(57)【要約】【課題】  共通インク室内の気泡を外部に排出しやすくする。【解決手段】  インクジェットヘッドの流路ユニットは、ノズル及び圧力室とインク供給口１３ａを介して連通する副マニホールド５ａを備えている。複数のインク供給口１３ａは、副マニホールド５ａの上面であって、副マニホールド５ａの長手方向に沿う両側端に近接した領域に形成されている。【選択図】  図８
2005059439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルに連通していると共に、平面内の一方向に複数の圧力室列が形成されるように前記平面に沿ってマトリクス状に配置された複数の圧力室と、
前記一方向に沿って延在し且つ複数の前記圧力室に連通した共通インク室とを備えており、
前記共通インク室には、前記圧力室を経て前記ノズルに至る個別インク流路に前記共通インク室内のインクを供給するための複数のインク供給口が形成されており、
前記共通インク室を構成する壁面のうち、前記インク供給口が形成された壁面上において、前記一方向に垂直な方向に関して両側端に近接した領域に形成された前記インク供給口の合計開口面積が、前記両側端に近傍した領域以外の中央領域に形成された前記インク供給口の合計開口面積よりも大きいことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記両側端に近接した領域に形成された複数の前記インク供給口は、前記一方向に関して少なくとも一部が互いに重なり合うように配列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】
前記共通インク室に形成された複数の前記インク供給口の各々の面積が同じであり、
前記両側端に近接した領域に形成された前記インク供給口の合計数が、前記中央領域に形成された前記インク供給口の合計数よりも多いことを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記インク供給口が、前記両側端に近接した領域だけに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。
【請求項５】
ノズルに連通していると共に、平面内の一方向に複数の圧力室列が形成されるように前記平面に沿ってマトリクス状に配置された複数の圧力室と、
前記一方向に沿って延在し且つ複数の前記圧力室に連通した共通インク室とを備えており、
前記共通インク室には、前記圧力室を経て前記ノズルに至る個別インク流路に前記共通インク室内のインクを供給するための複数のインク供給口が形成されており、
前記共通インク室を構成する壁面のうち、前記インク供給口が形成された壁面上において、前記共通インク室を前記一方向に垂直な方向について３等分したときの両側の領域に形成された前記インク供給口の合計開口面積が、前記両側の領域以外の中央領域に形成された前記インク供給口の合計開口面積よりも大きいことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記両側の領域に形成された複数の前記インク供給口は、前記一方向に関して少なくとも一部が互いに重なり合うように配列されていることを特徴とする請求項５に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記共通インク室に形成された複数の前記インク供給口の各々の面積が同じであり、
前記両側の領域に形成された前記インク供給口の合計数が、前記中央領域に形成された前記インク供給口の合計数よりも多いことを特徴とする請求項５又は６に記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記インク供給口が、前記両側の領域だけに形成されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記共通インク室の両側壁に挟まれた壁面の内部における面が平面であることを特徴とする請求項４又は８に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】
前記共通インク室の両側壁に挟まれた壁面の内部における面は、前記中央領域が前記共通インク室の内側に向かって突出した形状を有していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１１】
前記共通インク室の両側壁に挟まれた壁面において前記一方向に沿った複数の前記インク供給口を囲む領域には、前記一方向に沿った方向に細長い凹部が形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
【請求項１２】
前記凹部の前記一方に直交する方向における幅が前記インク供給口の径よりも大きいことを特徴とする請求項１１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、インクを吐出して記録媒体に印刷するインクジェット記録装置に使用する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、インクタンクからマニホールドに供給されたインクをマトリクス状に配置された複数の圧力室に分配する。そしてシート状の圧電セラミックを有するアクチュエータユニットなどによって各圧力室に選択的に圧力を付与することにより、各圧力室に接続するインク吐出口からインクが吐出される。
【０００３】
インクジェットヘッドにおける圧力室の配置については、ヘッド方向に例えば、１〜２列に配列する一次元的配置と、ヘッド表面に沿ったマトリクス状の二次元配置とがある。近年要求されている印刷の高解像度化や高速化などを達成するには、圧力室を二次元的に配置するのがより効果的である。圧力室を表面に沿って二次元的に配置したインクジェットヘッドの一例としては、ヘッド表面と垂直な方向から見てノズルが圧力室の中央に配置されたものが知られている（特許文献１参照）。この場合、圧力室にパルス状の圧力が付与されると、圧力室内にはヘッド表面と垂直な方向に圧力波が伝播し、ヘッド表面と垂直な方向から見て圧力室の中央に配置されたノズルからインクが吐出される。
