JP4178383B2

JP4178383B2 - インクジェットヘッド

Info

Publication number: JP4178383B2
Application number: JP2002339027A
Authority: JP
Inventors: 恭裕関口
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2002-11-22
Filing date: 2002-11-22
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2022-11-22
Also published as: JP2004167974A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク液をノズルから噴射して記録用紙等に記録を行う画像形成装置に適用可能なインクジェットヘッドの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、オンディマンド型のインクジェットヘッドにおいては、特許文献１に開示されているように、複数個のノズルを備えたノズルプレートと、この各ノズル毎の圧力室を備えたベースプレートと、外部のインク供給源からのインクを溜めた後圧力室にインクを供給する共通インク室としてのインク通路を備えたマニホールドプレートを積層したキャビティプレートの背面に各圧力室毎に駆動させる圧電アクチュエータを接合してなる積層型のインクジェットヘッドにおいて、前記圧力室のうち前記共通インク室としてのインク通路に連通する箇所に、ベースプレートの板厚さの略半分をハーフエッチングして流量規制用の絞り部を一体的に形成したものが知られている。この構成により、圧電アクチュエータの駆動により、圧力室の容積を変化させて、インク滴の噴射する場合に、前記絞り部のインク流の抵抗により、圧力室から共通インク室へのインクの戻り量を少なくしてインク滴の噴射を安定して発生させると共に、インク滴噴射後に前記絞り部を経由して共通インク室から圧力室へ速やかにインクを供給して、ノズル部分におけるメニスカスを短時間で復帰させようとしている。しかしながら、特許文献１では、圧力室におけるインク噴出時のインク流れ方向上流側端部に、そのインク流れ方向に長い絞り部を形成したから、圧力室全体の長さが長くなるのでインクジェットヘッドの幅方向（圧力室の延びる方向）の長さを短くコンパクトにできないという問題があった。
【０００３】
他方、特許文献２に開示されているように、板厚さを貫通するように圧力発生室が形成されたスペーサプレートの両方の広幅面を弾性板と蓋部材とで封止し、弾性板の表面には、圧力発生室と対向するように駆動電極が形成され、その上にピエゾ圧電素子からなる圧電振動板が固定されている。スペーサプレートの他方の広幅面を封止する蓋部材の下面は流路制限板を接着固定し、さらにその下面に共通インク室構成板を接着固定し、さらにその下面に接着剤層を介してノズルプレートを積層固定するものが知られている。
【０００４】
共通インク室構成板の共通インク室内のインクは、流路制限板に穿設された流路制限孔、蓋部材に穿設された連通孔を経て圧力発生室に供給されるようにしている。その際、流路制限孔から連通孔内へインクが高速で噴出して渦流を発生してもそれが直接圧力発生室に流れ込まないように、流路制限孔を圧力発生室の延長方向に離れて配置し、流路制限孔から連通孔を経て圧力発生室内へインクが階段状に曲がりながら流れる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−２４６７４４号公報（段落００２３及び図４、図６参照）
【特許文献２】
特開平８−４８０３０号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献２における前記流路制限孔は流路制限板の薄い板厚さ方向に直交して形成されているから、流路制限孔の長さが極めて短いものしか形成できない結果、共通インク室側から圧力室側へのインク流れに抵抗を与える作用を適切にし、且つ、圧力室側から共通インク室側にインクが戻る抵抗を適切な値まで大きくすることが困難であった。
【０００７】
