力室間、先端流路間及び他端流路間が狭くなる。他端流路間が狭くなると、他端流路と、スペーサプレートに形成された貫通孔とを接続するための接着しろを残して、他端流路間に形成された逃がし溝をベースプレートに残すことが困難になる。すると、絞り部間に形成された逃がし溝が、円弧状の逃がし溝と接続されなくなり、孤立した逃がし溝となる。このように、逃がし溝が孤立すると、ベースプレートとスペーサプレートとを接着剤で接合したとき、逃がし溝内の空気の逃げ場がなくなり、空気が逃げやすい絞り部側に余剰接着剤が引き寄せられ、絞り部が余剰接着剤によって塞がれてしまう。

そこで、本発明の目的は、絞り孔に接着剤が流れ込みにくくするインクジェットヘッドを提供することである。

本発明のインクジェットヘッドは、複数のプレートが積層されることによって構成されており、共通インク室と、この共通インク室から圧力室を経てノズルに至る複数の個別インク流路とを含む流路ユニットを備えており、前記複数枚のプレートに含まれる第１のプレートが、前記共通インク室と前記圧力室とを連通させるとともに、前記個別インク流路においてインクが通過する流路断面積が最も小さい部分を形成する複数の絞り孔と、前記第１のプレートの一方の面において開口し、前記一方の面に隣接する第２のプレートと前記第１のプレートとを接着する接着剤を逃がすための大気に連通した第１の凹部と、前記一方の面において開口し、前記複数の絞り孔に囲まれつつ前記第２のプレートと前記第１のプレートとを接着する接着剤を逃がすための第２の凹部とを有し、前記第１のプレートの前記一方の面とは反対側の他方の面に隣接する第３のプレートが、前記第３のプレートの前記第１のプレート側の面において開口し、前記第１及び第２の凹部の一部とそれぞれ対向しつつ前記第１のプレートと前記第３のプレートとを接着する接着剤を逃がすための第３の凹部を有している。そして、前記第１プレートには、前記第１の凹部と前記第３の凹部とを、前記第２の凹部と前記第３の凹部とをそれぞれ連通させる貫通孔が前記第１の凹部と前記第３の凹部とが対向する領域及び前記第２の凹部と前記第３の凹部とが対向する領域に形成されている。

これによると、第１〜第３の凹部が連通するので、これらすべての凹部が大気に連通することになる。そのため、各凹部に接着剤が流れやすくなり、凹部が大気に連通していない状態に比べて絞り孔に接着剤が流れ込みにくくなる。また、第３の凹部及び貫通孔によって第１及び第２の凹部が連通するので、第１及び第２の凹部を連通させるための面内方向に延在する通路を第１のプレートに形成する必要がなくなるとともに、第１のプレートにおいて高密度に複数の個別インク流路の一部（絞り孔）を形成することができる。

本発明において、前記第３のプレートが、前記圧力室と前記絞り孔とをそれぞれ連通させる複数の第１流路孔と、前記ノズルと前記圧力室とをそれぞれ連通させる複数の第２流路孔とを有しており、前記複数の第１及び第２流路孔が、前記複数の第１流路孔が一方向に沿って配列された第１の列、前記第１の列を挟む位置において前記複数の第１及び第２流路孔が前記一方向に沿って交互に配列された第２の列、及び、前記第１及び第２の列を挟む位置において前記複数の第２流路孔が前記一方向に沿って配列された第３の列を構成するようにマトリクス状に配列されており、前記第３の凹部が、第１の列と第２の列との間に配置されていることが好ましい。これにより、第１の列と第２の列との間に配置された第３の凹部が第１の凹部と連通しているので、第３の凹部を大気に連通させるための通路を第３のプレートに形成する必要がなくなり、第３のプレートにおいても高密度に複数の個別インク流路の一部（複数の第１及び第２流路孔）を形成することが可能になる。

また、本発明のインクジェットヘッドは、別の観点では、複数のプレートが積層されることによって構成されており、共通インク室と、この共通インク室から圧力室を経てノズルに至る複数の個別インク流路とを含む流路ユニットを備えており、前記複数枚のプレートに含まれる第１のプレートが、前記共通インク室と前記圧力室とをそれぞれ連通させるとともに、前記個別インク流路においてインクが通過する流路断面積が最も小さい部分を形成する複数の絞り孔と、前記第１のプレートの一方の面において開口し、前記一方の面に隣接する第２のプレートと前記第１のプレートとを接着する接着剤を逃がすための大気に連通した第１の凹部と、前記一方の面において開口し、前記複数の絞り孔に囲まれつつ前記第２のプレートと前記第１のプレートとを接着する接着剤を逃がすための第２の凹部とを有している。そして、前記第２のプレートには、前記第２のプレートの前記第１のプレート側の面において開口し、前記第１の凹部と前記第２の凹部とを連通させるように、前記第１及び第２の凹部の一部とそれぞれ対向する第４の凹部が形成されている。

