(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子配設面と、インクを噴射する複数のノズルと、前記ノズルにそれぞれ連通した複数のインク圧力室と、を備えたヘッド本体と、
前記ヘッド本体に複数配設され、前記複数のインク圧力室に対応して設けられるとともに対応するインク圧力室内のインクにそれぞれ噴射圧力を与える複数の圧電素子単位構造を備える圧電素子ユニットと、を有するインクジェットプリンタヘッドであって、
前記圧電素子配設面は、長尺形状に形成され、
前記各圧電素子ユニットは、台形形状を有するとともに、その台形形状の上底が前記圧電素子配設面の長手中心線に向かって交互に対向するとともに、隣り合う前記各圧電素子ユニットの一部が前記長手中心線と交差する方向に重なるように配設されていることを特徴とするインクジェットプリンタヘッド。
【請求項２】
前記台形形状における上底の一端と下底の一端とを結ぶ第１斜辺が下底となす第１角度は、上底の他端と下底の他端とを結ぶ第２斜辺が下底となす第２角度と異なる角度に設定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プリンタヘッド。
【請求項３】
前記第１角度は第２角度よりも大きく設定されており、
前記圧電素子ユニットは、その台形形状の第１斜辺を、圧電素子配設面の両端側に近接するように、圧電素子配設面に配設され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プリンタヘッド。
【請求項４】
少なくとも２つの前記圧電素子ユニットは、前記圧電素子配設面上において、前記第２斜辺同士を所定の間隙を介して配設されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のインクジェットプリンタヘッド。
【請求項５】
前記ヘッド本体は、前記インク圧力室にインクを供給するマニホールドと、前記マニホールドに連通してインク供給源よりインクを導くインク導入口とを備え、
前記２つの圧電素子ユニットの第２斜辺同士が作る間隙部において、一方の第２斜辺を有する前記圧電素子ユニット側に、インクを供給するための第１のマニホールドと、他方の第２斜辺を有する前記圧電素子ユニット側に、インクを供給するための第２のマニホールドとが所定の間隙を介して配設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プリンタヘッド。
【請求項６】
前記長手中心線と直交する方向において、一方向に向いて隣接する２つの前記圧電素子ユニットの間には、所定の間隔で設けられた間隔保持部及び他方向に向く１つの前記圧電素子ユニットが介在し、
前記間隔保持部には前記１つの圧電素子ユニットの上底の記録媒体送り方向における上流側と下流側にそれぞれ前記インク導入口が配設され、
上流側と下流側に配設された前記インク導入口の内、一方側に配設された前記インク導入口は前記第１のマニホールドと連通し、
他方側に配設された前記インク導入口は前記第２のマニホールドと連通し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プリンタヘッド。
【請求項７】
前記長手中心線と直交する方向において、一方向に向いて隣接する２つの前記圧電素子ユニットの間には、所定の間隔で設けられた間隔保持部及び他方向に向く１つの前記圧電素子ユニットが介在し、
前記間隔保持部には前記１つの圧電素子ユニットの上底の記録媒体送り方向における上流側又は下流側に２つの前記インク導入口が配設され、
上流側又は下流側に配設された２つの前記インク導入口の内、一方の前記インク導入口は前記２つの圧電素子ユニットの一方側にインクを供給するマニホールドと連通し、
他方の前記インク導入口は前記２つの圧電素子ユニットの他方側にインクを供給するマニホールドと連通し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プリンタヘッド。
【請求項８】
隣り合う前記各圧電素子ユニットの前記長手中心線と交差する方向に重なる部分において、一方の圧電素子ユニットの圧電素子単位構造と、他方の圧電素子ユニットの圧電素子単位構造とを組み合わせることにより、複数の前記圧電素子単位構造が前記長手中心線に沿って印刷密度に対応する基本ピッチの間隔で配列されることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のインクジェットプリンタヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体に印刷を行うための、インクジェットプリンタヘッドに関し、詳細には、圧電素子配設面を有するヘッド本体に、複数の圧電素子単位構造を配列した圧電素子ユニットを複数個配設したインクジェットプリンタヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、米国特許第５，４０２，１５９号公報に記載されているような積層型の圧電アクチュエータを用いたインクジェットプリンタヘッドが知られている。このインクジェットプリンタヘッドは、複数個のノズルと当該各ノズルごとの圧力室とを備えたキャビティープレートに、圧電素子ユニットに相当する圧電シートを積層したプレート型の圧電アクチェータを接着して構成している。また、特公平２−４４２９号公報や特公平７−６７８０３号公報に記載の発明のように、キャビティープレートに、菱形の圧力室を設けたインクジェットプリンタヘッドも知られている。
【０００３】