また、流路制限孔と圧力発生室とを結ぶ連通孔が、圧力発生室の延長方向に長く形成されているから、特許文献１に記載のものと同様にインクジェットヘッドの幅方向の長さを短くできない。連通孔を短くすると、流路制限孔から圧力発生室内へインクが直接、高速で噴出して渦流を発生させ、圧力発生室中に気泡を発生させるという問題もあった。
【０００８】
本発明は、これらの従来技術の問題を解決し、インク滴の噴射速度を低下させず、且つコンパクトなインクジェットヘッドを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため、請求項１に記載の発明のインクジェットヘッドは、インクを噴射する複数のノズルのそれぞれに対応して設けられた複数の圧力室を有する第１の平板と、前記複数の圧力室にインクを分配して供給する共通インク室を有する第２の平板と、前記共通インク室から圧力室を経由してノズルに至るインク流路中において最も大きい流路抵抗を有する絞り部を有し、第１及び第２の平板間に配置される第３の平板と、前記絞り部と前記圧力室とを連通する連通路を有し、前記第１及び第３の平板間に配置される第４の平板と、前記共通インク室と前記絞り部とを連通する導入路を有し、前記第２及び第３の平板間に配置される第５の平板とが積層されてなるインクジェットヘッドにおいて、前記圧力室は、前記第１の平板の平面に沿って延びるように形成され、前記共通インク室は、第１及び第２の平板の平面視で前記圧力室と重複する位置に配置されていて、前記連通路は、前記インク流路の一部であって、前記圧力室のインク噴射時におけるインク流れ方向の上流側の端部に開口し、そのインク流れ方向と直交する方向に前記第４の平板を貫通形成され、かつ、前記圧力室への前記連通路の開口面積が、圧力室の断面積より小さく設定され、前記絞り部は、該絞り部におけるインク流れの下流側端部である一端部から、インク流れ方向の上流側の端部である他端部までのインク流れ方向の範囲が、前記複数の圧力室の前記インク流れ方向側に向かって延びる範囲内にて延びていて、前記絞り部の延びる方向の長さは圧力室の長さより短く設定され、前記第１および第３の平板の平面視において、前記圧力室の前記インク流れの上流側端部と、前記絞り部の前記一端部と前記連通路が互いに重複していて、前記絞り部から前記連通路へ流れるインクの流れの方向が前記圧力室のインク流れの方向と実質上反対となるように、前記圧力室と前記絞り部とが配置されていて、前記絞り部の前記他端部が前記導入路を介して前記共通インク室に接続され、前記導入路は、前記絞り路の他端部であるインク流れ方向の上流側の端部に開口し、前記絞り部のインク流れ方向と直交する方向に第５の平板を貫通形成され、前記共通インク室と接続されているものである。
【００１０】
そして、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記連通路の前記圧力室への開口面積が、前記絞り部側への開口面積より小さくなるようにしたものである。
【００１１】
また、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、前記絞り部のインク流れ方向と直交する断面積は、前記圧力室及び前記インク流路中において最も小さい断面積となるようにしたものである。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１〜図６は、本発明の第１の実施の形態による圧電式インクジェットヘッド６を示す。図１において、金属板製のキャビティユニット１０に対して接合されるプレート型の圧電アクチュエータ２０の上面には、外部機器との接続のために、フレキシブルフラットケーブル４０が接着剤にて重ね接合されているものであり、最下層のキャビティユニット１０の下面側に開口されたノズル３５から下向きにインクが噴出するものとする。
【００１５】
前記キャビティユニット１０は、図２〜図５に示すように構成されている。すなわち、ノズルプレート１１、ダンパープレート１２、二枚のマニホールドプレート１３Ｘ，１３Ｙ、３枚のスペーサプレート１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚ及びベースプレート１５の合計８枚の薄い板をそれぞれ接着剤にて重ね接合して積層した構造としている。
【００１６】
