JP2002166543A

JP2002166543A - インクジェットプリンタヘッド

Info

Publication number: JP2002166543A
Application number: JP2000365067A
Authority: JP
Inventors: Atsuo Sakaida; 惇夫坂井田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2002-06-11
Anticipated expiration: 2020-11-30
Also published as: JP3666386B2

Abstract

(57)【要約】【課題】キャビティープレートの寸法を大型化せず
に、多ノズルに対応した多数のインク圧力室が配列でき
るインクジェットプリンタヘッド提供する。【解決手段】インクジェットプリンタヘッドのキャビ
ティープレートを構成するベースプレート１７には、ほ
ぼ菱形のインク圧力室１７ｃがＡ列からＦ列まで６列形
成され、インク圧力室１７ｃの一方の鋭角部には、イン
ク圧力室１７ｃにインクを供給するインク供給口１７ａ
が設けられ、インク圧力室１７ｃの他方の鋭角部には、
前記ノズル１１ａにインクを送り出すインクノズル口１
７ｂが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタヘッドに関し、詳細には、インクに噴射圧力を与
えるアクチュエータに対向するキャビティープレートに
設けられたインクの圧力室が、ほぼ菱形に形成された、
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では、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、各圧力室ごとに形成された駆動電極と
隣接する圧力室に共通するコモン電極とにより圧電シー
トを挟んで当該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。

【０００３】また、インクジェットヘッドの小型化を図
るために、特公平２−４４２９号公報や特公平７−６７
８０３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ものも知られている。特
公平２−４４２９号公報に記載のインクジェットヘッド
では、略長方形のキャビティープレートに菱形の圧力室
を円弧状に２列に配列し、当該菱形の圧力室の噴射ノズ
ルに接続される側の鋭角部分を円弧の中心に位置する噴
射ノズルに向けて、当該菱形の圧力室から延設したイン
ク通路を噴射ノズルに接続している。また、特公平７−
６７８０３号公報に記載の発明では、第１の圧力室列の
噴射ノズル側の鋭角部と、第２の圧力室列の噴射ノズル
側の鋭角部とを一列に並べている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
特公平２−４４２９号公報や特公平７−６７８０３号公
報に記載の発明インクジェットヘッドでは、菱形のイン
ク圧力室を採用しているが、カラーのインクジェットヘ
ッドで、インクを噴射するノズル数が増加すると、前者
の場合、キャビティープレートの端面に噴射ノズルが開
口しているために複数のキャビティープレートを積層し
なければならず、また、後者の場合第１及び第２の圧力
室列からなる組を間隔を置いて複数組並べなければなら
ず、インクを噴射するノズル列を集約することができな
かった。このために、インクジェットヘッドの大きさが
大きくなってしまうという問題があった。また、上記の
ように、ノズル列の間隔が大きくなると、インクジェッ
トヘッドが記録媒体との相対移動方法に対してわずかで
も傾斜して取り付けられると、各ノズル列から噴射され
るインク滴が本来重ねられるべきであっても、ずれてし
まうため、インクジェットヘッドの取り付けに高い精度
が要求されるという問題点もあった。

【０００５】また、後者のような圧力室配列の場合、高
密度化するために、インクの供給口とインク噴射ノズル
間の距離を小さくすると、圧力室内のインク中での圧力
波の片道伝播時間が短くなりインクの噴射周期が短くな
るが、アクチュエータとしての圧電素子の特性から駆動
波形が所定電圧に立ち上がるまでに時間がかかり、駆動
波形の立ち上げ時間が上記圧力波の片道伝播時間よりも
長くなってしまい、効率的なアクチュエータの駆動がで
きなくなるという問題もあった。さらに、圧力室列を高
密度化するために、インクの供給口とインク噴射ノズル
間の距離が小さくなりすぎると、圧電素子等のアクチュ
エータの変位量が必要な量だけとれなくなるという問題
点もあった。

【０００６】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、キャビティープレートの寸法を大型化
せずに、多ノズルに対応した多数のインク圧力室が配列
できるインクジェットプリンタヘッド提供することを目
的とする。

