JP4345259B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクの微小液滴を吐出させて印刷面上に画像を形成するインクジェットプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットヘッドとして、特開２００１−２４６７４４号公報に記載されているように、それぞれがノズルに連通した複数の圧力室に対してノズルと同じ側に一又は複数のマニホールド（共通インク室）が設けられた流路ユニットを有するものが知られている。かかる流路ユニットには、マニホールドとは反対側の各圧力室の開放面を覆ってアクチュエータユニットが貼り合わせられるのが一般的である。この場合、アクチュエータユニットとしては、例えば圧電素子が用いられ、圧電効果により圧力室内の容積を変動させることによってインクをノズルから吐出することが可能となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したようなインクジェットヘッドにおいて、流路ユニット内に形成されたマニホールドは、各圧力室に円滑に且つ満遍なくインクが供給されて良好な吐出性能が得られるようにするためにできるだけインク流れ方向に直交する断面積が大きいことが好ましい。従って、圧力室に対してノズルとマニホールドとが同じ側に設けられた流路ユニットでは、それ自体のサイズの小型化を図ろうとすると、インク吐出面からマニホールドの底面までの距離、つまり壁の厚さをかなり小さくせざるを得ないという現状がある。
【０００４】
一方、インクジェットプリンタでは、非印刷状態においてノズル内のインクが乾燥するのを防止する目的のため及び／又はインク中に存在するエア等を排出する目的のために、インクジェットヘッドのノズルをゴム製のキャップで覆うことが行われる。キャップの突出部（リップ）は外気とノズルとの遮断を図るために比較的強い力で流路ユニットのインク吐出面に当接させることが好ましい。そのため、上述したようにインク吐出面からマニホールドの底面までの距離が小さいつまり壁が薄いと、キャップから流路ユニットに加えられるキャッピング力のために流路ユニットの上記壁が変形してしまうことがある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、良好な吐出性能を得るために必要なマニホールドの断面積を確保しつつキャッピング力による流路ユニットの変形を抑制することが可能なインクジェットプリンタを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１のインクジェットプリンタは、それぞれがノズルに連通した複数の圧力室と、前記複数の圧力室に対して前記ノズルと同じ側に設けられた一又は複数のマニホールドとが形成され、各圧力室が前記一又は複数のマニホールドのいずれかと連通する流路ユニットを有するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドのノズルが形成されたインク吐出面と対向可能な面を有する基部と、前記面から立設する環状の突出部とを有し、前記突出部を前記インク吐出面に当接させることで、前記ノズルを封止するキャップとを備えたインクジェットプリンタであって、前記インクジェットヘッドには、前記マニホールドの前記ノズル側の面に、前記インク吐出面と直交する方向及び前記マニホールドの延在方向の両方向と直交する一方向において、当該マニホールドの底部の幅を狭める補強部が形成されており、当該マニホールドの底部の前記一方向に関する幅が、前記ノズルを封止しているときに前記突出部の前記インク吐出面と接触する部分の前記一方向に関する幅よりも小さい。
【０００７】
請求項１によると、マニホールドのノズル側の面に当該マニホールドの底部の幅を狭める補強部が形成されることによって、最低限必要なマニホールドの断面積を確保しつつ、キャッピング力に対する流路ユニットの強度を増大させることができる。
【０００８】
つまり、単にマニホールドのノズル側の面の厚みを増大させるのではなく、この面で厚みが薄い部分を一部だけとして残りの部分においてのみ補強部によって厚みを増大させているのである。これによって、強度の増大と必要な断面積の確保との両立を図ることが可能となって、キャッピング力が加えられても変形しずらくしかも吐出性能に優れたインクジェットヘッドが得られる。
【０００９】
