(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印字面に対しインクを噴射する複数のノズルと、
このノズルのそれぞれに対応して設けられるとともに該ノズルに接続される圧力室と、
該圧力室の一端に連絡流路を介してその一端を接続する制限流路と、
この制限流路の他端に接続する、前記圧力室にインクを分配して供給するための共通インク室と、を有する平板積層構造のインクジェットヘッドであって、
該インクジェットヘッドを構成する平板は、
・前記圧力室を形成する第１平板と、
・前記共通インク室を形成する第２平板と、
・前記制限流路を形成する、前記第１平板と第２平板との間に位置する第３平板と、を少なくとも含み、かつ、
前記制限流路は第３平板にその面方向に沿って長く形成されるとともに、前記圧力室と接続する一端から複数の圧力室のなす平面と平行な方向に伸びており、
前記制限流路から前記連絡流路を介して前記圧力室へ流れる経路が側面視「コ」字状をなし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】
請求項１に記載のインクジェットヘッドであって、前記制限流路は第３平板に貫通状に形成されるとともに、この第３平板と前記第１平板との間に第４平板を介在させて、該第４平板に前記制限流路と前記圧力室とを接続する前記連絡流路を設けたことを特徴とする、インクジェットヘッド。
【請求項３】
請求項１に記載のインクジェットヘッドであって、前記第１平板と前記第３平板とは平板を介さず積層させるとともに、前記第３平板の前記第１平板と反対側の面に前記制限流路が溝状に設けられ、かつ、この第３平板に、前記制限流路と前記圧力室とを接続する前記連絡流路が貫通状に設けら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】
請求項１に記載のインクジェットヘッドであって、前記制限流路は前記平板の積層方向において前記共通インク室と前記圧力室との間にあって、前記第２平板と前記第３平板とは平板を介さず積層させるとともに、前記第３平板の前記第２平板と反対側の面に前記制限流路が溝状に設けられ、かつ、この第３平板に、前記制限流路と前記共通インク室とを接続する前記連絡流路が貫通状に設けら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５】
印字面に対しインクを噴射する複数のノズルと、
このノズルのそれぞれに対応して設けられるとともに該ノズルに接続される圧力室と、
該圧力室の一端に連絡流路を介してその一端を接続する制限流路と、
この制限流路の他端に接続する、前記圧力室にインクを分配して供給するための共通インク室と、を有する平板積層構造のインクジェットヘッドであって、
該ヘッドユニットを構成する平板は、
・前記圧力室を形成する第１平板と、
・前記共通インク室を形成する第２平板と、
・前記制限流路を形成する、前記第１平板と第２平板との間に位置する第３平板と、を少なくとも含み、かつ、
前記制限流路は前記第３平板にその面方向に沿って長く形成されるとともに板厚方向に貫通して形成され、
また、前記制限流路は、その長さ方向と直交する断面が、前記共通インク室から圧力室に至るインク流路において最小の断面積を有し、
前記制限流路から前記連絡流路を介して前記圧力室へ流れる経路が側面視「コ」字状をなし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】
請求項５に記載のインクジェットヘッドであって、前記制限流路は、前記共通インク室と前記圧力室とに接続する両端よりも、その中間の方が断面積が小さいことを特徴とする、インクジェットヘッド。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載のインクジェットヘッドであって、前記第３平板は、インクジェットヘッドを構成する積層平板のうち最も薄いことを特徴とする、インクジェットヘッド。
【請求項８】
請求項５から請求項７までのいずれか一項に記載のインクジェットヘッドであって、
前記制限流路は、前記平板の積層方向において前記共通インク室と圧力室との間に位置させるとともに、
前記第３平板と前記第１平板との間に第４平板を介在させ、この第４平板に前記制限流路と前記圧力室とを接続する連絡流路を設け、かつ、
前記第３平板と前記第２平板との間に第５平板を介在させ、この第５平板に、前記制限流路と前記共通インク室とを接続する前記連絡流路を設けたことを特徴とする、インクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置において、インクの微小液滴を噴射させて印字面上に画像を形成するインクジェットヘッドの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタなどのインクジェット記録装置に備えられるインクジェットヘッドとしては、印字面に対しインクを噴射するための複数のノズルを備えるとともに、各ノズルごとに設けられて該ノズルに接続される圧力室や、該圧力室にインクを分配して供給するための共通インク室を、インクジェットヘッド内部に設けた構成が知られている。共通インク室は、インクジェットヘッド外面に設けられるインク供給口を介して、図示しないインク供給源（例えば、インクタンク）に接続される。
この構成で、インク供給源から共通インク室に導入されたインクは、各圧力室に分配して供給される。圧力室には例えば圧電素子よりなるアクチュエータが備えられており、このアクチュエータの駆動によって噴射エネルギーを与えられたインクは、ノズルから噴射されて、印字面に所望の画像を形成する。
【０００３】
そして、これらの圧力室や共通インク室などを内部に形成するために、圧力室や共通インク室等の形状を予めエッチング等で形成した薄い平板群を互いに積層させて固定する方法が広く採用されている。
