(57)【要約】【課題】  共通インク通路の幅を極力大きくすることができるように圧力室及びノズルを配置したインクジェットヘッドを提供する。【解決手段】  平面に沿ってマトリクス状に配設された複数の圧力室１０により、ノズル８が互いに反対側に接続され前記平面内で交互に配置された第１、第２の圧力室列１１ａ，１１ｂが構成され、各共通インク通路５ａには、第１の圧力室列１１ａと第２の圧力室列１１ｂからなる２列の圧力室列が対向し、第１の圧力室列１１ａの圧力室１０ａに形成されてノズル８に連通した第１の連通口１４ａと、第２の圧力室列１１ｂの圧力室１０ｂに形成されて複数のノズル８に連通した第２の連通口１４ｂとが、対応する共通インク通路５ａの両側において並べて配置され、隣接する２つの共通インク通路５ａ間において、第１の連通口１４ａと第２の連通口１４ｂとが一列状に配置されている。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する複数のノズルと、一端が前記複数のノズルに夫々接続され且つ平面に沿ってマトリクス状に配置されることにより前記平面内における第１の方向に複数の圧力室列を形成する複数の圧力室と、前記第１の方向に沿って延在し且つ複数のインク供給口を介して複数の前記圧力室に連通した複数の共通インク通路とが設けられた流路ユニットを備え、
前記複数の圧力室列は、ノズルが前記第１の方向と交差する第２の方向の一方側に偏在した圧力室からなる第１の圧力室列と、ノズルが前記第２の方向の他方側に偏在した圧力室からなる第２の圧力室列とを含み、これら第１の圧力室列と第２の圧力室列とが前記平面内で交互に配置され、
前記各共通インク通路には、隣接する前記第１の圧力室列と前記第２の圧力室列からなる２列の圧力室列が対向し、
前記第１の圧力室列の複数の各圧力室に形成され、複数の各ノズルに連通した第１の連通口と、前記第２の圧力室列の複数の各圧力室に形成され、複数の各ノズルに連通した第２の連通口とが、前記平面と垂直な第３の方向から見て、対応する共通インク通路の両側においてそれぞれ前記第１の方向に並べて配置され、
隣接する２つの共通インク通路間において、複数の第１の連通口と複数の第２の連通口とが、前記第１の方向から見て少なくとも部分的に重なる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】
前記隣接する２つの共通インク通路間において、複数の第１の連通口と複数の第２の連通口とが、前記第１の方向に一列状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】
インクを吐出する複数のノズルと、一端が前記複数のノズルに夫々接続され且つ平面に沿ってマトリクス状に配置されることにより前記平面内における第１の方向に複数の圧力室列を形成する複数の圧力室と、前記第１の方向に沿って延在し且つ複数のインク供給口を介して複数の前記圧力室に連通した複数の共通インク通路とが設けられた流路ユニットを備え、
前記複数の圧力室列は、ノズルが前記第１の方向と交差する第２の方向の一方側に偏在した圧力室からなる第１の圧力室列と、ノズルが前記第２の方向の他方側に偏在した圧力室からなる第２の圧力室列とを含み、これら第１の圧力室列と第２の圧力室列とが前記平面内で交互に配置され、
前記各共通インク通路には、隣接する前記第１の圧力室列と前記第２の圧力室列からなる２列の圧力室列が対向し、
前記第１の圧力室列の複数の圧力室に接続された複数のノズルと、前記第２の圧力室列の複数の圧力室に接続された複数のノズルとが、前記平面と垂直な第３の方向から見て、対応する共通インク通路の両側においてそれぞれ前記第１の方向に並べて配置され、
隣接する２つの共通インク通路間において、第１の圧力室列の各圧力室と各ノズルとを連通させる複数の第１のインク流路と、第２の圧力室列の各圧力室と各ノズルとを連通させる複数の第２のインク流路とが、前記第１の方向から見て少なくとも部分的に重なる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４】
前記隣接する２つの共通インク通路間において、複数の第１のインク流路と複数の第２のインク流路とが、前記第１の方向に一列状に配置され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】
インクを吐出する複数のノズルと、一端が前記複数のノズルに夫々接続され且つ平面に沿ってマトリクス状に配置されることにより前記平面内における第１の方向に複数の圧力室列を形成する複数の圧力室と、前記第１の方向に沿って延在し且つ複数のインク供給口を介して複数の前記圧力室に連通した複数の共通インク通路とが設けられた流路ユニットを備え、
前記複数の圧力室列は、ノズルが前記第１の方向と交差する第２の方向の一方側に偏在した圧力室からなる第１の圧力室列と、ノズルが前記第２の方向の他方側に偏在した圧力室からなる第２の圧力室列とを含み、これら第１の圧力室列と第２の圧力室列とが前記平面内で交互に配置され、
前記各共通インク通路には、隣接する前記第１の圧力室列と前記第２の圧力室列からなる２列の圧力室列が対向し、
前記第１、第２の圧力室列の複数の圧力室に夫々形成された前記複数のインク供給口が、前記平面と垂直な第３の方向から見て、対応する圧力室に接続されたノズルと反対側に並べて配置され、
