(57)【要約】【課題】キャビティユニットの連通孔から圧力室に、インクが略直角に屈曲しながら流入するように構成されている場合であっても、この屈曲部分に溜まる気泡の除去を容易且つ確実に行う。【解決手段】アクチュエータ２１で覆われる圧力室２４は連通孔２８と接続する一端２４ａからノズル２３と接続する他端２４ｂへ向けインクを流すように形成され、且つ連通孔２８は圧力室２４の一端に対して圧力室２４でのインクの流れ方向と略直角方向に開口形成されている。圧力室２４におけるインクの流れに略直角な断面のうち、圧力室の一端２４ａの断面が、連通孔２８の中心軸線方向と直交する断面よりも、断面積が小さくかつその下流側の断面積よりも小さく、前記中心軸線方向と直交する方向に扁平に形成されている。また、圧力室２４の一端におけるインクの流れる方向に略直角な幅寸法Ｗ１と、連通孔２８における前記Ｗ１と平行な方向の幅寸法Ｗ２とは、Ｗ１≦Ｗ２の関係を満たしている。【選択図】図５
2007112054.tif 000002
【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毎に対応して設けられた圧力室と、複数の圧力室にインクを分配するための共通インク室と、この共通インク室と前記圧力室とを接続する連通孔とが形成されているキャビティユニットと、前記圧力室に充填されたインクに吐出圧力を与えるアクチュエータとを備え、
前記圧力室は前記連通孔と接続する一端から前記ノズルと接続する他端へ向けインクを流すように形成され、且つ前記連通孔は前記圧力室の一端に対して圧力室でのインクの流れ方向と略直角方向に開口形成されて、前記連通孔を経たインクが前記圧力室の一端にて流れる方向を略直角に屈曲させるように構成されているインクジェットヘッドであって、  前記圧力室におけるインクの流れに略直角な断面のうち、前記圧力室の一端の断面が、前記連通孔の中心軸線方向と略直角な断面よりも、断面積が小さく且つ前記中心軸線方向と略直角な方向に扁平に形成され、かつ前記圧力室の一端の断面積がその下流側の断面積よりも小さく形成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】
前記キャビティユニットは、前記圧力室を形成するプレート、前記連通孔を形成するプレート、前記共通インク室を形成するプレートを積層して形成され、前記アクチュエータは、前記圧力室を形成するプレートに、前記連通孔を形成するプレートとは反対側に積層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】
前記圧力室の一端の断面積をＳ１、前記連通孔の断面積をＳ２とすると、これらＳ１、Ｓ２は、Ｓ１／Ｓ２が、４０％以上７０％以下の範囲に入るように設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッド
【請求項４】
前記キャビティユニットを積層方向から平面視したときの、前記圧力室の一端におけるインクの流れる方向に略直角な幅寸法Ｗ１と、前記連通孔における前記Ｗ１と平行な方向の幅寸法Ｗ２とは、Ｗ１≦Ｗ２の関係を満たしていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記圧力室を形成するプレートの前記積層方向における厚さは、前記キャビティユニットを積層方向から平面視したときの、前記圧力室の一端におけるインクの流れる方向に略直角な幅寸法Ｗ１よりも小さい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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドに係り、特に、吐出圧力を受ける圧力室に連通孔を経てインクを供給するように構成されたキャビティユニットを有するインクジェットヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のインクジェットヘッドでは小型化が進められており、本出願人も、例えば、特許文献１に開示しているように、インクジェットヘッドにおいてインク流通路を内部に有するキャビティユニットを薄い複数枚のプレートを積層して構成することで、ヘッド全体の薄型化を図っている。
【０００３】
キャビティユニットの複数枚のプレートとしては、複数のノズルが穿設されたプレート、各ノズル毎の圧力室が形成されたプレート、インク供給源から供給されたインクを一旦溜める共通インク室が形成されたプレート、共通インク室のインクを各圧力室に分配するための連通孔（特許文献１では連通路３８と記載）が形成されたプレート等が備えられている。そして、前記圧力室に充填されたインクに吐出圧力を与えるアクチュエータが、前記圧力室を覆うようにキャビティユニットに積層されている。
【０００４】
このような薄型のキャビティユニットでは、キャビティユニット全体の厚み寸法を有効に利用して、吐出に必要なインク流通路を確保するために、インク流通路をキャビティユニットの内部において、プレートの積層方向（厚み方向）に貫通させたり、各プレートの面方向と平行に延ばしたりして構成している。具体的には、アクチュエータからの吐出圧力を受ける圧力室を、アクチュエータと対向する背面側のプレートに、ノズルを前面側のプレートに、共通インク室を積層方向の中間のプレートに、それぞれ配置している。そして、インクは、共通インク室に供給されたのち、図７（ａ）に模式的に図示しているように、プレートの積層方向に沿って連通孔２８を進んで圧力室２４の一端２４ａに達し、この圧力室２４の一端２４ａで流れる方向を略直角に屈曲させて、アクチュエータ２１の面に沿って圧力室２４の他端２４ｂへ進み、再びこの他端２４ｂで、流れる方向を略直角に屈曲させて、キャビティユニットの前面側に設けたノズルに至るように構成されている。  
【特許文献１】特開２００５−４１０４７号公報（図４及び図５参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、インクジェットヘッドでは、キャビティユニットの内部のインクに気泡が混入すると、インクの吐出不良を引き起こすため、キャビティユニットのノズル側からインクを吸引またはインク供給源側から押すなどしてインクを強制的に加圧して、インクとともに気泡を排出するメンテナンス（パージ処理）が行われる。
【０００６】
しかしながら、前述したように、インク流通路を略直角に屈曲させるように構成していると、この屈曲部分に気泡が停滞し、停滞した気泡は後から来た気泡と合体して大きな気泡に成長し易い。特に、圧力室は、インクに大きな吐出圧力を与えるためにはアクチュエータの動作に伴う断面積の変化率を大きくする必要があり、アクチュエータと対向する幅（図７（ｃ）のＷ）が大きく、深さ（図７（ａ）において上下方向）が小さい扁平な断面形状であることが好ましい。また、連通孔が形成されるプレートは、キャビティユニット全体に剛性を与えるために、圧力室を形成するプレートよりも厚いプレートであることが好ましく、その厚さに対して小さい連通孔を穿設することが困難なので、連通孔はその厚さ程度の直径を有するものとなる。このため、図７（ｂ）に示すように、連通孔２８の内側にて大きく成長した気泡Ａは球形であるから、その気泡の直径よりも小さい深さの圧力室２４に入り込み難く、圧力室２４の天井面に停滞してしまう。その結果、アクチュエータ２１が圧力室２４内のインクに付与したインク吐出のために必要な圧力が、気泡の存在により吸収あるいは反射され、正常な吐出が行われなくなる。
【０００７】
この気泡を除去するためにはインクに圧力をかけて連通孔２８から圧力室２４へ流れを生じさせるパージ処理を行う必要があるが、図７（ｃ）に示すように圧力室２４の幅Ｗが連通孔２８の直径Ｗ２よりも十分に大きいため、パージ処理によるインクの流れは圧力室２４の幅方向に逃げてしまい、気泡Ａを押し出すことができない。このため、気泡Ａの球形状を圧力室の狭い内形状に沿うように変形させる程の大きな圧力をインクにかけてパージ処理を行わないと、気泡を確実に除去することができず、パージ処理に伴うインクの無駄な吐出や、パージ処理用のポンプの大型化も招来するという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題を解消するものであり、キャビティユニットの連通孔から圧力室に、インクが略直角に屈曲しながら流入するように構成されているものにおいて、この屈曲部分に溜まる気泡の除去を容易且つ確実に行うことのできるインクジェットヘッドの提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明における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毎に対応して設けられた圧力室と、複数の圧力室にインクを分配するための共通インク室と、この共通インク室と前記圧力室とを接続する連通孔とが形成されているキャビティユニットと、前記圧力室に充填されたインクに吐出圧力を与えるアクチュエータとを備え、前記圧力室は前記連通孔と接続する一端から前記ノズルと接続する他端へ向けインクを流すように形成され、且つ前記連通孔は前記圧力室の一端に対して圧力室でのインクの流れ方向と略直角方向に開口形成されて、前記連通孔を経たインクが前記圧力室の一端にて流れる方向を略直角に屈曲させるように構成されているインクジェットヘッドであって、前記圧力室におけるインクの流れに略直角な断面のうち、前記圧力室の一端の断面が、前記連通孔の中心軸線方向と略直角な断面よりも、断面積が小さく且つ前記中心軸線方向と略直角な方向に扁平に形成され、かつ前記圧力室の一端の断面積がその下流側の断面積よりも小さく形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記キャビティユニットは、前記圧力室を形成するプレート、前記連通孔を形成するプレート、前記共通インク室を形成するプレートを積層して形成され、前記アクチュエータは、前記圧力室を形成するプレートに、前記連通孔を形成するプレートとは反対側に積層されていることを特徴とするものである。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記圧力室の一端の断面積をＳ１、前記連通孔の断面積をＳ２とすると、これらＳ１、Ｓ２は、Ｓ１／Ｓ２が、４０％以上７０％以下の範囲に入るように設定されていることを特徴とするものである。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、前記キャビティユニットを積層方向から平面視したときの、前記圧力室の一端におけるインクの流れる方向に略直角な幅寸法Ｗ１と、前記連通孔における前記Ｗ１と平行な方向の幅寸法Ｗ２とは、Ｗ１≦Ｗ２の関係を満たしていることを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項２に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記アクチュエータは、前記圧力室を形成するプレートの前記積層方向における厚さは、前記キャビティユニットを積層方向から平面視したときの、前記圧力室の一端におけるインクの流れる方向に略直角な幅寸法Ｗ１よりも小さいことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、インクの流れに略直角な断面のうち、圧力室の一端の断面が、連通孔の中心軸線方向と略直角な断面よりも、断面積が小さく且つ前記中心軸線方向と略直角な方向に扁平に形成され、かつ前記圧力室の一端の断面積がそれよりも下流側の断面積よりも小さく形成されているから、圧力室の一端のインクの流速は、その上流側及び下流側（前後）に比べて速くなる。連通孔から圧力室の一端にかけてインクが略直角に屈曲して流れる形状に構成されているため、形状的には、気泡が停滞し易いが、インクは、圧力室に流入する部分において一時的に加速されるので、インク中に含まれる小さい気泡を、インクの勢いに乗せて下流側に流すことが可能となる。また、前記屈曲部分に気泡が停滞して圧力室の一端の扁平な断面に入り込まないような大きさに成長しても、メンテナンス時にインクを強制的に排出させるパージ処理を行うと、インク全体の圧力が高められ、圧力室の一端におけるインクの速度もさらに大きく加速されるので、気泡を圧力室の扁平な断面に沿うように変形させて圧力室の下流側に流し、インクとともに外部に排出させることができ、インクの吐出不良を未然に防止することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、キャビティユニットは、それぞれにインク流通路が形成された複数のプレートが積層されているから、複雑で微細な形状のインク流通路を内部に有するキャビティユニットを容易に且つ薄型に構成することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、連通孔の断面積Ｓ２に対する圧力室の一端の断面積Ｓ１の比率を、上記範囲内に設定することにより、前記圧力室の一端でのインクの速度として、連通孔から圧力室への前記屈曲部分に留まろうとする気泡を押し流すのに最適な速度を得ることができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、圧力室の一端におけるインクの流れる方向に略直角な幅寸法Ｗ１が、これと平行な連通孔の幅寸法Ｗ２と同じかそれより小さく形成されているから、インクの流れが、連通孔から圧力室の一端へ同じかそれより小さい幅で、請求項１に記載しているように断面積の小さいところで速くなり、連通孔から圧力室へ曲がる屈曲部分に停滞しようとする気泡を押圧しながら進むことになるので、気泡を屈曲部分よりも下流側に確実に押し流すことができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、圧力室は、その深さ寸法がインクの流れる方向に略直角な幅寸法よりも小さい扁平形状を呈し、アクチュエータによって圧力室内のインクに吐出圧力を効率よく与えることができる。一方、連通孔から圧力室に気泡が流入し難い形状となっているが、請求項１に記載しているように、圧力室の一端では、その断面積がそれより上流側及び下流側の断面積よりも小さく、インクの速度が前後に比べて加速されるから、気泡を連通孔から圧力室へ押し流すことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の基本的な実施形態を、図１〜図６を用いて説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態によるインクジェットヘッド１におけるキャビティユニット２０、圧電アクチュエータ２１、及びフレキシブルフラットケーブル２２の斜視図であり、複数枚のプレートからなるキャビティユニット２０にプレート型の圧電アクチュエータ２１が接合され、このプレート型の圧電アクチュエータ２１の上面に外部機器との接続のためのフレキシブルフラットケーブル２２が重ね接合されている。そして、キャビティユニット２０の下面側に開口されたノズル２３から、下向きにインクが吐出するものとする（図３参照）。
【００２１】
前記キャビティユニット２０は、図２に示すように、ノズルプレート３０、スペーサプレート３１、２枚のマニホールドプレート３３ａ、３３ｂ、サプライプレート３４、ベースプレート３５、及びキャビティプレート３６の合計７枚の薄い板をそれぞれ接着剤にて重ね接合した構造となっている。
【００２２】
実施形態では、各プレート３０〜３６は４０〜１５０μｍ程度の厚さを有し、ノズルプレート３０はポリイミド等の合成樹脂製で、その他のプレート３１〜３６は４２％ニッケル合金鋼板製である。前記ノズルプレート３０には、微小径（２５μｍ程度）のインク吐出用のノズル２３が微小間隔で多数個穿設されている。このノズル２３は、当該ノズルプレート３０における長辺方向（Ｘ方向）と平行な２列に配列されている。
【００２３】
また、前記キャビティプレート３６には、図２に示すように、複数の圧力室２４がキャビティプレート３６の長辺（前記Ｘ方向）と平行な２列に配列されている。実施形態では、前記各圧力室２４は、図３及び図４に示すように、平面視細長形状でその長手方向がキャビティプレート３６の短辺方向（Ｙ方向）に沿うようにキャビティプレート３６の板厚を貫通して穿設されている。各圧力室２４の長手方向の一端２４ａには連通孔２８が接続され、この一端２４ａは連通孔２８及び接続流路２９を介して共通インク室２５と連通している。各圧力室２４の長手方向の他端２４ｂは、ベースプレート３５、サプライプレート３４と２枚のマニホールドプレート３３ａ、３３ｂ、及びスペーサプレート３１に穿設されている貫通路２６を介して、ノズルプレート３０における前記各ノズル２３に連通している。
【００２４】
圧力室２４の形状は、詳細には、図４及び図５に示すように、インクの流れる方向に略直角な幅寸法として、連通孔２８と繋がる一端２４ａが幅寸法Ｗ１を有し、この一端２４ａよりも下流の圧力室２４では、他端部２４ｂに至るまで、前記Ｗ１より大きい値の幅寸法Ｗ３（Ｗ３＞Ｗ１）を有している。すなわち、圧力室２４では、連通孔２８側の一部のみが幅寸法Ｗ１であって、後述するアクチュエータから吐出圧力を受ける残りの大部分が幅寸法Ｗ３となっている。前述したように、圧力室２４はキャビティプレート３６の板厚を貫通して形成されているので、圧力室２４の深さ寸法Ｄは、圧力室２４のいずれの部位においても、キャビティプレート３６の厚み寸法Ｔ１と同じになる（図４参照）。従って、インクの流れに略直角な断面積のうち、圧力室２４の一端２４ａの断面積Ｓ１は、幅寸法Ｗ１と深さ寸法Ｄ（＝Ｔ１）で決定され、圧力室２４の一端２４ａよりも下流側の圧力室２４の断面積Ｓ３は、幅寸法Ｗ３と深さ寸法Ｄ（＝Ｔ１）で決定される。圧力室２４は、インクに大きな吐出圧力を与えるためにはアクチュエータの動作に伴う断面積の変化率を大きくする必要があり、Ｗ３＞Ｄの関係に設定され、具体的には、幅寸法Ｗ３は、ほぼ２５０μｍ〜３００μｍ、幅寸法Ｗ１は、ほぼ１００μｍ〜１６０μｍ、深さ寸法Ｄは、ほぼ４０μｍ〜６０μｍで、断面積Ｓ１とＳ３の形状は、インクの流れに略直角な方向に長く延びる扁平な形状となる。
【００２５】
キャビティプレート３６の下面に隣接するベースプレート３５には、各圧力室２４の一端２４ａに接続する連通孔２８がそれぞれ穿設されており、連通孔２８では、アクチュエータ２１に向かうようにインクが流れる。連通孔２８は、図４に示すように、プレートの積層方向からの平面視で円形状を呈し、圧力室２４の一端２４ａの前記幅寸法Ｗ１と平行な方向の寸法として、前記Ｗ１と同じかそれより大きい値の幅寸法（すなわち直径）Ｗ２（Ｗ２≧Ｗ１）を有し、その中をインクが流れる方向（すなわち連通孔２８の中心軸線Ｏ）に略直角な面の断面積をＳ２としている。ベースプレート３５は、キャビティユニット全体に剛性を与えるために、キャビティプレート３６よりも厚いプレート（厚み寸法Ｔ２）であることが好ましい。連通孔２８は、その厚さＴ２に対して小さいものを穿設することが困難なので、その厚さ程度の直径Ｗ２を有するものとなる。具体的には、厚み寸法Ｔ２および直径Ｗ２は、ともにほぼ１００μｍ〜１５０μｍである。なお、連通孔２８の平面視形状は必ずしも円形でなくてもよい。
【００２６】
ベースプレート３５の下面に隣接するサプライプレート３４には、共通インク室２５から前記各圧力室２４へインクを供給するための接続流路２９が設けられる。そして各接続流路２９には、共通インク室２５からインクが入る入口孔と、連通孔２８と対向して開口する出口孔と、入口孔と出口孔との間にあって、接続流路２９中で最も大きな流路抵抗となるように断面積を小さくして形成された絞り部とが備えられている。接続流路２９の一端は共通インク室２５に他端は連通孔２８を介して圧力室２４にそれぞれ連通している。この絞り部は、ノズル２３からインクを吐出させるために、圧力室２４が吐出圧力を受けたときに、共通インク室２５側へのインクの後退を防止し、効率よくインクをノズル２３側に前進させるために設けたものである。
【００２７】
２枚のマニホールドプレート３３ａ，３３ｂには、その長辺方向（Ｘ方向）に沿って長い２つの共通インク室２５が前記ノズル２３の各列に沿って延びるように板厚を貫通して形成されている。すなわち、図２及び図３に示すように、２枚のマニホールドプレート３３ａ、３３ｂを積層し、かつその上面をサプライプレート３４にて覆い、下面をスペーサプレート３１にて覆うことにより、合計２つの共通インク室（マニホールド室）２５が形成される。各共通インク室２５は、各プレートの積層方向から平面視したときに、前記圧力室２４の一部と重なって圧力室２４の列方向（ノズル２３の列方向）に沿って長く延びている。
【００２８】
また、図２に示すように、キャビティプレート３６、ベースプレート３５、及びサプライプレート３４の一方の短辺側の端部には、上下の位置を対応させて、それぞれ２つのインク供給口４０が穿設されている。インク供給源からのインクが、これらインク供給口４０から共通インク室２５の一端部に連通するようになっている。また、インク供給口４０には、フィルタ体４０ａが接着剤等で貼着されている。
【００２９】
一方、前記圧電アクチュエータ２１には、特開平４−３４１８５３号公報等に開示された公知のものと同様に、全ての圧力室２４にわたる大きさを有する扁平形状で且つその扁平な方向と直交する方向に積層される複数のセラミックス層と、この複数のセラミックス層の扁平な方向の面上に配置される複数の電極層とが備えられている。ここでは、セラミックス粉末、バインダ、溶剤を混合したものを１枚の厚さが３０μｍ程度になるように扁平に成形した圧電セラミックス素材のシート（グリーンシート）の複数枚のうち適数枚のシート面に導電性ペーストで電極層を印刷法等によって形成し、その複数枚のグリーンシートを積層して焼成することで、圧電アクチュエータ２１を形成している。これにより、各グリーンシートは、焼結体のセラミックス層となる。
【００３０】
電極層としては、圧力室２４毎に形成される個別電極の電極層と、複数の圧力室２４に跨って形成されるコモン電極の電極層とがセラミックス層の積層方向に対をなす駆動用電極の層と、最上面に配置されフレキシブルフラットケーブル２２と電気的に接続される表面電極４６の層とが設けられている（図１参照）。このように電極層が設けられた圧電アクチュエータ２１では、公知のように個別電極とコモン電極との間に高電圧を印加することで、両電極に挟まれたセラミックス層の部分が分極され、活性部として形成される。
【００３１】
圧電アクチュエータ２１は、個別電極を圧力室２４に対応させて各圧力室２４を覆ってキャビティプレート３６上に固着される。個別電極とコモン電極との間に駆動電圧を選択的に印加することで、両電極に挟まれたセラミックス層の部分が変形して、圧力室２４に容積変化を生じさせる。
【００３２】
このように構成されたインクジェットヘッド１では、キャビティユニット２０に供給されたインクは、共通インク室２５に溜められ、接続流路２９を経た後に、連通孔２８を通って圧電アクチュエータ２１の方に向かい、その後、圧力室２４の一端２４ａにて流れの向きを略直角に変えて、圧電アクチュエータ２１の面に沿って進み、圧力室２４の他端２４ｂにて再び向きを略直角に変えて、貫通路２６を通ってノズル２３に至る。そして、圧力室２４に充填されているインクにアクチュエータ２１から上記のように吐出圧力が与えられると、吐出圧力の前進成分によりノズル２３からインクが吐出されるとともに、吐出されたインク滴に相当する量のインクが、共通インク室２４から連通孔２８を経て圧力室２４に流れ込み補充される。
【００３３】
インクの流れに略直角な断面積のうち、圧力室２４の一端２４ａの断面積Ｓ１は、これより上流側の連通孔２８の断面積Ｓ２よりも小さく、且つ下流側の圧力室２４の断面積Ｓ３よりも小さい。すなわち、圧力室２４全体の断面積が、連通孔２８の断面積よりも小さいのではなく、圧力室２４の一端２４ａの断面積のみが、局部的に（連通孔２８の上端に対応する短い距離の部分のみ）その前後の断面積よりも小さくなっているから、圧力室２４の一端２４ａにおいて、インクの流速が前後に比べて速くなり、インクは一時的に加速されることになる。
【００３４】
連通孔２８が圧力室２４の一端２４ａに接続する部分は、インクの流れが略直角に屈曲する屈曲部分であるため、インク流通路の形状としては気泡が停滞し易い。しかしながら、前述したように、屈曲部分における圧力室２４の一端２４ａで、インクが速く流れるから、インク中に含まれ気泡が小さい場合には、そのまま、屈曲部分に留まらずに、インクとともに下流に流れる。屈曲部分から下流側に押し出された気泡は、インクとともに速やかに圧力室２４及び貫通路２６を経てノズル２３から外部に吐出される。
【００３５】
連通孔２８内で、気泡Ａの直径が図７（ｂ）に示すように、圧力室２４の深さＤよりも大きくなると、気泡Ａは、通常のインクの流れでは圧力室２４へ入ることができなくなるが、メンテナンス時にパージ処理を行ってインク全体が加圧されると、下記のように圧力室２４の一端２４ａにおけるインクの流れが速められるから、確実に気泡を圧力室２４の内面形状に沿うように変形させ下流側へ押し出して排出することができる。
【００３６】
なお、本発明者の実験によると、断面積Ｓ２に対する断面積Ｓ１の比率Ｓ１／Ｓ２が、４０％以上７０％以下の範囲にあるときに、気泡を含むインクを、断面積Ｓ２の連通孔２８から断面積Ｓ１の圧力室２４の一端２４ａを経てさらに下流に送り出すのに最適なインクの速度を生じさせることができ、気泡の排出において良好な結果が得られた。
【００３７】
また、本実施形態では、図５に示すように、圧力室２４の一端２４ａにおける幅寸法Ｗ１を連通孔２８の幅寸法Ｗ２と同じかそれより小さくなるように設定しているから、図６に示すように、インクが、連通孔２８から圧力室２４の一端２４ａへ、同じかそれよりも小さい幅で流れ込み、断面積の小さい圧力室２４の一端２４ａで速い流れとなる。圧力室２４の深さＤよりも大きくなった気泡Ａに対して、幅寸法Ｗ１が接近しているから、気泡Ａを避けてインクが圧力室２４の下流側へ流れるための幅が狭くなっている。したがって、パージ処理によってインク全体が加圧されると、インクの流れは、従来のように幅方向に逃げるのではなく、気泡Ａを押し圧力室２４の内面形状に沿うように変形させて下流側に確実に押し流すことができる。
【００３８】
このように、本実施形態では、気泡が停滞しやすい部分でのインクの流速をその前後の流速よりも速くなるように構成しているから、パージ処理を行うことで、気泡を確実且つ簡単に圧力室２４側に押し流して排出できる。その結果、パージ処理において気泡とともに吐出されるインク量を抑制でき、インクの無駄な消費を防止できる。さらに、パージ処理に用いるポンプの圧力も低減でき、ポンプの能力を低くして部品コストの削減も可能となる。
【００３９】
特に、本実施形態のように、プレートが金属製の場合には、インク流通路を構成するための凹所や貫通穴等は、ウエットエッチング法で加工されることが多い。ウエットエッチング法では、エッチングがプレートの板厚方向と同じ速度でプレートの面方向にも進行するから、板厚よりも小さい内径の凹所や貫通穴等の加工は極めて困難である。そのため、キャビティユニット２０の剛性を高めるために、連通孔２８が形成されているベースプレート３５の板厚Ｔ２を厚くすると、連通孔２８の直径Ｗ２も大きくならざるを得ない。一方、圧力室２４を有するキャビティティプレート３６は、アクチュエータの動作に伴う圧力室２４の断面積の変化率を大きくするために、板厚Ｔ１が薄くなり、圧力室２４におけるインクの流れに略直角な断面積は扁平な形状となる。従って、これらの理由から、連通孔２８から圧力室の一端２４ａにかけて、略直角に曲がりながら、断面積が小さく且つ扁平性を増す構造が形成されることになる。しかしながら、本発明のように、圧力室２４の一端２４ａの断面積Ｓ１を、その上流側となる連通孔の断面積Ｓ２，及び圧力室２４における一端２４ａの下流側の断面積Ｓ３よりも小さく設定し、圧力室２４の一端２４ａのインクの流速を前後に比べて高めているから、気泡の除去を容易に行うことができるようになるのである。
【００４０】
上記実施形態では、インクジェットヘッドを、ノズル２３が下に向くように水平に配置し、連通孔２８から鉛直上方に気泡が浮上する場合について説明したが、ノズル２３が横向きあるいは上向きになるようにインクジェットヘッドを配置した場合でも、パージ処理によってインクが加圧されると、同様にインクや気泡は流れるので、同じ効果が得られる。
【００４１】
また、上記実施形態では、アクチュエータとして圧電式のものを例示したが、圧電式に限らず、静電気など他の駆動方式のものにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態のインクジェットヘッドの斜視図である。
【図２】インクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図３】図１のIII −III 線矢視断面図である。
【図４】キャビティユニットの要部の分解斜視図である。
【図５】圧力室と連通孔との位置関係を説明する平面図である。
【図６】実施形態の圧力室の一端でインクの流れを説明する平面図である。
【図７】（ａ）（ｂ）及び（ｃ）は従来のキャビティユニットのインクの流れを示す模式図である。
【符号の説明】
【００４３】
１        インクジェットヘッド
２０      キャビティユニット
２１      圧電アクチュエータ
２２      フレキシブルフラットケーブル
２３      ノズル
２４      圧力室
２４ａ    一端部
２４ｂ    他端部
２５      共通インク室
２６      貫通路
２８      連通孔
２９      接続流路
３０      ノズルプレート
３５      ベースプレート
３６      キャビティプレート
【図１】
2007112054.tif 000003
【図２】
2007112054.tif 000004
【図３】
2007112054.tif 000005
【図４】
2007112054.tif 000006
【図５】
2007112054.tif 000007
【図６】
2007112054.tif 000008
【図７】
2007112054.tif 000009