JP2007030242A - インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のノズル孔の吐出口の中心が一方向と直交する方向に沿って一直線上に配列された場合、及び、複数のノズル孔の吐出口の中心が前記一方向に関して互いに離隔している場合のいずれにおいても、優れたインク吐出性能を得る。
【解決手段】 互いに異なるマニホールド流路に連通していると共に圧力室を介してノズルプレートに形成されたノズルに至る４つの個別インク流路からなる個別インク流路組を含んでいる。個別インク流路組に関する４つのノズルの各吐出口の中心及び当該吐出口に対応する接続口の中心を、インク吐出面に平行な仮想平面上に射影したとき、仮想平面において、共通原点Ｏに対する射影接続口点６７ｂの副走査方向に関する座標成分と、射影接続口点６７ｂに対する、対応する射影吐出口点８ｃの副走査方向に関する座標成分の両方が、４つの個別インク流路すべてについて相違している。
【選択図】 図８

Description

本発明は、インクを吐出するノズル孔を備えたインクジェットヘッドに関する。

インクジェットプリンタ等で用いられるインクジェットヘッドとしては、多数のノズルが形成されたノズルプレートを含みつつ、各ノズルから圧力室を介して共通インク室に至る多数の個別インク流路が形成された流路ユニットを有するものが知られている（特許文献１参照）。このインクジェットヘッドによると、インクタンクから供給されたインクが共通インク室を介して各個別インク流路の圧力室に流れ込む。そして、圧力室に選択的にパルス状の圧力が付与されることによって当該圧力室に連通しているノズルからインク滴を吐出する。

特開２００２−０３６５３９号公報（図２）

このようなインクジェットヘッドとしては、１つのインクジェットヘッドから複数色のインク滴を吐出することができるカラー用のものや、単色のインク滴を高解像度で吐出することができるモノクロ用のものなどがある。これら複数種類のインクジェットヘッドを用途に合わせて個別に設計及び製造すると、インクジェットヘッドの製造コストが高くなる。

一方、例えば、カラー用インクジェットヘッドとモノクロ用インクジェットヘッドとでは、ノズル孔の吐出口の位置が異なるもののその他の流路構成はほぼ同じである。そこで、ノズル孔が形成されたノズルプレートのみを変更することで、カラー用及びモノクロ用のインクジェットヘッドを製造することが考えられる。つまり、流路ユニットを、ノズル孔が形成されたノズルプレートとノズル孔以外の流路が形成された主流路部とに分け、このうち主流路部を共通部品化するという考え方である。図１１は、従来のカラー用インクジェットヘッドに、この考え方を適用した例を示している。図１１は、ノズルプレートのノズル孔と、ノズルプレートが固定される主流路部の接続口との位置関係を示した模式図である。説明の都合上、この位置関係の違いが分かる範囲の基本部分が示してある。ここでは、４つのノズル孔の吐出口（インク吐出面側開口）と流入口（インク吐出面と反対側開口）、及びこの流入口と接続する主流路部の接続口（個別インク流路におけるディセンダ孔の開口）を、インク吐出面に垂直方向に沿って、インク吐出面と平行な仮想平面に対して射影したそれぞれの射影像が図示されている。図１１（ａ）には、４色（Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロー、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）のインクを用いるカラー用インクジェットヘッドの各射影像が示され、図１１（ｂ）には、カラー用インクジェットヘッドからノズルプレートをモノクロ用に変更した場合の各射影像が示されている。

カラー印字の場合、色インクの重ね合わせが必要なので、互いに異なる色のインク滴を吐出する吐出口が、所定の方向（例えば、用紙搬送方向）に直線状に配列されている。一方、モノクロ印字の場合には、印字の高解像度化に対応するため、所定の方向での吐出口の重なりはない。この場合の各吐出口は、これと直交方向に、解像度に対応した等間隔を介して配列されている。

そのため、カラー用のノズルプレートを使用した場合においては、図１１（ａ）に示すように、各接続口の射影輪郭線（接続口の射影像）９２が対応する吐出口の射影輪郭線（吐出口の射影像）９１ａ及び流入口の射影輪郭線（流入口の射影像）９１ｂと同心状に配置されている。つまり、接続口の中心の射影像：射影接続口点と対応する吐出口の中心の射影像：射影吐出口点とが一致しているとともに、所定の方向に引いた直線の射影像：仮想線Ｘ上に位置している。また、接続口の射影輪郭線９２に吐出口の射影輪郭線９１ａ及び流入口の射影輪郭線９１ｂが完全に包含されているとも言える。一方、モノクロ用ノズルプレートを用いた場合には、図１１（ｂ）に示すように、仮想線Ｘに対する接続口の射影輪郭線９２の位置関係は、カラーの場合と同じであるが、吐出口の射影輪郭線９１ａ'は、仮想線Ｘについて平行に引いた４本の仮想線Ｙ１〜Ｙ４上に１つずつ位置している。いずれの接続口においても、射影接続口点と射影吐出口点とは一致していない。とりわけ、仮想線Ｘと直交する方向で、両端に位置する２つの射影輪郭線９１ａ'は、接続口の射影輪郭線９２に近接している。ノズルプレートにノズル孔を形成する場合、要求される吐出特性（速度、量、方向性等）にあわせて、流入口から吐出口に向かって小径化することがある。このとき、接続口と吐出口との近接具合やノズル孔の小径化の程度にもよるが、製造過程で僅かなずれが生じると、接続口の射影輪郭線９２から流入口の射影輪郭線９１ｂ'がはみ出すことがある。なお、この図において、流入口の射影輪郭線９１ｂ、９１ｂ'は破線で示してある。その場合、接続口からノズル孔に至るインクの流れが乱れ、インク吐出性能が低下する。したがって、ノズルプレートだけが異なるカラー用インクジェットヘッドとモノクロ用インクジェットヘッドとを実現することは困難である。

本発明の主たる目的は、流路ユニットの構成部材として、ノズルプレート以外の部材を共通とし、ノズルプレートには、複数の吐出口の中心が一方向と直交する方向に沿って一直線上に配列されたもの、及び、複数の吐出口の中心が前記一方向に関して互いに離隔しているもののいずれが用いられた場合においても、インクの流れが乱れにくく、優れたインク吐出性能が得られるインクジェットヘッドを提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のインクジェットヘッドは、共通インク室の出口から圧力室を経て液滴が吐出される吐出口に至る複数の個別インク流路が形成され、インク吐出面に複数の前記吐出口を有する複数のノズル孔が形成されたノズルプレートが固定された流路ユニットを含むインクジェットヘッドである。前記流路ユニットにおいて、前記インク吐出面には、前記複数の吐出口により第１の方向に延在しつつ互いに対向して配列する複数列の吐出口列が形成されており、前記ノズルプレートとの固定面には、前記複数の個別インク流路の接続口が前記複数のノズル孔にそれぞれ対応して形成されている。そして、前記インク吐出面内の任意の点、互いに異なる前記吐出口列に属し且つ前記第１の方向と交差する第２の方向に関して互いに隣接するｎ個（ｎ：自然数）の前記吐出口の中心、及び、これらｎ個の前記吐出口に対応したｎ個の前記接続口の中心を、前記インク吐出面に垂直な方向に沿って前記インク吐出面に平行な仮想平面上に射影したときに、ｎ個の前記吐出口に係るｎ個の前記個別インク流路からなる個別インク流路組の中には、前記任意の点が射影されることによって前記仮想平面に形成された共通原点に対する、前記接続口の中心が射影されることによって前記仮想平面に形成された射影接続口点の前記仮想平面内での一方向に関する座標成分と、各射影接続口点に対する、これに対応する前記吐出口の中心が射影されることによって前記仮想平面に形成された射影吐出口点の前記一方向に関する座標成分との両方が互いに異なる少なくとも２個の前記個別インク流路が存在している。