【０００４】
そして、アクチュエータの駆動によって圧力室内のインクに生じた圧力をノズル側に効率良く向かわせるために、共通インク室に向かうのを制限する制限流路を備えたインクジェットヘッドの構成も広く知られている。
【０００５】
この構成例が図１１に示されており、この図１１のインクジェットヘッド６は、六枚の薄い金属平板（１１・１２・１３Ｘ・１３Ｙ・１４・１５）を積層させて構成したキャビティプレート１０を備える。このキャビティプレート１０内部には、前記共通インク室７や、圧力室３６が形成される。符号３５はノズルである。
この構成では、図示しないインク供給口から共通インク室７内部へ導入されたインクは、インク供給孔３８を経由して圧力室３６の端部３６ｂに至り、絞り部（制限流路）３６ｄを通過して圧力室３６内部へ導かれる。そして、アクチュエータ２０の駆動によりインク噴射圧力が与えられた圧力室３６内部のインクは、貫通孔３７を経由してノズル３５へ至り、下方の印字面（図略）に向けて噴射される。
【０００６】
前記の制限流路３６ｄは平板１５の下面側からハーフエッチングで溝状に形成してあり、形成される制限流路３６ｄの流路断面積を圧力室３６よりも小さく抑えて、圧力室３６から共通インク室７側に逆流するインク流を制限するための流路抵抗を確保する構成となっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この図１１に示すような従来のインクジェットヘッド６は、制限流路３６ｄが圧力室３６と同じ平板（平板１５）に、圧力室３６の延長方向に設けられているため、平板の平面方向に（圧力室の長さ）＋（制限流路の長さ）の幅が必要となる。従って、インクジェットヘッドのコンパクト化や、画像の高解像度化のニーズに伴う高集積化の要請に応えることが困難であるという不都合があった。
【０００８】
また、圧力室３６と制限流路３６ａは、インクジェットヘッドにおいて高い精度が要求され、両者を同じ平板１５に作り込むことはその両者を同時に高い精度で加工しなければならず、製造の歩留まりが悪く、コストが増大する問題があった。
さらに、他の課題は、制限流路３６ａを、圧力室３６と同じ平板１５に作り込むには、必要な流路断面積を得るために、ハーフエッチングで溝状に形成し、このハーフエッチングの深さを高い精度で加工しなければならず、やはり、製造の歩留まりが悪く、コストが増大することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、印字面に対しインクを噴射する複数のノズルと、このノズルのそれぞれに対応して設けられるとともに該ノズルに接続される圧力室と、該圧力室の一端に連絡流路を介してその一端を接続する制限流路と、この制限流路の他端に接続する、前記圧力室にインクを分配して供給するための共通インク室と、を有する平板積層構造のインクジェットヘッドであって、該ヘッドユニットを構成する平板は、・前記圧力室を形成する第１平板と、・前記共通インク室を形成する第２平板と、・前記制限流路を形成する、前記第１平板と第２平板との間に位置する第３平板と、を少なくとも含み、かつ、前記制限流路は第３平板にその面方向に沿って長く形成されるとともに、前記圧力室と接続する一端から複数の圧力室のなす平面と平行な方向に伸びており、前記制限流路から前記連絡流路を介して前記圧力室へ流れる経路が側面視「コ」字状をなしているものである。
これにより、制限流路を、圧力室と積層方向に重なる位置を含む圧力室と平行な面において任意の方向に配置することを可能にし、インクジェットヘッドのコンパクト化、高集積化を可能にする。また、圧力室と制限流路を別々の平板に形成することで、従来のように両者を同時に高い精度で加工しなければならない課題を解消してコストの低減を可能にする。
さらに、制限流路に流入したインクは連絡流路から圧力室に至った際に向きを反転させ、折り返し状に流れることになる。このように圧力室と制限流路とが平板積層方向で重複する流路配置となっているから、制限流路・圧力室・連絡流路を介してノズルへ至るインク流路を、小さい幅の中に合理的に収めることができる。
これらは、さらに以下の構成によって容易に実現することができる。
【００１１】
請求項２においては、前記制限流路は第３平板に貫通状に形成されるとともに、この第３平板と前記第１平板との間に第４平板を介在させて、該第４平板に前記制限流路と前記圧力室とを接続する前記連絡流路を設けたものである。
【００１２】
請求項３においては、前記第１平板と前記第３平板とは平板を介さず積層させるとともに、前記第３平板の前記第１平板と反対側の面に前記制限流路が溝状に設けられ、かつ、この第３平板に、前記制限流路と前記圧力室とを接続する前記連絡流路が貫通状に設けられているものである。
【００１３】
請求項４においては、前記制限流路は前記平板の積層方向において前記共通インク室と前記圧力室との間にあって、前記第２平板と前記第３平板とは平板を介さず積層させるとともに、前記第３平板の前記第２平板と反対側の面に前記制限流路が溝状に設けられ、かつ、この第３平板に、前記制限流路と前記共通インク室とを接続する前記連絡流路が貫通状に設けられているものである。
【００１４】
請求項５においては、印字面に対しインクを噴射する複数のノズルと、このノズルのそれぞれに対応して設けられるとともに該ノズルに接続される圧力室と、該圧力室の一端に連絡流路を介してその一端を接続する制限流路と、この制限流路の他端に接続する、前記圧力室にインクを分配して供給するための共通インク室と、を有する平板積層構造のインクジェットヘッドであって、該ヘッドユニットを構成する平板は、・前記圧力室を形成する第１平板と、・前記共通インク室を形成する第２平板と、・前記制限流路を形成する、前記第１平板と第２平板との間に位置する第３平板と、を少なくとも含み、かつ、前記制限流路は前記第３平板にその面方向に沿って長く形成されるとともに板厚方向に貫通して形成され、また、前記制限流路は、その長さ方向と直交する断面が、前記共通インク室から圧力室に至るインク流路において最小の断面積を有し、前記制限流路から前記連絡流路を介して前記圧力室へ流れる経路が側面視「コ」字状をなしているものである。