【０００４】
【特許文献１】特許第３２３１７８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のインクジェットヘッドにおいては、供給ダクト（マニホールド）から分岐した枝ダクト（副マニホールド）の中央に形成された補充用誘導孔（インク供給口）と通路とが連通され、圧力室内にインクを供給する構成となっており、枝ダクト内に気泡が存在する場合に、パージ操作で補充用誘導孔を介して枝ダクトから気泡を排出しようとしても、補充用誘導孔が枝ダクトの中央にだけ離散的に設けられているので、枝ダクト内の幅方向における両側端上角部に存在し、且つ枝ダクトの内面と２点で接触している移動しにくい気泡を排出できない可能性がある。つまり、気泡が枝ダクトの内面に２点で接触していると、その気泡は枝ダクト内の壁面との接触抵抗が大きくなって枝ダクト内をスムーズに移動することができないので、枝ダクトの中央にだけ設けられた補充用誘導孔からノズルを介して外部に気泡を排出できない可能性が生じる。
【０００６】
そこで、本発明は、共通インク室内の気泡が外部に排出されやすいインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
本発明のインクジェットヘッドは、ノズルに連通していると共に、平面内の一方向に複数の圧力室列が形成されるように前記平面に沿ってマトリクス状に配置された複数の圧力室と、前記一方向に沿って延在し且つ複数の前記圧力室に連通した共通インク室とを備えている。そして、前記共通インク室には、前記圧力室を経て前記ノズルに至る個別インク流路に前記共通インク室内のインクを供給するための複数のインク供給口が形成されており、前記共通インク室を構成する壁面のうち、前記インク供給口が形成された壁面上において、前記一方に関して両側端に近接した領域に形成された前記インク供給口の合計開口面積が、前記両側端に近傍した領域以外の中央領域に形成された前記インク供給口の合計開口面積よりも大きい。
【０００８】
これにより、枝ダクトの中央部分にだけ補充用誘導孔が設けられたものより、共通インク室内の気泡がインク供給口を介してノズルから外部に排出されやすくなる。したがって、印刷時における残留した気泡の存在によってインク吐出不良が生じるのを減少させることができる。
【０００９】
また、本発明は、別の観点では、ノズルに連通していると共に、平面内の一方向に複数の圧力室列が形成されるように前記平面に沿ってマトリクス状に配置された複数の圧力室と、前記一方向に沿って延在し且つ複数の前記圧力室に連通した共通インク室とを備えている。そして、前記共通インク室には、前記圧力室を経て前記ノズルに至る個別インク流路に前記共通インク室内のインクを供給するための複数のインク供給口が形成されており、前記共通インク室を構成する壁面のうち、前記インク供給口が形成された壁面上において、前記共通インク室を前記一方向に垂直な方向について３等分したときの両側の領域に形成された前記インク供給口の合計開口面積が、前記両側端に近接した領域以外の中央領域に形成された前記インク供給口の合計開口面積よりも大きい。これにより、共通インク室内の気泡がインク供給口を介してノズルから排出されやすくなる。
【００１０】
また、本発明において、両側端に近接した領域、又は前記両側の領域に形成された複数の前記インク供給口は、前記一方向に関して少なくとも一部が互いに重なり合うように配列されていることが好ましい。これにより、気泡がさらに排出されやすくなる。
【００１１】
また、本発明において、前記共通インク室に形成された複数の前記インク供給口の各々の面積が同じであり、前記両側端に近接した領域、又は前記両側の領域に形成された前記インク供給口の合計数が、前記中央領域に形成された前記インク供給口の合計数よりも多いことが好ましい。これにより、製造工程が簡略化されると共に、設計が簡単になる。
【００１２】
また、本発明において、前記インク供給口が、前記両側端に近接した領域、又は前記両側の領域だけに形成されていることが好ましい。これにより、気泡をより効率よく排出することができる。
【００１３】
また、このとき、前記共通インク室の両側壁に挟まれた壁面の内部における面が平面であってもよい。これにより、構造が簡単となる。
【００１４】
また、本発明において、前記共通インク室の両側壁に挟まれた壁面の内部における面は、前記中央領域が前記共通インク室の内側に向かって突出した形状を有していることが好ましい。これにより、気泡をより効率よく排出することができる。
【００１５】
また、本発明において、前記共通インク室の両側壁に挟まれた壁面において前記一方向に沿った複数の前記インク供給口を囲む領域には、前記一方向に沿った方向に細長い凹部が形成されていることが好ましい。これにより、気泡がさらに排出されやすくなる。
【００１６】
また、このとき、前記凹部の前記一方に直交する方向における幅が前記インク供給口の径よりも大きくてもよい。これにより、気泡が凹部内を円滑に移動することができるために、気泡がさらに排出されやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【００１８】
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外観斜視図である。図２は、図１のII−II線に沿った断面図である。インクジェットヘッド１は、用紙に対してインクを吐出するための主走査方向に延在した矩形平面形状を有するヘッド本体７０と、ヘッド本体７０の上方に配置され且つヘッド本体７０に供給されるインクの流路であるインク溜まり３が形成されたベースブロック７１とを備えている。
【００１９】