本発明によると、共通原点に対する射影接続口点の前記一方向に関する座標成分と、各射影接続口点に対する射影吐出口点の前記一方向に関する座標成分との両方が互いに異なる複数の個別インク流路同士においては、複数の吐出口の中心が前記一方向と直交する方向に沿って一直線上に配列されている場合、及び、複数の吐出口の中心同士が前記一方向に関して互いに離隔している場合のいずれであっても、製造過程において僅かな位置ずれが生じたとしても、ノズル孔の流入口の射影輪郭線が接続口の射影輪郭線内に包含されやすくなる。したがって、ノズルプレートとして、複数のノズル孔の吐出口の中心が前記一方向と直交する方向に沿って一直線上に配列されたもの、及び、複数のノズル孔の吐出口の中心が前記一方向に関して互いに離隔しているもののいずれが用いられた場合においても、これら複数の個別インク流路同士においては、インクの流れが乱れにくく、優れたインク吐出性能が得られる。

本発明においては、前記共通原点に対する前記射影接続口点の前記一方向に関する座標成分と、前記射影接続口点に対する対応する前記射影吐出口点の前記一方向に関する座標成分の両方が、ｎ個の前記個別インク流路すべてについて相違していることが好ましい。これによると、ノズル孔が、接続口に対して平面視ではみ出さないで接続可能な範囲がさらに広くなる。これにより、共通原点に対する射影接続口点の前記一方向に関する座標成分と、各射影接続口点に対する射影吐出口点の前記一方向に関する座標成分との両方が互いに異なるｎ個の個別インク流路同士においては、複数の吐出口の中心が前記一方向と直交する方向に沿って一直線上に配列されている場合、及び、複数の吐出口の中心同士が前記一方向に関して互いに離隔している場合のいずれであっても、製造過程において僅かな位置ずれが生じたとしても、ノズル孔の流入口の射影輪郭線が接続口の射影輪郭線内にさらに包含されやすくなる。したがって、ノズルプレートとして、複数のノズル孔の吐出口の中心位置が前記一方向と直交する方向に沿って一直線上に配列されたもの、及び、複数のノズル孔の吐出口の中心位置が前記一方向に関して互いに離隔しているもののいずれが用いられた場合においても、これらｎ個の個別インク流路同士においては、インクの流れが乱れにくく、優れたインク吐出性能が得られる。

また、本発明においては、ｎ個の前記射影接続口点が、前記一方向に関して等間隔に離隔していることが好ましい。

または、ｎ個の前記射影接続口点とこれに対応するｎ個の前記射影吐出口点との間の前記一方向に関するｎ個の距離が、等間隔に変化していてもよい。

或いは、ｎ個の前記射影接続口点が、前記一方向に関して第１の間隔ずつ離隔し、且つ、ｎ個の前記射影接続口点とこれに対応するｎ個の前記射影吐出口点との間の前記一方向に関するｎ個の距離が、第２の間隔ずつ変化してもよい。これらによると、個別インク流路組の構造を簡単にすることができる。

このとき、ｎ個の前記射影吐出口点が、前記一方向に関して等間隔に離隔していることが好ましい。これによると、高解像度のモノクロ画像を印刷することができる。

さらに、このとき、前記第１の間隔が、前記第２の間隔よりも小さいことがより好ましい。これによると、ノズル孔の流入口の射影輪郭線が接続口の射影輪郭線内により一層包含されやすくなる。

加えて、このとき、前記共通原点に対する前記射影接続口点の前記一方向に関する座標成分が大きいほど、当該射影接続口点に対応する前記射影吐出口点の前記一方向に関する座標成分が大きいことがより一層好ましい。これによると、ノズル孔の流入口の射影輪郭線が接続口の射影輪郭線内に確実に包含されることになる。

また、本発明においては、ｎ個の前記射影吐出口点が、前記一方向と直交する方向に沿って一直線上に配列されていることが好ましい。これによると、良好なカラー画像を印刷することができる。

本発明においては、前記仮想平面上において、ｎ個の前記射影接続口点及びｎ個の前記射影吐出口点を前記第２の方向に関して等間隔に配置したとき、ｎ個の前記射影接続口点が第１の直線上に存在していると共に、ｎ個の前記射影吐出口点が前記第１の直線と交差する方向に延在する第２の直線上に存在していることが好ましい。これによると、個別インク流路組の構造を簡単にすることができる。

加えて、本発明においては、前記接続口の輪郭線を前記インク吐出面に垂直な方向に沿って前記仮想平面上に射影したときに、当該接続口に対応する前記射影吐出口点が、射影されることによって前記仮想平面に形成された前記接続口の射影輪郭線に包含されることが好ましい。これによると、インク吐出性能をさらに向上させることができる。

さらには、前記吐出口の輪郭線を前記インク吐出面に垂直な方向に沿って前記仮想平面上に射影したときに、射影されることによって前記仮想平面に形成された前記吐出口の射影輪郭線が、前記接続口の射影輪郭線に包含されることがより好ましい。これによると、インク吐出性能をより一層向上させることができる。

また、本発明においては、複数の前記共通インク室が、前記第１の方向に延在しつつ互いに対向するように配列されていてよい。そして、各共通インク室が、共通の前記吐出口列に係るｍ個（ｍ：自然数）の前記個別インク流路と連通していてよい。このとき、同じ前記共通インク室に連通したｍ個の前記個別インク流路に対応したｍ個の前記射影吐出口点が、前記仮想平面上において前記一方向に関して等間隔に離隔しており、互いに異なる前記共通インク室に連通したｎ個の前記個別インク流路からなる前記個別インク流路組がｍ個形成されていることが好ましい。これによると、ヘッド全域にわたって上述した効果が得られる。

このとき、ｎ個の前記共通インク室が形成されており、これらｎ個の前記共通インク室がそれぞれ２個の副共通インク室を有しており、各共通インク室に属する２つの前記副共通インク室に連通したｍ個の前記個別インク流路に対応したｍ個の前記射影吐出口点が、前記仮想平面上において前記一方向に関して等間隔に離隔していることが好ましい。これによると、共通インク室と同数のインク色を用いたカラー印刷と、その倍の副共通インク室と同数のインク色を用いたカラー印刷とを１つのインクジェットヘッドで実現することができる。

また、これらにおいて、ｎ×ｍ個の前記圧力室及び前記圧力室に対向して配置された個別電極が、前記一方向に関して千鳥状に配列されていることがより好ましい。これによると、圧力室を高密度に配置することができるため、高解像度印刷を行うことができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明に係る好適な実施の形態によるインクジェットヘッドの外観斜視図である。図２は、図１のII−II線における断面図であり、インクジェットヘッドを構成するホルダにヘッド本体が組み付けられた状態を示している。図３は、図２に示すヘッド本体に補強板が接着された状態を示す斜視図である。インクジェットヘッド１は、シリアル式のインクジェットプリンタ（図示略）に用いられて、副走査方向に平行に搬送されてきた用紙に対してマゼンタ、イエロー、シアン及びブラックの４色のインクを吐出して記録するものである。インクジェットヘッド１は、図示しないキャリッジに着脱可能に搭載されて、主走査方向に往復移動され、用紙上を横切る毎にインク滴が吐出される。図１及び図２に示すようにインクジェットヘッド１は、４色のインクをそれぞれ貯溜する４つのインク室３が形成されたインクタンク７１と、このインクタンク７１の下方に配置されたヘッド本体７０と、ヘッド本体７０に貼り付けられた信号伝送基板となるフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）５０とを備えている。

インクタンク７１の内部には、４つのインク室３が主走査方向に並んで形成されており、図２中左方のインク室３からマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックのインクが順に貯溜されている。これら４つのインク室３は、対応するインクカートリッジ（図示せず）がチューブ４０（図１参照）によってそれぞれ接続されており、インクカートリッジからインク室３に各色のインクが供給されるようになっている。また、図２及び図３に示すようにインクタンク７１が、平面矩形形状の補強板４１に組み付けられている。この補強板４１は、略直方体形状を有するホルダ７２に紫外線型硬化剤４３で固着されている。さらに、この補強板４１には図３に示すように、平面形状が長方形形状の開口部４２が形成されており、この開口部４２内に後述のアクチュエータユニット（圧電アクチュエータ）２１を配置するようにしてヘッド本体７０が接着固定されている。インクタンク７１の下端部には、４つのインク室３にそれぞれ連通する４つのインク導出口３ａが形成されている。一方、補強板４１には、図３に示すように、４つのインク導出口３ａとそれぞれ連なる平面形状が楕円形状の４つの貫通孔４１ａが形成されている。

