(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化や軽量化を図るインクジェットヘッドを提供する。【解決手段】複数の圧力室が、主走査方向に沿った複数の圧力室列を形成している。副走査方向に隣接した第１〜第４の圧力室列１１ａ〜１１ｄが１つの圧力室列群を形成している。主走査方向に配列された複数のノズル８からなるノズル列は、第１〜第４の圧力室列１１ａ〜１１ｄとそれぞれ係るように第１〜第４のノズル列１５ａ〜１５ｄに分けられる。第１〜第４のノズル列が圧力室列群毎に対応して４つのノズル列群１６Ｍ，１６Ｙ，１６Ｃ，１６Ｋを構成している。ノズル列群１６Ｙに属する第１のノズル列１５ａがノズル列群１６Ｍに属する第３及び第４のノズル列１５ｃ，１５ｄのほぼ中間に位置し、ノズル列群１６Ｃに属する第１のノズル列１５ａがノズル列群１６Ｙに属する第３及び第４のノズル列１５ｃ，１５ｄのほぼ中間に位置している。【選択図】図５
2011016368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に等間隔に配置された複数のノズルと、前記一方向に千鳥状に隣接配置されており且つそれぞれが前記ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って前記一方向に配列された互いに平行な複数の圧力室列において、前記一方向と直交する直交方向に隣接した４つの前記圧力室列毎に構成された互いに平行な複数の圧力室列群と、前記一方向に沿って延在しており且つそれぞれが前記圧力室群に属する前記圧力室にインクを供給する複数の共通インク室とを有するインクジェットヘッドあって、
前記複数のノズルが、複数の前記ノズルが前記一方向に並んだ互いに平行な複数のノズル列を構成し、
前記圧力室列群に属する４つの前記ノズル列のうち前記直交方向に関する片側２つのノズル列が、当該圧力室列群に隣接する別の圧力室列群に属する４つの前記ノズル列のうち前記直交方向に関して最も外側に配置された前記ノズル列を挟むように配置されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記圧力室列群において、前記共通インク室が、前記平面と垂直の方向から見て前記直交方向に関して両側から２つずつの前記ノズル列に挟まれるよう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。
【請求項３】
前記圧力室列群において、前記共通インク室が、前記平面と垂直の方向から見て前記４つの圧力室列のうち内側２つの圧力室列に属する圧力室の半分以上の領域と重なっていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記４つの圧力室列のうち、前記直交方向に関して最も外側に配置された第１の圧力室列に属する前記圧力室及び当該第１の圧力室列と第２の圧力室列を挟んで隣接する第３の圧力室列に属する前記圧力室が、前記直交方向に延びた第１の中心線を共有しており、
前記直交方向に関して前記第２の圧力室列に属する前記圧力室及び当該第２の圧力室列と前記第３の圧力室列を挟んで隣接する第４の圧力室列に属する前記圧力室が、前記直交方向に延びると共に、前記第１の圧力室列に属しつつ隣接する２つの前記圧力室に係る２本の前記第１の中心軸から等距離にある第２の中心線を共有していることを特徴とする請求項３に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記圧力室列群において、前記平面と垂直の方向から見たときに、前記第１及び第２の圧力室列に係わる２つの前記ノズル列は、前記第１及び第２の圧力室列に係わる前記圧力室の前記直交方向に関して前記共通インク室と反対側に配置され、前記第３及び第４の圧力室列に係わる２つの前記ノズル列は、前記第３及び第４の圧力室列に係わる前記圧力室の前記直交方向に関して前記共通インク室と反対側に配置されていると共に、前記第１及び第２の圧力室列に係わる前記ノズルは、前記第１及び第２の圧力室列に係わる前記圧力室の前記一方向に関して当該圧力室の中心線の一方側に配置されており、前記第３及び第４の圧力室列に係わる前記ノズルは、前記第３及び第４の圧力室列に係わる前記圧力室の前記一方向に関して当該圧力室の中心線の他方側に配置されていることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記圧力室列群において前記第１の圧力室列に係る第１のノズルの位置から、前記平面と垂直な方向から見て前記一方向と直交し且つ前記第１の圧力室列に隣接する前記第２の圧力室列に近づく第１方向に距離ａ（ａ：自然数）×（基準ドット間隔）だけ離隔した位置に、前記第２の圧力室列に係る第２のノズルが位置しており、
ａが偶数の場合には、前記第１の圧力室列に係る前記第１のノズルの位置から、前記平面と垂直な方向から見て前記一方向と直交し且つ前記第３の圧力室列に近づく前記第１方向に距離（３．５ａ）×（基準ドット間隔）だけ離隔した位置に、ａが奇数の場合には、前記第１の圧力室列に係る前記第１のノズルの位置から、前記平面と垂直な方向から見て前記一方向と直交し且つ前記第３の圧力室列に近づく前記第１方向に距離（３．５ａ±０．５）×（基準ドット間隔）だけ離隔した位置に、前記第３の圧力室列に係る第３のノズルが位置しており、
ａが偶数の場合には、前記第１の圧力室列に係る前記第１のノズルの位置から、前記平面と垂直な方向から見て前記一方向と直交し且つ前記第４の圧力室列に近づく前記第１方向に距離（４．５ａ）×（基準ドット間隔）だけ離隔した位置に、ａが奇数の場合には、前記第１の圧力室列に係る前記第１のノズルの位置から、前記平面と垂直な方向から見て前記一方向と直交し且つ前記第４の圧力室列に近づく前記第１方向に距離（４．５ａ±０．５）×（基準ドット間隔）だけ離隔した位置に、前記第４の圧力室列に係る第４のノズルが位置しており、
前記圧力室列群の前記第１の圧力室列に係る前記第１のノズルの位置から、前記平面と垂直な方向から見て前記一方向と直交し且つ当該圧力室列群と隣接する他の前記圧力室列群に近づく前記第１方向に距離（４ａ）×（基準ドット間隔）だけ離隔した位置に、前記他の圧力室列群の前記第１の圧力室列に係る第１のノズルが位置していることを特徴とする請求項４又は５に記載のインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクが吐出されるノズルが形成されたインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドは、インクジェットプリンタ等において、インクタンクから供給されたインクを複数の圧力室に分配し、各圧力室に選択的にパルス状の圧力を付与することによりノズルからインクを吐出する。圧力室に選択的に圧力を付与するための一つの手段として、圧電性のセラミックからなる複数の圧電シートが積層されたアクチュエータユニットが用いられることがある。
【０００３】
かかるインクジェットヘッドの一例として、連続平板状の圧電シートを、複数の圧力室がなす互いに平行な圧力室列に跨って形成された共通電極と、各圧力室毎に対向して配置された主電極部及び外部より電圧が印加される補助電極部からなる複数の個別電極とで挟み込んだ複数のアクチュエータユニットを有するものが知られている（特許文献１参照）。個別電極及び共通電極に挟まれ且つ積層方向に分極された圧電シートの部分は、個別電極がフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）からの駆動電圧の供給によって、共通電極と異なる電位にされると、いわゆる圧電縦効果により積層方向に伸縮する。これにより圧力室内の容積が変動し、圧力室列の列方向に平行に配列され圧力室に連通したノズルから記録媒体に向けてインクを吐出することが可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１１９５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に記載のインクジェットヘッドにおいては、列方向と直交する方向に関する長さが大きくなり易く、インクジェットヘッドの小型化や軽量化を図ることが難しい。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、小型化や軽量化を図ることができるインクジェットヘッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のインクジェットヘッドは、一方向に等間隔に配置された複数のノズルと、前記一方向に千鳥状に隣接配置されており且つそれぞれが前記ノズルに連通した複数の圧力室が平面に沿って前記一方向に配列された互いに平行な複数の圧力室列において、前記一方向と直交する直交方向に隣接した４つの前記圧力室列毎に構成された互いに平行な複数の圧力室列群と、前記一方向に沿って延在しており且つそれぞれが前記圧力室群に属する前記圧力室にインクを供給する複数の共通インク室とを有するインクジェットヘッドあって、前記複数のノズルが、複数の前記ノズルが前記一方向に並んだ互いに平行な複数のノズル列を構成し、前記圧力室列群に属する４つの前記ノズル列のうち前記直交方向に関する片側２つのノズル列が、当該圧力室列群に隣接する別の圧力室列群に属する４つの前記ノズル列のうち前記直交方向に関して最も外側に配置された前記ノズル列を挟むように配置されている。
