JP4272381B2 - インクジェットヘッド及び記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットヘッド及び記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、インクが充填される圧力室と、上記圧力室に連通して該圧力室にインクを供給する供給用インク流路と、上記圧力室に対し吐出用インク流路を介して連通するノズルと、上記圧力室に圧力を印加する圧力印加手段とを備え、この圧力印加手段によって圧力室に圧力を印加することで、該圧力室内のインクを上記ノズルから吐出させるインクジェットヘッドが知られている。
【０００３】
このインクジェットヘッドでは、インクを吐出させたときにノズルの先端開口でメニスカス振動が発生し、その振動による圧力波が、上記圧力室から供給用インク流路に伝播するようになる。こうして、供給用インク流路に伝播した圧力波は、この供給用インク流路に連通する他の圧力室に伝播し、これにより、この他の圧力室に連通する他のノズルからインクが吐出されてしまうという不都合がある。
【０００４】
そこで、例えば特開平９−３１４８３６号公報には、上記供給用インク流路の隔壁を可撓性を有するダンパ壁部により構成したものが記載されている。このものでは、供給用インク流路に相対した位置に空気室を設けると共に、この供給用インク室と空気室とを区画する隔壁を可撓性を有するダンパ壁部によって構成している。こうすることで、発生した圧力波が供給用インク流路まで伝播したときには、上記ダンパ壁部によってその圧力波が吸収・消滅されることで、他の圧力室への圧力波の伝播が防止されて、その結果、他のノズルからインクが吐出されることが防止されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、こうしたインクジェットヘッドは、積層された複数の板材を互いに接合することによって製造される。
【０００６】
ここで、上記空気室は、ダンパ壁部によって密閉された空間になっていることから、インクジェットヘッドの製造の際に加熱することで、この空気室内の圧力が高まる一方、その後温度が低下することによってこの空気室内の圧力が低下するようになる。これにより、完成したインクジェットヘッドにおいては、供給用インク流路と空気室との圧力差によって上記ダンパ壁部が撓んだ状態のままとなってしまう。このため、この撓んだままのダンパ壁部では、インク内を伝播する圧力波を吸収することができなくなる虞がある。
【０００７】
また、空気室が密閉された空間であることで、インクジェットヘッドの動作時には、周囲環境の温度変化によって上記空気室内の空気が膨張・収縮するため、空気室内の圧力が変動してしまう。このため、ダンパ壁部における吸収特性が変化してしまい、ダンパ壁部が供給インク流路内を伝播する圧力波を確実に吸収できなくなる虞もある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、インクジェットヘッドの構造を工夫することにより、ダンパ壁部が撓んだ状態のままになることや、周囲環境の温度変化に伴う空気室の圧力変化等を防止して、インクジェットヘッドの信頼性を向上させると共に、記録装置の記録品質を向上させることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、空気室を大気と連通させることとした。
【００１５】
第１の発明は、インクが充填される圧力室が形成された圧力室部品と、上記インクを吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、上記圧力室部品とノズルプレートとの間に配設されかつ、上記圧力室に連通して該圧力室にインクを供給する供給用インク流路及び上記圧力室とノズルとを連通する吐出用インク流路のそれぞれが形成されたインク流路部品と、上記圧力室に圧力を印加して該圧力室内のインクを上記ノズルから吐出させる圧力印加手段とが積層されて構成されたインクジェットヘッドを対象とする。
【００１６】
そして、上記供給用インク流路に相対して上記インク流路部品内に設けられた空気室と、上記供給用インク流路と空気室との間を区画する可撓性を有するダンパ壁部と、上記空気室と大気とを互いに連通する連通孔とを備えることを特定事項とするものである。
【００１７】
こうすることで、空気室が連通孔を介して大気に連通しているため、インクジェットヘッドを製造するときに温度変化が生じても、この空気室内の圧力は常に大気圧になる。これにより、完成したインクジェットヘッドにおいては、ダンパ壁部が撓んだままの状態になることが防止される。
【００１８】
また、インクジェットヘッドの作動時に、周囲環境の温度変化によって上記空気室内の空気が膨張・収縮しても、空気室が大気に連通していることで、この空気室内の圧力は常に大気圧になる。これにより、ダンパ壁部による吸収特性が常に一定に維持される。
【００１９】
こうして、供給用インク流路に伝播した圧力波を、このダンパ壁部のダンパー効果によって確実に吸収することができるようになり、圧力波の伝播に起因するインクの吐出が防止されて、インクジェットヘッドの信頼性が向上する。
【００２０】
ここで、インク流路部品を、ノズルプレートと圧力室部品との間に積層された複数の板材により構成し、連通孔を、上記インク流路部品内を積層方向に対し直交する方向に延びて配設して、上記インク流路部品における側面に開口するように構成してもよい。
【００２１】