ヘッド本体７０は、それぞれの色ごとに複数のインク流路が形成された流路ユニット４と、流路ユニット４の上面にエポキシ系の熱硬化性接着剤によって接着されたアクチュエータユニット２１とを含んでいる。流路ユニット４及びアクチュエータユニット２１は、複数の薄板を積層して互いに接着させた構成であり、これら流路ユニット４及びアクチュエータユニット２１はインクタンク７１の下方に配置されている。流路ユニット４の上面には、平面形状が楕円形状の４つのインク供給口４ａ（図４参照）が形成されている。また、図３に示すように補強板４１には、補強板４１に形成された貫通孔４１ａと流路ユニット４に形成されたインク供給口４ａとがそれぞれ連なるようにして流路ユニット４が接着されている。この構成により、インクタンク７１内の４種類のインクが、インクタンク７１に形成された４つのインク導出口３ａ及び補強板４１に形成された４つの貫通孔４１ａを通ってそれぞれに対応する流路ユニット４の４つのインク供給口４ａから流路ユニット４内に供給されている。

また、図２に示すようにヘッド本体７０は、流路ユニット４のインク吐出面７０ａを外部に露出する状態で、補強板４１がホルダ７２の下面に形成された段付き状の開口部７２ａに装着されており、ホルダ７２と流路ユニット４との間はシール剤７３により封止されている。また、ヘッド本体７０の底面は微小径を有する多数のノズル孔８の吐出口８ａ（図６参照）が配列されたインク吐出面７０ａとなっている。また、アクチュエータユニット２１の上面には、ＦＰＣ５０が熱硬化性接着剤によって固着され、主走査方向の一方に引き出されるとともに、屈曲しながら上方に引き出されている。さらに、このＦＰＣ５０の上面には、ＦＰＣ５０及びアクチュエータユニット２１を保護する保護プレート４４が貼付されている。さらに、この保護プレート４４は、アクチュエータユニット２１に生じる温度分布を均一化し、インクの吐出特性をそろえる働きをしている。

アクチュエータユニット２１に固着されたＦＰＣ５０は、スポンジなどの弾性部材７４を介してインクタンク７１の側面に沿うように引き出され、このＦＰＣ５０上にドライバＩＣ７５が設置されている。ＦＰＣ５０は、ドライバＩＣ７５から出力された駆動信号をヘッド本体７０のアクチュエータユニット２１（後に詳述）に伝達するように、アクチュエータユニット２１と電気的に接続されている。

ホルダ７２のドライバＩＣ７５に対向する側壁には、ドライバＩＣ７５の熱を外部に放散する為の開口部７２ｂが形成されている。さらに、ドライバＩＣ７５とホルダ７２の開口部７２ｂとの間には、略直方体形状のアルミ板からなるヒートシンク７６がドライバＩＣ７５に密着するように配置されている。これらヒートシンク７６及び開口部７２ｂにより、ドライバＩＣ７５で発生した熱を効率的に散逸させることができる。また、開口部７２ｂ内には、ホルダ７２の側壁とヒートシンク７６の隙間を埋めるためのシール剤７７が配置されており、インクジェットヘッド１の本体にゴミやインクが侵入することを防いでいる。

図４は、ヘッド本体７０の平面図である。図４に示すように、ヘッド本体７０は矩形平面形状を有している。図４において、流路ユニット４内には、流路ユニット４の長手方向（副走査方向）に沿って互いに平行に延在された４つ（ｎ個）のマニホールド流路５が形成されている。これらマニホールド流路５には、流路ユニット４の４つのインク供給口４ａを通じてインクタンク７１のインク室３からそれぞれインクが供給される。本実施の形態では、図４中上方に示すマニホールド流路５から下方に向かって順にマゼンタ、イエロー、シアン及びブラックに対応するマニホールド流路５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄが形成されている。また、流路ユニット４の上面であって４つのインク供給口４ａを覆う位置には、フィルタ部材４５が配置されている。フィルタ部材４５は、各インク供給口４ａと重なる位置に複数の微小孔が形成されたフィルタ４５ａを有している。こうして、インクタンク７１から流路ユニット４内に供給されるインク内のゴミなどがフィルタ４５ａによって捕獲される。

流路ユニット４の上面には、平面形状が長方形形状のアクチュエータユニット２１が、インク供給口４ａを避けたほぼ中央部分に接着されている。アクチュエータユニット２１と流路ユニット４との接着領域と対応する流路ユニット４の下面は、多数のノズル孔８（図６参照）が配列されたインク吐出面７０ａとなっている。アクチュエータユニット２１に対向する流路ユニット４の接着領域には、マトリクス状に配列された多数の圧力室１０（図６参照）及び空隙６０（図５参照）が形成されている。言い換えると、アクチュエータユニット２１はすべての圧力室１０及び空隙６０に跨る寸法を有している。

図５は、図４内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図５に示すように、流路ユニット４においては、４つのマニホールド流路（共通インク室）５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄが、それぞれ２本の副マニホールド流路（副共通インク室）５ａに分岐している。言い換えれば、計８本の副マニホールド流路５ａが形成されている。副マニホールド流路５ａは、平面視における幅方向の両側壁から外側に向かって突出していると共に、延在方向に沿って千鳥状に配列されている多数の突出部８０を備えている（図６参照）。また、流路ユニット４には、複数の圧力室１０がマニホールド流路５（副マニホールド流路５ａ）と平行に配列された１６本の圧力室列１１と、多数の空隙６０が圧力室列１１と平行に配列された４本の空隙列６１とが形成されている。１６本の圧力室列１１は、互いに隣接して形成された４本の空隙列６１の集団によって、１２本の集団と４本の集団とに隔てられている。圧力室１０及び空隙６０は平面形状及びサイズが同じである。多数の圧力室１０及び空隙６０は、両者を区別のないものと考えたときに、流路ユニット４において１つの配列パターンが形成されるように規則的に配列されている。

流路ユニット４に形成された圧力室１０は、角部にアールが施された略菱形の平面形状を有しており、その長い方の対角線は流路ユニット４の幅方向（主走査方向）に平行である。各圧力室１０の一端はディセンダ孔（プレート２３、２４、２５、６６、２６、２７、２８、２９、６７に亘って形成された孔）１４を介してノズル孔（ノズルプレート３０に形成された孔）８に連通しており、他端はアパーチャ１３及び連通孔６８を介して副マニホールド流路５ａの突出部８０に連通している（図６参照）。なお、図５においては、図面を分かりやすくするために流路ユニット４内にあって破線で描くべき圧力室１０、空隙６０、アパーチャ１３及びノズル孔８等を実線で描いている。

後述するように、アクチュエータユニット２１上には、平面形状がほぼ菱形で圧力室１０よりも一回り小さい個別電極３５（図９参照）が、圧力室１０と対向するようにマトリクス状に配列されている。なお、図５には、図面を簡略にするために、複数の個別電極３５のうちの１つだけを描いている。

図６は、図５に示すVI−VI線に沿った個別インク流路７を示す断面図である。図６に示すように、副マニホールド流路５ａは矩形断面形状を有していると共に側壁からほぼ水平方向に突出する突出部８０を有している。各ノズル孔８は、ディセンダ孔１４、圧力室１０、アパーチャ（すなわち絞り）１３及び連通孔６８を介して副マニホールド流路５ａの突出部８０と連通している。このとき、連通孔６８、アパーチャ１３、圧力室１０、ディセンダ孔１４、ノズル孔８を含むものとして１つの個別インク流路７が形成されている。このように、各副マニホールド流路５ａには多数（本実施の形態においてはｍ／２個）の個別インク流路７が連通している（図５参照）。つまり、各マニホールド流路５にはｍ個の個別インク流路７が連通している。