これにより、第１及び第２の凹部が第４の凹部によって連通するので、第１及び第２の凹部に接着剤が流れやすくなり、絞り孔に接着剤が流れ込みにくくなる。

また、本発明において、各凹部が、エッチング加工で形成されていることが好ましい。これにより、各凹部をエッチング加工で容易に形成することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の第１実施形態によるインクジェットヘッドの縦断面図である。図２は、図１のヘッド本体７０の平面図である。図３は、図２中の一点鎖線で囲まれた領域Ｓ１の拡大図である。図１に示すように、インクジェットヘッド１は、インクを吐出するヘッド本体７０と、ヘッド本体７０の上面に配置されたリザーバユニット７１と、ヘッド本体７０に電気的に接続されたフレキシブルプリント配線基板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）５０と、このＦＰＣ５０に電気的に接続された制御基板５４とを有している。このうち、ヘッド本体７０は、内部にインク流路が形成された流路ユニット４とアクチュエータユニット２１とから構成されている。ＦＰＣ５０は、途中に駆動信号を供給するドライバＩＣ５２が実装され、アクチュエータユニット２１の上面と接続されている。

ヘッド本体７０は、流路ユニット４の上面に、アクチュエータユニット２１が配置された構成を有する。図２に示すように、流路ユニット４の上面には、内部のインク流路に連通する１０個のインク供給口５ｂが形成されている。インク流路は、後述するように、流路ユニット４の上面に形成された圧力室１０と、この圧力室１０に連通したインク吐出用のノズル８とを含んでいる。

リザーバユニット７１の上方には、制御基板５４が水平に配置され、ＦＰＣ５０の他端部が、コネクタ５４ａを介して接続されている。そして、制御基板５４からの指令に基づいて、ドライバＩＣ５２が、ＦＰＣ５０の配線（信号線）を介してアクチュエータユニット２１に駆動信号を供給するように構成されている。

リザーバユニット７１は、その内部にインクを貯溜するインクリザーバ７１ａを有しており、このインクリザーバ７１ａは流路ユニット４のインク供給口５ｂに連通している。したがって、このインクリザーバ７１ａ内のインクは、インク供給口５ｂを介して流路ユニット４内のインク流路に供給される。

アクチュエータユニット２１、リザーバユニット７１、制御基板５４及びＦＰＣ５０等は、サイドカバー５３とヘッドカバー５５とからなるカバー部材５８により覆われており、外部に飛散するインクやインクミストが侵入するのが防止されている。なお、このカバー部材５８は金属材料で形成されている。また、リザーバユニット７１の側面には、弾力性を有したスポンジ５１が配設されている。ＦＰＣ５０上のドライバＩＣ５２は、図１に示すように、ちょうどスポンジ５１と対向するように実装されており、スポンジ５１によってサイドカバー５３の内面に押しつけられている。したがって、ドライバＩＣ５２で発生した熱がサイドカバー５３及びサイドカバー５３を経由してヘッドカバー５５に伝わり、金属製のカバー部材５８を介して速やかに外部へ放散されるようになっている。ここでは、カバー部材５８は放熱部材としても機能している。

次に、ヘッド本体７０について詳細に説明する。図２及び図３に示すように、ヘッド本体７０の流路ユニット４には、多数の圧力室１０及びこれら圧力室１０にそれぞれ連通した多数のノズル８が形成されている。各圧力室１０は、図３に示すように、その長手方向の両端部に鋭角部を、短手方向の両端に鈍角部を有する略菱形形状（角が丸まった平行四辺形形状）となっている。多数の圧力室１０は、流路ユニット４の上面において、配列方向Ａ及び配列方向Ｂの２方向にマトリクス状に隣接配置されている。配列方向Ａは、流路ユニット４の長手方向であり、圧力室１０の短い方の対角線と平行である。配列方向Ｂは、配列方向Ａと鈍角θをなす圧力室１０の一斜辺方向である。

配列方向Ａ及び配列方向Ｂの２方向にマトリクス状に隣接配置された圧力室１０は、配列方向Ａに沿って３７．５ｄｐｉに相当する距離ずつ離隔している。また、圧力室１０は、１つのインク吐出領域内（後述する）において、配列方向Ｂに１６個並べられている。これらの圧力室１０が集まって、図２に示すように、圧力室群９が形成されている。さらに、圧力室群９の配置に対応して、４つのアクチュエータユニット２１が千鳥状に２列に配列された状態で流路ユニット４の上面にそれぞれ接着されている。圧力室群９とアクチュエータユニット２１とは、図２に示すように、台形の外形形状を有している。