ヘッド本体７０は、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の上面に接着された複数のアクチュエータユニット２１とを含んでいる。これら流路ユニット４及びアクチュエータユニット２１は共に、複数のシート状部材を積層して互いに接着させた構成である。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配線板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）５０が接着されており、ＦＰＣ５０が図２中において屈曲しながら上方に引き出されている。ベースブロック７１は、例えばステンレスなどの金属材料からなる。ベースブロック７１内のインク溜まり３は、ベースブロック７１のその長手方向に沿って形成された略直方体の中空領域である。
【００２０】
ベースブロック７１の下面７３は、開口３ｂの近傍において周囲よりも下方に飛び出している。そして、ベースブロック７１は、下面７３の開口３ｂ近傍部分７３ａにおいてのみ流路ユニット４と接触している。そのため、ベースブロック７１の下面７３の開口３ｂ近傍部分７３ａ以外の領域は、ヘッド本体７０から離隔しており、この離隔部分にアクチュエータユニット２１が配されている。
【００２１】
ベースブロック７１は、ホルダ７２の把持部７２ａの下面に形成された凹部内に接着固定されている。ホルダ７２は、把持部７２ａと、把持部７２ａの上面からこれと直交する方向に所定間隔をなして延出された平板状の一対の突出部７２ｂとを含んでいる。アクチュエータユニット２１に接着されたＦＰＣ５０は、スポンジなどの弾性部材８３を介してホルダ７２の突出部７２ｂ表面に沿うようにそれぞれ配置されている。そして、ホルダ７２の突出部７２ｂ表面に配置されたＦＰＣ５０上にドライバＩＣ８０が設置されている。ＦＰＣ５０は、ドライバＩＣ８０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、両者とハンダ付けによって電気的に接合されている。
【００２２】
ドライバＩＣ８０の外側表面には略直方体形状のヒートシンク８２が密着配置されているため、ドライバＩＣ８０で発生した熱を効率的に散逸させることができる。ドライバＩＣ８０及びヒートシンク８２の上方であって、ＦＰＣ５０の外側には、基板８１が配置されている。ヒートシンク８２の上面と基板８１との間、および、ヒートシンク８２の下面とＦＰＣ５０との間には、それぞれシール部材８４が配置されており、それらシール部材８４によってそれぞれが接着されている。
【００２３】
図３は、図２に描かれたインクジェットヘッドに含まれるヘッド本体の平面図である。図３において、ベースブロック７１内に形成されたインク溜まり３が仮想的に破線で描かれている。２つのインク溜まり３は、ヘッド本体７０の長手方向に沿って、互いに所定間隔をなして平行に延在している。２つのインク溜まり３はそれぞれ一端に開口３ａを有し、この開口３ａを介してインクタンク（図示せず）に連通することによって、常にインクで満たされている。また、開口３ｂは、ヘッド本体７０の長手方向に沿って各インク溜まり３に多数設けられていて、前述したように各インク溜まり３と流路ユニット４とを結んでいる。多数の開口３ｂは、対となる２つずつがヘッド本体７０の長手方向に沿って近接配置されている。一方のインク溜まり３に連通した開口３ｂの対と、他方のインク溜まり３に連通した開口３ｂの対とは、千鳥状に配置されている。
【００２４】
開口３ｂが配置されていない領域には、開口３ｂの対とは逆のパターンで、台形の平面形状を有する複数のアクチュエータユニット２１が千鳥状に配置されている。各アクチュエータユニット２１の平行対向辺（上辺及び下辺）は、ヘッド本体７０の長手方向と平行である。また、隣接するアクチュエータユニット２１の斜辺の一部同士がヘッド本体７０の幅方向にオーバーラップしている。
【００２５】
図４は、図３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４に示すように、各インク溜まり３に設けられた開口３ｂはマニホールド５に連通し、さらに各マニホールド５の先端部は２つに分岐して副マニホールド５ａを形成している。また、平面視において、アクチュエータユニット２１における２つの斜辺側のそれぞれから、隣接する開口３ｂから分岐した２つの副マニホールド５ａが延出している。つまり、積層方向においてアクチュエータユニット２１の下方には、アクチュエータユニット２１の平行対向辺に沿って互いに離隔した計４つの副マニホールド５ａが延在している。なお、マニホールド５及び副マニホールド５ａが流路ユニット４における共通インク室となっている。
【００２６】
アクチュエータユニット２１の接着領域と対応した流路ユニット４の下面は、インク吐出領域となっている。インク吐出領域の表面には、後述するように、多数のノズル８がマトリクス状に配列されている。ノズル８は、図面を簡単にするために図４では幾つかだけを描いているが、実際にはインク吐出領域全体に亘って配列されている。
【００２７】
図５は、図４に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図４及び図５は、流路ユニット４における多数の圧力室１０がマトリクス状に配置された平面を、インク吐出面に対して垂直な方向から見た状態を示している。各圧力室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の幅方向に平行である。圧力室１０の一方の鋭角部に対応した各圧力室１０の一端はノズル８に連通しており、圧力室１０の他方の鋭角部に対応した他端はアパーチャ１２を介して副マニホールド５ａに連通している。平面視において各圧力室１０と重なり合う位置には、圧力室１０と相似でこれよりも一回り小さい平面形状を有する個別電極３５が、アクチュエータユニット２１上に形成されている。図５には、図面を簡略にするために、多数の個別電極３５のうちの幾つかだけを描いている。なお、図４及び図５において、図面を分かりやすくするために、アクチュエータユニット２１内又は流路ユニット４内にあって破線で描くべき圧力室１０及びアパーチャ１２等を実線で描いている。
【００２８】