実施形態では、合成樹脂製のノズルプレート１１を除き、各プレート１２、１３Ｘ，１３Ｙ、１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚ、１５は、４２％ニッケル合金鋼板製で、５０μｍ〜１５０μｍ程度の厚さを有する。前記ノズルプレート１１には、微小径（実施形態では２５μｍ程度）のインク噴出用のノズル３５が微小間隔で多数個穿設されている。このノズル３５は、当該ノズルプレート１１における第１の方向（長辺方向）に沿って千鳥配列状で２列に配列されている。
【００１７】
また、前記ベースプレート１５には、図３に示すように、複数の圧力室３６がベースプレート１５の長辺（前記第１の方向）に沿って千鳥配列で２列に穿設されている。圧力室３６の具体的な形状が図３及び図４に示されているが、図３に示すように、各圧力室３６は、その長手方向がベースプレート１５の長手方向と直交するようにして細幅に形成されている。
【００１８】
各圧力室３６における先端部３６ａはベースプレート１５の短辺方向の略中央部に位置しており、この各先端部３６ａは、３枚のスペーサプレート１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚ、二枚のマニホールドプレート１３Ｘ，１３Ｙ及びダンパープレート１２に同じく千鳥状配列にて穿設されているインク流路としての微小径の貫通孔３７を介してノズルプレート１１における前記千鳥状配列のノズル３５に連通している。
【００１９】
図３に示すように、二枚のマニホールドプレート１３Ｘ，１３Ｙのうち、スペーサプレート１４Ｚの下面に隣接する上側マニホールドプレート１３Ｘには、その長手方向に沿って長い２つのインク室半部１３ａ，１３ａが前記ノズル３５の列の両側に沿って延びるように板厚さを貫通して形成されている。他方、ノズルプレート１１側に位置する下側マニホールドプレート１３Ｙには、前記インク室半部１３ａ，１３ａと同じ平面形状の２つのインク室半部１３ｂ，１３ｂが、下側マニホールドプレート１３Ｙの上側にのみ開放するように凹み形成されている。
【００２０】
この構成で、上下２枚のマニホールドプレート１３Ｘ，１３Ｙを積層し、その上側に下側スペーサプレート１４Ｚを積層することにより、図３及び図５に示すように、貫通孔３７の列の外側に１つずつ、合計２つの共通インク室７、７が密閉状に形成される。
【００２１】
ベースプレート１５の下面に隣接する上側スペーサプレート１４Ｘには、各圧力室３６の他端部３６ｂに対応する位置にインク供給孔としての連通路３８が穿設されている。この各連通路３８が各圧力室３６の他端部３６ｂに接続される。前記上側スペーサプレート１４Ｘの下面に隣接する中間スペーサプレート１４Ｙには、当該プレートの平面に平行状の細長い絞り部４３が、圧力室３６の長手方向と略平行状にて、板厚さを貫通させて形成されている。この絞り部４３の一端部４３ａが前記連通路３８に接続される。また、絞り部４３の他端部４３ｂは、下側スペーサプレート１４Ｚに貫通して設けられた導入孔４４を介して共通インク室７に連通している（図４及び図５参照）。絞り部４３の流路抵抗は、圧力室３６と共通インク室７の間の流路３８、４３、４４及び圧力室３６中で最も大きく設定されている。
【００２２】
図３に示すように、マニホールドプレート１３Ｘ，１３Ｙのすぐ下に位置するダンパープレート１２には、ダンパ溝１２ｃ，１２ｃが凹み形成されている。このダンパ溝１２ｃ，１２ｃはマニホールドプレート１３Ｙ側に向けてのみ開放するように形成され、その位置及び形状は前記共通インク室７、７と一致させている。
【００２３】
従って、マニホールドプレート１３Ｘ，１３Ｙ及びダンパープレート１２を接合したときには、マニホールドプレート１３Ｙのインク室半部１３ｂを凹設してある底板部（ダンパ部４２）に前記ダンパ溝１２ｃ，１２ｃが位置する。ここで、マニホールドプレート１３Ｙは適宜弾性変形し得る金属素材であるため、ダンパ部４２は共通インク室７側にもダンパ溝１２ｃ側にも自由に振動することができる。この構成により、後述するインク噴射時に、圧力室３６で発生した圧力変動が共通インク室７に伝播しても、ダンパ部４２が弾性変形して振動することにより、前記圧力変動を吸収減衰させるというダンパ効果を奏するし、圧力変動が他の圧力室３６へ伝播するというクロストークも防止できる。
【００２４】
