(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチャンネルが整列状態で形成され、各チャンネル内にそれぞれ収容されたインクを当該チャンネルの出口端側に設けられたノズル孔より液滴として噴射する基板と、
前記複数のチャンネルの整列方向に延出され、かつ前記各チャンネルの入口端側と、それと直交しかつ前記整列方向と平行な側とを開口した凹部からなるインク供給路が形成されたマニホールドと、
前記基板と前記マニホールドとに固定され、前記インク供給路の、前記チャンネルの入口端と直交した側の開口を覆うプレート部材と
を備え、前記インク供給路の前記チャンネルの入口側端の開口が前記複数のチャンネルの入口端と接続され、インク供給源から供給されたインクを前記インク供給路を経て前記各チャンネルの入口端に対して供給するインクジェットヘッドであって、
前記マニホールドは、
前記インク供給路の前記チャンネルの入口端側の開口端に沿って複数個設けられ、間に、前記マニホールドのインク供給路内のインクを前記各チャンネル内に導入する流路を前記各チャンネル毎に形成する開口部形成部材を、前記インク供給路の前記プレート部材と対向する底壁から前記プレート部材側へ向け突出形成して備え、
前記開口部形成部材間の前記流路をその断面形状が、前記インク供給路側の開口端から前記チャンネルへ向けて徐々に狭まる形状とし、
前記インク供給路内のインクに含まれる気泡を、徐々に前記チャンネルの入口端の少なくとも対向する２辺の形状に近づくように気泡を変形させ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において、
前記チャンネルの入口端は、直交する２つの幅のうち一方を他方よりも大きな形状とし、前記開口部形成部材は、前記開口端を、直交する２つの幅が前記チャンネルの入口端の２つの幅の差よりも小さい差を有し、そのインク供給路側の開口端から前記チャンネルの入口端に向かって徐々に狭まる断面形状を有する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または請求項２に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記開口部形成部材間の前記流路の、前記インク供給側の開口端は、直交する２つの幅のうち、前記複数のチャンネルの整列方向と直交する一方の幅を、前記複数のチャンネルの整列方向と平行な他方の幅よりも大きな形状とし、後者の幅が前記チャンネルへ向けて徐々に狭ま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または２に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記複数のチャンネルは、複数列を成しながら各列においてそれぞれ整列状態で形成され、前記インク供給路は、前記複数のチャンネルの各列に沿ってそれぞれ形成され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ヘッドに係り、詳しくは、インクを噴射して被記録媒体に印字を行うインクジェット方式の印字装置に用いられるインクジェットヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、これまでのインパクト方式の印字装置にとってかわり、その市場を大きく拡大しつつあるノンインパクト方式の印字装置の中で、原理が最も単純であり且つ多階調化やカラー化が容易であるものとして、インクジェット方式の印字装置があげられる。
【０００３】
本出願人も、インクジェット方式の印字装置に用いられるインクジェットヘッドとして、特開平１０−２７２７７０号公報に開示されるように、インクを収容する複数のチャンネルが整列状態で形成され、かつ前記チャンネル内のインクをノズルより液滴として噴射するように駆動するアクチュエータと、前記チャンネルの入口端側において前記アクチュエータに接合されるものであって、各前記チャンネルへインクを供給するため、複数の前記チャンネルの整列方向に延び、かつ前記チャンネルの各入口端に対して共通的に開口する供給路が形成されたマニホールドとを備えるものを提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、インクジェット方式の印字装置では、インクジェットヘッドに供給するインクには、微少な気泡が溶存していたり、塵埃が混入していることがある。この気泡が成長してインク流路を閉塞したり、塵埃によりインクの噴射不良が生じて印字品質が低下するおそれがある。
【０００５】
そこで、インクジェットヘッドのインク噴射機能を回復・維持するために、パージ動作を行うことが知られている。パージ動作では、インクジェットヘッドのノズル面に吸引キャップを接触させた状態で、吸引キャップに接続された吸引ポンプにより大きな負圧力を発生させ、吸引キャップを通じてインクジェットヘッド内部のインクを気泡や塵埃と共に所定量吸引することにより、インク流路内にインクを充填すると共に、インク流路内の気泡や塵埃を吸引キャップ側へ排出する。
【０００６】
しかし、前記公報に記載のインクジェットヘッドでは、前記チャンネルの入口端がヘッド形成部材の平坦面に開口しているため、インク中に比較的大きな球状の気泡が含まれている場合、パージ動作を実施しても当該大きな気泡を排出することが難しく、インクの噴射不良が生じ易くなるという問題があった。
【０００７】