アクチュエータユニット２１の接着領域に対向した流路ユニット４の下面は、多数のノズル８が配置されたインク吐出領域となっている。これらのノズル８も、マトリクス配置されて複数のノズル列を構成している。

本実施形態では、図３に示すように、流路ユニット４の長手方向に等間隔に並ぶ圧力室１０の列が、流路ユニット４の短手方向に互いに平行に１６列配列されている。各圧力室列に含まれる圧力室１０の数は、アクチュエータユニット２１の外形形状に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。また、ノズル８もこの圧力室１０と同様の配置がされている。これにより、全体として、６００ｄｐｉの解像度で画像形成が可能となっている。

図２及び図３に示すように、流路ユニット４内には、インク供給口５ｂに連なるマニホールド流路５と、このマニホールド流路５から分岐する副マニホールド流路（共通インク室）５ａが形成されている。マニホールド流路５は、アクチュエータユニット２１の斜辺に沿うように延在している。２つのアクチュエータユニット２１に挟まれた領域では、１つのマニホールド流路５が、隣接するアクチュエータユニット２１に共有されており、副マニホールド流路５ａがマニホールド流路５の両側から分岐している。副マニホールド流路５ａは、流路ユニット４の長手方向に延在している。

多数のノズル８は、図３に示すように、流路ユニット４の長手方向に配列されている。各ノズル８は、圧力室１０と絞り流路であるアパーチャ（絞り孔）１２を介して副マニホールド流路５ａと連通している。なお、図面を分かりやすくするために、図３においては、アクチュエータユニット２１が二点鎖線で描かれており、さらに、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１０、アパーチャ１２が実線で描かれている。

次に、ヘッド本体７０の断面構造について説明する。図４は、図３のIＶ−IＶ線に沿う断面図である。図４に示すように、ヘッド本体７０は、流路ユニット４とアクチュエータユニット２１とが貼り合わされたものである。流路ユニット４は、上から、キャビティプレート２２、ベースプレート（第３のプレート）２３、アパーチャプレート（第１のプレート）２４、サプライプレート（第２のプレート）２５、マニホールドプレート２６，２７，２８、カバープレート２９及びノズルプレート３０の、９枚の金属プレートが積層された積層構造を有する。

キャビティプレート２２は、圧力室１０に対応するほぼ菱形の開口が多数設けられた金属プレートである。ベースプレート２３は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０とアパーチャ１２との連絡孔（第１流路孔）２３ａ及び圧力室１０からノズル８への連絡孔（第２流路孔）２３ｂがそれぞれ設けられた金属プレートである。

アパーチャプレート２４は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、副マニホールド流路５ａ側のインク流入口１２ａと圧力室１０側のインク流出口１２ｂとに連通しつつ細く形成された連通部１２ｃを有するアパーチャ１２（図３及び図７参照）のほかに圧力室１０からノズル８への連絡孔１２ｄがそれぞれ設けられた金属プレートである。サプライプレート２５は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、アパーチャ１２と副マニホールド流路５ａとの連絡孔２５ａ及び圧力室１０からノズル８への連絡孔２５ｂがそれぞれ設けられた金属プレートである。

マニホールドプレート２６、２７、２８は、副マニホールド流路５ａに加えて、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０からノズル８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。カバープレート２９は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０からノズル８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。ノズルプレート３０は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、ノズル８がそれぞれ設けられた金属プレートである。

なお、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４及びサプライプレート２５には、インク供給口５ｂとマニホールド流路５とを連通させる孔５ｃ，５ｄが形成されている（図５，図６参照）。

これら９枚のプレート２２〜３０は、図４に示すような個別インク流路３２が形成されるように、互いに位置合わせして積層されている。この個別インク流路３２は、副マニホールド流路５ａの出口からまず上方へ向かい、アパーチャ１２において水平に延在し、それからさらに上方に向かい、圧力室１０において再び水平に延在し、それからしばらくアパーチャ１２から離れる方向に斜め下方に向かってから垂直下方にノズル８へと向かう。なお、キャビティプレート２２に形成された圧力室１０となる孔が、図４に示すように、ベースプレート２３によって部分的に塞がれることで、流路ユニット４の上面には、凹部として形成された圧力室１０の開口が形成される。そして、アクチュエータユニット２１が圧力室１０の開口を塞ぐように流路ユニット２１の上面に接着されている。