【０００８】
本発明によると、圧力室列群に属する４つのノズル列のうち直交方向に関する片側２つのノズル列が、当該圧力室列群に隣接する別の圧力室列群に属する４つのノズル列のうち直交方向に関して最も外側に配置されたノズル列を挟むように配置されているため、インクジェットヘッドの直交方向に関する長さを短くすることができ、インクジェットヘッドの小型化及び軽量化を図ることができる。
【０００９】
本発明では、前記圧力室列群において、前記共通インク室が、前記平面と垂直の方向から見て前記直交方向に関して両側から２つずつの前記ノズル列に挟まれるように配置されているが好ましい。
【００１０】
このとき、前記圧力室列群において、前記共通インク室が、前記平面と垂直の方向から見て前記４つの圧力室列のうち内側２つの圧力室列に属する圧力室の半分以上の領域と重なっていることがより好ましい。
【００１１】
さらに、このとき、前記４つの圧力室列のうち、前記直交方向に関して最も外側に配置された第１の圧力室列に属する前記圧力室及び当該第１の圧力室列と第２の圧力室列を挟んで隣接する第３の圧力室列に属する前記圧力室が、前記直交方向に延びた第１の中心線を共有しており、前記直交方向に関して前記第２の圧力室列に属する前記圧力室及び当該第２の圧力室列と前記第３の圧力室列を挟んで隣接する第４の圧力室列に属する前記圧力室が、前記直交方向に延びると共に、前記第１の圧力室列に属しつつ隣接する２つの前記圧力室に係る２本の前記第１の中心軸から等距離にある第２の中心線を共有していることがより一層好ましい。
【００１２】
このとき、前記圧力室列群において、前記平面と垂直の方向から見たときに、前記第１及び第２の圧力室列に係わる２つの前記ノズル列は、前記第１及び第２の圧力室列に係わる前記圧力室の前記直交方向に関して前記共通インク室と反対側に配置され、前記第３及び第４の圧力室列に係わる２つの前記ノズル列は、前記第３及び第４の圧力室列に係わる前記圧力室の前記直交方向に関して前記共通インク室と反対側に配置されていると共に、前記第１及び第２の圧力室列に係わる前記ノズルは、前記第１及び第２の圧力室列に係わる前記圧力室の前記一方向に関して当該圧力室の中心線の一方側に配置されており、前記第３及び第４の圧力室列に係わる前記ノズルは、前記第３及び第４の圧力室列に係わる前記圧力室の前記一方向に関して当該圧力室の中心線の他方側に配置されていることがより一層好ましい。
【００１３】
本発明では、前記圧力室列群において前記第１の圧力室列に係る第１のノズルの位置から、前記平面と垂直な方向から見て前記一方向と直交し且つ前記第１の圧力室列に隣接する前記第２の圧力室列に近づく第１方向に距離ａ（ａ：自然数）×（基準ドット間隔）だけ離隔した位置に、前記第２の圧力室列に係る第２のノズルが位置しており、ａが偶数の場合には、前記第１の圧力室列に係る前記第１のノズルの位置から、前記平面と垂直な方向から見て前記一方向と直交し且つ前記第３の圧力室列に近づく前記第１方向に距離（３．５ａ）×（基準ドット間隔）だけ離隔した位置に、ａが奇数の場合には、前記第１の圧力室列に係る前記第１のノズルの位置から、前記平面と垂直な方向から見て前記一方向と直交し且つ前記第３の圧力室列に近づく前記第１方向に距離（３．５ａ±０．５）×（基準ドット間隔）だけ離隔した位置に、前記第３の圧力室列に係る第３のノズルが位置しており、ａが偶数の場合には、前記第１の圧力室列に係る前記第１のノズルの位置から、前記平面と垂直な方向から見て前記一方向と直交し且つ前記第４の圧力室列に近づく前記第１方向に距離（４．５ａ）×（基準ドット間隔）だけ離隔した位置に、ａが奇数の場合には、前記第１の圧力室列に係る前記第１のノズルの位置から、前記平面と垂直な方向から見て前記一方向と直交し且つ前記第４の圧力室列に近づく前記第１方向に距離（４．５ａ±０．５）×（基準ドット間隔）だけ離隔した位置に、前記第４の圧力室列に係る第４のノズルが位置しており、前記圧力室列群の前記第１の圧力室列に係る前記第１のノズルの位置から、前記平面と垂直な方向から見て前記一方向と直交し且つ当該圧力室列群と隣接する他の前記圧力室列群に近づく前記第１方向に距離（４ａ）×（基準ドット間隔）だけ離隔した位置に、前記他の圧力室列群の前記第１の圧力室列に係る第１のノズルが位置していることが好ましい。これによると、前記一方向と直交する方向に関して、基準ドット間隔に対応した解像度（例えば６００ｄｐｉ）の整数倍又は整数分の一の解像度で印字を行う場合に、１種類の波形による吐出信号を同時に発信すればよいので、インクジェットヘッドの制御が容易になると共に製造コストの削減が可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、圧力室列群に属する４つのノズル列のうち直交方向に関する片側２つのノズル列が、当該圧力室列群に隣接する別の圧力室列群に属する４つのノズル列のうち直交方向に関して最も外側に配置されたノズル列を挟むように配置されているため、インクジェットヘッドの直交方向に関する長さを短くすることができ、インクジェットヘッドの小型化及び軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの設計方法で設計されたインクジェットヘッドの外観斜視図である。
【図２】図１のII−II線における断面図である。
【図３】図２に示すヘッド本体に補強板が接着された状態を示す斜視図である。
【図４】ヘッド本体の平面図である。
【図５】図４内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図６】図５に示すVI−VI線における断面図である。
【図７】図５における一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図８】アクチュエータユニットを示しており、（ａ）は図６における一点鎖線で囲まれた部分の拡大図であり、（ｂ）は個別電極の平面図である。
【図９】本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの設計方法の手順を示す図である。
【図１０】流路構成の基本サイズを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの設計方法で設計されたインクジェットヘッドの外観斜視図である。図２は、図１のII−II線における断面図であり、インクジェットヘッドを構成するホルダにヘッド本体が組み付けられた状態を示している。図３は、図２に示すヘッド本体に補強板が接着された状態を示す斜視図である。インクジェットヘッド１は、シリアル式のインクジェットプリンタ（図示略）に用いられて、副走査方向に平行に搬送されてきた用紙に対してマゼンタ、イエロー、シアン及びブラックの４色のインクを吐出して記録するものである。図１及び図２に示すようにインクジェットヘッド１は、４色のインクをそれぞれ貯溜する４つのインク室３が形成されたインクタンク７１と、このインクタンク７１の下方に配置されたヘッド本体７０とを備えている。
【００１８】
インクタンク７１の内部には、４つのインク室３が主走査方向に並んで形成されており、図２中左方のインク室３からマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックのインクが順に貯溜されている。これら４つのインク室３は、対応するインクカートリッジ（図示せず）がチューブ４０（図１参照）によってそれぞれ接続されており、インクカートリッジからインク室３に各色のインクが供給されるようになっている。また、図２及び図３に示すようにインクタンク７１が、平面矩形形状の補強板４１に組み付けられている。この補強板４１は、略直方体形状を有するホルダ７２に紫外線型硬化剤４３で固着されている。さらに、この補強板４１には、図３に示すように平面形状が長方形形状の開口部４２が形成されており、この開口部４２内に後述のアクチュエータユニット２１を配置するようにしてヘッド本体７０が接着固定されている。インクタンク７１の下端部には、４つのインク室３にそれぞれ連通する４つのインク導出口３ａが形成されている。一方、補強板４１には、図３に示すように、４つのインク導出口３ａとそれぞれ連なる平面形状が楕円形状の４つの貫通孔４１ａが形成されている。
【００１９】
ヘッド本体７０は、それぞれの色ごとに複数のインク流路が形成された流路ユニット４と、流路ユニット４の上面にエポキシ系の熱硬化性接着剤によって接着されたアクチュエータユニット２１とを含んでいる。流路ユニット４及びアクチュエータユニット２１は、複数の薄板を積層して互いに接着させた構成であり、これら流路ユニット４及びアクチュエータユニット２１はインクタンク７１の下方に配置されている。流路ユニット４の上面には、平面形状が楕円形状の４つのインク供給口４ａ（図４参照）が形成されている。また、図３に示すように補強板４１には、補強板４１に形成された貫通孔４１ａと流路ユニット４に形成されたインク供給口４ａとがそれぞれ連なるようにして流路ユニット４が接着されている。この構成により、インクタンク７１内の４種類のインクが、インクタンク７１に形成された４つのインク導出口３ａ及び補強板４１に形成された４つの貫通孔４１ａを通ってそれぞれに対応する流路ユニット４の４つのインク供給口４ａから流路ユニット４内に供給されている。
【００２０】