各共通インク通路において、前記第１の圧力室列の複数の第１のインク供給口と、前記第２の圧力室列の複数の第２のインク供給口とが、この共通インク通路の前記第３の方向から見た中央部付近に、前記第１の方向から見て少なくとも部分的に重なる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６】
前記前記各共通インク通路において、複数の第１のインク供給口と複数の第２のインク供給口とが、この共通インク通路の前記第３の方向から見た中央部付近に、前記第１の方向に一列状に配置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】
前記共通インク通路から前記圧力室へ供給されるインクの流れ方向が、前記共通インク通路内におけるインクの流れ方向に対して、前記第３の方向から見て、鋭角に傾いていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記圧力室と前記共通インク通路とが前記平面と平行に延在するアパーチャを介して接続され、
各共通インク通路において、前記第１の圧力室列の複数の圧力室にそれぞれ接続された第１のアパーチャと、前記第２の圧力室列の複数の圧力室にそれぞれ接続された第２のアパーチャとが、前記第３の方向から見て、点対称に配置されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか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、記録媒体にインクを吐出して印刷を行う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においては、インクタンクからインクが複数の共通インク通路を介して複数の圧力室に供給されて、これら圧力室に選択的にパルス状の圧力を付与して圧力波を発生させることにより、圧力室に接続されたノズルからインクを吐出する。このようなインクジェットヘッドの中でも、複数の圧力室をヘッド表面に沿ったマトリクス状に配置することにより、印刷の高解像度化や高速化を実現可能なインクジェットヘッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このインクジェットヘッドにおいては、複数の六角形状の圧力室がヘッド表面に沿う一方向に配列されて、複数の圧力室列が構成されている。また、圧力室にインクを供給する複数の共通インク通路が圧力室列の配列方向に延在しており、ヘッド表面に垂直な方向から見て、各圧力室列を構成する圧力室の両側の部分が、夫々２つの共通インク通路に部分的に対向している。さらに、ヘッド表面に垂直な方向から見て、各圧力室の中央部にノズルが配置されており、圧力室の両側の共通インク通路から圧力室にインクが供給されて、このインクが圧力室の中央部のノズルから吐出されるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３２３１７８６号公報（第３−４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記特許文献１に記載のインクジェットヘッドにおいては、ノズルが圧力室の中央に配置されているため、隣接した２つの圧力室列間で、ノズル間の距離が大きくなってしまう。そして、インクを吐出するこれらのノズルは、ヘッド表面と垂直な方向から見て共通インク通路と重ならない位置に配置する必要があるが、そうすると、圧力室列の両側に配置される共通インク通路の幅が制限されてしまう。このように、共通インク通路の幅が制限されてしまうと、共通インク通路の流路面積が必然的に狭くなってその流路抵抗が大きくなり、圧力室へのインク供給を円滑に行うことができなくなる。あるいは、共通インク通路の流路面積を増やすためには、共通インク通路の高さを高くしなくてはならず、ヘッドが大型化してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、共通インク通路の幅を極力大きくすることができるように圧力室及びノズルを配置したインクジェットヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
第１の発明のインクジェットヘッドは、インクを吐出する複数のノズルと、一端が前記複数のノズルに夫々接続され且つ平面に沿ってマトリクス状に配置されることにより前記平面内における第１の方向に複数の圧力室列を形成する複数の圧力室と、前記第１の方向に沿って延在し且つ複数のインク供給口を介して複数の前記圧力室に連通した複数の共通インク通路とが設けられた流路ユニットを備え、前記複数の圧力室列は、ノズルが前記第１の方向と交差する第２の方向の一方側に偏在した圧力室からなる第１の圧力室列と、ノズルが前記第２の方向の他方側に偏在した圧力室からなる第２の圧力室列を含み、これら第１の圧力室列と第２の圧力室列とが前記平面内で交互に配置され、前記各共通インク通路には、隣接する前記第１の圧力室列と前記第２の圧力室列からなる２列の圧力室列が対向し、前記第１の圧力室列の複数の各圧力室に形成され、複数の各ノズルに連通した第１の連通口と、前記第２の圧力室列の複数の各圧力室に形成され、複数の各ノズルに連通した第２の連通口とが、前記平面と垂直な第３の方向から見て、対応する共通インク通路の両側において夫々前記第１の方向に並べて配置され、隣接する２つの共通インク通路間において、複数の第１の連通口と複数の第２の連通口とが、前記第１の方向から見て少なくとも部分的に重なるように配置されていることを特徴とするものである。