すなわち、図１７にその状態を示す。図１７（ａ’）及び図１７（ｂ’）はマニホールド内のインク供給路４１内からチャンネル溝３１の入口端側を見た正面図である。図１７（ａ）及び図１７（ｂ）はチャンネル溝３１の入口端側を拡大した断面図であり、図１７（ａ’）、図１７（ｂ’）のＸ−Ｘ線断面図である。
【０００８】
パージ動作やフラッシング動作で生じたインクの流れにより、比較的大きな気泡ＥＢがチャンネル溝３１の入口端に付着しても、気泡ＥＢはその入口端の一部のみを封鎖し、入口端には封鎖されない部分３１ａが生じる。一方、チャンネル溝３１の入口端は平面上に開口しているため、部分３１ａから流れ込むインクは、気泡ＥＢのまわりの広い空間を自由に流れるだけで、気泡ＥＢをチャンネル溝３１に引き込むように変形させるにはいたらない。つまり、気泡ＥＢは、表面張力により、その表面積を最小にするように球形になろうとしている。図１７（ｂ）のように気泡ＥＢがチャンネル溝３１に少し入り込んだ状態でも、その表面積変化が急激なため、球形に復元しようとする力も大きく、容易にはチャンネル溝３１には引き込まれない。その結果、パージ動作やフラッシング動作を繰り返しても、気泡ＥＢを排出することができない事態が発生し、チャンネル溝３１へインクが供給不足になったり、噴射不能になったりして印字品質が低下していた。
【０００９】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、気泡を排出しやすくしてインクの噴射不良を防止し正常な印字を行うことが可能なインクジェットヘッドを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、複数のチャンネルが整列状態で形成され、各チャンネル内にそれぞれ収容されたインクを当該チャンネルの出口端側に設けられたノズル孔より液滴として噴射する基板と、前記複数のチャンネルの整列方向に延出され、かつ前記各チャンネルの入口端側と、それと直交しかつ前記整列方向と平行な側とを開口した凹部からなるインク供給路が形成されたマニホールドと、前記基板と前記マニホールドとに固定され、前記インク供給路の、前記チャンネルの入口端と直交した側の開口を覆うプレート部材とを備え、前記インク供給路の前記チャンネルの入口側端の開口が前記複数のチャンネルの入口端と接続され、インク供給源から供給されたインクを前記インク供給路を経て前記各チャンネルの入口端に対して供給するインクジェットヘッドであって、前記マニホールドは、前記インク供給路の前記チャンネルの入口端側の開口端に沿って複数個設けられ、間に、前記マニホールドのインク供給路内のインクを前記各チャンネル内に導入する流路を前記各チャンネル毎に形成する開口部形成部材を、前記インク供給路の前記プレート部材と対向する底壁から前記プレート部材側へ向け突出形成して備え、前記開口部形成部材間の前記流路をその断面形状が、前記インク供給路側の開口端から前記チャンネルへ向けて徐々に狭まる形状とし、前記インク供給路内のインクに含まれる気泡を、徐々に前記チャンネルの入口端の少なくとも対向する２辺の形状に近づくように気泡を変形させることをその要旨とする。
【００１１】
従って、本発明によれば、マニホールドのインク供給路内のインクに含まれる気泡の形状が徐々に変形されてチャンネルの入口端の少なくとも対向する２辺の形状に近づけられることで、当該気泡がチャンネル内にスムーズに導入されるため、パージ動作及びフラッシング動作により当該気泡を排出することが可能になり、インクの噴射不良を防止して正常な印字を行うことができる。なお、気泡の形状を必ずしも上記入口端の形状に一致するように近づけなくてもよく、少なくとも、上記入口端の対向する２辺と気泡の外形とが近づくように気泡を変形させればよい。
【００１２】
ところで、請求項２に記載の発明のように、請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記チャンネルの入口端は、直交する２つの幅のうち一方を他方よりも大きな形状とし、前記開口部形成部材は、前記開口端を、直交する２つの幅が前記チャンネルの入口端の２つの幅の差よりも小さい差を有し、そのインク供給路側の開口端から前記チャンネルの入口端に向かって徐々に狭まる断面形状を有するようにしてもよい。
【００１３】
次に、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記開口部形成部材間の前記流路の、前記インク供給側の開口端は、直交する２つの幅のうち、前記複数のチャンネルの整列方向と直交する一方の幅を、前記複数のチャンネルの整列方向と平行な他方の幅よりも大きな形状とし、後者の幅が前記チャンネルへ向けて徐々に狭まることをその要旨とする。
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【００２６】
次に、請求項４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、前記複数のチャンネルは、複数列を成しながら各列においてそれぞれ整列状態で形成され、前記インク供給路は、前記複数のチャンネルの各列に沿ってそれぞれ形成されたことをその要旨とする。
【００２７】