また、日本特許第２，７５２，８４３号公報に記載されているようなページ幅型サーマルインクジェット印刷ヘッドが知られている。この印刷ヘッドは、ページ幅の長さを有する構造棒状上に、長方形形状をなした圧電素子ユニットに相当する印刷ヘッドサブユニットを、その一部をページ幅方向に重ね合わせて、千鳥配列するページ幅型印刷ヘッドであるため、記録媒体上に印刷が行われる際には、ページ幅型印刷ヘッドの長手方向と直交する方向に、印刷される記録媒体を搬送することになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許第２，７５２，８４３号公報に記載のインクジェットヘッドは、千鳥状に配列した長方形形状の印刷ヘッドサブユニットを備えるので、長手方向に複数個配列された印刷ヘッドサブユニットが長手方向に互いに重なりをもって配置されるとともに、記録媒体の搬送方向には、一定間隔だけ隔てて配置され、印刷装置内で大きな空間を占めることになる。その結果、印刷ヘッドサブユニットは、長手方向の重なりはあるが、その利用効率は高いといえる。しかし、ページ幅型サーマルインクジェット印刷ヘッドに対して、記録媒体の搬送方向に対して幅広な構成となるので、記録媒体を搬送させる用紙送りローラ等の用紙送り機構も大型化し、ページ幅型サーマルインクジェット印刷ヘッド及びその周囲の構造物全体が、大型化するという問題点があった。
【０００５】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、印刷装置内でインクジェットヘッド及び用紙送り機構等が占める空間をなるべく小さくできるように、小型化した長尺のインクジェットプリンタヘッドを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明によれば、圧電素子配設面と、インクを噴射する複数のノズルと、前記ノズルにそれぞれ連通した複数のインク圧力室と、を備えたヘッド本体と、前記ヘッド本体に複数配設され、前記複数のインク圧力室に対応して設けられるとともに対応するインク圧力室内のインクにそれぞれ噴射圧力を与える複数の圧電素子単位構造を備える圧電素子ユニットと、を有するインクジェットプリンタヘッドであって、前記圧電素子配設面は、長尺形状に形成され、前記各圧電素子ユニットは、台形形状を有するとともに、その台形形状の上底が前記圧電素子配設面の長手中心線に向かって交互に対向するとともに、隣り合う前記各圧電素子ユニットの一部が前記長手中心線と交差する方向に重なるように配設されていることを特徴とする。
【０００７】
この構成のインクジェットプリンタヘッドの場合、長尺形状の圧電素子配設面に、複数の圧電素子単位構造を備える圧電素子ユニットを、複数個配設するに際し、各圧電素子ユニットの台形形状の上底を、圧電素子配設面の長手中心線に向かって交互に対向するように配設するため、圧電素子配設面の長手中心線と交差する方向の距離における、圧電素子ユニットの台形形状の上底に平行な中心線から、圧電素子配設面の長手中心線までの距離を狭めることができる。
【０００８】
そのため、複数の台形形状の圧電素子ユニットを上記のように配設する場合に、特許第２，７５２，８４３号公報に記載の矩形形状をなした印刷ヘッドサブユニットを千鳥状に配列した場合に比べて、圧電素子配設面の長手中心線と交差する方向の距離における、圧電素子ユニットの台形形状の上底から、隣に位置する圧電素子ユニットの台形形状の下底までの距離を狭めることができるので、インクジェットプリンタヘッド及び用紙送り機構等が、印刷装置内で占める空間を小さくすることができる。
【０００９】
また、請求項２に係る発明によれば、請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記台形形状における上底の一端と下底の一端とを結ぶ第１斜辺が下底となす第１角度は、上底の他端と下底の他端とを結ぶ第２斜辺が下底となす第２角度と異なる角度に設定されていることを特徴とする。
【００１０】
この構成のインクジェットプリンタヘッドの場合、長尺形状の圧電素子配設面に、このような形状の圧電素子ユニットを、複数個配設するに際し、台形形状の上底が、圧電素子配設面の長手中心線に向かって交互に対向するため、例えば、隣り合う圧電素子ユニットの第１斜辺同士あるいは第２斜辺同士を相互に近接することができる。
【００１１】
それにより、圧電素子配設面の長手中心線と交差する方向の距離における、圧電素子ユニットの台形形状の上底に平行な中心線から、圧電素子配設面の長手中心線までの距離を狭めることができ、インクジェットプリンタヘッドが、印刷装置内で占める空間を小さくすることができる。
【００１２】
また、請求項３に係る発明によれば、請求項２に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、第１角度は第２角度よりも大きく設定されており、前記圧電素子ユニットは、その台形形状の第１斜辺を、圧電素子配設面の両端側に近接するように、圧電素子配設面に配設されていることを特徴とする。
【００１３】
この構成のインクジェットプリンタヘッドの場合、長尺形状の圧電素子配設面に、圧電素子ユニットを、複数個配設するに際し、圧電素子ユニットの台形形状の第１斜辺を、圧電素子配設面の両端側に近接すると、第１斜辺の周辺に位置する圧電素子単位構造の無駄を少なくすることができる。
【００１４】
これは、圧電素子ユニットを複数個配設するに際し、圧電素子配設面の長手中心線と交差する方向に、隣り合う圧電素子ユニットの第１斜辺同士が重なり合う場合、例えば６００（ｄｐｉ）程度の印刷密度に印刷するに際し、重なり合った圧電素子ユニットにおける、一方の圧電素子ユニットの圧電素子単位構造と、他方の圧電素子ユニットの圧電素子単位構造とを使用して組み合わせて、基本ピッチを形成するので、圧電素子配設面の両端側においては、隣り合う圧電素子ユニットが存在せず、例えば６００（ｄｐｉ）程度の印刷密度に対応する基本ピッチを形成することができないからである。