【０００８】
このインクジェットヘッドにおいては、第１の方向に沿って延在する複数の共通インク通路から、インク供給口を介して複数の圧力室に夫々インクが供給され、圧力室の一端に連通口を介して接続されたノズルからインクが吐出される。ここで、複数の圧力室は、前記第１の方向に延びる複数の圧力室列を構成しており、さらに、これら複数の圧力室列は、ノズルが第１の方向と交差する第２の方向の一方側に偏在する第１の圧力室列と、ノズルが第２の方向の他方側に偏在する第２の圧力室列とを含んでいる。つまり、第１の圧力室列を構成する圧力室と、第２の圧力室列を構成する圧力室とでは、ノズルの位置が第２の方向に関して逆になっている。
【０００９】
そして、各共通インク通路には、隣接する第１の圧力室列と第２の圧力室列からなる２列の圧力室列が対向している。このように、第１の圧力室列と第２の圧力室列を構成する複数の圧力室が、すべて共通インク通路に対向しているため、第１の圧力室列に属する圧力室と第２の圧力室列に属する圧力室との間で、ノズルからインクを吐出する際のコンプライアンス（剛性の逆数）の差が小さくなり、夫々の圧力室に接続されたノズルから吐出されるインクの、液滴形状や吐出速度等の吐出特性の均一化を図ることができる。
【００１０】
ここで、インクを吐出するノズルは、第３の方向から見て、そのノズルが接続された圧力室に対応する共通インク通路に重ならない位置に配置する必要があり、そのために、第１の圧力室列を構成する圧力室に形成されてノズルに連通する第１の連通口と、第２の圧力室列を構成する圧力室に形成されてノズルに連通する第２の連通口は、第３の方向から見て、対応する共通インク通路の両側において夫々第１の方向に並べて配置されている。さらに、隣接する２つの共通インク通路間において、複数の第１の連通口と、複数の第２の連通口とが、第１の方向から見て少なくとも部分的に重なるように配置されている。つまり、複数の第１の連通口と複数の第２の連通口が占める領域を第２の方向に可能な限り狭くして、第２の方向に関してノズル間の距離を狭めることにより、複数の共通インク通路の幅を広くできる。従って、共通インク通路の流路面積が大きくなって流路抵抗が小さくなり、圧力室へのインク供給を円滑に行うことができる。あるいは、共通インク通路の幅が広くなった分、共通インク通路の高さ（第３の方向の長さ）を小さくでき、インクジェットヘッドを小型化することも可能となる。
【００１１】
第２の発明のインクジェットヘッドは、前記第１の発明において、前記隣接する２つの共通インク通路間において、複数の第１の連通口と複数の第２の連通口とが、前記第１の方向に一列状に配置されていることを特徴とするものである。従って、複数の第１の連通口と複数の第２の連通口の占める領域を、第２の方向にさらに狭くすることができるため、複数の共通インク通路の幅をより広くすることができる。
【００１２】
第３の発明のインクジェットヘッドは、インクを吐出する複数のノズルと、一端が前記複数のノズルに夫々接続され且つ平面に沿ってマトリクス状に配置されることにより前記平面内における第１の方向に複数の圧力室列を形成する複数の圧力室と、前記第１の方向に沿って延在し且つ複数のインク供給口を介して複数の前記圧力室に連通した複数の共通インク通路とが設けられた流路ユニットを備え、前記複数の圧力室列は、ノズルが前記第１の方向と交差する第２の方向の一方側に偏在した圧力室からなる第１の圧力室列と、ノズルが前記第２の方向の他方側に偏在した圧力室からなる第２の圧力室列を含み、これら第１の圧力室列と第２の圧力室列とが前記平面内で交互に配置され、前記各共通インク通路には、隣接する前記第１の圧力室列と前記第２の圧力室列からなる２列の圧力室列が対向し、前記第１の圧力室列の複数の圧力室に接続された複数のノズルと、前記第２の圧力室列の複数の圧力室に接続された複数のノズルとが、前記平面と垂直な方向から見て、対応する共通インク通路の両側において夫々前記第１の方向に並べて配置され、隣接する２つの共通インク通路間において、第１の圧力室列の各圧力室と各ノズルとを連通させる複数の第１のインク流路と、第２の圧力室列の各圧力室と各ノズルとを連通させる複数の第２のインク流路とが、前記第１の方向から見て少なくとも部分的に重なるように配置されていることを特徴とするものである。
【００１３】
この第３の発明のインクジェットヘッドによれば、前記第１の発明と略同様の作用、効果を奏する。即ち、第１の圧力室列の複数のノズルと第２の圧力室列の複数のノズルが、共通インク通路の両側において夫々第１の方向に並べて配置され、さらに、第１の圧力室列の各圧力室と各ノズルとを連通させる複数の第１のインク流路と、第２の圧力室列の各圧力室と各ノズルとを連通させる複数の第２のインク流路とが、第１の方向から見て少なくとも部分的に重なるように配置されているため、複数の第１のインク流路と複数の第２のインク流路が占める領域を、第２の方向に狭くすることができ、複数の共通インク通路の幅を広くできる。
【００１４】
第４の発明のインクジェットヘッドは、前記第３の発明において、前記隣接する２つの共通インク通路間において、複数の第１のインク流路と複数の第２のインク流路とが、前記第１の方向に一列状に配置されていることを特徴とするものである。従って、複数の第１のインク流路と複数の第２のインク流路が占める領域を、第２の方向にさらに狭くすることができ、複数の共通インク通路の幅をより広くできる。