本発明のように、複数のチャンネルが複数列を成しながら各列においてそれぞれ整列状態で形成され、インク供給路が複数のチャンネルの各列に沿ってそれぞれ形成されていることで各列ごとに異なるインクを用いる例えば多色印字を実現できる。この場合、各列が相互に接近していると、インク供給路の容積や断面積をそれほど大きくすることができないため、気泡の成長に対して充分な容積を確保できず、インク供給路内に気泡や塵埃を長期にわたって滞留させることができず、気泡がチャンネル内に引き込まれてチャンネル内で滞留し易い。また、流量の増加による圧力損失の増大によりインクの噴射不良が起こり易くなる。そのため、請求項１または２に記載の発明のように、インク供給路内の気泡を効果的に除去できることは重要な意義がある。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面と共に説明する。なお、以下に述べる発明の実施の形態において、特許請求の範囲（請求項１〜４）または課題を解決するための手段に記載の「インク供給源」はインクカートリッジ５０９に相当する。
【００２９】
図１は、本実施形態のインクジェットヘッド６００を備えたカラーインクジェットプリンタ１の概略構成を示す斜視図である。
ガイドロッド５０１及びガイド部材５０２はプリンタフレーム５０３に固定されている。
【００３０】
キャリッジ５０４はガイドロッド５０１及びガイド部材５０２に各々スライド可能に支持され、ベルト５０５に固着されて、キャリッジモータ５０６により駆動されて往復移動される。ベルト５０５は、長尺形状のガイドロッド５０１及びガイド部材５０２の両端部近傍に配置されている各プーリ５０７に巻回されている。一方のプーリ５０７はキャリッジモータ５０６の駆動軸に接続されている。
【００３１】
キャリッジ５０４には、２組のインクジェットヘッド６００が並べて配置されたヘッドユニット５０８が取り付けられている。各インクジェットヘッド６００には後述する駆動制御回路（図示略）が接続されている。各インクジェットヘッド６００の後部には、後述する各ノズル孔（図示略）へインクを供給するインクカートリッジ５０９が着脱可能に搭載されている。
【００３２】
インクジェットヘッド６００と対向する位置には、被記録媒体として印字用紙Ｐを搬送する搬送機構ＬＦが配設されている。搬送機構ＬＦは、搬送モータ５１０の駆動により回転するプラテンローラ５１１の回転によって印字用紙Ｐを搬送する。プラテンローラ５１１のローラ軸５１２はプリンタフレーム５０３に回動可能に支承されている。
【００３３】
このように、カラーインクジェットプリンタ１においては、キャリッジ５０４の往復移動と印字用紙Ｐの搬送とが協働して、インクジェットヘッド６００から印字用紙Ｐ上の所望の領域へインクの液滴を噴射して所望の印字を行う。
なお、カラーインクジェットプリンタ１は４色（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）のカラーインクによるカラー印字を行うため、インクカートリッジ５０９には４色のカラーインクが貯留されている。そして、後述するようにインクジェットヘッド６００は２色のカラーインクを独立して噴射するように構成されているため、４色のカラーインクに対して２組のインクジェットヘッド６００が設けられている。
【００３４】
また、カラーインクジェットプリンタ１には、インクジェットヘッド６００のインク噴射動作の維持・回復を行う維持・回復機構ＲＭが設けられている。維持・回復機構ＲＭは、パージ装置５１３及びフラッシング用インク吸収部材５１６から構成されている。
【００３５】
パージ装置５１３は、プラテンローラ５１１の側方において、リセット状態にあるインクジェットヘッド６００に対向配置されている。そして、パージ装置５１３は、インクジェットヘッド６００のノズル面に吸引キャップ５１４を接触させた状態で、吸引キャップ５１４に接続された吸引ポンプ５１５により大きな負圧力を発生させ、吸引キャップ５１４を通じてインクジェットヘッド６００内部のインクを気泡や塵埃と共に所定量吸引するというパージ動作を行う。このパージ動作により、インクジェットヘッド６００の内部に気泡や塵埃が残留することが原因で発生する噴射不良を解消することが可能になり、良好な噴射状態の回復を図ることができる。
【００３６】
フラッシング用インク吸収部材５１６は、インクの吸収性に優れた多孔質材料の板材から成り、パージ装置５１３の反対側のプラテンローラ５１１の側方において、リセット状態にあるインクジェットヘッド６００に対向配置されている。そして、インクジェットヘッド６００から印字用紙Ｐに対してインクを噴射するのに先立ち、インクジェットヘッド６００からフラッシング用インク吸収部材５１６に対してインクを噴射させるフラッシング動作を行う。このフラッシング動作により、インクジェットヘッド６００の内部に残留する気泡や塵埃をインクと共にフラッシング用インク吸収部材５１６へ排出することが可能になるため、パージ動作と相まって、噴射不良を解消し良好な噴射状態の回復を図ることができる。
【００３７】
図２は、インクジェットヘッド６００を示す斜視図である。
インクジェットヘッド６００は、圧電素子を備えた基板１１，１２、マニホールド部材１３，１４、プレート部材１５、ノズルプレート１６から構成されている。
【００３８】
平板矩形状のプレート部材１５の前部両側には平板矩形状の各基板１１，１２が貼付固定され、プレート部材１５の後部両側には平板矩形状の各マニホールド部材１３，１４が貼付固定されている。すなわち、プレート部材１５は、各基板１１，１２よりも後端側に延長されており、そのプレート部材１５の延長部の両側面と各基板１１，１２の後端面とが成すそれぞれのコーナー部に、マニホールド部材１３，１４の前端部が接続されている。そして、各基板１１，１２，プレート部材１５，ノズルプレート１６によりアクチュエータ２４が構成されている。
【００３９】
各基板１１，１２及びプレート部材１５の前端面は面一になっており、その前端面を塞ぐように平板状のノズルプレート１６が貼付固定されている。