図２に示すように、共通インク室７、７の端部に対応する位置において、ベースプレート１５及び３枚のスペーサプレート１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚに、２つのインク供給孔３９ａ，３９ａと、インク供給孔３９ｂ〜３９ｄとが穿設され、外部等のインクタンクから供給されるインクは共通インク室７、７に供給された後、図５に示すように、下側スペーサプレート１４Ｚの導入孔４４から絞り部４３、連通路３８を経由して各圧力室３６に他端部３６ｂから分配供給される。そして、後述するように、圧電アクチュエータ２０の駆動により各圧力室３６内から前記貫通孔３７を通って、当該圧力室３６に対応するノズル３５に至るという構成になっている。
【００２５】
一方、前記圧電アクチュエータ２０は、図１、図５及び図６に示すように、複数枚の圧電シート２１、２２と、トップシート２３とを積層した構造で、１枚の厚さが３０μｍ程度の各圧電シート２１、２２のうち最下段の圧電シート２１の上面（広幅面）には、前記キャビティユニット１０における各圧力室３６に対応した箇所ごとに細幅の個別電極２４が、第１の方向（長辺方向）に沿って列状に形成され、各個別電極２４は前記第１の方向と直交する第２の方向に沿って各圧電シートの長辺の端縁部近傍まで延びている。下から偶数段目の圧電シート２２の上面（広幅面）には、複数個の圧力室３６に対して共通のコモン電極２５が形成されており、最上段のトップシート２３の上面には、その長辺の端縁部に沿って、前記個別電極２４の各々に対して電気的に接続される表面電極２６と、前記各コモン電極２５に対して電気的に接続される表面電極２７とが設けられている。
【００２６】
前記各シート２１、２２、２３の長辺に沿う側縁には、個別電極２４の一端部２４ａに対応する位置の凹み溝３０と、コモン電極２５の一端部２５ａに対応する位置の凹み溝３１とが、圧電シートの積層方向に延びるように形成され、凹み溝３０内には個別電極２４と表面電極２６とを電気的に接続する側面電極（図示せず）が形成され、凹み溝３１内にはコモン電極２５と表面電極２７とを電気的に接続する側面電極（図示せず）が形成されている。なお、捨てパターンの電極２８、２９は個別電極２４の一端部、コモン電極２５の一端部２５ａの箇所に上下に相当する位置に設けられている（図６参照）。
【００２７】
圧電アクチュエータ２０は、特開平４−３４１８５３号公報に開示されたものと同様に、より多くの圧電シートを積層した構造とすることもできる。
【００２８】
そして、このような構成のプレート型の圧電アクチュエータ２０における下面（圧力室３６と対面する広幅面）全体に、接着剤層としてのインク非浸透性の合成樹脂材からなる接着剤シート（図示せず）を予め貼着し、次いで、前記キャビティユニット１０に対して、当該圧電アクチュエータ２０が、その各個別電極を前記キャビティユニット１０における各圧力室３６の各々に対応させて接着・固定される。また、この圧電アクチュエータ２０における上側の表面には、前記フレキシブルフラットケーブル４０が重ね押圧されることにより、このフレキシブルフラットケーブル４０における各種の配線パターン（図示せず）が、前記各表面電極２６、２７に電気的に接合される。
【００２９】
この構成において、圧電シート２１、２２の積層方向の個別電極２４に挟まれた部分を活性部（圧力発生部）として、その電極に電圧を印加することにより、各圧力室３６に対して圧電歪みを発生し、圧力室３６内のインクに噴射エネルギーを与え、この圧力室３６内のインクが、ノズル３５から液滴状に噴出して、所定の印字が行われる。
【００３０】
その場合、ベースプレート１５及び中間スペーサプレート１４Ｙを平面視で観察した場合に、両プレート１５、１４Ｙの平面視において、圧力室３６と絞り部４３とが重複するように配置され、且つ絞り部４３の延びる方向の長さを圧力室３６の長さより短く設定されており、且つ、圧力室３６におけるインク流れの上流側端部（他端部３６ｂ）と、絞り部４３のインク流れの下流側端部（一端部４３ａ）と、前記連通路３８とが互いに重複するように配置されている。換言すると、ノズル３５からのインク滴の噴射の場合に、絞り部４３におけるインク流れの方向と、圧力室３６でのインク流れの方向とが、折り返し部である連通路３８を介して逆になり、絞り部４３から圧力室３６内へインク流が折り返して供給されるように構成したものであるので（図５参照）、従来の圧力室３６の端部に絞り部を形成する場合に比べて、圧力室の延びる方向のベースプレート１５等の長さを短く形成できて、インクジェットヘッド６をコンパクトに製作できるという効果を奏する。
【００３１】