【００１５】
第５の発明のインクジェットヘッドは、インクを吐出する複数のノズルと、一端が前記複数のノズルに夫々接続され且つ平面に沿ってマトリクス状に配置されることにより前記平面内における第１の方向に複数の圧力室列を形成する複数の圧力室と、前記第１の方向に沿って延在し且つ複数のインク供給口を介して複数の前記圧力室に連通した複数の共通インク通路とが設けられた流路ユニットを備え、前記複数の圧力室列は、ノズルが前記第１の方向と交差する第２の方向の一方側に偏在した圧力室からなる第１の圧力室列と、ノズルが前記第２の方向の他方側に偏在した圧力室からなる第２の圧力室列を含み、これら第１の圧力室列と第２の圧力室列とが前記平面内で交互に配置され、前記各共通インク通路には、隣接する前記第１の圧力室列と前記第２の圧力室列からなる２列の圧力室列が対向し、前記第１、第２の圧力室列の複数の圧力室に夫々形成された前記複数のインク供給口が、前記平面と垂直な第３の方向から見て、対応する圧力室に接続されたノズルと反対側に並べて配置され、各共通インク通路において、前記第１の圧力室列の複数の第１のインク供給口と、前記第２の圧力室列の複数の第２のインク供給口とが、この共通インク通路の前記第３の方向から見た中央部付近に、前記第１の方向から見て少なくとも部分的に重なるように配置されていることを特徴とするものである。
【００１６】
この第５の発明のインクジェットヘッドによれば、前記第１の発明と略同様の作用、効果を奏する。即ち、第１、第２の圧力室列の複数の圧力室に夫々形成された複数のインク供給口が、第３の方向から見て、対応する圧力室に接続されたノズルと反対側に並べて配置されており、さらに、第１の圧力室列の複数の第１のインク供給口と、第２の圧力室列の複数の第２のインク供給口とが、この共通インク通路の中央部付近に、第１の方向から見て少なくとも部分的に重なるように配置されているため、共通インク通路の両側に配置された第１、第２の圧力室列のノズル間の距離が広がることになり、その間に配置された共通インク通路の幅を広くできる。
【００１７】
第６の発明のインクジェットヘッドは、前記第５の発明において、前記各共通インク通路において、複数の第１のインク供給口と複数の第２のインク供給口とが、この共通インク通路の前記第３の方向から見た中央部付近に、前記第１の方向に一列状に配置されていることを特徴とするものである。従って、共通インク通路の両側に配置された第１、第２の圧力室列のノズル間の距離がさらに広がるため、共通インク通路の幅をより広くできる。
【００１８】
第７の発明のインクジェットヘッドは、前記第１〜第６の何れかの発明において、前記共通インク通路から前記圧力室へ供給されるインクの流れ方向が、前記共通インク通路内におけるインクの流れ方向に対して、前記第３の方向から見て、鋭角に傾いていることを特徴とするものである。従って、共通インク通路から、圧力室にインクがスムーズに流れることになり、圧力室へのインク供給を円滑に行うことができる。さらに、共通インク通路内に混入したエアがインクとともにスムーズに圧力室へ流れるため、共通インク通路等の内部にたまったエアが排出されやすくなる。
【００１９】
第８の発明のインクジェットヘッドは、前記第１〜第６の何れかの発明において、前記圧力室と前記共通インク通路とが前記平面と平行に延在するアパーチャを介して接続され、各共通インク通路において、前記第１の圧力室列の複数の圧力室に夫々接続された第１のアパーチャと、前記第２の圧力室列の複数の圧力室に夫々接続された第２のアパーチャとが、前記第３の方向から見て、点対称に配置されていることを特徴とするものである。従って、共通インク通路から第１の圧力室列を構成する圧力室にインクを供給する流路構造と、共通インク通路から第２の圧力室列を構成する各圧力室にインクを供給する流路構造とが、点対称に構成されるため、第１の圧力室列と第２の圧力室列間でのインクの供給特性や混入したエアの排出特性を均一にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の第１の実施形態について説明する。図１、図２に示すように、この第１の実施形態の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２つのインク溜まり３が形成されたベースブロック７１とを備えている。
【００２１】
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、複数の薄板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、左右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。
【００２２】
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の近傍部分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の近傍部分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。
【００２３】
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。
【００２４】
