JP2004114505A - インクジェットヘッド - Google Patents
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Abstract
【課題】インク圧力室の配置される位置に拘わらず、各インク圧力室にインクを安定して供給することができ、ノズルの吐出性能を均一にすることができるインクジェットヘッドを提供する。
【解決手段】キャビティプレート２の上には、インク供給源からインクが供給されるリザーバプレート４が積層されている。このリザーバプレート４の内部には、長手方向に沿ってインク供給源からインクが各々供給される第１及び第２インク供給通路８、９がほぼ平行に形成されている。また、キャビティプレート２の各圧力室群３０の下側には、各インク圧力室１９Ａに連通する各２列の第１及び第２インクマニホールド通路３１、３２がキャビティプレート２の長手方向に沿ってほぼ等間隔で平行に配設されている。そして、各第１及び第２インクマニホールド通路３１、３２には、第１及び第２インク供給通路８、９からインクが供給される。
【選択図】 図２
【解決手段】キャビティプレート２の上には、インク供給源からインクが供給されるリザーバプレート４が積層されている。このリザーバプレート４の内部には、長手方向に沿ってインク供給源からインクが各々供給される第１及び第２インク供給通路８、９がほぼ平行に形成されている。また、キャビティプレート２の各圧力室群３０の下側には、各インク圧力室１９Ａに連通する各２列の第１及び第２インクマニホールド通路３１、３２がキャビティプレート２の長手方向に沿ってほぼ等間隔で平行に配設されている。そして、各第１及び第２インクマニホールド通路３１、３２には、第１及び第２インク供給通路８、９からインクが供給される。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体にインクを吐出して記録を行う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】
従来より、記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェットヘッドが種々提案されている。
例えば、従来のインクジェットヘッドでは、このインクジェットヘッドのインクリザーバは、インクマニホールド側に広がった形状であり、その底部と後部壁との角度θは、１２５．３゜である。また、インクマニホールドに、嵌め合い凸部を形成し、これをインクリザーバの開口部に嵌合させて、開口部の内壁にシーリング材を用いて接合することにより、位置合わせと接合を行なうようにして、インク供給管を介してインクがこのインクマニホールドを経てインクリザーバに供給されるものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、従来の他のインクジェットヘッドでは、オリフィスプレート、加圧室プレート、リストリクタプレート、振動板、第一マニホールドプレート、第二マニホールドプレート、バックプレート、フィルタプレートが、積層されることによって構成されている。そして、オリフィスプレートには、インク吐出のためのオリフィスが複数列配置され、加圧室プレート、リストリクタプレートには、夫々オリフィスに対応した加圧室及びリストリクタが配置されている。また、第一マニホールドプレート、第二マニホールドプレートの間には、フィルタプレートが介在し、上端から下端に至るまでを２室に分断するべく配設されて、第一マニホールド、第二マニホールドが設けられて２層構造のマニホールドが設けられている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
更に、従来の他のインクジェットヘッドは、４つのプリントデバイスから構成され、インクはメイン供給源からインク供給チューブを介して各プリントデバイスのインク供給マニホールドに供給される。そして、インク供給マニホールド内のインクは、共通マニホールドからノズルに接続されたキャビティ又はインクリザーバまで延びるフロー経路を介してノズルプレート内のノズルから吐出されている。また、単一プリントデバイスに４つのノズルアレイが設けらた構成も開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−３３８１７７号公報（段落（００１７）〜（００１８）、図１）
【特許文献２】
特開２０００−２９６６１３号公報（段落（００１５）〜（００１８）、図１及び図２）
【特許文献３】
特開平１０−３３７８６８号公報（段落（００１３）、（００２３）、（００２８）、図１、図３、図６、図８、図１１、図１２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１等に記載されるインクジェットヘッドにおいては、ノズルを多数形成した場合には、インクマニホールドが長尺化され、一端側に配置されるチャンネルへのインクがスムーズに供給されず、ノズルのインク吐出性能が不均一になる虞があるという問題がある。
また、上述した特許文献２等に記載されるインクジェットヘッドにおいては、マニホールドがフィルタプレートで単に２室に分断されているだけであるため、インク流路から離れた上方の第１マニホールドへのインクがスムーズに供給されず、オリフィスのインク吐出性能が不均一になる虞があるという問題がある。
更に、上述した特許文献３等に記載されるインクジェットヘッドにおいては、ノズルを多数形成した場合には、共通マニホールドの流路長が長くなるため、この共通マニホールドの一端側に配置されるノズルへのインクがスムーズに供給されず、共通マニホールドに連通する各ノズルのインク吐出性能が不均一になる虞があるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、第２の共通インク室のインク導入口に対して第１の共通インク室の複数の流路に対応して設けられるインク圧力室の配置される位置に拘わらず、各インク圧力室にインクを安定して供給することができ、ノズルの吐出性能を均一にすることができるインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に係るインクジェットヘッドは、インク圧力室内に供給されたインクを吐出して記録を行うインクジェットヘッドにおいて、マトリックス状に配置された複数のインク圧力室によって形成された圧力室群を複数備えると共に、前記複数のインク圧力室にインクを供給する複数の流路と、前記複数の圧力室群に対応して形成され前記複数の流路にインクを供給する複数のインク供給口とを有する第１の共通インク室と、前記各インク供給口に連通しインク供給源に連通するインク導入口を有する第２の共通インク室とを備え、前記第１の共通インク室の複数の流路の各流路断面積は略同一に形成され、前記第２の共通インク室の流路断面積は、該第１の共通インク室の流路断面積よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする。
【０００９】
このような特徴を有する請求項１に係るインクジェットヘッドでは、インク供給源からインク導入口を経由して大きな流路断面積の第２の共通インク室にインクが供給された後、この第２の共通インク室から複数の圧力室群に対応して形成された各インク供給口を介して対応する第１の共通インク室にインクが供給される。そして、この第１の共通インク室を構成する略同一流路断面積の複数の流路の各流路にインクが供給されて、この各流路に対応する複数のインク圧力室にインクが供給される。
これにより、第１の共通インク室の流路断面積を小さく形成しても、各圧力室群に対応して形成されるインク供給口から各インク圧力室までの各流路長をほぼ一定にすることができるため、第２の共通インク室のインク導入口に対して第１の共通インク室の複数の流路に対応して設けられるインク圧力室の配置される位置に拘わらず、各インク圧力室にインクを安定して供給することができ、ノズルの吐出性能を均一にすることができる。
【００１０】
また、請求項２に係るインクジェットヘッドは、請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記各インク圧力室、第１の共通インク室及び第２の共通インク室は、複数の薄板部材を積層して形成され、該第１の共通インク室及び／又は該第２の共通インク室は、該各インク圧力室とは異なる層に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
このような特徴を有する請求項２に係るインクジェットヘッドでは、第１及び／又は第２の共通インク室が形成される層と、各インク圧力室が形成される層とが異なるため、第１及び／又は第２の共通インク室と各インク圧力室とを積層方向に重ねて形成することができ、インクジェットヘッドの投影面積の増加を極力抑えることができると共に、複数のインク圧力室の配置される位置に拘わらず、各インク圧力室にインクを安定して供給することができ、ノズルの吐出性能を均一にすることができる。
【００１２】
また、請求項３に係るインクジェットヘッドは、請求項１又は請求項２に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記第１の共通インク室は、所定間隔で複数列並設されると共に、前記複数の圧力室群に跨って形成され、前記第２の共通インク室は、該第１の共通インク室に対向して複数列並設されていることを特徴とする。
【００１３】
このような特徴を有する請求項３に係るインクジェットヘッドでは、複数列の各第２の共通インク室に所定の色のインクを供給することによって、各第２の共通インク室に連通する各第１の共通インク室を介して複数の圧力室群に跨って所定の色のインクを供給することができ、複数色の印刷を行うことができる。
【００１４】
更に、請求項４に係るインクジェットヘッドは、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、前記インク導入口は、前記圧力室群の配列方向の一端若しくは両端に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