また、絞り部４３から圧力室３６内にインクが流入する際に、絞り部４３によって高速になったインク流が圧力室３６内に直接向かないから、圧力室３６内に渦流を生じさせることが少なく、それによる気泡の発生も少なくなる。
【００３２】
そして、上記のように構成することにより、圧電アクチュエータ２０の駆動にて、圧力室３６の長手方向（両端部３６ａと３６ｂを結ぶ方向）にインクの圧力波が生じる。このとき、圧力室３６から共通インク室７へのインクの戻りを規制するための流路抵抗の最も大きい部分である絞り部を従来のように板厚さ方向に穿設するのに比べて、絞り部４３を中間スペーサプレート１４Ｙの平面に沿って長く形成することができるから、共通インク室７側から圧力室３６側へのインク流れに抵抗を与える絞り作用（インク流れの絞り抵抗値）を適切になるようにきめ細かく設定できる。
【００３３】
そして、絞り部４３から圧力室３６の上流端に開口する連通路３８の開口面積が、当該圧力室３６の断面積（インク流れ方向と直交する断面積）より小さくなるように設定したことにより、後述するように、発明者の実験の結果、ノズル３５からのインクの噴射速度を高速にすることができた。これは、圧力室３６から絞り部４３へのインクの戻り抵抗が大きくなったことによるものと考えられる。
【００３４】
なお、具体的な実施形態おいては、ベースプレート１５の板厚さをＴ１、圧力室３６の長さをＬ１、幅寸法Ｗ１とする。そして、中間スペーサプレート１４Ｙの板厚さをＴ３（＜Ｔ１）とするとき、絞り部４３の全長をＬ３（＜Ｌ１）とし、この絞り部４３の最も断面積の小さい部分（流路抵抗値の最も大きい部分）の長さをＬ４（＜Ｌ３＜Ｌ１）とし、その部分の幅寸法をＷ３（＜Ｗ１）とする。また、この絞り部４３の両端部４３ａ、４３ｂの各直径Ｄ３は絞り部４３の最小断面積部分の幅寸法Ｗ３より大きく設定されている。
【００３５】
さらに、前記連通路３８は、截頭円錐状の孔にて形成するか、または、直円筒状の孔もしくは長円筒状の孔に形成する。これらの場合、連通路３８が圧力室３６の他端部３６ｂに開口する箇所においてその開口縁が他端部３６ｂの縁と略一致するように設定することが好ましい。連通路３８が截頭円錐状の孔の場合、圧力室３６の他端部３６ｂに連通する連通路３８の上側の開口面積が小さく、絞り部４３の一端部４３ａに連通する下側の開口面積を大きいように設定する。これらの場合の連通路３８の圧力室３６への開口面積を当該圧力室３６の断面積（Ｔ１×Ｗ１）より小さくすることが好ましく、実験によれば、圧力室３６の幅寸法Ｗ１が約２５０μｍの場合、連通路３８が直径約８０μｍの直円筒状の孔もしくは、連通路３８の圧力室３６への開口側の直径が約８０μｍで、且つ絞り部４３の一端部４３ａに連通する下端側が１２０μｍ×１５０μｍの長円筒状（長径方向が絞り部４３の延びる方向と平行状）の孔の場合、ノズル３５からのインク滴の噴射速度が８ｍ／秒程度であった。前記連通路３８の直円筒状の孔の直径を１００μｍ〜１２０μｍのように大きくすると、それに反比例してインク滴の噴射速度が７ｍ／秒に近づくように低下した。
【００３６】
つまり、上記構成において、連通路３８の直径が圧力室３６の幅の約１／３以下で、連通路３８の流路抵抗を絞り部４３の流路抵抗よりも小さくすることで、よい結果が得られた。
【００３７】
なお、圧力室３６の高さ（ベースプレート１５の厚さＴ１）は約４０〜５０μｍ。連通路３８の長さ（上側スペーサプレート１４Ｘの厚さＴ２）は約１００μｍ。絞り部４３の高さは約２５μｍである。
【００３８】
圧電アクチュエータ２０の駆動により圧力室３６内に圧力波を発生させると、ノズル３５方向にインクを噴射させる一方、その反射波がインク流れの上流側に移動し、インク流れの方向の折り返し部としての連通路３８に到達したとき、該連通路３８の開口面積を上記のように大きくし過ぎると、その部分での流れの戻りが大きくなり過ぎて、インク噴出速度を低下させるものと考えられる。従って、連通路の前記圧力室への開口面積を上記のように設定したが、前記圧力室の断面積よりもできるだけ小さくすることにより、ノズル３５からのインクの噴射速度を高速にすることができる。
【００３９】
また、上記のように連通路３８の圧力室３６側の開口部を小さく、絞り部４３側での開口部を大きくすることにより、上側スペーサプレート１４Ｘの厚さに対して小さい径の円筒状の連通路３８の加工が困難な場合でも、連通路３８の圧力室３６側の開口部を所望値に形成することが容易にできる。