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との間は、それぞれシール部材８４で接着されている。
【００２５】
図３は、図１に示したヘッド本体７０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、上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。
【００２６】
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。
【００２７】
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の先端部は分岐して共通インク通路である副マニホールド５ａが形成されている。従って、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８つの副マニホールド５ａが延在している。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及び圧力室１０がマトリクス状に配列されている。
【００２８】
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。圧力室１０は、角部にアールが施された略菱形の平面形状を有しており、複数の圧力室１０が、互いに重なり合うことなく、配列方向Ａ（第１の方向）及び配列方向Ｂの２方向にマトリクス状に隣接配置されている。配列方向Ａは、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、各圧力室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をなす方向である。
【００２９】
圧力室１０の長い方の対角線方向（第２の方向）は前記配列方向Ａ（第１の方向）と直交し且つ流路ユニット４の幅方向と平行であり、図５、図６に示すように、各圧力室１０の一端は連通口１４（１４ａ，１４ｂ）を介してノズル８に連通しており、他端はインク供給口１６（１６ａ，１６ｂ）及びアパーチャ１２（１２ａ，１２ｂ）を介して共通インク通路としての副マニホールド５ａに連通している。尚、図５には図示しないが、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と相似形状で且つ圧力室１０よりも一回り小さい形状を有する個別電極３５（図８参照）が、アクチュエータユニット２１上に形成されている。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副マニホールド５ａ、圧力室１０及びアパーチャ１２等を実線で描いている。
【００３０】
さらに、前記複数の圧力室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並んでおり、これら複数の圧力室１０により配列方向Ａに延びる複数の圧力室列１１が構成されている。尚、配列方向Ｂの両端にある圧力室１０はダミーであって、インク吐出に寄与しない。
【００３１】
ここで、これら複数の圧力室列１１は、ノズル８が第２の方向の一方側（図５における上側）に偏在した圧力室１０ａからなる第１の圧力室列１１ａと、ノズル８が第２の方向の他方側（図５における下側）に偏在した圧力室１０ｂからなる第２の圧力室列１１ｂとで構成されており、これら第１の圧力室列１１ａと第２の圧力室列１１ｂとが平面内で交互に配置されている。そして、隣接する第１の圧力室列１１ａと第２の圧力室列１１ｂからなる２列の圧力室列を構成する圧力室１０ａ，１０ｂの約２／３の領域が、複数の圧力室１０が配置された平面に垂直な方向（第３の方向）から見て、１つの副マニホールド５ａに重なっており、この副マニホールド５ａに対向している。このように、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が、共に１つの副マニホールド５ａに対して同等の面積の重なりをもって対向している。そのため、各圧力室１０ａ，１０ｂにとって副マニホールド５ａや他の流路の構成要素との立体的な位置関係がほぼ同じになるので、何れの圧力室１０ａ，１０ｂも実効的にほぼ同じ剛性の構造体中に配設されることになる。即ち、圧力室１０ａ，１０ｂ間において、ノズル８からインクを吐出する際のコンプライアンスの差が小さくなり、夫々の圧力室１０ａ，１０ｂに接続されたノズル８から吐出されるインクの、液滴形状や吐出速度といったインクの吐出特性の均一化を図ることができる。
【００３２】
そして、各圧力室１０ａ，１０ｂにおいて、副マニホールド５ａに重ならない残りの１／３の領域には、各ノズル８に連通した連通口１４（１４ａ，１４ｂ）が形成されている。そして、この連通口１４は、次述のように、第３の方向に延びるインク流路１５（１５ａ，１５ｂ）を介してノズル８に接続されている。
【００３３】
ここで、副マニホールド５ａから圧力室１０を通ってノズル８に至る個別インク流路３２について説明する。図５、図６に示すように、この個別インク流路３２においては、副マニホールド５ａが、インク取り出し口１８から、アパーチャ１２及びインク供給口１６を介して圧力室１０に連通し、さらに、圧力室１０は、連通口１４及び第３の方向に延びるインク流路１５を介してノズル８に接続されている。そして、１つの副マニホールド５ａからは、その副マニホールド５ａに対向する第１、第２の圧力室列１１ａ，１１ｂを構成する複数の圧力室１０ａ，１０ｂにインクが供給されるようになっている。