これにより、制限流路の深さを、ハーフエッチングによらず低コストで高い精度で確保し、所定の流路抵抗を低コストで得ることを可能にする。また、制限流路を、圧力室と積層方向に重なる位置を含む圧力室と平行な面において任意の方向に配置することを可能にし、インクジェットヘッドのコンパクト化、高集積化を可能にする。また、圧力室と制限流路を別々の平板に形成することで、従来のように両者を同時に高い精度で加工しなければならない課題を解消してコストの低減を可能にする。
さらに、制限流路に流入したインクは連絡流路から圧力室に至った際に向きを反転させ、折り返し状に流れることになる。このように圧力室と制限流路とが平板積層方向で重複する流路配置となっているから、制限流路・圧力室・連絡流路を介してノズルへ至るインク流路を、小さい幅の中に合理的に収めることができる。
これらは、さらに以下の構成によって容易に実現することができる。
【００１５】
請求項６においては、前記制限流路は、前記共通インク室と前記圧力室とに接続する両端よりも、その中間の方が断面積が小さいものである。
【００１６】
請求項７においては、前記第３平板は、インクジェットヘッドを構成する積層平板のうち最も薄いものである。
【００１７】
請求項８においては、前記制限流路は、前記平板の積層方向において前記共通インク室と圧力室との間に位置させるとともに、前記第３平板と前記第１平板との間に第４平板を介在させ、この第４平板に前記制限流路と前記圧力室とを接続する連絡流路を設け、かつ、前記第３平板と前記第２平板との間に第５平板を介在させ、この第５平板に、前記制限流路と前記共通インク室とを接続する前記連絡流路を設けたものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態のインクジェットヘッドを備えたカラーインクジェットプリンタの斜視図である。
【００１９】
図１において、このカラーインクジェットプリンタ１００のプリンタヘッド６３は、その本体フレーム６８に、四色（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）のインクを噴射させるために各色ごとに配設された計四個の圧電式のインクジェットヘッド６を固着し、更に、カラーインクがそれぞれ充填される計四個のインクカートリッジ６１を本体フレーム６８に脱着可能に取り付けた構成としている。この本体フレーム６８は、駆動機構６５により直線方向に往復駆動されるキャリッジ６４に固着されている。用紙を送るためのプラテンローラ６６は、その軸線がキャリッジ６４の往復移動方向に沿うよう配置され、インクジェットヘッド６と対向されている。
【００２０】
キャリッジ６４は、プラテンローラ６６の支軸と平行に配設されるガイド軸７１およびガイド板７２によって、摺動自在に支持される。ガイド軸７１の両端部の近傍にはプーリー７３・７４が支持され、これらのプーリー７３・７４の間に無端ベルト７５が掛け渡される。前記のキャリッジ６４はこの無端ベルト７５に固定される。
このような駆動機構６５の構成において、一方のプーリー７３がモータ７６の駆動により正逆回転されると、それに伴ってキャリッジ６４がガイド軸７１およびガイド板７２に沿って直線方向に往復駆動され、プリンタヘッド６３の往復移動を行わせる。
【００２１】
用紙６２は、インクジェットプリンタ１００の側方に設けられた給紙カセット（図示せず）から給紙され、インクジェットヘッド６とプラテンローラ６６との間の空間に導かれて、インクジェットヘッド６から噴射されるインクにより所定の印字がなされた後に排紙される。なお、図１においては、用紙６２の給紙機構および排紙機構の図示を省略している。
【００２２】
パージ機構６７は、前記インクジェットヘッド６の内部に溜まる気泡やゴミなどを含んだ不良インクを強制的に吸引して除去するためのものである。
このパージ機構６７はプラテンローラ６６の側方に設けられ、前述の駆動機構６５によってプリンタヘッド６３がリセット位置に至ったときにそのインクジェットヘッド６に対向するよう、該パージ機構６７の配設位置が定められている。このパージ機構６７はパージキャップ８１を備えており、インクジェットヘッド６の下面に設けられる多数のノズル（詳細は後述）を覆うように、当該インクジェットヘッド６の下面に対し当接する。
この構成で、プリンタヘッド６３がリセット位置にあるときに、このキャリッジ６４に設けられているインクジェットヘッド６のノズルをパージキャップ８１で覆って、インクジェットヘッド６の内部に溜まる気泡などを含んだ不良インクを、カム８３の駆動によりポンプ８２によって吸引して廃インク溜め８４へ廃棄することにより、インクジェットヘッド６の復旧を行うようにしている。これにより、インクジェットヘッド６に対するインクの初期導入時において気泡を除去でき、あるいは、印字に伴う内部の気泡の成長などによって陥っていた噴射不良状態からインクジェットヘッド６を正常状態へ復帰させることができる。
なお、図１に示すキャップ８５は、印字が終了してリセット位置に戻されるキャリッジ６４上のインクジェットヘッド６の多数のノズルを覆って、インクの乾燥を防止するためのものである。
【００２３】
プリンタヘッド６３を上下逆さまにした状態の斜視図が図２に示される。該プリンタヘッド６３の本体フレーム６８は同図に示すように、その上面側（図２においては下面側に位置するよう図示している）が開放された略箱状に形成されており、その開放された側から四つのインクカートリッジ６１を着脱自在に装着できるようにして、搭載部を形成している。