また、副マニホールド流路５ａの内壁面の一部を構成する上部薄膜部８１ａを介して副マニホールド流路５ａに隣接するように上部ダンパー室８１が形成されている。さらに、上部薄膜部８１ａに対向する内壁面の一部を構成する下部薄膜部８２ａを介して副マニホールド流路５ａに隣接するように下部ダンパー室８２が形成されている。したがって、上部ダンパー室８１及び下部ダンパー室８２は、副マニホールド流路５ａを挟んで互いに対向するように配置されている。

ヘッド本体７０は、図６に示すように、上から、アクチュエータユニット２１、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、上部ダンパープレート６６、マニホールドプレート２６〜２９、下部ダンパープレート６７、及び、ノズルプレート３０の合計１２枚のシート材が積層された積層構造を有している。これらのうち、アクチュエータユニット２１を除いた１１枚のプレートから流路ユニット４が構成されている。

アクチュエータユニット２１は、後述するように、４枚の圧電シート３１〜３４（図９参照）の積層体を含んでいる。そのうちの最上層だけが電界印加時に活性部となる部分を有する層（以下、単に「活性部を有する層」というように記する）とされ、残り３層が活性部を有しない非活性層とされたものである。キャビティプレート２２は、圧力室１０及び空隙６０を構成する菱形の孔が、アクチュエータユニット２１の貼付範囲（接着領域）内に多数設けられた金属プレートである。ベースプレート２３は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０とアパーチャ１３との連絡孔及び圧力室１０からノズル孔８への連絡孔であるディセンダ孔１４となる孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。

アパーチャプレート２４は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、アパーチャ１３となる孔のほかにディセンダ孔１４となる孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。サプライプレート２５は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、アパーチャ１３と連通する連通孔６８の一部となる孔及びディセンダ孔１４となる孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。

上部ダンパープレート６６は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、アパーチャ１３と連通する連通孔６８の一部となる孔、ディセンダ孔１４となる孔及び上部ダンパー室８１の一部となる凹部がそれぞれ設けられた金属プレートである。つまり、サプライプレート２５、及び上部ダンパープレート６６の孔により連通孔６８が形成される。また、上部ダンパー室８１の一部となる凹部の底部は上部薄膜部８１ａとなる。

マニホールドプレート２６〜２９は、副マニホールド流路５ａの一部となる孔と、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、ディセンダ孔１４となる孔とが設けられた金属プレートである。なお、マニホールドプレート２６の副マニホールド流路５ａの一部となる孔には、突出部８０となる部分が含まれている。下部ダンパープレート（ノズルプレート３０に隣接するプレート）６７は、下部ダンパー室８２の一部となる凹部及びディセンダ孔１４となる孔が設けられた金属プレートである。下部ダンパー室８２となる凹部の底部は下部薄膜部８２ａとなる。また、ノズルプレート３０に接する面におけるディセンダ孔１４となる孔の開口が、ノズル孔８に接続される接続口６７ａとなっている。ノズルプレート３０は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０についてノズル孔８がそれぞれ設けられた金属プレートである。ノズル孔８のインク吐出面７０ａに位置する開口が吐出口８ａとなっており、下部ダンパープレート６７の接続口６７ａに接続される開口が上部開口（流入口）８ｂとなっている。

これら１２枚のシート２１〜３０、６６、６７は、図６に示すような個別インク流路７が形成されるように、互いに位置合わせして積層されている。この個別インク流路７は、副マニホールド流路５ａから連通孔６８を通って上方へ向かい、アパーチャ１３において水平に延在し、それからさらに上方に向かい、圧力室１０において再び水平に延在し、それからしばらくアパーチャ１３から離れる方向に斜め下方に向かってから垂直下方にノズル孔８へと向かう。

図６から明らかなように、各プレートの積層方向において圧力室１０とアパーチャ１３とは異なるレベルに設けられている。これにより、図５に示すように、流路ユニット４内において、１つの圧力室１０と連通したアパーチャ１３を、当該圧力室に隣接する別の圧力室１０と平面視で重なるように配置することが可能となっている。この結果、圧力室１０同士が密着して高密度に配列されるため、比較的小さな占有面積のインクジェットヘッド１により高解像度の画像印刷が実現される。

また、キャビティプレート２２に形成された複数の空隙６０は、キャビティプレート２２に形成された圧力室１０と同じ形状及び同じ大きさを有する孔がアクチュエータユニット２１及びベースプレート２３によって塞がれることによって画定されている。そのため、空隙６０にはインク流路が接続されておらず、複数の空隙６０はインクで満たされることがない。複数の空隙６０は、配列方向Ａ（副走査方向）及び配列方向Ｂの２方向に千鳥状配列パターンでマトリクス状に隣接配置されている。複数の空隙６０は、互いに平行な４列の空隙列６１を形成しており、それら４列の空隙列６１によって空隙群６２が構成されている。この空隙群６２を挟むようにして複数の圧力室１０が流路ユニット４に形成されている。

上述したように、マトリクス状に配置された多数の圧力室１０は、配列方向Ａに沿って１６本の圧力室列１１を形成している。これら１６本の圧力室列１１は、平面視において、各マニホールド流路５との相対位置に応じて、第１の圧力室列１１ａ、第２の圧力室列１１ｂ、第３の圧力室列１１ｃ、及び、第４の圧力室列１１ｄに分けられる。これら第１〜第４の圧力室列１１ａ〜１１ｄは、アクチュエータユニット２１の幅方向における一方から他方（図５中下方から上方）に向けて、１１ａ→１１ｃ→１１ｂ→１１ｄ→１１ａ→１１ｃ→１１ｂ→１１ｄ→・・という順番で周期的に４個ずつ配置されている。なお、これら周期的に４個ずつ配置された第１〜第４の圧力室列毎に４つの圧力室群１２が形成されており、各圧力室群１２の圧力室１０が各マニホールド流路５とそれぞれアパーチャ１３を介して連通している。つまり、各圧力室群１２はマニホールド流路５毎に形成されているため、４色のインクに対応する圧力室群１２をそれぞれ圧力室群１２Ａ（マゼンタ）、１２Ｂ（イエロー）、１２Ｃ（シアン）、１２Ｄ（ブラック）と称する。

圧力室群１２について、図７をさらに参照しつつ説明する。図７は、図５内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。なお、図７においては、図面を分かりやすくするために副マニホールド流路５ａ、アパーチャ１３、圧力室１０、接続口６７ａ及びノズル孔８のみを実線で描いている。図７に示すように、各圧力室群１２においては、圧力室列１１ａを構成する圧力室１０ａと圧力室列１１ｃを構成する圧力室１０ｃとが、同じ副マニホールド流路５ａに連通している。また、圧力室列１１ｂを構成する圧力室１０ｂと圧力室列１１ｄを構成する圧力室１０ｄとが、同じ副マニホールド流路５ａに連通している。また、各圧力室群１２においては、各ノズル孔８の吐出口８ａの中心を通り主走査方向に平行な多数の仮想線Ｚがどの２本についても互いに重ならないようになっている。つまり、各ノズル孔８の吐出口８ａの中心が、副走査方向に関して等距離ずつ離隔している。例えば、本実施の形態においては、１５０ｄｐｉの解像度による印字を可能とするため、隣接する２本の仮想線Ｚ同士が１５０ｄｐｉずつ離隔している。また、一方の副マニホールド流路５ａに連通している圧力室１０ａ、１０ｃ又は圧力室１０ｂ、１０ｄに係るノズル孔８の吐出口８ａの中心を通る仮想線Ｚだけを取り出した場合、隣接する２本の仮想線Ｚ同士が７５ｄｐｉずつ離隔している。さらに、４つのうちいずれか１つの圧力室列１１に属する圧力室（例えば圧力室１０ａ）に係るノズル孔８の吐出口８ａの中心を通る仮想線Ｚだけを取り出した場合、隣接する２本の仮想線Ｚ同士が３７．５ｄｐｉずつ離隔している。そして、１つの圧力室列１１に属する圧力室（例えば圧力室１０ａ）に係るノズル孔８の吐出口８ａの中心を通る仮想線Ｚだけを取り出した場合、隣接する２本の仮想線Ｚの間には、それぞれ、他の３つの圧力室列１１に属する圧力室（例えば圧力室１０ｃ、１０ｂ、１０ｄ）に係るノズル孔８の吐出口８ａの中心を通る仮想線Ｚが１本ずつ存在している。１つの圧力室群１２だけを考えたとき、各仮想線Ｚ上には、ノズル孔８の吐出口８ａの中心が１つだけ存在している。また、４つの圧力室群１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄを考えたとき、各仮想線Ｚ上には、ノズル孔８の吐出口８ａの中心が４つ存在している。これら４つの吐出口８ａの中心は、４つの圧力室群１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄに属するものからそれぞれ１つずつ選ばれたものである。