【００３４】
このように、流路ユニット４においては、１つの副マニホールド５ａからは、２列の圧力室列１１ａ，１１ｂを構成する複数の圧力室１０ａ，１０ｂにのみインクを供給するように構成されている。そのため、１つの副マニホールド５ａから、３以上の多数（例えば、４列）の圧力室列にインクを供給する場合に比べて、副マニホールド５ａに形成されたインク取り出し口１８（１８ａ，１８ｂ）やこのインク取り出し口１８に接続されたアパーチャ１２の密集度を緩和することができる。従って、インク取り出し口１８やアパーチャ等を配置する際の設計の自由度が増す。さらには、１つの圧力室１０に連通するノズル８からインクを吐出したときに、その際の副マニホールド５ａ内の圧力変動により他の圧力室１０からのインク吐出特性が影響される、いわゆるクロストークを低減することも可能になる。
【００３５】
ところで、図５に示すように、第１の圧力室列１１ａを構成する圧力室１０ａに形成された第１の連通口１４ａと、第２の圧力室列１１ｂを構成する圧力室１０ｂに形成された第２の連通口１４ｂとは、第３の方向から見て、副マニホールド５ａの両側において、夫々第１の方向に並べて配置されている。さらに、図５、図７に示すように、隣接する２つの副マニホールド５ａ間において、複数の第１の連通口１４ａと複数の第２の連通口１４ｂとが第１の方向から見て部分的に重なっており、第１の方向にほぼ一列状に配置されている。また、第１の圧力室列１１ａを構成する圧力室１０ａに接続された第１のインク流路１５ａと、第２の圧力室列１１ｂを構成する圧力室１０ｂに接続された第２のインク流路１５ｂも、第１の方向から見て部分的に重なっており、第１の方向にほぼ一列状に配置されている。
【００３６】
このような構成により、第３の方向から見て、複数の第１の連通口１４ａと複数の第２の連通口１４ｂ（第１のインク流路１５ａと第２のインク流路１５ｂ）の占める領域を第２の方向に可能な限り狭くして、第２の方向に関してノズル８間の距離を狭めることにより、複数の副マニホールド５ａの幅を広くできる。従って、副マニホールド５ａの流路面積が大きくなって流路抵抗が小さくなり、圧力室１０へのインク供給を円滑に行うことができる。あるいは、副マニホールド５ａの幅が広くなった分、副マニホールド５ａの高さ（第３の方向の長さ）を小さくでき、インクジェットヘッド１を小型化することも可能となる。
【００３７】
さらには、第１の圧力室列１１ａを構成する圧力室１０ａに形成された第１のインク供給口１６ａと、第２の圧力室列１１ｂを構成する圧力室１０ｂに形成された第２のインク供給口１６ｂは、第３の方向から見て、対応する圧力室１０ａ，１０ｂに接続されたノズル８と反対側に並べて配置されており、これら第１のインク供給口１６ａと第２のインク供給口１６ｂは、第１の方向から見て部分的に重なっており、副マニホールドの第３の方向から見た中央部付近に、第１の方向にほぼ一列状に配置されている。そのために、副マニホールド５ａの両側に配置された第１、第２の圧力室列１１ｂのノズル８の間の距離が広がるため、その間に配置された副マニホールド５ａの幅をより広くすることが可能になる。
【００３８】
図６に示すように、複数の薄板の積層方向において、圧力室１０とアパーチャ１２とは異なる深さに設けられている。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重ねて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。
【００３９】
ここで、図５に示すように、第１の圧力室列１１ａの圧力室１０ａに接続された第１のアパーチャ１２ａと、第２の圧力室列１１ｂの圧力室１０ｂに接続された第２のアパーチャ１２ｂは、第３の方向から見て点対称に配置されている。そのため、副マニホールド５ａから、第１の圧力室列１１ａを構成する圧力室１０ａにインクを供給する流路構造と、第２の圧力室列１１ｂを構成する圧力室１０ｂにインクを供給する流路構造とが、点対称に構成されるため、第１の圧力室列１１ａと第２の圧力室列１１ｂ間のインクの供給特性や混入したエアの排出特性を均一にすることができる。
【００４０】
ところで、図６、図７に示すように、ヘッド本体７０は、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。
【００４１】
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（ａ）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に対応する略菱形の開口と、この開口に連通する前述の第１、第２のインク供給口１６ａ，１６ｂ及び第１、第２の連通口１４ａ，１４ｂが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、２つの孔とその間を結ぶハーフエッチング領域で形成されたアパーチャ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との連絡孔及び圧力室１０からノズル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、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。