図５において、圧力室１０がそれぞれ収容された仮想的な複数の菱形領域１０ｘは、互いに重なり合うことなく各辺を共有するように、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、すなわち副マニホールド５ａの延在方向であって、菱形領域１０ｘ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をなす菱形領域１０ｘの一斜辺方向である。圧力室１０は、対応する菱形領域１０ｘと中心位置が共通であって、両者の輪郭線は平面視において互いに離隔している。
【００２９】
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において、配列方向Ｂに１６個並べられている。配列方向Ｂの両端にある圧力室はダミーであって、インク吐出に寄与しない。
【００３０】
マトリクス状に配置された複数の圧力室１０は、図５に示す配列方向Ａに沿って、複数の圧力室列を形成している。圧力室列は、図５の紙面に対して垂直な方向（第３の方向）から見て、副マニホールド５ａとの相対位置に応じて、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の上辺から下辺に向けて、１１ｃ→１１ｄ→１１ａ→１１ｂ→１１ｃ→１１ｄ→…→１１ｂという順番で周期的に４個ずつ配置されている。
【００３１】
第１の圧力室列１１ａを構成する圧力室１０ａ及び第２の圧力室列１１ｂを構成する圧力室１０ｂにおいては、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）に関して、ノズル８が図５の紙面下側に偏在している。そして、ノズル８が、それぞれ対応する菱形領域１０ｘの下端部に位置している。一方、第３の圧力室列１１ｃを構成する圧力室１０ｃ及び第４の圧力室列１１ｄを構成する圧力室１０ｄにおいては、第４の方向に関して、ノズル８が図５の紙面上側に偏在している。そして、ノズル８が、それぞれ対応する菱形領域１０ｘの上端部に位置している。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の半分以上の領域が、副マニホールド５ａと重なっている。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の全領域が、副マニホールド５ａ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が副マニホールド５ａと重ならないようにしつつ、副マニホールド５ａ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。
【００３２】
次に、ヘッド本体７０の断面構造について、図６及び図７を参照してさらに説明する。図６は、図５のVI−VI線における断面図であり、図６には、第１の圧力室列１１ａに属する圧力室１０ａが描かれている。図６から分かるように、各ノズル８は、圧力室１０（１０ａ）、アパーチャ１２及び連通孔１３を介して副マニホールド５ａと連通している。このようにして、ヘッド本体７０には、副マニホールド５ａの出口となる連通孔１３のインク供給口１３ａからアパーチャ１２、圧力室１０を経てノズル８に至る個別インク流路３２が圧力室１０ごとに形成されている。
【００３３】
図６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５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。
【００３４】
ヘッド本体７０は、図７からも分かるように、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、２７、２８、カバープレート２９及びノズルプレート３０の合計１０枚のシート状部材が接着剤を介して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。
【００３５】
アクチュエータユニット２１は、後述するように４枚の圧電シート４１〜４４（図９参照）が積層され且つ電極が配されることによってそのうちの最上層だけが電界印加時に活性層となる部分を有する層（以下、単に「活性層を有する層」というように記す）とされ、残り３層が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。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１２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１２と副マニホールド５ａと連通する連通孔１３及び圧力室１０からノズル８への連絡孔１４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。
【００３６】
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５ａ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。
【００３７】
また、副マニホールド５ａは、図６を見るとわかるようにマニホールドプレート２６〜２８に形成され、且つ同じ開口面積を有する貫通孔２６ａ〜２８ａが平面視においてその全体が重なるようにして構成されている。なお、副マニホールド５ａのインクが流通する内部の壁面のうち、上面がサプライプレート２５の平らな下面で、副マニホールド５ａの底面がカバープレート２９の平らな上面で構成されている。このような構成によって副マニホールド５ａが形成されているので、流路ユニット４の構造が簡単なものとなっている。なお、副マニホールド５ａの上面には、アパーチャ１２と副マニホールド５ａとを連通させるように貫通した連通孔１３によるインク供給口１３ａが形成されている。
【００３８】