このような特徴を有する請求項４に係るインクジェットヘッドでは、インク導入口は、圧力室群の配列方向に沿って第２の共通インク室の一端若しくは両端に形成されるため、アクチュエータに電気信号を供給する配線基板等と干渉することなく、インク供給源からこのインク導入口に簡素な構造でインクを供給することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るインクジェットヘッドを具体化した一実施形態を図１乃至図７に基づき説明する。
先ず、図１乃至図４に示すように、インクジェットヘッド１は、略長方形に形成された薄い金属板の積層構造からなるキャビティプレート２の上に、平面視略台形状のプレート型の４枚の各圧電シート２０が千鳥状になって２列に積層されている。また、この各圧電シート２０の各々の上側には、フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ基板）３の先端部に形成される電極パターン部３Ａが載置され、電気的に接続されている。この電極パターン部３Ａは、この圧電シート２０の形状にほぼ等しい平面視略台形状に形成されている。また、キャビティプレート２の上には、不図示のインク供給源からインクが供給されるリザーバプレート４が積層されている。
【００１７】
また、この各圧電シート２０は、その平行対向辺（上辺及び下辺）がキャビティプレート２の長手方向に沿うように配置されている。また、隣接する圧電シート２０の斜辺同士が、キャビティプレート２の幅方向にオーバーラップしている。 また、圧電シート２０が積層されるキャビティプレート２の表面には、ほぼ菱形形状に形成されたインク圧力室１９Ａが要求される印字密度に対応して、各圧電シート２０の下面部に対向する平面視略台形状の各領域にマトリックス状に配列されて、それぞれ圧力室群３０（図７参照）を構成している。また、この複数列の各インク圧力室１９Ａは、このインク圧力室１９Ａの鋭角部を互いに他の列のインク圧力室１９Ａ間に入り込ませるように高密度に配置されている。
【００１８】
また、キャビティプレート２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、キャビティプレート２は、図５（Ｂ）に示すように、下層から、ノズルプレート１１、カバープレート１２、第１マニホールドプレート１３、第２マニホールドプレート１４、第３マニホールドプレート１５、サプライプレート１６、アパーチャプレート１７、スペーサプレート１８及びベースプレート１９の９枚の薄い金属板を積層した構造となっている。
また、図３に示すように、キャビティプレート２の各圧電シート２０が設けられない領域には、各圧電シート２０の上辺に対向するようにインクが供給される第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ４、第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ４が２つずつ対になって長手方向に千鳥状に設けられている。また、左右両端部の各圧電シート２０の下辺の外側近傍位置にも各インク供給口１９Ｂ５、１９Ｃ５が１つずつ設けられている。この各インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、１９Ｃ１〜１９Ｃ５のベースプレート１９における下端部（図３中、ベースプレート１９の下側端面部）には、インク内のゴミが侵入するのを防ぐための微細な貫通孔が多数形成される不図示のフィルタが設けられている。そして、各第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５は、後述のように各マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される後述の第１インクマニホールド通路３１、第２インクマニホールド通路３２（図６参照）にそれぞれ連通し、この第１及び第２インクマニホールド通路３１、３２へインクが供給される。
【００１９】
また、リザーバプレート４は、やや厚めで略長方形の金属薄板の板材を３枚積層した３層構造になっている。具体的には、リザーバプレート４は、図１及び図２に示すように、上層からやや厚い金属薄板の第１リザーバプレート５、キャビティプレート２より厚い金属薄板の第２リザーバプレート６、やや薄い金属薄板の第３リザーバプレート７の３枚の金属板を積層した構造となっている。
また、第１リザーバプレート５には、長手方向の対角線上の各端部（図１中、左下端部と右上端部）に上面から下面まで連通する第１インク導入口５Ａ、第２インク導入口５Ｂが穿設されている。この第１インク導入口５Ａ及び第２インク導入口５Ｂには、不図示のインク供給源から所定の色のインク（例えば、黒色と赤色のインク）がそれぞれ供給される。
【００２０】
また、第２リザーバプレート６には、前記第１インク導入口５Ａ、第２インク導入口５Ｂに対向する位置から、キャビティプレート２の各インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、１９Ｃ１〜１９Ｃ５にインクを供給するための第１インク供給通路８と第２インク供給通路９とを構成する溝状の各孔部６Ａ、６Ｂが長手方向に沿って左右端縁部まで延びるようにほぼ平行に形成されている。また、この孔部６Ａの周縁部から第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５に対向する部分を覆うように、該孔部６Ａの内周面の所定箇所が外側方向に突き出ている。また、この孔部６Ｂの周縁部から第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５に対向する部分を覆うように、該孔部６Ｂの内周面の所定箇所が外側方向に突き出ている。
【００２１】
また、第３リザーバプレート７には、各第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５に対向する位置に、各第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５とほぼ同一の大きさの第１貫通孔７Ｂ１〜７Ｂ５、第２貫通孔７Ｃ１〜７Ｃ５が穿設されている。また、各ＦＰＣ基板３に対向する底面部には、このＦＰＣ基板３の外縁よりも少し大きい平面視略台形状の凹部７Ｄが形成されている。この凹部７Ｄは、第３リザーバプレート７の厚みの約半分程度の深さに形成され、ＦＰＣ基板３の上面部と第３リザーバプレート７の底面部との間に所定の隙間が形成されている。
【００２２】
従って、インク供給源からリザーバプレート４の第１インク導入口５Ａに供給されるインクは、第１インク供給通路８内に充填され、各第１貫通孔７Ｂ１〜７Ｂ５を経てキャビティプレート２の各第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５に供給される。また、インク供給源からリザーバプレート４の第２インク導入口５Ｂに供給されるインクは、第２インク供給通路９内に充填され、各第２貫通孔７Ｃ１〜７Ｃ５を経てキャビティプレート２の各第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５に供給される。また、第２リザーバプレート６の厚さはキャビティプレート２の厚さより大きいため各インク供給通路８、９の流路断面積は、後述の各第１及び第２インクマニホールド通路３１、３２（図６、図７参照）の流路断面積よりも大きくなるように形成されている。
ここで第１インク供給通路８、第１インク導入口５Ａ及び第１貫通孔７Ｂ１〜７Ｂ５と、第２インク供給通路９、第２インク導入口５Ｂ及び第１貫通孔７Ｃ１〜７Ｃ５とは、各々第２の共通インク室を構成する。
【００２３】
また、図５に示すように、ノズルプレート１１には、微小径のインク吐出用のノズル１１Ａが、多数個穿設されている。また、カバープレート１２には、各ノズル１１Ａに対向する位置に該ノズル１１Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１２Ａが多数穿設されると共に、各マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される後述の各第１及び第２インクマニホールド通路３１、３２の下面部を構成している。
【００２４】
また、第１マニホールドプレート１３には、前記貫通孔１２Ａに対向する位置に該貫通孔１２Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１３Ａが多数穿設されると共に、前記第１インクマニホールド通路３１又は第２インクマニホールド通路３２を構成する溝状の孔部１３Ｂが長手方向に沿って延びるように各インク圧力室１９Ａの各列に沿って複数列形成されている。
【００２５】
また、第２マニホールドプレート１４には、前記貫通孔１３Ａに対向する位置に該貫通孔１３Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１４Ａが多数穿設されると共に、前記第１インクマニホールド通路３１又は第２インクマニホールド通路３２を構成する溝状の孔部１４Ｂが長手方向に沿って延びるように各インク圧力室１９Ａの各列に沿って複数列形成されている。
【００２６】
また、第３マニホールドプレート１５には、前記貫通孔１４Ａに対向する位置に該貫通孔１４Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１５Ａが多数穿設されると共に、前記第１インクマニホールド通路３１又は第２インクマニホールド通路３２を構成する溝状の孔部１５Ｂが長手方向に沿って延びるように各インク圧力室１９Ａの各列に沿って複数列形成されている。
【００２７】