また、図４から明らかなように、圧力室１０とアパーチャ１２とは異なるレベルに設けられている。これにより、図３に示すように、アクチュエータユニット２１の下方にあるインク吐出領域に対応した流路ユニット４内において、１つの圧力室１０と連通したアパーチャ１２を、当該圧力室に隣接する圧力室１０と平面視で同じ位置に配置することが可能となっている。この結果、圧力室１０同士が密着して高密度に配列されるため、比較的小さな占有面積のインクジェットヘッド１により高解像度の画像印刷が実現される。

図５は、図２に描かれた一点鎖線で囲まれた領域Ｓ２におけるアパーチャプレート２４の部分拡大図である。図６は、図２に描かれた一点鎖線で囲まれた領域Ｓ２におけるベースプレート２３の部分拡大図である。図７（ａ）は図５に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の部分拡大図であり、図７（ｂ）は図６に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の部分拡大図である。図８は、ベースプレート２３とアパーチャプレート２４とを積層したときの部分断面図である。図９は、図８に示すベースプレート２３とアパーチャプレート２４の分解斜視図である。なお、図５及び図６においては、アパーチャプレート２４及びベースプレート２３の下面にそれぞれ形成された、本来、破線で描かれる溝を実線で描いている。また、図７においては、同様に、破線で描かれる溝を実線で描き、溝部分を分かり易くするためにハッチングを施している。また、図８及び図９においては、本来、流路ユニット４はベースプレート２３が上側に配置されその下側にアパーチャプレート２４が配置されているが、その上下を逆さまにしたときの状態を示している。

アパーチャ１２及び連絡孔１２ｄは、図５に示すように、複数の圧力室１０と同様に、アクチュエータユニット２１と重なる領域に複数形成されている。アパーチャ１２は、圧力室１０と同様に、配列方向Ａ及び配列方向Ｂの２方向にマトリクス状に隣接配置されており、配列方向Ｂに１６個並べられている。これに対して、連絡孔１２ｄの配列は若干異なる。連絡孔１２ｄは、配列方向Ａ及び配列方向Ｂの２方向にマトリクス状に隣接配置されているものの、配列方向Ｂに８個ずつ並べられている。そして、８個ずつ並べられた２列が一組で配列方向Ｂに１６個並べられた圧力室１０に対応している。

また、図５に示すように複数のアパーチャ１２は、配列方向Ａに沿って配列された４つのアパーチャ列１１２ａ〜１１２ｄに分けられる。これらアパーチャ列１１２ａ〜１１２ｄは、アパーチャプレート２４の配列方向Aと直交する方向の一端側から他端側もしくは他端側から一端側に向かって、周期的に４個ずつ配置されている。アパーチャ１２のインク流出口１２ｂは、アパーチャ列１１２ｂ，１１２ｄにおいては図７（ａ）中右側に位置しており、アパーチャ列１１２ａ，１１２ｃにおいては図７（ａ）中左側に位置している。なお、アパーチャ１２のインク流入口１２ａは、それぞれのアパーチャ列１１２ａ〜１１２ｄにおけるアパーチャ１２のインク流出口１２ｂの反対側に位置している。また、アパーチャ１２のインク流入口１２ａとインク流出口１２ｂとの連通部１２ｃは、平面視において連通部１２ｃの短手方向の幅がインク流入口１２ａ及びインク流出口１２ｂの幅より狭く、個別インク流路３２において最もインク通過断面積が小さくなるように形成されており、副マニホールド流路５ａから圧力室１０間のインクの流路抵抗を調整している。

また、アパーチャプレート２４のサプライプレート２５側の面であって複数のアパーチャ１２及び連絡孔１２ｄでなす孔群の最外周には、図５に示すように、その形状に沿った形状を有する包囲溝６１が形成されている。

アパーチャプレート２４の開口５ｄのそれぞれの外周には、開口５ｄの外周形状に沿う形状の開口包囲溝６２が所定幅の接着しろを介して形成されている。開口包囲溝６２は、開口５ｄに最も近接した位置の開口包囲溝６２ａと、開口包囲溝６２ａから順に相似形状に拡大された開口包囲溝６２ｂ，６２ｃとでなる。包囲溝６１及び開口包囲溝６２の内側領域を除くアパーチャプレート２４のサプライプレート２５側のほぼ全面には、格子状に形成されるとともに、包囲溝６１と開口包囲溝６２ｃとに連結された連結溝６３が形成されている。また、アパーチャプレート２４には、図５中左斜め下の位置に貫通孔５９が形成されており、貫通孔５９と連結溝６３とが連通している。なお、キャビティプレート２２、ベースプレート２３においても、同様な位置にこれと同じ貫通孔５７，５８が形成されており、互いに積層したときに貫通孔同士が連通する。これにより、包囲溝６１、開口包囲溝６２ｃ及び連結溝６３が大気に通じた溝となる。