【００４２】
これら複数の金属プレート２２〜３０を積層させる場合には、接着剤を用いて接着するのが一般的であるが、この場合には、接着剤が、金属プレートに形成された前述の個別インク流路３２を構成する連通口１４等に入り込んで個別インク流路３２を塞いでしまうのを防止するための、接着剤の逃し溝が必要になる。そこで、特に、多数の孔が形成されている金属プレート２２〜２５に関しては、拡散接合等の金属接合により接合してもよい。この場合には、接着剤を使用しないために、接着剤を逃す逃し溝を各金属プレート２２〜２５に形成する必要がなく、個別インク流路３２を構成する連通口１４等を可能な限り近接させて配置することができる。このように連通口１４やインク供給口１６等を可能な限り近接させることにより、副マニホールド５ａの幅をさらに広げることが可能になる。
【００４３】
これら１０枚のシート２１〜３０は、図６に示すように、前述の個別インク流路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。即ち、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。
【００４４】
次に、流路ユニット４における最上層のキャビティプレート２２に積層された、アクチュエータユニット２１の構成について説明する。
図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。
【００４５】
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。これら個別電極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。
【００４６】
個別電極３５は、略１μｍの厚みで、図８（ｂ）に示すように、図５に示した圧力室１０と略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３６が設けられている。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、個別電極３５における延出部表面上に接着されている。
【００４７】
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、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）。
【００４８】
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縮まないので、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５側から吸い込む。
【００４９】
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。
【００５０】
以上説明したインクジェットヘッドによれば、次のような効果が得られる。
複数の圧力室１０がマトリクス状に配置された平面において、第１、第２の圧力室列１１ａ，１１ｂが交互に配置され、第１の圧力室列１１ａを構成する圧力室１０ａと第２の圧力室列１１ｂを構成する圧力室１０ｂが、共に１つの副マニホールド５ａに対向しているため、第１、第２の圧力室列１１ａ，１１ｂを構成する圧力室１０ａ，１０ｂ間で、ノズル８からインクを吐出する際のコンプライアンスの差が小さくなり、夫々の圧力室１０ａ，１０ｂに接続されたノズル８から吐出されるインクの吐出特性の均一化を図ることができる。
【００５１】
また、１つの副マニホールド５ａからは、２列の圧力室列１１ａ，１１ｂを構成する複数の圧力室１０ａ，１０ｂにのみインクを供給するように構成されているため、１つの副マニホールド５ａから、多数の圧力室列にインクを供給する場合に比べて、副マニホールド５ａからのインク取り出し口１８やこのインク取り出し口１８に接続されたアパーチャ１２の密集度を緩和することができる。従って、インク取り出し口１８やアパーチャ１２等を配置する際の設計の自由度が増す。さらには、１つの圧力室１０に連通するノズル８からインクを吐出したときに、その際の副マニホールド５ａ内の圧力変動により他の圧力室１０からのインク吐出特性が影響される、いわゆるクロストークを低減することも可能になる。
【００５２】
第１の圧力室列１１ａの複数の第１の連通口１４ａと、第２の圧力室列１１ｂの複数の第２の連通口１４ｂとが、第３の方向から見て、副マニホールド５ａの両側において、夫々第１の方向に並べて配置され、さらに、隣接する２つの副マニホールド５ａ間において、複数の第１の連通口１４ａと複数の第２の連通口１４ｂとが第１の方向から見て部分的に重なっており、第１の方向にほぼ一列状に配置されている。また、第１の圧力室列１１ａの第１のインク流路１５ａと、第２の圧力室列１１ｂの第２のインク流路１５ｂも、第１の方向から見て部分的に重なっており、第１の方向にほぼ一列状に配置されている。
【００５３】
このような構成により、第３の方向から見て、複数の第１の連通口１４ａと複数の第２の連通口１４ｂ（第１のインク流路１５ａと第２のインク流路１５ｂ）の占める領域を第２の方向に可能な限り狭くして、第２の方向に関してノズル８間の距離を狭めることにより、複数の副マニホールド５ａの幅を広くできる。従って、副マニホールド５ａの流路面積が大きくなって流路抵抗が小さくなり、圧力室１０へのインク供給を円滑に行うことができる。あるいは、副マニホールド５ａの幅が広くなった分、副マニホールド５ａの高さ（第３の方向の長さ）を小さくでき、インクジェットヘッド１を小型化したり、副マニホールド５ａを形成する金属プレート２６〜２８の枚数を減らすことが可能になる。