図２に示すように、本体フレーム６８の搭載部の一側部位には、各インクカートリッジ６１のインク放出部に接続できるインク供給通路４・４・４・４が、本体フレーム６８の底板５の下面（インクジェットヘッド６が固着される側の面）まで連通している。また、それぞれのインク供給通路４に対応させて、インクジェットヘッド６のインク供給口（後述）と密接できるようにしたゴム製等のジョイント部材４７が、底板５の下面に取り付けられる。
【００２４】
図２に示すように、底板５の下面側には、インクジェットヘッド６を四つ並列させて配置させるための四つの支持部８を、段付き状に形成している。インクジェットヘッド６は、この各支持部８に対し、紫外線硬化型の接着剤にて固定される。
【００２５】
インクジェットヘッド６の斜視図が図３に示される。このインクジェットヘッド６は積層型のキャビティプレート１０を有しており、該キャビティプレート１０に対してプレート型の圧電アクチュエータ（以下「アクチュエータ」）２０が、接着剤又は接着シートを介して接着・積層される。そして更にアクチュエータ２０の上面には、外部機器との電気的接続のためのフレキシブルフラットケーブル４０が、接着剤にて重ね接合されている。最下層のキャビティプレート１０の下面側にはノズル３５が多数開口されており、各ノズル３５から下向きにインクが噴射される。
【００２６】
図４はキャビティプレート１０の分解斜視図を、図５はキャビティプレート１０の分解拡大斜視図（図４のＶ−Ｖ方向断面）を、それぞれ示す。
キャビティプレート１０は図４・図５に示すように、ノズルプレート１１、ダンパプレート１２、二枚のマニホールドプレート１３Ｘ・１３Ｙ、三枚のスペーサプレート１４Ｘ・１４Ｙ・１４Ｚ、ベースプレート１５の計八枚の薄い金属板を、それぞれ接着剤にて重ね接合して積層した構造としている。
【００２７】
ノズルプレート１１には図４・図５に示すように、微小径（本実施形態では、２５μｍ程度）のインク噴射用のノズル３５が、プレスにより多数穿設されている。このノズル３５は、当該ノズルプレート１１における長手方向に沿って、微小の間隔をおいて千鳥状の二列に配列されている。
【００２８】
ベースプレート１５（第１平板Ｐ１）には図５に示すように、複数の圧力室３６・３６・・・が、ベースプレート１５の長手方向に沿って千鳥状配列で二列に穿設されている。圧力室３６の具体的な形状が図５に示されるが、この図に示すように各圧力室３６は、その長手方向が該ベースプレート１５の長手方向に対して直交するように、細幅に形成されている。
【００２９】
そして図６に示すように、各圧力室３６の一端部３６ａが、三枚のスペーサプレート１４Ｘ・１４Ｙ・１４Ｚ、二枚のマニホールドプレート１３Ｘ・１３Ｙ、およびダンパプレート１２に同じく千鳥状配列で穿設されている微小径の貫通孔３７を介して、ノズルプレート１１における前述のノズル３５に連通している。
【００３０】
ベースプレート１５に隣接する上側スペーサプレート１４Ｘ（第４平板Ｐ４）には、各圧力室３６に対応する位置にインク供給孔（連絡流路）３８が穿設され、このインク供給孔３８が、各圧力室３６の他端部３６ｂに接続される。すぐ下側に位置する中間スペーサプレート１４Ｙ（第３平板Ｐ３）には絞り部（制限流路）４３が、該中間スペーサプレート１４Ｙの面方向に沿って細長く（具体的には、前記圧力室３６の長手方向と平行に細長く）、板厚方向に貫通させて形成される。前記インク供給孔３８は、この絞り部４３の一端に連通される。
絞り部４３の他端は、下側スペーサプレート１４Ｚ（第５平板Ｐ５）に貫通して設けられた導入孔（連絡流路）４４を介して、後述する共通インク室７に連通する。
【００３１】
共通インク室７から絞り部４３、圧力室３６と経てノズル３５に至るインク流路の輪郭を斜視図で示したものが図７であり、この図においては絞り部４３を実線で強調して示してある。
この図７に示すように、絞り部４３はその長手方向中央部において細く絞られた形状とされている。即ち、インク供給孔３８を介して圧力室３６へ接続する端部や、導入孔４４を介して共通インク室７に接続する端部よりも、長手方向中間部の流路断面積（絞り部４３の長さ方向と直交する断面の面積）Ｓが小さくなるよう構成されている。そして、この絞り部４３の中間部の流路断面積Ｓが、共通インク室７から圧力室３６まで至るインク流路において最小とされている。
この絞り作用によって、後述するアクチュエータ２０が駆動した際に、圧力室３６内のインクに生じた圧力が共通インク室７側に向かうのを制限して、ノズル３５側に効率よく向かわせ、効率のよいインク噴射を行うことができる。なお、絞り部４３の両端は中間部よりも流路断面積を大きく構成してあるので、三枚のスペーサプレート１４Ｘ・１４Ｙ・１４Ｚの貼り合わせの際に多少の位置ズレが生じても、導入孔４４・絞り部４３間、及び、絞り部４３・インク供給孔３８間の連通は確実に確保される（貼りズレに対する許容マージンが増大されている）。
【００３２】
図５に示すように、二枚のマニホールドプレート（１３Ｘ・１３Ｙ）のうちスペーサプレート１４Ｘ〜１４Ｚに近い側の上側マニホールドプレート１３Ｘには、二つのインク室半部１３ａ・１３ａが貫通状に形成されている。一方、ノズルプレート１１側に位置する下側マニホールドプレート１３Ｙには、二つのインク室半部１３ｂ・１３ｂが、上側マニホールドプレート１３Ｘに向けてのみ開放するように凹設されている。なお、本実施形態においては、インク室半部１３ａ・１３ｂともにエッチングで形成され、下側の半部１３ｂはハーフエッチングで形成されている。
この構成で、二枚のマニホールドプレート１３Ｘ・１３Ｙと下側スペーサプレート１４Ｚの計三枚を積層することにより、対応する上下のインク室半部１３ａ・１３ｂが相互に接合されて、貫通孔３７の列の両側に一つずつ、計二つの共通インク室７・７が図６のように形成される。従って本実施形態においては、この二枚のマニホールドプレート１３Ｘ・１３Ｙが、本発明の第２平板Ｐ２に相当する。
【００３３】
なお、貫通孔３７の列の両側に二つの共通インク室７・７を設けたのは、二列に配置された圧力室３６に対応させるためである。即ち、二列配置されるうちの一列側の圧力室群は一方の共通インク室７に、残りの一列側の圧力室群は他方の共通インク室７に、それぞれ連通されているのである。
このようにインクジェットヘッド６を構成することで、二つの共通インク室７・７に互いに異なる色のインクを供給して一つのインクジェットヘッド６で二色の印字を行わせる印字形態に用いることをも可能にし、インクジェットヘッド６の汎用性を高めて部品の種類の低減を図っている。ただし本実施形態においては、双方の共通インク室７・７に同色のインクを供給し、二列のノズル３５で単色の高解像度の印字を行わせる印字形態を採っている。
【００３４】
図５に示すように、マニホールドプレート１３Ｘ・１３Ｙのすぐ下に位置するダンパプレート１２には、ダンパ溝１２ｃ・１２ｃが凹設される。このダンパ溝１２ｃ・１２ｃはマニホールドプレート１３Ｙ側に向けてのみ開放するように形成され、その位置および形状は前記共通インク室７・７と一致させている。
従って、マニホールドプレート１３Ｘ・１３Ｙおよびダンパプレート１２を接合したときは、マニホールドプレート１３Ｙのインク室半部１３ｂを凹設してある部分（ダンパ部４２）に、前記ダンパ溝１２ｃが位置する。ここでマニホールドプレート１３Ｙは適宜弾性変形し得る金属素材（例えば、ステンレス鋼）で構成されているので、このダンパ部４２は、共通インク室７側にも、ダンパ溝１２ｃ側にも、自由に振動することができる。
以上の構成により、インク噴射時に圧力室３６で発生した圧力変動が共通インク室７に伝播しても、該ダンパ部４２が弾性変形して振動することによって当該圧力変動を吸収減衰させることができ（ダンパ作用）、圧力変動が他の圧力室３６へ伝播してしまうクロストークを防止することができる。
【００３５】
図４に示すように、ベースプレート１５には二つのインク供給孔３９ａ・３９ａが穿設され、スペーサプレート１４Ｘ・１４Ｙ・１４Ｚにおいても同様にインク供給孔３９ｂ〜３９ｄが二つずつ穿設されている。ベースプレート１５とスペーサプレート１４Ｘ・１４Ｙ・１４Ｚとを接合することで、対応するインク供給孔３９ａ〜３９ｄが互いに接続され、前述の二つの共通インク室７・７のそれぞれに対応するインク供給口３９・３９が形成される。
インクジェットヘッド６の小型化の要請から、このインク供給口３９・３９は、複数の圧力室３６・３６・・・のなす列の端部に近い位置に穿設され、また、二つのインク供給口３９・３９は互いに接近して配置されている。
【００３６】
以上のキャビティプレート１０の構成により、前述のインク供給口３９・３９から共通インク室７・７内に流入したインクは、導入孔４４から絞り部４３→インク供給孔３８と経由して、各圧力室３６の他端部３６ｂ側から供給される。そして、それぞれの圧力室３６において後述のアクチュエータ２０により噴射エネルギーを与えられたインクは、その一端部３６ａから各貫通孔３７・３７・・・を経由した後、対応するノズル３５に至って噴射される。
【００３７】
図８はアクチュエータ２０の分解拡大斜視図を示すものである。アクチュエータ２０は図６や図８に示すように、二種類の圧電シート２１・２２と、一枚の絶縁シート２３とを積層した構造である。一方の圧電シート２１の上面には、キャビティプレート１０における各圧力室３６毎に対応した細幅の複数の駆動電極２４が、千鳥状配列で設けられている。各駆動電極２４の一端部２４ａは、アクチュエータ２０の表裏面２０ａ・２０ｂと直交する左右側面に露出するように形成されている。
【００３８】
もう一つの圧電シート２２の上面には、複数の圧力室３６に対して共通のコモン電極２５が設けられている。コモン電極２５の一端部２５ａも、各駆動電極２４の一端部２４ａと同様、左右側面に露出するように形成されている。圧電シート２１・２２は、図示のように１枚ずつ交互に積層するだけでなく、交互に複数枚積層することもできる。各駆動電極２４とコモン電極２５とに挟まれる圧電シート２１・２２におけるそれぞれの領域は、各圧力室３６ごとに対応した圧力発生部となる。
【００３９】
最上段の絶縁シート２３の上面には、各駆動電極２４の各々に対する表面電極２６と、コモン電極２５に対する表面電極２７とが、左右側面に沿って並ぶように設けられている。
【００４０】
また、左右側面には、各駆動電極２４の一端部２４ａに第１の凹み溝３０が、コモン電極２５の一端部２５ａに第２の凹み溝３１が、それぞれ積層方向に延びるように設けられている。各第１の凹み溝３０内には、各駆動電極２４と各表面電極２６とを電気的に接続する側面電極（図示せず）が、第２の凹み溝３１内には、コモン電極２５と表面電極２７とを電気的に接続する側面電極（図示せず）が、それぞれ形成されている。なお、符号２８および２９の電極は、捨てパターンの電極である。
【００４１】
以上のような構成のキャビティプレート１０とアクチュエータ２０とは、キャビティプレート１０における各圧力室３６と、アクチュエータ２０における駆動電極２４とが対応するように積層される。また、アクチュエータ２０における上側の表面２０ａにおいて、フレキシブルフラットケーブル４０における各種の配線パターン（図示せず）が、各表面電極２６・２７に電気的に接合される。
【００４２】
そして、インクジェットヘッド６におけるアクチュエータ２０の各駆動電極２４のうち任意の駆動電極２４とコモン電極２５との間に電圧を印加すると、圧電シート２２のうち電圧を印加した駆動電極２４の部分（即ち圧力発生部）に、圧電による積層方向の歪みが発生し、圧力室３６の容積が縮小する。こうして圧力室３６内のインクに噴射エネルギーが与えられ、インクはノズル３５から液滴状に噴射され、用紙６２への所定の印字が行われる。
【００４３】
上述したように本実施形態においては、圧力室３６を形成する平板（第１平板Ｐ１たるベースプレート１５）と異なる平板（第３平板Ｐ３たる中間スペーサプレート１４Ｙ）に制限流路たる絞り部４３を形成している。そしてこの絞り部４３は中間スペーサプレート１４Ｙの面方向に沿って長く形成されており、かつ、前記圧力室３６とインク供給孔３８を介して接続する一端から、複数の圧力室３６のなす平面と平行な方向に伸びて形成されている。
従って、インクジェットヘッド内部に各ノズル３５に対応した流路を配置する際に、圧力室３６と絞り部４３との干渉を避けることができる。この結果、インクジェットヘッド６のコンパクト化を図ることができるとともに、高解像度化のニーズに基づく高集積化の要請にも容易に対応することができる。また、絞り部４３は複数の圧力室３６がなす平面と平行な方向に伸びているから、流路スペースの平板積層方向の増大もわずかとすることができる。
【００４４】
特に本実施形態においては、絞り部４３からインク供給孔３８を介して圧力室３６へ流れる経路は側面視「コ」字状をなしており、絞り部４３に流入したインクは図７に示すようにインク供給孔３８から圧力室３６に至った際に向きを反転させ、折り返し状に流れることになる。
このように圧力室３６と絞り部４３とが平板積層方向で重複する流路配置となっているから、導入孔４４から絞り部４３・圧力室３６・インク供給孔３８を介してノズル３５へ至るインク流路を、小さい幅（図６・図７に示す幅Ｗ）の中に合理的に収めることができる。
【００４５】
なお、本実施形態においては図６に示すように、絞り部４３は第３平板Ｐ３たる中間スペーサプレート１４Ｙに貫通状に形成されており、これにより絞り部４３の流路抵抗のバラツキを抑えて、ノズル３５からのインク噴射量のバラツキの低減を図っている。
即ち、絞り部（制限流路）４３の流路抵抗は前述のように噴射の際に圧力室３６から共通インク室７側に向かうインクの流れに大きく影響するため、この制限流路の流路抵抗を精度良く定めることが、ノズル３５からのインク噴射量のバラツキを抑えるために極めて重要である。しかしながら図１１の従来の構成に示すように、この制限流路３６ｄを平板１５の一側からハーフエッチングにより溝状に形成していたため、エッチング液の温度や劣化の度合いなどの要因によってエッチング速度が容易に変動してしまい、これが溝の深さのバラツキに繋がる。ここで制限流路３６ｄの流路抵抗は流路断面積（＝溝の深さ×溝の幅）に反比例するため、溝の深さのバラツキが流路抵抗のバラツキに直結し、インクの吐出量の過剰あるいは過小による印字品質の低下を招いていたのである。
一方、本実施形態では、図５・図６に示すように、制限流路たる絞り部４３が中間スペーサプレート１４Ｙに板厚方向に貫通状に形成されているから、絞り部４３の深さの精度は中間スペーサプレート１４Ｙの厚みの精度にのみ依存する。これは絞り部４３の深さ、ひいては流路断面積（図７に示す面積Ｓ）を精度良く定めることができることを意味し、この結果として流路抵抗のバラツキを低減でき、インクジェット印字の品質が向上される。
【００４６】
なお、第３平板Ｐ３たる中間スペーサプレート１４Ｙの厚みは、他の平板よりも小さく構成している。具体的には、キャビティプレート１０を構成する八枚の平板１１〜１５のうち、中間スペーサプレート１４Ｙの厚みが最小となるようにしてある。ここで前述のように絞り部４３は貫通状に穿設してあるので、この絞り部４３の深さは中間スペーサプレート１４Ｙの厚みに一致する。従って、絞り部４３の深さも小さくなる結果となる。
ここで絞り部４３の深さが仮に大きいと、インク流に適切な抵抗を付与するために必要な流路断面積Ｓ（＝幅×深さ）とするために流路幅を極端に狭めなければならず、加工が極めて困難になってしまう。しかし本実施形態では、中間スペーサプレート１４Ｙの厚みが小さいため絞り部４３の深さを小さくでき、絞り部４３の流路幅を狭める必要がさほど無いために絞り部４３の加工が容易である。
また、上記構成により、絞り部４３をエッチングだけでなく、プレスにより打ち抜き加工することも可能になる。この場合、絞り部４３の中間の細く絞られた部分と両端の拡大した部分とが接続する箇所に適度な丸みを付けることで、プレス加工が一層容易になる。エッチング加工では絞り部４３の幅を±１５μｍ〜２０μｍの精度で製作できるが、プレス加工では±５μｍの精度で製作できる。
【００４７】
ただし、絞り部４３を貫通状に形成せず、いわゆるハーフエッチングにより形成する構成でも、インク流路をコンパクトなスペースに収めるという本発明の効果は達成可能である。
以下に、絞り部４３をハーフエッチングにより形成した二つの変形例を図９・図１０を参照しながら説明する。
【００４８】
図９に示す構成（変形例１）においては、共通インク室７を形成するマニホールドプレート１３Ｘ・１３Ｙ（第２平板Ｐ２）と中間スペーサプレート１４Ｙ（第３平板Ｐ３）とを、間に平板を介さず隣接させて積層させてある（即ち、下側スペーサプレート１４Ｚを省略している）。そして、第３平板Ｐ３たる中間スペーサプレート１４Ｙに対し、その圧力室３６側を向く面にハーフエッチングを施して、細長い絞り部４３を溝状に凹設している。絞り部４３の一端は、圧力室３６の他端部３６ｂに対し、上側スペーサプレート１４Ｘに貫通状に形成されたインク供給孔３８を介して接続される。絞り部４３の他端は、中間スペーサプレート１４Ｙに貫通状に形成された導入孔４４を介して、共通インク室７に接続される。
この変形例１の構成は、上述のようにインク流路をコンパクトな幅Ｗ内に収めることができるほか、下側スペーサプレート１４Ｚを省略できることから、部品点数を削減できる。
【００４９】
また、図１０に示す構成（変形例２）においては、圧力室３６を形成するベースプレート１５（第１平板Ｐ１）と中間スペーサプレート１４Ｙ（第３平板Ｐ３）とを、間に平板を介さず積層させてある（即ち、上側スペーサプレート１４Ｘを省略している）。そして、第３平板Ｐ３たる中間スペーサプレート１４Ｙに対し、その共通インク室７側を向く面にハーフエッチングを施して、細長い絞り部４３を溝状に凹設している。絞り部４３の一端は、中間スペーサプレート１４Ｙに貫通状に形成されたインク供給孔３８を介して、圧力室３６の他端部３６ｂに対し接続される。絞り部４３の他端は、下側スペーサプレート１４Ｚに貫通状に形成された導入孔４４を介して、共通インク室７に接続される。
この変形例２の構成も上述の変形例１と同様に、インク流路をコンパクトな幅Ｗ内に収めることができるほか、上側スペーサプレート１４Ｘを省略できることから、部品点数を削減できる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００５１】
即ち、請求項１に示す如く、印字面に対しインクを噴射する複数のノズルと、このノズルのそれぞれに対応して設けられるとともに該ノズルに接続される圧力室と、該圧力室の一端にその一端を接続する制限流路と、前記制限流路と前記圧力室とを接続する連絡流路と、この制限流路の他端に接続する、前記圧力室にインクを分配して供給するための共通インク室と、を有する平板積層構造のインクジェットヘッドであって、該ヘッドユニットを構成する平板は、・前記圧力室を形成する第１平板と、・前記共通インク室を形成する第２平板と、・前記制限流路を形成する、前記第１平板と第２平板との間に位置する第３平板と、を少なくとも含み、かつ、前記制限流路は第３平板にその面方向に沿って長く形成されるとともに、前記圧力室と接続する一端から複数の圧力室のなす平面と平行な方向に伸びており、前記制限流路から前記連絡流路を介して前記圧力室へ流れる経路が側面視「コ」字状をなしているので、
インク流路を、コンパクトなスペースの中に合理的に配置できる。即ち、制限流路は第３平板に、圧力室は第１平板に、というように、制限流路と圧力室とを別々の平板に形成しているから、インク流路の配置にあたって圧力室と制限流路との干渉を避けることができる。また、制限流路は複数の圧力室のなす平面と平行な方向に形成しているから、流路の配置スペースの平板積層方向の増大も僅かである。この結果、インク流路の集積度向上が容易となり、インクジェットヘッドのコンパクト化や、画像の高解像度化の要請に基づくノズルの高密度配置にも容易に対応することができる。
また、圧力室と制限流路を別々の平板に形成することで、従来のように両者を同時に高い精度で加工しなければならない課題も解消でき、製造コストを低減することができる。
さらに、制限流路に流入したインクは連絡流路から圧力室に至った際に向きを反転させ、折り返し状に流れることになる。このように圧力室と制限流路とが平板積層方向で重複する流路配置となっているから、制限流路・圧力室・連絡流路を介してノズルへ至るインク流路を、小さい幅の中に合理的に収めることができる。
【００５２】
請求項２に示す如く、前記制限流路は第３平板に貫通状に形成されるとともに、この第３平板と前記第１平板との間に第４平板を介在させて、該第４平板に前記制限流路と前記圧力室とを接続する前記連絡流路を設けたので、
平板に制限流路が貫通状に形成されているから、溝状に凹設する場合に比して、制限流路の断面積の精度を容易に向上させ得る。即ち、溝状に凹設する場合は、溝の加工形状の板厚方向のバラツキが制限流路の断面積のバラツキに繋がり、結果的にノズルからのインク噴射量の過剰あるいは過小の原因となり、印字品質の低下を招いてしまう。この点本発明では、制限流路を平板に貫通状に形成しているから、板厚方向の寸法精度は当該平板の厚みの精度にのみ依存することになる。従って制限流路を、その断面積（流路抵抗）が精度良く所望の値となるように加工でき、結果的にインク噴射量のバラツキが抑えられ、印字品質を向上させることができる。
また、圧力室と制限流路とを繋ぐ連絡流路が、第３平板と第１平板との間の第４平板に形成されている構成であるので、圧力室と制限流路とを隔てる隔壁としての役割を果たす第４平板に連絡流路が貫通状に形成される合理的な構成となる。この結果、共通インク室から圧力室に至る流路の構造を簡素化できる。
【００５３】
請求項３に示す如く、前記第１平板と前記第３平板とは平板を介さず積層させるとともに、前記第３平板の前記第１平板と反対側の面に前記制限流路が溝状に設けられ、かつ、この第３平板に、前記制限流路と前記圧力室とを接続する前記連絡流路が貫通状に設けられているので、
第３平板と第１平板との間の平板を省略できるから、部品点数を削減することができ、製造コスト・製造工数の低減に寄与できる。
【００５４】
請求項４に示す如く、前記制限流路は前記平板の積層方向において前記共通インク室と前記圧力室との間にあって、前記第２平板と前記第３平板とは平板を介さず積層させるとともに、前記第３平板の前記第２平板と反対側の面に前記制限流路が溝状に設けられ、かつ、この第３平板に、前記制限流路と前記共通インク室とを接続する前記連絡流路が貫通状に設けられているので、
制限流路が前記共通インク室と前記圧力室との間にある構成であるから、共通インク室→制限流路→圧力室と流れるインク流路を合理的に配置することができる。更には、第３平板と第２平板との間の平板を省略できるから、部品点数を削減することができ、製造コスト・製造工数の低減に寄与できる。
【００５５】
請求項５に示す如く、印字面に対しインクを噴射する複数のノズルと、このノズルのそれぞれに対応して設けられるとともに該ノズルに接続される圧力室と、該圧力室の一端にその一端を接続する制限流路と、前記制限流路と前記圧力室とを接続する連絡流路と、この制限流路の他端に接続する、前記圧力室にインクを分配して供給するための共通インク室と、を有する平板積層構造のインクジェットヘッドであって、該ヘッドユニットを構成する平板は、・前記圧力室を形成する第１平板と、・前記共通インク室を形成する第２平板と、・前記制限流路を形成する、前記第１平板と第２平板との間に位置する第３平板と、を少なくとも含み、かつ、前記制限流路は前記第３平板にその面方向に沿って長く形成されるとともに板厚方向に貫通して形成され、また、前記制限流路は、その長さ方向と直交する断面が、前記共通インク室から圧力室に至るインク流路において最小の断面積を有し、前記制限流路から前記連絡流路を介して前記圧力室へ流れる経路が側面視「コ」字状をなしているので、
インク流路を、コンパクトなスペースの中に合理的に配置できる。即ち、制限流路は第３平板に、圧力室は第１平板に、というように、制限流路と圧力室とを別々の平板に形成しているから、インク流路の配置にあたって圧力室と制限流路との干渉を避けることができる。また、制限流路は、第３平板にその面方向に沿って長く形成しているから、流路の配置スペースの平板積層方向の増大も僅かである。この結果、インク流路の集積度向上が容易となり、インクジェットヘッドのコンパクト化や、画像の高解像度化の要請に基づくノズルの高密度配置にも容易に対応することができる。
また、圧力室と制限流路を別々の平板に形成することで、従来のように両者を同時に高い精度で加工しなければならない課題も解消でき、製造コストを低減することができる。
また制限流路が第３平板に貫通状に形成されているから、前記請求項２の効果と同様に、溝状に凹設する場合に比して、当該制限流路の断面積の精度を容易に向上させ得る。そして、この断面の断面積が、前記共通インク室から圧力室に至るインク流路において最小の断面積となっているので、この制限流路の流路抵抗により、噴射に際して圧力室から共通インク室へ向かうインク流を適切にコントロールできるから、ノズルからのインクの噴射量のバラツキが低減されて、印字品質の低下が回避される。
さらに、制限流路に流入したインクは連絡流路から圧力室に至った際に向きを反転させ、折り返し状に流れることになる。このように圧力室と制限流路とが平板積層方向で重複する流路配置となっているから、制限流路・圧力室・連絡流路を介してノズルへ至るインク流路を、小さい幅の中に合理的に収めることができる。
【００５６】
請求項６に示す如く、前記制限流路は、前記共通インク室と前記圧力室とに接続する両端よりも、その中間の方が断面積が小さいので、
制限流路の中間部において流路抵抗を精度良く定めると同時に、その両端は断面積を大きくしてあるので、共通インク室や圧力室に対する接続が確実になされる。即ち、第３平板と第２平板との間に貼りズレが少々あっても、あるいは第３平板と第１平板との間に多少の貼りズレがあっても、共通インク室・制限流路間、および、制限流路・圧力室間の接続が確実に保たれる。
【００５７】
請求項７に示す如く、前記第３平板は、インクジェットヘッドを構成する積層平板のうち最も薄いので、
絞り部の深さ（第３平板の厚さと等しくなる）を小さくできるから、絞り部の幅をある程度大きくしても、インク流量を絞るために必要な流路抵抗を発生させることができる。従って、絞り部の形成が容易となる。
【００５８】
請求項８に示す如く、前記制限流路は、前記平板の積層方向において前記共通インク室と圧力室との間に位置させるとともに、前記第３平板と前記第１平板との間に第４平板を介在させ、この第４平板に前記制限流路と前記圧力室とを接続する連絡流路を設け、かつ、前記第３平板と前記第２平板との間に第５平板を介在させ、この第５平板に、前記制限流路と前記共通インク室とを接続する前記連絡流路を設けたので、
制限流路が前記共通インク室と前記圧力室との間にある構成であるから、共通インク室→制限流路→圧力室と流れるインク流路を合理的に配置することができる。
更には、圧力室と制限流路とを繋ぐ連絡流路が、第３平板と第１平板との間の第４平板に、制限流路と共通インク室とを繋ぐ連絡流路が、第３平板と第２平板との間の第５平板に、それぞれ形成されている構成であるので、圧力室・制限流路・共通インク室の三者を互いに隔てる隔壁としての役割を果たす第４・第５平板に連絡流路が貫通状に形成される合理的な構成となる。この結果、共通インク室から圧力室に至る流路の構造を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を適用したカラーインクジェットプリンタを示す斜視図。
【図２】  プリンタヘッドの断面図。
【図３】  ヘッドユニットの分解斜視図。
【図４】  キャビティプレートの積層構造を示す分解斜視図。
【図５】  図４におけるＶ−Ｖ断面拡大斜視図。
【図６】  図３におけるVI−VI断面拡大図。
【図７】  共通インク室から絞り部・圧力室を経由してノズルに至るインク流路を示した斜視図。
【図８】  アクチュエータの積層構造を示す分解斜視図。
【図９】  絞り部の構成の変形例１を示す断面図。
【図１０】  絞り部の構成の変形例２を示す断面図。
【図１１】  従来のインクジェットヘッドの制限流路の構成を示す断面図。
【符号の説明】
６  インクジェットヘッド
７  共通インク室
１１〜１５  平板
Ｐ１  第１平板（ベースプレート１５）
Ｐ２  第２平板（上側スペーサプレート１４Ｘ）
Ｐ３  第３平板（中間スペーサプレート１４Ｙ）
Ｐ４  第４平板（下側スペーサプレート１４Ｚ）
Ｐ５  第５平板（マニホールドプレート１３Ｘ・１３Ｙ）
３５  ノズル
３６  圧力室
３８  インク供給孔（連絡流路）
４３  絞り部（制限流路）
４４  導入孔（連絡流路）
【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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【図１１】
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