このとき、インク吐出面７０ａにおいて、多数の吐出口８ａが、それぞれが副走査方向（第１の方向）に延在しつつ互いに対向するように配列された複数の吐出口列１８を形成している（図５参照）。そして、流路ユニット４においては、吐出口８ａの中心が同じ仮想線Ｚ上に存在する互いに異なる圧力室群１２に対応するノズル孔８を含む４つの個別インク流路７が、１つの個別インク流路組を構成している。以上のように、本実施の形態では、インクの色毎に圧力室群１２が構成されており、これに属する圧力室１０や、副マニホールド５ａ、アパーチャ１３、接続口６７ａ及びノズル孔８の位置関係は、圧力室群１２同士で同じである。そのため、１つの個別インク流路組に属する圧力室１０についても、各流路構成要素（副マニホールド５ａ、アパーチャ１３等）と各圧力室１０との位置関係は同じになっている。

次に、１つの個別インク流路組における、ノズル孔８の吐出口８ａ及び上部開口８ｂと当該ノズル孔８に接続された接続口６７ａとの位置関係について図８を参照しつつ説明する。図８は、インク吐出面７０ａに設定された任意の点、１つの個別インク流路組に関する４つの吐出口８ａ、上部開口８ｂ及び接続口６７ａを、インク吐出面７０ａに垂直な方向に沿ってインク吐出面７０ａに平行な仮想平面上に射影した図である。つまり、図８においては、仮想線Ｚ上に存在する各圧力室群１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄに対応する４つのノズル孔８と接続口６７ａとの位置関係が示されている。以下、仮想平面において、インク吐出面７０ａに設定された任意の点が射影されたものを共通原点Ｏ、吐出口８ａが射影されたものを吐出口の射影輪郭線８ａ'、上部開口８ｂが射影されたものを上部開口の射影輪郭線８ｂ'、接続口６７ａが射影されたものを接続口の射影輪郭線６７ａ'と称する。また、吐出口の射影輪郭線８ａ'の中心点を射影吐出口点８ｃ、接続口の射影輪郭線６７ａ’の中心点を射影接続口点６７ｂと称する。なお、図８においては、上部開口の射影輪郭線８ｂ'を破線で示している。また、図８において、４つの接続口の射影輪郭線６７ａ'などは、主走査方向に関する離隔距離が副走査方向の縮尺を基準として考えた場合の距離よりも短くなるように描かれている。具体的には、４つの接続口の射影輪郭線６７ａ'などの主走査方向に関する離隔距離は、副走査方向の縮尺を基準として考えた場合の距離をさらに同じ割合で縮小した位置に描かれている。さらに、位置関係をわかりやすくするため、接続口の射影輪郭線６７ａ'などが主走査方向に関して等間隔に配置されるように描かれている。

図８に示すように、仮想平面においては、４つの射影吐出口点８ｃが、主走査方向に沿った直線Ａ（第２の直線）上に配列されている。また、４つの射影接続口点６７ｂが、副走査方向に関して一定の間隔ｌ（１２００ｄｐｉ）ずつ離隔しつつ、直線Ａと交差する直線Ｂ（第１の直線）上に配列されている。このとき、方向まで考慮すると、射影接続口点６７ｂに対する、対応する射影吐出口点８ｃの副走査方向に関する距離（ＬＡ、ＬＢ、ＬＣ、ＬＤ）が、１．５ｌ、０．５ｌ、−０．５ｌ、−１．５ｌと間隔ｌずつ変化している。このように、共通原点Ｏに対する射影接続口点６７ｂの副走査方向に関する座標成分と、射影接続口点６７ｂに対する、対応する射影吐出口点８ｃの副走査方向に関する座標成分の両方が、１つの個別インク流路組に属する４つの個別インク流路７すべてについて相違している。さらに、このとき、仮想平面において、射影吐出口点８ｃ、吐出口の射影輪郭線８ａ'及び上部開口の射影輪郭線８ｂ'が、接続口の射影輪郭線６７ａ'に完全に包含されている。これにより、各個別インク流路７において、圧力室１０からのインクが接続口６７ａを経由してノズル孔８に円滑に流れ込む。

次に、アクチュエータユニット２１及びＦＰＣ５０の構成について説明する。アクチュエータユニット２１上には、圧力室１０と同じ配列パターンで多数の個別電極３５がマトリクス状に配置されている。各個別電極３５は、平面視において圧力室１０と対向する位置に配置されている（図５参照）。

図９は、アクチュエータユニットを示している。図９（ａ）は図６における一点鎖線で囲まれた部分の拡大図であり、図９（ｂ）は個別電極の平面図である。なお、図９には、図面を分かりやすくするためにＦＰＣ５０内にあって破線で描くべき端子部４８ａ及び配線４８ｂなどを実線で描いている。図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、個別電極３５は圧力室１０と対向する位置に配置されており、平面視において圧力室１０の平面領域内に形成された主電極領域３５ａと、主電極領域３５ａにつながっており且つ圧力室１０の平面領域外に形成された補助電極領域３５ｂとから構成されている。

図９（ａ）に示すように、アクチュエータユニット２１は、それぞれ厚みが１５μｍ程度に形成された４枚の圧電シート３１〜３４を含んでいる。これら圧電シート３１〜３４は、ヘッド本体７０内のインク吐出領域内に形成された多数の圧力室１０及び空隙６０に跨って配置されるように連続した層状の平板（連続平板層）となっている。圧電シート３１〜３４は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなるものである。

最上層の圧電シート３１上に形成された個別電極３５の主電極領域３５ａは、図９（ｂ）に示すように、圧力室１０とほぼ相似である略菱形の平面形状を有している。略菱形の主電極領域３５ａにおける図９（ｂ）中左側の一鋭角部は、圧力室１０の一鋭角部と重なる領域に延出され、補助電極領域３５ｂとつながっている。補助電極領域３５ｂの先端には、個別電極３５と電気的に接続された円形のランド部３６が設けられている。このランド部３６は、後述の接合部となる端子部４８ａと電気的に接続される端子となっている。図９（ｂ）に示すように、ランド部３６は、キャビティプレート２２において圧力室１０が形成されていない領域に対向しており、その直径が約０．３ｍｍ、厚さは約１０μｍとなっている。ランド部３６は、例えばガラスフリットを含む金からなり、図９（ａ）に示すように、補助電極領域３５ｂにおける表面上に形成されている。

最上層の圧電シート３１とその下側の圧電シート３２との間には、圧電シート３１と同じ外形及び略２μｍの厚みを有する共通電極３７が介在している。個別電極３５及び共通電極３７は共に、例えばＡｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる。

共通電極３７は、図示しない領域において接地されている。これにより、共通電極３７は、すべての圧力室１０に対応する領域において等しく一定の電位、本実施の形態ではグランド電位に保たれている。

図９（ａ）に示すようにＦＰＣ５０は、ベースフィルム（フレキシブル層）４６と、ベースフィルム４６の下面（ヘッド本体７０に対向する面）に形成された導体パターン４７とを有している。ベースフィルム４６は、可撓性及び絶縁性を有したポリイミド樹脂フィルム等からなる。また、導体パターン４７は銅箔から形成されている。