また、サプライプレート１６には、前記貫通孔１５Ａに対向する位置に該貫通孔１５Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１６Ａが多数穿設されている。また、このサプライプレート１６の貫通孔１６Ａに対して上記インク圧力室１９Ａの鋭角部と反対の対角線方向で、かつ、前記孔部１５Ｂの側端縁部の近傍位置（図５（Ｂ）中、右側端縁部の近傍位置）には、第１インクマニホールド通路３１又は第２インクマニホールド通路３２に連通してインクの供給通路を形成する貫通孔１６Ｂが多数穿設されている。また、サプライプレート１６の前記第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５に対向する位置には、この各インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、１９Ｃ１〜１９Ｃ５とほぼ同じ大きさの貫通孔が穿設されている。
【００２８】
ここで、図５（Ｂ）に示すように、カバープレート１２の上面部、溝状の各孔部１３Ｂ、１４Ｂ、１５Ｂ、及びサプライプレート１６の底面部によって構成され、インクを各インク圧力室１９Ａに供給する共通のインク室として働く各第１インクマニホールド通路３１、第２インクマニホールド通路３２が長手方向に複数列形成される（図６参照）。
【００２９】
また、アパーチャプレート１７には、前記貫通孔１６Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１７Ａが多数穿設されている。また、このアパーチャプレート１７には、各インク圧力室１９Ａのインク供給側の鋭角部の下側の位置に貫通孔１７Ｂが穿設されると共に、該貫通孔１７Ｂの下端部から前記貫通孔１６Ｂに対向する位置まで溝状の凹部であるアパーチャ部１７Ｃが底面部に形成されている。このアパーチャ部１７Ｃは、アパーチャプレート１７の厚みの約半分程度の深さの溝に形成されている。また、アパーチャプレート１７の前記第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５に対向する位置には、この各インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、１９Ｃ１〜１９Ｃ５とほぼ同じ大きさの貫通孔が穿設されている。
【００３０】
また、スペーサプレート１８には、前記各貫通孔１７Ａに連通する貫通孔１８Ａが多数穿設されている。また、スペーサプレート１８には、前記各貫通孔１７Ｂに連通する貫通孔１８Ｂが多数穿設されている。また、スペーサプレート１８の前記第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５に対向する位置には、この各インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、１９Ｃ１〜１９Ｃ５とほぼ同じ大きさの貫通孔が穿設されている。
【００３１】
また、ベースプレート１９には、略菱形形状のインク圧力室１９Ａが多数形成されている。また、前記スペーサプレート１８に穿設された各貫通孔１８Ａ、１８Ｂは、インク圧力室１９Ａの各鋭角部に対向するように配置されている。そして、この各インク圧力室１９Ａの上面部は、上側に積層される各圧電シート２０によって塞がれている。また、このベースプレート１９には、前記第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５が穿設されている。
【００３２】
また、圧電シート２０の上面部には、各インク圧力室１９Ａに対応する位置に前記菱形のインク圧力室１９Ａの投影形状よりも少し小さいほぼ相似形の略菱形形状を有する駆動電極２０Ａが形成されている。また、図５（Ａ）に示すように、インク圧力室１９Ａのインク供給側の鋭角部に対応する該駆動電極２０Ａの鋭角部からインク圧力室１９Ａの外側に対応する位置まで連続して引き出される略菱形形状のランドパターン２０Ｂが形成されている。
【００３３】
ここで、図６及び図７に基づいて、カバープレート１２、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５及びサプライプレート１６によって形成される各第１及び第２インクマニホールド通路３１、３２について説明する。
図６に示すように、各圧電シート２０に対向する部分には、キャビティプレート２の幅方向に対して２列の第１インクマニホールド通路３１と、２列の第２インクマニホールド通路３２とが平行にほぼ等間隔でキャビティプレート２の長手方向に沿って設けられている。
【００３４】
先ず、第１インクマニホールド通路３１の構成について説明する。
左端に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第１インクマニホールド通路３１の各左端部は、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される溝部３３Ａによって互いに連通されると共に、この溝部３３Ａを介して第１インク供給口１９Ｂ１に連通している。
また、この左端に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第１インクマニホールド通路３１の各右端部と、左から２番目に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第１インクマニホールド通路３１の各左端部とは、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される溝部３３Ｂによって互いに連通されると共に、この溝部３３Ｂを介して第１インク供給口１９Ｂ２に連通している。
【００３５】
また、左から２番目に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第１インクマニホールド通路３１の各右端部と、左から３番目に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第１インクマニホールド通路３１の各左端部とは、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される溝部３３Ｃによって互いに連通されると共に、この溝部３３Ｃを介して第１インク供給口１９Ｂ３に連通している。
【００３６】
また、左から３番目に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第１インクマニホールド通路３１の各右端部と、右端に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第１インクマニホールド通路３１の各左端部とは、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される溝部３３Ｄによって互いに連通されると共に、この溝部３３Ｄを介して第１インク供給口１９Ｂ４に連通している。
【００３７】
更に、右端に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第１インクマニホールド通路３１の各右端部は、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される溝部３３Ｅによって互いに連通されると共に、この溝部３３Ｅを介して第１インク供給口１９Ｂ５に連通している。
【００３８】
続いて、第２インクマニホールド通路３２の構成について説明する。
左端に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第２インクマニホールド通路３２の各左端部は、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される溝部３４Ｅによって互いに連通されると共に、この溝部３４Ｅを介して第２インク供給口１９Ｃ５に連通している。
また、この左端に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第２インクマニホールド通路３２の各右端部と、左から２番目に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第２インクマニホールド通路３２の各左端部とは、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される溝部３４Ｄによって互いに連通されると共に、この溝部３４Ｄを介して第２インク供給口１９Ｃ４に連通している。
【００３９】
また、左から２番目に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第２インクマニホールド通路３２の各右端部と、左から３番目に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第２インクマニホールド通路３２の各左端部とは、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される溝部３４Ｃによって互いに連通されると共に、この溝部３４Ｃを介して第２インク供給口１９Ｃ３に連通している。
【００４０】
また、左から３番目に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第２インクマニホールド通路３２の各右端部と、右端に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第２インクマニホールド通路３２の各左端部とは、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される溝部３４Ｂによって互いに連通されると共に、この溝部３４Ｂを介して第２インク供給口１９Ｃ２に連通している。
【００４１】
更に、右端に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第２インクマニホールド通路３２の各右端部は、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される溝部３４Ａによって互いに連通されると共に、この溝部３４Ａを介して第２インク供給口１９Ｃ１に連通している。