図５及び図７（ａ）に示すように、包囲溝６１の内側には、内部溝６５が形成されている。内部溝６５は、１つの連絡孔１２ｄの外周形状に沿い互いに連結するような形状を有する溝６５ａと、複数の隣接した連絡孔１２ｄを囲うような形状を有する溝６５ｂと、隣接した４つのアパーチャ列１１２ａ〜１１２ｄを構成するアパーチャ１２と当該アパーチャ１２に隣接した連絡孔１２ｄを囲うような形状を有する溝（第１の凹部）６５ｃと、溝６５ａ、溝６５ｂ及び溝６５ｃを連結する溝６５ｄと、４つのアパーチャ列１１２ａ〜１１２ｄを構成するアパーチャ１２に囲まれた位置に形成された溝（第２の凹部）６５ｅと、溝６５ｅに囲まれた溝６５ｆと、複数の連絡孔１２ｄがなす列の最も外側にある連絡孔１２ｄの外側に形成され、包囲溝６１と溝６５ａとを連結する連結溝６５ｇと、複数の連絡孔１２ｄがなす列の最も外側にある連絡孔１２ｄの外側に形成され、包囲溝６１と溝６５ｂとを連結する連結溝６５ｈとを有している。このようにアパーチャプレート２４単独でも、内部溝６５の溝６５ｅ，６５ｆを除く他の溝６５ａ〜６５ｄは、包囲溝６１に連結され貫通孔５９を介して大気に連通している。なお、アパーチャプレート２４に形成されたすべての溝６１〜６３，６５は、ハーフエッチング加工によってサプライプレート２５側に向かって開口（すなわち、アパーチャプレート２４のサプライプレート２５側の面（一方の面）に開口）した凹部として形成されており、アパーチャプレート２４とサプライプレート２５とを接着したときの余剰接着剤を逃がすためのものである。

ベースプレート２３には、図６に示すように、連絡孔２３ａ及び連絡孔２３ｂも複数のアパーチャ１２と同様に、配列方向Ａ及び配列方向Ｂの２方向にマトリクス状に配列されている。マトリクス状に配列された複数の連絡孔２３ａ，２３ｂは、複数の連絡孔２３ａが配列方向Ａに沿って配列された列（第１の列）１２３ａと、列１２３ａを挟む位置において複数の連絡孔２３ａ及び連絡孔２３ｂが配列方向Ａに沿って１つ置きに交互に配置された列（第２の列）１２３ｂと、これら３つの列１２３ａ，１２３ｂを挟む位置において複数の連絡孔２３ｂが配列方向Ａに沿って配列された列（第３の列）１２３ｃ，１２３ｄとに分けられている。なお、流路ユニット４の短手方向の最も外側に位置する２つの列１２３ｄは、他の列１２３ａ〜１２３ｃを構成する複数の孔を１つ置きに配列方向Ａに並べられて構成された列構成と同じになっており、孔数が他の列１２３ａ〜１２３ｃの約半分となっている。

また、ベースプレート２５のアパーチャプレート２４側の面であって複数の連絡孔２３ａ，２３ｂでなす孔群の最外周には、図６に示すように、その形状に沿った形状を有する包囲溝７１が形成されている。

ベースプレート２３の開口５ｃのそれぞれの外周には、開口５ｃの外周形状に沿う形状の開口包囲溝７２が所定幅の接着しろを介して形成されている。開口包囲溝７２は、開口５ｃに最も近接した位置の開口包囲溝７２ａと、開口包囲溝７２ａから順に相似形状に拡大された開口包囲溝７２ｂ，７２ｃとでなる。包囲溝７１及び開口包囲溝７２の内側領域を除くベースプレート２３のアパーチャプレート２４側のほぼ全面には、格子状に形成されるとともに、包囲溝７１と開口包囲溝７２ｃとに連結された連結溝７３が形成されている。連結溝７３は、ベースプレート２３の図６中左斜め下の位置に形成された貫通孔５８と連通している。このため、包囲溝７１、開口包囲溝７２ｃ及び連結溝７３が大気に通じた溝となる。