導体パターン４７は、ベースフィルム４６のランド部３６と対向する位置に形成された複数の端子部４８ａと、各端子部４８ａの下端中央からＦＰＣ５０の基端側に向かって引き出された配線４８ｂとを有している。端子部４８ａは、円形平面形状に形成されている。なお、端子部４８ａの表面には、端子部４８ａの酸化防止とランド部３６に対する確実な導通を確保するために金メッキ（不図示）が施されている。

複数の配線４８ｂは、ＦＰＣ５０の基端側においてドライバＩＣ７５とそれぞれ接続されている。ベースフィルム４６において、ランド部３６に対向する領域の一部は、ランド部３６の中心に向かって突出する凸部５１が形成されている。端子部４８ａに、凸部５１に対向するように、端子部４８ａの中央部分からランド部３６の中心に向かって突出した突出部５５が形成されている。

突出部５５の周囲には、非導電性材料からなるエポキシ系の熱硬化性接着剤５６が配置されており、その熱硬化性接着剤５６の硬化に伴う収縮力によって突出部５５の先端が、ランド部３６の表面と接触して押しつぶされたようになっている。これによって端子部４８ａとランド部３６とが電気的に接続された状態となる。このような構成により、ＦＰＣ５０はドライバＩＣ７５からの駆動信号を配線４８ｂ及び端子部４８ａを介して個別電極３５にそれぞれ伝送することが可能になる。つまり、複数の個別電極３５の夫々が、ＦＰＣ５０における独立した端子部４８ａ及び配線４８ｂを介してドライバＩＣ７５に接続される。これにより、圧力室１０毎にインクの吐出制御をすることが可能になる。

次に、アクチュエータユニット２１の駆動方法について述べる。アクチュエータユニット２１における圧電シート３１の分極方向はその厚み方向である。つまり、アクチュエータユニット２１は、上側（つまり、圧力室１０とは離れた）１枚の圧電シート３１を活性部が存在する層とし且つ下側（つまり、圧力室１０に近い）３枚の圧電シート３２〜３４を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。従って、個別電極３５をグランド電位に対して正又は負の所定電位とすると、例えば電界と分極とが同方向であれば圧電シート３１中の電極に挟まれた電界印加部分が活性部として働き、電歪効果により分極方向と直角方向に縮む。

一方、圧電シート３１の下方にある３枚の圧電シート３２〜３４は、外部から電界が印加されることが無く、そのために活性部としてほとんど機能しない。

つまり、圧電シート３２〜３４は、自発的には変位しないので、上層の圧電シート３１と下層の圧電シート３２〜３４との間で、分極方向と垂直な方向への歪みに差を生じることとなり、圧電シート３１〜３４全体が非活性側に凸となるように変形しようとする（ユニモルフ変形）。このとき、図９（ａ）に示したように、圧電シート３１〜３４で構成されたアクチュエータユニット２１の下面は圧力室を区画する隔壁（キャビティプレート）２２の上面に固定されているので、結果的に圧電シート３１〜３４は圧力室の容積を減少する。このため、インクの圧力が上昇し、ノズル孔８からインクが吐出される。その後、個別電極３５を共通電極３７と同じ電位に戻すと、圧電シート３１〜３４は元の形状になって圧力室１０の容積が元の容積に戻るので、インクをマニホールド流路５側から吸い込む。

なお、他の駆動方法として、予め個別電極３５を共通電極３７と異なる電位にしておき、吐出要求があるごとに個別電極３５を共通電極３７と一旦同じ電位（例えば、グランド電位）とし、その後所定のタイミングにて再び個別電極３５を共通電極３７と異なる電位にすることもできる。この場合は、個別電極３５と共通電極３７とが同じ電位になるタイミングで、圧電シート３１〜３４が元の形状に戻ることにより、圧力室１０の容積は初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加し、インクがマニホールド流路５側から圧力室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極３５を共通電極３７と異なる電位にしたタイミングで、圧電シート３１〜３４が圧力室１０側へ凸となるように変形し、圧力室１０の容積低下によりインクへの圧力が上昇し、インクが吐出される。こうして、ノズル孔８からインクが吐出されると共に、インクジェットヘッド１が適宜、主走査方向に移動され用紙に所望画像が印刷される。

以上説明したインクジェットヘッド１は、４色のインク滴を吐出可能なカラー用インクジェットヘッドとして機能するものであるが、ノズルプレート３０をモノクロ用のノズルプレート３０Ａに変更することによって、単色のインク滴を狭い間隔で吐出可能なモノクロ用インクジェットヘッドとして機能させることができる。なお、この場合、４つのインク室３の全てに同色のインクが貯溜されるように構成されていればよい。以下、ノズルプレート３０をモノクロ用のノズルプレート３０Ａに変更した場合について説明する。ノズルプレート３０Ａは、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、ノズル孔８Ａがそれぞれ設けられた金属プレートである。ノズル孔８Ａのインク吐出面７０ａに位置する開口が吐出口８Ａａとなっており、下部ダンパープレート６７の接続口６７ａに接続される開口が上部開口８Ａｂとなっている（図６参照）。

また、４つの圧力室群１２をまとめて考えた場合、各ノズル孔８Ａの吐出口８Ａａの中心を通り主走査方向に平行な多数の仮想線Ｚ'（図１０参照）は、どの２本についても互いに重ならないようになっている。例えば、本実施の形態においては、６００ｄｐｉの解像度による印字を可能とするため、隣接する２本の仮想線Ｚ'がそれぞれ６００ｄｐｉに相当する距離ずつ離隔している。このとき、インク吐出面７０ａにおいて、多数の吐出口８Ａａが、それぞれが副走査方向（第１の方向）に延在しつつ互いに対向するように配列された１６の吐出口列１８Ａ（図５参照）を形成している。そして、流路ユニット４においては、互いに隣接する４つの仮想線Ｚ'上に存在する互いに異なる圧力室群１２に対応するノズル孔８Ａを含む４つの個別インク流路７が１つの個別インク流路組を構成している。

次に、１つの個別インク流路組における、ノズル孔８Ａの吐出口８Ａａと当該ノズル孔８Ａに接続された接続口６７Ａａとの位置関係について図１０を参照しつつ説明する。図１０は、ノズルプレート３０Ａを用いた場合の、インク吐出面７０ａに設定された任意の点、１つの個別インク流路組に関する４つの吐出口８Ａａ、上部開口８Ａｂ及び接続口６７ａを、インク吐出面７０ａに垂直な方向に沿ってインク吐出面７０ａに平行な仮想平面上に射影した図である。つまり、図１０においては、互いに隣接する仮想線Ｚ’上に存在する各圧力室群１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄに対応する４つのノズル孔８Ａと接続口６７ａとの位置関係が示されている。以下、仮想平面において、吐出口８Ａａが射影されたものを吐出口の射影輪郭線８Ａａ’、上部開口８Ａｂが射影されたものを上部開口の射影輪郭線８Ａｂ’と称する。また、吐出口の射影輪郭線８Ａａ'の中心点を射影吐出口点８Ａｃと称する。なお、図１０においては、上部開口の射影輪郭線８Ａｂ'を破線で示している。また、図１０において、４つの接続口の射影輪郭線６７ａ'などは、主走査方向に関する離隔距離が副走査方向の縮尺を基準として考えた場合の距離よりも短くなるように描かれている。具体的には、４つの接続口の射影輪郭線６７ａ'などの主走査方向に関する離隔距離は、副走査方向の縮尺を基準として考えた場合の距離をさらに同じ割合で縮小した位置に描かれている。さらに、位置関係をわかりやすくするため、接続口の射影輪郭線６７ａ'などが主走査方向に関して等間隔に配置されるように描かれている。