なお、本発明において、底部とは、マニホールドのノズル側の面のうち最もノズルに近い部分を意味するものとし、底部は平面であってもよいし、曲面の頂部近傍であってもよい。また、底部は必ずしもインク流れ方向に沿って延在している必要はなく、インク流れ方向に対して傾いた方向に沿って延在していてもよい。ただし、インクの流れを円滑とする観点からは、底部がインク流れ方向に沿って延在していることが好ましい。
【００１０】
請求項２のインクジェットプリンタは、前記補強部が複数段を有する階段型形状を有していることを特徴としている。
【００１１】
請求項２によると、最低限必要なマニホールドの断面積を確保しつつ、キャッピング力に対する流路ユニットの強度をより増大させることができる。
【００１２】
請求項３のインクジェットプリンタは、前記流路ユニットが複数のプレートから構成されていることを特徴としている。
【００１３】
請求項３によると、各プレートの形状を変更することによって、マニホールドを容易に最適な形状とすることができる。
【００１４】
請求項４のインクジェットプリンタは、前記マニホールドが前記流路ユニットの長手方向と同じ方向に延在していると共に、前記インク吐出面に対して直交する方向から見て、前記底部がジグザグ形状となるように前記補強部が形成されていることを特徴としている。
【００１５】
請求項４によると、流路ユニットの長手方向に延在したキャップが流路ユニットにキャッピング力を付与する場合に、キャップの先端が連続的にマニホールドの底部に対応した部分に接触することがなくなるので、キャッピング力に対する流路ユニットの強度をさらに増大させることができる。
【００１６】
なお、ここで、ジグザグ形状とは、底部近傍にその延在方向に沿って任意の直線を描いたときに、その直線には、底部に重なる部分と重ならない部分とが周期的に現れるようになることを意味するものとする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
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。
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態のインクジェットヘッドが組み込まれたカラーインクジェットプリンタの斜視図である。図１において、このカラーインクジェットプリンタ１００のプリンタヘッド６３は、その本体フレーム６８に、４色（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）のインクを吐出させるために各色ごとに配設された計４個の圧電式のインクジェットヘッド６を固着し、更に、カラーインクがそれぞれ充填される計４個のインクカートリッジ６１を本体フレーム６８に脱着可能に取り付けた構成としている。この本体フレーム６８は、駆動機構６５により直線方向に往復駆動されるキャリッジ６４に固着されている。用紙を送るためのプラテンローラ６６は、その軸線がキャリッジ６４の往復移動方向に沿うよう配置され、インクジェットヘッド６と対向されている。
【００１９】
キャリッジ６４は、プラテンローラ６６の支軸と平行に配設されるガイド軸７１およびガイド板７２によって、摺動自在に支持される。ガイド軸７１の両端部の近傍にはプーリー７３、７４が支持され、これらのプーリー７３、７４の間に無端ベルト７５が掛け渡される。前記のキャリッジ６４はこの無端ベルト７５に固定される。このような駆動機構６５の構成において、一方のプーリー７３がモータ７６の駆動により正逆回転されると、それに伴ってキャリッジ６４がガイド軸７１およびガイド板７２に沿って直線方向に往復駆動され、プリンタヘッド６３の往復移動を行わせる。
【００２０】
用紙６２は、インクジェットプリンタ１００の側方に設けられた給紙カセット（図示せず）から給紙され、インクジェットヘッド６とプラテンローラ６６との間の空間に導かれて、インクジェットヘッド６から吐出されるインクにより所定の印刷がなされた後に排紙される。なお、図１においては、用紙６２の給紙機構および排紙機構の図示を省略している。
【００２１】
パージ機構６７は、インクジェットヘッド６の内部に溜まるエアやゴミなどを含んだ不良インクを強制的に吸引して除去するためのものである。このパージ機構６７はプラテンローラ６６の側方に設けられ、前述の駆動機構６５によってプリンタヘッド６３がリセット位置に至ったときにそのインクジェットヘッド６に対向するよう、パージ機構６７の配設位置が定められている。
【００２２】