各基板１１，１２と各マニホールド部材１３，１４とプレート部材１５とのそれぞれの接続部分（各基板１１，１２の後端部、各マニホールド部材１３，１４の外周部、プレート部材１５の後部）には適宜な材料（例えば、シリコンゴムなど）から成る封止材１７が塗布され、その封止材１７によりマニホールド部材１３，１４が基板１１，１２とプレート部材１５に対して固定されると共に、マニホールド部材１３，１４からのインクの漏れが防止される。
【００４０】
各基板１１，１２の前端部には、後述するダミー溝（図示略）に接続連通される複数の導出溝２１が形成されている。また、各マニホールド部材１３，１４の下部には円形のインク供給孔２２が形成されている。
図３は、インクジェットヘッド６００から封止材１７を除いた状態を示す斜視図である。
【００４１】
各マニホールド部材１３，１４の前端部には、後述するダミー溝に接続連通される複数の導入溝２３が形成されている。なお、図２に示すように、各導入溝２３は封止材１７により封止されている。
図４は、インクジェットヘッド６００の一部縦断面図であり、図２におけるＹ−Ｙ線に沿う断面図である。
【００４２】
図５は、各基板１１，１２の一部分を前端側から見た状態を示す斜視図である。
図６は、インクジェットヘッド６００の横断面図であり、図２におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【００４３】
図７は、インクジェットヘッド６００から各マニホールド部材１３，１４を取り外した状態を示す分解斜視図である。
図８は、マニホールド部材１４の一部分を裏面（プレート部材１５と接続される面）側から見た状態を示す斜視図である。
【００４４】
図９は、マニホールド部材１４及び基板１２の一部分の裏面側を示す平面図である。
図１０は、マニホールド部材１３の裏面側を示す平面図である。
図１１は、マニホールド部材１４の裏面側を示す平面図である。
【００４５】
なお、図４〜図９はインクジェットヘッド６００の構成を説明するための模式図であり、インクジェットヘッド６００の各部材の寸法が各図面間で合致していない箇所があるが、これは各部材の構成を分かり易くするためである。また、図１０及び図１１は実際のマニホールド部材１３，１４を示すものであるため、図４〜図９とは各部材の寸法形状が合致していない箇所がある。
【００４６】
図４及び図５に示すように、各基板１１，１２の裏面（プレート部材１５と接続される面）側には、図２に示すインクジェットヘッド６００の横断面方向と平行に、直線溝状のチャンネル溝３１とダミー溝３２とが交互に整列状態で複数本形成されている。各チャンネル溝３１及び各ダミー溝３２の開放された天部はプレート部材１５により蓋がされており、プレート部材１５により蓋がされたチャンネル溝３１によりアクチュエータ２４の噴射チャンネルが形成され、プレート部材１５により蓋がされたダミー溝３２によりアクチュエータ２４のダミーチャンネルが形成されている。
【００４７】
各チャンネル溝３１及び各ダミー溝３２の側壁部はそれぞれ、逆方向に分極された適宜な圧電材料（例えば、圧電セラミックスなど）から成るせん断モード型の上部壁３３及び下部壁３４から形成されている。すなわち、上部壁３３は、プレート部材１５に接続されると共に、プレート部材１５の方向（矢印Ａ方向）に分極されている。また、下部壁３４は、各溝３１，３２の底部と接続されると共に、上部壁３３の分極方向とは反対方向（矢印Ｂ方向）に分極されている。
【００４８】
各チャンネル溝３１の底部を含む内壁面には電極３５が形成され、各ダミー溝３２の底部を除く両側壁面にはそれぞれ電極３６が形成されている。そして、各チャンネル溝３１に設けられた電極３５はそれぞれアースされ、各ダミー溝３２に設けられた電極３６はそれぞれ駆動制御回路３７に接続されている。駆動制御回路３７は、駆動信号を生成して各電極３６に印加する。
【００４９】
図４及び図６に示すように、ノズルプレート１６における各チャンネル溝３１の出口端にはノズル孔１６ａが形成されている。
図６に示すように、各基板１１，１２がプレート部材１５の両面に接続されることにより、各基板１１，１２に形成された複数のチャンネル溝３１が２列を成しながらそれぞれ整列状態で配列され、各列の各チャンネル溝３１により独立した２列のチャンネル群が構成されている。また、各チャンネル溝３１及び各ダミー溝３２は各基板１１，１２の幅方向いっぱいに形成され、各チャンネル溝３１及び各ダミー溝３２の両端部は各基板１１，１２の両端面側から開放されている。そして、各ダミー溝３２の前端部は各基板１１，１２の各導出溝２１に接続連通され、各ダミー溝３２の後端部は各マニホールド部材１３，１４の各導入溝２３に接続連通され、各導入溝２３には封止材１７が充填されている。この導入溝２３内の封止材１７は、後述するインク供給路４１からチャンネル溝３１へ供給するインクがダミー溝３２へ漏れないようにするためのものである。図６では、ダミー溝３２内にも封止材１７が充填されているが、これは、導出溝２１側から真空吸引することによって、マニホールド部材１３，１４の外側に置いた液状封止材を導入溝２３内に充填した際に、ダミー溝３２にも流入したもので、本来は必要ないものである。
【００５０】
図６〜図１１に示すように、各マニホールド部材１３，１４には、各マニホールド部材１３，１４の板厚方向に一定の深さで穿設された凹部から成るインク供給路４１が形成されている。各マニホールド部材１３，１４のインク供給路４１の始端部４１ｂにはインク供給孔２２が形成され、各インク供給路４１内には開口部形成部材４２，フィルタ部材４３，リブ状突起４４が形成されている。なお、各マニホールド部材１３，１４のインク供給路４１は、その内部の各部材４２〜４４を含め、プレート部材１５に対して対称な構造に形成されている。