こうしたときには、上記連通孔を、インク流路部品を構成する複数の板材のうちの所定の隣り合う一対の板材のそれぞれに略等間隔をあけて列状に並設した板厚方向に貫通する複数の長孔によって構成し、上記一対の板材のそれぞれに形成された長孔を、該板材を積層したときに一方の板材に形成した長孔と他方の板材に形成した長孔との端部同士が積層方向に連通するように、その列方向に互いに位置をずらせて配設してもよい。
【００２２】
こうすることで、連通孔は、一対の板材においてその積層方向に交互に連通して形成されるようになる。また、こうして連通孔を構成したときには、各板材には貫通孔が列状に並設して形成されるだけであるため、積層する前の各板材の強度が低下することが抑制され、その結果、インクジェットヘッドの製造の際の各板材の取り扱いが容易になる。
【００２３】
上記連通孔はまた、インク流路部品を構成する複数の板材のうちの所定の一つの板材に該板材の端部に開口するように形成された割り溝によって構成してもよい。
【００２４】
この場合、連通孔を構成する割り溝は、空気室からインク流路部品の側面に向かって蛇行して形成することが好ましい。こうすることで、割り溝を直線状に形成した場合よりも板材の強度は低下せず、インクジェットヘッドの製造時における板材の取り扱いが容易になる。
【００２５】
また、連通孔は、上記インク流路部品内を積層方向に延びて配設して、ノズルプレート側又は圧力室部品側の端面に開口するように構成してもよい。
【００２６】
この場合は、インク流路部品を構成する板材を積層したときに、その積層方向に互いに連通するように各板材に貫通孔を形成すれば、連通孔を構成することができる。このため、積層前の各板材の強度が低下せず、インクジェットヘッドの製造時における各板材の取り扱いが容易になる。
【００２７】
ここで、それぞれ互いに異なる色のインクを供給する複数の供給用インク流路を備えると共に、該各供給用インク流路毎にダンパ壁部によって区画された空気室を設け、連通孔は、上記各空気室毎に、該空気室と大気とを連通するように設けてもよい。
【００２８】
また、供給用インク流路を、各色毎に複数備えると共に、該各供給用インク流路毎にダンパ壁部により区画された空気室を設け、連通孔は、上記各空気室毎に、該空気室と大気とを連通するように設けてもよい。
【００２９】
こうすることで、各供給用インク流路に対応して設けられた各空気室は、それぞれ常に大気圧になり、これにより、この各供給用インク流路に伝播した圧力波をダンパ壁部によって確実に吸収することができる。
【００３０】
上記連通孔と空気室とを連通する連通口は、その口縁部がダンパ壁部とは積層方向に離れた位置になるように配設することが好ましい。
【００３１】
つまり、例えば連通口の口縁部がダンパ壁部によって構成されるようにすれば、その口縁部とダンパ壁部とは積層方向に接することになるが、この場合、上記ダンパ壁部の周縁部の一部が、上記連通口が存在することで固定されなくなる。このため、ダンパ壁部の撓み変形に歪みが生じて、圧力波の吸収が確実に行われなくなる虞がある。
【００３２】
これに対し、連通口の口縁部がダンパ壁部とは積層方向に離れた位置になるように上記連通口を配設すると、上記ダンパ壁部の全周縁が固定されることになるため、ダンパ壁部の撓み変形が均等になり、その結果、圧力波の吸収を確実に行うことができる。
【００３３】
また、インク流路部品とノズルプレートとの間に、連通孔を保護するための保護部品を介設することが好ましい。
【００３４】
すなわち、インクジェットヘッドの製造時においては、圧力印加手段、圧力室部品及びインク流路部品を互いに接合させた後に、これにノズルプレートを接合することになる。このとき、本発明においては、連通孔を設けることでインク流路部品の内部には空間ができているため、その空間部分における強度が低下してしまう。
【００３５】
そこで、インク流路部品とノズルプレートとの間に保護部品を介設することで、この保護部材によって連通孔（空間部分）が保護され、ノズルプレートの接合の際の取り扱いが容易になる。
【００３６】
さらに、第１の発明は、保護部品には、第２空気室と、該第２空気室と大気とを互いに連通する第２連通孔とを設けている。
【００３７】
こうすることで、もし保護部品に上記第２空気室や第２連通孔が設けられていないと、ノズルプレートを保護部品に接合する際に、このノズルプレートと保護部品との間等に存在する空気が膨張することで、ノズルプレートと保護部品との間に介在する接着剤が流れ出し、これにより、ノズルプレートと保護部品との間の接合層に穴が生じたりする場合がある。その結果、例えばノズルプレートに設けられた複数のノズルの間が上記穴により連通してしまったりする虞がある。
【００３８】
そこで、ノズルプレートが接合される保護部材に、第２空気室と第２連通孔とを形成することで、このノズルプレートと保護部品との間等で膨張した空気は、上記第２空気室から第２連通孔を介して外部に逃げ、これにより、ノズルプレートと保護部品との間の接合層に穴が生じたりすることを防止することができる。
【００３９】
また、上記連通孔と第２連通孔とは、積層方向に対し直交する方向に互いに位置をずらせて配設するのが好ましい。
【００４０】
これは、インクジェットヘッドの製造の際に関連するものであり、インクジェットヘッドは、インク流路部品と保護部品とを積層させた状態で、その積層方向に加圧しつつ加熱することによって、これらを互いに接合させて製造する。このとき、仮に、連通孔と第２連通孔とが積層方向に対し直交した方向に互いに同じ位置に配設されていると、連通孔の空間と第２連通孔の空間とが積層方向に隣り合うことになる。このため、各部品を積層方向に加圧しても上記空間の存在によりその力が積層方向に確実に伝わらず、その結果、接合不良が生じる虞がある。