図８は、図４に描かれた一点鎖線で囲まれた領域であって、流路ユニットを構成するサプライプレートを上面視した場合の拡大図である。図８に示すように、サプライプレート２５には、副マニホールド５ａに連通する連通孔１３とノズル８に連通する連絡孔１４とが複数形成されている。複数の連絡孔１４は、平面視において、各ノズル８に対応して一部が重なるようにして配置されている。連通孔１３による副マニホールド５ａの上面に形成されたインク供給口１３ａは、各副マニホールド５ａの長手方向に沿う両側端に近接した領域であって、副マニホールド５ａの長手方向に沿って配置されつつ、副マニホールド５ａの長手方向に関してほぼ等間隔に離隔されている。ここで述べる両側端に近接した領域とは、副マニホールド５ａ内に複数の気泡が存在した場合において、それら気泡のうち、副マニホールド５ａの内部における上面及び側面に２点で接触している気泡が存在しうる領域である。気泡は、壁面への接触点数が増えると排出されにくくなる。なお、図８に描いている２点鎖線は、副マニホールド５ａを副マニホールド５ａの長手方向と直交する方向の幅方向に関して、副マニホールド５ａの中央領域及び両側の領域とするように３等分した状態を示している。また、本実施の形態においては、３等分された副マニホールド５ａの両側の領域部分が、前述した両側端に近接した領域とほぼ同じ領域となっている。
【００３９】
また、本実施の形態における複数のインク供給口１３ａは、図８に示すように副マニホールド５ａの両側端に近接した領域にだけ形成されているとともに、副マニホールド５ａの長手方向に沿う方向で副マニホールド５ａの幅方向にほとんどズレないで配置されている。このように、インク供給口１３ａが配置されていることで、副マニホールド５ａ内に気泡が存在する場合において、気泡を図示しないパージ機構でノズルから外部に排出させるときに、副マニホールド５ａ内の２点で接触して移動しにくい気泡を効率よく排出することができる。
【００４０】
また、それぞれのインク供給口１３ａの開口面積は同じ開口面積を有している。したがって、サプライプレート２５にインク供給口１３ａを形成する製造工程において簡単になるとともに、それの設計も簡易となる。
【００４１】
なお、インク供給口１３ａは、副マニホールド５ａの幅方向に多少ズレていてもよく、インク供給口１３ａの一部が副マニホールド５ａの幅方向に関して、副マニホールド５ａの長手方向から見て一部でも重なっておればよい。このようにすることで、副マニホールド５ａの側壁から若干離れた位置で副マニホールド５ａの上面と１点で接触している気泡を外部に排出する際において、より効率よく排出することができる。つまり、副マニホールド５ａの側壁から離れた気泡とインク供給口ａ１３との距離を少しでも短くすることで、より効率よく気泡を排出することができる。
【００４２】
図９は、図６における一点鎖線で囲まれた部分の拡大図を示しており、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は平面図である。図９（ａ）に示す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４１〜４４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１つ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。
【００４３】
最上層の圧電シート４１上には、個別電極３５が形成されている。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、シート全面に形成された略２μｍの厚みの共通電極３４が介在している。なお、圧電シート４２と圧電シート４３の間及び圧電シート４３と圧電シート４４との間に、電極は配置されていない。これら個別電極３５、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。
【００４４】
個別電極３５は、略１μｍの厚みで、図９（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、個別電極３５と電気的に接続された略１６０μｍの径を有する円形のランド部３７が設けられている。ランド部３７は、例えばガラスフリットを含む金からなる。
【００４５】
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グランド電位に保たれている。また、個別電極３５は、各圧力室１０に対応するものごとに電位を制御することができるように、各個別電極３５ごとに独立した別のリード線を含むＦＰＣ５０を介してドライバＩＣ８０に接続されている（図１及び図２参照）。
【００４６】
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を活性層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層（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。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９（ａ）に示したように、圧電シート４１〜４４の下面は圧力室を区画する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５側から吸い込む。
【００４７】
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。
【００４８】
図５に戻って、配列方向Ａに３７．５ｄｐｉに相当する幅（６７８．０μｍ）を有し、配列方向Ｂ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の内の何れの列についても、ノズル８が１つしか存在していない。すなわち、１つのアクチュエータユニット２１に対応したインク吐出領域内の任意の位置に、このような帯状領域Ｒを区画した場合、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、印字時の解像度である６００ｄｐｉに相当する間隔ずつ離隔している。
【００４９】