【０００７】

【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に係る発明のインクジェットプリンタヘッ
ドでは、インクに噴射圧力を与えるアクチュエータと、
当該アクチュエータに対向するインクの圧力室とを備え
たキャビティープレートとから構成されたインクジェッ
トプリンタヘッドであって、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、当
該菱形の圧力室の一方の鋭角部にインクの供給口が形成
され、他方の鋭角部にインク噴射ノズルが形成され、当
該菱形の圧力室は３列以上あって、第１と第２の圧力室
列は、噴射ノズル側の鋭角部を互いに他の列の圧力室間
に入り込ませて配置され、第３の圧力室列は、噴射ノズ
ル側の鋭角部を、第１または第２の圧力室列の供給口側
の鋭角部間に入り込ませて配置されていることを特徴と
する構成となっている。

【０００８】この構成のインクジェットプリンタヘッド
では、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、菱形の圧力室の一方の鋭角部
にインクの供給口が形成され、他方の鋭角部にインク噴
射ノズルが形成され、菱形の圧力室は３列以上あって、
第１と第２の圧力室列は、噴射ノズル側の鋭角部を互い
に他の列の圧力室間に入り込ませて配置され、第３の圧
力室列は、噴射ノズル側の鋭角部を、第１または第２の
圧力室列の供給口側の鋭角部間に入り込ませて配置され
ているので、キャビティープレートのサイズを大きくせ
ずに、多数の圧力室を配置することができる。また、圧
力室が、ほぼ菱形に形成され２つの鋭角部にインクの供
給口及びインク噴射ノズルが設けられているので、複数
列の圧力室列を高密度に配置しても、インクの供給口と
インク噴射ノズル間の距離を適切に設定することがで
き、その結果、駆動波形の立ち上げ時間に余裕を持たせ
ることができるとともに、アクチュエータの変位量を十
分にとることができる。

【０００９】また、請求項２に係る発明のインクジェッ
トプリンタヘッドでは、請求項１に記載のインクジェッ
トプリンタヘッドの構成に加えて、前記キャビティープ
レートは略長方形に形成され、前記インクノズルが前記
略長方形のキャビティープレートの長手方向に一列に配
置されるインクノズル列が、前記キャビティープレート
には４列以上設けられている。

【００１０】この構成のインクジェットプリンタヘッド
では、請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッド
の作用に加えて、インクノズル列が、キャビティープレ
ートには４列以上設けられているので、従来と同じ大き
さのキャビティープレート上に、多数の圧力室を配置す
ることができる。

【００１１】また、請求項３に係る発明のインクジェッ
トプリンタヘッドでは、請求項１又は２に記載のインク
ジェットプリンタヘッドの構成に加えて、前記キャビテ
ィープレートは略長方形に形成され、前記菱形の圧力室
が前記略長方形のキャビティープレートの長手方向に一
列に配置される圧力室の列が、前記キャビティープレー
トには６列設けられている。

【００１２】この構成のインクジェットプリンタヘッド
では、請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタ
ヘッドの作用に加えて、菱形の圧力室が略長方形のキャ
ビティープレートの長手方向に一列に配置される圧力室
の列が、６列設けられているので、従来と同じ大きさの
キャビティープレート上に、より多数の圧力室を配置す
ることができる。

【００１３】また、請求項４に係る発明のインクジェッ
トプリンタヘッドでは、請求項１乃至３の何れかに記載
のインクジェットプリンタヘッドの構成に加えて、略長
方形に形成されたキャビティープレートの両短辺の中央
を各々結んだ中央線寄りに、前記菱形の圧力室に設けら
れたインク噴射ノズルが配列されていることを特徴とし
た構成となっている。

【００１４】この構成のインクジェットプリンタヘッド
では、請求項１乃至３の何れかに記載のインクジェット
プリンタヘッドの作用に加えて、略長方形に形成された
キャビティープレートの両短辺の中央を各々結んだ中央
線寄りに、菱形の圧力室に設けられたインク噴射ノズル
が配列されているので、インクのノズル列をより中央に
集約することができる。