【００４０】
本発明において、ベースプレート１５は第１の平板に相当し、２枚のマニホールドプレート１３Ｘ，１３Ｙは第２の平板に相当し、絞り部４３を有する中間スペーサプレート１４Ｙは第３の平板に相当し、連通路３８を有する上側スペーサプレート１４Ｘが第４の平板に相当する。
【００４１】
【発明の作用・効果】
以上に説明したように、請求項１に記載の発明のインクジェットヘッドは、インクを噴射する複数のノズルのそれぞれに対応して設けられた複数の圧力室を有する第１の平板と、前記複数の圧力室にインクを分配して供給する共通インク室を有する第２の平板と、前記共通インク室から圧力室を経由してノズルに至るインク流路中において最も大きい流路抵抗を有する絞り部を有し、第１及び第２の平板間に配置される第３の平板と、前記絞り部と前記圧力室とを連通する連通路を有し、前記第１及び第３の平板間に配置される第４の平板と、前記共通インク室と前記絞り部とを連通する導入路を有し、前記第２及び第３の平板間に配置される第５の平板とが積層されてなるインクジェットヘッドにおいて、前記圧力室は、前記第１の平板の平面に沿って延びるように形成され、前記共通インク室は、第１及び第２の平板の平面視で前記圧力室と重複する位置に配置されていて、前記連通路は、前記インク流路の一部であって、前記圧力室のインク噴射時におけるインク流れ方向の上流側の端部に開口し、そのインク流れ方向と直交する方向に前記第４の平板を貫通形成され、かつ、前記圧力室への前記連通路の開口面積が、圧力室の断面積より小さく設定され、前記絞り部は、該絞り部におけるインク流れの下流側端部である一端部から、インク流れ方向の上流側の端部である他端部までのインク流れ方向の範囲が、前記複数の圧力室の前記インク流れ方向側に向かって延びる範囲内にて延びていて、前記絞り部の延びる方向の長さは圧力室の長さより短く設定され、前記第１および第３の平板の平面視において、前記圧力室の前記インク流れの上流側端部と、前記絞り部の前記一端部と前記連通路が互いに重複していて、前記絞り部から前記連通路へ流れるインクの流れの方向が前記圧力室のインク流れの方向と実質上反対となるように、前記圧力室と前記絞り部とが配置されていて、前記絞り部の前記他端部が前記導入路を介して前記共通インク室に接続され、前記導入路は、前記絞り路の他端部であるインク流れ方向の上流側の端部に開口し、前記絞り部のインク流れ方向と直交する方向に第５の平板を貫通形成され、前記共通インク室と接続されているものである。
【００４２】
従って、流路抵抗の最も大きい部分である絞り部を従来のように板厚さ方向に穿設するのに比べて、絞り部を圧力室の延びる方向と略平行状に長く形成することができるから、共通インク室側から圧力室側へのインク流れに抵抗を与える絞り作用（インク流れの絞り抵抗値）を適切になるようにきめ細かく設定でき、圧力室から共通インク室へのインクの戻り量を少なくしてインク滴の噴射を安定して発生させると共に、インク滴噴射後に前記絞り部を経由して共通インク室から圧力室へ速やかにインクを供給して、ノズル部分におけるメニスカスを短時間で復帰させることができるという効果を奏する。
【００４３】
また、絞り部と圧力室とを折り返し状に接続する連通路の断面積を小さくしたことで、インク滴を効率よく高速で噴射させることができた。
また、このように、個々の平板に、圧力室、流通路、絞り部、及び共通インク室を別々に形成したものを積層することで、インクジェットヘッドを作成できるから、その製造方法を簡単にできるという効果を奏する。
さらに、流通路を介してインクの流れが、絞り部と圧力室とで折り返すように配置できる結果、インクジェットヘッドにおける圧力室の延びる方向の寸法を短くしてコンパクトにできるという効果を奏する。
【００４４】
そして、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットヘッドにおいて、前記連通路の前記圧力室への開口面積が、前記絞り部側への開口面積より小さくなるようにしたものであるので、請求項１に記載の発明による効果に加えて、圧力室に対する連通路の開口面積を十分に小さく加工することが容易にでき、それにより、インク滴をより高速で噴射させることができる。
【００４５】