１つの帯状領域Ｒに属する１６個のノズル８を配列方向Ａに延びる直線上に射影した位置が左にあるものから順に、これら１６個のノズル８を（１）〜（１６）と記することにしたとき、これら１６個のノズル８は、下から、（１）、（９）、（５）、（１３）、（２）、（１０）、（６）、（１４）、（３）、（１１）、（７）、（１５）、（４）、（１２）、（８）、（１６）の順番に並んでいる。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、６００ｄｐｉ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。
【００５０】
例えば、６００ｄｐｉの解像度で配列方向Ａに延びる直線を印字する場合について説明する。まず、ノズル８が圧力室１０の同じ側の鋭角部に連通している参考例の場合について簡単に説明する。この場合には、印字媒体が搬送されるのに対応して、図５中一番下に位置する圧力室列中のノズル８からインクの吐出を始め、順次上側に隣接する圧力室列に属するノズル８を選択してインクを吐出する。これにより、インクのドットが配列方向Ａに向かって６００ｄｐｉの間隔で隣接しながら形成されていく。最終的には、全体で６００ｄｐｉの解像度で配列方向Ａに延びる直線が描かれることになる。
【００５１】
一方、本実施の形態では、図５中一番下に位置する圧力室列１１ｂ中のノズル８からインクの吐出を始め、印字媒体が搬送されるのに伴って順次上側に隣接する圧力室に連通するノズル８を選択してインクを吐出していく。このとき、下側から上側に１圧力室列上がるごとのノズル８位置の配列方向Ａへの変位が同じでないので、印字媒体が搬送されるのに伴って配列方向Ａに沿って順次形成されるインクのドットは、６００ｄｐｉの間隔で等間隔にはならない。
【００５２】
すなわち、図５に示したように、印字媒体が搬送されるのに対応して、まず図中一番下の圧力室列１１ｂに連通するノズル（１）からインクが吐出され、印字媒体上に３７．５ｄｐｉに相当する間隔でドット列が形成される。この後、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から２番目の圧力室列１１ａに連通するノズル（９）の位置に達すると、このノズル（９）からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドット位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分の８倍だけ配列方向Ａに変位した位置に２番目のインクドットが形成される。
【００５３】
次に、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から３番目の圧力室列１１ｄに連通するノズル（５）の位置に達すると、ノズル（５）からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドット位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分の４倍だけ配列方向Ａに変位した位置に３番目のインクドットが形成される。さらに、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から４番目の圧力室列１１ｃに連通するノズル（１３）の位置に達すると、ノズル（１３)からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドットの位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分の１２倍だけ配列方向Ａに変位した位置に４番目のインクドットが形成される。さらに、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から５番目の圧力室列１１ｂに連通するノズル（２）の位置に達すると、ノズル（２）からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドット位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分のだけ配列方向Ａに変位した位置に５番目のインクドットが形成される。
【００５４】
以下同様にして、順次図中下側から上側に位置する圧力室１０に連通するノズル８を選択しながらインクドットが形成されていく。このとき、図５中に示したノズル８の番号をＮとすると、（倍率ｎ＝Ｎ−１）×（６００ｄｐｉに相当する間隔）に相当する分だけ、始めに形成されたドット位置から配列方向Ａに変位した位置にインクドットが形成される。最終的に１６個のノズル８を選択し終わったときには、図中一番下の圧力室列１１ｂ中のノズル（１）により３７．５ｄｐｉに相当する間隔で形成されたインクドットの間が６００ｄｐｉに相当する間隔毎に離れて形成された１５個のドットで繋げられ、全体で６００ｄｐｉの解像度で配列方向Ａに延びる直線を描くことが可能になっている。
【００５５】
なお、各インク吐出領域の配列方向Ａについての両端部（アクチュエータユニット２１の斜辺）近傍では、ヘッド本体７０の幅方向に対向する別のアクチュエータユニット２１に対応するインク吐出領域の配列方向Ａについての両端部近傍と相補関係となることで６００ｄｐｉの解像度での印刷が可能となっている。
【００５６】
次に、第２実施形態のインクジェットヘッドについて、以下に説明する。図１０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ヘッド本体を示しており、（ａ）は図６で示した断面図と同様な箇所の拡大断面図であり、（ｂ）は図１０（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。なお、前述したインクジェットヘッド１と同様なものについては、同符号で示し説明を省略する。
【００５７】
図１０（ａ）、（ｂ）に示すインクジェットヘッド２０１は、前述したインクジェットヘッド１とほぼ同様なものであるが、流路ユニット４の副マニホールド２０５ａの上面形状が、前述したインクジェットヘッド１と異なるだけである。