【００１５】また、請求項５に係る発明のインクジェッ
トプリンタヘッドでは、請求項１に記載のインクジェッ
トプリンタヘッドの構成に加えて、前記アクチュエータ
は、一対の電極間に圧電シートを有するものであって、
一方の電極を前記菱形の圧力室の投影形状よりも少し小
さいほぼ相似形としたことを特徴とする構成となってい
る。

【００１６】この構成のインクジェットプリンタヘッド
では、請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッド
の作用に加えて、圧力室が菱形なので、対応したアクチ
ュエータの活性部の幅が広くとれ、活性層の有効活用面
積の比率が上がり、アクチュエータの効率を上げること
ができる。

【００１７】また、請求項６に係る発明のインクジェッ
トプリンタヘッドでは、請求項１に記載のインクジェッ
トプリンタヘッドの構成に加えて、前記各圧力室の供給
口にインクを供給するマニホールド流路は、各圧力室列
ごとに独立しており、第３の圧力室列のためのマニホー
ルド流路は、第１または第２の圧力室列のためのマニホ
ールド流路に対して、各圧力室列がなす平面と直交する
方向の高さを異にしていることを特徴とする構成となっ
ている。

【００１８】この構成のインクジェットプリンタヘッド
では、請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッド
の作用に加えて、各圧力室の供給口にインクを供給する
マニホールド流路は、各圧力室列ごとに独立しており、
第３の圧力室列のためのマニホールド流路は、第１また
は第２の圧力室列のためのマニホールド流路に対して、
各圧力室列がなす平面と直交する方向の高さを異にして
いるので、各列ごとにインクの色を変えたときに互いに
干渉を起こすことがない。

【００１９】〔発明の詳細な説明〕

【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。

【００２０】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の分解斜視図である。図１に示すよう
に、インクジェットプリンタヘッド１は、略長方形に形
成された金属板の積層構造からなるキャビティープレー
ト１０の上に、プレート型の圧電アクチェータ２０が積
層された構造となっている。また、キャビティープレー
ト１０の表面には、ほぼ菱形形状に形成されたインク圧
力室１７ｃが複数列配列されている。

【００２１】次に、図２及び図３を参照して、キャビテ
ィープレート１０について説明する。図２は、キャビテ
ィープレート１０の分解斜視図であり、図３は、キャビ
ティープレート１０の図１に示すＩ−Ｉ’線における矢
視方向の断面図である。図２及び図３に示すように、キ
ャビティープレート１０は、略長方形の金属板の板材を
７枚積層した７層構造になっている。具体的には、キャ
ビティープレート１０は、下層から、ノズルプレート１
１、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、第四マ
ニホールドプレート１５、スペーサプレート１６及びベ
ースプレート１７の７枚の薄い金属板を積層した構造と
なっている。尚、キャビティープレート１０は、図２に
示す破断線方向に長く形成されている。

【００２２】図２及び図３に示すように、ノズルプレー
ト１１には、微小径のインク噴出用のノズル１１ａが、
多数個穿設されている。また、第一マニホールドプレー
ト１２には、前記ノズル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、第一マニホールドプレート１２には、後述するイン
ク供給口１７ａにインクを供給するためのインク通路の
底部を形成する溝状の凹部であるインク通路底部１２ｂ
が、貫通孔１２ａ列の両側に沿って延びるように２つ形
成され、インク通路１２ｂは、図３に示すように、第一
マニホールドプレート１２の厚みの３分の１程度の深さ
の溝に形成されている。

【００２３】また、第二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、第二
マニホールドプレート１３には、上記インク通路１２ｂ
と対応する位置に溝状の孔部であるインク通路１３ｂ
が、貫通孔１３ａ列の両側に沿って延びるように２つ形
成され、インク通路１３ｂからは、後述するインク供給
口１７ａにインクを供給するためのインク供給分路１３
ｄが複数延設されている。また、第二マニホールドプレ
ート１３には、インク通路の底部を形成する溝状の凹部
であるインク通路底部１３ｃが、インク通路１３ｂの外
側に沿って延びるように２つ形成され、インク通路底部
１３ｃは、図３に示すように、第二マニホールドプレー
ト１３の厚みの２分の１程度の深さの溝に形成されてい
る。