図６及び図７（ｂ）に示すように、包囲溝７１の内側には、内部溝７５が形成されている。内部溝７５は、列１２３ｄに属する連絡孔２３ｂのそれぞれの外周形状に沿い互いに連結するような形状を有する溝７５ａと、列１２３ｃに属する複数の連絡孔２３ｂを囲うような形状を有する溝７５ｂと、隣接した３つの列１２３ａ，１２３ｂに属する連絡孔２３ａ，２３ｂを囲うような形状を有する溝７５ｃと、溝７５ａ、溝７５ｂ及び溝７５ｃを連結する溝７５ｄと、隣接する３つの列１２３ａ，１２３ｂ間に形成された溝（第３の凹部）７５ｅ，７５ｆと、複数の連絡孔２３ｂがなす列の最も外側にある連絡孔２３ｂの外側に形成され、包囲溝７１と溝７５ａとを連結する連結溝７５ｇと、複数の連絡孔２３ｂがなす列の最も外側にある連絡孔２３ｂの外側に形成され、包囲溝７１と溝７５ｂとを連結する連結溝７５ｈとを有している。このようにベースプレート２３単独でも、内部溝７５の溝７５ｅ，７５ｆを除く他の溝７５ａ〜７５ｄは、包囲溝７１に連結され貫通孔５８を介して大気に連通している。なお、ベースプレート２３に形成されたすべての溝７１〜７３，７５は、ハーフエッチング加工によってアパーチャプレート２４側に向かって開口（すなわち、ベースプレート２５のアパーチャプレート２４側の面に開口）した凹部として形成されており、ベースプレート２５とアパーチャプレート２４とを接着したときの余剰接着剤を逃がすためのものである。

溝７５ｅは、図７（ｂ）中列１２３ａの左側において配列方向Ａに沿って複数配列されている。溝７５ｆは、図７（ｂ）中列１２３ａの右側において配列方向Ａに沿って複数配列されている。これら溝７５ｅ，７５ｆは、ベースプレート２３上において他の溝と連通していない。仮に、溝７５ｅ，７５ｆを隣接する溝７５ｃに連通させるため、連絡孔２３ａ，２３ｂ間に溝（通路）を形成すると、連絡孔２３ａ，２３ｂの周囲の接着しろが小さくなってしまう。接着しろがあまりにも小さくなってしまうと、積層接着時のずれ等の原因により、個別インク流路３２とその溝とが繋がってしまいその溝からインクが漏れ出す虞があるので、結果的に連絡孔２３ａ，２３ｂ間の距離を広げなければならなくなる。すると、複数の圧力室１０やアパーチャ１２などの間隔も広げなければならなくなり、流路ユニット４が大型化してしまう虞がある。このことは、アパーチャプレート２４の溝６５ｅと溝６５ｃとを繋ぐ溝を、アパーチャプレート２４に形成する場合においても同様に生じることである。

また、溝７５ｅ，７５ｆは、図７（ａ）及び図８に示すように、ベースプレート２３とアパーチャプレート２４とが積層したときに、溝６５ｅの一部及び溝６５ｃの一部とそれぞれ対向している。そして、アパーチャプレート２４には、溝６５ｅの溝７５ｅ，７５ｆと対向する領域に貫通孔６７が形成されており、溝６５ｃの溝７５ｅ，７５ｆと対向する領域に貫通孔６８が形成されている。

このように、アパーチャプレート２４に貫通孔６７及び貫通孔６８が形成されていることで、図９に示すように、アパーチャプレート２４の溝６５ｅが貫通孔６７を介してベースプレート２３の溝７５ｅ，７５ｆに連通し、溝７５ｅ，７５ｆが貫通孔６８を介してアパーチャプレート２４の溝６５ｃに連通する。溝６５ｃは大気に連通しているので、溝６５ｅ及び溝７５ｅ，７５ｆも大気に連通することになる。

次に、流路ユニット４における最上層のキャビティプレート２２に積層された、アクチュエータユニット２１の構成について説明する。図１０（ａ）はアクチュエータユニット２１と圧力室１０との部分拡大断面図であり、図１０（ｂ）はアクチュエータユニット２１の表面に接着された個別電極の形状を示す平面図である。

図１０（ａ）に示すように、アクチュエータユニット２１は、それぞれの厚みが１５μｍ程度で同じになるように形成された３枚の圧電シート４１〜４３を含んでいる。これら圧電シート４１〜４３は、１つの圧力室群９を構成するすべての圧力室１０に跨って配置されるように連続した層状の平板（連続平板層）となっている。圧電シート４１〜４３が連続平板層として形成されているので、例えば、スクリーン印刷技術を用いることにより圧電シート４１上に個別電極３５を高密度に配置することが可能となっている。圧電シート４１〜４３は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミック材料からなるものである。

個別電極３５は、略１μｍの厚みで、図１０（ｂ）に示すように、圧力室１０とほぼ相似である略菱形の平面形状を有している。略菱形の個別電極３５における鋭角部の一方は延出され、その先端には、略１６０μｍの径を有する円形のランド３６が設けられている。

最上層の圧電シート４１とその下方の圧電シート４２との間には、共通電極３４が配置されている。共通電極３４は、圧電シート４２の上面のほぼ全体に形成され、図示しない領域において接地されている。これにより、個別電極３５ごとに電位を制御することができるようになっている。