【００５８】
インクジェットヘッド２０１の流路ユニット４の副マニホールド２０５ａは、サプライプレート２５と３枚のマニホールドプレート２６′、２７，２８とカバープレート２９とが積層されて構成されている。前述した副マニホールド５ａでは、それの上面はサプライプレート２５の下面となっていたが、本実施の形態における副マニホールド２０５ａの上面は、マニホールドプレート２６′の下面側から２段階にエッチングされた後に、残った残部部分となっている。つまり、マニホールドプレート２６′は、前述したマニホールドプレート２６の貫通孔２６ａと同じ開口面積を有するように、且つ副マニホールド２０５ａの上面に該当する中央領域部分が下側に向かって突出した突出部１６を有するように、マニホールドプレート２６′の下面側からハーフエッチングが施されている。そして、副マニホールド２０５ａの上面であって、副マニホールド２０５ａの両側端に近接した領域に形成されたインク供給口１３ａと副マニホールド２０５ａとが連通するように２つの貫通部１５が２回目のエッチングで形成されている。貫通部１５は、１つの副マニホールド２０５ａに対して副マニホールド２０５ａの長手方向に沿って２つ形成されており、各貫通部１５の副マニホールド２０５ａの幅が、インク供給口１３ａの直径より大きく形成されている。なお、貫通部１５は、流路ユニット４の副マニホールド２０５ａを前述したサプライプレート２５と３枚のマニホールドプレート２６′、２７，２８とカバープレート２９とで構成した場合に図１０（ａ）に示すように凹部１５となる。したがって、以下の説明においては、貫通部１５を凹部１５と称する。
【００５９】
副マニホールド２０５ａの上面に形成された突出部１６は、中央部分が最も下方に突出しており、その最も突出した部分から図１０（ａ）中の左右に位置する凹部１５にかけてその突出量が減少するように形成されたテーパ部１６ａを有している。また、凹部１５及び突出部１６は、図１０（ｂ）に示すように副マニホールド２０５ａの長手方向に平行に延設されている。
【００６０】
このように、副マニホールド２０５ａ内の上面に凹部１５が形成されていることで、副マニホールド２０５ａ内に気泡が存在した場合に、その気泡が凹部１５内に移動した際にインク供給口１３ａを介してノズル８から外部に排出しやすくなる。つまり、副マニホールド２０５ａ内の気泡が、開口面積が大きい凹部１５内に移動すると、気泡はインクより軽いので凹部１５内から副マニホールド２０５ａの凹部１５以外の領域に移動しにくくなる。そのため、気泡を図示しないパージ機構で排出しようとすると、凹部１５の長手方向に沿って配置され、凹部１５と連通しているインク供給口１３ａから簡単に気泡を外部に排出することができる。また、凹部１５の幅がインク供給口１３ａの直径より大きいので、気泡を排出する場合に、気泡が凹部１５内を円滑に移動することができる（すなわち、凹部１５内の気泡が凹部１５の内面によって３点で接触しにくくなる）ので、気泡がさらに排出しやすくなる。
【００６１】
また、副マニホールド２０５ａの上面の中央領域に突出部１６が形成されていることで、副マニホールド２０５ａ内の気泡が強制的に副マニホールド２０５ａの両側端に近接した領域（ここでは、凹部１５内に該当する領域）に移動させられる。そのため、凹部１５内に気泡が移動しやすくなるので、気泡を効率よく排出することができる。
【００６２】
以上のように、第１及び第２実施形態のインクジェットヘッド１，２０１によると、インク供給口１３ａは、副マニホールド５ａ，２０５ａの長手方向に沿う両側端に近接した領域に設けられているので、副マニホールド５ａ，２０５ａ内の気泡であって、副マニホールド５ａ，２０５ａの上面と側壁とに２点で接触した移動しにくい気泡を、上記公報によるインクジェットヘッドより、インク供給口１３ａからノズルを介して外部に排出しやすい。従って、インクジェットヘッド１，２０１による記録媒体への印刷時における気泡によるインク吐出不良を減少させることができる。副マニホールド５ａ，２０５ａ内に存在する気泡のうち、副マニホールド５ａ，２０５ａの両側端に近接した領域以外の中央領域などに存在し、副マニホールド５ａ，２０５ａの上面と１点で接触している気泡は、比較的移動しやすいので、中央領域近傍にだけインク供給口を設けていても、パージ操作によってインク供給口からその気泡を外部に排出することができるが、副マニホールド５ａ，２０５ａの側壁及び上面と２点で接触している気泡は、副マニホールド５ａ，２０５ａの内面との接触面積が大きくなるので副マニホールド５ａ，２０５ａ内を移動させにくく、且つインクの流れる方向と交差する方向に気泡を移動させることになるので、２点で接触している気泡をインク供給口から外部に排出することが困難となる。しかし、本発明においては、移動させやすい気泡が存在する中央領域よりも移動させにくい気泡が存在する副マニホールド５ａ，２０５ａの両側の領域、又は副マニホールド５ａ，２０５ａの両側端に近接した領域にインク供給口１３ａが形成されているので、移動しやすい気泡及び移動しにくい気泡の両者をインク供給口１３ａを介してノズルから外部に排出させやすくなる。
【００６３】
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、上述した各実施の形態において、複数のインク供給口１３ａが、副マニホールドの両側端に近接した領域や副マニホールドが幅方向において３等分された両側の領域にだけ配置されているが、副マニホールドの中央領域に１又は２以上のインク供給口が形成されていても良く、少なくとも副マニホールドの両側端に近接した領域や両側の領域に形成されたインク供給口の開口面積の合計が、中央領域に形成されたインク供給口の開口面積の合計より大きければ、上述したように気泡をインクジェットヘッドの外部に排出しやすくなる。また、副マニホールドの両側端に近接した領域や副マニホールドが幅方向において３等分された両側の領域に形成されたインク供給口１３ａの数は、副マニホールドの中央領域にインク供給口を形成した場合に、そのインク供給口の数よりも少なくなっていても良い。また、上述した実施形態において、副マニホールド５ａが幅方向において３等分された両側の領域は特に限定するものではなく、例えば、副マニホールドを幅方向において１０等分し、その１０等分したうちの両側の３／１０の領域が上述した副マニホールドの両側の領域に該当しても良い。つまり、副マニホールドの幅方向における長さによって適宜変更されても良い。