パージ機構６７には、ゴム製のパージキャップ８１が取り付けられている。図２に、パージキャップ８１の拡大斜視図を示す。パージキャップ８１は、ほぼ直方体形状の本体８１ａと、本体８１ａの上面に後述するノズル列を囲むように環状に突出したリップ８１ｂとから構成されており、本体８１ａの上面のリップ８１ｂで囲まれた領域内に形成された孔８１ｃを介して後述するポンプ８２と連通している。
【００２３】
パージが行われる際、キャリッジ６４によって４つのインクジェットヘッド６のうち１つがパージキャップ８１と対向する位置へ移送され、図示しない駆動源によりカム８３を駆動してパージキャップ８１を上昇させ、そのヘッドのノズル３５を囲むようにリップ８１ｂをインクジェットヘッド６の下面（インク吐出面）に当接する。そして、インクジェットヘッド６の内部に溜まるエアなどを含んだ不良インクを、カム８３の駆動によりポンプ８２によって吸引して廃インク溜め８４へ廃棄することにより、インクジェットヘッド６の復旧を行うようにしている。これにより、インクジェットヘッド６に対するインクの初期導入時においてエアを除去でき、あるいは、印刷に伴う内部のエアの成長などによって陥っていた吐出不良状態からインクジェットヘッド６を正常状態へ復帰させることができる。
【００２４】
図１に示すキャップ８５は、印刷が終了してリセット位置に戻されるキャリッジ６４上の４つのインクジェットヘッド６の全ノズルを覆って、インクの液体成分の気化に伴う固形成分の析出によるインク流路の詰まりを防止するためのものである。キャップ８５も、図２に示すパージキャップ８１と同様に、直方体形状の本体と、本体の上面に長円を描くように突出したリップとから構成されている（ただし、キャップ８５にはパージキャップ８１のような孔８１ｃは設けられていない）。そして、印刷が行われないときには、キャリッジ６４の移動に連動して図示しないカム手段の作用によりキャップ８５が上昇してリップがインクジェットヘッド６のインク吐出面に当接し全ノズルを密封する。
【００２５】
プリンタヘッド６３を上下逆さまにした状態の斜視図が図３に示される。プリンタヘッド６３の本体フレーム６８は同図に示すように、その上面側（図３においては下面側に位置するよう図示している）が開放された略箱状に形成されており、その開放された側から４つのインクカートリッジ６１を着脱自在に装着できるようにして、搭載部を形成している。
【００２６】
図３に示すように、本体フレーム６８の搭載部の一側部位には、各インクカートリッジ６１のインク放出部に接続できる４つのインク供給通路４が、本体フレーム６８の底板５の下面（インクジェットヘッド６が固着される側の面）まで連通している。また、それぞれのインク供給通路４に対応させて、インクジェットヘッド６のインク供給孔３９（後述）と密接できるようにしたゴム製等のジョイント部材４７が、底板５の下面に取り付けられる。
【００２７】
図３に示すように、底板５の下面側には、インクジェットヘッド６を４つ並列させて配置させるための４つの支持部８を、段付き状に形成している。インクジェットヘッド６は、この各支持部８に対し、紫外線硬化型の接着剤にて固定される。
【００２８】
図４に、本実施の形態によるインクジェットヘッド６の斜視図を示す。このインクジェットヘッド６は積層型の流路ユニット１０を有しており、流路ユニット１０に対してプレート型の圧電アクチュエータ（以下「アクチュエータユニット」）２０が、接着剤又は接着シートを介して接着・積層される。そして更にアクチュエータユニット２０の上面には、外部機器との電気的接続のための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。最下層の流路ユニット１０の下面側にはノズル３５が多数開口されており、各ノズル３５から下向きにインクが吐出される。
【００２９】
図５は流路ユニット１０の分解斜視図を、図６は流路ユニット１０の分解拡大斜視図（図５のVI−VI方向断面）を、それぞれ示す。流路ユニット１０は図５及び図６に示すように、ノズルプレート１１、３枚のマニホールドプレート１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚ、３枚のスペーサプレート１４Ｘ、１４Ｙ、１４Ｚ、ベースプレート１５の計８枚の薄いシートを、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。なお、ノズルプレート１１はポリイミド系材料からできており、それ以外のプレートはステンレスからできている。