【００４１】
これに対し、連通孔と第２連通孔とを、積層方向に対し直交する方向に互いに位置をずらせて配設すると、この連通孔の空間と第２連通孔の空間とが積層方向に隣り合わなくなることから、各部品を積層方向に加圧したときには、その力が積層方向に確実に伝わり、その結果、各部品の接合を確実に行うことができる。
【００４２】
また、インク流路部品及び保護部品を、それぞれ複数の板材を積層することにより構成し、上記連通孔を、上記インク流路部品を構成する複数の板材のうちの所定の隣り合う一対の板材のそれぞれに略等間隔をあけて列状に並設された板厚方向に貫通する複数の長孔であって、上記板材を積層したときに一方の板材に形成された長孔と他方の板材に形成された長孔との端部同士が積層方向に連通するように、その列方向に互いに位置をずらせて配設された長孔によって構成する一方、上記第２連通孔を、上記連通孔に対し積層方向に相対した位置において、上記保護部品を構成する複数の板材のうちの所定の隣り合う一対の板材のそれぞれに略等間隔をあけて列状に並設された板厚方向に貫通する複数の長孔であって、上記板材を積層したときに一方の板材に形成された長孔と他方の板材に形成された長孔との端部同士が積層方向に連通するように、その列方向に互いに位置をずらせて配設された長孔によって構成する。
【００４３】
そして、上記第２連通孔の各長孔と連通孔の各長孔とを、その列方向の位置が互いにずれるように配設してもよい。
【００４４】
こうすることで、連通孔と第２連通孔とが積層方向に隣り合う位置に配設されていても、上記連通孔を構成する各長孔（空間）と第２連通孔を構成する各長孔（空間）とは積層方向に隣り合わなくなる。このため、第２連通孔のレイアウトが容易になると共に、上述したように、各部品を積層方向に加圧したときには、その力が積層方向に確実に伝わり、その結果、各部品の接合を確実に行うことができる。
【００４７】
第２の発明は記録装置に係り、請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載のインクジェットヘッドを備え、上記インクジェットヘッドのノズルから記録媒体に、インクを吐出して記録を行うように構成することを特定事項とするものである。
【００４８】
このことにより、インクジェットヘッドに設けられたダンパ壁部によって、ノズルから圧力室を介して供給用インク流路内に伝播した圧力波が、確実に吸収され、これにより、この圧力波が起因して他のノズルからインクが吐出されることのない記録装置、つまり、記録品質が向上した記録装置が構成される。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明におけるインクジェットヘッド及び記録装置によれば、空気室と大気とを連通させることで、ダンパ壁部が撓んだままの状態になることを防止することができる。また、インクジェットヘッドの作動時に周囲環境の温度が変化しても空気室内の圧力は一定であるため、ダンパ壁部における吸収特性を一定にすることができる。
【００５０】
こうして、このダンパ壁部による圧力波の吸収が確実に行われ、インクの吐出を安定化することができる。その結果、インクジェットヘッドの信頼性を向上させることができる。
【００５１】
また、空気室と大気とを連通する連通孔を、一対の板材のそれぞれに互い違いに長孔を設けることで構成したり等することで、インク流路部品を構成する板材の強度の向上が図られ、インクジェットヘッドの製造時における板材の取り扱いを容易にすることができる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【００５３】
＜前提の形態＞
図１は、本発明の前提の形態に係るインクジェット式の記録装置Ａの概略を示し、この記録装置Ａは、上面に、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色のインクを有する４つのインクカートリッジ１３が装着されかつ該インクを後述の如く記録媒体としての記録紙１４に吐出するインクジェットヘッド１を備えている。このインクジェットヘッド１はキャリッジ１１に支持固定され、このキャリッジ１１には、図示を省略するキャリッジモータが設けられ、このキャリッジモータにより上記インクジェットヘッド１及びキャリッジ１１が主走査方向（図１及び図２に示すＸ方向）に延びるキャリッジ軸１２にガイドされてその方向に往復動するようになっている。
【００５４】
上記記録紙１４は、図示を省略する搬送モータによって回転駆動される２つの搬送ローラ１５に挟まれていて、この搬送モータ及び各搬送ローラ１５により、上記インクジェットヘッド１の下側において上記主走査方向と直交する副走査方向（図１及び図２に示すＹ方向）に搬送されるようになっている。
【００５５】
上記インクジェットヘッド１は、図２〜図６に示すように、その上面側（図３又は図４における上側）に圧力室用凹部３２が形成されると共に、その下面側（図３又は図４における下側）にノズル５１が形成されかつ、上記圧力室用凹部３２とノズル５１との間に供給用インク流路４１が形成されたヘッド本体２を備えている。
【００５６】
上記供給用インク流路４１は、上記各色のインクカートリッジ１３と接続されて、このインクカートリッジ１３よりインクが供給される流路であって、ブラックのインク用として３つ（４１Ｂ）、シアン、マゼンタ、イエローの各インク用としてそれぞれ２つ（４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ）の合計９つを備えている。この９つの供給用インク流路４１はそれぞれ副走査方向に延びて配設されていると共に、主走査方向には所定の間隔をあけた状態で並設されている。