かかる観点から、斜辺が急峻に立ち上がる第１斜辺を、圧電素子配設面の両端側に近接する方が、仮に、斜辺がなだらかに立ち上がる第２斜辺が、圧電素子配設面の両端側に近接する場合よりも、第２斜辺の周囲に存在する圧電素子単位構造の個数に比べて、第１斜辺の周囲に存在する圧電素子単位構造が少なくて済み、結果的に圧電素子単位構造の無駄を少なくすることができる。この分、必要な印字幅あるいは印刷幅のインクジェットプリンタヘッドを構成しようとする場合、長手方向に見込む必要のある無駄な長さを、第２斜辺が両端側に位置するように圧電素子ユニットを配設する場合に比べて、短くすることができる。これにより、インクジェットプリンタヘッド自体の長手方向の長さを、短くできる。
【００１５】
また、請求項４に係る発明によれば、請求項２あるいは請求項３に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、インクジェットプリンタヘッド少なくとも２つの前記圧電素子ユニットは、前記圧電素子配設面上において、前記第２斜辺同士を所定の間隙を介して配設されていることを特徴とする。
【００１６】
この構成のインクジェットプリンタヘッドの場合、圧電素子ユニットの台形形状のなだらかに立ち上がる第２斜辺と、隣に位置する台形形状の第２斜辺とが隣り合う際に、隣り合う圧電素子ユニットの間に、これら隣り合う圧電素子ユニットを、長手方向と交差する方向に離間するように配置することなく、所定の間隙による十分な距離を取ることができる。これにより、隣り合う圧電素子ユニットの間に、所定の間隙を設けたとしても、圧電素子ユニットの台形形状の上底に平行な中心線から、圧電素子配設面の長手中心線までの距離を広げることもなく、インクジェットプリンタヘッドが、印刷装置内で占める空間を小さくすることができる。更に、この間隙部には、圧電素子ユニットが備える圧電素子単位構造の位置に対応したインク圧力室やインク流路を形成する必要がないので、その分、圧電素子配設面ひいてはインクジェットプリンタヘッド自体の機械的強度が高くなる。機械的強度の低いインクジェットプリンタヘッドは、外力や内部応力により容易に変形してしまい、吐出されるインク滴の着弾精度の低下につながり、インクジェットプリンタヘッドの長尺化を妨げる。しかし、本発明の構成によれば、機械的強度が高いので、インクジェットプリンタヘッドの長尺化が容易である。
【００１７】
また、請求項５に係る発明によれば、請求項３に記載のインクジェットプリンタヘッドにおいて、前記ヘッド本体は、前記インク圧力室にインクを供給するマニホールドと、前記マニホールドに連通してインク供給源よりインクを導くインク導入口とを備え、前記２つの圧電素子ユニットの第２斜辺同士が作る間隙部において、一方の第２斜辺を有する前記圧電素子ユニット側に、インクを供給するための第１のマニホールドと、他方の第２斜辺を有する前記圧電素子ユニット側に、インクを供給するための第２のマニホールドとが所定の間隙を介して配設されていることを特徴とする。
【００１８】
この構成のインクジェットプリンタヘッドの場合、インク供給源よりインク導入口を介して供給されたインクは、マニホールドを通り、各インク圧力室に導かれるが、隣接する圧電素子ユニットの重なり部分においても、同様にインクを供給する必要がある。しかし、圧電素子ユニット同士が密着して接していると、この部分に配設するマニホールドは、長手方向の全幅の長さで連通するように配設する必要が生じてしまう。この場合、場所によっては、マニホールドの長さが長すぎて、インクが十分に供給されないため、吐出不良が生じ、また、インクを供給するため、ヘッド長手方向にわたってマニホールド用の溝を形成する場合には、インクジェットプリンタヘッド自体の機械的強度が低下してしまうという問題が生じ、インクジェットプリンタヘッドの長尺化に限界が生じる。これに対して、２つの圧電素子ユニットの第２斜辺同士が作る間隙部において、一方の第２斜辺を有する前記圧電素子ユニット側に、インクを供給するための第１のマニホールドと、他方の第２斜辺を有する前記圧電素子ユニット側に、インクを供給するための第２のマニホールドとが所定の間隙を介して配設されているので、この所定の間隙により、ヘッド自体の機械的強度を確保できる。また、マニホールドの長さも、１つの圧電素子ユニットにインクを供給できればよく、必要以上に長くならない。これらのことにより、安定したインクを吐出できるインクジェットプリンタヘッドを容易に長尺化できる。
また、請求項６に係る発明によれば、前記長手中心線と直交する方向において、一方向に向いて隣接する２つの前記圧電素子ユニットの間には、所定の間隔で設けられた間隔保持部及び他方向に向く１つの前記圧電素子ユニットが介在し、前記間隔保持部には前記１つの圧電素子ユニットの上底の記録媒体送り方向における上流側と下流側にそれぞれ前記インク導入口が配設され、上流側と下流側に配設された前記インク導入口の内、一方側に配設された前記インク導入口は前記第１のマニホールドと連通し、他方側に配設された前記インク導入口は前記第２のマニホールドと連通していることを特徴とする。
この構成のインクジェットプリンタヘッドの場合、十分な機械的強度を確保した上で、更に適量なインク供給が実現できる。