【００５１】
図７，図１０，図１１に示すように、インク供給路４１の平面形状は、インク供給孔２２が形成された始端部４１ｂ（インク供給路４１の下部）から最終端部４１ａ（インク供給路４１の上部）に向かって幅が除々に狭くなるように形成されると共に、各基板１１，１２の各チャンネル溝３１の整列方向に延出されている。そして、インク供給路４１の一側部は、各基板１１，１２の各チャンネル溝３１の入口端に対して共通的に開口し、その開口部には複数の開口部形成部材４２が設けられている。
【００５２】
図７〜図１１に示すように、各開口部形成部材４２はその横断面が略半紡錘状を成し、各開口部形成部材４２の間隙によりそれぞれ開口部４５が形成されている。そして、各開口部形成部材４２は各基板１１，１２における各チャンネル溝３１の入口端側に接続され、各開口部形成部材４２はそれぞれ各ダミー溝３２に対向して配置され、各開口部４５はそれぞれ各チャンネル溝３１に対向して配置されると共に接続連通されている。また、各開口部形成部材４２の基板１１，１２側の端面にはそれぞれ導入溝２３が形成され、各導入溝２３の一端は各マニホールド部材１３，１４の外に開口し、各導入溝２３の他端は各ダミー溝３２の後端部に接続連通されている。
【００５３】
図７〜図１１に示すように、各マニホールド部材１３，１４において、各開口部形成部材４２間の各開口部４５（各チャンネル溝３１の入口端）と、各開口部４５に対向するインク供給路４１の壁面４１ｃとの間に、長円柱状を成す各フィルタ部材４３ａ，４３ｂが形成されている。各フィルタ部材４３ａ，４３ｂは各開口部４５の整列方向と平行に２列に配置され、各開口部形成部材４２に近い側の列の各フィルタ部材４３ａは各開口部形成部材４２に対応して配置され、インク供給路４１の壁面４１ｃに近い側の列の各フィルタ部材４３ｂは各開口部４５に対応して配置されている。すなわち、各フィルタ部材４３ａは各フィルタ部材４３ｂ間の隙間に対応して配置されている。そして、各フィルタ部材４３ａは各開口部形成部材４２の先端部と一定間隔ｔをあけて配置されている。また、各フィルタ部材４３ａ，４３ｂのそれぞれの半円形の端部同士は近接して配置され、その端部間の隙間は微少な気泡や塵埃の流通を阻止できるように狭く形成されている。また、各フィルタ部材４３ａ，４３ｂは、インク供給路４１の底面及びプレート部材１５に対して垂直に形成されている。
【００５４】
なお、各フィルタ部材４３ａ，４３ｂは、インク供給路４１の最終端部４１ａに位置する２つの開口部４５ａ，４５ｂ（２つのチャンネル溝３１の入口端）に対応する部分と、インク供給路４１の始端部４１ｂに位置する開口部４５ｃ（チャンネル溝３１の入口端）に対応する部分とには設けられていない。すなわち、各フィルタ部材４３ａ，４３ｂは、各チャンネル溝３１の整列方向両端部の各入口端近傍には配置されていない。そして、当該開口部４５ｂ，４５ｃとそれぞれ隣接する開口部形成部材４２ａ，４２ｂは延出されてフィルタ部材４３ａと接続されている。
【００５５】
図７，図１０，図１１に示すように、各マニホールド部材１３，１４において、各開口部形成部材４２間の各開口部４５（各チャンネル溝３１の入口端）と、各開口部４５に対向するインク供給路４１の壁面との間に、インク供給孔２２から各開口部４５の整列方向端部（各チャンネル溝３１の整列方向端部）に向けて、インクを案内するための薄板状を成す各リブ状突起４４ａ〜４４ｈが延びている。すなわち、各リブ状突起４４ａ〜４４ｈは、インク供給孔２２と各開口部４５との間に配置されると共に、インク供給孔２２から各開口部４５の整列方向端部に向けて２列配置され、一方の列の各リブ状突起４４ｂ，４４ｄ，４４ｆは他方の列の各リブ状突起４４ａ，４４ｃ，４４ｅ，４４ｇ，４４ｈ間の隙間に対応して配置されている。そして、各リブ状突起４４ａ〜４４ｈは、インク供給路４１の底面及びプレート部材１５に対して垂直に形成されている。
【００５６】
なお、各開口部形成部材４２，各フィルタ部材４３，各リブ状突起４４の天部はそれぞれ、プレート部材１５に対して液密的に接続固定されている。
各マニホールド部材１３，１４は合成樹脂材料の射出成形により、インク供給路４１，開口部形成部材４２，フィルタ部材４３，リブ状突起４４が一体形成される。
【００５７】
ところで、インクジェットヘッド６００は、図１に示すように水平横向きの状態でキャリッジ５０４に取り付けられており、その状態で各マニホールド部材１３，１４のインク供給孔２２は下側に配置されている。なお、インクジェットヘッド６００は、ノズルプレート１６を下側に向けると共に各マニホールド部材１３，１４を上側に向け、カラーインクジェットプリンタ１本体に対して約４５゜傾斜して配置してもよい。また、インクジェットヘッド６００は、ノズルプレート１６を下側に向け、カラーインクジェットプリンタ１本体に対して垂直下向きに配置してもよい。
【００５８】
次に、上記のように構成された本実施形態の作用・効果について説明する。
図１に示すインクカートリッジ５０９に貯留された各色のカラーインクはそれぞれ、各マニホールド部材１３，１４のインク供給孔２２へ独立して供給され、各マニホールド部材１３，１４のインク供給孔２２→各マニホールド部材１３，１４のインク供給路４１→各マニホールド部材１３，１４の各開口部４５→各基板１１，１２の各チャンネル溝３１の経路により、各チャンネル溝３１内に供給される。
【００５９】
ここで、プレート部材１５の延長部により各基板１１，１２に形成された各チャンネル溝３１が完全に分離されている。従って、各マニホールド部材１３，１４をそれぞれ各基板１１，１２の後端面に接続する際に、ラフな作業であっても、異なる色のインク流路である各基板１１，１２間のチャンネル溝３１や各マニホールド部材１３，１４間のインク供給路４１が繋がり合うようなことがなく、異なる色のインクが混じり合うことがない。そのため、各基板１１，１２に形成された各チャンネル溝３１から成る独立した２列のチャンネル群間において、インクが混じり合うのを防止することが可能になり、確実な分色を行うことができる。
【００６０】
そして、図４に示すように、各チャンネル溝３１内にインクが供給された状態で、任意のチャンネル溝３１ａを挟む２つのダミー溝３２における当該チャンネル溝３１ａ側の電極３６に駆動制御回路３７から所定電圧Ｅ（Ｖ）の駆動信号が印加されると、その各ダミー溝３２に挟まれたチャンネル溝３１ａの側壁部（上部壁３３及び下部壁３４）にそれぞれ矢印Ｃ，Ｄ方向の電界が発生し、その側壁部がチャンネル溝３１ａの容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形する。すると、ノズル孔１６ａ近傍を含むチャンネル溝３１ａ内の圧力が減少する。
【００６１】
ここで、駆動制御回路３７からの駆動信号の印加を、チャンネル溝３１ａ内の圧力波の片道伝播時間Ｔだけ維持すると、その期間に前記経路によりインクカートリッジ５０９からチャンネル溝３１ａ内にインクが供給される。なお、上記片道伝播時間Ｔは、チャンネル溝３１内のインクの圧力波がチャンネル溝３１の長手方向に片道伝播する時間であり、図６に示すチャンネル溝３１の長さＬと、チャンネル溝３１内部のインク中における音速Ｓとにより、Ｔ＝Ｌ／Ｓなる式で算出される。
【００６２】
圧力波の伝播理論によると、前記駆動信号の印加から片道伝播時間Ｔが経過するとチャンネル溝３１ａ内の圧力が逆転し、正の圧力に転じるが、このタイミングに合わせて駆動信号の電圧を０（Ｖ）に戻す。すると、チャンネル溝３１ａの側壁部が変形前の状態に戻り、インクに圧力が加えられる。その結果、上記正に転じた圧力と、側壁部が変形前の状態に戻ることにより発生した圧力とが加え合わされ、比較的高い圧力がチャンネル溝３１ａ内のノズル孔１６ａ近傍に生じて、ノズル孔１６ａからインクの液滴が噴射される。
【００６３】
ここで、ダミー溝３２に充填された封止材１７として可撓性を備えたもの（例えば、シリコンゴムなど）を使用すれば、各ダミー溝３２に封止材１７を充填した状態でも各ダミー溝３２の変形を妨げず、各ダミー溝３２を自由に変形させることが可能になるため、インク噴射時におけるチャンネル溝３１ａの容積変化を阻害することがない。
【００６４】
図１２（ａ’）〜図１２（ｃ’）は、インク供給路４１内から開口部形成部材４２，開口部４５，チャンネル溝３１の入口端側を見た状態を示す正面図である。
図１２（ａ）〜図１２（ｃ）は、開口部形成部材４２，開口部４５，チャンネル溝３１の入口端側を示す要部拡大断面図であり、図１２（ａ’）〜図１２（ｃ’）におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【００６５】
インク供給路４１における各チャンネル溝３１の入口端側に各開口部形成部材４２が設けられ、各開口部形成部材４２の間隙により各開口部４５が形成されており、各開口部４５内の流路はインク供給路４１から各チャンネル溝３１の入口端側に向けて断面積が徐々に小さくなっている。
【００６６】
インク供給路４１内のインク中に含まれる気泡ＥＢは元々球状を成している。そして、比較的大きな気泡ＥＢが開口部４５内の流路を通るに連れて、気泡ＥＢの形状は当該流路の形状に沿って球状から扁平な形状に徐々に変形されてゆき、最終的に、チャンネル溝３１の入口端側の形状に近づけられるため、気泡ＥＢはチャンネル溝３１内にスムーズに導入される。
【００６７】
ここで、各チャンネル溝３１の断面形状は、縦横の比率が大きく（アスペクト比が高く）細長い長矩形状になっており、各チャンネル溝３１の入口端側の形状も断面形状と同じになっている。そして、各開口部４５内の流路の断面形状は、図１２（ａ’）に示す縦方向の幅ｎが各チャンネル溝３１と等しく一定で、横方向の幅ｍが各開口部形成部材４２の先端部に向けて徐々に広がる（すなわち、各チャンネル溝３１の入口端側に向けて徐々に狭まる）ようになっている。つまり、各開口部形成部材４２の先端部における各開口部４５の形状（各開口部４５におけるインク供給路４１側の開口端の形状）は、直交する２つの幅ｎ，ｍのうち、一方の幅ｎが他方の幅ｍよりも大きくなっており、縦横の比率が大きく（アスペクト比が高く）細長い長矩形状になっている。
【００６８】
そして、元々の気泡ＥＢは球状を成すため、各開口部４５におけるインク供給路４１側の開口端が正方形に近い形状であれば、気泡ＥＢは当該開口端の広い部分を封鎖する。そのため、パージ動作及びフラッシング動作により、気泡ＥＢはテーパ状になっている開口部４５に一部を挿入した状態まで引き込まれる。この状態では、気泡ＥＢの表面積変化が図１７の従来に比べて少ないため、表面張力による復元力も小さい。しかも、気泡ＥＢが開口部４５の広い部分を覆っているため、パージ動作及びフラッシング動作によりチャンネル溝３１側に吸引されやすい。一方、気泡ＥＢによって封鎖されていない部分４５ｄがあってもここに流れ込むインクの流れは、テーパ状開口部４５の内側に沿って、気泡ＥＢの側面をチャンネル溝３１方向にのみ流れるとともに、徐々に速くなり、気泡ＥＢを引き込む方向に強くはたらく。その結果、気泡ＥＢは開口部４５の断面形状にならって徐々に変形して、チャンネル溝３１に引き込まれ、そのチャンネル溝３１を通して外部へ排出される。
【００６９】
従って、インク供給路４１内のインク中に比較的大きな球状の気泡ＥＢが含まれていても、パージ動作及びフラッシング動作により、その気泡ＥＢを確実に除去することが可能になるため、インクジェットヘッド６００からのインクの噴射不良を防止して正常な印字を行うことができる。
【００７０】
また、本実施形態では、各マニホールド部材１３，１４が合成樹脂の射出成形により各開口部形成部材４２と一体形成されているため、微細で精密な形状の各開口部形成部材４２を容易に作成することができる。開口部４５におけるインク供給路４１側の開口端は、正方形または円形に近い形状であることが望ましい。
【００７１】
次に、本発明の参考例としてのインクジェットヘッド７００について説明する。なお、以下の説明において、インクジェットヘッド６００と共通の構成部分には図１〜図１２で使用したものと同一の符号を付して、構成の詳細な説明を省略する。
【００７２】
図１３の横断面図に示すように、インクジェットヘッド７００でもインクジェットヘッド６００と同様に、基板１１，１２，プレート部材１５，及びノズルプレート１６によりアクチュエータ２４が構成されている。そして、インクジェットヘッド７００では、プレート部材１５後方の延長部の両側面と各基板１１，１２の後端面とが成すそれぞれのコーナー部に、以下に説明するマニホールド部材１１３，１１４の前端部が接続されている。
【００７３】
図１４（Ａ）はマニホールド部材１１４を裏面（プレート部材１５と接続される面）側から見た状態を示す斜視図であり、図１５はそのマニホールド部材１１４と基板１２との接続状態を裏面側から表す斜視図である。また、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）のＸ−Ｘ線断面図である。以下、図１４，図１５に基づきマニホールド部材１１４の構成を説明するが、マニホールド部材１１３は、プレート部材１５に対してマニホールド部材１１４と対称な構造に形成されている。
【００７４】
図１４（Ａ）及び図１５に示すように、マニホールド部材１１４には、板厚方向に穿設された凹部から成るインク供給路１４１が形成されている。このインク供給路１４１も、前述のインク供給路４１と同様にチャンネル溝３１の整列方向に延出され、その周囲には、チャンネル溝３１と対向する前端部を除いて平坦にせり出した接着面１１４ａが形成されている。このため、マニホールド部材１１４を図１３のように配設して接着面１１４ａをプレート部材１５に接着すれば、インク供給路１４１にインクを貯留すると共にそのインクをチャンネル溝３１へ供給することが可能となる。なお、インク供給路１４１前端の上記開口部の縦方向の幅は、チャンネル溝３１の縦方向の幅ｎ（図１２）と同一である。
【００７５】
また、インク供給路１４１の一端にはそのインク供給路１４１内にインクを供給するためのインク供給口１４１ａが設けられ、そのインク供給口１４１ａは、マニホールド部材１１４の側方に突出して設けられた接続口１５１の内部に連通している。この接続口１５１には図示しないチューブを介してインク供給源としてのインクカートリッジ５０９からインクが供給される。
【００７６】
更に、インク供給路１４１を構成するマニホールド部材１１４内面には、チャンネル溝３１に近接する側にテーパ面１１４ｂが形成されている。このテーパ面１１４ｂは、図１４（Ｂ）に示すように、接着面１１４ａに対して約３５°の傾斜角を有している。また、マニホールド部材１１４の両端には、基板１２の側面（チャンネル溝３１の入口端配列方向両端面）に係合する係合部１５３が形成され、この係合部１５３及び前述の接続口１５１はマニホールド部材１１４と樹脂にて一体成形されている。
【００７７】
ここで、係合部１５３は、マニホールド部材１１４のいずれの端にもチャンネル溝３１の長さ方向に沿った２箇所に設けられ、基板１２の両側面にそれぞれ２箇所で当接する。また、係合部１５３の形成位置には若干の誤差が生じる可能性があるが、マニホールド部材１１４ではこの誤差を吸収するため、インク供給路１４１前端の開口部をチャンネル溝３１の入口端の配列幅よりも広く形成している（図１５照）。また、両端の係合部１５３の間隔もそれに応じて、基板１２の両側面の間隔から若干の余裕を持たせている。
【００７８】
このように構成されたマニホールド部材１１４は、係合部１５３のいずれか一方（例えば接続口１５１側）を基準としてその係合部１５３を基板１２の側面に当接させ、かつ、前端部を基板１２のチャンネル溝３１入口端側に当接させ、裏面をプレート部材１５に当接させて接着される（なお、図１５では、プレート部材１５に接着される部分にハッチングを施した）。
【００７９】
次に、上記のように構成された本参考例の作用・効果について説明する。
接続口１５１に接続したチューブからインクを供給してチャンネル溝３１へ送る場合、そのインクに気泡が含まれているときは、上記のようにインクを送ることによって気泡がプレート部材１５とテーパ面１１４ｂとの間に挟まれ、徐々に変形されてその気泡の縦方向の幅がチャンネル溝３１の入口端の縦方向の幅ｎに近接する。このため、当該気泡がチャンネル内にスムーズに導入され、パージ動作及びフラッシング動作により当該気泡を排出することが可能になり、インクの噴射不良を防止して正常な印字を行うことができる。
【００８０】
例えば、図１６（Ａ）に示すように大きな球状の気泡ＥＢがインク中に含まれていた場合、図１２のときと同様にそれがプレート部材１５とテーパ面１１４ｂとの間を移動する際に徐々に縦方向に潰され、またチャンネル溝３１の入口端に向かうインクの流れがテーパ面１１４ｂに沿って徐々に速くなるため、その流れによって、図１６（Ｂ）に示すように縦方向の大きさが最終的に上記入口端の縦方向の幅ｎに近づけられる。このため、気泡ＥＢはチャンネル溝３１内にスムーズに導入される。
【００８１】
なお、テーパ面１１４ｂとプレート部材１５の側面とがなす角は、大きすぎても小さすぎても前述の気泡を変形させる効果が充分に発揮されないが、本参考例では上記角を３５°としているので良好に気泡を変形させて排出することができる。また、本参考例では、一つのテーパ面１１４ｂによって気泡を排出することができるので、チャンネル溝３１毎に開口部形成部材４２を設けた前述の実施形態に比べて構成を簡略化することができる。更に、テーパ面１１４ｂと各チャンネル溝３１との位置関係は多少ラフであってもよいので、製造も容易になり製造コストを良好に低減することができる。
【００８２】
しかも、本参考例では、インク供給路１４１前端の開口部をチャンネル溝３１の入口端の配列幅よりも広く形成してマニホールド部材１１４の位置が多少ずれても支障がないようにすると共に、係合部１５３による位置決めを可能にしているので、製造作業が一層容易になる。更に、本参考例では、前述のテーパ面１１４ｂ，接続口１５１，及び係合部１５３をいずれもマニホールド部材１１４と一体に成形しているので、製造が一層容易になる。従って、本参考例では、極めて良好に製造コストを低減することができる。
【００８３】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように変更してもよく、その場合でも、上記実施形態と同等もしくはそれ以上の作用・効果を得ることができる。
（１）上記実施形態は、各基板１１，１２に圧電素子を備えたインクジェットヘッド６００に具体化したものであるが、その他の方式（例えば、発熱素子を用いたサーマルジェット方式など）のインクジェットヘッドに適用してもよい。
【００８４】
（２）上記実施形態では、２枚の基板１１，１２にそれぞれチャンネル溝３１が形成され、チャンネル溝３１が２列を成すインクジェットヘッド６００に具体化したものであるが、各基板１１，１２のいずれか一方を省いてチャンネル溝３１を１列だけにしてもよく、３枚以上の基板を用いてチャンネル溝が３列以上を成すようにしてもよい。
【００８５】
ここで、上記実施形態のように、各基板１１，１２にそれぞれチャンネル溝３１列が形成され、両列が相互に接近して配置され、インク供給路４１が複数のチャンネル溝３１の各列に沿ってそれぞれ形成されている場合には、インク供給路４１の断面積をそれほど大きくすることができないため、インク供給路４１内に気泡や塵埃を長期にわたって滞留させることができず、気泡や塵埃がチャンネル溝３１内に引き込まれてチャンネル溝３１内に滞留し易いため、インクの噴射不良が起こり易くなる。そのため、インク供給路４１内の気泡を効果的に除去できることは重要な意義がある。
【００８６】
（３）上記実施形態では、各チャンネル溝３１の両側に各ダミー溝３２を設けているが、各ダミー溝３２を省いて、各チャンネル溝３１だけが隣接するようにしてもよい。
（４）上記実施形態ではインクジェットヘッド６００がキャリッジ５０４と共に往復移動するプリンタに適用したが、カラーインクジェットプリンタ１の本体にインクジェットヘッド６００を固定したいわゆるラインプリンタ等に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化した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概略構成を示す斜視図。
【図２】一実施形態のインクジェットヘッドを示す斜視図。
【図３】一実施形態のインクジェットヘッドから封止材を除いた状態を示す斜視図。
【図４】一実施形態のインクジェットヘッドの一部縦断面図。
【図５】一実施形態のインクジェットヘッドにおける各基板の一部分を前端側から見た状態を示す斜視図。
【図６】一実施形態のインクジェットヘッドの横断面図。
【図７】一実施形態のインクジェットヘッドからマニホールド部材を取り外した状態を示す分解斜視図。
【図８】一実施形態のインクジェットヘッドにおけるマニホールド部材の一部斜視図。
【図９】一実施形態のインクジェットヘッドにおけるマニホールド部材及び基板の一部平面図。
【図１０】一実施形態のインクジェットヘッドにおけるマニホールド部材の平面図。
【図１１】一実施形態のインクジェットヘッドにおけるマニホールド部材の平面図。
【図１２】一実施形態の作用を説明するための説明図。
【図１３】参考例のインクジェットヘッドの横断面図。
【図１４】その参考例のインクジェットヘッドにおけるマニホールド部材の斜視図及び断面図。
【図１５】そのマニホールド部材と基板の接続状態を裏面側から表す斜視図。
【図１６】その参考例の作用を説明するための説明図。
【図１７】従来の形態の作用を説明するための説明図。
【符号の説明】
５０９…インクカートリッジ    ６００，７００…インクジェットヘッド
１１，１２…基板    １３，１４，１１３，１１４…マニホールド部材
１５…プレート部材    １６…ノズルプレート    １６ａ…ノズル孔
２２…インク供給孔    ２４…アクチュエータ    ３１…チャンネル溝
４１，１４１…インク供給路    ４２…開口部形成部材    ４５…開口部
１１４ｂ…テーパ面    １５１…接続口    １５３…係合部    ＥＢ…気泡
【図１】
0003864676.tif 000002
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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