【００５４】
さらに、第１の圧力室列１１ａの複数の第１のインク供給口１６ａと、第２の圧力室列１１ｂの複数の第２のインク供給口１６ｂは、第３の方向から見て、対応する圧力室１０ａ，１０ｂに接続されたノズル８と反対側に並べて配置され、これら第１のインク供給口１６ａと第２のインク供給口１６ｂは、第１の方向から見て部分的に重なっており、副マニホールド５ａの第３の方向から見た中央部付近に、第１の方向にほぼ一列状に配置されている。そのために、副マニホールド５ａの両側に配置された第１、第２の圧力室列１１ａ，１１ｂのノズル８間の距離が広がり、その間に配置された副マニホールド５ａの幅を広くすることが可能になる。
【００５５】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。尚、前記第１の実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
この第２の実施形態においては、圧力室１０、ノズル８及び副マニホールド５ａの配置は前記第１の実施形態とほぼ同様であるが、副マニホールド５ａから圧力室１０へインクを供給するための構成が異なっている。
【００５６】
図９に示すように、１つの副マニホールド５ａには、第１の圧力室列１１ａを構成する複数の圧力室１０ａと、第２の圧力室列１１ｂを構成する複数の圧力室列１０ｂとが対向しており、その１つの副マニホールド５ａから、これら２列の圧力室列１１ａ，１１ｂの圧力室１０ａ，１０ｂにインクを供給するように構成されている。そして、各副マニホールド５ａにおいて、その左右両側からインクが流れ込むようになっている。
【００５７】
この副マニホールド５ａからは、アパーチャ１２（１２ａ，１２ｂ）及びインク供給口１６（１６ａ，１６ｂ）を介して圧力室１０にインクが供給される。ここで、図１０に示すように、第１の圧力室列１１ａを構成する圧力室１０ａに接続された第１のアパーチャ１２ａと、第２の圧力室列１１ｂを構成する圧力室１０ｂに接続された第２のアパーチャ１２ｂは、副マニホールド５ａ内のインクの流れ方向Ｃに対して夫々鋭角φ１、φ２だけ傾いている。つまり、第１の圧力室列１１ａの圧力室１０ａには、流れ方向Ｃと鋭角φ１だけ図１０の上側に傾いた流れ方向Ｄに沿ってインクが供給され、一方、第２の圧力室列１１ｂの圧力室１０ｂには、流れ方向Ｃに対して鋭角φ２だけ図１０の下側に傾いた流れ方向Ｅに沿ってインクが供給される。そして、これら複数の第１のアパーチャ１２ａと複数の第２のアパーチャ１２ｂとは、副マニホールド５ａの中央位置Ｐを中心として点対称に構成されている（図９参照）。
【００５８】
このような構成によれば、副マニホールド５ａから、圧力室１０へスムーズにインクが流れることになるため、圧力室１０へのインク供給を円滑に行うことができる。さらに、副マニホールド５ａ内に混入したエアがインクとともにスムーズに圧力室１０へ流れるため、副マニホールド５ａやアパーチャ１２等の内部にたまったエアを排出しやすくなる。尚、構造的な対称性の面から、φ１とφ２とはほぼ等しいことが好ましく、その場合には、第１の圧力室列１１ａの圧力室１０ａと第２の圧力室列１１ｂの圧力室１０ｂとの間で、インクの供給特性や混入したエアの排出特性を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るインクジェットヘッドの斜視図である。
【図２】図１のII-II線断面図である。
【図３】ヘッド本体の平面図である。
【図４】図３の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。
【図５】図４の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線断面図である。
【図７】副マニホールド及び第１、第２の圧力室列の圧力室の個別インク通路を概略的に断面で示した図である。
【図８】アクチュエータユニットを示す図であり、（ａ）はアクチュエータユニットの断面図、（ｂ）は個別電極の平面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るヘッド本体の一部拡大図である。
【図１０】図９の一部拡大図である。
【符号の説明】
【００６０】
１    インクジェットヘッド
５ａ  副マニホールド
８    ノズル
１０  圧力室
１０ａ  第１の圧力室
１０ｂ  第２の圧力室
１１  圧力室列
１１ａ        第１の圧力室列
１１ｂ        第２の圧力室列
１２  アパーチャ
１２ａ  第１のアパーチャ
１２ｂ  第２のアパーチャ
１４  連通口
１４ａ  第１の連通口
１４ｂ  第２の連通口
１５  インク流路
１５ａ  第１のインク流路
１５ｂ  第２のインク流路
１６  インク供給口
１６ａ  第１のインク供給口
１６ｂ  第２のインク供給口
【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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