また、請求項７に係る発明によれば、前記長手中心線と直交する方向において、一方向に向いて隣接する２つの前記圧電素子ユニットの間には、所定の間隔で設けられた間隔保持部及び他方向に向く１つの前記圧電素子ユニットが介在し、前記間隔保持部には前記１つの圧電素子ユニットの上底の記録媒体送り方向における上流側又は下流側に２つの前記インク導入口が配設され、上流側又は下流側に配設された２つの前記インク導入口の内、一方の前記インク導入口は前記２つの圧電素子ユニットの一方側にインクを供給するマニホールドと連通し、他方の前記インク導入口は前記２つの圧電素子ユニットの他方側にインクを供給するマニホールドと連通していることを特徴とする。
また、請求項８に係る発明によれば、隣り合う前記各圧電素子ユニットの前記長手中心線と交差する方向に重なる部分において、一方の圧電素子ユニットの圧電素子単位構造と、他方の圧電素子ユニットの圧電素子単位構造とを組み合わせることにより、複数の前記圧電素子単位構造が前記長手中心線に沿って印刷密度に対応する基本ピッチの間隔で配列されることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るインクジェットプリンタヘッドの構造を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施の形態のインクジェットプリンタヘッド１を構成するヘッド本体の一部を分解して示す斜視図である。図２は、本実施の形態のインクジェットプリンタヘッド１を構成する積層体の一部を拡大して示す断面図である。図３は、本実施の形態のインクジェットプリンタヘッド１を構成するヘッド本体８と、ヘッド本体８の上方に位置する圧電素子ユニット１８とを分解して示す拡大斜視図である。
【００２０】
図４は、本実施の形態のインクジェットプリンタヘッド１を拡大して示す平面図である。図５は、本実施の形態のインクジェットプリンタヘッド１を拡大して示す裏面図である。図６は、本実施の形態のインクジェットプリンタヘッド１のインク流路を説明するため概念的に示す拡大斜視図である。図７は、本実施の形態のインクジェットプリンタヘッド１の圧電素子ユニットを拡大して示す平面図である。
【００２１】
最初に、図１乃至図３を参照して、ヘッド本体８について説明する。ヘッド本体８は、略長方形の金属板の板材を９枚積層した９層構造になっている。具体的には、ヘッド本体８は、下層から、ノズルプレート９、カバープレート１０、第一マニホールドプレート１１、第二マニホールドプレート１２、第三マニホールドプレート１３、サプライプレート１４、アパーチャプレート１５、ベースプレート１６及びキャビティプレート１７の９枚の薄い金属板を積層した構造となっている。これら９枚の薄い金属板は、接着材により相互に張り付けられる。キャビティプレート１７の上方には、図４に示す台形形状の圧電素子ユニット１８が接着材により張り付けられるが、図１及び図３では概略的に示している。
【００２２】
ノズルプレート９には、図１乃至図３に示すように、微小径のインク噴出用のノズル９ａが、多数個穿設されている。ノズル９ａのピッチ間隔は、６００（ｄｐｉ）程度の印刷密度に対応する基本ピッチで形成されている。図５に示すインクジェットプリンタヘッド１の裏面側に、ノズルプレート９が配置されるが、多数のノズル９ａが６００（ｄｐｉ）程度の印刷密度に対応するピッチ間隔で配置されるが、多数のノズル９ａは細かいものであるので、図５では図示していない。
また、カバープレート１０には、前記ノズル９ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１０ａが多数穿設されている。また、第一マニホールドプレート１１には、前記貫通孔１０ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１１ａが多数穿設されている。また、第一マニホールドプレート１１には、インク導入口１７ｂ（図４参照）からインクを供給するインク通路１１ｂが形成されている。
【００２３】
また、第二マニホールドプレート１２には、前記貫通孔１１ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１２ａが多数穿設されている。また、第二マニホールドプレート１２における上記インク通路１１ｂと対応する位置には、インク通路１２ｂが形成されている。
【００２４】
また、第三マニホールドプレート１３には、前記貫通孔１２ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１３ａが多数穿設されている。また、第三マニホールドプレート１３のインク通路１２ｃと対応する位置には、インク通路１３ｂが形成されている。これらインク通路１１ｂ、インク通路１２ｂ及びインク通路１３ｂから構成されるインク通路は、インクを供給するマニホールドＭＮを形成するが、所定量のインクを確保するため、マニホールドＭＮは、所定の深さ及び幅となるように形成されている。
【００２５】
また、サプライプレート１４には、前記貫通孔１３ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１４ａが多数穿設されている。また、サプライプレート１４には、上記インク通路１３ｂと対応する位置に、貫通孔１４ｂが形成されている。また、アパーチャプレート１５には、貫通孔１４ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１５ａが多数穿設されている。また、アパーチャプレート１５には、貫通孔１４ｂと対応する位置に貫通孔１５ｂが形成されている。このアパーチャプレート１５の貫通孔１５ｂは、流路抵抗を大きくするためのしぼり流路１５ｃと連通し、しぼり流路１５ｃの貫通孔１５ｂの反対側には、貫通孔１５ｄが形成されている。
【００２６】