図１０に示すように、仮想平面においては、４つの射影接続口点６７ｂが、副走査方向に関して一定の間隔ｌ（第１の距離：１２００ｄｐｉ）ずつ離隔しており、主走査方向に対して傾いた直線Ｂ上に配列されている。また、４つの射影吐出口点８Ａｃが、副走査方向に関して一定の間隔Ｌ（第２の距離：６００ｄｐｉ）ずつ離隔しており、直線Ｂと交差する直線Ａ’上に配列されている。そして、間隔ｌが間隔Ｌより小さいため、直線Ａ’が直線Ｂよりも大きく傾いている。このとき、方向まで考慮すると、射影接続口点６７ｂに対する、対応する射影吐出口点８Ａｃの副走査方向に関する距離（ＬＡ’、ＬＢ’、ＬＣ’、ＬＤ’）が、間隔Ｌ−間隔ｌ（＝６００ｄｐｉ）ずつ変化している。また、共通原点Ｏに対する射影接続口点６７ｂの副走査方向に関する座標成分が大きいほど、当該射影接続口点６７ｂに対応する射影吐出口点８Ａｃの副走査方向に関する座標成分が大きくなっている。このように、共通原点Ｏに対する射影接続口点６７ｂの副走査方向に関する座標成分と、射影接続口点６７ｂに対する、対応する射影吐出口点８Ａｃの副走査方向に関する座標成分の両方が、１つの個別インク流路組に属する４つの個別インク流路７すべてについて相違している。さらに、このとき、仮想平面において、射影吐出口点８Ａｃ、吐出口の射影輪郭線８Ａａ'及び上部開口の射影輪郭線８Ａｂ'が、接続口の射影輪郭線６７ａ'に完全に包含されている。これにより、各個別インク流路７において、圧力室１０からのインクが接続口６７ａを経由してノズル孔８Ａに円滑に流れ込む。

以上説明した実施の形態によると、吐出口８ａ、８Ａａの位置が互いに異なるノズルプレート３０、３０Ａのいずれを用いた場合であっても、インクジェットヘッド１の製造過程において僅かな位置ずれが生じたとしても、上部開口の射影輪郭線８ｂ'、８Ａｂ'が接続口の射影輪郭線６７ａ'内に確実に包含される。したがって、全ての個別インク流路７において、インクの流れが乱れにくく、優れたインク吐出性能が得られる。さらに、ノズルプレート３０、３０Ａ以外のプレート２１〜２９、６６、６７は共用できる。そのため、カラー用、モノクロ用のインクジェットヘッド１を低コストで製作することができる。

また、仮想平面において、共通原点Ｏに対する射影接続口点６７ｂの副走査方向に関する座標成分と、射影接続口点６７ｂに対する対応する射影吐出口点８ｃ及び射影吐出口点８Ａｃの副走査方向に関する座標成分の両方が、１つの個別インク流路組に属する４つの個別インク流路７すべてについて相違している。これによると、接続口６７ａに接続可能なノズルの範囲がさらに広くなるため、吐出口８ａ、８Ａａの位置が互いに異なるノズル孔８、８Ａを有するノズルプレート３０、３０Ａのいずれを用いた場合においても、全ての個別インク流路７において、インクの流れが確実に乱れにくく、より優れたインク吐出性能が得られる。

さらに、仮想平面において、４つの射影接続口点６７ｂが、副走査方向に関して一定の間隔ｌずつ離隔していると共にモノクロ用のノズルプレート３０Ａを用いた場合に射影接続口点６７ｂに対する、対応する射影吐出口点８Ａｃの副走査方向に関する距離（ＬＡ'、ＬＢ'、ＬＣ'、ＬＤ'）が、間隔Ｌ−間隔ｌ（＝６００ｄｐｉ）ずつ変化しているため、個別インク流路組の構造が簡単になる。

加えて、仮想平面において、射影接続口点６７ｂに対する、対応する射影吐出口点８ｃ、８Ａｃの副走査方向に関する距離（ＬＡ、ＬＢ、ＬＣ、ＬＤ；ＬＡ'、ＬＢ'、ＬＣ'、ＬＤ'）が、一定距離ずつ変化しているため、個別インク流路組内においてノズル孔８、８Ａ間のインク吐出特性の差が小さくなる。これにより、特にノズルプレート３０Ａを用いてモノクロ用インクジェットヘッドを構成したときに、モノクロ印刷の画像品質の低下を抑制することができる。

また、ノズルプレート３０Ａを用いることによって、高解像度なモノクロ印刷が可能となるが、このとき、仮想平面において、４つの射影吐出口点８Ａｃが副走査方向に関して一定の間隔Ｌずつ離隔しつつ直線Ａ'上に配列されており、４つの射影接続口点６７ｂが副走査方向に関して間隔Ｌより小さい一定の間隔ｌずつ離隔しつつ直線Ａ上に配列されているため、個別インク流路組の構造がより簡単になる。

さらに、各副マニホールド５ａに異なるインクが供給されるように構成すると共にノズルプレートを変更することによって、最大８色のインクが吐出可能なインクジェットヘッドを構成することができる。

加えて、圧力室１０及び個別電極３５が副走査方向に関して千鳥状に配列されているため、圧力室１０を高密後に配置することができ、高解像度印刷が可能となる。

さらに、カラー用ノズルプレート３０の射影吐出口点８ｃは主走査方向に延びる直線Ａ上に配列し、モノクロ用ノズルプレート８Ａｃは直線Ａに対し交差する直線Ａ'上に配列している。これに対し、カラーとモノクロとで共通の配置を有する射影接続点６７ｂが、２つの直線Ａ、Ａ'の中間的な傾きを有した直線Ｂ上に配置されているので、ノズルプレート３０、３０Ａに対応してインク滴の着弾位置が異なる以外は、個別インク流路組内において、ノズル８、８Ａ間のインク吐出特性の差を小さくしやすい。

以上、本発明の好適な一実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、上述した実施の形態においては、４つの個別インク流路７が１つの個別インク流路組を形成する構成であるが、４つ以外の複数の個別インク流路が１つの個別インク流路組を形成する構成であってもよい。

また、上述した実施の形態においては、１つのマニホールド流路５が２つの副マニホールド流路５ａに分岐する構成であるが、２つの副マニホールドに分岐しない構成でもよいし、３つ以上の副マニホールドに分岐する構成でもよい。

さらに、上述した実施の形態においては、多数の個別インク流路組を有する構成であるが、個別インク流路組は１つであってもよい。

また、上述した実施の形態においては、仮想平面において、共通原点Ｏに対する射影接続口点６７ｂの副走査方向に関する座標成分と、射影接続口点６７ｂに対する対応する射影吐出口点８ｃ及び射影吐出口点８Ａｃの副走査方向に関する座標成分の両方が、１つの個別インク流路組に属する４つの個別インク流路７すべてについて相違するように各個別インク流路が構成されているが、共通原点Ｏに対する射影接続口点の副走査方向に関する座標成分と、射影接続口点に対する対応する射影吐出口点の副走査方向に関する座標成分の両方が、１つの個別インク流路組に属する個別インク流路のうちの少なくとも２つについて相違するように個別インク流路が構成されていればよい。

さらに、上述した実施の形態においては、仮想平面において、４つの射影接続口点６７ｂが、副走査方向に関して一定の間隔ｌずつ離隔するように接続口６７ａが形成されているが、射影接続口点が副走査方向に関して任意の間隔で離隔するように接続口が形成されていてもよい。

加えて、上述した実施の形態においては、仮想平面において、４つの射影吐出口点８ｃ、８Ａｃとこれに対応する射影接続口点６７ｂとの距離が一定距離ずつ変化するように各個別インク流路７が形成されているが、仮想平面において、射影吐出口点とこれに対応する射影接続口点との距離が任意の距離で変化するように各個別インク流路が形成されていてもよい。

また、上述した実施の形態においては、吐出口列１８、１８Ａが副走査方向に沿って延在するように構成されているが、吐出口列が副走査方向以外の方向に沿って延在するように構成されていてもよい。

さらに、上述した実施の形態においては、仮想平面において、４つの射影吐出口点８Ａｃが副走査方向に関して一定の間隔Ｌずつ離隔しつつ直線Ａ'上に配列されており、４つの射影接続口点６７ｂが副走査方向に関して間隔Ｌより小さい一定の間隔ｌずつ離隔しつつ直線Ｂ上に配列されるように各個別インク流路７が形成されているが、間隔ｌが間隔Ｌと同じなるように、又は、間隔ｌが間隔Ｌよりも大きくなるように各個別インク流路が形成されていてもよい。また、射影接続口点が直線上に配列しないように各個別インク流路が形成されていてもよい。