また、ヘッド本体７０は、補強板４１がホルダ７２に固着されることで、ホルダ７２の下面に形成された段付き状の開口部７２ａに装着されており、ヘッド本体７０の底面がホルダ外部に露出された状態となっている。そして、ホルダ７２と流路ユニット４との間はシール剤７３により封止されている。ヘッド本体７０の底面は、微小径を有する多数のノズル８（図６参照）が配列されたインク吐出面７０ａとなっている。また、アクチュエータユニット２１の上面には、給電部材であるフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）５０が接合され主走査方向の一方に引き出されるとともに、屈曲しながら上方に引き出されている。ＦＰＣ５０のアクチュエータユニット２１と対向する部分における上面には、ＦＰＣ５０及びアクチュエータユニット２１を保護する保護プレート４４が貼付されている。
【００２１】
アクチュエータユニット２１に接合されたＦＰＣ５０は、スポンジなどの弾性部材７４を介してインクタンク７１の側面に沿うように引き出され、このＦＰＣ５０上にドライバＩＣ７５が設置されている。一方で、ＦＰＣ５０は、ドライバＩＣ７５から出力された駆動信号をヘッド本体７０のアクチュエータユニット２１（後に詳述）に伝達するように、ハンダ付けによって電気的に接合されている。
【００２２】
図２において、ホルダ７２のドライバＩＣ７５に対向する側壁には、ドライバＩＣ７５の熱を外部に放散する為の開口部７２ｂが形成されている。さらに、ドライバＩＣ７５とホルダ７２の開口部７２ｂとの間には、略直方体形状のアルミ板からなるヒートシンク７６がドライバＩＣ７５に密着するように配置されている。これらヒートシンク７６及び開口部７２ｂにより、ドライバＩＣ７５で発生した熱を効率的に散逸させることができる。また、開口部７２ｂ内には、ホルダ７２の側壁とヒートシンク７６の隙間を埋めるためのシール剤７７が配置されており、インクジェットヘッド１内にゴミやインクが侵入することを防いでいる。
【００２３】
図４は、ヘッド本体７０の平面図である。図４に示すように、ヘッド本体７０は流路ユニット４の一方向（副走査方向）に延在した矩形平面形状を有している。図４において、流路ユニット４内には、流路ユニット４の長手方向（一方向）に沿って互いに平行に延在された４つのマニホールド流路（共通インク室）５が形成されている。これらマニホールド流路５には、流路ユニット４の４つのインク供給口４ａを通じてインクタンク７１のインク室３からそれぞれインクが供給される。本実施の形態では、図４中の４つのマニホールド流路５は上方から下方に向かって順にマゼンタ、イエロー、シアン及びブラックに対応するマニホールド流路５Ｍ、５Ｙ、５Ｃ、５Ｋとなっている。これら４つのマニホールド流路５Ｍ，５Ｙ，５Ｃ，５Ｋのうち、３つのマニホールド流路５Ｍ，５Ｙ，５Ｃは流路ユニット４の幅方向（主走査方向）において等間隔に配置されており、マニホールド流路５Ｋは３つのマニホールド流路５Ｍ、５Ｙ、５Ｃの配置間隔より大きい配置間隔でマニホールド流路５Ｃから離隔された位置（図４中流路ユニット４の下方位置）に形成されている。また、流路ユニット４の上面であって４つのインク供給口４ａを覆う位置には、フィルタ部材４５が配置されている。フィルタ部材４５は、各インク供給口４ａと重なる位置に複数の微小孔が形成されたフィルタ４５ａを有している。こうして、インクタンク７１から流路ユニット４内に流通するインク内のゴミなどがフィルタ部材４５のフィルタ４５ａによって捕獲される。
【００２４】
流路ユニット４の上面には、平面形状が長方形形状のアクチュエータユニット２１が、インク供給口４ａを避けたほぼ中央部分に接着されている。アクチュエータユニット２１と流路ユニット４との接着領域と対応する流路ユニット４の下面は、多数のノズル８（図６参照）が配列されたインク吐出領域となっている。アクチュエータユニット２１に対向する流路ユニット４の接着領域には、マトリクス状に配列された多数の圧力室１０（図６参照）及び空隙６０（図５参照）が形成されている。言い換えると、アクチュエータユニット２１はすべての圧力室１０及び空隙６０に跨る寸法を有している。
【００２５】
図５は、図４内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。流路ユニット４には、多数の圧力室１０がマニホールド流路５と平行に配列された１６本の圧力室列１１と、多数の空隙６０が圧力室列１１と平行に配列された４本の空隙列６１とが形成されている。１６本の圧力室列１１は、隣接して形成された４本の空隙列６１の集団によって、１２本の集団と４本の集団とに隔てられている。図５に示すように、圧力室１０及び空隙６０は平面形状及びサイズが同じである。多数の圧力室１０及び空隙６０は、両者を区別のないものと考えたときに、流路ユニット４において１つの配列パターンが形成されるように規則的に配列されている。
【００２６】
流路ユニット４に形成された圧力室１０は、角部にアールが施された菱形の平面形状を有しており、その長い方の対角線は流路ユニット４の幅方向（主走査方向）に平行である。図５において、圧力室１０は長い方の対角線に関して線対称な形状となっている。各圧力室１０の一端はノズル８に連通しており、他端はアパーチャ１３を介してマニホールド流路５に連通している。これにより、各マニホールド流路５には、ノズル８に連通して圧力室１０毎に形成された多数の個別インク流路７（図６参照）が接続されている。図５には、図面を分かりやすくするために流路ユニット４内にあって破線で描くべき圧力室１０、アパーチャ１３及びノズル８等を実線で描いている。
【００２７】
図６は、個別インク流路を示す断面図であり、図５に示すVI−VI線に沿った断面図である。図６から分かるように、各ノズル８は、圧力室１０及びアパーチャ（すなわち絞り）１３を介してマニホールド流路５と連通している。すなわち、マニホールド流路５の出口からアパーチャ１３、圧力室１０を経てノズル８に至る１つの流路が構成されている。このようにして、ヘッド本体７０には、個別インク流路７が圧力室１０ごとに形成されている。
【００２８】
ヘッド本体７０は、図６に示すように、上から、アクチュエータユニット２１、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６〜２９及びノズルプレート３０の合計１０枚のシート材が積層された積層構造を有している。これらのうち、アクチュエータユニット２１を除いた９枚のプレートから流路ユニット４が構成されている。
【００２９】
アクチュエータユニット２１は、後で詳述するように、４枚の圧電シート４１〜４４（図８参照）が積層され、そのうちの最上層だけが電界印加時に活性部となる部分を有する層（以下、単に「活性部を有する層」というように記する）とされ、残り３層が活性部を有しない非活性層とされたものである。キャビティプレート２２は、圧力室１０及び空隙６０を構成する菱形の孔が、アクチュエータユニット２１の貼付範囲（接着領域）内に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１３との連絡孔及び圧力室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。
【００３０】
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、アパーチャ１３となる孔のほかに圧力室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。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１３とマニホールド流路５との連絡孔及び圧力室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。マニホールドプレート２６〜２９は、マニホールド流路５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。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。
【００３１】
これら１０枚のシート２１〜３０は、図６に示すような個別インク流路７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７は、マニホールド流路５からまず上方へ向かい、アパーチャ１３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１３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。
【００３２】
図６から明らかなように、各プレートの積層方向において圧力室１０とアパーチャ１３とは異なるレベルに設けられている。これにより、図５に示すように、アクチュエータユニット２１に対向した流路ユニット４内において、１つの圧力室１０と連通したアパーチャ１３を、当該圧力室に隣接する別の圧力室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。
【００３３】
図５に戻って、各圧力室１０は、その長い対角線の一端においてノズル８に連通していると共に、長い対角線の他端においてアパーチャ１３を介してマニホールド流路５に連通している。後述するように、アクチュエータユニット２１上には、平面形状がほぼ菱形で圧力室１０よりも一回り小さい個別電極３５（図８参照）が、圧力室１０と対向するようにマトリクス状に配列されている。なお、図５には、図面を簡略にするために、複数の個別電極３５のうちの幾つかだけを描いている。
【００３４】
また、キャビティプレート２２に形成された複数の空隙６０は、キャビティプレート２２に形成された圧力室１０と同じ形状及び同じ大きさを有する孔がアクチュエータユニット２１及びベースプレート２３によって塞がれることによって画定されている。そのため、空隙６０にはインク流路が接続されておらず、複数の空隙６０はインクで満たされることがない。複数の空隙６０は、配列方向Ａ（第１の方向）及び配列方向Ｂ（第２の方向）の２方向に千鳥状配列パターンでマトリクス状に隣接配置されている。複数の空隙６０は、互いに平行な４列の空隙列６１を形成しており、それら４列の空隙列６１によって空隙群６２が構成されている。この空隙群６２を挟むようにして複数の圧力室１０が流路ユニット４に形成されている。
【００３５】
なお、本実施の形態では、圧力室１０も空隙６０もその形状、サイズ、配置状態に区別なく形成されている。そして、全体的には、圧力室１０と空隙６０とが、配列方向Ａ及び配列方向Ｂの２方向に千鳥状配列パターンでマトリクス状に隣接配置されている。配列方向Ａは、インクジェットヘッド１の長手方向（一方向）、すなわち流路ユニット４の延在方向であって、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。
【００３６】
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に沿って解像度に対応した間隙を介して配置されている。例えば、本実施の形態では、ノズル８は１５０ｄｐｉの解像度による印字を可能とするため、隣接する圧力室１０は配列方向Ａに沿って３７．５ｄｐｉに相当する距離ずつ離隔されている。
【００３７】
また、圧力室１０は、アクチュエータユニット２１内において、配列方向Ｂに沿って４つの空隙６０を挟むようにして１６個並べられているとともに、図５の紙面に対して垂直な方向（第３の方向）から見て、配列方向Ａと直交する方向（第４の方向）に沿って２つの空隙６０を挟むようにして８個並べられている。
【００３８】
マトリクス状に配置された多数の圧力室１０は、図５に示す配列方向Ａに沿って、１６列の圧力室列１１を形成している。１６列の圧力室列１１は、第３の方向から見て、各マニホールド流路５に対応して、図５中上から順に、第１の圧力室列１１ａ、第２の圧力室列１１ｂ、第３の圧力室列１１ｃ、及び、第４の圧力室列１１ｄに分けられる。これら第１〜第４の圧力室列１１ａ〜１１ｄは、アクチュエータユニット２１の幅方向（主走査方向）における一方から他方（図５中上方から下方）に向けて、１１ａ→１１ｂ→１１ｃ→１１ｄ→１１ａ→１１ｂ→・・１１ｄという順番で周期的に４個ずつ配置されている。これら周期的に配置されて隣接した第１〜第４の圧力室列１１ａ〜１１ｄが１つの圧力室列群１２を形成している。そのため、アクチュエータユニット２１には、４つの圧力室列群１２が形成されている。
【００３９】
各圧力室列群１２に属する圧力室１０は、圧力室列群１２毎に同じマニホールド流路５とそれぞれアパーチャ１３を介して連通している。つまり、各圧力室列群１２はマニホールド流路５毎に形成されているため、４つの圧力室列群１２は４色のインクに対応する圧力室列群１２Ｍ，１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｋとなっている。これら４つの圧力室列群１２Ｍ，１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｋのそれぞれに属する圧力室１０がアクチュエータユニット２１によって容積変化されることで４色のインクを各圧力室列群１２に属する圧力室１０と連通したノズル８から吐出することが可能になる。
【００４０】
図５に示すように各圧力室列群１２の第１の圧力室列１１ａに属する圧力室１０ａの中心を通る第４の方向に平行な中心軸１８上には、各圧力室列群１２の第３の圧力室列１１ｃに属する圧力室１０ｃの中心が位置している。また、各圧力室列群１２の第２の圧力室列１１ｂに属する圧力室１０ｂの中心を通る第４の方向に平行な中心軸１９であって、各圧力室列群１２の第１の圧力室列１１ａに属し隣接する２つの圧力室１０ａの中心を通る２つの中心軸１８から等距離にある中心軸１９上には、各圧力室列群１２の第４の圧力室列１１ｄに属する圧力室１０ｄの中心が位置している。そして、すべての圧力室１０は、それぞれの中心を通る中心軸１８，１９に線対称な形状となっている。この構成により、各圧力室列群１２の４つの圧力室列１１に属する圧力室１０は、配列方向Ａに沿って４列の千鳥状配列になっている。
【００４１】
図７は、図５における一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図５及び図７に示すように複数のノズル８は、互いに平行な１６列のノズル列１５を形成している。ノズル列１５は、複数のノズル８が配列方向Ａに沿って等間隔に配置されて形成されている。本実施の形態において、ノズル８は配列方向Ａに沿って３７．５ｄｐｉに相当する間隔ずつ離隔している。また、１６列のノズル列１５は、第１〜第４の圧力室列１１ａ〜１１ｄとそれぞれ係るように第１〜第４のノズル列１５ａ〜１５ｄに分けられる。これら第１〜第４のノズル列１５ａ〜１５ｄも、図５中上方から下方に向けて４列ずつ周期的に配置されているが、第３及び第４のノズル列１５ｃ，１５ｄのほぼ中間には当該圧力室列群１２と隣接する他の圧力室列群１２に属する第１の圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａが配置されている。そして、第１〜第４のノズル列１５が圧力室列群１２毎に対応して４つのノズル列群（ノズル群）１６Ｍ，１６Ｙ，１６Ｃ，１６Ｋを構成している。図５に示すようにノズル列群１６Ｙに属する第１のノズル列１５ａがノズル列群１６Ｍに属する第３及び第４のノズル列１５ｃ，１５ｄのほぼ中間に位置し、ノズル列群１６Ｃに属する第１のノズル列１５ａがノズル列群１６Ｙに属する第３及び第４のノズル列１５ｃ，１５ｄのほぼ中間に位置していることで、３つのノズル列群１６Ｍ，１６Ｙ，１６Ｃが互いに重なり合うことになる。そのため、インクジェットヘッド１の幅を小さくすることが可能になって、ヘッドの小型化や軽量化に寄与することができる。
【００４２】
図５及び図７に示すように、第１の圧力室列１１ａを構成する複数の圧力室１０ａとそれぞれ連通するノズル８によって構成された第１のノズル列１５ａ及び第２の圧力室列１１ｂを構成する複数の圧力室１０ｂとそれぞれ連通するノズル８によって構成された第２のノズル列１５ｂは、第３の方向から見て、第４の方向に関して、対応する圧力室列１１ａ，１１ｂより紙面上側に偏在している。また、第１及び第２のノズル列１５ａ，１５ｂに属するノズル８は、連通する圧力室１０の中心軸１８，１９より図７中右側に偏在している。一方、第３の圧力室列１１ｃを構成する複数の圧力室１０ｃとそれぞれ連通するノズル８によって構成された第３のノズル列１５ｃ及び第４の圧力室列１１ｄを構成する複数の圧力室１０ｄとそれぞれ連通するノズル８によって構成された第４のノズル列１５ｄは、第４の方向に関して、対応する圧力室列１１ｃ，１１ｄより紙面下側に偏在している。また、第３及び第４のノズル列１５ｃ，１５ｄに属するノズル８は、連通する圧力室１０の中心軸１８，１９より図７中左側に偏在している。
【００４３】
なお、第２及び第３の圧力室列１１ｂ，１１ｃにおいては、第３の方向から見て、圧力室１０ｂ，１０ｃの半分以上の領域が、マニホールド流路５と重なっている。第１及び第４の圧力室列１１ａ，１１ｄにおいては、第３の方向から見て、圧力室１０ａ，１０ｄのほぼ全域が、マニホールド流路５と重なっていない。そのため、いずれの圧力室列に属する圧力室１０についてもこれに連通するノズル８がマニホールド流路５と重ならないようにしつつ、マニホールド流路５の幅を可能な限り広くして各圧力室１０にインクを円滑に供給することが可能となっている。
【００４４】
また、流路ユニット４のインク吐出面７０ａにおいて、ノズル８が空隙群６２と対向する位置に形成されていないため、インク吐出面７０ａに形成されたインク吐出領域がブラック色のインクを吐出するブラック領域と、マゼンタ、イエロー及びシアン色のインクを吐出する有彩色領域とに分けられることになる。
【００４５】
このようにインク吐出領域が空隙群６２を挟んで有彩色領域とブラック領域とに分けられることで、ブラックインクが吐出される複数のノズル８と有彩色インクが吐出される複数のノズルとが隔離された構成となる。そのため、流路ユニット４のインク吐出面７０ａのメンテナンス時において、ブラックインクと有彩色インクとの混色を抑制することができる。つまり、インク吐出面７０ａのメンテナンスは、板状の弾性部材からなるブレード（図示せず）でインク吐出面７０ａに付着した各色のインクを拭き取るので、ブラック領域と有彩色領域とが近接していると、ブラックインクがブレードに沿って有彩色インクを吐出する有彩色領域に移動し、有彩色インクを吐出するノズル８の出口付近にブラックインクが残留してブラックインクと有彩色インクとが混色を起こしてしまう。しかし、本実施の形態のようにインク吐出領域において、ブラック領域と有彩色領域とが空隙群６２を挟んで離隔されることで、インク吐出面７０ａのメンテナンス時にブラックインクがブレードに沿って移動しても有彩色領域にまで到達しにくくなり、ブラックインクと有彩色インクとの混色が起こりにくくなる。
【００４６】
また、圧力室列群１２Ｙ，１２Ｃの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａは、本実施の形態において、圧力室列群１２Ｍ，１２Ｙの第３及び第４の圧力室列１１ｃ，１１ｄに係る第３及び第４のノズル列１５ｃ，１５ｄのほぼ中間に位置しているが、第１のノズル列１５ａが第３及び第４のノズル列１５ｃ，１５ｄからほぼ同じ距離であって第３及び第４のノズル列１５ｃ，１５ｄ間において最も第３及び第４のノズル列１５ｃ，１５ｄから離れた位置となっているので、インク吐出面７０ａのメンテナンス時に、有彩色インク同士すなわちマゼンタ、イエロー及びシアンインク同士がブレードに沿って移動してもそれぞれの色インクを吐出するノズル８近傍領域まで到達しにくくなり、有彩色同士の混色が起こりにくくなる。
【００４７】
次に、アクチュエータユニット２１の構成について説明する。アクチュエータユニット２１上には、圧力室１０と同じ配列パターンで多数の個別電極３５がマトリクス状に配置されている。各個別電極３５は、平面視において圧力室１０と対向する位置に配置されている。このように複数の圧力室１０及び個別電極３５が規則正しく配置されていることで、設計が容易になる。
【００４８】
図８は、アクチュエータユニットを示しており、（ａ）は図６における一点鎖線で囲まれた部分の拡大図であり、（ｂ）は個別電極の平面図である。なお、図８（ａ）においては各個別電極３５と電気的に接続されたＦＰＣ５０を２点鎖線で描いている。図８（ａ）、（ｂ）に示すように、個別電極３５は圧力室１０と対向する位置に配置されており、平面視において圧力室１０の平面領域内に形成された主電極領域３５ａと、主電極領域３５ａにつながっており且つ圧力室１０の平面領域外に形成された補助電極領域３５ｂとから構成されている。
【００４９】
図８（ａ）に示すように、アクチュエータユニット２１は、それぞれ厚みが１５μｍ程度で同じになるように形成された４枚の圧電シート４１、４２、４３、４４を含んでいる。これら圧電シート４１〜４４は、ヘッド本体７０内のインク吐出領域内に形成された多数の圧力室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４１〜４４が連続平板層として多数の圧力室１０に跨って配置されることで、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。そのため、個別電極３５に対応する位置に形成される圧力室１０をも高密度に配置することが可能となって、高解像度画像の印刷ができるようになる。圧電シート４１〜４４は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなるものである。
【００５０】
最上層の圧電シート４１上に形成された個別電極３５の主電極領域３５ａは、図８（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。略菱形の主電極領域３５ａにおける図８（ｂ）中左側の一鋭角部は、圧力室１０の一鋭角部と重なる領域に延出され、補助電極領域３５ｂとつながっている。補助電極領域３５ｂの先端には、個別電極３５と電気的に接続された円形のランド部３６が設けられている。図８（ｂ）に示すように、ランド部３６は、キャビティプレート２２において圧力室１０が形成されていない領域に対向している。ランド部３６は、例えばガラスフリットを含む金からなり、図８（ａ）に示すように、補助電極領域３５ｂにおける表面上に形成されている。
【００５１】
最上層の圧電シート４１とその下側の圧電シート４２との間には、圧電シート４１と同じ外形及び略２μｍの厚みを有する共通電極３４が介在している。個別電極３５及び共通電極３４は共に、例えばＡｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる。
【００５２】
共通電極３４は、図示しない領域において接地されている。これにより、共通電極３４は、すべての圧力室１０に対応する領域において等しく一定の電位、本実施の形態ではグランド電位に保たれている。
【００５３】
ＦＰＣ５０は、図８（ａ）に示すように、ベースフィルム４９と、その下面に形成された複数の導体パターン４８と、ベースフィルム４９の下面のほぼ全体を覆うカバーフィルム５２と、を含む。ベースフィルム４９は略２５μｍ、導体パターン４８は略９μｍ、カバーフィルム５２は略２０μｍの厚みをそれぞれ有する。カバーフィルム５２には、導体パターン４８より小さな面積の貫通孔５３が、複数の導体パターン４８のそれぞれに対応するように、複数形成されている。ベースフィルム４９、導体パターン４８、及び、カバーフィルム５２は、各貫通孔５３の中心と導体パターン４８の中心とが対応し、導体パターン４８の外周縁部分がカバーフィルム５２に覆われるよう、互いに位置合わせして積層される。ＦＰＣ５０の端子４６は、貫通孔５３を介して、導体パターン４８と接続されている。
【００５４】
ベースフィルム４９及びカバーフィルム５２は、いずれも絶縁性を有するシート部材である。本実施形態において、ベースフィルム４９はポリイミド樹脂からなり、カバーフィルム５２は感光性材料からなる。このようにカバーフィルム５２を感光性材料から構成することで、多数の貫通孔５３を形成するのが容易になる。
【００５５】
導体パターン４８は、銅箔により形成されている。導体パターン４８は、ドライバＩＣ７５と接続された配線であり、ベースフィルム４９の下面において、所定のパターンを形成している。
【００５６】
端子４６は、例えばニッケルなどの導電性材料から構成されている。端子４６は、貫通孔５３を塞ぐと共に、貫通孔５３の外側周縁を覆い、カバーフィルム５２の下面より突出して形成されている。端子４６の径は略５０μｍ、カバーフィルム５２下面からの厚みは略３０μｍである。
【００５７】
ＦＰＣ５０は多数の端子４６を有し、各端子４６はそれぞれ１つのランド部３６と対応するよう構成されている。したがって、各ランド部３６と電気的に接続された各個別電極３５は、それぞれＦＰＣ５０における独立した導体パターン４８を介してドライバＩＣ７５に接続される。これにより、圧力室１０ごとに電位を制御することが可能となっている。
【００５８】
次に、アクチュエータユニット２１の駆動方法について述べる。アクチュエータユニット２１における圧電シート４１の分極方向はその厚み方向である。つまり、アクチュエータユニット２１は、上側（つまり、圧力室１０とは離れた）１枚の圧電シート４１を活性部が存在する層とし且つ下側（つまり、圧力室１０に近い）３枚の圧電シート４２〜４４を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。従って、個別電極３５を正又は負の所定電位とすると、例えば電界と分極とが同方向であれば圧電シート４１中の電極に挟まれた電界印加部分が活性部（圧力発生部）として働き、圧電横効果により分極方向と直角方向に縮む。
【００５９】
本実施の形態では、圧電シート４１において個別電極３５と共通電極３４とによって挟まれた部分は、電界が印加されると圧電効果によって歪みを発生する活性部として働く。一方、圧電シート４１の下方にある３枚の圧電シート４２〜４４は、外部から電界が印加されることが無く、そのために活性部としてほとんど機能しない。したがって、圧電シート４１において主に主電極領域３５ａと共通電極３４とによって挟まれた部分が、圧電横効果により分極方向と直角方向に縮む。
【００６０】
一方、圧電シート４２〜４４は、電界の影響を受けないため自発的には変位しないので、上層の圧電シート４１と下層の圧電シート４２〜４４との間で、分極方向と垂直な方向への歪みに差を生じることとなり、圧電シート４１〜４４全体が非活性側に凸となるように変形しようとする（ユニモルフ変形）。このとき、図８（ａ）に示したように、圧電シート４１〜４４で構成されたアクチュエータユニット２１の下面は圧力室を区画する隔壁（キャビティプレート）２２の上面に固定されているので、結果的に圧電シート４１〜４４は圧力室側へ凸になるように変形する。このため、圧力室１０の容積が低下して、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。その後、個別電極３５を共通電極３４と同じ電位に戻すと、圧電シート４１〜４４は元の形状になって圧力室１０の容積が元の容積に戻るので、インクをマニホールド流路５側から吸い込む。
【００６１】
なお、他の駆動方法として、予め個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にしておき、吐出要求があるごとに個別電極３５を共通電極３４と一旦同じ電位とし、その後所定のタイミングにて再び個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にすることもできる。この場合は、個別電極３５と共通電極３４とが同じ電位になるタイミングで、圧電シート４１〜４４が元の形状に戻ることにより、圧力室１０の容積は初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加し、インクがマニホールド流路５側から圧力室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にしたタイミングで、圧電シート４１〜４４が圧力室１０側へ凸となるように変形し、圧力室１０の容積低下によりインクへの圧力が上昇し、インクが吐出される。こうして、ノズル８からインクが吐出されると共に、インクジェットヘッド１が適宜、主走査方向に移動され用紙に所望画像が印刷される。
【００６２】
再び図５に戻って、配列方向Ａに３７．５ｄｐｉに相当する幅（６７７．３μｍ）を有し、第４の方向に延在する帯状領域Ｒについて考える。この帯状領域Ｒの中では、１６列の圧力室列１１a〜１１ｄのうちのいずれの列についても、ノズル８が１つしか存在していない。すわなち、このような帯状領域Ｒをインク吐出面の任意の位置に区画した場合、この帯状領域Ｒ内には、常に１６個のノズル８が分布している。そして、これら１６個の各ノズル８を配列方向Ａに延びる直線上に射影した点の位置は、印字解像度である１５０ｄｐｉに相当する間隔ずつ離隔している。
【００６３】
本実施の形態においては、ノズル列群１６毎にノズル８から吐出されるインクの色が異なるようにされているため、各ノズル列群１６の４つのノズル列１５にそれぞれ属するノズル８において、相対位置関係にあるノズル８同士が配列方向Ａに延びる直線上に射影した点の位置が重なっている。すべてのノズル８から吐出されるインクの色を１色として、ノズル８の射影した点の位置が重ならないようにすれば、ノズル８の射影点の間隔を基準ドット間隔となる６００ｄｐｉに相当する間隔ずつ離隔させることができるが、本実施の形態では、色ごとにノズル列群１６を４つに分け、さらにノズル８の射影点の間隔が６００ｄｐｉの４分の１の１５０ｄｐｉに相当とする間隔としている。このように、ノズル列群１６毎に対応するノズル列１５に属するノズル８同士が射影した点の位置で重なっているので、圧力室列群１２毎にノズル８から吐出されるインクの色が互いに異なるインク色に振り分けやすくなる。また、各圧力室列群１２とそれぞれ対応するノズル列群１６に属するすべてのノズル８が、配列方向Ａに関する配置位置が決まるので、ノズル８の位置が設計しやすくなる。
【００６４】
このように構成されたインクジェットヘッド１において、アクチュエータユニット２１内を印字媒体の搬送に合わせて適宜駆動させると、色ごとに１５０ｄｐｉの解像度を有する文字や図形等を描画することができる。
【００６５】
次に、上述したインクジェットヘッドの設計方法について、図７及び図９を参照しつつ説明する。図９は、本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの設計方法の手順を示す図である。インクジェットヘッド１を設計するには、予め、各種試験（シュミレーションや吐出試験など）を通じて、インク吐出性能などが良好な結果となった図１０に示すような流路構成の基本サイズ、すなわち圧力室１０や個別電極３５などの基本サイズを決定する。本実施の形態においては、図１０に示すように、圧力室１０が菱形形状を有しており、その圧力室１０の対辺間距離ｈが０．５ｍｍ、全長ｉが０．７８ｍｍ、幅ｊが０．４８ｍｍ、鋭角部の角度θ１が４９．２°、鈍角部の角度θ２が１３０．８°となっている。そして、圧力室１０とほぼ相似形状個別電極３５の対辺間距離ｋが０．３４ｍｍ、圧力室１０と個別電極３５との間隔ｍが０．０８ｍｍとなっている。隣接する圧力室１０同士の間隔ｎが０．１１５ｍｍとなっている。このように圧力室１０や個別電極３５の基本サイズをだいたい決めた状態で、以下に示すようにノズルプレート３０に形成される複数のノズル８がなす複数のノズル列１５の配置位置を決めていく。
【００６６】
まず、ステップ１（Ｓ１）では、ノズルプレート３０の幅方向の端部に位置するノズル列１５（本実施の形態においては、圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａ）の位置を決定する。このとき、図７に示すように第１のノズル列１５ａに属するノズル（第１のノズル）８が、配列方向Ａに沿って３７．５ｄｐｉに相当する間隔で離隔配置されるとともに、各ノズル８が圧力室列１１ａの圧力室１０ａの中心を通る中心軸１８から図中右側に等しい距離Ｕだけ離隔される。なお、距離Ｕは１５０ｄｐｉに相当する間隔の１／２倍（３００ｄｐｉに相当する間隔）となっている。
【００６７】
そして、ステップ２（Ｓ２）において、ステップ１で決定された第１のノズル列１５ａから第４の方向であって図７中下側に向かって距離Ｔ１だけ離れた位置に圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ｂに係る第２のノズル列１５ｂの位置を決定する。このとき、図７に示すように第２のノズル列１５ｂに属するノズル（第２のノズル）８が、配列方向Ａに沿って等間隔に離隔配置されるとともに、各ノズル８が圧力室列１１ｂに属する圧力室１０の中心を通る中心軸１９から図中右側に等しい距離Ｕだけ離隔される。本実施の形態における距離Ｔ１は、Ｔ（自然数）×（基準ドット間隔である６００ｄｐｉに相当するドット間隔）により算出される。例えば、Ｔを奇数である１７とした場合においては、６００ｄｐｉに相当する間隔の１７倍となり、その距離Ｔ１は約０．７２ｍｍとなる。なお、基準ドット間隔としての（６００ｄｐｉに相当するドット間隔）は（３００ｄｐｉに相当するドット間隔）や（１２００ｄｐｉに相当するドット間隔）等であってもよい。これによって算出される値が変化するだけであるが、距離Ｔ１を算出するときに設定した基準ドット間隔は、後述の距離Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４，Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３などを算出する場合にも同じ基準ドット間隔で算出する。
【００６８】
ステップ３（Ｓ３）において、ステップ１で決定された第１のノズル列１５ａから第４の方向であって図７中下側に向かって離隔された、圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ｃに係る第３のノズル列１５ｃまでの距離Ｔ２を算出する。この距離Ｔ２は、（３．５×Ｔ（Ｔ＝１７）±０．５）×（６００ｄｐｉに相当するドット間隔）によって算出され、本実施の形態においては、距離Ｔ２が、６０（３．５×１７＋０．５によって得られた値）×（６００ｄｐｉに相当するドット間隔）より、約２．５４ｍｍとなる。このとき、図７に示すように第３のノズル列１５ｃに属するノズル（第３のノズル）８が、配列方向Ａに沿って等間隔に離隔配置されるとともに、各ノズル８が圧力室列１１ｃに属する圧力室１０の中心を通る中心軸１８から図中左側に等しい距離Ｕだけ離隔される。
【００６９】
ステップ４（Ｓ４）において、ステップ１で決定された第１のノズル列１５ａから第４の方向であって図７中下側に向かって離隔された、圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ｄに係る第４のノズル列１５ｄまでの距離Ｔ３を算出する。この距離Ｔ３は、（４．５×Ｔ（Ｔ＝１７）±０．５×（６００ｄｐｉに相当するドット間隔）によって算出され、本実施の形態においては、距離Ｔ３が、７７（４．５×１７＋０．５によって得られた値）×（６００ｄｐｉに相当するドット間隔）より、約３．２６ｍｍとなる。このとき、図７に示すように第４のノズル列１５ｄに属するノズル（第４のノズル）８が、配列方向Ａに沿って等間隔に離隔配置されるとともに、各ノズル８が圧力室列１１ｄに属する圧力室１０の中心を通る中心軸１９から図中左側に等しい距離Ｕだけ離隔される。こうして、圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１に係る第１〜第４のノズル列１５ａ〜１５ｄに属するノズル８の位置を決定することができる。
【００７０】
変形例として、ステップ３及びステップ４で距離Ｔ３，Ｔ４を算出する際において、３．５Ｔ又は４．５Ｔで算出された値に共に０．５を加えて、それら値を６０と７７としているが、３．５Ｔ又は４．５Ｔで算出された値から共に０．５を減じて、６０を５９、７７を７６となるようにしてもよい。こうすることで、ノズル列１５の列間隔が小さくなってノズルプレート３０の幅を小さくすることができる。そのため、インクジェットヘッド１の幅が小さくなる。
【００７１】
ステップ５（Ｓ５）において、ステップ１で決定された第１のノズル列１５ａから第４の方向であって図７中下側に向かって離隔された、圧力室列群１２Ｙの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａまでの距離Ｔ４を算出する。この距離Ｔ４は、４×Ｔ（Ｔ＝１７）×（６００ｄｐｉに相当するドット間隔）によって算出され、本実施の形態においては、距離Ｔ４が、６８（４×１７によって得られた値）×（６００ｄｐｉに相当するドット間隔）より、約２．８８ｍｍとなる。このように、圧力室列群１２Ｙの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａが、図７に示すように圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ｃ，１１ｄにそれぞれ係る第３及び第４のノズル列１５ｃ，１５ｄのほぼ中間に配置されることになる。また、図７に示すように圧力室列群１２Ｙの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａに属するノズル８が、配列方向Ａに沿って等間隔に離隔配置されるとともに、各ノズル８が圧力室列群１２Ｙの圧力室列１１ａに属する圧力室１０の中心を通る中心軸１８から図中右側に等しい距離Ｕだけ離隔される。すなわち、圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａのノズル８の中心と圧力室列群１２Ｙの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａのノズル８の中心とが、第４の方向に平行な共通の中心軸上に配置されることになる。つまり、これらノズル８は上述したように配列方向Ａに延びる直線上に射影した点の位置が同じ位置となる。こうして、圧力室列群１２Ｍに隣接する圧力室列群１２Ｙの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａに属するノズル８の位置を容易に決定することができる。
【００７２】
ステップ６（Ｓ６）において、ステップ５で決定された圧力室列群１２Ｙの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａを基準として、上述したステップ２〜ステップ４とほぼ同様な作業を繰り返して、圧力室列群１２Ｙの圧力室列１１ｂ〜１１ｄに係る第２〜第４のノズル列１５ｂ〜１５ｄの位置を決定する。すなわち、圧力室列群１２Ｙの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａから距離Ｔ１、距離Ｔ２、及び、距離Ｔ３を算出して、各ノズル列１５ｂ〜１５ｄの位置を決定する。こうして、圧力室列群１２Ｙの圧力室列１１に係る第１〜第４のノズル列１５ａ〜１５ｄの位置を容易に決定することができる。なお、圧力室列群１２Ｙの圧力室列１１に係る第１〜第４のノズル列１５ａ〜１５ｄにそれぞれ属するノズル８の中心は、圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１に係る第１〜第４のノズル列１５ａ〜１５ｄにそれぞれ属するノズル８の中心を通る中心軸１８、１９に平行な中心軸上に位置している。
【００７３】
ステップ７（Ｓ７）において、ステップ５の手順とほぼ同様にして、ステップ１で決定された圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａから第４の方向であって図７中下側に向かって離隔された、圧力室列群１２Ｃの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａまでの距離を算出する。この距離は、圧力室列群１２Ｃの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａが図５中上から８列目になるため、８×Ｔ（Ｔ＝１７）×（６００ｄｐｉに相当するドット間隔）によって算出される。本実施の形態において、圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａからの距離は、１３６（８×１７によって得られた値）×（６００ｄｐｉに相当するドット間隔）より、約５．７６ｍｍとなる。この圧力室列群１２Ｃの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａも、図５に示すように圧力室列群１２Ｙの圧力室列１１ｃ，１１ｄにそれぞれ係る第３及び第４のノズル列１５ｃ，１５ｄのほぼ中間に配置されることになる。
【００７４】
ステップ８（Ｓ８）において、ステップ７で決定された圧力室列群１２Ｃの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａを基準として、上述したステップ６とほぼ同様な作業を行って、圧力室列群１２Ｃの圧力室列１１ｂ〜１１ｄに係る第２〜第４のノズル列１５ｂ〜１５ｄの位置を決定する。すなわち、圧力室列群１２Ｃの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａから距離Ｔ１、距離Ｔ２、及び、距離Ｔ３を算出して、各ノズル列１５ｂ〜１５ｄの位置を決定する。こうして、圧力室列群１２Ｃの圧力室列１１に係る第１〜第４のノズル列１５ａ〜１５ｄの位置を決定することができる。なお、圧力室列群１２Ｃの圧力室列１１に係る第１〜第４のノズル列１５ａ〜１５ｄにそれぞれ属するノズル８の中心は、圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１に係る第１〜第４のノズル列１５ａ〜１５ｄにそれぞれ属するノズル８の中心を通る中心軸１８、１９に平行な中心軸上に位置している。
【００７５】
ステップ９（Ｓ９）において、ステップ５の手順とほぼ同様にステップ１で決定された圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａから第４の方向であって図７中下側に向かって離隔された、圧力室列群１２Ｋの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａまでの距離を算出する。このとき、図５において、圧力室列群１２Ｋの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａは、平面視で圧力室列群１２Ｃの圧力室列１１ｄに係る第４のノズル列１５ｄとで空隙群６２を挟んだ位置に配置されることになるので、４列分のノズル列を含むようにすると図５中上から１６列目になるため、１６×Ｔ（Ｔ＝１７）×（６００ｄｐｉに相当するドット間隔）によって算出される。本実施の形態において、圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａから距離は、２７２（１６×１７によって得られた値）×（６００ｄｐｉに相当するドット間隔）より、約１１．５１ｍｍとなる。
【００７６】
ステップ１０（Ｓ１０）において、ステップ９で決定された圧力室列群１２Ｋの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａを基準として、上述したステップ８とほぼ同様な作業を行って、圧力室列群１２Ｋの圧力室列１１ｂ〜１１ｄに係る第２〜第４のノズル列１５ｂ〜１５ｄの位置を決定する。すなわち、圧力室列群１２Ｋの圧力室列１１ａに係る第１のノズル列１５ａから距離Ｔ１、距離Ｔ２、及び、距離Ｔ３を算出して、各ノズル列１５ｂ〜１５ｄの位置を決定する。こうして、圧力室列群１２Ｋの圧力室列１１に係る第１〜第４のノズル列１５ａ〜１５ｄの位置を決定することができる。なお、圧力室列群１２Ｋの圧力室列１１に係る第１〜第４のノズル列１５ａ〜１５ｄにそれぞれ属するノズル８の中心は、圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１に係る第１〜第４のノズル列１５ａ〜１５ｄにそれぞれ属するノズル８の中心を通る中心軸１８、１９に平行な中心軸上に位置している。
【００７７】
以上のステップ１〜ステップ１０を行うことで、ノズルプレート３０にすべての圧力室列１１に属する圧力室１０と係るノズル８を設計することができる。このようにして設計された複数のノズル８の配置位置をもとに、上述した図１０に示す圧力室１０や個別電極３５の配置位置を決定していく。
【００７８】
ステップ１１（Ｓ１１）において、ステップ１で決定された第１のノズル列１５ａに属する第１のノズル８の中心から第４の方向であって図７中下側に向かって離隔された、圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ａに属する圧力室１０ａの中心までの距離Ｐを算出する。この距離Ｐは、（１．５×Ｔ±０．５）／２×（６００ｄｐｉに相当するドット間隔）によって算出され、本実施の形態においては、距離Ｐが、１３（（１．５×１７＋０．５）／２によって求められた値）×（６００ｄｐｉに相当するドット間隔）により、約０．５５ｍｍとなる。このとき、図７に示すように圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ａに属する圧力室１０ａが、配列方向Ａに沿って等間隔に配置される。こうして、圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ａに属する圧力室１０の中心の位置が決定する。
【００７９】
ステップ１２（Ｓ１２）において、ステップ１１で決定された圧力室列１１ａに属する圧力室１０ａの中心から第４の方向であって図７中下側に向かって離隔された、圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ｂに属する圧力室１０ｂの中心までの距離Ｐ１を算出する。この距離Ｐ１は、Ｔ×（６００ｄｐｉに相当するドット間隔）によって算出され、本実施の形態においては、距離Ｐ１が上述の距離Ｔ１と同じとなり、約０．７２ｍｍとなる。このとき、図７に示すように圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ｂに属する圧力室１０ｂが、配列方向Ａに沿って等間隔に配置されると共に、各圧力室１０ｂの中心が、圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ａに属する隣接する２つの圧力室１０ａの中心を通る第４の方向に平行な中心軸１８から等距離に存在する。つまり、圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ｂに属する圧力室１０ｂの中心が２つの中心軸１８から配列方向Ａに等距離だけ離隔された中心軸１９上に配置されている。
【００８０】
ステップ１３（Ｓ１３）において、ステップ１２で決定された圧力室列１１ｂに属する圧力室１０ｂの中心から第４の方向であって図７中下側に向かって離隔された、圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ｃに属する圧力室１０ｃの中心までの距離Ｐ２を算出する。この距離Ｐ２も距離Ｐ１と同様に、Ｔ×（６００ｄｐｉに相当するドット間隔）によって算出され、本実施の形態においては、距離Ｐ２が約０．７２ｍｍとなる。このとき、図７に示すように圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ｃに属する圧力室１０ｃが、配列方向Ａに沿って等間隔に配置されると共に、各圧力室１０ｃの中心が、圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ａに属する圧力室１０ａの中心を通る中心軸１８上に配置されている。
【００８１】
ステップ１４（Ｓ１４）において、ステップ１３で決定された圧力室列１１ｃに属する圧力室１０ｃの中心から第４の方向であって図７中下側に向かって離隔された、圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ｄに属する圧力室１０ｄの中心までの距離Ｐ３を算出する。この距離Ｐ３も距離Ｐ１と同様に、Ｔ×（６００ｄｐｉに相当するドット間隔）によって算出され、本実施の形態においては、距離Ｐ３が約０．７２ｍｍとなる。このとき、図７に示すように圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ｄに属する圧力室１０ｄが、配列方向Ａに沿って等間隔に配置されると共に、各圧力室１０ｄの中心が、圧力室列群１２Ｍの圧力室列１１ｂに属する圧力室１０ｂの中心を通る中心軸１９上に配置されている。このように、ステップ１１〜ステップ１４を行うことで、各圧力室１０に属する圧力室１０が、その圧力室１０に係るノズル８との位置関係が決まるので、インクジェットヘッド１の設計がしやすくなる。また、第１の圧力室列１１ａをなす圧力室１０ａと第３の圧力室列１１ｃをなす圧力室１０ｃとが、共通の中心軸１８上に配置されるように設計され、第２の圧力室列１１ｂをなす圧力室１０ｂと第４の圧力室列１１ｄをなす圧力室１０ｄとが、共通の中心軸１９上に配置されるように設計されているので、各圧力室の配置位置が容易に決まり設計しやすい。
【００８２】
そして、ステップ１１とほぼ同様に、３つのノズル列群１６Ｙ，１６Ｃ，１６Ｋのノズル列１５ａに属するノズル８の中心から第４の方向であって図５中下側に向かって離隔された、圧力室列群１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｋの圧力室列１１ａに属する圧力室１０ａの中心までの距離を算出する。ステップ１２とほぼ同様に、圧力室列群１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｋの圧力室列１１ａに属する圧力室１０ａの中心から第４の方向であって図５中下側に向かって離隔された、圧力室列群１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｋの圧力室列１１ｂに属する圧力室１０ｂの中心までの距離を算出する。ステップ１３とほぼ同様に、圧力室列群１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｋの圧力室列１１ｂに属する圧力室１０ｂの中心から第４の方向であって図５中下側に向かって離隔された、圧力室列群１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｋの圧力室列１１ｃに属する圧力室１０ｃの中心までの距離を算出する。ステップ１４とほぼ同様に、圧力室列群１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｋの圧力室列１１ｃに属する圧力室１０ｃの中心から第４の方向であって図５中下側に向かって離隔された、圧力室列群１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｋの圧力室列１１ｄに属する圧力室１０ｄの中心までの距離を算出する。
【００８３】
こうして、算出された距離によって圧力室列群１２Ｙ，１２Ｃ，１２Ｋの圧力室列１１に属する圧力室１０の中心位置が決定し、すべての圧力室１０の配置位置が決定する。そして、圧力室１０の平面形状とほぼ相似形状の個別電極３５は、その中心が各圧力室１０の中心と重なるように、且つ、圧力室１０の平面領域内に存在するようにして設計される。
【００８４】
そして、各圧力室１０からノズル８に通じる孔を各プレートに設計するとともに、各圧力室１０からマニホールド流路５に通じる孔、マニホールド流路５及びアパーチャ１３等を設計する。こうして、ヘッド本体７０の複数の個別インク流路７を構成する設計が完了する。そして、ヘッド本体７０の適宜の形状からベースブロック７１及びホルダ７２等を設計してインクジェットヘッド１の設計が完了する。
【００８５】
以上のように、本実施の形態によるインクジェットヘッド１の設計方法によると、各ノズル列１５ａ〜１５ｄに属するすべてのノズル８が、配列方向Ａに直交する方向において、６００ｄｐｉの基準ドット間隔の整数倍の位置に配置することができる。そのため、６００ｄｐｉの整数倍又は整数分の一の解像度で印字を行う場合に、１種類の波形による吐出信号を同時に発信すればよいので、インクジェットヘッドの制御が容易になると共に製造コストの削減が可能となる。例えば、すべてのノズル８から６００ｄｐｉに相当するドット間隔のタイミングでインクを吐出する１種類の波形による吐出信号を発信し、後は適宜のノズル８からインクを吐出するか、吐出しないかを選択するだけで、１色における解像度が１５０ｄｐｉの画像を記録媒体に描くことが可能となる。このようにノズル８毎にインクを吐出するためのインク吐出タイミング制御をする必要がなくなるので、複数種類の波形による吐出信号を発信する必要がなくなる。そのため、インク吐出制御が簡単な構成となり、インクジェットヘッド１の製造コストが減少する。
【００８６】
なお、本実施の形態においては、Ｔ（自然数）の値を奇数である１７としているが、偶数であってもよい。偶数であれば、ステップ３で距離Ｔ２を算出する式が、（３．５×Ｔ（Ｔ＝偶数の自然数））×（６００ｄｐｉに相当するドット間隔）となり、ステップ４で距離Ｔ３を算出する式が、（４．５×Ｔ（Ｔ＝偶数の自然数））×（６００ｄｐｉに相当するドット間隔）となる。これら距離Ｔ２，Ｔ３を算出する式中において、±０．５がなくなっているのは、奇数であるＴ（自然数）に３．５又は４．５を乗じたときに出てくる、小数点以下の数字をなくすためである。言い換えると、偶数であるＴに３．５又は４．５を乗じても小数点以下の数字が出てこないので、±０．５が式中からなくなっている。このように偶数に対応する式によって算出された距離Ｔ２，Ｔ３によっても、上述したように各ノズル列１５ａ〜１５ｄに属するすべてのノズル８が、配列方向Ａに直交する方向において、６００ｄｐｉの基準ドット間隔の整数倍の位置に配置することができる。そのため、６００ｄｐｉの整数倍又は整数分の一の解像度で印字を行う場合に、１種類の波形による吐出信号を同時に発信すればよいので、インクジェットヘッドの制御が容易になると共に製造コストの削減が可能となる。
【００８７】
また、Ｔが偶数の場合においては、各圧力室列群１２の圧力室列１１ａに属する圧力室１０ａの中心の位置を算出する式も、（１．５×Ｔ（偶数の自然数））／２×（６００ｄｐｉに相当するドット間隔）となる。こうすることで、Ｔが偶数の自然数の場合におけるノズル８の位置に対応して圧力室１０の中心の位置を決定することができる。
【００８８】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の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さまざまな設計変更が可能なものである。例えば、上述したインクジェットヘッド１の圧力室１０は、圧力室列群１２毎に１つのマニホールド流路５と連通しているが、圧力室列群毎に２つ以上のマニホールド流路と連通していてもよい。また、複数の圧力室列群のうちの１つの圧力室列群の第１の圧力室列に係る第１のノズルの位置から、当該圧力室列群に隣接する他の圧力室列群の第１の圧力室列に係る第１のノズルの位置までの距離は、ｎ（ｎ：５以上の自然数）×Ｔ×（基準ドット間隔）で算出された値であってもよい。また、上述した各ノズル列の列方向（配列方向Ａ）のノズルピッチを等間隔にしなくてもよい。また、第１の圧力室列１１ａに属する圧力室１０と第３の圧力室列１１ｃに属する圧力室１０の中心、第２の圧力室列１１ｂに属する圧力室１０と第４の圧力室列１１ｄに属する圧力室１０の中心がそれぞれ共通の中心軸１８，１９上になくてもよい。また、圧力室１０の平面形状は菱形以外の形状であってもよい。
【符号の説明】
【００８９】
１  インクジェットヘッド
４  流路ユニット
７  個別インク流路
８  ノズル
１０  圧力室
１１  圧力室列
１２  圧力室列群
１５  ノズル列
１６  ノズル列群
７０ａ  インク吐出面Ｔ，Ｔ１〜Ｔ４，Ｐ，Ｐ１〜Ｐ３  距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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