【００３０】
ノズルプレート１１には、図５及び図６に示すように、微小径（本実施の形態では、２５μｍ程度）のインク吐出用のノズル３５が、プレス又はレーザ加工により多数穿設されている。このノズル３５は、ノズルプレート１１における長手方向に沿って、微小の間隔をおいて千鳥状の２列に配列されている。ノズルプレート１１の下面は、インク吐出面を形成する。
【００３１】
ベースプレート１５には図６に示すように、多数の圧力室３６が、ベースプレート１５の長手方向に沿って千鳥状配列で２列に穿設されている。圧力室３６の具体的な形状が図６に示されるが、この図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の長手方向に対して直交するように、細幅に形成されている。
【００３２】
そして、図４におけるVII−VII線に沿った断面拡大図である図７に示すように、ベースプレート１５に形成された各圧力室３６の一端部３６ａが、３枚のスペーサプレート１４Ｘ、１４Ｙ、１４Ｚ及び３枚のマニホールドプレート１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚにそれぞれ千鳥状配列で穿設されている微小径の貫通孔３７を介して、ノズルプレート１１における前述のノズル３５に連通している。
【００３３】
ベースプレート１５に隣接する上側スペーサプレート１４Ｘには、各圧力室３６に対応する位置にインク供給孔３８が穿設され、このインク供給孔３８が、各圧力室３６の他端部３６ｂに接続される。すぐ下側に位置する中間スペーサプレート１４Ｙには絞り部４３が、中間スペーサプレート１４Ｙの面方向に沿って細長く（具体的には、圧力室３６の長手方向と平行に細長く）、板厚方向に貫通させて形成される。インク供給孔３８は、この絞り部４３の一端に連通される。絞り部４３の他端は、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、後述するマニホールド７に連通する。本実施の形態によるインクジェットヘッド６では、絞り部４３での流路断面積を適宜設定すると、絞り作用によって、後述するアクチュエータユニット２０の動作で生じたインクの圧力変動がインク供給孔３８側に向かうのが制限され、ノズル３５からのインクの吐出が効果的に行われる。
【００３４】
図６に示すように、３枚のマニホールドプレート（１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚ）のうちスペーサプレート１４Ｘ〜１４Ｚに近い側の上側マニホールドプレート１３Ｘには、これを貫通する２つのインク室上部１３ａが、２つの貫通孔３７の列を挟むように流路ユニット１０の長手方向に延在した長孔状に形成されている。一方、上側マニホールドプレート１３Ｘの下側に隣接する中間マニホールドプレート１３Ｙには、これを貫通すると共に平面視で２つのインク室上部１３ａにそれぞれ包含される、つまり幅が狭い２つのインク室中間部１３ｂが、流路ユニット１０の長手方向に延在した長孔状に形成されている。さらに、中間マニホールドプレート１３Ｙの下側に隣接する下側マニホールドプレート１３Ｚには、これを貫通すると共に平面視で２つのインク室中間部１３ｂにそれぞれ包含される、つまり幅が狭い２つのインク室下部１３ｃが、流路ユニット１０の長手方向に延在した長孔状に形成されている。なお、本実施の形態においては、インク室上部１３ａ、中間部１３ｂ、下部１３ｃともにエッチングで形成されている。
【００３５】
そして、マニホールドプレート１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚの計３枚を積層することにより、上下位置が対応するインク室上部１３ａ、中間部１３ｂ、下部１３ｃ同士が相互に接合されて、２つの貫通孔３７の列の両側に１つずつ、計２つのマニホールド７が図７のように形成される。マニホールド７の上面はスペーサプレート１４Ｚに、また下面はノズルプレート１１によりそれぞれ閉鎖される。
【００３６】