また、ベースプレート１６には、前記貫通孔１５ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１６ａが複数形成されている。ベースプレート１６には、しぼり流路１５ｃからインクが供給されるための貫通孔１６ｂが複数形成されている。
さらに、キャビティプレート１７には、図２及び図６に示すように、ほぼ菱形のインク圧力室１７ａが縦横に多数配列され、インク圧力室１７ａの一方の鋭角部１７ａ１は、インク圧力室１７ａにインクを供給するため、貫通孔１６ｂと連設し、また、インク圧力室１７ａの他方の鋭角部１７ａ２は、前記ノズル９ａにインクを送り出すための、貫通孔１６ａと連設している。この場合、インク圧力室１７ａの鋭角部１７ａ１、１７ａ２を、隣接するインク圧力室１７ａ間に入り込ませて配置するので、ほぼ菱形のインク圧力室１７ａを高密度に配列することができる。
【００２７】
キャビティプレート１７の上方には、図４に示す台形形状の圧電素子ユニット１８が接着材により張り付けられるが、圧電素子ユニット１８に設けられる複数の圧電素子単位構造１８ａは、インクの圧力室１７ａの形状と対応し、ほぼ菱形に形成されている。この場合、圧電素子単位構造１８ａはインク圧力室１７ａの形状に比べて少し小さくなっているが、１個の圧電素子単位構造１８ａは、１個のインク圧力室１７ａと対応し、インク圧力室１７ａ内のインクに噴射圧力を与えることができる。
【００２８】
そして、圧電素子単位構造１８ａの鋭角部は、他の圧電素子単位構造１８ａと同様に、隣接する圧電素子単位構造１８ａ間に入り込ませて配置するので、ほぼ菱形の圧電素子単位構造１８ａを高密度に配列することができる。尚、圧電素子単位構造１８ａの鋭角部に設けられた矢印部分は、圧電素子単位構造１８ａ用の電極部になっている。
そして、ヘッド本体８は、圧電素子単位構造１８ａの配設位置に対応して形成された複数のインク圧力室１７ａと、各インク圧力室１７ａにインクを供給するマニホールドＭＮと、前記マニホールドＭＮに連通してインク供給源（図示せず）よりインクを導くインク導入口１７ｂとを備えるので、インク供給源よりインク導入口１７ｂを介して供給されたインクは、インク通路１１ｂ、１２ｂ及び１３ｂから構成されたマニホールドＭＮに供給されることになる。
それにより、マニホールド通路ＭＮから供給されるインクは、貫通孔１４ｂ、貫通孔１５ｂ、しぼり流路１５ｃ、貫通孔１５ｄ及び貫通孔１６ｂを経て、インク圧力室１７ａに供給される。そして、圧電素子単位構造１８ａに駆動電圧が印加されると、圧電素子単位構造１８ａが変形して、インク圧力室１７ａ内のインクは、貫通孔１６ａ、１５ａ、１４ａ、１３ａ、１２ａ、１１ａ、１０ａを経て、ノズル９ａから噴射される。
【００２９】
インクジェットプリンタヘッド１は、図４に示す長尺矩形状に形成された圧電素子配設面８ａを有するヘッド本体８に、複数の圧電素子単位構造１８ａを配列した圧電素子ユニット１８を複数個（この場合１２個）長手方向に配列したものである。ヘッド本体８は、少なくともページ幅の長さを有するライン型のヘッドであり、インクジェットプリンタヘッド１によって印刷される記録媒体は、圧電素子配設面８ａの長手中心線Ｌ０と直交する用紙搬送方向に搬送されるように、用紙送りローラＲ１が、インクジェットプリンタヘッド１の両側に配設されることになる（図５参照）。
そして、各圧電素子ユニット１８は、図７に示すように、台形形状を有するとともに、その台形形状の上底１９ａが圧電素子配設面８ａの長手中心線Ｌ０に向かって交互に対向するように配設されている。そして、各圧電素子ユニット１８は、その台形形状における上底１９ａと、下底１９ｂと、上底１９ａの一端と下底１９ｂの一端とを結ぶ第１斜辺１９ｃと、上底１９ａの他端と下底１９ｂの他端とを結ぶ第２斜辺１９ｄとを有しているので、隣り合う圧電素子ユニット１８において、その台形形状における上底１９ａが、その用紙搬送方向の上流側または下流側を交互に向くことになる。
この場合、上底１９ａの一端と下底１９ｂの一端とを結ぶ第１斜辺１９ｃが下底となす第１角度Ａ１と、上底１９ａの他端と下底１９ｂの他端とを結ぶ第２斜辺１９ｄが下底１９ｂとなす第２角度Ａ２とを、異なる角度に設定している。そして、第１角度Ａ１は第２角度Ａ２よりも大きく設定するので、第１斜辺１９ｃは、第２斜辺１９ｄよりも急峻に立ち上がることになる。これら圧電素子ユニット１８は、同一の形状であるため、焼成して形成するさいにも１種類のものを形成すれば足り、コストダウンを図ることができる。このような構成を有しているので、圧電素子ユニット１８同士が圧電素子配設面８ａの長手中心線Ｌ０寄りに集まっており、インクジェットプリンタヘッド１自体の幅を狭くできる。これにより、装置の小型化に寄与することができる。また、圧電素子ユニット１８は、左右対称ではないので、第１角度Ａ１が角度の小さい第２角度Ａ２と等しい場合に比べて、より多くの圧電素子単位構造１８ａを圧電素子ユニット１８に備えることができるので、その利用効率は高い。
【００３０】
そして、長尺形状の圧電素子配設面８ａに、台形形状の圧電素子ユニット１８を、複数個配設するに際し、圧電素子ユニット１８は、図４に示すように、その台形形状の第１斜辺１９ｃを、圧電素子配設面８ａの長手方向の両端側に近接するように、圧電素子配設面８ａに配設されている。
そして、圧電素子配設面８ａの長手方向の両端側に近接する圧電素子ユニット１８の第２斜辺１９ｄに対して、隣に位置する圧電素子ユニット１８の第２斜辺１９ｄを近接させる。このように圧電素子配設面８ａの長手中心線Ｌ０と交差する方向に、隣り合う圧電素子ユニット１８の圧電素子単位構造１８ａを所定間隔で配置することができる。
また、長尺形状の圧電素子配設面８ａの中央側に位置する、台形形状の圧電素子ユニット１８についても、圧電素子ユニット１８の第１斜辺１９ｃは、隣に位置する圧電素子ユニット１８の第１斜辺１９ｃに近接させることができるため、圧電素子配設面８ａの長手中心線Ｌ０と交差する方向に、隣り合う圧電素子ユニット１８の圧電素子単位構造１８ａを所定間隔で配置することができる。それにより、隣り合う圧電素子ユニット１８の境界においても、圧電素子配設面８ａの長手中心線Ｌ０に沿って、圧電素子単位構造１８ａを、例えば６００（ｄｐｉ）程度の印刷密度に対応する基本ピッチの間隔で配列することができる。
【００３１】
そして、圧電素子ユニット１８の台形形状の急峻に立ち上がる第１斜辺１９ｃを、図７に示すように、隣に位置する圧電素子ユニット１８の台形形状の同様の立ち上がりの第１斜辺１９ｃに近接することで、隣り合う圧電素子ユニット１８の第１斜辺１９ｃ同士が、相互に近接することができる。また、圧電素子ユニット１８の台形形状の緩やかに立ち上がる第２斜辺１９ｄを、隣に位置する圧電素子ユニット１８の台形形状の同様の立ち上がりの第２斜辺１９ｄに近接させると、隣り合う圧電素子ユニット１８の第２斜辺１９ｄ同士が、所定の間隔Ｌ１をおいて近接することができる。すなわち、第１斜辺１９ｃ同士及び第２斜辺１９ｄ同士が、相互に近接させるように、圧電素子ユニット１８を配置すると、圧電素子配設面８ａの長手中心線Ｌ０と交差する方向の距離における、圧電素子ユニット１８の台形形状の上底１９ａから、隣に位置する圧電素子ユニット１８の台形形状の下底１９ｂまでの距離Ｌ２（図７参照）を狭めることができ、インクジェットプリンタヘッド１の記録媒体送り方向（圧電素子配設面８ａの長手中心線Ｌ０と交差する方向）における、インクジェットプリンタヘッド１及び用紙送り機構の印刷装置内で占める空間が小さくなる。もちろん、インクジェットプリンタヘッドの幅も狭くできるので、小型化に寄与する。
【００３２】
また、隣に位置する圧電素子ユニット１８は、その台形形状の第１斜辺１９ｃ（または第２斜辺１９ｄ）に近接させると、隣り合う圧電素子ユニット１８の斜辺同士が相互に近接することができるため、圧電素子配設面８ａの長手中心線Ｌ０と交差する方向に、隣り合う圧電素子ユニット１８の一部を重ねることができる。このように隣り合う圧電素子ユニット１８の境界においても、圧電素子配設面８ａの長手中心線Ｌ０に沿って、圧電素子単位構造１８ａを、例えば６００（ｄｐｉ）程度の印刷密度に対応する基本ピッチの間隔で配列することができる。もちろん、インクジェットプリンタヘッドの幅も狭くできるので、小型化に寄与する。
但し、圧電素子ユニット１８を複数個配設するに際し、隣り合う圧電素子ユニット１８についての、圧電素子配設面８ａの長手中心線Ｌ０と交差する方向に、圧電素子単位構造１８ａが均一に配置される場合、圧電素子配設面８ａの長手方向の両端側の圧電素子ユニット１８において、圧電素子ユニット１８がほぼ台形であるため、圧電素子単位構造１８ａの使用しない部分１８ｃ（図４の黒く塗った部分の内の圧電素子単位構造１８ａ）が生じ、隣り合う圧電素子ユニット１８の圧電素子単位構造１８ａの一部は無駄になる。
【００３３】
これは、圧電素子ユニット１８を複数個配設するに際し、圧電素子配設面８ａの長手中心線Ｌ０と交差する方向に、隣り合う圧電素子ユニット１８の第１斜辺１９ｃ同士が重なり合う場合、例えば６００（ｄｐｉ）程度の印刷密度に印刷するに際し、重なり合った圧電素子ユニット１８における、一方の圧電素子ユニット１８の圧電素子単位構造１８ａと、他方の圧電素子ユニット１８の圧電素子単位構造１８ａとを組み合わせて使用し、基本ピッチを形成するので、圧電素子配設面８ａの両端側においては、組み合わすべき隣り合う圧電素子ユニット１８が存在せず、例えば６００（ｄｐｉ）程度の印刷密度に対応する基本ピッチを形成することができないからである。
そのため、急峻に立ち上がる第１斜辺１９ｃを、圧電素子配設面８ａの両端側に近接する方が、仮に、なだらかに立ち上がる第２斜辺１９ｄが、圧電素子配設面８ａの両端側に近接する場合よりも、第２斜辺１９ｄの周囲に存在する圧電素子単位構造１８ａの個数に比べて、第１斜辺１９ｃの周囲に存在する圧電素子単位構造１８ａ（図４の黒く塗った部分にあるもの）が少なくて済み、結果的に圧電素子単位構造１８ａの無駄を少なくすることができる。これにより、配設される全ての圧電素子ユニット１８の利用効率が高くなるといえる。さらに、圧電素子単位構造１８ａの長さに対する寄与度は、圧電素子配設面８ａの両端側に第１斜辺１９ｃが位置するように圧電素子ユニット１８を配設する方が小さい。そのため、インクジェットプリンタヘッド自体の長手方向の長さも、第２斜辺１９ｄが、圧電素子配設面８ａの両端側に位置するように圧電素子ユニット１８を配設する場合に比べて短くなる。
【００３４】
この場合、長尺形状の圧電素子配設面８ａに、圧電素子ユニット１８を配設した際、台形形状の上底１９ａが記録媒体送り方向における上流側（または下流側）を向く２つの前記圧電素子ユニット１９の間には、所定の間隔保持部ＬＬが設けられ、この間隔保持部ＬＬにおける圧電素子ユニット１８の台形形状の上底１９ａの記録媒体送り方向における上流側（または下流側）に、２個のインク導入口１７ｂを設ける。
【００３５】
図７に示す所定の間隔保持部ＬＬにおいて、図中央の２個のインク導入口１７ｂの右側から延びるマニホールドＭＮは、右側の圧電素子ユニット１８の急峻に立ち上がる第１斜辺１９ｃとほぼ直交するように、圧電素子配設面８ａの長手中心線Ｌ０に方向に導かれるのに対して、インク導入口１７ｂの左側から延びるマニホールド通路ＭＮ２は、流路抵抗を少なくするため緩やかに曲がりながら、緩やかに立ち上がる第２斜辺１９ｄと交差するように圧電素子配設面８ａの長手中心線Ｌ０の方向に導かれる。