また、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、前記絞り部のインク流れ方向と直交する断面積は、前記圧力室及び前記インク流路中において最も小さい断面積となるようにしたものであり、請求項１または請求項２に記載の発明による効果に加えて、インク滴の噴射する場合に、前記絞り部のインク流の抵抗により、圧力室から共通インク室へのインクの戻り量を少なくしてインク滴の噴射を安定して発生させると共に、インク滴噴射後に前記絞り部を経由して共通インク室から圧力室へ速やかにインクを供給して、ノズル部分におけるメニスカスを短時間で復帰させることができるという効果を達成できる。
【００４６】
【００４７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による圧電式のインクジェットヘッドを示す分解斜視図である。
【図２】キャビティユニットの分解斜視図である。
【図３】キャビティユニットの分解部分的拡大斜視図である。
【図４】圧力室と流通路と絞り部の分解斜視図である。
【図５】図１のＶ−Ｖ線矢視で示すインクジェットヘッドの一部拡大断面図である。
【図６】圧電アクチュエータの積層構造を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
６インクジェットヘッド
１０キャビティユニット
１１ノズルプレート
１２ダンパープレート
１３Ｘ，１３Ｙマニホールドプレート
１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚスペーサプレート
１５ベースプレート
２０圧電アクチュエータ
３５ノズル
３６圧力室
３６ａ，３６ｂ圧力の両端部
３７貫通孔
３８連通路
４３絞り部
４３ａ，３３ｂ絞り部の両端部
４４導入孔

Claims

インクを噴射する複数のノズルのそれぞれに対応して設けられた複数の圧力室を有する第１の平板と、前記複数の圧力室にインクを分配して供給する共通インク室を有する第２の平板と、前記共通インク室から圧力室を経由してノズルに至るインク流路中において最も大きい流路抵抗を有する絞り部を有し、第１及び第２の平板間に配置される第３の平板と、前記絞り部と前記圧力室とを連通する連通路を有し、前記第１及び第３の平板間に配置される第４の平板と、
前記共通インク室と前記絞り部とを連通する導入路を有し、前記第２及び第３の平板間に配置される第５の平板とが積層されてなるインクジェットヘッドにおいて、
前記圧力室は、前記第１の平板の平面に沿って延びるように形成され、
前記共通インク室は、第１及び第２の平板の平面視で前記圧力室と重複する位置に配置されていて、
前記連通路は、前記インク流路の一部であって、前記圧力室のインク噴射時におけるインク流れ方向の上流側の端部に開口し、
そのインク流れ方向と直交する方向に前記第４の平板を貫通形成され、かつ、前記圧力室への前記連通路の開口面積が、圧力室の断面積より小さく設定され、
前記絞り部は、該絞り部におけるインク流れの下流側端部である一端部から、インク流れ方向の上流側の端部である他端部までのインク流れ方向の範囲が、前記複数の圧力室の前記インク流れ方向側に向かって延びる範囲内にて延びていて、
前記絞り部の延びる方向の長さは圧力室の長さより短く設定され、
前記第１および第３の平板の平面視において、前記圧力室の前記インク流れの上流側端部と、前記絞り部の前記一端部と前記連通路が互いに重複していて、前記絞り部から前記連通路へ流れるインクの流れの方向が前記圧力室のインク流れの方向と実質上反対となるように、前記圧力室と前記絞り部とが配置されていて、
前記絞り部の前記他端部が前記導入路を介して前記共通インク室に接続され、
前記導入路は、前記絞り路の他端部であるインク流れ方向の上流側の端部に開口し、前記絞り部のインク流れ方向と直交する方向に第５の平板を貫通形成され、前記共通インク室と接続されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
前記連通路の前記圧力室への開口面積が、前記絞り部側への開口面積より小さい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。
前記絞り部のインク流れ方向と直交する断面積は、前記圧力室及び前記インク流路中において最も小さい断面積であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェットヘッド。