【事件の表示】
　特許２６５７３４９号「インク・ジェット・プリント・ヘッド」の特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結論】
　訂正を認める。
　特許第２６５７３４９号の特許を維持する。
【理由】
Ｉ．手続きの経緯
　本件特許第２６５７３４９号発明は、平成５年６月４日に特許出願され（パリ条約優先権主張、１９９２年６月４日、米国、８９４３１６）、平成９年６月６日にその特許の設定登録がなされ、その後、梶原克彦、石橋康男より特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１０年１１月１９日に訂正請求がなされ、訂正拒絶理由通知がなされ、その指定期間内である平成１１年４月２７日に訂正明細書の補正がなされたものである。
ＩＩ．訂正明細書の補正の適否
　本補正は、訂正により限定された請求項１中のインク供給多岐管についてさらに限定して特許請求の範囲を減縮するものであり、特許法第１２０条の４第３項で準用する同法第１３１条第２項の規定に適合するので、当該補正を認める。
ＩＩＩ．訂正の適否についての判断
１．訂正の要旨
▲１▼訂正事項ａ
　特許請求の範囲の請求項１中の「一端に上記インク源・・・インク供給多岐管」を「一端に上記インク源からインクが供給されるインク供給口を有し、上記一端から単一の他端に向かって延び、上記一端から上記他端に向かって断面積がテーパー状に徐々に小さくなるインク供給多岐管」と訂正するものである。
▲２▼訂正事項ｂ
　特許請求の範囲の請求項１中の「上記プリント・ヘッドに接続可能」及び「上記パージ機構を上記プリント・ヘッドに接続」を「上記プリント．ヘッドの上記ノズルに接続可能」及び「パージ動作の際に上記パージ機構を上記プリント・ヘッドの上記ノズルに接続」と訂正するものである。
２．訂正の目的、新規事項禁止、拡張変更禁止の各要件の判断
▲１▼訂正事項ａは、インク供給多岐管について願書に添付した明細書又は図面に記載した事項（特に、段落番号００２１、００２７、００４１、００４２、００４３、００４５、００４６、００４７、００５０、００５２、図１等参照。）の範囲内で限定するものであり、特許請求の範囲の減縮を目的とするものであって、上記各要件を満たすものである。
▲２▼訂正事項ｂは、願書に添付した明細書又は図面に記載した事項（特に、段落番号００４４等参照。）の範囲内で限定且つ明瞭にするものであり、特許請求の範囲の減縮及び明瞭でない記載の釈明を目的とするものであって、上記各要件を満たすものである。
３．独立特許要件の判断と訂正の適否のまとめ
　以下に述べるように、訂正後の発明は特許出願の際独立して特許を受けることができない発明とすることはできないことから、上記訂正は、特許法１２０条の４第２項及び同条第３項で準用する第１２６条第２乃至４項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
ＩＶ．異議申立についての判断
１．本件請求項１に係る発明
　本件請求項１に係る発明は、訂正明細書及び図面の記載からみて、訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１に記載された事項により特定される次のとおりのものである。
「インク源からのインクを噴射するインク・ジェット・プリント・ヘッドであって、一端に上記インク源からインクが供給されるインク供給口を有し、上記一端から単一の他端に向かって延び、上記一端から上記他端に向かって断面積がテーパー状に徐々に小さくなるインク供給多岐管と、該インク供給多岐管の上記一端及び他端間一端が接続された複数のインク供給チャネルと、該複数のインク供給チャネルの他端に夫々入口が接続された複数のインク圧力室と、該複数のインク圧力室の出口に夫々一端が接続された複数のインク通路と、該複数のインク通路の他端に夫々設けられた複数のノズルと、上記複数のインク圧力室に夫々固着され、駆動信号が供給される複数のトランスジューサと、上記プリント・ヘッドの上記ノズルに接続可能で、真空作用により上記複数のインク供給チャネル、上記複数のインク圧力室及び上記複数のインク通路をほぼ同じ流速でインクを流すパージ機構とを具え、上記複数のインク供給チャンネルの長さをほぼ等しくすると共に断面積もほぼ等しく、上記複数のインク通路の長さをほぼ等しくすると共に断面積もほぼ等しくして、上記複数のインク圧力室の入口における流体インピーダンスをほぼ等しくし、上記複数のトランスジューサは、上記インク圧力室から上記ノズルを介して
ほぼ等しい噴射特性のインクを噴射させ、パージ動作の際に上記パージ機構を上記プリント・ヘッドの上記ノズルに接続して不純物又は気泡のパージ動作を行うことを特徴とするインク・ジェット・プリント・ヘッド。」（以下、「本件発明」という。）。
２．取消理由及び訂正拒絶理由の引用刊行物
　これに対して、当審が通知した取消理由乃至訂正拒絶理由で引用した刊行物は次のとおりである。
　刊行物１：特開平３−１５０１６５号公報インク源からのインクを噴射するインク・ジェット・プリント・ヘッドであって、上記インク源からインクが供給されるインク供給口（インク入口１２）を有し、一端から他端に向かって延びるインク供給多岐管１６と、該インク供給多岐管１６の上記一端及び他端間に一端が接続された複数のインク供給チャネル１８と、該複数のインク供給チャネル１８の他端に夫々入口２０が接続された複数のインク圧力室２２と、該複数のインク圧力室２２の出口２４に夫々一端が接続された複数のインク通路２６と、該複数のインク通路２６の他端に夫々設けられた複数のノズル１４と、上記複数のインク圧力室２２に夫々固着され、駆動信号が供給される複数のトランスジューサ（圧電セラミック・ディスク３６）とを具え、上記複数のインク供給チャネル１８の長さをほぼ等しくすると共に断面積もほぼ等しく、上記複数のインク通路２６の長さをほぼ等しくすると共に断面積もほぼ等しくして、上記複数のインク圧力室２２の入口２０における流体インピーダンスをほぼ等しくし（８頁左上欄前段、１０頁左上欄中後段及び同左下欄中段）、上記複数のトランスジューサ（圧電セラミック．ディスク３６）は、上記インク圧力室２２から上記ノズル１４を介してほぼ等しい噴射特性のインクを噴射させること（８頁左上欄中段）、を特徴とするインク・ジェット・プリント・ヘッド、等が記載されている。
　刊行物２：特開昭６３−５４２５０号公報
　インク供給口１３、扇形の共通インク室２、流路５、圧力室３、圧電素子９、ノズル４、等からなるインクジェットヘッドであって、上記扇形を形成する壁面１４は、ダミーノズル１２に通ずる流路６になめらかにつながり、壁面に沿って気泡排出のための速い流れをつくること（第１，２図とその説明）、及び、パージ動作の際に、ノズルにキャップ１６が密着し、吸引ポンプ１１により気泡や異物を除去するパージ機構（第５図とその説明）、等が記載されている。
　刊行物３：特開昭６３−２９５２６５号公報
　一端からインク供給チューブ１０を介してインクが供給され、該一端から単一の他端に向がって延びている共通インク室、この共通インク室とノズル１３間の流路、この流路途中にあるインク室１２、等からなるインクジェットヘッド（第２図とその説明）、及び、パージ動作の際に、ノズルにキャップ２を当接し、吸引ポンプ３により気泡等を除去するパージ機構（第３図とその説明）、等が記載されている。
３．対比．判断
　本件発明と刊行物１記載の発明とを対比するに、両者は、次の点で相違し、その余の点で一致する。
　▲１▼前者が、ノズルに接続されて真空作用により複数のインク供給チャネル、複数のインク圧力室及び複数のインク通路をほぼ同じ流速でインクを流して不純物又は気泡のパージ動作を行うパージ機構を具えているのに対して、後者は、ノズルに接続されるパージ機構についての記載がない点。
　▲２▼インク供給多岐管について、前者が、インク供給口を有する一端から単一の他端に向かって延びるものであり、且つ、該一端から該他端に向かって断面積がテーパー状に徐々に小さくなるものであるのに対して、後者は、インク供給口を有する一端から単一の他端に向かって延びていることについての記載が明瞭とは言えず、且つ、該一端から該他端に向かって断面積がテーパー状に徐々に小さくなることについては記載がない点。
　相違点▲１▼について検討するに、インク．ジェット．プリント．ヘッドのノズルに接続されて真空作用によりインクを流して不純物又は気泡のパージ動作を行うパージ機構が上記刊行物２，　３に記載されており、これを各流路の流体インピーダンスがほぼ等しい刊行物１記載の発明に適用すればパージ動作時の各流路の流速は当然にほぼ同じになるものと認められることから、この点に格別のものは認められない。
　相違点▲２▼について検討するに、インク供給口を有する一端から単一の他端に向かって延びるインク供給多岐管については上記刊行物３に記載されている。
　しかし、該一端から該他端に向かって断面積がテーパー状に徐々に小さくなることについてまでは記載も示唆もされていない。
　インク供給多岐管に係るテーパー状に関しては刊行物２に扇形の共通インク室２の壁面１４により示されている。
　しかし、該共通インク室２は、第１図の記載と発明の詳細な説明における「共通インク室２に関し、インク入口部は狭く、各インク流路５への入口部は広くならざるを得ない」（２頁右下欄１３〜１５行）の記載とからみて、インク供給口１３側（第１図右側）を一端とし、各インク流路５への入口部の並び側（第１図左側）を他端とし、該他端に向かって断面積がテーパー状に徐々に広がるように意識されているものである。
　また、ダミーノズル１２に通ずる流路６になめらかにつなげるための該壁面１４の傾斜も、中央にインク供給口１３を配している壁面１４から流路５への入口部を遠ざけている（３頁左上欄）ものであるからこそ必要となっていると認められる。
　さらに、「ダミーノズルに通じる流路の抵抗を下げることによって壁面１４近くに速い流れをつくって」（３頁右上欄末行〜左下欄２行）はいるが、共通インク室２全体の流れに及ぼす壁面１４の影響については記載も示唆もない。
　したがって、刊行物２の記載からでは、インク供給口を有する一端から単一の他端に向かって延びるインク供給多岐管について、該一端から該他端に向かって断面積がテーパー状に徐々に小さくなるものを容易に想到し得るとは認められない。
　そして、本件発明は、相違点▲２▼により、インク供給多岐管の全長に亘リインクの流速を均一にでき、インク体積を最小にしながら十分なインク供給ができ、十分なインク流速が得られ、パージ効率や音響的分離特性を改善できる、等の格別の作用効果を奏するものと認められるから、刊行物１乃至３に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるとは認められない。
４．特許異議申立人の主張
　申立人梶原克彦は、甲第１号証（特開平３−１０１９５８号公報）、甲第２号証（特開平３−２０８６６５号公報）、甲第３号証（米国特許第４５１７５７７号明細書及び図面）、及び甲第４号証（上記刊行物１）を提出し、本件発明は、甲第１号証記載の発明と同一或いはこれら甲号証記載の発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものである旨主張している。
　しかし、甲第１乃至３号証には上記相違点▲２▼に係る記載はなく、且つ上記刊行物１乃至３の記載に加えて甲第１乃至３号証の記載を勘案しても上記相違点▲２▼を容易に想到できるとも認められない。
　甲第１号証には、その第１図にお握り型の共通液室１３００ｅが示されているが、その記載からでは、仮に、インク供給口を有する一端から単一の他端に向かって延びるインク供給多岐管への適用を容易に想起できたとしても、それにより想到されるものは、せいぜい、インク供給口の位置を中央部に移動させてインク供給多岐管をお握り型とすることであり、インク供給口を有する一端から単一の他端に向かって延びることをそのままに該一端から該他端に向かって断面積がテーパー状に徐々に小さくなるものまでも容易に想到し得るとは認められない。
　甲第２号証記載の共通インク室７ｂは上記刊行物２記載の共通インク室と同様のものに過ぎない。
　申立人は、徐々に狭くなることによって流速が確保されることは甲第３号証にも記載されているというが、甲第３号証記載のマニホールド３４は徐々にではなく段階的に狭くなっていること、スクープ４２，４４，４６の入口は軸線５０方向に向いていること、等からみて、甲第３号証の記載により甲第１，　２号証記載の共通液（インク）室にも同様の作用が明らかに示唆されているとは認め難い。
　したがって、申立人の上記主張は採用できない。また、申立人石橋康男は、上記刊行物１乃至３を甲第１乃至３号証として提出し、本件発明は、当業者が容易に発明をすることができたものである旨主張しているが、上述した理由によりこの主張は採用できない。
　申立人は、甲第３号証（上記刊行物３）の第２図にインク供給チューブ１０側より他端側に向かって断面積が徐々に小さくなるテーパー状のインク供給部が記載されているというが、第２図においてインク供給部は一定の幅で描かれている。
　該インク供給部の他端には栓のようなものが図示され、その内側端面が斜めに描かれているが、これをもってインク供給部がテーパー状であるとはいえない。
Ｖ．むすび
　したがって、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件請求項１に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件請求項１に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１１年８月１３日（１９９９．８．１３）
【訂正の要旨】
　訂正の要旨
▲１▼訂正事項ａ
　特許請求の範囲の請求項１中の「一端に上記インク源・・・インク供給多岐管」を「一端に上記インク源からインクが供給されるインク供給口を有し、上記一端から単一の他端に向かって延び、上記一端から上記他端に向かって断面積がテーパー状に徐々に小さくなるインク供給多岐管」と訂正するものである。
▲２▼訂正事項ｂ
　特許請求の範囲の請求項１中の「上記プリント・ヘッドに接続可能」及び「上記パージ機構を上記プリント・ヘッドに接続」を「上記プリント・ヘッドの上記ノズルに接続可能」及び「パージ動作の際に上記パージ機構を上記プリント・ヘッドの上記ノズルに接続」と訂正するものである。
（５４）【発明の名称】
インク・ジェット・プリント・ヘッド
（５７）【特許請求の範囲】
　　【請求項１】　インク源からのインクを噴射するインク・ジェット・プリント・ヘッドであって、
　一端に上記インク源からインクが供給されるインク供給口を有し、
上記一端から単一の他端に向って延び、
上記
テーパー状に
　該インク供給多岐管の上記一端及び他端間に一端が接続された複数のインク供給チャネルと、
　該複数のインク供給チャネルの他端に夫々入口が接続された複数のインク圧力室と、
　該複数のインク圧力室の出口に夫々一端が接続された複数のインク通路と、
　該複数のインク通路の他端に夫々設けられた複数のノズルと、
　上記複数のインク圧力室に夫々固着され、駆動信号が供給される複数のトランスジューサと、
　上記プリント・ヘッド
の上記ノズル
　上記複数のインク供給チャネルの長さをほぼ等しくすると共に断面積もほぼ等しく、上記複数のインク通路の長さをほぼ等しくすると共に断面積もほぼ等しくして、上記複数のインク圧力室の入口における流体インピーダンスをほぼ等しくし、
　上記複数のトランスジューサは、上記インク圧力室から上記ノズルを介してほぼ等しい噴射特性のインクを噴射させ、
　
パージ動作の際に
の上記ノズル
【発明の詳細な説明】
　　　【０００１】
　　【産業上の利用分野】
　本発明は、ドロップ・オン・デマンド型インク・ジェット・プリント・ヘッドの改良に関する。
　　　【０００２】
　　【従来技術及び発明が解決しようとする課題】
　マルチ・オリフィス・ドロップ・オン・デマンド型インク・ジェット・プリント・ヘッドを実現する装置及び法には種々のものが知られている。この種のインク・ジェット・プリント・ヘッドの各チャネルの動作により、インク室を変位させノズルを介してインク室からインク滴を射出する。インク室を変位させるために駆動機構が使用される。典型的な駆動機構は、薄い隔壁に結合した圧電素子の如きトランスデューサを含んでいる。このトランスデューサに電圧を印加すると、トランスデューサは平面の大きさを変化させようとする力瓢隔壁にしっかりと結合しているので折り曲がる結果となる。このトランスデューサの折り曲がりによりインク室内のインクが変位し、インク供給口からインク室にインクが流れ込むと共に出力口からノズルへとインクが送られる。一般に、多数のノズルを高密度のアレイ状に配列出来るようにヘッドを構成することが望ましい。多岐管、インク供給口及びインク室の配置及びインク室と多数のノズルとの接続構造をどのようにするかは、特に、小型のインク・ジェット・プリント・ヘッドを実現する際には一筋縄では決められない問題である。設計上の不適当な点がたとえ些細なものであろうとも、インクの均一な噴射性能を損なうことも有り得るからである。
　　　【０００３】
　均一なインクの噴射性能は、インク・ジェット・プリント・ヘッド上のノズル配列の各チャネルの構造を実質的に同一になるように製造することにより達成される。また、均一なインク噴射性能は、各チャネルのインク内の不純物や気泡によっても左右される。従って、マルチ・オリフィス・ドロップ・デマンド型インク・ジェット・プリント・ヘッドの種々の構成要素は、不純物や気泡を効果的に除去（パージ）出来るように設計すべきである。
　　　【０００４】
　従来技術のインク・ジェット・プリント・ヘッドの一例として、クルズ・ウリベ（Ｃｒｕｚ−Ｕｒｌｂｅ）的等の米国特許第４６８０５９５号の明細書に記載されたものがある。この特許の第１図及び第４図の実施例で、略直方体の２つのインク圧力室を互いに中心を揃えて平行に２列に並べた構成を示している。複数のインク・ジェット・ノズルが異なるインク圧力室に夫々接続されている。各ノズルの中心軸は、インク圧力室を含む面に垂直に延び、インク圧力室の延長部分と交わる。断面積が実質的に一様なインク多岐管より、制限オリフィスを介して各インク室にインクが供給される。この制限オリフィスは、ノズル・オリフィスと高精度に整合するように形成される。制限オリフィスは、インク供給口の一形式であり、マルチ・オリフィス配列の隣合うチャネル間の音響クロストークの発生を最少にする。しかし、このような制限オリフィスでは、インクの不純物や気泡を取り込み易いので、頻繁にパージ動作を行う必要があった。
　　　【０００５】
　効果的なパージ動作を行えるか否かは、不純物や気泡をヘッドの各所から除去するために比較的高速にインクを流せるか否かで決まる。多岐管の各所におけるインクの流速は、パージ対象の下流のオリフィスのチャネル数と多岐管の断面積によって決まる。従って、このインクの流速は、多岐管の上流の端部の方が、１つのオリフィス・チャネルにしかインクが流れない下流の端部よりも高速となる。多岐管の下流の端部では、十分なインクの流速が得られないことにより、多岐管に含まれる不純物や気泡を除去出来ないかもしれない。
　　　【０００６】
　ローマン（Ｒｏｍａｎ）等の米国特許第４７３０１９７号の明細書は、その第１１Ａ図及び第１１Ｂ図において、同様の制限オリフィス及び多岐管の構成を含む別の実施例を開示している。
　　　【０００７】
　マツダ（Ｍａｔｓｕｄａ）等の米国特許第４２１６４７７号（４７７特許）及び第４５２８５７５号に記載されているインク・ジェット・プリンタの構成では、インク圧力室の面に対して垂直ではなく、平行にインクが射出される。一般に、従来のインク・ジェット・プリント・ヘッドにおいて、トランスデューサの面に対してノズルの軸を平行にすると設計が比較的複雑となり、製造上も困難を生じる。各オリフィス・チャネルは、長方形のトランスデューサをインク室に接続し、インク室はノズル・オリフィスへの通路と連通している。これらの特許の実施例の記載によれば、ノズルとインク室との間の通路の長さは異なっており、対応するノズルに対するトランスデューサの位置によって決まる。
　　　【０００８】
　これらの特許では、全長に亘り、断面積が略一定のインク供給多岐管を示している。マツダ等の４７７特許の第１図では、底部にインク供給口を設けたインク供給多岐管を有する垂直方向に向けたプリント・ヘッドを示している。この多岐管の上端部は、入口の上端を通り抜け、最上部のオリフィス・チャネルまで延びており、その部分に形成された上端空洞部にはインクよりも密度が低い気泡が溜まることになる。パージ動作中、この上端空洞部には、殆ど又は全くインクが流れず、気泡の除去動作を強力に妨げることにもなる。時間が経過すると、追加された気泡が集まって１つの大きな気泡を形成し、上側のオリフィス・チャネルへのインク流を止めてしまう。その上、滞留した気泡は共鳴周波数を有し、圧力室で発生する圧力パルスが不均一に反射して隣の圧力室の入口に戻される原因ともなる。滞留した気泡は、夫々固有の周波数でエネルギーを消費するので、インクの噴出動作も不均一になり易くなる。
　　　【０００９】
　セイコー（Ｓａｙｋｏ）の米国特許第４３８７３８３号は、マルチ・オリフィス型のインク・ジェット・ヘッドを開示している。この特許の第２図では、断面積が一様で、上端部にインク供給口を設けたインク多岐管を示している。この装置は、気泡の滞留を減少させ、気泡の除去を容易にするが、インクより密度の大きな不純物の滞留を招いてしまう。このような多岐管の底端部におけるインクの流速が不十分であると、パージ動作中の不純物の除去ができず、最低部のオリフィス・チャネルが詰まる原因となる。
　　　【００１０】
　キムラ（Ｋｉｍｕｒａ）等の米国特許第４５２１７８８号は、放射状に構成してチャネル間の構造を均一にして均一な噴射特性を達成したマルチ・オリフィス・インク・ジェット・ヘッドを記載している。しかし、この特許の放射状のインク供給多岐管は、断面積が全て均一であり、上述のような、不純物又は気泡の滞留の問題を何等解決していない。
　　　【００１１】
　コートー（Ｋｏｔｏｈ）の米国特許第４３６７４８０号は、各オリフィス・チャネルの寸法を均一にしたマルチ・オリフィス型インク・ジェット・プリント・ヘッドを開示している。この特許の第４図では、不均一な断面積を持つインク多岐管を記載している。しかし、その形状は、不純物又は気泡を滞留可能な構造である。この特許の第８図及び第１０図は、オリフィス・チャネル間の音響特性を均一にする為にインク供給構造を不均一に湾曲させた装置を開示している。また、両端にインク供給口を有するインク供給多岐管も示している。この構造の場合には、多岐管からの不純物及び気泡の除去効果は高くなるがその多岐管に限定されたものであり、各オリフィス・チャネルの各部からの除去効率を改善するものではない。更に、この構造では多岐管に供給口を追加するので、ヘッドを小型化する際に十分なスペースを取れないという問題も生じる。
　　　【００１２】
　ロイ（Ｒｏｙ）等の米国特許第５０８７９３０号「ドロップ・オン・デマンド・インク・ジェット・プリント・ヘッド」は、小型化したマルチ・オリフィス型プリント・ヘッドを記載している。本願の図面の図６〜図１０は、このロイ等の特許の要部の構成を示している。図６及び図７は、多層板構造のプリント・ヘッド１の分解図を示している。このプリント・ヘッド１は、トランスデューサ取付プレート２、隔壁プレート３、インク圧力室プレート３、隔離プレート４、インク供給口プレート５、隔離プレート６、オフセット・チャネル・プレート７・オリフィス隔離プレート８及びオリフィス・プレート９を含んでいる。これらのプレート３から７までは、黒、イエロー、マゼンタ及びシアンの各インク多岐管が形成されている。図８〜図１０は、プレート５〜７の構造をより詳細に示している。特に、下側にあるマゼンタ・インクの多岐管Ｍは、上側のマゼンタ・インク多岐管Ｍ′とインク連通チャネルＣを介して接続されている。これらマゼンタ・インク多岐管Ｍ及びＭ′からインクを多数のインク供給チャネルｓに供給する必要がある。各インク供給チャネルがプリント・ヘッド１のマゼンタ用オリフィス・チャネルである。
　　　【００１３】
　図９及び図１０を参照すると、非プリント動作期間中に、浮揚性の気泡Ｂがインク連通チャネルＣの上側湾曲部に滞留し得るのが判る。プリント動作中には、チャネルＣ及び多岐管Ｍ′を介してインクが流れ、気泡Ｂを多岐管Ｍ′の入口端部へと送ることができるが、気泡Ｂをプリント・ヘッド１のインク供給チャネルから排出するにはインクの流速が不十分である。パージ動作中には、多岐管Ｍ及びＭ′並びにインク供給チャネルＳおけるインクの流速を上昇させ、気泡Ｂを多岐管Ｍ′の右端の気泡Ｂ′の位置まで移動させる。しかし、単一のインク供給チャネルｓ′にしかインクが流れないので、気泡Ｂ′を多岐管Ｍ′の右端の位置から外に排出することは出来ない。つまり、インクの流れにより気泡Ｂ′を排出する力より、気泡Ｂ′の浮揚力の方が大きく、気泡Ｂ′はそのまま滞留する結果となる。更に、気泡Ｂ′は、固有の共振周波数を有するので、この共振周波数付近の周波数でインク滴が噴射される際には、気泡Ｂ′とインク圧力パルスとのクロストークが生じることになる。このため、インク滴のある噴射周波数において、インク圧力のエネルギーが気泡に吸収され、その吸収エネルギーが成長する等により、プリント・ヘッド１の動作エネルギーが不足することになる。
　　　【００１４】
　　　更に事態を悪化させるのは、通常のプリント動作中に、多岐管Ｍ′における気泡Ｂ′の位置が、多岐管Ｍ′に接続された多数のインク供給チャネル用に調整されるインク滴の噴射パターンや噴射周波数によって左右されるという点である。この結果発生するクロストークやエネルギー吸収によるインク噴射の不均一性は、プリント画像上でマゼンタの濃度のムラとして観察される。気泡に起因する同様の問題は、プリント・ヘッド１の他の色のインク用多岐でも存在する。
　　　【００１５】
　　　上述のように、マルチ・オリフィス型インク・ジェット・プリント・ヘッドの設計方法には種々の従来例が存在するが、小型で、インク噴射特性を均一に維持する為には、インク内から不純気泡を完全に除去（パージ）することが重要である。
　　　【００１６】
　本発明の目的は、不純物及び気泡を完全にパージし得るマルチ．オリフィス型インク．ジェット．プリント．ヘッドを提供することである。
　　　【００１７】
　本発明の他の目的は、個々のインク噴射及びインク滴噴射特性が一定且つ同一のインク．ジェット．プリント．ヘッドを提供することである。
　　　【００１８】
　本発明の別の目的は、オリフィス．チャネル相互間のクロストークを減少させた小型のインク．ジェット．プリント．ヘッドを提供することである。
　　　【００１９】
　　【課題を解決する為の手段】
　本発明は、ドロップ．オン．デマンド型インク．ジェット．プリント．ヘッドは、共通のインク供給多岐管からのインクを多数のインク供給口を介して対応する数のインク圧力室に供給する。各インク圧力室は、インクに制御圧力波を印加する音響トランスデューサーに接続されている。このインク圧力波によって、インク出口からオフセット．チャネルにインクが流れ、プリント．ヘッドのノズル．オリフィスからインク滴としてプリント媒体上に向けて噴射される。このインク．ジェット．プリント．ヘッドの本体は、インク供給多岐管、インク供給口、インク圧力室、インク出口、オフセット．チャネル及びノズル．オリフィスを含んでいる。このプリント．ヘッドは、小型に設計されており、複数のノズル間の離間間隔は微小である。
　　　【００２０】
　インク圧力室のインクの入口と出口は、直径方向又は交差方向に離して設けられ、通常動作及びパージ動作の期間中における両者間の音響的隔離及び洗浄の為に、両者間の距離を最も長くするように設けている。インク噴射特性を更に均一にする為には、インク供給多岐管からインク圧力室までのインク通路と、インク圧力室の出口からノズルまでの通路の距離が等しく、断面積も等しいことが望ましい。それにより、インク圧力室、関連するインク通路及びノズルのインク噴出特性は、実質的に同一となる。
　　　【００２１】
　本発明のインク・ジェット・プリント・ヘッドは、少なくとも１つのテーパー状のインク供給多岐管と、複数のインク供給チャネルとを含み、これら複数のインク供給チャネルを介してテーパー状の多岐管が夫々のインク圧力室のインク供給口に接続されている。インク供給チャネルの寸法を調整し、多岐管をテーパー状に形成することにより、インク圧力室と多岐管との間の音響的隔離状態を達成し、他方、プリント・ヘッドの最高プリント速度においても十分なインクの流速を達成する。多岐管をテーパー状に形成することにより、多岐管の下流端部に向かって断面積を漸次減少させ、これによって、プリント動作及びパージ動作において、多岐管の全長に亘りインクの流速を均一に維持することが出来る。
　　　【００２２】
　　【実施例】
　本発明は、圧電変換器の如き駆動機構により各々が駆動される複数のインク・ジェット・ノズルをアレイ状に構成した小型のドロップ・オン・デマンド・インク・ジェット・プリント・ヘッドへの要請に応えるものである。このようなプリント・ヘッドの設計上、考慮すべきことを例を挙げて説明する。プリント・ヘッドを両方向に反復移動してプリントを行い、その後プリント媒体が曲面上を垂直方向に送り出されるようなタイプライタ型のプリント装置に使用されるインク・ジェット・プリント・ヘッドを考えてみよう。この場合、ノズル・アレイの垂直方向の長さを出来る限り小さく形成して種々のノズルからプリント媒体までの距離のばらつきが出来るだけ小さくするようなプリント・ヘッドが望ましい。
　　　【００２３】
　更に、プリント・ヘッドの水平方向の長さも最小にすることが望ましい。原理的には、４８個のノズルを用いて１１８ライン／センチメートル（３００ライン／インチ）を水平及び垂直方向にプリントするヘッド部分の場合、４８個のノズルの垂直方向の列は最初のノズルの中心から最後のノズルの中心までの長さが４７／１１８センチメートル（４７７３００インチ）となる。この構成の場合、各ノズルは、余分な走動作をすることなく、紙（プリント媒体）の右端から左端までプリントすることが出来る。ノズルを水平方向にずらして構成すると、プリント媒体上の全ての領域にプリントする為には、少なくともそのずらした長さだけ走査動作のマージンを取って水平方向に余分に走査する必要がある。このような余分な走査動作により、プリント時間も長くなる上にプリンタ装置全体の幅も大きくなってしまう。従って、装置の幅を小さくするには、ノズルの水平方向の間隔を最小にすることが望ましい。圧力変換器（圧電変換器とインク圧力室内に曲がる隔壁の組み合わせ）の横方向の寸法は、垂直方向のノズル間隔より何倍も大きいので、ノズル群をある程度水平方向にずらして配置する必要がある。このずらす長さは、変換器の寸法及びノズルの配置によって決まる。よって、このずらす長さを最小にするのが目標となる。
　　　【００２４】
　ノズルの水平方向の間隔を最小にする一つの方法は、インク圧力室又は圧力変換器のアレイの境界内に何も構成要素を入れないことである。他の全ての構成要素は、これら圧力室又は変換器と同じ面内にある場合には、そのアレイの外側に配置するか、或いはそのアレイの上（ノズル群より更に上の位置）又は下（ノズル群に近い位置）に配置する。例えば、変換器への電気的接続は全て圧力変換器の上側の面内に設けることが出来、他方、入口通路、オフセット・チャネル通路、出力口通路及びノズル群は全てインク圧力室又は圧力変換器の下側の面内に設けることが出来る。これらの中の２種類の要素を同じ面内に設けたら、互いに邪魔になるので、互いに異なる面内に配置する。その結果、ノズル群の水平方向のずれは、複数の圧力変換器又はインク圧力室をどれだけ接近させて配置出来るかということのみによって決まる。例えば、入口通路はオフセット・チャネル通路とは違う面内に配置することが出来、オフセット・チャネル通路は出口通路と異なる面内に配置可能である。従って、ノズル・アレイの垂直及び水平方向の寸法を最小にする為には、余分な層のプレートを追加すると、プリント・ヘッドの厚さを増加することになる。
　　　【００２５】
　ＩＣ構成の電子駆動回路は、一般に個々の部品から回路を組む場合より安価である。このＩＣ内の全ての駆動回路を同じ瞬間にトリガすることが出来れば、もっと安価になる。よって、プリント・ヘッドのノズル群を垂直向に一列に配置出来ない場合、１つのノズルと隣のノズルとの水平方向のずれは、安価な駆動回路を用いれ、水平方向のプリント線密度の逆数の整数倍となる。２つ以上の駆動回路を使用した場合、この要件は緩和されるが、１つのＩＣで駆動される全てのノズル群の水平方向の間隔は、垂直方向のノズル間隔の整数倍になる。また、駆動電圧を低電圧とし、高速にインク滴を噴射する動作が可能で、比較的組立が容易であり、多色のインクをプリント出来る小型のプリント・ヘッドを実現することが望ましい。
　　　【００２６】
　　図２は、本発明のマルチ・オリフィス型インク・ジェット・プリント・ヘッドにおける１つのオリフィス・チャネルの一実施例の断面図であり、ヘッド本体１０にはインクが供給されるインク人口１２が形成されている。ヘッド本体１０には更にインク滴を形成する出力口、即ちノズル１４及びインク入口１２からノズル１４までのインク流経路が形成されている。一般に、本発明のプリント・ヘッドは、多数のノズルで構成されたノズル・アレイ１４を含み、これらのノズルは互いに接近して配置されており、各ノズルから噴射するインク滴によりプリント媒体（図示せず）にプリントする。
　　　【００２７】
　　インク入口１２に入ったインクは、テーパー状に形成されたインク供給多岐管１６に流れ込む（但し、図２ではテーパー形状は図示していない）。典型的なインク・ジェット・プリント・ヘッドは、黒色、シアン、マゼンタ及びイエローを夫々受ける少なくとも４つの多岐管を有し、これらは黒色及び減法三原色のプリントに夫々用いられる。しかし、多岐管の数は、プリンタの設計、例えば黒色のみでプリントするとか、フルカラーより少ない色でプリントするとかの場合に応じて変更されるかも知れない。テーパー状に形成されたインク供給多岐管１６からインクはインク供給チャネル１８及びインク入口２０を通過してインク圧力室２２に流れ込む。インクはインク圧力室２２から出口２４を介して流れ出て、インク通路２６を通ってインク滴が射出するノズル１４へ供給される。矢線２８は上述のインクれる経路を示している。
　　　【００２８】
　インク圧力室２２は、可撓性の隔壁３４により一方の側面が形成されている。この例の圧力トランスデューサは隔壁３４にエポキシ樹脂により固着された圧電セラミック・ディスク３６であり、インク圧力室２２に張り付けられている。従来と同様に、圧電セラミック・ディスク３６は、図示していないが電子駆動回路に電気的に接続された金属膜層３８を有する。他の構成の圧力トランスデューサを用いても良いが、図２の圧力トランスデューサ３６は、折り曲げモードで動作する。即ち、圧電セラミック．ディスクに電圧が印加されると、ディスクが大きさを変えようとする。しかし、ディスクは隔壁にしっかりと固着されているので、折り曲がる結果となる。この折り曲がりによりインク圧力室２２内のインクに変位が生じ、通路２６を通ってインクが外向きに流れノズル１４へ供給される。インク滴の射出後、インク圧力室２２へのインクの再注入は、圧力トランスデューサ３６が反対側に折れ曲がることにより行われる。
　　　【００２９】
　上述のインクの出力流経路に加えて、選択的インク出口、即ちパージ・チャネル４２もヘッド本体１０に形成されている。このパージ・チャネル４２は、ノズル１４に隣接するヘッドの内側部分にインク通路２６と接続されている。このパージ・チャネル４２によりインク通路２６からパージ多岐管４４が接続されており、このパージ多岐管４４から出力通路４６を介してパージ出力ポート４８に接続している。このパージ多岐管４４は、通常、パージ・チャネル４２と同様のチャネルにより多数のノズルに対応するインク通路に接続されている。パージ動作（気泡等の除去動作）中に、矢線５０で示すようにパージ・チャネル４２から多岐管４４及びパージ通路４６へとインクが流れるが、詳細については後述する。
　　　【００３０】
　本発明のインク・ジェット・ヘッドの製造を容易にする為には、ステンレス鋼材等の多層プレート又は多層シートでヘッド本体１０を形成するのが好適である。図２の実施例では、これらの多層シート又は多層プレートは次のような種々の板で構成されている。隔壁プレート６０は、隔壁３４、インク入口１２及びパージ４８出口を形成している。インク圧力板６２は、インク圧力室２２、インク供給多岐管の一部分、及びパージ通路４６の一部分を形成している。分離板６４は、インク通路２６の一部分、インク圧力室２２の一方の境界面、インク圧力室の入口２０及び出口２４、インク供給多岐管１６の一部分、並びにパージ通路４６の一部分を形成している。インク入口板６６は、インク通路２６の一部分、入口チャネル１８及びパージ通路４６の一部分を形成している。また別の分離板６８は、インク通路２６及び４６の一部分を形成している。オフセット・チャネル板７０は、通路２６の主要部（オフセット・チャネル部分）７１及びパージ多岐管４４の一部分を形成している。分離板７２は、通路２６及びパージ多岐管４４の一部分を形成している。出口板７４は、パージ・チャネル４２及びパージ多岐管４４の一部分を形成している。ノズル板７６は、アレイ状のノズル１４を形成している。
　　　【００３１】
　図示した実施例よりも多くの又は少ない数の金属板を用いて種々のインク通路、多岐管及びインク圧力室を形成して本発明のインク・ジェット・プリント・ヘッドを実現しても良い。例えば、図２のように１枚の板でインク圧力室２２を形成する代わりに多数の板を用いても良い。また、多層金属板に種々の機構の全てを形成する必要もない。例えば、化学的エッチング処理により製造するとした場合、金属の化学的エッチングの為のテンプレートとして使用するホトレジスト・パターンは、金属板の各面毎に異なっていても良い。従って、より具体的な例を挙げれば、インク入口通路のパターンを金属シートの一方の面上に施し、その他方の面上には圧力室のパターンを施すようにしても良い。よって、エッチングを注意深く制御することにより、別々のインク入口通路及びインク圧力室を共通の金属プレートに組み込むことが可能である。
　　　【００３２】
　組立コストを最少にするには、ノズル板７６を除くインク・ジェット・プリント・ヘッドの全ての金属プレートを従来の比較的安価なホトパターン工程及びエッチング工程を用いて製造出来るように設計を行う。機械加工工程又は他の金属加工工程は必要でない。ノズル板７６は、以下のような種々の工程を経て完成したものである。即ち、含硫黄ニッケル漕からの電気鋳造、３００の直列ステンレス鋼材の微小放電加工、及び３００の直列ステンレス鋼材の穴開け等である。最後の２つの処理は、ノズル板のノズルを除く全ての機構のホトパターン処理及びエッチング処理に関連して用いられる。別の適当な処理は、ノズルの孔を開けること及び標準の圧断処理によりこの板の残りの機構を形成することである。
　　　【００３３】
　本発明のプリント・ヘッドは、金属プレート間の位置合わせの条件が厳しくならないように設計される。即ち、化学的エッチング処理で維持可能な通常の許容範囲が適切なのである。本発明のインク・ジェット・プリント・ヘッドを形成する種々の多層金属プレートは、適当な機械的締め付け器を用いるような何らかの適当な方法で位置合わせ及び結合される。金属プレート間の結合に適切な方法は、アンダーソン（Ａｎｄｅｒｓｏｎ）等の米国特許第４８８３２１９号（特願平１−２２６３６９号に対応）に記載されている。この特許に開示された結合過程は、密閉状態で行われ、部品間の結合力は強く、プリント・ヘッドの微小なチャネルを塞いでしまうような突起部を残すことがなく、プリント・ヘッドの各部の機構を歪ませることがなく、極めて高い満足度、略１００パーセントに近い優れたプリント・ヘッドを実現出来る。この製造工程は、標準のメッキ装置、標準のろう付け炉、及び簡単な拡散結合装置を用いて実行可能であり、多くのインク・ジェット・プリント・へッドを製造しつつ、結合工程の最初から最後まで３時間以内で完了することが出来る。更に、メッキした金属は非常に薄いので、ろう付け工程の際にメッキした金属プレートの殆ど全てがステンレス鋼の中に拡散するので、この金属がインクに化学的変化や電気分解等の作用を与えることはない。従って、メッキ金属としてインクと容易に反応するような例えば銅の如き金属を結合工程で使用しても問題はない。
　　　【００３４】
　本発明のインク・ジェット・プリント・ヘッド用に選択した電気機械的な圧力変換機構は、セラミック・ディスク状トランスデューサ３６を含んでおり、このセラミック・ディスク状トランスデューサ３６は夫々対応するインク圧力室２２の上に中心を合わせてエポキシ樹脂で金属隔壁プレート６０に固着されている。この電気機械効率は、圧電セラミック素子の所定の領域の体位に関連している。従って、この型の変換器の方力瓢折れ曲がりモードで動作する矩形型のものよりも効率が高い。
　　　【００３５】
　非常に小型のインク・ジェット・プリント・ヘッドを容易に製造する為に、種々のインク圧力室２２は、略平坦になっている。即ち、圧力室２２はその深さに比べ横断面の方が遥かに大きいので、圧力室の体積の変位により高圧が発生する。更に、本発明のプリント・ヘッドのインク圧力室の全てが、インク・ジェット・プリント・ヘッド内の同じ平面又は同じ深さの位置に好適に配置されている。但し、これは必須要件ではない。この圧力室の位置は、１枚以上の金属板６２の面で決まる。
　　　【００３６】
　極めて高密度にヘッドを形成する為に、インク圧力室２２は、互いに幾何学的中心をずらした少なくとも２列の領域を平行に配置している。また、これら圧力室は、極めて僅かなシート状材料により互いに分離されている。一般に、圧力室の間にはこのシート状材料が残っているが、これは金属プレート間でインクの漏れが起こらないように金属プレート間の結合の信頼性を高める為である。図３に示すように、好適実施例は少なくとも４つの平行なインク圧力室２２の列を含んでおり、これらの列の中心は隣の列の中心からずれた位置にある。特に、円形圧力室では、４つの平行な圧力室の列の位置をずらしてあり、各圧力室の中心を直線で結ぶと六角形を形成するようになっている。圧力室の中心は、不等辺六角形の配列状に位置しているが、最も小型な構造にするには正六角形状に配列すれば良い。この配列はどちらの方向に任意に拡張してインク・ジェット・プリント・ヘッドに設ける圧力室及びノズルの数を増加しても良い。
　　　【００３７】
　一般に、効率良く動作させる為には、圧力室は横断面の方向に略等方的な大きさを有するのが望ましい。従って、略円形の圧力室が極めて効率的であると考えられる。しかし、例えば横断面が六角形にした他の構造の圧力室も実質的に横断面について等方的であり、極めて効率的であると考えられる。他の構造の圧力室も採用し得るが、横断面について略等方的なものが望ましい。
　　　　【００３８】
　圧電セラミック・ディスク３６の代表的な厚さは、０．２５４ミリメートル（０．０１０インチ）であるが、それより薄くても厚くても良い。これらのディスクは、円形のインク圧力室に合わせて略円形にするのが理想であるが、これらのディスクを六角形に形成すると、僅かであるが必要な駆動電圧が上昇する。従って、これらディスクは大きな母材から例えば丸鋸等で切り取って作ることができる。これら六角形の圧電セラミック．ディスク３６の内接円の直径は、通常、対応する圧力室２２の直径より数千分の１インチだけ小さく、これらのディスクの外接円の直径は数千分の１インチだけ大きくなっている。隔壁プレート６０の代表的な厚さは、０．１ミリメートル（０．００４インチ）である。
　　　　【００３９】
　図３において、圧力室２２のインク供給口２０と圧力室２２のインク出口２４は、直径方向の対向位置に設けられている。これら直径方向の対向位置関係でインク供給口とインク出口とを設けたことにより、インクの充填及びパージ動作中にインクを一気に流し、不純物及び気泡の除去を容易にしている。このように、インク供給口２０及び出口２４を最大限に離して設けた構成により、相互間の音響的隔離度を強化する効果もある。
　　　　【００４０】
　図示した構成において、ノズルの中心間の離間距離を対応するインク圧力室の中心間の離間距離よりもずっと接近させるように構成しても良い。例えば、圧力室の中心間の水平離間距離をＸとすると、対応するノズル間の離間距離をＸの４分の１とする。対称性を維持する為に、１行のノズル間の離間距離をその行のノズルにインクを供給するインク圧力室の行の数の逆数にするのが好適である。従って、例えば、１行のノズルにインクを供給するインク圧力室が６行であれば、ノズルの中心間の離間距離をＸの６分の１の長さに設定する。その結果、ノズル間の距離が極めて接近した非常にコンパクトなインク・ジェット・プリント・ヘッドを実現することが出来る。本発明のインク・ジェット・プリント・ヘッドのコンパクト性を具体的に例示すると、図３の９６個のノズルを有するヘッドの場合で、ヘッドの長さ約９．６５センチメートル（３．８インチ）、幅が３．３センチメートル（１．３インチ）、厚さが０．１８センチメートル（０．０７インチ）程度である。
　　　【００４１】
　上述のようなコンパクトなインク・ジェット・プリント・ヘッドにおいてホット・メルト・インクを使用すると、容易に気泡が生成される。ホット・メルト・インクは、室温で固まる時に収縮し、プリント・ヘッドのオリフィスを介して空気を取り込んでしまう。また、ホット・メルト・インクが固まる際にインク・ジェット・プリント・ヘッド内の圧力室、通路、多岐管等の中のインクに溶け込む気体によっても気泡が生成される。従って、図２に示すように、パージ・チャネル４２によりパージ多岐管４４とノズル１４とが接続されている。これらのチャネル及び多岐管は、初期の充填、固化したホット・メルト・インクの初期の加熱、パージ動作中に使用され、不純物や気泡の除去に寄与する。パージ多岐管４４は、パージ効率を改善する為にテーパー状に形成しても良い。図示していないが、バルブによりパージ出口４８を閉じるので、使用されない時には、パージ用インク流経路５０が遮断される。リー（Ｌｅ的等の米国特許第４７２７３７８号は、このようなパージ出口を使用した一例を詳細に示している。これらパージ・チャネル及びパージ出口を除去すると、プリント・ヘッド内にこれらの部分に使用するプレートを設ける必要がないので、プリント・ヘッドの厚さを薄くすることが出来る。
　　　【００４２】
　図１は、本発明のインク・ジェット・プリント・ヘッドの好適実施例の構成を示す簡略化した断面図である。図１において、テーパー形状の多岐管１６内の気泡８６に記載した矢線８０は、気泡に作用する重力を示し、矢線８２は、浮力を表している。これらの力の合力８８により、この合力８８の方向にテーパー形状の多岐管１６の中を動いて行く。経験上、重力８０と浮力８２は、殆ど一定であり、インクの流速を誘発する力８４は、合力８８の変動分の支配的な力になっている。
　　　【００４３】
　動作について説明する。インク貯蔵槽（図示せず）からインクが矢線９０で示すように、所定の流速でテーパー形状の多岐管１６に供給される。駆動信号源９２は、多数のトランスデューサ３６（図では８つのみ示ている）を選択的に駆動し、インクをインク供給チャネル１８を介してインク圧力室２２に引き込み、インク通路２６を介してノズル１４からインク滴を噴射する。インク供給チャネルの矢線９４で示す位置（８カ所を図示）におけるインクの流速は、駆動信号源９２が別々に各円盤状セラミック・トランスデューサ３６を駆動する電気的駆動信号の波形に依存している。駆動信号源９２は、各セラミック・トランスデューサ３６に略同一の駆動波形を供給し、各ノズルのインク噴射特性を揃えることが出来る。このインクの噴射特性を同一に揃えられるのは、別々のオリフィス・チャネルの構造を音響的に等価に設計するからである。
　　　【００４４】
　パージ動作中には、パージ機構である真空発生源（図示せず）がノズル１４に接続されるので、矢線９４で示した位置からインク供給チャネル１８、インク圧力室２２、インク通路２６及びノズル１４まで略同じ流速でインクを流せる。
　　　　　　【００４５】
　インク供給口１２における矢線９０のインクの流速は、チャネル１８のインクの流速９４の総和に比例し、インク供給口１２の断面積に逆比例する。テーパー形状の多岐管１６の第１端部９５は、最も上流のインク供給チャネル１８の隣接上流の位置にあり、第２端部９６は、最も下流のインク供給チャネル１８の隣接下流側の位置にある。テーパー形状の多岐管１６内の位置Ｐ１におけるインクの流速は、矢線９７で表され、５つの下流のインク供給チャネルのインクの流速９４の総和に比例し、位置Ｐ１での断面積９８に逆比例する。点Ｐ２では、テーパー状の多岐管１６の下流側端部の近傍であり、この位置でのインクの流速９７′は、唯一の下流のインク供給チャネルの流速９４に比例し、多岐管の断面積９９に逆比例する。この断面積９９は、上述の断面積９８の場合より小さくなっており、矢線９７と矢線９７′とで示したインクの流速の誤差を補償している。この結果、矢線９７′で示したインクの流速は、テーパー形状の多岐管１６の点Ｐ２の気泡８６の合力８８が気泡の浮力８２に十分に打ち勝つことが出来る程度に維持される。このように、多岐管１６をテーパー形状とすることにより、多岐管の第１端部と第２端部との間のどの点においても、気泡に作用する合力を十分な大きさに維持し、不純物や気泡をインクから完全にパージ（除去）するシステムを実現できる。
　　　【００４６】
　このテーパー状の多岐管１６の断面積は、連続的且つ線形的なテーパー状に形成することが望ましい。テーパー形状自体は、線形でなくても、気泡や不純物を滞留させるような不連続部分は避けなければならない。更に、このテーパー形状にするのは、多岐管１６の下流部分のみとすることにより、多岐管に要求されるインクの体積と、パージ動作時のインク流速の要請との間のバランスをとることが良い。このような部分的にテーパー状に形成した多岐管でも多岐管の音響的分離特性を改善している。
　　　【００４７】
　気泡の場合と同様に、インクの流れによって発生した力８４は、インクよりも密度の高い不純物にも作用する。図１に示すようなテーパー形状の多岐管を用いれば、インクを逆流させることにより、インクより密度の高い不純物をインク・ジェット・プリント・ヘッドから除去することも可能である。本発明の好適実施例では、非逆流型の気泡パージ・システムを採用し、不純物によってノズルが損傷を受けるのを防止している。しかし、本発明は、この実施例にのみ限定されるものではなく、逆流型パージ機構にも適用できるものである。すなわち、逆流型機構は、図１の矢線の方向と逆方向にインクを流すことにより、不純物及び気泡を除去するものである。
　　　【００４８】
　図２、図４、図５及び図１５を参照すると、インク・ジェット・プリント・ヘッドは、４行の圧力室群を具備している。この場合、圧力室の内側の２行のインク供給口がインク・ジェットの外側の２行の圧力室の間を通さなくても良いようにするには、圧力室間の間隔を増加する必要が生じ、インク供給口はインク圧力室の下側に位置する板の圧力室につながる。即ち、インク供給口は、インク・ジェット・ヘッドの外側から圧力室及びノズルの間の板の中へ延びている。これらインク供給口は、圧力室と夫々位置が一致するように設けられ、圧力室の下側から圧力室に接続されている。
　　　【００４９】
　内側の列の圧力室の入口チャネルの流体インピーダンスを外側の列の圧力室の入口チャネルの流体インピーダンスと等しくするために、これらのチャネルは、同じ断面及び同じ長さを有する２つの異なる構造で作ることが出来る。入口チャネルの長さ及びそれらの断面積によって流体に対する特性インピーダンスが決まり、これは、インク・ジェット・ヘッドの所望の性能を達成するように選択し、圧力室の入口２０を小さい孔又はノズル状にする必要性をなくす。代表的な入口チャネルの寸法は、長さ７ミリメートル（０．２７５インチ）、幅０．１ミリメートル（０．０１０インチ）、そして厚さがインクの粘性に応じて０．１〜０．４ミリメートル（０．００４〜０．０１６インチ）程度である。インクの粘性は、水性インクの場合で約１センチポアズ、ホット・メルト・インクの場合で約１０〜１５センチポアズ程度である。ここで重要なことは、インク・ジェット・プリント・ヘッドを所望の最高速度で動作させるに十分なインクを供給出来、且つインク圧力室の音響的な分離状態を良好に維持するようにインク入口の大きさを決めることである。
　　　【００５０】
　入口用多岐管及び出口用多岐管は、４行の圧力室の境界の外側に配置するのが望ましい。更に、これらの多岐管の断面の寸法をテーパー形状に成形することにより、インクの体積を最少にしながら、全てのインク・ジェット・ノズルを同時に駆動したときにノズルに十分なインクを供給出来、且つ、ジェット・ノズル間のクロスト一クを最少にするのに十分なコンブライアンスを与えている。上述のように、多岐管の中の任意の位置におけるインクの流速は、その位置の下流にあるオリフィス・チャネルの数に依存している。多岐管の断面積を下流側のオリフィス・チャネルの数の関数として小さくして多岐管をテーパー形状に成形することにより、インクの流速を一定にすることができる。従って、パージ動作中に、不純物及び気泡を排除するのに十分なインクの流速を多岐管内で維持できる。
　　　【００５１】
　　多数のインク供給チャネルに各多岐管からインクが供給されるが、共通の多岐管に接続された複数のインク圧力室間の音響的分離を本発明により達成できる。上述の構成により、インク供給多岐管とインク供給チャネルは、音響的に圧力パルスを減衰させる音響ＲＣ回路として機能する。これらの圧力パルスが減衰されないと、インク圧力室から入口チャネルを介して圧力パルスが逆方向に伝搬し、近隣の入口チャネルに印加され、近隣のノズル・ジェットの性能に悪影響を与えることになる。
　　　【００５２】
　本発明によれば、テーパー形状の多岐管により、コンブライアンスが向上し、インク供給チャネルによって、圧力室間の音響的結合を分離する音響抵抗器としての機能が与えられる。多岐管をテーパー形状に成形することにより、気泡のパージ効率を改善し、気泡の滞留をなくし、多数のノズル間において、音響的な分離状態を実現して均衡のとれた性能を達成できる。また、多岐管をテーパー形状に仕上げると、多岐管内における音響反射のランダム性が高くなり、音響的な分離状態を改善できる。「音響的分離」という用語は、１個のノズルのインク滴噴射特性が同じ多岐管に接された他のノズルの噴射動作によって影響されないことを意味している。
　　　【００５３】
　図４及び図５に示したインク・ジェット・プリント・ヘッドは、黒インクをプリントする１行４８個のノズルを有する。更に、このプリント・ヘッドは、別の行の水平方向に位置をずらした４８個のノズルでカラー・インクをプリントする。後者の４８個のカラー・インク・ノズルは、１６個ずつ３つのグループに分けられ、これら３つのグループがシアン、マゼンタ及びイエローのカラー・インクを夫々プリントする。このインク・ジェット・プリント・ヘッドでは、ノズルを二重のラインで並べているが、単一のラインで並べるように変更するのは容易である。また、、この変更をしてもインク・ジェット・プリント・ヘッドの動作特性は何等影響を受けるものではない。
　　　【００５４】
　図１１〜図１９は、９６個のノズルを有するインク・ジェット・プリント・へッドの為の各部の図であり、トランスデューサを装着するスペーサ板５９、隔壁プレート６０、インク圧力室プレート６２、分離プレート６４、インク入口プレート６６、分離プレート６８、オフセット・チャネル・プレート７０、分離板７２及びノズル又は出力口プレート７６を夫々示している。
　　　【００５５】
　このプリント・ヘッドは、種々のカラー・インクを受ける多数のインクを受ける多岐管を備えるように設計されている。図示した例では、５セットの多岐管を有し、各セット毎に２つの多岐管セクションが含まれている。これらの多岐管セットは互いに分離されているので、このインク・ジェット・プリント・ヘッドは５種類のカラー・インクを受けることが出来る。従って、例えば、このインク．ジェット．プリント．ヘッドは、フルカラープリントの為のシアン、マゼンタ及びイエローの減法混色の３原色のインク及びテキストのプリントの為の黒インクを受けることが出来る。５番目のカラー・インクとしては、プリント媒体上にシアン、マゼンタ及びイエローを混合して作った５番目のカラーを用いても良い。また、黒インクは、通常、テキストや図形をプリントする際にカラー・インクより多く使用されるので、２つ以上の多岐管セットに黒インクを供給するようにしても良い。この具体的な応用例を以下に説明する。
　　　【００５６】
　更に、各カラー・インク用に複数の多岐管セクションを設けることにより、個々の多岐管セクションと、多岐管セクションからインクが供給される対応するノズルとの間の距離を最小にすることが出来る。これにより、例えばプリント中に水平方向に沿ってインク・ジェット・プリント・ヘッドが往復する際にインク滴を加速及び減速することにより発生するインク圧力の動的変化を最小に抑制出来る。
　　　【００５７】
　本発明の図４及び図５の実施例を構成する種々のプレートを流れるインクの経路について図１１〜図１９を参照して説明する。図１１は、図４の圧電セラミック・トランスデューサ３６が装着される開口１４０を有するスペーサ・プレート５９を示している。このスペーサ・プレート５９は、任意部品であり、圧電セラミック結晶の外側表面と共面関係となってインク・ジェット・プリント・ヘッドの後ろ側を平面状にするものである。プリント・ヘッドにインクを供給する為の複数のインク供給口をこのプレート５９を貫通するように設ける。これらのインク供給口は、１２ｃ（ｃはシアンのカラー・インクの供給口を示す）、１２ｙ（ｙはイエローを示す）、１２ｍ（ｍはマゼンタを示す）、１２ｂ１（ｂ１は第１黒色インクを示す）及び１２ｂ２（ｂ２は第２黒色インクを示す）の参照符号で示される。便宜上、以下の説明において、ｃ、ｙ、ｍ、ｂ１、及びｂ２は、夫々シアン、イエロー、マゼンタ、第１黒色及び第２黒色の各インクの流れる経路に関連する部品を示す為に用いる。これら種々のカラー・インクは、ここに記載した順序でインク・ジェット・プリント・ヘッドに供給する必要は全くないことに留意されたい。しかし、後述するように、図示したインク・ジェット・プリント・ヘッドは、プリント・ヘッドの左側のセクションのカラー・プリントの為の４８個のノズル群と、プリント・ヘッドの右側セクションの黒色プリントの為の４８個のノズル群とを有する。
　　　【００５８】
　図１２の隔壁プレート６０において、インク供給口１２０〜１２ｂ２は、夫々この隔壁プレート６０を貫通している。図１３において、シアンの供給口１２ｃは、２つのシアン多岐管セクション１３０ｃ及び１３０ｃ′に通じるシアン・インク供給チャネル１４２に接続されている。多岐管セクション１３０ｃは、圧力室２２の左側アレイの外側の下側の中央部分に隣接するように設けられている。多岐管セクション１３０ｃ′は、圧力室の左側アレイの左上の部分に隣接して配置されている。更に、このプレート６２のインク供給口１２ｂ２は、黒インク多岐管セクション１３０ｂ２及び１３０ｂ２’に接続されたチャネル１４４に通じている。多岐管セクション１３０ｂ２は、圧力室２２の右側アレイの右下部分に隣接して設けられ、多岐管セクション１３０ｂ２’は、圧力室２２の右側アレイの右上部分に隣接して設けられている。
　　　【００５９】
　イエロー・インク供給口１２ｙはプレート６２のチャネル１４６に通じている。尚、図１３のイエロー・インク多岐管セクション１３０ｙ及び１３０ｙ’へのイエロー・インクの接続は別のプレートで行われる。また、マゼンタ・インク供給口１２ｍ及び第１黒インク供給口１２ｂ１は、このプレート６２を貫通している。これらのインク供給口は、夫々マゼンタ及び黒インク多岐管、即ち図１３で１３０ｍ、１３０ｍ’、１３０ｂ１及び１３０ｂ１’で示された部分にプリント・ヘッドの他のプレートの中で接続されている。分離した多岐管セクション間に１４２、１４４及び１４６の番号で示すような連絡チャネルを設けることにより、必要なインク供給ポートの数は１０個ではなく僅か５個だけで良い。更に、２以上のプレートにまたがって多岐管を設けることにより、多岐管の深さ即ち容積を増加させ、それにより音響的なコンブライアンスを向上することが出来る。
　　　【００６０】
　図１３及び図１４から判るように、プレート６２の多岐管及び連絡チャネルの位置に合わせて、プレート６４０同様の多岐管及び連絡チャネルを配置している。同様に、図１５のプレート６６では、インク供給多岐管の部分がプレート６６にまで及んでいるので多岐管の音響的コンブライアンスが更に増加される。また、プレート６６は、通路１２ｙ及び１２ｙ′も含んでいる。これらの通路は図１３及び図１４のプレート６２及び６４の連絡チャネル１４６の端部に通じている。また、これらの多岐管の容積の増加及び音響的コンブライアンスの増加は、このプレート６６によって制限される。
　　　【００６１】
　図１６及び図１７において、マゼンタ・インク供給口１２ｍは連絡チャネル１４８に接続され、このチャネルを介してマゼンタ多岐管セクション１３０ｍ及び１３０ｍ’に接続されている。更に、イエロー・インク供給口１２ｙは、チャネル１５０を介して多岐管セクション１３０ｙ（図１６）に接続されている。また、インク供給口１２ｙ’は、チャネル１５４を介してイエロー・インク多岐管セクション１３０ｙ’（図１７）に接続されている。更に、黒インク供給口１２ｂ１は、通路１５６を介してプレート６８及び７０（図１６及び図１７）に接続され、更にこの通路を介して黒インク多岐管セクション１３０ｂ１及び１３０ｂ２に通じている。
　　　【００６２】
　　従って、上述の方法で各インク多岐管セクションにインクが供給される。また、個々の多岐管セクションの容積は多層領域にまたがって多岐管セクションの部分を設けることにより増加している。
　　　【００６３】
　これらの多岐管セクションからインクが選択された黒、シアン、マゼンタ及びイエローのインク圧力室２２ｂ１、２２ｂ２、２２ｃ、２２ｍ及び２２ｙに供給される経路について更に説明する。また、これらのインク圧力室からそれらに対応するノズルへのインク流の経路についても説明する。この説明から他の圧力室及びノズルへのインク流経路も容易に理解出来よう。
　　　【００６４】
　図１５及び図１６において、シアン．インク多岐管セクション１３０ｃ’からのインクはインク供給チャネル１０２ｃのインク供給口１３２ｃへと流れる。チャネル１０２ｃからのインクは、インク圧力室の供給口２０ｃ（図１４及び図１５のプレート６４及び６６）を通ってインク圧力室２２ｃ（図１３のプレート６２）の上側部分に供給される。インクが圧力室２２ｃを通って通路１００ｃ（図１４、図１５及び図１６のプレート６４、６６及び６８）へと流れ、更にオフセット．チャネル７１ｃ（図１７のプレート７０）へと流れる。オフセット．チャネル７１ｃの下端部からインクが開口１０４ｃ（図１８のプレート７２）を介して対応するノズル１４ｃ（図１９のプレート７６）に流れる。
　　　【００６５】
　同様に、イエロー・インク多岐管セクション１３０ｙ（図１６）からのインクは、インク供給チャネル１０２ｙの入口１３２ｙ（図１５）へと流れる。インク供給チャネル１０２ｙからのインクは、通路２０ｙ（図１５及び図１４のプレート６６及び６４）を通ってインク圧力室２２ｙの上側部分に供給される。このインク圧力室の下側部分からのインクは、通路１００ｙ（図１４、図１５及び図１６のプレート６４、６６及び６８）を通ってオフセット・チャネル７１（図１７のプレート７０）の下端部に流れる。このオフセット・チャネルの上端部からのインクは、開口１０４ｙ（図１８のプレート７２）を介してノズル１４ｙ（図１９のプレート７６）へと流れる。同様に、インク圧力室２２ｍ、２２ｂ１及び２２ｂ２に出入りするインクの経路に関連する要素の参照番号には、夫々対応する添え字ｍ、ｂ１及びｂ２を付している。
　　　【００６６】
　図４、図５、図１７及び図１９において、上述の多岐管の配置により、図１７の右側アレイの４８個のオフセット・チャネルには、図１９の板７６のノズルの右側列に含まれる４８個のノズルに沿って黒インクが供給される。更に、図１７の左側のオフセット・チャネル・アレイの上側の列の最初の８個のオフセット・チャネルには、シアン・インクが供給され、その隣の８個のオフセット・チャネルにはマゼンタ・インクが供給され、同じ列の更に第３グループの８個のオフセット・チャネルにはイエロー・インクが供給される。更に、左側のオフセット・チャネル・アレイの下側列の最初の８個のオフセット・チャネルにはイエロー・インクが供給され、次の８個のオフセット・チャネルにはシアン・インクが供給され、その次の８個のオフセット・アレイにはマゼンタ・インクが供給される。　
　　【００６７】
　このように図１７のオフセット・チャネルの上下の列をインタリーブ方式で構成することにより、この構造を有する図１９のプリント・ヘッドのノズルにはインタリーブ方式で割り当てられたカラー・インクが供給される。即ち、図１９の左側の列のノズル群の垂直方向で隣合う各ノズルには異なる色のインクが供給される。この構成により、ある色のインクのノズルの垂直間隔が少なくとも２ドット分離れるので、カラー・プリンティングが容易になる。このような多岐管の配置及びインク供給方法を採用することにより、ノズルにインタリーブ方式で供給する色の配列を所望により容易に変更することが可能である。このように、図４及び図５の本発明の実施例は、小型で製造が容易で種々の優れた機能を有するインク・ジェット・プリント・ヘッドを実現している。
　　　【００６８】
　以上本発明の好適実施例について説明したが、本発明はここに説明した実施例のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱することなく必要に応じて種々の変形及び変更を実施し得ることは当業者には明らかである。なお、実施例では、多岐管をテーパー形状に成形したが、インク供給チャネルの配置等により、気泡が滞留しやすい部分の断面積を小さくすることにより、気泡のパージを確実に行えるように設計すれば良く、実施例の構成に限定されるものではない。
　　　【００６９】
　　【発明の効果】
　本発明のインク・ジェット・プリント・ヘッドは、インク供給多岐管の断面積を変化させ、多岐管内部におけるインクの流速を断面積の小さい部分（細い部分）で増加させるように作用させ、インクの流速を所定値以上に維持することにより、従来、インクの流速の低下により多岐管内部の壁面に滞留しやすかった部分の気泡又は不純物を効果的に除去することが可能になる。また、複数のインク供給チャンネルの長さをほぼ等しくすると共に断面積もほぼ等しく、複数のインク通路の長さをほぼ等しくすると共に断面積もほぼ等しくして、複数のインク圧力室の入口における流体インピーダンスをほぼ等しくしている。よって、複数のトランスジューサは、インク圧力室からノズルを介してほぼ等しい噴射特性のインクを噴射させることができる。さらに、プリント・ヘッドに接続可能で、真空作用により複数のインク供給チャネル、複数のインク圧力室及び複数のインク通路をほぼ同じ流速でインクを流すパージ機構を設けることにより、このパージ機構をプリント・ヘッドに接続して不純物又は気泡のパージ動作を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
　　【図１】
　本発明の好適実施例の構成を示す簡略断面図である。
　　【図２】
　本発明の一実施例の他の構成を示す断面図である。
　　【図３】
　本発明の実施例のインク圧力室、インク供給口、インク出力通路、及びオフセット・チャネルを重ねて示す模式図である。
　　【図４】
　本発明の実施例の一部分の分解斜視図である。
　　【図５】
　本発明の図４の実施例の他の部分の分解斜視図である。
　　【図６】
　従来のインク・ジェット・プリント・ヘッドの一部分の分解斜視図である。
　　【図７】
　図６の従来のインク・ジェット・プリント・ヘッドの他の部分の分解斜視図である。
　　【図８】
　従来のプリント・ヘッドのインク供給口プレートの平面図である。
　　【図９】
　従来のプリント．ヘッドの隔離プレートの平面図である。
　　【図１０】
　従来のプリント・ヘッドのオフセット・チャネル・プレートの平面図である。
　　【図１１】
　図４及び図５の本発明の実施例のスペーサ・プレートの平面図である。
　　【図１２】
　図４及び図５の実施例の隔壁プレートの平面図である。
　　【図１３】
　図４及び図５の実施例のインク圧力室プレートの平面図である。
　　【図１４】
　図４及び図５の実施例の分離プレートの平面図である。
　　【図１５】
　図４及び図５の実施例のインク入口プレートの平面図である。
　　【図１６】
　図４及び図５の実施例の分離プレートの平面図である。
　　【図１７】
　図４及び図５の実施例のオフセット・チャネル・プレートの平面図である。
　　【図１８】
　図４及び図５の実施例の分離プレートの平面図である。
　　【図１９】
　図４及び図５の実施例のノズル又は出力口プレートの平面図である。
　【符号の説明】
１２　インク供給口
１４　ノズル
１５　インク供給多岐管
１８　インク供給チャネル
２２　インク圧力室
２６　インク通路
３６　圧電素子（トランスジューサ）