【００４２】
従って、不図示のインク供給源からリザーバプレート４の第１インク導入口５Ａに供給されるインクは、第１インク供給通路８内に充填され、各第１貫通孔７Ｂ１〜７Ｂ５、及びキャビティプレート２の各第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５を経て８列の各第１インクマニホールド通路３１に供給される。また、インク供給源からリザーバプレート４の第２インク導入口５Ｂに供給されるインクは、第２インク供給通路９内に充填され、各第２貫通孔７Ｃ１〜７Ｃ５、及びキャビティプレート２の各第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５を経て８列の各第２インクマニホールド通路３２に供給される。
ここで、８列の第１インクマニホールド通路３１、各溝部３３Ａ〜３３Ｅ及び第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５と、第２インクマニホールド通路３２、各溝部３４Ａ〜３４Ｅ及び第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５とは、各々第１の共通インク室を構成する。
【００４３】
次に、図７に示すように、キャビティプレート２の上面部に形成される各インク圧力室１９Ａは、４枚の各圧電シート２０に対向する平面視略台形状の領域内の各々にほぼ同じ平面視台形状の４つの圧力室群３０を構成するように配設されている。従って、この４つの各圧力室群３０は、千鳥状になってキャビティプレート２の長手方向に沿って２列に設けられている。また、各圧力室群３０を構成する複数のインク圧力室１９Ａはキャビティプレート２の幅方向（図７中、上下方向）に沿ってほぼ４等分され、その下側にキャビティプレート２の長手方向（図７中、左右方向）に沿ってほぼ等間隔で平行に２列ずつ配設される第１インクマニホールド通路３１、第２インクマニホールド通路３２に連通されている。従って、各圧力室群３０は、キャビティプレート２の幅方向（図７中、上下方向）に沿って２等分され、一方（図７中、圧力室群３０の下側半分）の各インク圧力室１９Ａには、各第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５を経て各第１インクマニホールド通路３１に供給されるインクが供給され、他方（図７中、圧力室群３０の上側半分）の各インク圧力室１９Ａには、各第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５を経て各第２インクマニホールド通路３２に供給されるインクが供給される。
【００４４】
そして、図５に示すように、第１インクマニホールド通路３１又は第２インクマニホールド通路３２から供給されるインクは、貫通孔１６Ｂ、アパーチャ部１７Ｃ、貫通孔１７Ｂ及び貫通孔１８Ｂを経て、インク圧力室１９Ａに流入する。そして、ＦＰＣ基板３を介してランドパターン２０Ｂに駆動電圧が印可されると、圧電シート２０がインク圧力室１９Ａ側に変形して、インク圧力室１９Ａ内のインクは押し出され、各貫通孔１８Ａ〜１２Ａを経て、ノズル１１Ａから吐出される。
【００４５】
以上詳細に説明した通り、本実施形態のインクジェットヘッド１は、キャビティプレート２と、このキャビティプレート２の上に、平面視略台形状のプレート型の４枚の各圧電シート２０が千鳥状になって２列に積層されている。また、この各圧電シート２０の各々の上側には、ＦＰＣ基板３が載置され、電気的に接続されている。また、キャビティプレート２の上には、インク供給源からインクが供給されるリザーバプレート４が積層されている。
また、リザーバプレート４は、３枚の薄い金属板から形成される各リザーバプレート５、６、７を積層して形成され、その内部には長手方向に沿ってインク供給源からインクが第１インク導入口５Ａ、第２インク導入口５Ｂを経て各々供給される流路断面積の大きい第１インク供給通路８、第２インク供給通路９がほぼ平行に形成されている。
また、キャビティプレート２の各圧電シート２０に対向する領域には、複数のマトリックス状に配置されるインク圧力室１９Ａから構成される平面視台形状の圧力室群３０が設けられている。そして、各圧力室群３０の下側には、各インク圧力室１９Ａに連通する各２列ずつの第１インクマニホールド通路３１、第２インクマニホールド通路３２がキャビティプレート２の長手方向に沿ってほぼ等間隔で平行に配設されている。そして、８列の各第１インクマニホールド通路３１には、リザーバプレート４の第１インク供給通路８から各第１貫通孔７Ｂ１〜７Ｂ５、及び各第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５を経てインクが供給される。また、８列の各第２インクマニホールド通路３２には、リザーバプレート４の第２インク供給通路９から各第２貫通孔７Ｃ１〜７Ｃ５、及び各第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５を経てインクが供給される。
【００４６】
従って、各第１インクマニホールド通路３１、第２インクマニホールド通路３２の流路断面積を小さく形成しても、各圧力室群３０に対応して形成される各第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５から各インク圧力室１９Ａまでの各流路長をほぼ一定にすることができるため、第１インク供給通路８の第１インク導入口５Ａ、又は第２インク供給通路９の第２インク導入口５Ｂに対して各第１インクマニホールド通路３１又は第２インクマニホールド通路３２に対応して設けられる各インク圧力室１９Ａの配置される位置に拘わらず、各インク圧力室１９Ａに対してインクを安定して供給することができ、各ノズル１１Ａの吐出性能を均一にすることができる。
また、各第１インクマニホールド通路３１、第２インクマニホールド通路３２が形成される層、及び第１インク供給通路８、第２インク供給通路９が形成される層と、各インク圧力室１９Ａが形成される層とが異なるため、各第１インクマニホールド通路３１、第２インクマニホールド通路３２、第１インク供給通路８、第２インク供給通路９、及び各インク圧力室１９Ａを積層方向に重ねて形成することができ、インクジェットヘッド１の投影面積の増加を極力抑えることができると共に、複数のインク圧力室１９Ａの配置される位置に拘わらず、各インク圧力室１９Ａにインクを安定して供給することができ、各ノズル１１Ａの吐出性能を均一にすることができる。
また、第１インク供給通路８、第２インク供給通路９の各々に所定の色のインクを供給することによって、第１インク供給通路８、第２インク供給通路９の各々に連通する各第１インクマニホールド通路３１、第２インクマニホールド通路３２を介して４つの各圧力室群３０に跨って所定の色のインクを供給することができ、複数色の印刷を行うことができる。
更に、第１インク供給通路８、第２インクマニホールド通路９の各々にインク供給源からのインクを供給する第１インク導入口５Ａ、第２インク導入口５Ｂは、リザーバプレート４の長手方向の対角線上の各端部に形成されるため、各ＦＰＣ基板３と干渉することなく、インク供給源からこの第１インク導入口５Ａ、第２インク導入口５Ｂに簡素な構造でインクを供給することができる。
【００４７】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明に係るインクジェットヘッドにおいては、第１の共通インク室の流路断面積を小さく形成しても、各圧力室群に対応して形成されるインク供給口から各インク圧力室までの各流路長をほぼ一定にすることができるため、第２の共通インク室のインク導入口に対して第１の共通インク室の複数の流路に対応して設けられるインク圧力室の配置される位置に拘わらず、各インク圧力室にインクを安定して供給することができ、ノズルの吐出性能を均一にすることができるインクジェットヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るインクジェットヘッドの概略平面図である。
【図２】本実施形態に係るインクジェットヘッドの断面を模式的に示す概略断面図である。
【図３】本実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シートとキャビティプレートとの分解斜視図である。
【図４】本実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シートとキャビティプレートとの要部分解斜視図である。
【図５】本実施形態に係るインクジェットヘッドのインク圧力室と駆動電極との概略構成を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図である。
【図６】本実施形態に係るインクジェットヘッドのキャビティプレートに構成される各第１及び第２インクマニホールド通路を示す平面図である。
【図７】本実施形態に係るインクジェットヘッドの圧力室群と各第１及び第２インクマニホールド通路との位置関係を示す部分拡大平面図である。
【符号の説明】
１ インクジェットヘッド
２ キャビティプレート
３ ＦＰＣ基板
４ リザーバプレート
５ 第１リザーバプレート
５Ａ、５Ｂ インク導入口
６ 第２リザーバプレート
６Ａ、６Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂ、１５Ｂ 孔部
７ 第３リザーバプレート
７Ｂ１〜７Ｂ５ 第１貫通孔
７Ｃ１〜７Ｃ５ 第２貫通孔
８ 第１インク供給通路
９ 第２インク供給通路
１１ ノズルプレート
１２ カバープレート
１３ 第１マニホールドプレート
１４ 第２マニホールドプレート
１５ 第３マニホールドプレート
１６ サプライプレート
１７ アパーチャプレート
１８ スペーサプレート
１９ ベースプレート
１９Ａ インク圧力室
１９Ｂ１〜１９Ｂ５ 第１インク供給口