アクチュエータユニット２１は、いわゆるユニモルフタイプの構成となっており、個別電極３５に対応して個別のアクチュエータが多数作り込まれている。

次に、アクチュエータユニット２１の動作について説明する。アクチュエータユニット２１は、外部から吐出要求があると、ドライバＩＣ５２から駆動信号が供給される。各アクチュエータは、駆動信号が与えられると、圧力室１０側に凸となるように変形する。このとき、圧力室１０内のインクの圧力が上昇し、ノズル８からインクが吐出される。

以上のような本実施形態によるインクジェットヘッド１によると、溝６５ｅ、溝７５ｅ，７５ｆ、溝６５ｃが貫通孔６７，６８によって連通し、これらすべての溝６５ｃ，６５ｅ，７５ｅ，７５ｆが大気に連通するので、ベースプレート２３の溝７１〜７３，７５が形成された面側、アパーチャプレート２４の溝６１〜６３，６５が形成された面側に接着剤を塗布してベースプレート２３、アパーチャプレート２４及びサプライプレート２５を接着積層したときに、溝６５ｅとサプライプレート２５とで囲まれた空間及び溝７５ｅ，７５ｆとアパーチャプレート２４とで囲まれた空間内に存在する空気が大気に逃げようとするので、溝６５ｅの周囲及び溝７５ｅ，７５ｆの周囲の余剰接着剤が溝６５ｅ，７５ｅ，７５ｆ内に流れ込みやすくなり、アパーチャ１２にその余剰接着剤が流れ込みにくくなる。また、アパーチャプレート２４の溝６５ｅは、厚み方向に貫通した貫通孔６７，６８と、自身のプレートではなく隣接したベースプレート２３に形成された溝７５ｅ，７５ｆとによって大気に連通しているので、アパーチャプレート２４に面内方向に延在する溝（通路）を形成する必要がなくなるとともに、アパーチャプレート２４において高密度にアパーチャ１２（個別インク流路３２の一部）を形成することができる。

また、複数の連絡孔２３ａ，２３ｂがなす列１２３ａと列１２３ｂとの間に配置された溝７５ｅ，７５ｆが貫通孔６７，６８を介してアパーチャプレート２４の溝６５ｃ，６５ｅと連通しているので、溝７５ｅ，７５ｆを大気に連通させるための溝（通路）をベースプレート２３に形成する必要がなくなり、ベースプレート２３においても高密度に複数の連絡孔２３ａ，２３ｂ（個別インク流路３２の一部）を形成することができる。また、アパーチャプレート２４に形成されたすべての溝６１〜６３，６５及びベースプレート２３に形成されたすべての溝７１〜７３，７５が、ハーフエッチング加工によって形成されているので、容易に形成することができる。

続いて、本発明の第２実施形態によるインクジェットヘッドについて、図１１を参照しつつ以下に説明する。図１１は、本発明の第２実施形態によるインクジェットヘッドのアパーチャプレートとサプライプレートとを積層したときの部分断面図である。本実施形態におけるインクジェットヘッドは、アパーチャプレート２４に貫通孔６７，６８を形成せずに、サプライプレート２５の凹部２２６，２２７を介して溝６５ｃ，６５ｅを連通させているだけで、それ以外は第１実施形態のインクジェットヘッド１とほぼ同様である。なお、第１実施形態と同様なものに関しては同符号で示し説明を省略する。

図１１に示すように、サプライプレート２５には、ハーフエッチング加工によってアパーチャプレート２４側の面において開口する凹部（第４の凹部）２２６，２２７が形成されている。凹部２２６，２２７は、アパーチャプレート２４及びサプライプレート２５が積層したときに、アパーチャプレート２４に形成された溝６５ｃ，６５ｅの一部とそれぞれと対向するように形成されている。このように、サプライプレート２５に凹部２２６，２２７が形成されていることで、アパーチャプレート２４及びサプライプレート２５が積層したとき、溝６５ｅと溝６５ｃとが連通し、溝６５ｅとサプライプレート２５とで囲まれた空間内に存在する空気が大気に逃げようとするので、溝６５ｅの周囲の余剰接着剤が溝６５ｅ内に流れ込みやすくなり、アパーチャ１２にその余剰接着剤が流れ込みにくくなる。

本発明の第１実施形態によるインクジェットヘッドの縦断面図である。 図１のヘッド本体の平面図である。 図２中の一点鎖線で囲まれた領域Ｓ１の拡大図である。 図３のIＶ−IＶ線に沿う断面図である。 図２に描かれた一点鎖線で囲まれた領域Ｓ２におけるアパーチャプレートの部分拡大図である。 図２に描かれた一点鎖線で囲まれた領域Ｓ２におけるベースプレートの部分拡大図である。 （ａ）は図５に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の部分拡大図であり、（ｂ）は図６に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の部分拡大図である。 ベースプレートとアパーチャプレートとを積層したときの部分断面図である。 図８に示すベースプレートとアパーチャプレートの分解斜視図である。 （ａ）はアクチュエータユニットと圧力室との部分拡大断面図であり、（ｂ）はアクチュエータユニットの表面に接着された個別電極の形状を示す平面図である。 本発明の第２実施形態によるインクジェットヘッドのアパーチャプレートとサプライプレートとを積層したときの部分断面図である。

符号の説明

１ インクジェットヘッド
４ 流路ユニット
５ａ 副マニホールド流路（共通インク室）
８ ノズル
１０ 圧力室
１２ アパーチャ（絞り孔）
２２ キャビティプレート
２３ ベースプレート（第３のプレート）
２３ａ 連絡孔（第１流路孔）
２３ｂ 連絡孔（第２流路孔）
２４ アパーチャプレート（第１のプレート）
２５ サプライプレート（第２のプレート）
２６〜２８ マニホールドプレート
２９ カバープレート
３０ ノズルプレート
６５ｃ 溝（第１の凹部）
６５ｅ 溝（第２の凹部）
６７，６８ 貫通孔
７５ｅ，７５ｆ 溝（第３の凹部）
１２３ａ 列（第１の列）
１２３ｂ 列（第２の列）
１２３ｃ，１２３ｄ 列（第３の列）
２２６，２２７ 凹部（第４の凹部）

Claims (4)

1. 複数のプレートが積層されることによって構成されており、共通インク室と、この共通インク室から圧力室を経てノズルに至る複数の個別インク流路とを含む流路ユニットを備えており、
   前記複数枚のプレートに含まれる第１のプレートが、
   前記共通インク室と前記圧力室とを連通させるとともに、前記個別インク流路においてインクが通過する流路断面積が最も小さい部分を形成する複数の絞り孔と、
   前記第１のプレートの一方の面において開口し、前記一方の面に隣接する第２のプレートと前記第１のプレートとを接着する接着剤を逃がすための大気に連通した第１の凹部と、
   前記一方の面において開口し、前記複数の絞り孔に囲まれつつ前記第２のプレートと前記第１のプレートとを接着する接着剤を逃がすための第２の凹部とを有し、
   前記第１のプレートの前記一方の面とは反対側の他方の面に隣接する第３のプレートが、前記第３のプレートの前記第１のプレート側の面において開口し、前記第１及び第２の凹部の一部とそれぞれ対向しつつ前記第１のプレートと前記第３のプレートとを接着する接着剤を逃がすための第３の凹部を有し、
   前記第１プレートには、前記第１の凹部と前記第３の凹部とを、前記第２の凹部と前記第３の凹部とをそれぞれ連通させる貫通孔が前記第１の凹部と前記第３の凹部とが対向する領域及び前記第２の凹部と前記第３の凹部とが対向する領域に形成されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記第３のプレートが、前記圧力室と前記絞り孔とをそれぞれ連通させる複数の第１流路孔と、前記ノズルと前記圧力室とをそれぞれ連通させる複数の第２流路孔とを有しており、
   前記複数の第１及び第２流路孔が、前記複数の第１流路孔が一方向に沿って配列された第１の列、前記第１の列を挟む位置において前記複数の第１及び第２流路孔が前記一方向に沿って交互に配列された第２の列、及び、前記第１及び第２の列を挟む位置において前記複数の第２流路孔が前記一方向に沿って配列された第３の列を構成するようにマトリクス状に配列されており、
   前記第３の凹部が、第１の列と第２の列との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
3. 複数のプレートが積層されることによって構成されており、共通インク室と、この共通インク室から圧力室を経てノズルに至る複数の個別インク流路とを含む流路ユニットを備えており、
   前記複数枚のプレートに含まれる第１のプレートが、
   前記共通インク室と前記圧力室とをそれぞれ連通させるとともに、前記個別インク流路においてインクが通過する流路断面積が最も小さい部分を形成する複数の絞り孔と、
   前記第１のプレートの一方の面において開口し、前記一方の面に隣接する第２のプレートと前記第１のプレートとを接着する接着剤を逃がすための大気に連通した第１の凹部と、
   前記一方の面において開口し、前記複数の絞り孔に囲まれつつ前記第２のプレートと前記第１のプレートとを接着する接着剤を逃がすための第２の凹部とを有し、
   前記第２のプレートには、前記第２のプレートの前記第１のプレート側の面において開口し、前記第１の凹部と前記第２の凹部とを連通させるように、前記第１及び第２の凹部の一部とそれぞれ対向する第４の凹部が形成されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
4. 各凹部が、エッチング加工で形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。

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