【００２４】また、第三マニホールドプレート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、第三
マニホールドプレート１４には、上記インク通路底部１
３ｃと対応する位置に溝状の孔部であるインク通路１４
ｃが、貫通孔１４ａ列の両側に沿って延びるように２つ
形成され、インク通路１４ｃからは、後述するインク供
給口１７ａにインクを供給するためのインク供給分路１
４ｄが複数延設されている。また、第三マニホールドプ
レート１４には、インク通路の底部を形成する溝状の凹
部であるインク通路底部１４ｅが、インク通路１４ｃの
外側に沿って延びるように２つ形成され、インク通路底
部１４ｅは、図３に示すように、第三マニホールドプレ
ート１４の厚みの２分の１程度の深さの溝に形成されて
いる。また、第三マニホールドプレート１４には、前記
インク供給分路１３からインク供給口１７ａへインクを
供給するための微小径の貫通孔１４ｂが形成されてい
る。

【００２５】また、第四マニホールドプレート１５に
は、前記貫通孔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、第四
マニホールドプレート１５には、上記インク通路底部１
４ｅと対応する位置に溝状の孔部であるインク通路１５
ｃが、貫通孔１５ａ列の両側に沿って延びるように２つ
形成され、インク通路１５ｃからは、後述するインク供
給口１７ａにインクを供給するためのインク供給分路１
５ｄが複数延設されている。また、第四マニホールドプ
レート１５には、前記インク供給分路１４ｄからインク
供給口１７ａへインクを供給するための貫通孔１５ｂが
形成されている。各対応するインク通路１２ｂとインク
通路１３ｂ、インク通路底部１３ｃとインク通路１４
ｃ、インク通路底部１４ｅとインク通路１５ｃで構成さ
れる各マニホールドは、その長手方向一端においてそれ
ぞれ別のインクタンク（図示せず）に接続されている。

【００２６】また、スペーサプレート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及び後述するインク供給口１７ａにインクを供
給するための貫通孔１６ｂが複数形成されている。

【００２７】さらに、ベースプレート１７には、ほぼ菱
形のインク圧力室１７ｃが複数配列され、インク圧力室
１７ｃの一方の鋭角部には、インク圧力室１７ｃにイン
クを供給するインク供給口１７ａが設けられ、インク圧
力室１７ｃの他方の鋭角部には、前記ノズル１１ａにイ
ンクを送り出すインクノズル口１７ｂが設けられてい
る。

【００２８】次に、図４を参照して、ベースプレート１
７の構造について説明する。図４は、ベースプレート１
７の平面図である。図４に示すように、ベースプレート
１７は、ほぼ長方形の薄板の金属板から構成され、ベー
スプレート１７の短辺方向には、ほぼ菱形のインク圧力
室１７ｃがＡ列からＦ列まで６列形成され、インク圧力
室１７ｃの一方の鋭角部には、インク圧力室１７ｃにイ
ンクを供給するインク供給口１７ａが設けられ、インク
圧力室１７ｃの他方の鋭角部には、前記ノズル１１ａに
インクを送り出すインクノズル口１７ｂが設けられてい
る。

【００２９】尚、Ａ列、Ｂ列、Ｃ列のインク圧力室１７
ｃは、インク圧力室１７ｃの鋭角部に形成されているイ
ンクノズル口１７ｂを、略長方形に形成されたベースプ
レート１７の両短辺の中央を各々結んだ中央線寄りに向
けて（図４において、左向きに向けて）配列され、Ａ列
のインク圧力室１７ｃが一番外側（図４における一番右
側）に配列され、次いで、Ａ列のインク圧力室１７ｃよ
り中央側（図４における左側）に、Ｂ列のインク圧力室
１７ｃが配列され、次いで、Ｂ列のインク圧力室１７ｃ
より中央側（図４における左側）に、Ｃ列のインク圧力
室１７ｃが配列されている。