【００３６】
また、図７の左側のインク導入口１７ｂから延びるマニホールドＭＮ１は、緩やかに曲がりながら、中央の圧電素子ユニット１８の緩やかに立ち上がる第２斜辺１９ｄと交差するように、圧電素子配設面８ａの長手中心線Ｌ０の方向に導かれる。図７の右側のインク導入口１７ｂから延びるマニホールドＭＮ３は、中央の圧電素子ユニット１８の急峻に立ち上がる第１斜辺１９ｃとほぼ直交するように、圧電素子配設面８ａの長手中心線Ｌ０の方向に導かれる。
【００３７】
また、２つの圧電素子ユニット１８の第２斜辺１９ｄ同士が作る間隙部Ｌ１において、一方の第２斜辺１９ｄを有する図７の中央の圧電素子ユニット１８側に、インクを供給するため圧電素子ユニット１８において上下に分離する第１のマニホールドＭＮ１と、他方の図７の左側の第２斜辺１９ｄを有する前記圧電素子ユニット１８側に、インクを供給するため圧電素子ユニット１８において上下に分離する第２のマニホールドＭＮ２とが、所定の間隙Ｌ４を介して配設されている。インク導入口１７ｂを介して供給されたインクは、第１のマニホールドＭＮ１及び第２のマニホールドＭＮ２を通り、インク圧力室１７ａに導かれる。そのため所定の間隙Ｌ４により、インクジェットプリンタヘッド１自体の機械的な強度を確保した状態で、各インク圧力室１７ａに、十分なインク量を各第１のマニホールドＭＮ１及び第２のマニホールドＭＮ２により供給することができるようになっている。この場合、十分な機械的な強度の確保と、適量なインク供給を実現するために、隣接する第２斜辺１９ｄ同士の間には、間隙Ｌ１を設ける必要があるが、これを設けることによって、さらに、圧電素子ユニットを離間する方向に配置する必要はなく、インクジェットプリンタヘッドの小型化に寄与している。また、高い機械的強度を有するので、インクジェットプリンタヘッド自体の変形がなく、吐出されるインク滴の着弾精度が高い所望の長さのインクジェットプリンタヘッドとなる。
【００３８】
以上説明したように、上記の実施の形態のインクジェットプリンタヘッド１によれば、圧電素子配設面８ａを有するヘッド本体８に、複数の圧電素子単位構造１８ａを配列したインクジェットプリンタヘッド１において、圧電素子配設面８ａは長尺矩形状に形成され、圧電素子ユニット１８は台形形状を有するとともに、その台形形状の上底１９ａが前記圧電素子配設面８ａの長手中心線Ｌ０に向かって交互に対向するように配設されているので、圧電素子配設面８ａの長手中心線Ｌ０と交差する方向に占める距離における、圧電素子ユニット１８の台形形状の上底から、隣に位置する圧電素子ユニット１８の台形形状の下底１９ｂまでの距離を狭めることができ、インクジェットプリンタヘッド１及び用紙送りローラＲ１の用紙送り方向の距離Ｌ３を短くでき、インクジェットプリンタヘッド１及び用紙送りローラＲ１が、印刷装置内で占める空間を小さくすることができる。
【００３９】
尚、本発明は上述した実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更をすることが可能である。例えば、ヘッド本体８には、インク圧力室１７ａの列を１２列設けているが、４列、８列等設けても良い。また、圧電素子配設面１８ａの個数は、必ずしも１２個である必要はなく、それ以外の個数であってもよい。
台形形状の上底１９ａを圧電素子配設面１８ａの長手中心線Ｌ０に向かって交互に対向するように配設するに際し、台形形状の上底１９ａが、圧電素子配設面８ａの長手中心線Ｌ０を越えて、隣に位置する圧電素子ユニット１８の台形形状の下底１９ｂに対して近接させてもよい。
【００４０】
この場合、インクジェットプリンタヘッド１によって印刷される記録媒体には、例えば６００（ｄｐｉ）程度の印刷密度でもって印刷するので、インクジェットプリンタヘッド１の圧電素子ユニット１８は、その６００（ｄｐｉ）程度の印刷密度に対応する基本ピッチの間隔で、複数の圧電素子単位構造１８ａを配列するが、例えば３００（ｄｐｉ）程度の印刷密度に対応する基本ピッチの間隔で、複数の圧電素子単位構造１８ａを配列してもよい。そして、インクジェットプリンタヘッド１は、ページ幅の長さを有し、インクジェットプリンタヘッド１によって印刷される記録媒体は、圧電素子配設面８ａの長手中心線Ｌ０と直交する方向に搬送されるのが望ましいが、必ずしもこの態様に限定されるわけではない。
前記キャビティープレートに設けられたインクの圧力室はほぼ菱形に形成されているが、別の形状にする等の変形を施してもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明のインクジェットプリンタヘッドによれば、圧電素子配設面を有するヘッド本体に、複数の圧電素子単位構造を備える圧電素子ユニットを、複数個配設したインクジェットプリンタヘッドであって、前記配設面は長尺形状に形成され、前記各圧電素子ユニットはほぼ台形形状を有するとともに、その台形形状の上底が前記圧電素子配設面の長手中心線に向かって交互に対向するように配設されているので、圧電素子配設面の長手中心線と交差する方向の距離における、圧電素子ユニットの台形形状の上底に平行な中心線から、圧電素子配設面の長手中心線までの距離を狭めることができる。それにより、インクジェットプリンタヘッドを小型化することにより、特許第２，７５２，８４３号公報に記載のものに比べて、印刷装置内でインクジェットヘッド及び用紙送り機構等が占める空間をなるべく小さくできる。
【００４２】