図８に、マニホールド周辺における流路ユニットの拡大断面図を示す。なお、図８において、アクチュエータユニット２０の図示を省略している。図８からも明らかなように、マニホールド７は、平面視で中央部に形成された平面がインク吐出面に最も低い底部（本実施の形態では、インク室下部１３ｃの底面）１７となっており、その両側にそれぞれ２段の段部が形成された階段状断面を有している。言い換えると、マニホールドプレート１３Ｙのマニホールドプレート１３Ｘの内壁よりも内側に突出した部分１６ａ及びマニホールドプレート１３Ｚのマニホールドプレート１３Ｘの内壁よりも内側に突出した部分１６ｂがマニホールド７の補強部１６（図８においてクロスハッチングで描かれている）となっており、補強部１６が存在することによってマニホールドプレート１３Ｘの内壁からの補強部１６の突出分だけ、マニホールド７の底部１７の幅Ｗが補強部の設けられていないインク室上部１３ａの幅よりも狭くなっている。本実施の形態において、底部１７は流路ユニット１０の長手方向に沿ってほぼまっすぐに延在している。
【００３７】
なお、貫通孔３７の列の両側に２つのマニホールド７を設けたのは、２列に配置された圧力室３６に対応させるためである。即ち、２列配置されるうちの１列側の圧力室群は一方のマニホールド７に、残りの１列側の圧力室群は他方のマニホールド７に、それぞれ連通しているのである。このようにインクジェットヘッド６を構成することで、２つのマニホールド７に互いに異なる色のインクを供給して１つのインクジェットヘッド６で２色の印刷を行わせる印刷形態に用いることをも可能にし、インクジェットヘッド６の汎用性を高めて部品の種類の低減を図っている。ただし本実施の形態においては、双方のマニホールド７に同色のインクを供給し、２列のノズル３５で単色の高解像度の印刷を行わせる印刷形態を採っている。
【００３８】
図５に戻って、ベースプレート１５には２つのインク供給孔３９ａが穿設され、スペーサプレート１４Ｘ、１４Ｙ、１４Ｚにおいても同様にインク供給孔３９ｂ〜３９ｄが２つずつ穿設されている。ベースプレート１５とスペーサプレート１４Ｘ、１４Ｙ、１４Ｚとを接合することで、対応するインク供給孔３９ａ〜３９ｄが互いに接続され、前述の２つのマニホールド７のそれぞれに対応する２つのインク供給孔３９が形成される。インクジェットヘッド６の小型化の要請から、インク供給孔３９は、多数の圧力室３６のなす列の端部に近い位置に穿設され、また、２つのインク供給孔３９は互いに接近して配置されている。
【００３９】
以上の流路ユニット１０の構成により、前述のインク供給孔３９からマニホールド７内に流入したインクは、導入孔４４から絞り部４３→インク供給孔３８と経由して、各圧力室３６の他端部３６ｂ側に供給される。そして、それぞれの圧力室３６において後述のアクチュエータユニット２０により吐出エネルギーを与えられたインクは、その一端部３６ａから各貫通孔３７を経由した後、対応するノズル３５に至って吐出される。
【００４０】
次に、アクチュエータユニットの構造について説明する。図９はアクチュエータユニット２０の分解拡大斜視図である。アクチュエータユニット２０は図７や図９に示すように、２枚の圧電シート２１、２２と、１枚の絶縁シート２３とを積層した構造である。一方の圧電シート２１の上面には、流路ユニット１０における各圧力室３６毎に対応した細幅の複数の個別電極２４が、千鳥状配列で設けられている。各個別電極２４の一端部２４ａは、アクチュエータユニット２０の表裏面２０ａ、２０ｂと直交する左右側面に露出するように形成されている。
【００４１】
もう一つの圧電シート２２の上面には、多数の圧力室３６に対して共通の共通電極２５が設けられている。共通電極２５の一端部２５ａも、各個別電極２４の一端部２４ａと同様、左右側面に露出するように形成されている。圧電シート２１、２２は交互に複数枚積層されてもよく、各個別電極２４と共通電極２５とに挟まれる圧電シート２２におけるそれぞれの領域は、各圧力室３６ごとに対応した圧力発生部（活性部）となる。
【００４２】
最上段の絶縁シート２３の上面には、各個別電極２４の各々に対する表面電極２６と、共通電極２５に対する表面電極２７とが、左右側面に沿って並ぶように設けられている。
【００４３】
また、左右側面には、各個別電極２４の一端部２４ａに第１の凹み溝３０が、共通電極２５の一端部２５ａに第２の凹み溝３１が、それぞれ積層方向に延びるように設けられている。各第１の凹み溝３０内には、各個別電極２４と各表面電極２６とを電気的に接続する側面電極（図示せず）が、第２の凹み溝３１内には、共通電極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、それぞれ形成されている。なお、符号２８および２９の電極は、捨てパターンの電極である。
【００４４】
以上のような構成の流路ユニット１０とアクチュエータユニット２０とは、流路ユニット１０における各圧力室３６と、アクチュエータユニット２０における個別電極２４とが対応するように積層される。また、アクチュエータユニット２０における上側の表面２０ａにおいて、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、各表面電極２６、２７に電気的に接合される。
【００４５】
そして、インクジェットヘッド６におけるアクチュエータユニット２０の各個別電極２４のうち任意の個別電極２４と共通電極２５との間に電圧を印加すると、圧電シート２２のうち電圧を印加した個別電極２４の部分（即ち活性部）に、圧電による積層方向の歪みが発生し、圧力室３６の容積が縮小する。こうして圧力室３６内のインクに吐出エネルギーが与えられ、インクはノズル３５から液滴状に吐出され、用紙６２への所定の印刷が行われる。
【００４６】
図１０は、ノズル３５がパージキャップ８１で覆われたときの様子を描いた断面図である。図１１は、図１０の要部拡大図である。なお、図１０において、流路ユニット１０の詳細な構造と孔８１ｃの図示とを省略している。
【００４７】
図１０に示すように、パージキャップ８１は、ノズル３５の列をリップ８１ｂによって囲むようにインクジェットヘッド６のインク吐出面と当接し、この際、リップ８１ｂは、流路ユニット１０の構成上、多くの場合、図１１に示すようにインク室上部１３ａ、中間部１３ｂ、下部１３ｃで構成されるマニホールド７の下方に位置する。
【００４８】
本実施の形態のインクジェットヘッド６では、マニホールド７内に上述したような補強部１６が形成されているために、図１１に示すようにパージキャップ８１のリップ８１ｂがマニホールド７において壁面が最も薄い底部１７に対応する位置に当接したとしても、その当接部の両側において階段状に壁面が厚くなっているから、当接力は階段状の補強部１６に分散され、底部１７をなすノズルプレート１１が変形することがない。なお、本実施の形態において、補強部１６の突出長さは、底部１７の幅がリップ８１ｂの先端部の幅よりも小さくなるようにすることが好ましい。このようにすることで、底部１７におけるキャッピング力に対する強度が大幅に向上し、リップ８１ｂが底部１７の下方に当接しないようにプリンタを設計する必要がなくなる。
【００４９】
また、これにより、マニホールド７の底部をインク吐出面に近い位置まで接近させてマニホールド７の容積を十分に確保し、キャッピング力に対する流路ユニット１０の強度の増大と各圧力室への円滑且つ満遍ないインク供給とを両立させている。
【００５０】
特に、本実施の形態によるインクジェットヘッド６では、流路ユニット１０が複数のプレート１１、１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚ、１４Ｘ、１４Ｙ、１４Ｚ、１５から構成されているので、マニホールドプレート１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚの形状を適宜変更することによって、マニホールド７を容易に最適な形状とすることが可能となっている。例えば、底部１７の幅や、補強部１６の部分１６ａと部分１６ｂとの長さの差などを具体的な設計条件に応じて適宜変更することで、キャッピング力に対する十分な強度及び必要最小限の断面積を有するようにマニホールド７の形状を容易に定めることができる。
【００５１】
なお、ここでは、パージキャップ８１についてのキャッピング力を例に説明したが、キャッピング力はキャップ８５についても生じるために、その場合にも本実施の形態のような構造は有効である。
【００５２】
次に、本実施の形態によるインクジェットヘッドの変形例について、図１２〜図１４をさらに参照しつつ説明する。なお、これら図１２〜図１４において、上述したのと同様の部材には同じ符号を付するものとする。
【００５３】
図１２は、第１の変形例によるインクジェットヘッドにおける、図８に対応する流路ユニット１０’の拡大断面図である。本変形例において、図１２のように、インク室上部１３ａ、中間部１３ｂ’、下部１３ｃから構成されたマニホールド７’は、中央部に形成された平面がインク吐出面に最も低い底部１７となっており、その両側にそれぞれ１段の段部が形成された階段状断面を有している。より詳細には、２つのマニホールドプレート１３Ｘ、１３Ｙの内壁位置が実質的に同じになっており、マニホールドプレート１３Ｚのマニホールドプレート１３Ｘ、１３Ｙの内壁よりも内側に突出した部分１６ｂがマニホールド７’の補強部１６’（図１２においてクロスハッチングで描かれている）となっている。
【００５４】
本変形例では、インク室中間部１３ｂ’が拡大された分だけマニホールド７’の容積が第１の実施の形態のマニホールド７よりも大きくなっているために、第１の実施の形態よりもキャッピング力に対する強度はやや低下するものの、各圧力室へのさらなる円滑且つ満遍ないインク供給が実現される。
【００５５】
図１３は、第２の変形例によるインクジェットヘッドにおける、図８に対応する流路ユニット１０”の拡大断面図である。本変形例において、図１３のように、インク室上部１３ａ、中間部１３ｂ”、下部１３ｃから構成されたマニホールド７”は、中央部に形成された平面がインク吐出面に最も低い底部１７となっており、その両側にそれぞれ１段の段部が形成された階段状断面を有している。より詳細には、２つのマニホールドプレート１３Ｙ、１３Ｚの内壁位置が実質的に同じになっており、これらマニホールドプレートＹ、１３Ｚのマニホールドプレート１３Ｘの内壁よりも内側に突出した部分１６ａ”、１６ｂがマニホールド７”の補強部１６”（図１３においてクロスハッチングで描かれている）となっている。
【００５６】
本変形例では、上述した第１の実施の形態よりも部分１６ａ”が伸延した分だけ補強部１６”による補強効果が大きくなっているので、断面積がやや低下するものの、キャッピング力に対する流路ユニット１０”の強度は非常に優れたものとなっている。
【００５７】
図１４は、第３の変形例によるインクジェットヘッドにおける、マニホールドの模式的な平面図である。本変形例は、上述した第１の変形例において、底部（本例では符号１７’で表すものとする）が丸みを帯びたジグザグ形状となるように補強部１６を形成したものであって、図１４において、破線はインク室上部１３ａ、中間部１３ｂ’の内壁位置を、実線はインク室下部（本例では符号１３ｃ’で表すものとする）の内壁位置をそれぞれ示している。
【００５８】
図１４から明らかなように、本変形例では、底部１７’がマニホールドの長手方向に沿ってジグザグ形状となっているために、パージキャップ８１のリップ８１ｂがその長手方向に補強部１６と底部１７’とに交互に当接することになる。つまり、リップ８１ｂが連続的にマニホールドの底部１７’に対応したインク吐出面に接触することがないので、キャッピング力に対する流路ユニットの強度が非常に大きなものとなる。従って、補強部の体積を比較的小さなものとしても十分であるから、マニホールド７の大きな断面積を確保することが可能となって、よりインク吐出性能に優れたインクジェットヘッドが得られるようになる。
【００５９】
なお、本変形例では、底部１７’が丸みを帯びたジグザグ形状となっているが、底部１７’は角張ったジグザグ形状であってもよい。また、ジグザグ形状のピッチは任意に変更可能であるが、ピッチを大きくするほど強度が弱くなるので、製造可能な範囲でピットを小さくすることが好ましい。また、本変形例は第１の変形例に基づいたものとして説明したが、例えば上述した実施の形態又は第２の変形例において、図１４のような構造を採用することも可能である。
【００６０】
以上、本発明の好適な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、上述の実施の形態では補強部を階段型形状としたが、補強部の形状はこれに限られるものではなく、任意の形状とすることが可能である。また、底部は必ずしもマニホールドの中央部に設ける必要はなく、例えば端部に設けてもよい。また、上述の実施の形態では、マニホールド７に露出したノズルプレート１１の上面を底部１７としているが、マニホールドプレート１３Ｚに貫通孔を形成せずその上面を底部としてもよい。
【００６１】
また、上述の実施の形態では複数のプレートを積層することで流路ユニットを構成しているが、プレートの積層数は任意に変更可能である。また、マニホールドプレートの枚数についても任意に変更可能である。さらに、マニホールドを１枚のプレートに溝状に形成することも可能である。
【００６２】
また、上述の実施の形態では、ノズルプレートの幅が他のプレートと同じであるが、ノズル近傍部分だけが含まれるようにノズルプレートの幅を細くしてその他の部分をノズルプレートよりも強度の大きな保護部材で覆うようにしてもよい。ただし、本発明によると流路ユニットの強度が補強されるために、このような設計変更を行う必要は少ない。
【００６３】
さらに、上述の実施の形態ではアクチュエータユニットが電極の印刷された圧電シートを積層したものであるが、アクチュエータユニットはこのようなものに限られるものではなく、圧力室の容積が変更されるように変形する活性部を有するものであれば圧電式以外のどのようなものでもよい。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によると、最低限必要なマニホールドの断面積を確保しつつ、キャッピング力に対する流路ユニットの強度を増大させることができる。請求項２によると、最低限必要なマニホールドの断面積を確保しつつ、
キャッピング力に対する流路ユニットの強度をより増大させることができる。請求項３によると、マニホールドを容易に最適な形状とすることができる。請求項４によると、キャッピング力に対する流路ユニットの強度をさらに増大させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態のインクジェットヘッドが組み込まれたカラーインクジェットプリンタの斜視図である。
【図２】 図１に示すプリンタに含まれるパージキャップの斜視図である。
【図３】 図１に示すプリンタに含まれるプリンタヘッドの斜視図である。
【図４】 図３に示すプリンタヘッドに取り付けられるインクジェットヘッドの分解斜視図である。
【図５】 図４に示すインクジェットヘッドにおける流路ユニットの分解斜視図である。
【図６】 図５に示す流路ユニットの分解拡大斜視図である。
【図７】 図４におけるVII−VII線に沿った断面拡大図である。
【図８】 図７に示された流路ユニットのマニホールド周辺における拡大断面図である。
【図９】 図４に示すインクジェットヘッドにおけるアクチュエータユニットの分解拡大斜視図である。
【図１０】 インクジェットヘッドのノズルがパージキャップで覆われたときの様子を描いた断面図である。
【図１１】 図１０の要部拡大図である。
【図１２】 本発明の実施の形態に係る第１の変形例によるインクジェットヘッドにおける、図８に対応する流路ユニットの拡大断面図である。
【図１３】 本発明の実施の形態に係る第２の変形例によるインクジェットヘッドにおける、図８に対応する流路ユニットの拡大断面図である。
【図１４】 本発明の実施の形態に係る第３の変形例によるインクジェットヘッドにおける、マニホールドの模式的な平面図である。
【符号の説明】
６ インクジェットヘッド
７ マニホールド
１０ 流路ユニット
１６ 補強部
１７ 底部
２０ アクチュエータユニット
３５ ノズル
３６ 圧力室
８１ パージキャップ
８５ キャップ

Claims (4)

1. それぞれがノズルに連通した複数の圧力室と、前記複数の圧力室に対して前記ノズルと同じ側に設けられた一又は複数のマニホールドとが形成され、各圧力室が前記一又は複数のマニホールドのいずれかと連通する流路ユニットを有するインクジェットヘッドと、
   前記インクジェットヘッドのノズルが形成されたインク吐出面と対向可能な面を有する基部と、前記面から立設する環状の突出部とを有し、前記突出部を前記インク吐出面に当接させることで、前記ノズルを封止するキャップとを備えたインクジェットプリンタであって、
   前記インクジェットヘッドには、前記マニホールドの前記ノズル側の面に、前記インク吐出面と直交する方向及び前記マニホールドの延在方向の両方向と直交する一方向において、当該マニホールドの底部の幅を狭める補強部が形成されており、
   当該マニホールドの底部の前記一方向に関する幅が、前記ノズルを封止しているときに前記突出部の前記インク吐出面と接触する部分の前記一方向に関する幅よりも小さいことを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 前記補強部が複数段を有する階段型形状を有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。
3. 前記流路ユニットが複数のプレートから構成さ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。
4. 前記マニホールドが前記流路ユニットの長手方向と同じ方向に延在していると共に、前記インク吐出面に対して直交する方向から見て、前記底部がジグザグ形状となるように前記補強部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。

Images