【００６４】
さらに、上述した各実施の形態におけるインクジェットヘッドはラインタイプのものであるが、シリアルタイプのインクジェットヘッドであってもよい。また、流路ユニット４の表面に沿ってマトリクス状に配置された複数の圧力室１０の配列方向としては、流路ユニット４の表面に沿っていれば、図５に示した配列方向Ａ，Ｂに限定されず、様々な方向をとってもよい。また、圧力室１０の収まる領域は菱形ではなく平行四辺形など様々な形状であってもよく、それに収まる圧力室１０自体の平面形状も他の形状などに適宜変更してもよい。また、流路ユニット４は、複数のシート状部材を積層したものでなくてもよい。
【００６５】
また、アクチュエータユニット２１における圧電シートや電極の材料は、上述したものに限らず、その他の公知の材料に変更してもよい。また、非活性層として、圧電シート以外の絶縁シートを用いてもよい。さらに活性層を含む層の数、非活性層の数なども、適宜変更してもよく、圧電シートの積層数に伴い、個別電極及び共通電極の数も適宜変更してよい。また、上述の実施形態では共通電極をグランド電位に保つものとしているが、各圧力室１０に共通の電位であればこれに限定されるものではない。
【００６６】
また、上述した実施形態のアクチュエータユニット２１では、活性層を含む層の圧力室側に非活性層が配置されているが、非活性層の圧力室１０側に活性層を含む層が配置されてもよいし、非活性層を設けなくてもよい。ただし、活性層を含む層の圧力室側に非活性層を設けることで、アクチュエータユニット２１の変位効率がさらに向上することが期待できる。
【００６７】
また、上述の実施形態では、図４に示すように、台形とした複数のアクチュエータユニット２１を２列に千鳥状に配置しているが、アクチュエータユニットは必ずしも台形にしなくてもよく、複数のアクチュエータユニットを流路ユニットの長手方向に沿って単に１列に配列してもよい。或いは、アクチュエータユニットを３列以上に千鳥状に配置してもよい。また、１つのアクチュエータユニット２１を複数の圧力室１０に跨って配置するのではなく、各圧力室１０に１つのアクチュエータユニット２１を配置してもよい。
【００６８】
また、共通電極３４は、積層方向への射影領域が圧力室領域を含むように或いは射影領域が圧力室領域に含まれるように圧力室１０ごとに多数形成されたものであってもよく、必ずしも１つのアクチュエータユニット２１内のほぼ全域に設けられた１枚の導電シートである必要はない。ただし、このとき、圧力室１０に対応する部分がすべて同一電位となるように共通電極同士が電気的に接続されていることが必要である。また、上述の第２実施形態では、副マニホールド２０５ａ内の気泡を排出しやすくするために、副マニホールド２０５ａの上面に副マニホールド２０５ａ内に突出したテーパ部を形成していたが、気泡の良好な排出に寄与するならば、副マニホールドの上面がいずれの形態を有していてもよく、例えば、副マニホールドの上面の突出部が曲面で形成されていても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の第１実施形態による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線に沿った断面図である。
【図３】図２に描かれたインクジェットヘッドに含まれるヘッド本体の平面図である。
【図４】図３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５】図４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のVI−VI線における断面図である。
【図７】図６に描かれたヘッド本体の部分分解斜視図である。
【図８】図４に描かれた一点鎖線で囲まれた領域であって、流路ユニットを構成するサプライプレートを上面視した場合の拡大図である。
【図９】図６における一点鎖線で囲まれた部分の拡大図を示しており、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態によるインクジェットヘッドのヘッド本体を示しており、（ａ）は図６で示した断面図と同様な箇所の拡大断面図であり、（ｂ）は図１０（ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１、２０１  インクジェットヘッド
４  流路ユニット
５  マニホールド（共通インク室）
５ａ，２０５ａ  副マニホールド
８  ノズル
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ  圧力室
１３  連通孔
１３ａ  インク供給口
１４  連絡孔
１５  凹部（貫通部）
１６  突出部
２１  アクチュエータユニット
２２  キャビティプレート
２３  ベースプレート
２５  サプライプレート
３４  共通電極
３５  個別電極
３７  ランド部
４１，４２，４３，４４  圧電シート
５０  ＦＰＣ
７０  ヘッド本体
【図１】
2005059439.tif 000003
【図２】
2005059439.tif 000004
【図３】
2005059439.tif 000005
【図４】
2005059439.tif 000006
【図５】
2005059439.tif 000007
【図６】
2005059439.tif 000008
【図７】
2005059439.tif 000009
【図８】
2005059439.tif 000010
【図９】
2005059439.tif 000011
【図１０】
2005059439.tif 000012