【００５７】
この各供給用インク流路４１は、１１枚のステンレス鋼薄板を積層してなるインク流路部品４で構成されており、このインク流路部品４には、上記供給用インク流路４１の上壁部に、互いに上記副走査方向に略等間隔をあけた状態で並設されたオリフィス３ｃと、供給用インク流路４１の側方位置において、互いに上記副走査方向に略等間隔をあけた状態で並設された吐出用インク流路４２とがそれぞれ形成されている。
【００５８】
上記各オリフィス３ｃは、上記圧力室用凹部３２（圧力室３１）にインクを供給するための供給口３ａに接続されるものであり、インク流路部品４において板厚が他よりも小さい上から２番目のステンレス鋼薄板に形成されており、その径は約３８μｍに設定されている。
【００５９】
また、上記吐出用インク流路４２は、上記圧力室用凹部３２（圧力室３１）からインクを吐出するための吐出口３ｂと上記ノズル５１とを連通するものであり、この吐出用インク流路４２を区画形成する各板材の貫通孔は、上側から下側に向かうにつれてその径が順次縮小するようになっていて、これにより、上記吐出用インク流路４２の内側面には段部が形成されている。
【００６０】
また、上記インク流路部品４において、上記各供給用インク流路４１（４１Ｂ〜４１Ｙ）に対して板材の積層方向に相対した位置には、下方に開口する空気室用凹部４５が副走査方向に延びて形成されており、上記インク流路部品４の下側に後述するノズルプレート５が接合されることで空気室用凹部４５が閉塞され、これにより、空気室４３が形成されるようになっている。
【００６１】
上記供給用インク流路４１と空気室４３との間は、他よりも板厚の小さい（約１０μｍ）ステンレス鋼薄板によって区画されており、こうすることで、上記供給用インク流路４１の底壁部は、可撓性を有するダンパ壁部４４によって構成されることになる。この空気室４３とダンパ壁部４４とによって、圧力吸収手段が構成される。
【００６２】
そして、上記インク流路部品４には、空気室４３と大気とを連通させる連通孔６が設けられており、この連通孔６は、空気室４３の一端部（インクカートリッジ１３の接続側とは逆側の端部）から副走査方向に延びて、インク流路部品４の側面に開口するように構成されている。
【００６３】
この連通孔６は、図６〜図８に示すように、上記空気室４３の側壁に開口しかつ副走査方向に延びる第１接続部６１と、この第１接続部６１の端部に接続しかつインク流路部品４内を上方に延びる第２接続部６２と、この第２接続部６２の上端部に接続しかつインク流路部品４内を副走査方向に延びてヘッド本体２の側部に開口する本体部６３とから構成されている。
【００６４】
上記連通孔６の第１接続部６１は、その側壁が上記ダンパ壁部４４を構成する板材よりも下側に位置する２つの板材の内の、下側の板材に対して板厚方向に貫通して形成された貫通孔により構成されている。これにより、この第１接続部６１における空気室４３との連通口は、その縁部が上記ダンパ壁部４４とは積層方向に、板材の板厚分（図６のｔ参照）だけ離れた位置となるように配設される。
【００６５】
上記連通孔６の第２接続部６２は、上記ダンパ壁部４４を構成する板材と、この板材を挟んだ上側の１つの板材及び下側の２つの板材との合計４つの板材のそれぞれに、積層方向に互いに連通するよう形成された貫通孔により構成されている。
【００６６】
そして、上記連通孔６の本体部６３は、上記ダンパ壁部４４を構成する板材よりも上側に位置する２つの板材それぞれに形成された貫通孔によって形成されている。すなわち、上記２つの板材のそれぞれには、略等間隔をあけて列状に並設された板厚方向に貫通する複数の長孔６３ａが形成されており（図８参照。尚、図例は、２つの板材の内の下側の板材４を示す。）、上記長孔６３ａは、上記板材を積層したときに一方の板材に形成された長孔６３ａと他方の板材に形成された長孔６３ａとの端部同士が積層方向に連通するように、その列方向に位置をずらせて配設されている。
【００６７】
尚、連通孔６における貫通孔や、長穴６３ａの形状は、円や楕円形状でもよいし、三角形や四角形等に代表される多角形状でもよいし、その他のの不規則形状でもよい。また、これらの貫通孔や長穴６３ａは、例えばエッチング等によって形成すればよい。
【００６８】
上記インク流路部品４の上側には、約２００μｍ厚の感光性ガラス製の圧力室部品３が接合固定されており、この圧力室部品３は、上記オリフィス３ｃに接続された供給口３ａ及び吐出用インク流路４２に接続された吐出口３ｂを有する複数の圧力室用凹部３２の側壁部を構成している。尚、この凹部３２の底壁部は、上記インク流路部品４により構成される。
【００６９】
各凹部３２は、該ヘッド本体２の上面に上記主走査方向に延びるように開口されていて、互いに上記副走査方向に略等間隔をあけた状態で並設されている。上記各凹部３２開口の全長は約１２５０μｍに、幅は約１３０μｍにそれぞれ設定されている。尚、上記各凹部３２の開口の両端部は、略半円形状をなしている。
【００７０】
一方、上記インク流路部品４の下側には、ステンレス鋼からなるノズルプレート５が接合固定されている。
【００７１】