また、請求項２に係る発明のインクジェットプリンタヘッドによれば、前記台形形状における上底の一端と下底の一端とを結ぶ第１斜辺が下底となす第１角度は、上底の他端と下底の他端とを結ぶ第２斜辺が下底となす第２角度と異なる角度に設定されているので、圧電素子ユニットを複数個配設するに際し、台形形状の上底が、圧電素子配設面の長手中心線に向かって交互に対向するため、隣り合う圧電素子ユニットの第１斜辺同士及び第２斜辺同士を相互に近接することができる。それにより、圧電素子配設面の長手中心線と交差する方向に占める距離における、圧電素子ユニットの台形形状の上底から、圧電素子ユニットの台形形状の上底に平行な中心線から、圧電素子配設面の長手中心線までの距離を狭めることができ、インクジェットプリンタヘッドが、印刷装置内で占める空間を小さくすることができる。
【００４３】
また、請求項３に係る発明のインクジェットプリンタヘッドによれば、第１角度は第２角度よりも大きく設定されており、前記圧電素子ユニットは、その台形形状の第１斜辺を、圧電素子配設面の両端側に近接するように、圧電素子配設面に配設されているので、隣り合う圧電素子ユニットについての、圧電素子配設面の長手中心線と交差する方向に、圧電素子単位構造が重なり合う場合、急峻に立ち上がる第１斜辺を、圧電素子配設面の両端側に近接する方が、仮に、なだらかに立ち上がる第２斜辺が、圧電素子配設面の両端側に近接する場合よりも、圧電素子単位構造の無駄を少なくすることができる。また、圧電素子単位構造の無駄が少ない分、無駄な長手方向の長さも短くてすむので、所望の印字幅より短いインクジェットプリンタヘッドを得ることができ、インクジェットプリンタヘッド全体の小型化に寄与する。
【００４４】
また、請求項４に係る発明のインクジェットプリンタヘッドによれば、インクジェットプリンタヘッド少なくとも２つの前記圧電素子ユニットは、前記圧電素子配設面上において、前記第２斜辺同士を所定の間隙を介して配設されているので、隣り合う圧電素子ユニットの間に、これら隣り合う圧電素子ユニットを、長手方向と交差する方向に離間するように配置することなく、十分な距離を取ることができる。これにより、これら隣り合う圧電素子ユニットの間に、所定の間隙を設けたとしても、インクジェットプリンタヘッドが、印刷装置内で占める空間を小さくすることができる。更に、この部分には、インクジェットプリンタヘッドの機械的強度を低下するインク圧力室やインク流路を形成する必要がないので、全体的な機械的強度が向上する。このため、インク滴の着弾精度を向上するので、この分インクジェットプリンタヘッドを容易に長尺化できる。
【００４５】
また、請求項５に係る発明のインクジェットプリンタヘッドによれば、ヘッド本体は、圧電素子単位構造の配設位置に対応して形成された複数のインク圧力室と、各インク圧力室にインクを供給するマニホールドと、前記マニホールドに連通してインク供給源よりインクを導くインク導入口とを備え、前記２つの圧電素子ユニットの第２斜辺同士が作る間隙部において、一方の第２斜辺を有する前記圧電素子ユニット側に、インクを供給するための第１のマニホールドと、他方の第２斜辺を有する前記圧電素子ユニット側に、インクを供給するための第２のマニホールドとが所定の間隙を介して配設されているので、この所定の間隙により、ヘッド自体の機械的強度を確保した状態で、マニホールドの長さも必要以上に長くならない。これらのことにより、安定したインクを吐出特性を有するインクジェットプリンタヘッドを容易に長尺化できる。
また、請求項６に係る発明のインクジェットプリンタヘッドによれば、十分な機械的強度を確保した上で、更に適量なインク供給が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施の形態のインクジェットプリンタヘッドを構成するヘッド本体の一部を分解して示す斜視図である。
【図２】  本実施の形態のインクジェットプリンタヘッドを構成するヘッド本体の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】  本実施の形態のインクジェットプリンタヘッドを構成するヘッド本体と、ヘッド本体の上方に位置する圧電素子ユニットとを分離して示す拡大斜視図である。
【図４】  本実施の形態のインクジェットプリンタヘッドを拡大して示す平面図である。
【図５】  本実施の形態のインクジェットプリンタヘッドを拡大して示す裏面図である。
【図６】  本実施の形態のインクジェットプリンタヘッドのインク流路を概念的に示す斜視図である。
【図７】  本実施の形態のインクジェットプリンタヘッドの圧電素子ユニットを拡大して示す平面図である。
【符号の説明】
１    インクジェットプリンタヘッド
８    ヘッド本体
８ａ  圧電素子配設面
９    ノズルプレート
９ａ    ノズル
１０    カバープレート
１１    第一マニホールドプレート
１２    第二マニホールドプレート
１３    第三マニホールドプレート
１４    サプライプレート
１５    アパーチャプレート
１６    ベースプレート
１７    キャビテイプレート
１７ａ  インク圧力室
１８    圧電素子ユニット
１８ａ  圧電素子単位構造
１９ａ  台形形状の上底
１９ｂ  台形形状の下底
１９ｃ  台形形状の第１斜辺
１９ｄ  台形形状の第２斜辺
Ａ１    第１角度
Ａ２    第２角度
ＭＮ    マニホールド
ＭＮ１  第１のマニホールド
ＭＮ２  第２のマニホールド
１７ｂ  インク導入口
ＬＬ    間隔保持部
Ｌ１    所定の間隙
Ｌ０    長手中心線
【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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