１９Ｃ１〜１９Ｃ５ 第２インク供給口
２０ 圧電シート
３０ 圧力室群
３１ 第１インクマニホールド通路
３２ 第２インクマニホールド通路
３３Ａ〜３３Ｅ、３４Ａ〜３４Ｅ 溝部
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録媒体にインクを吐出して記録を行う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】
従来より、記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェットヘッドが種々提案されている。
例えば、従来のインクジェットヘッドでは、このインクジェットヘッドのインクリザーバは、インクマニホールド側に広がった形状であり、その底部と後部壁との角度θは、１２５．３゜である。また、インクマニホールドに、嵌め合い凸部を形成し、これをインクリザーバの開口部に嵌合させて、開口部の内壁にシーリング材を用いて接合することにより、位置合わせと接合を行なうようにして、インク供給管を介してインクがこのインクマニホールドを経てインクリザーバに供給されるものが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、従来の他のインクジェットヘッドでは、オリフィスプレート、加圧室プレート、リストリクタプレート、振動板、第一マニホールドプレート、第二マニホールドプレート、バックプレート、フィルタプレートが、積層されることによって構成されている。そして、オリフィスプレートには、インク吐出のためのオリフィスが複数列配置され、加圧室プレート、リストリクタプレートには、夫々オリフィスに対応した加圧室及びリストリクタが配置されている。また、第一マニホールドプレート、第二マニホールドプレートの間には、フィルタプレートが介在し、上端から下端に至るまでを２室に分断するべく配設されて、第一マニホールド、第二マニホールドが設けられて２層構造のマニホールドが設けられている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
更に、従来の他のインクジェットヘッドは、４つのプリントデバイスから構成され、インクはメイン供給源からインク供給チューブを介して各プリントデバイスのインク供給マニホールドに供給される。そして、インク供給マニホールド内のインクは、共通マニホールドからノズルに接続されたキャビティ又はインクリザーバまで延びるフロー経路を介してノズルプレート内のノズルから吐出されている。また、単一プリントデバイスに４つのノズルアレイが設けらた構成も開示されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−３３８１７７号公報（段落（００１７）〜（００１８）、図１）
【特許文献２】
特開２０００−２９６６１３号公報（段落（００１５）〜（００１８）、図１及び図２）
【特許文献３】
特開平１０−３３７８６８号公報（段落（００１３）、（００２３）、（００２８）、図１、図３、図６、図８、図１１、図１２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１等に記載されるインクジェットヘッドにおいては、ノズルを多数形成した場合には、インクマニホールドが長尺化され、一端側に配置されるチャンネルへのインクがスムーズに供給されず、ノズルのインク吐出性能が不均一になる虞があるという問題がある。
また、上述した特許文献２等に記載されるインクジェットヘッドにおいては、マニホールドがフィルタプレートで単に２室に分断されているだけであるため、インク流路から離れた上方の第１マニホールドへのインクがスムーズに供給されず、オリフィスのインク吐出性能が不均一になる虞があるという問題がある。
更に、上述した特許文献３等に記載されるインクジェットヘッドにおいては、ノズルを多数形成した場合には、共通マニホールドの流路長が長くなるため、この共通マニホールドの一端側に配置されるノズルへのインクがスムーズに供給されず、共通マニホールドに連通する各ノズルのインク吐出性能が不均一になる虞があるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、第２の共通インク室のインク導入口に対して第１の共通インク室の複数の流路に対応して設けられるインク圧力室の配置される位置に拘わらず、各インク圧力室にインクを安定して供給することができ、ノズルの吐出性能を均一にすることができるインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため請求項１に係るインクジェットヘッドは、インク圧力室内に供給されたインクを吐出して記録を行うインクジェットヘッドにおいて、マトリックス状に配置された複数のインク圧力室によって形成された圧力室群を複数備えると共に、前記複数のインク圧力室にインクを供給する複数の流路と、前記複数の圧力室群に対応して形成され前記複数の流路にインクを供給する複数のインク供給口とを有する第１の共通インク室と、前記各インク供給口に連通しインク供給源に連通するインク導入口を有する第２の共通インク室とを備え、前記第１の共通インク室の複数の流路の各流路断面積は略同一に形成され、前記第２の共通インク室の流路断面積は、該第１の共通インク室の流路断面積よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする。
【０００９】
このような特徴を有する請求項１に係るインクジェットヘッドでは、インク供給源からインク導入口を経由して大きな流路断面積の第２の共通インク室にインクが供給された後、この第２の共通インク室から複数の圧力室群に対応して形成された各インク供給口を介して対応する第１の共通インク室にインクが供給される。そして、この第１の共通インク室を構成する略同一流路断面積の複数の流路の各流路にインクが供給されて、この各流路に対応する複数のインク圧力室にインクが供給される。
これにより、第１の共通インク室の流路断面積を小さく形成しても、各圧力室群に対応して形成されるインク供給口から各インク圧力室までの各流路長をほぼ一定にすることができるため、第２の共通インク室のインク導入口に対して第１の共通インク室の複数の流路に対応して設けられるインク圧力室の配置される位置に拘わらず、各インク圧力室にインクを安定して供給することができ、ノズルの吐出性能を均一にすることができる。
【００１０】
また、請求項２に係るインクジェットヘッドは、請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記各インク圧力室、第１の共通インク室及び第２の共通インク室は、複数の薄板部材を積層して形成され、該第１の共通インク室及び／又は該第２の共通インク室は、該各インク圧力室とは異なる層に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
このような特徴を有する請求項２に係るインクジェットヘッドでは、第１及び／又は第２の共通インク室が形成される層と、各インク圧力室が形成される層とが異なるため、第１及び／又は第２の共通インク室と各インク圧力室とを積層方向に重ねて形成することができ、インクジェットヘッドの投影面積の増加を極力抑えることができると共に、複数のインク圧力室の配置される位置に拘わらず、各インク圧力室にインクを安定して供給することができ、ノズルの吐出性能を均一にすることができる。
【００１２】
また、請求項３に係るインクジェットヘッドは、請求項１又は請求項２に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記第１の共通インク室は、所定間隔で複数列並設されると共に、前記複数の圧力室群に跨って形成され、前記第２の共通インク室は、該第１の共通インク室に対向して複数列並設されていることを特徴とする。
【００１３】
このような特徴を有する請求項３に係るインクジェットヘッドでは、複数列の各第２の共通インク室に所定の色のインクを供給することによって、各第２の共通インク室に連通する各第１の共通インク室を介して複数の圧力室群に跨って所定の色のインクを供給することができ、複数色の印刷を行うことができる。
【００１４】
更に、請求項４に係るインクジェットヘッドは、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェットヘッドにおいて、前記インク導入口は、前記圧力室群の配列方向の一端若しくは両端に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
このような特徴を有する請求項４に係るインクジェットヘッドでは、インク導入口は、圧力室群の配列方向に沿って第２の共通インク室の一端若しくは両端に形成されるため、アクチュエータに電気信号を供給する配線基板等と干渉することなく、インク供給源からこのインク導入口に簡素な構造でインクを供給することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るインクジェットヘッドを具体化した一実施形態を図１乃至図７に基づき説明する。
先ず、図１乃至図４に示すように、インクジェットヘッド１は、略長方形に形成された薄い金属板の積層構造からなるキャビティプレート２の上に、平面視略台形状のプレート型の４枚の各圧電シート２０が千鳥状になって２列に積層されている。また、この各圧電シート２０の各々の上側には、フレキシブルプリント配線基板（ＦＰＣ基板）３の先端部に形成される電極パターン部３Ａが載置され、電気的に接続されている。この電極パターン部３Ａは、この圧電シート２０の形状にほぼ等しい平面視略台形状に形成されている。また、キャビティプレート２の上には、不図示のインク供給源からインクが供給されるリザーバプレート４が積層されている。
【００１７】
また、この各圧電シート２０は、その平行対向辺（上辺及び下辺）がキャビティプレート２の長手方向に沿うように配置されている。また、隣接する圧電シート２０の斜辺同士が、キャビティプレート２の幅方向にオーバーラップしている。 また、圧電シート２０が積層されるキャビティプレート２の表面には、ほぼ菱形形状に形成されたインク圧力室１９Ａが要求される印字密度に対応して、各圧電シート２０の下面部に対向する平面視略台形状の各領域にマトリックス状に配列されて、それぞれ圧力室群３０（図７参照）を構成している。また、この複数列の各インク圧力室１９Ａは、このインク圧力室１９Ａの鋭角部を互いに他の列のインク圧力室１９Ａ間に入り込ませるように高密度に配置されている。
【００１８】
また、キャビティプレート２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、キャビティプレート２は、図５（Ｂ）に示すように、下層から、ノズルプレート１１、カバープレート１２、第１マニホールドプレート１３、第２マニホールドプレート１４、第３マニホールドプレート１５、サプライプレート１６、アパーチャプレート１７、スペーサプレート１８及びベースプレート１９の９枚の薄い金属板を積層した構造となっている。
また、図３に示すように、キャビティプレート２の各圧電シート２０が設けられない領域には、各圧電シート２０の上辺に対向するようにインクが供給される第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ４、第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ４が２つずつ対になって長手方向に千鳥状に設けられている。また、左右両端部の各圧電シート２０の下辺の外側近傍位置にも各インク供給口１９Ｂ５、１９Ｃ５が１つずつ設けられている。この各インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、１９Ｃ１〜１９Ｃ５のベースプレート１９における下端部（図３中、ベースプレート１９の下側端面部）には、インク内のゴミが侵入するのを防ぐための微細な貫通孔が多数形成される不図示のフィルタが設けられている。そして、各第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５は、後述のように各マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される後述の第１インクマニホールド通路３１、第２インクマニホールド通路３２（図６参照）にそれぞれ連通し、この第１及び第２インクマニホールド通路３１、３２へインクが供給される。
【００１９】
また、リザーバプレート４は、やや厚めで略長方形の金属薄板の板材を３枚積層した３層構造になっている。具体的には、リザーバプレート４は、図１及び図２に示すように、上層からやや厚い金属薄板の第１リザーバプレート５、キャビティプレート２より厚い金属薄板の第２リザーバプレート６、やや薄い金属薄板の第３リザーバプレート７の３枚の金属板を積層した構造となっている。
また、第１リザーバプレート５には、長手方向の対角線上の各端部（図１中、左下端部と右上端部）に上面から下面まで連通する第１インク導入口５Ａ、第２インク導入口５Ｂが穿設されている。この第１インク導入口５Ａ及び第２インク導入口５Ｂには、不図示のインク供給源から所定の色のインク（例えば、黒色と赤色のインク）がそれぞれ供給される。
【００２０】
また、第２リザーバプレート６には、前記第１インク導入口５Ａ、第２インク導入口５Ｂに対向する位置から、キャビティプレート２の各インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、１９Ｃ１〜１９Ｃ５にインクを供給するための第１インク供給通路８と第２インク供給通路９とを構成する溝状の各孔部６Ａ、６Ｂが長手方向に沿って左右端縁部まで延びるようにほぼ平行に形成されている。また、この孔部６Ａの周縁部から第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５に対向する部分を覆うように、該孔部６Ａの内周面の所定箇所が外側方向に突き出ている。また、この孔部６Ｂの周縁部から第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５に対向する部分を覆うように、該孔部６Ｂの内周面の所定箇所が外側方向に突き出ている。
【００２１】
また、第３リザーバプレート７には、各第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５に対向する位置に、各第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５とほぼ同一の大きさの第１貫通孔７Ｂ１〜７Ｂ５、第２貫通孔７Ｃ１〜７Ｃ５が穿設されている。また、各ＦＰＣ基板３に対向する底面部には、このＦＰＣ基板３の外縁よりも少し大きい平面視略台形状の凹部７Ｄが形成されている。この凹部７Ｄは、第３リザーバプレート７の厚みの約半分程度の深さに形成され、ＦＰＣ基板３の上面部と第３リザーバプレート７の底面部との間に所定の隙間が形成されている。
【００２２】
従って、インク供給源からリザーバプレート４の第１インク導入口５Ａに供給されるインクは、第１インク供給通路８内に充填され、各第１貫通孔７Ｂ１〜７Ｂ５を経てキャビティプレート２の各第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５に供給される。また、インク供給源からリザーバプレート４の第２インク導入口５Ｂに供給されるインクは、第２インク供給通路９内に充填され、各第２貫通孔７Ｃ１〜７Ｃ５を経てキャビティプレート２の各第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５に供給される。また、第２リザーバプレート６の厚さはキャビティプレート２の厚さより大きいため各インク供給通路８、９の流路断面積は、後述の各第１及び第２インクマニホールド通路３１、３２（図６、図７参照）の流路断面積よりも大きくなるように形成されている。
ここで第１インク供給通路８、第１インク導入口５Ａ及び第１貫通孔７Ｂ１〜７Ｂ５と、第２インク供給通路９、第２インク導入口５Ｂ及び第１貫通孔７Ｃ１〜７Ｃ５とは、各々第２の共通インク室を構成する。
【００２３】
また、図５に示すように、ノズルプレート１１には、微小径のインク吐出用のノズル１１Ａが、多数個穿設されている。また、カバープレート１２には、各ノズル１１Ａに対向する位置に該ノズル１１Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１２Ａが多数穿設されると共に、各マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される後述の各第１及び第２インクマニホールド通路３１、３２の下面部を構成している。
【００２４】
また、第１マニホールドプレート１３には、前記貫通孔１２Ａに対向する位置に該貫通孔１２Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１３Ａが多数穿設されると共に、前記第１インクマニホールド通路３１又は第２インクマニホールド通路３２を構成する溝状の孔部１３Ｂが長手方向に沿って延びるように各インク圧力室１９Ａの各列に沿って複数列形成されている。
【００２５】
また、第２マニホールドプレート１４には、前記貫通孔１３Ａに対向する位置に該貫通孔１３Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１４Ａが多数穿設されると共に、前記第１インクマニホールド通路３１又は第２インクマニホールド通路３２を構成する溝状の孔部１４Ｂが長手方向に沿って延びるように各インク圧力室１９Ａの各列に沿って複数列形成されている。
【００２６】
また、第３マニホールドプレート１５には、前記貫通孔１４Ａに対向する位置に該貫通孔１４Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１５Ａが多数穿設されると共に、前記第１インクマニホールド通路３１又は第２インクマニホールド通路３２を構成する溝状の孔部１５Ｂが長手方向に沿って延びるように各インク圧力室１９Ａの各列に沿って複数列形成されている。
【００２７】
また、サプライプレート１６には、前記貫通孔１５Ａに対向する位置に該貫通孔１５Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１６Ａが多数穿設されている。また、このサプライプレート１６の貫通孔１６Ａに対して上記インク圧力室１９Ａの鋭角部と反対の対角線方向で、かつ、前記孔部１５Ｂの側端縁部の近傍位置（図５（Ｂ）中、右側端縁部の近傍位置）には、第１インクマニホールド通路３１又は第２インクマニホールド通路３２に連通してインクの供給通路を形成する貫通孔１６Ｂが多数穿設されている。また、サプライプレート１６の前記第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５に対向する位置には、この各インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、１９Ｃ１〜１９Ｃ５とほぼ同じ大きさの貫通孔が穿設されている。
【００２８】
ここで、図５（Ｂ）に示すように、カバープレート１２の上面部、溝状の各孔部１３Ｂ、１４Ｂ、１５Ｂ、及びサプライプレート１６の底面部によって構成され、インクを各インク圧力室１９Ａに供給する共通のインク室として働く各第１インクマニホールド通路３１、第２インクマニホールド通路３２が長手方向に複数列形成される（図６参照）。
【００２９】
また、アパーチャプレート１７には、前記貫通孔１６Ａに連通した微小径のインクの通路である貫通孔１７Ａが多数穿設されている。また、このアパーチャプレート１７には、各インク圧力室１９Ａのインク供給側の鋭角部の下側の位置に貫通孔１７Ｂが穿設されると共に、該貫通孔１７Ｂの下端部から前記貫通孔１６Ｂに対向する位置まで溝状の凹部であるアパーチャ部１７Ｃが底面部に形成されている。このアパーチャ部１７Ｃは、アパーチャプレート１７の厚みの約半分程度の深さの溝に形成されている。また、アパーチャプレート１７の前記第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５に対向する位置には、この各インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、１９Ｃ１〜１９Ｃ５とほぼ同じ大きさの貫通孔が穿設されている。
【００３０】
また、スペーサプレート１８には、前記各貫通孔１７Ａに連通する貫通孔１８Ａが多数穿設されている。また、スペーサプレート１８には、前記各貫通孔１７Ｂに連通する貫通孔１８Ｂが多数穿設されている。また、スペーサプレート１８の前記第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５に対向する位置には、この各インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、１９Ｃ１〜１９Ｃ５とほぼ同じ大きさの貫通孔が穿設されている。
【００３１】
また、ベースプレート１９には、略菱形形状のインク圧力室１９Ａが多数形成されている。また、前記スペーサプレート１８に穿設された各貫通孔１８Ａ、１８Ｂは、インク圧力室１９Ａの各鋭角部に対向するように配置されている。そして、この各インク圧力室１９Ａの上面部は、上側に積層される各圧電シート２０によって塞がれている。また、このベースプレート１９には、前記第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５が穿設されている。
【００３２】
また、圧電シート２０の上面部には、各インク圧力室１９Ａに対応する位置に前記菱形のインク圧力室１９Ａの投影形状よりも少し小さいほぼ相似形の略菱形形状を有する駆動電極２０Ａが形成されている。また、図５（Ａ）に示すように、インク圧力室１９Ａのインク供給側の鋭角部に対応する該駆動電極２０Ａの鋭角部からインク圧力室１９Ａの外側に対応する位置まで連続して引き出される略菱形形状のランドパターン２０Ｂが形成されている。
【００３３】
ここで、図６及び図７に基づいて、カバープレート１２、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５及びサプライプレート１６によって形成される各第１及び第２インクマニホールド通路３１、３２について説明する。
図６に示すように、各圧電シート２０に対向する部分には、キャビティプレート２の幅方向に対して２列の第１インクマニホールド通路３１と、２列の第２インクマニホールド通路３２とが平行にほぼ等間隔でキャビティプレート２の長手方向に沿って設けられている。
【００３４】
先ず、第１インクマニホールド通路３１の構成について説明する。
左端に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第１インクマニホールド通路３１の各左端部は、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される溝部３３Ａによって互いに連通されると共に、この溝部３３Ａを介して第１インク供給口１９Ｂ１に連通している。
また、この左端に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第１インクマニホールド通路３１の各右端部と、左から２番目に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第１インクマニホールド通路３１の各左端部とは、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される溝部３３Ｂによって互いに連通されると共に、この溝部３３Ｂを介して第１インク供給口１９Ｂ２に連通している。
【００３５】
また、左から２番目に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第１インクマニホールド通路３１の各右端部と、左から３番目に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第１インクマニホールド通路３１の各左端部とは、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される溝部３３Ｃによって互いに連通されると共に、この溝部３３Ｃを介して第１インク供給口１９Ｂ３に連通している。
【００３６】
また、左から３番目に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第１インクマニホールド通路３１の各右端部と、右端に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第１インクマニホールド通路３１の各左端部とは、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される溝部３３Ｄによって互いに連通されると共に、この溝部３３Ｄを介して第１インク供給口１９Ｂ４に連通している。
【００３７】
更に、右端に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第１インクマニホールド通路３１の各右端部は、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される溝部３３Ｅによって互いに連通されると共に、この溝部３３Ｅを介して第１インク供給口１９Ｂ５に連通している。
【００３８】
続いて、第２インクマニホールド通路３２の構成について説明する。
左端に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第２インクマニホールド通路３２の各左端部は、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される溝部３４Ｅによって互いに連通されると共に、この溝部３４Ｅを介して第２インク供給口１９Ｃ５に連通している。
また、この左端に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第２インクマニホールド通路３２の各右端部と、左から２番目に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第２インクマニホールド通路３２の各左端部とは、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される溝部３４Ｄによって互いに連通されると共に、この溝部３４Ｄを介して第２インク供給口１９Ｃ４に連通している。
【００３９】
また、左から２番目に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第２インクマニホールド通路３２の各右端部と、左から３番目に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第２インクマニホールド通路３２の各左端部とは、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される溝部３４Ｃによって互いに連通されると共に、この溝部３４Ｃを介して第２インク供給口１９Ｃ３に連通している。
【００４０】
また、左から３番目に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第２インクマニホールド通路３２の各右端部と、右端に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第２インクマニホールド通路３２の各左端部とは、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される溝部３４Ｂによって互いに連通されると共に、この溝部３４Ｂを介して第２インク供給口１９Ｃ２に連通している。
【００４１】
更に、右端に配置される圧電シート２０に対向する部分に配設される２列の第２インクマニホールド通路３２の各右端部は、第１乃至第３マニホールドプレート１３、１４、１５によって形成される溝部３４Ａによって互いに連通されると共に、この溝部３４Ａを介して第２インク供給口１９Ｃ１に連通している。
【００４２】
従って、不図示のインク供給源からリザーバプレート４の第１インク導入口５Ａに供給されるインクは、第１インク供給通路８内に充填され、各第１貫通孔７Ｂ１〜７Ｂ５、及びキャビティプレート２の各第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５を経て８列の各第１インクマニホールド通路３１に供給される。また、インク供給源からリザーバプレート４の第２インク導入口５Ｂに供給されるインクは、第２インク供給通路９内に充填され、各第２貫通孔７Ｃ１〜７Ｃ５、及びキャビティプレート２の各第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５を経て８列の各第２インクマニホールド通路３２に供給される。
ここで、８列の第１インクマニホールド通路３１、各溝部３３Ａ〜３３Ｅ及び第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５と、第２インクマニホールド通路３２、各溝部３４Ａ〜３４Ｅ及び第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５とは、各々第１の共通インク室を構成する。
【００４３】
次に、図７に示すように、キャビティプレート２の上面部に形成される各インク圧力室１９Ａは、４枚の各圧電シート２０に対向する平面視略台形状の領域内の各々にほぼ同じ平面視台形状の４つの圧力室群３０を構成するように配設されている。従って、この４つの各圧力室群３０は、千鳥状になってキャビティプレート２の長手方向に沿って２列に設けられている。また、各圧力室群３０を構成する複数のインク圧力室１９Ａはキャビティプレート２の幅方向（図７中、上下方向）に沿ってほぼ４等分され、その下側にキャビティプレート２の長手方向（図７中、左右方向）に沿ってほぼ等間隔で平行に２列ずつ配設される第１インクマニホールド通路３１、第２インクマニホールド通路３２に連通されている。従って、各圧力室群３０は、キャビティプレート２の幅方向（図７中、上下方向）に沿って２等分され、一方（図７中、圧力室群３０の下側半分）の各インク圧力室１９Ａには、各第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５を経て各第１インクマニホールド通路３１に供給されるインクが供給され、他方（図７中、圧力室群３０の上側半分）の各インク圧力室１９Ａには、各第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５を経て各第２インクマニホールド通路３２に供給されるインクが供給される。
【００４４】
そして、図５に示すように、第１インクマニホールド通路３１又は第２インクマニホールド通路３２から供給されるインクは、貫通孔１６Ｂ、アパーチャ部１７Ｃ、貫通孔１７Ｂ及び貫通孔１８Ｂを経て、インク圧力室１９Ａに流入する。そして、ＦＰＣ基板３を介してランドパターン２０Ｂに駆動電圧が印可されると、圧電シート２０がインク圧力室１９Ａ側に変形して、インク圧力室１９Ａ内のインクは押し出され、各貫通孔１８Ａ〜１２Ａを経て、ノズル１１Ａから吐出される。
【００４５】
以上詳細に説明した通り、本実施形態のインクジェットヘッド１は、キャビティプレート２と、このキャビティプレート２の上に、平面視略台形状のプレート型の４枚の各圧電シート２０が千鳥状になって２列に積層されている。また、この各圧電シート２０の各々の上側には、ＦＰＣ基板３が載置され、電気的に接続されている。また、キャビティプレート２の上には、インク供給源からインクが供給されるリザーバプレート４が積層されている。
また、リザーバプレート４は、３枚の薄い金属板から形成される各リザーバプレート５、６、７を積層して形成され、その内部には長手方向に沿ってインク供給源からインクが第１インク導入口５Ａ、第２インク導入口５Ｂを経て各々供給される流路断面積の大きい第１インク供給通路８、第２インク供給通路９がほぼ平行に形成されている。
また、キャビティプレート２の各圧電シート２０に対向する領域には、複数のマトリックス状に配置されるインク圧力室１９Ａから構成される平面視台形状の圧力室群３０が設けられている。そして、各圧力室群３０の下側には、各インク圧力室１９Ａに連通する各２列ずつの第１インクマニホールド通路３１、第２インクマニホールド通路３２がキャビティプレート２の長手方向に沿ってほぼ等間隔で平行に配設されている。そして、８列の各第１インクマニホールド通路３１には、リザーバプレート４の第１インク供給通路８から各第１貫通孔７Ｂ１〜７Ｂ５、及び各第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５を経てインクが供給される。また、８列の各第２インクマニホールド通路３２には、リザーバプレート４の第２インク供給通路９から各第２貫通孔７Ｃ１〜７Ｃ５、及び各第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５を経てインクが供給される。
【００４６】
従って、各第１インクマニホールド通路３１、第２インクマニホールド通路３２の流路断面積を小さく形成しても、各圧力室群３０に対応して形成される各第１インク供給口１９Ｂ１〜１９Ｂ５、第２インク供給口１９Ｃ１〜１９Ｃ５から各インク圧力室１９Ａまでの各流路長をほぼ一定にすることができるため、第１インク供給通路８の第１インク導入口５Ａ、又は第２インク供給通路９の第２インク導入口５Ｂに対して各第１インクマニホールド通路３１又は第２インクマニホールド通路３２に対応して設けられる各インク圧力室１９Ａの配置される位置に拘わらず、各インク圧力室１９Ａに対してインクを安定して供給することができ、各ノズル１１Ａの吐出性能を均一にすることができる。
また、各第１インクマニホールド通路３１、第２インクマニホールド通路３２が形成される層、及び第１インク供給通路８、第２インク供給通路９が形成される層と、各インク圧力室１９Ａが形成される層とが異なるため、各第１インクマニホールド通路３１、第２インクマニホールド通路３２、第１インク供給通路８、第２インク供給通路９、及び各インク圧力室１９Ａを積層方向に重ねて形成することができ、インクジェットヘッド１の投影面積の増加を極力抑えることができると共に、複数のインク圧力室１９Ａの配置される位置に拘わらず、各インク圧力室１９Ａにインクを安定して供給することができ、各ノズル１１Ａの吐出性能を均一にすることができる。
また、第１インク供給通路８、第２インク供給通路９の各々に所定の色のインクを供給することによって、第１インク供給通路８、第２インク供給通路９の各々に連通する各第１インクマニホールド通路３１、第２インクマニホールド通路３２を介して４つの各圧力室群３０に跨って所定の色のインクを供給することができ、複数色の印刷を行うことができる。
更に、第１インク供給通路８、第２インクマニホールド通路９の各々にインク供給源からのインクを供給する第１インク導入口５Ａ、第２インク導入口５Ｂは、リザーバプレート４の長手方向の対角線上の各端部に形成されるため、各ＦＰＣ基板３と干渉することなく、インク供給源からこの第１インク導入口５Ａ、第２インク導入口５Ｂに簡素な構造でインクを供給することができる。
【００４７】
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明した通り本発明に係るインクジェットヘッドにおいては、第１の共通インク室の流路断面積を小さく形成しても、各圧力室群に対応して形成されるインク供給口から各インク圧力室までの各流路長をほぼ一定にすることができるため、第２の共通インク室のインク導入口に対して第１の共通インク室の複数の流路に対応して設けられるインク圧力室の配置される位置に拘わらず、各インク圧力室にインクを安定して供給することができ、ノズルの吐出性能を均一にすることができるインクジェットヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るインクジェットヘッドの概略平面図である。
【図２】本実施形態に係るインクジェットヘッドの断面を模式的に示す概略断面図である。
【図３】本実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シートとキャビティプレートとの分解斜視図である。
【図４】本実施形態に係るインクジェットヘッドの圧電シートとキャビティプレートとの要部分解斜視図である。
【図５】本実施形態に係るインクジェットヘッドのインク圧力室と駆動電極との概略構成を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図である。
【図６】本実施形態に係るインクジェットヘッドのキャビティプレートに構成される各第１及び第２インクマニホールド通路を示す平面図である。
【図７】本実施形態に係るインクジェットヘッドの圧力室群と各第１及び第２インクマニホールド通路との位置関係を示す部分拡大平面図である。
【符号の説明】
１ インクジェットヘッド
２ キャビティプレート
３ ＦＰＣ基板
４ リザーバプレート
５ 第１リザーバプレート
５Ａ、５Ｂ インク導入口
６ 第２リザーバプレート
６Ａ、６Ｂ、１３Ｂ、１４Ｂ、１５Ｂ 孔部
７ 第３リザーバプレート
７Ｂ１〜７Ｂ５ 第１貫通孔
７Ｃ１〜７Ｃ５ 第２貫通孔
８ 第１インク供給通路
９ 第２インク供給通路
１１ ノズルプレート
１２ カバープレート
１３ 第１マニホールドプレート
１４ 第２マニホールドプレート
１５ 第３マニホールドプレート
１６ サプライプレート
１７ アパーチャプレート
１８ スペーサプレート
１９ ベースプレート
１９Ａ インク圧力室
１９Ｂ１〜１９Ｂ５ 第１インク供給口
１９Ｃ１〜１９Ｃ５ 第２インク供給口
２０ 圧電シート
３０ 圧力室群
３１ 第１インクマニホールド通路
３２ 第２インクマニホールド通路
３３Ａ〜３３Ｅ、３４Ａ〜３４Ｅ 溝部
Claims (4)
- インク圧力室内に供給されたインクを吐出して記録を行うインクジェットヘッドにおいて、
マトリックス状に配置された複数のインク圧力室によって形成された圧力室群を複数備えると共に、
前記複数のインク圧力室にインクを供給する複数の流路と、前記複数の圧力室群に対応して形成され前記複数の流路にインクを供給する複数のインク供給口とを有する第１の共通インク室と、
前記各インク供給口に連通しインク供給源に連通するインク導入口を有する第２の共通インク室とを備え、
前記第１の共通インク室の複数の流路の各流路断面積は略同一に形成され、
前記第２の共通インク室の流路断面積は、該第１の共通インク室の流路断面積よりも大きくなるように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。 - 前記各インク圧力室、第１の共通インク室及び第２の共通インク室は、複数の薄板部材を積層して形成され、
該第１の共通インク室及び／又は該第２の共通インク室は、該各インク圧力室とは異なる層に形成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。 - 前記第１の共通インク室は、所定間隔で複数列並設されると共に、前記複数の圧力室群に跨って形成され、
前記第２の共通インク室は、該第１の共通インク室に対向して複数列並設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェットヘッド。 - 前記インク導入口は、前記圧力室群の配列方向の一端若しくは両端に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
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