【００３０】また、Ｄ列、Ｅ列、Ｆ列のインク圧力室１
７ｃは、インク圧力室１７ｃの鋭角部に形成されている
インクノズル口１７ｂを、略長方形に形成されたベース
プレート１７の両短辺の中央を各々結んだ中央線寄りに
向けて（図４において、右向きに向けて）配列され、Ｆ
列のインク圧力室１７ｃが一番外側（図４における一番
左側）に配列され、次いで、Ｆ列のインク圧力室１７ｃ
より中央側（図４における右側）に、Ｆ列のインク圧力
室１７ｃが配列され、次いで、Ｅ列のインク圧力室１７
ｃより中央側（図４における右側）に、Ｄ列のインク圧
力室１７ｃが配列されている。

【００３１】また、Ａ列のインク圧力室１７ｃのインク
ノズル口１７ｂがＢ列の互いに隣接して配置されている
インク圧力室１７ｃのインク供給口１７ａとインク圧力
室１７ｃのインク供給口１７ａとの間に入り込んで配置
されており、また、Ｂ列のインク圧力室１７ｃのインク
ノズル口１７ｂがＣ列の互いに隣接して配置されている
インク圧力室１７ｃのインク供給口１７ａとインク圧力
室１７ｃのインク供給口１７ａとの間に入り込んで配置
されている。

【００３２】また、Ｆ列のインク圧力室１７ｃのインク
ノズル口１７ｂがＥ列の互いに隣接して配置されている
インク圧力室１７ｃのインク供給口１７ａとインク圧力
室１７ｃのインク供給口１７ａとの間に入り込んで配置
されており、また、Ｅ列のインク圧力室１７ｃのインク
ノズル口１７ｂがＥ列の互いに隣接して配置されている
インク圧力室１７ｃのインク供給口１７ａとインク圧力
室１７ｃのインク供給口１７ａとの間に入り込んで配置
されている。

【００３３】また、Ｃ列のインク圧力室１７ｃのインク
ノズル口１７ｂはＤ列の互いに隣接して配置されている
インク圧力室１７ｃのインクノズル口１７ｂとインク圧
力室１７ｃのインクノズル口１７ｂとの間に入り込んで
配置されている。

【００３４】次に、図５乃至図８を参照して、プレート
型圧電アクチュエータ２０の構造を説明する。図５は、
プレート型圧電アクチュエータ２０の図１に示すII−I
I’線における矢視方向の断面図であり、図６は、プレ
ート型圧電アクチュエータ２０を構成する圧電シート２
６，２８，３０の平面図であり、図７は、ベースプレー
ト１７の平面図であり、図８は、インク圧力室１７ｃの
拡大図である。

【００３５】図５に示すように、プレート型圧電アクチ
ュエータ２０は、１０枚の圧電シート２１，２２，２
３，２４，２５，２６，２７，２８，２９，３０を積層
した構造に形成されている。また、図６に示すように各
圧電シート２１〜３０の内、圧電シート２６，２８，３
０は、全て同じ構造に形成され、各圧電シート２６，２
８，３０の上面には、前記ベースプレート１７に設けら
れた各インク圧力室１７ｃに対応する位置に前記菱形の
インク圧力室１７ｃの投影形状よりも少し小さいほぼ相
似形の駆動電極３６が各々形成されている。

【００３６】尚、プレート型圧電アクチュエータ２０を
キャビティープレート１０を構成するベースプレート１
７の表面に載置したときには、図７及び図８に示すよう
に、インク圧力室１７ｃに対応する位置に当該駆動電極
３６が配置されることになる。

【００３７】また、図６に示すように、各駆動電極３６
の配線部３６ａは、圧電シート２６，２８，３０の側面
端部に各々露出するように形成されている。

【００３８】また、図５に示すように、圧電シート２
３，２４，２５，２７，２９は、全て同じ構造に形成さ
れ、圧電シート２３，２４，２５，２７，２９の上面に
は、複数個の圧力室１７ｃの複数個に対して共通の電極
となる帯状のコモン電極３５が形成されている。また、
各コモン電極３５の端部３５ａは、圧電シート２３，２
４，２５，２７，２９の側面端部に各々露出するように
形成され、各圧電シート２３，２４，２５，２７，２９
の上面には、上記駆動電極３６の端部３６ａと対応する
位置に圧電シートの変形には関与しないランドパターン
である捨てパターン電極３５’が形成されている。捨て
パターン電極３５’は、駆動電極及びコモン電極と同じ
厚みに形成され、後述するように圧電シートを積層した
とき、駆動電極およびコモン電極のない部分の圧電シー
トが凹むのを補正している。