加えて、上述した実施の形態においては、インクジェットヘッド１が、ノズルプレート３０、３０Ａを変更することによって、４色カラー印刷又はモノクロ印刷が可能な構成となっているが、インクジェットヘッドの構成はこれらに限定されるものではない、例えば、ノズルプレートを変更することによって、２色、３色、又は５色以上のカラー印刷可能な構成となっていてもよいし、一部がカラー印刷可能となっており、残りがモノクロ印刷可能となる構成であってもよい。

また、上述したインクジェットヘッド１は、シリアルタイプのインクジェットプリンタに適用されるものであるが、ラインタイプのインクジェットヘッドプリンタに適用されるインクジェットヘッドにも適用可能である。また、インクジェットヘッドは圧電方式のアクチュエータユニットによって駆動され、インクがノズルから吐出されるが、ＦＰＣから送られた信号によって各圧力室内のインクを加熱し、圧力室内のインクに吐出エネルギーを付与する方式のインクジェットヘッドであっても適用可能である。

本発明の一実施形態によるインクジェットヘッドの外観斜視図である。 図１のII−II線における断面図である。 図２に示すヘッド本体に補強板が接着された状態を示す斜視図である。 図２に示すヘッド本体の平面図である。 図４内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 図５のVI−VI線に沿った断面図である。 図５内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 図６内に描かれたカラー用のノズルプレートにおける吐出口、上部開口及び接続口をインク吐出面に平行な仮想平面上に射影した図である。 図６のアクチュエータユニットを示しており、（ａ）は図６における一点鎖線で囲まれた部分の拡大図であり、（ｂ）は個別電極の平面図である。 図６内に描かれたモノクロ用のノズルプレートにおける吐出口、上部開口及び接続口をインク吐出面に平行な仮想平面上に射影した図である。 従来のカラー用インクジェットヘッドの流路構成でカラー用のノズルプレート及びモノクロ用のノズルプレートをそれぞれ用いた場合の、ノズル孔の吐出口、この吐出口とは反対側に形成された流入口及びこの流入口に接続される接続口をインク吐出面に平行な仮想平面上に射影した図である。

符号の説明

１ インクジェットヘッド
４ 流路ユニット
５ マニホールド流路
５ａ 副マニホールド
７ 個別インク流路
８ ノズル
８ａ 吐出口
８ａ’ 吐出口の射影輪郭線
８ｂ 開口
８ｃ 射影吐出口点
１０ 圧力室
１１ 圧力室列
１２ 圧力室群
１４ ディセンダ孔
１８ 吐出口列
２１ アクチュエータユニット
３０ ノズルプレート
６７ａ 接続口
６７ａ' 接続口の射影輪郭線
６７ｂ 射影接続口点
７０ ヘッド本体
７０ａ インク吐出面

Claims (15)

1. 共通インク室の出口から圧力室を経て液滴が吐出される吐出口に至る複数の個別インク流路が形成され、インク吐出面に複数の前記吐出口を有する複数のノズル孔が形成されたノズルプレートが固定された流路ユニットを含むインクジェットヘッドであって、
   前記流路ユニットにおいて、前記インク吐出面には、前記複数の吐出口により第１の方向に延在しつつ互いに対向して配列する複数列の吐出口列が形成されており、前記ノズルプレートとの固定面には、前記複数の個別インク流路の接続口が前記複数のノズル孔にそれぞれ対応して形成されており、
   前記インク吐出面内の任意の点、互いに異なる前記吐出口列に属し且つ前記第１の方向と交差する第２の方向に関して互いに隣接するｎ個（ｎ：自然数）の前記吐出口の中心、及び、これらｎ個の前記吐出口に対応したｎ個の前記接続口の中心を、前記インク吐出面に垂直な方向に沿って前記インク吐出面に平行な仮想平面上に射影したときに、ｎ個の前記吐出口に係るｎ個の前記個別インク流路からなる個別インク流路組の中には、前記任意の点が射影されることによって前記仮想平面に形成された共通原点に対する、前記接続口の中心が射影されることによって前記仮想平面に形成された射影接続口点の前記仮想平面内での一方向に関する座標成分と、各射影接続口点に対する、これに対応する前記吐出口の中心が射影されることによって前記仮想平面に形成された射影吐出口点の前記一方向に関する座標成分との両方が互いに異なる少なくとも２個の前記個別インク流路が存在していることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記共通原点に対する前記射影接続口点の前記一方向に関する座標成分と、前記射影接続口点に対する対応する前記射影吐出口点の前記一方向に関する座標成分の両方が、ｎ個の前記個別インク流路すべてについて相違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ヘッド。
3. ｎ個の前記射影接続口点が、前記一方向に関して等間隔に離隔し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ヘッド。
4. ｎ個の前記射影接続口点とこれに対応するｎ個の前記射影吐出口点との間の前記一方向に関するｎ個の距離が、等間隔に変化し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ヘッド。
5. ｎ個の前記射影接続口点が、前記一方向に関して第１の間隔ずつ離隔し、且つ、ｎ個の前記射影接続口点とこれに対応するｎ個の前記射影吐出口点との間の前記一方向に関するｎ個の距離が、第２の間隔ずつ変化し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ヘッド。
6. ｎ個の前記射影吐出口点が、前記一方向に関して等間隔に離隔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ヘッド。
7. 前記第１の間隔が、前記第２の間隔よりも小さいことを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッド。
8. 前記共通原点に対する前記射影接続口点の前記一方向に関する座標成分が大きいほど、当該射影接続口点に対応する前記射影吐出口点の前記一方向に関する座標成分が大きいことを特徴とする請求項７に記載のインクジェットヘッド。
9. ｎ個の前記射影吐出口点が、前記一方向と直交する方向に沿って一直線上に配列され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ヘッド。
10. 前記仮想平面上において、ｎ個の前記射影接続口点及びｎ個の前記射影吐出口点を前記第２の方向に関して等間隔に配置したとき、ｎ個の前記射影接続口点が第１の直線上に存在していると共に、ｎ個の前記射影吐出口点が前記第１の直線と交差する方向に延在する第２の直線上に存在していることを特徴とする請求項５〜９のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
11. 前記接続口の輪郭線を前記インク吐出面に垂直な方向に沿って前記仮想平面上に射影したときに、当該接続口に対応する前記射影吐出口点が、射影されることによって前記仮想平面に形成された前記接続口の射影輪郭線に包含されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
12. 前記吐出口の輪郭線を前記インク吐出面に垂直な方向に沿って前記仮想平面上に射影したときに、射影されることによって前記仮想平面に形成された前記吐出口の射影輪郭線が、前記接続口の射影輪郭線に包含されることを特徴とする請求項１１に記載のインクジェットヘッド。
13. 複数の前記共通インク室が、前記第１の方向に延在しつつ互いに対向するように配列されており、
    各共通インク室が、共通の前記吐出口列に係るｍ個（ｍ：自然数）の前記個別インク流路と連通しており、
    同じ前記共通インク室に連通したｍ個の前記個別インク流路に対応したｍ個の前記射影吐出口点が、前記仮想平面上において前記一方向に関して等間隔に離隔しており、
    互いに異なる前記共通インク室に連通したｎ個の前記個別インク流路からなる前記個別インク流路組がｍ個形成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
14. ｎ個の前記共通インク室が形成されており、
    これらｎ個の前記共通インク室がそれぞれ２個の副共通インク室を有しており、
    各共通インク室に属する２つの前記副共通インク室に連通したｍ個の前記個別インク流路に対応したｍ個の前記射影吐出口点が、前記仮想平面上において前記一方向に関して等間隔に離隔していることを特徴とする請求項１３に記載のインクジェットヘッド。
15. ｎ×ｍ個の前記圧力室及び前記圧力室に対向して配置された個別電極が、前記一方向に関して千鳥状に配列されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載のインクジェットヘッド。

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