上記ノズルプレート５には、インク滴を上記記録紙１４に向けて吐出するための複数のノズル５１が形成されており、この各ノズル５１は、吐出用インク流路４２を介して上記各凹部３２の吐出口３ｂにそれぞれ連通されている。そして、この複数のノズル５１，５１，…は、インクジェットヘッド１の下面において、上記副走査方向に列状に並んで配設されて、ノズル列５１ａを構成している。このノズル列５１ａは、ブラックインク用の供給用インク流路４１Ｂの１つを除く全ての供給用インク流路４１それぞれに対応して１つ設けられていて（尚、ブラックインク用の供給用インク流路４１Ｂの１つには、ノズル列５１ａがその主走査方向の両側に２つ設けられている）、隣り合う一対のノズル列５１ａにおいては、一方のノズル列５１ａのノズル５１が、他方のノズル列５１ａのノズル５１に対して副走査方向（ノズル列５１ａの列方向）に半ピッチだけずれるように、各ノズル５１が配設されている。
【００７２】
また、上記各ノズル５１は、ノズル径がノズル先端側に向かって小さくなるテーパ部と、該テーパ部のノズル先端側に連続して設けられたストレート部とからなり、このストレート部のノズル径は約２０μｍに設定されている。
【００７３】
尚、このノズルプレート５の下面は、撥水膜（図示省略）で被覆されている。この撥水膜は、公知の方法により形成することが可能である。
【００７４】
上記ヘッド本体２の各凹部３２の上側には、圧電アクチュエータ２１がそれぞれ設けられている。この各圧電アクチュエータ２１は、上記ヘッド本体２の上面に接合固定された状態で該ヘッド本体２の各凹部３２を塞いで該凹部３２と共に圧力室３１を構成するＣｒ製の振動板２２を有している。この振動板２２は、全ての圧電アクチュエータ２１に共通の１つのものからなっていて、後述の全圧電素子２３に共通の共通電極としての役割をも果たしている。尚、振動板２２とは別に共通電極を設けるようにしてもよい。
【００７５】
また、上記各圧電アクチュエータ２１は、上記振動板２２の上記圧力室３１と反対側面（上面）において圧力室３１に対応する部分（凹部３２開口に対向する部分）にＣｕ製の中間層２５を介してそれぞれ設けられかつチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電素子２３と、この各圧電素子２３の上記振動板２２と反対側面（上面）にそれぞれ接合され、該振動板２２と共に各圧電素子２３に電圧（駆動電圧）をそれぞれ印加するためのＰｔ製個別電極２４とを有している。
【００７６】
上記振動板２２，各圧電素子２３、各個別電極２４及び各中間層２５は、全て薄膜で形成されてなっており、振動板２２の厚みは約６μｍに、各圧電素子２３の厚みは８μｍ以下（例えば約３μｍ）に、各個別電極２４の厚みは約０．２μｍに、各中間層２５の厚みは約３μｍにそれぞれ設定されている。
【００７７】
上記各圧電アクチュエータ２１は、その振動板２２と各個別電極２４とを介して各圧電素子２３に駆動電圧を印加することにより該振動板２２の圧力室３１に対応する部分（凹部３２開口部分）を変形させることで、該圧力室３１内のインクを吐出口３ｂないしノズル５１から吐出させるようになっている。すなわち、振動板２２と個別電極２４との間にパルス状の電圧を印加すると、そのパルス電圧の立ち上がりにより圧電素子２３が圧電効果によりその厚み方向と垂直な幅方向に収縮するのに対し、振動板２２、個別電極２４及び中間層２５は収縮しないので、いわゆるバイメタル効果により振動板２２の圧力室３１に対応する部分が圧力室３１側へ凸状に撓んで変形する。この撓み変形により圧力室３１内の圧力が高まり、この圧力で圧力室３１内のインクが吐出口３ｂ及び吐出用インク流路４２を経由してノズル５１から押し出される。そして、上記パルス電圧の立ち下がりにより圧電素子２３が伸長して振動板２２の圧力室３１に対応する部分が元の状態に復帰し、このとき、上記ノズル５１から押し出されていたインクがインク流路１２内のインクから引きちぎられて、インク滴（例えば３ｐｌ）として記録紙１４へ吐出され、該記録紙１４面にドット状に付着することとなる。また、上記振動板２２が凸状に撓んで変形した状態から元の状態に復帰する際に、圧力室３１内には上記インクカートリッジ１３より供給用インク流路４１及び供給口３ａを介してインクが充填される。尚、各圧電素子２３に印加するパルス電圧としては、上記のように押し引きタイプのものでなくても、第１の電圧から該第１の電圧よりも低い第２の電圧まで立ち下がった後に上記第１の電圧まで立ち上がる引き押しタイプのものであってもよい。
【００７８】
上記各圧電素子２３への駆動電圧の印加は、インクジェットヘッド１及びキャリッジ１１を主走査方向において記録紙１４の一端から他端まで略一定速度で移動させているときに所定時間（例えば５０μｓ程度：駆動周波数２０ｋＨｚ）毎に行われ（但し、インクジェットヘッド１が記録紙１４におけるインク滴を着弾させない箇所に達したときには電圧が印加されない）、このことで、記録紙１４の所定位置にインク滴を着弾させる。そして、１走査分の記録が終了すると、搬送モータ及び各搬送ローラ１５により記録紙１４を副走査方向に所定量搬送し、再度、インクジェットヘッド１及びキャリッジ１１を主走査方向に移動させながらインク滴を吐出させて、新たな１走査分の記録を行う。この動作を繰り返すことによって、記録紙１４全体に所望の画像が形成される。
【００７９】
こうして、圧電アクチュエータ２１を駆動させることによって、ノズル５１からインクを吐出させたときには、このノズル５１の先端開口においてメニスカス振動が生じ、これにより、吐出用インク流路４２、圧力室３１を介して供給用インク流路４１に圧力波が伝播する。この供給用インク流路４１に伝播した圧力波が上記ダンパ壁部４４まで到達すれば、このダンパ壁部４４が撓むことで、上記圧力波が吸収・消滅する。こうして、上記供給用インク流路４１を伝播する圧力波によって他のノズル５１からインクが吐出してしまうという不都合を回避することができる。
【００８０】
このとき特に、連通孔６の第１接続部６１が空気室４３に連通する連通口を、その縁部がダンパ壁部４４に対して、板材の板圧分だけ積層方向に離して配設することで、上記ダンパ壁部４４の全周縁が、インク流路部品４を構成する板材によって挟持・固定されるようになる。これにより、ダンパ壁部４４の撓みに歪み等が生じずに、その撓み変形が均等になり、その結果、圧力波の吸収を確実に行うことができる。
【００８１】
このインクジェットヘッド１は、圧電アクチュエータ２１と、圧力室部品３とが予め接合された第１ブロックに、複数の板材を積層して接合したインク流路部品４を接合すると共に、このインク流路部品４に対してノズルプレート５を接合することによって製造される。
【００８２】
このうち、インク流路部品４は、各板材の表面に接着剤を塗布した上で重ね合わせて接合するようにしている。このときの加熱により、空気室４３内の空気が膨張しその後温度が低下して収縮するが、この空気室４３は連通孔６を介して大気に連通しているため、空気室４３内の圧力は常に大気圧になる。このため、上記空気室４３が密閉空間であるときには、インクジェットヘッド１の製造の際の温度変化によって生じる供給用インク流路４１と空気室４３との間の圧力差でダンパ壁部４４が撓んだままの状態になってしまうところを、これが防止される。また、インクジェットヘッド１の作動時において周囲環境の温度が変化しても、空気室４３が大気に連通していることで、この空気室４３内の圧力は常に大気圧である。
【００８３】
これにより、ダンパ壁部４４による圧力波の吸収を確実に行うことができるようになり、その結果、ノズル５１からインクを安定して吐出して、インクジェットヘッド１の信頼性を向上させ、さらには、記録装置Ａの記録品質を向上させることができる。
【００８４】
また、連通孔６は、インク流路部品４を構成する板材に設けた貫通孔（長孔６３ａ）によって構成されるため（図８参照）、積層前の各板材の強度低下を抑制することができる。これにより、製造の際の取り扱いが容易になる。
【００８５】
尚、上記前提の形態では、各色のインク毎に複数設けられた供給用インク流路４１に対応する空気室４３毎に、連通孔６を設けるようにしているが、例えば、連通孔６を、各色のインク毎に一つ設けるようにしてもよい。つまり、複数の供給用インク流路４１に共通の連通孔６を設けるようにしてもよい。
【００８６】
また、空気室４３及びダンパ壁部４４からなる圧力吸収手段は、各供給用インク流路４１に対して板材の積層方向に相対した位置に設けなくても、その他の位置、例えば各供給用インク流路４１の側壁に相対した位置等に設けてもよい。
【００８７】
（第１変形例）
第１変形例は、図９〜図１１に示すように、連通孔６が、ダンパ壁部４４を構成する板材よりも下側に配設された２つの板材のうちの下側の板材に形成された割り溝６４よって構成されている。尚、この第１変形例に係るインクジェットヘッド１において、上記第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００８８】
上記割り溝６４は、板材の縁部に開口すると共に、副走査方向に延びて上記空気室４３に開口して形成されており、この板材によって連通孔６の側壁部が構成されると共に、上記連通孔６の上壁部は上記板材よりも上側に位置する板材により、またその底壁部はノズルプレート５により構成されている。
【００８９】
また、上記割り溝６４は、副走査方向に延びる複数の長孔６４ａの端部同士が互いに連通することで副走査方向に連続して形成されており、副走査方向に隣り合う一対の長孔６４ａは、主走査方向に互いに位置をずらして配設されている。これにより、上記割り溝６４は、空気室４３からインク流路部品４の側面に向かって蛇行して形成されている。
【００９０】
こうした連通孔６を設けることで、第１実施形態と同様に、空気室４３内を常に大気圧にすることができ、これにより、ダンパ壁部４４による圧力波の吸収を確実に行うことができる。その結果、ノズル５１からインクを安定して吐出してインクジェットヘッド１の信頼性を向上させると共に、記録装置Ａの記録品質を向上させることができる。
【００９１】
また、連通孔６を構成する割り溝６４を蛇行して形成することにより、割り溝６４が形成された板材の強度低下が抑制され、その結果、インクジェットヘッド１の製造時の板材の取り扱いを容易にすることができる。
【００９２】
（第２変形例）
第２変形例は、図１２に示すように、連通孔６が、インク流路部品４を構成する所定の一つの板材に設けられた割り溝６５により構成される例であるが、この割り溝６５は、第１変形例とは異なり直線状に形成されている。
【００９３】
こうした直線状の割り溝６５により連通孔６を構成しても、空気室４３と大気とが連通することで、この空気室４３を常に大気圧にすることができ、その結果、ノズル５１からインクを安定して吐出して、インクジェットヘッド１の信頼性を向上させることができる。
【００９４】
但し、割り溝６５を直線状に形成することで、その板材の強度の低下を招く虞がある。このため、積層前の板材の取り扱いの容易さの観点からは、第１変形例のように、蛇行した割り溝６４を設けたほうが好ましい。
【００９５】
（第３変形例）
第３変形例は、連通孔６が副走査方向に延びるのではなく、上下方向に延びる例である。
【００９６】
つまり、図１３及び図１４に示すように、第３変形例では、連通孔６は、接続部６１と、本体部６６とから構成されており、上記接続部６１は、ダンパ壁部４４を構成する板材よりも下側に配設された２つの板材のうちの下側の板材に副走査方向の延びて形成された長孔（板厚方向に貫通する長孔）によって構成される一方、本体部６６は、この長孔の端部に連続するようにノズルプレート５に形成された貫通孔によって構成されている。
【００９７】
こうすることでも、空気室４３と大気とが連通孔６によって連通されて、これにより、空気室４３内を常に大気圧にすることができる。その結果、ダンパ壁部４４による圧力波の吸収を確実に行うことができるようになって、ノズル５１からインクを安定して吐出してインクジェットヘッド１の信頼性を向上させると共に、記録装置Ａの記録品質を向上させることができる。
【００９８】
また、上記連通孔６も、インク流路部品４の板材及びにノズルプレート５のそれぞれに貫通孔を形成することだけで構成されるため、各板材（板材及びノズルプレート５５の強度の低下が防止され、インクジェットヘッド１の製造時における各板材の取り扱いを容易にすることができる。
【００９９】
尚、連通孔６としては、インクジェットヘッド１の下面（ノズルプレート５）に開口するのではなく、同図の二点鎖線で示すように、インクジェットヘッド１の上面に開口するように構成してもよい。つまり、インク流路部品４を構成する各板材に貫通孔を形成すると共に、圧力室用部品６及び圧電アクチュエータ２１の振動板２２にも貫通孔を設け、積層したときにこれらの貫通孔が互いに連通するようにしてもよい。
【０１００】
こうすることでも、インク流路部品４を構成する各板材と、圧力室用部品６及び振動板２２とのそれぞれに貫通孔を形成することだけで、連通孔６が構成されるようになるため、各板材等の強度の低下が防止され、インクジェットヘッド１の製造時における各板材の取り扱いを容易にすることができる。
【０１０１】
＜第１実施形態＞
第１実施形態は、図１５に示すように、インク流路部品４とノズルプレート５との間に保護部品７を介設し、これにより、インク流路部品４に形成された連通孔６の保護をするようにしたものである。
【０１０２】
尚、インクジェットヘッド１の基本的な構成は、上記第１実施形態と同様であるため、同じ構成の部分については同じ符号を付してその説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【０１０３】
上記保護部品７は、インク流路部品４とノズルプレート５との間で積層された２枚の板材によって構成されており、この保護部品７には、第２空気室７１と、第２連通孔８とがそれぞれ形成されている。
【０１０４】
上記第２空気室７１は、供給用インク流路４１における空気室４３に対して板材の積層方向に相対する位置に形成されている。また、第２連通孔８は、連通孔に対して板材の積層方向に相対する位置で副走査方向に延びて形成されており、これにより、この第２空気室７１と大気とを連通するように構成されている。
【０１０５】
この第２連通孔８は、上記連通孔６の本体部６３と同様に、保護部品７を構成する２つの板材それぞれに形成された貫通孔（長孔）によって形成されている。すなわち、上記２つの板材のそれぞれには、略等間隔をあけて列状に並設された板厚方向に貫通する複数の長孔８１が形成されており、上記長孔８１は、上記板材を積層したときに一方の板材に形成された長孔８１と他方の板材に形成された長孔８１との端部同士が積層方向に連通するように、その列方向に位置をずらせて配設されている。また、この第２連通孔８の各長孔８１は、上記連通孔６（本体部６３）の各長孔６３ａとはその列方向の位置が互いにずれるように配設されている。
【０１０６】
インクジェットヘッド１の製造時においては、圧電アクチュエータ２１、圧力室部品３及びインク流路部品４を互いに接合した後に、これにノズルプレート５を接合することになるが、このとき、連通孔６を設けることでインク流路部品４の内部には空間ができているため、その空間部分における強度が低下してしまう。
【０１０７】
そこで、インク流路部品４とノズルプレート５との間に保護部品７を介設することで、連通孔６（空間部分）が保護され、インクジェットヘッド１の製造時における取り扱いを容易にすることができる。
【０１０８】
また、上記保護部品７内に、第２空気室７１と第２連通孔８とを備えることで、この保護部品７に対してノズルプレート５を接合するときには、この保護部品７とノズルプレートとの間等で膨張した空気が、上記第２空気室７１から第２連通孔８を介してインクジェットヘッド１の外部に逃げる。これにより、保護部品７とノズルプレート５との間の接合層に穴が生じることでノズル同士が連通してしまうことを、未然に防止することができる。
【０１０９】
また、インクジェットヘッド１は、インク流路部品４と保護部品７とを積層させた状態でその積層方向に加圧しつつ加熱することにより、これらを互いに接合させて製造するが、このとき、仮に連通孔６（本体部６３）の各長孔６３ａと第２連通孔８の各長孔８１とが列方向の位置が互いに同じ位置に配設されていると、連通孔６の長孔６３ａの空間と第２連通孔８の長孔８１の空間とが積層方向に隣り合うことになる。このため、各部品を積層方向に加圧しても上記空間の存在によりその力が積層方向に確実に伝わらず、その結果、接合不良が生じる虞がある。
【０１１０】
これに対し、第１実施形態の如く、第２連通孔８の各長孔８１を、上記連通孔６の各長孔６３ａとはその列方向の位置が互いにずれるように配設することで、この連通孔６の空間と第２連通孔８の空間とが積層方向に隣り合わなくなることから、各部品を積層方向に加圧したときには、その力が積層方向に確実に伝わり、その結果、各部品の接合を確実に行うことができる。
【０１１１】
尚、上記連通孔６及び第２連通孔８の構造は、上述したものに限らず、例えばそれぞれ、上記前提の形態の第１〜第３変形例のように構成してもよい。
【０１１２】
また、連通孔６と第２連通孔８とは、例えば図１６に示すように、積層方向に対し直交する方向に互いに位置をずらせて配設してもよい。こうすることでも、第２連通孔８による空間と、連通孔６による空間とが積層方向に隣り合わなくなるため、インクジェットヘッド１の製造の際には、各部品の接合を確実に行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の前提の形態に係るインクジェット式記録装置を示す概略斜視図である。
【図２】インクジェットヘッドの部分底面図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】図２のIV−IV線断面図である。
【図５】第１実施形態に係るインクジェットヘッドの底面図である。
【図６】図５のV−V線断面図である。
【図７】前提の形態に係る連通孔の構造を示す斜視説明図である。
【図８】長穴が形成されたインク流路部品を示す平面図である。
【図９】第１変形例に係るインクジェットヘッドを示す図５対応図である。
【図１０】図９のVI−VI線断面図である。
【図１１】第１変形例に係る連通孔の構造を示す図７対応図である。
【図１２】第２変形例に係る連通孔の構造を示す図７対応図である。
【図１３】第３変形例に係るインクジェットヘッドを示す図５対応図である。
【図１４】図１３のVII−VII線断面図である。
【図１５】第１実施形態に係るインクジェットヘッドの部分断面を示す図６対応図である。
【図１６】第１実施形態の変形例に係るインクジェットヘッドを示す図５対応図である。
【符号の説明】
１ インクジェットヘッド
１４ 記録媒体
２１ 圧電アクチュエータ（圧力印加手段）
２２ 振動板（圧電アクチュエータ）
３ 圧力室部品
３１ 圧力室
４ インク流路部品
４１ 供給用インク流路
４１Ｂ〜４１Ｙ 供給用インク流路
４２ 吐出用インク流路
４３ 空気室（圧力吸収手段）
４４ ダンパ壁部（圧力吸収手段）
５ ノズルプレート
５１ ノズル
６ 連通孔
６３，６６ 本体部（連通孔）
６３ａ 長孔（連通孔）
６４，６５ 割り溝
７ 保護部品
７１ 第２空気室
８ 第２連通孔
８１ 長孔（第２連通孔）
Ａ 記録装置

Claims (4)

1. インクが充填される圧力室が形成された圧力室部品と、
   上記インクを吐出するノズルが形成されたノズルプレートと、
   上記圧力室部品とノズルプレートとの間に配設されかつ、上記圧力室に連通して該圧力室にインクを供給する供給用インク流路及び上記圧力室とノズルとを連通する吐出用インク流路のそれぞれが形成されたインク流路部品と、
   上記圧力室に圧力を印加して該圧力室内のインクを上記ノズルから吐出させる圧力印加手段とが積層されて構成されかつ、
   上記供給用インク流路に相対して上記インク流路部品内に設けられた空気室と、
   上記供給用インク流路と空気室との間を区画する可撓性を有するダンパ壁部と、
   上記空気室と大気とを互いに連通する連通孔とを備え、上記インク流路部品と上記ノズルプレートとの間に、上記連通孔を保護するための保護部品が介設されたインクジェットヘッドであって、
   上記保護部品には、第２空気室と、該第２空気室と大気とを互いに連通する第２連通孔とが設けられていることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 上記連通孔と上記第２連通孔とは、積層方向に対し直交する方向に互いに位置をずらせて配設されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
3. 上記インク流路部品及び上記保護部品は、それぞれ複数の板材を積層することにより構成され、
   上記連通孔は、上記インク流路部品を構成する複数の板材のうちの所定の隣り合う一対の板材のそれぞれに略等間隔をあけて列状に並設された板厚方向に貫通する複数の長孔であって、上記板材を積層したときに一方の板材に形成された長孔と他方の板材に形成された長孔との端部同士が積層方向に連通するように、その列方向に互いに位置をずらせて配設された長孔によって構成されている一方、
   上記第２連通孔は、上記連通孔に対し積層方向に相対した位置において、上記保護部品を構成する複数の板材のうちの所定の隣り合う一対の板材のそれぞれに略等間隔をあけて列状に並設された板厚方向に貫通する複数の長孔であって、上記板材を積層したときに一方の板材に形成された長孔と他方の板材に形成された長孔との端部同士が積層方向に連通するように、その列方向に互いに位置をずらせて配設された長孔によって構成され、
   上記第２連通孔の各長孔と連通孔の各長孔とは、その列方向の位置が互いにずれるように配設されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェットヘッド。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載のインクジェットヘッドを備え、上記インクジェットヘッドのノズルから記録媒体に、インクを吐出して記録を行うように構成されていることを特徴とする記録装置。

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