【００３９】なお、上記の実施の形態のプレート型圧電
アクチェータ２０には、駆動電極３６を設けた圧電シー
トは、圧電シート２６，２８，３０の３層設けられてい
るが、駆動電極３６を設けた圧電シートは、１層、２
層、５層等任意の枚数としても良く、その枚数に対応し
てコモン電極３５を設けた圧電シートも設けても良い。

【００４０】上記のように構成された圧電シート２１〜
３０の内、圧電シート２５のコモン電極３５と圧電シー
ト２６の駆動電極３６との間と、圧電シート２７のコモ
ン電極３５と圧電シート２８の駆動電極３６との間と、
圧電シート２９のコモン電極３５と圧電シート３０の駆
動電極３６との間とに、各々、駆動電圧を印加すること
により、圧電シート２５〜２９が変形して、キャビティ
ープレート１０のインク圧力室１７ｃ内のインクに圧力
を加えることができる。

【００４１】よって、上記のように構成された圧電シー
ト２１〜３０の内、駆動電極３６と対応する圧電シート
２５〜２９の部分が活性部を構成することになる。圧電
シート２１〜３０を焼成する場合に、圧電セラミックス
と電極を構成する金属材料では焼成した場合の収縮率が
異なるので、圧電シート２１〜２４は、焼成後に圧電シ
ート２１〜３０が反ったり、あるいは波打ったりしてそ
の平面性が損なわれないようにするため、及び圧電シー
ト２５〜２９の活性部が圧力室１７ｃ方向へのみ変形す
るようにするための拘束層として機能する。

【００４２】次に、上記のように構成されたインクジェ
ットプリンタヘッド１の動作を図２、図３、図７及び図
８を参照して説明する。尚、インクジェットプリンタヘ
ッド１は、左右対称の構造となっているために、図３に
示す右側の部分の動作を説明するが、左側も同様に動作
する。図３に示すように、インク通路底部１２ｂ及びイ
ンク通路１３ｂから構成されたインクマニホールド通路
から供給されるインクは、インク供給分路１３ｄを経
て、貫通孔１４ｂ、１５ｂ、１６ｂを経て図７及び図８
に示すインク圧力室１７ｃのインク供給口１７ａに供給
されて、インク圧力室１７ｃに流入する。そして、駆動
電極３６に駆動電圧が印加されると、圧電アクチェータ
２０が変形して、インク圧力室１７ｃ内のインクは、イ
ンクノズル口１７ｂから吐出されて、図２に示す貫通孔
１６ａ、１５ａ、１４ａ、１３ａ、１２ａを経て、ノズ
ル１１ａから噴射される。

【００４３】また、図３に示すように、インク通路底部
１３ｃ及びインク通路１４ｃから構成されたインクマニ
ホールド通路から供給されるインクは、インク供給分路
１４ｄを経て、貫通孔１５ｂ、１６ｂを経て図７及び図
８に示すインク圧力室１７ｃのインク供給口１７ａに供
給されて、インク圧力室１７ｃに流入する。そして、駆
動電極３６に駆動電圧が印加されると、圧電アクチェー
タ２０が変形して、インク圧力室１７ｃ内のインクは、
インクノズル口１７ｂから吐出されて、図２に示す貫通
孔１６ａ、１５ａ、１４ａ、１３ａ、１２ａを経て、ノ
ズル１１ａから噴射される。

【００４４】また、図３に示すように、インク通路底部
１４ｅ及びインク通路１５ｃから構成されたインクマニ
ホールド通路から供給されるインクは、インク供給分路
１５ｄを経て、貫通孔１６ｂ、１７ｂを経て図７及び図
８に示すインク圧力室１７ｃのインク供給口１７ａに供
給されて、インク圧力室１７ｃに流入する。そして、駆
動電極３６に駆動電圧が印加されると、圧電アクチェー
タ２０が変形して、インク圧力室１７ｃ内のインクは、
インクノズル口１７ｂから吐出されて、図２に示す貫通
孔１６ａ、１５ａ、１４ａ、１３ａ、１２ａを経て、ノ
ズル１１ａから噴射される。

【００４５】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は、キャビティープレ
ート１０のサイズを大きくせずに、多数のインク圧力室
２６を配置することができる。また、インク圧力室２６
が、ほぼ菱形に形成されているので、インク供給口１７
ａとインクノズル口１７ｂとの距離が大きくなり、駆動
波形の立ち上げ時間に余裕を持たせることができるとと
もにアクチュエータの変位量を十分にとることができ
る。

【００４６】さらに、インクノズル列が、キャビティー
プレートには６列以上設けられているので、従来と同じ
大きさのキャビティープレート１０に、多数のインク圧
力室１７ｃを配置することができる。略長方形に形成さ
れたキャビティープレート１０の両短辺の中央を各々結
んだ中央線寄りに、菱形のインク圧力室１７ｃに設けら
れたインクノズル口１７ｂが配列されているので、イン
クのノズル列をより中央に集約することができる。従っ
て、キャッピングやワイピングも容易にできる。また、
着弾精度を向上することができ、印字品質を向上するこ
とができる。

【００４７】また、インク圧力室１７ｃが菱形なので、
対応した圧電アクチュエータ２０の活性部の長さ及び幅
が大きくとれ、圧電シートの有効活用面積の比率が上が
り、圧電アクチュエータ２０の効率を上げることができ
る。

【００４８】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、キャビ
ティープレート１０には、インク圧力室１７ｃの列を６
列設けているが、４列、８列等設けても良い。

【００４９】

【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では、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、菱形の圧力室の一方の鋭角部にインクの供給口が
形成され、他方の鋭角部にインク噴射ノズルが形成さ
れ、菱形の圧力室は３列以上あって、第１と第２の圧力
室列は、噴射ノズル側の鋭角部を互いに他の列の圧力室
間に入り込ませて配置され、第３の圧力室列は、噴射ノ
ズル側の鋭角部を、第１または第２の圧力室列の供給口
側の鋭角部間に入り込ませて配置されているので、キャ
ビティープレートのサイズを大きくせずに、多数の圧力
室を配置することができる。また、圧力室が、ほぼ菱形
に形成されているので、インク噴射ノズルとインクの供
給口との間の距離が大きくなり、駆動波形の立ち上げ時
間に余裕を持たせることができるとともにアクチュエー
タの変位量を十分にとることができる。

【００５０】また、請求項２に係る発明のインクジェッ
トプリンタヘッドでは、請求項１に記載のインクジェッ
トプリンタヘッドの効果に加えて、インクノズル列が、
キャビティープレートには４列以上設けられているの
で、従来と同じ大きさのキャビティープレート上に、多
数の圧力室を配置することができる。

【００５１】また、請求項３に係る発明のインクジェッ
トプリンタヘッドでは、請求項１又は２に記載のインク
ジェットプリンタヘッドの効果に加えて、菱形の圧力室
が略長方形のキャビティープレートの長手方向に一列に
配置される圧力室の列が、キャビティープレートには６
列設けられているので、従来と同じ大きさのキャビティ
ープレート上に、より多数の圧力室を配置することがで
きる。

【００５２】また、請求項４に係る発明のインクジェッ
トプリンタヘッドでは、請求項１乃至３の何れかに記載
のインクジェットプリンタヘッドの効果に加えて、略長
方形に形成されたキャビティープレートの両短辺の中央
を各々結んだ中央線寄りに、菱形の圧力室に設けられた
インク噴射ノズルが配列されているので、インクのノズ
ル列をより中央に集約することができる。従って、キャ
ッピングやワイピングも容易にできる。また、インクジ
ェットプリンタヘッドが記録媒体との相対移動方向に対
して傾斜して取り付けられても、各ノズル列から噴射さ
れたインク滴の着弾位置のずれを少なくすることがで
き、印字品質を向上することができる。

【００５３】また、請求項５に係る発明のインクジェッ
トプリンタヘッドでは、請求項１に記載のインクジェッ
トプリンタヘッドの効果に加えて、圧力室が菱形なの
で、対応したアクチュエータの活性部の長さ及び幅が大
きくとれ、圧電シートの有効活用面積の比率が上がり、
アクチュエータの効率を上げることができる。

【００５４】また、請求項６に係る発明のインクジェッ
トプリンタヘッドでは、請求項１に記載のインクジェッ
トプリンタヘッドの効果に加えて、各圧力室の供給口に
インクを供給するマニホールド流路は、各圧力室列ごと
に独立しており、第３の圧力室列のためのマニホールド
流路は、第１または第２の圧力室列のためのマニホール
ド流路に対して、各圧力室列がなす平面と直交する方向
の高さを異にしているので、各列ごとにインクの色を変
えたときに互いに干渉を起こすことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】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の分解斜視図である。

【図２】図２は、キャビティープレート１０の分解斜視
図である。

【図３】図３は、キャビティープレート１０の図１に示
すＩ−Ｉ’線における矢視方向の断面図である。

【図４】図４は、ベースプレート１７の平面図である。

【図５】図５は、プレート型圧電アクチュエータ２０の
図１に示すII−II’線における矢視方向の断面図であ
る。

【図６】図６は、プレート型圧電アクチュエータ２０を
構成する圧電シート２６，２８，３０の平面図である。

【図７】図７は、ベースプレート１７の平面図である。

【図８】図８は、インク圧力室１７ｃの拡大図である。

【符号の説明】

１インクジェットプリンタヘッド１０キャビティープレート１１ノズルプレート１２第一マニホールドプレート１３第二マニホールドプレート１４第三マニホールドプレート１５第四マニホールドプレート１６スペーサプレート１７ベースプレート１７ａインク供給口１７ｂインクノズル口１７ｃインク圧力室３６駆動電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクに噴射圧力を与えるアクチュエー
タと、当該アクチュエータに対向するインクの圧力室と
を備えたキャビティープレートとから構成されたインク
ジェットプリンタヘッドであって、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、当該菱形の圧力室の一方の鋭角部にインクの供給口が形
成され、他方の鋭角部にインク噴射ノズルが形成され、当該菱形の圧力室は３列以上あって、第１と第２の圧力室列は、噴射ノズル側の鋭角部を互い
に他の列の圧力室間に入り込ませて配置され、第３の圧力室列は、噴射ノズル側の鋭角部を、第１また
は第２の圧力室列の供給口側の鋭角部間に入り込ませて
配置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】前記キャビティープレートは略長方形に
形成され、前記インクノズルが前記略長方形のキャビテ
ィープレートの長手方向に一列に配置されるインクノズ
ル列が、前記キャビティープレートには４列以上設けら
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】前記キャビティープレートは略長方形に
形成され、前記菱形の圧力室が前記略長方形のキャビテ
ィープレートの長手方向に一列に配置される圧力室の列
が、前記キャビティープレートには６列設けられている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェッ
トプリンタヘッド。
【請求項４】略長方形に形成されたキャビティープレ
ートの両短辺の中央を各々結んだ中央線寄りに、前記菱
形の圧力室に設けられたインク噴射ノズルが配列されて
いることを特徴とした請求項１乃至３の何れかに記載の
インクジェットプリンタヘッド。
【請求項５】前記アクチュエータは、一対の電極間に
圧電シートを有するものであって、一方の電極を前記菱
形の圧力室の投影形状よりも少し小さいほぼ相似形とし
た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６】前記各圧力室の供給口にインクを供給す
るマニホールド流路は、各圧力室列ごとに独立してお
り、第３の圧力室列のためのマニホールド流路は、第１
または第２の圧力室列のためのマニホールド流路に対し
て、各圧力室列がなす平面と直交する方向の高さを異に
し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。