JPH06115087A - インク・ジェット・プリント・ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】不純物及び気泡を完全にパージし得るマルチ・
オリフィス型インク・ジェット・プリント・ヘッド。 【構成】一端のインク供給口１２からインクを受けるイ
ンク供給多岐管１６と、インク供給多岐管１６に分散し
て接続された複数のインク供給チャネル１８と、複数の
インク供給チャネル１８を介してインクが夫々供給され
る複数のノズル１４とを具え、断面積が位置に関して変
化するようにインク供給多岐管１６を成形することによ
り、インク供給多岐管１６と複数のノズル１４との間で
インクを流して不純物又は気泡を除去する際に、インク
供給多岐管１６内部の略全ての位置におけるインクの流
速を所定値以上にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ドロップ・オン・デマ
ンド型インク・ジェット・プリント・ヘッドの改良に関
する。

【０００２】

【従来技術及び発明が解決しようとする課題】マルチ・
オリフィス・ドロップ・オン・デマンド型インク・ジェ
ット・プリント・ヘッドを実現する装置及び方法には種
々のものが知られている。この種のインク・ジェット・
プリント・ヘッドの各チャネルの動作により、インク室
を変位させノズルを介してインク室からインク滴を射出
する。インク室を変位させるために駆動機構が使用され
る。典型的な駆動機構は、薄い隔壁に結合した圧電素子
の如きトランスデューサを含んでいる。このトランスデ
ューサに電圧を印加すると、トランスデューサは平面の
大きさを変化させようとするが、隔壁にしっかりと結合
しているので折り曲がる結果となる。このトランスデュ
ーサの折り曲がりによりインク室内のインクが変位し、
インク供給口からインク室にインクが流れ込むと共に出
力口からノズルへとインクが送られる。一般に、多数の
ノズルを高密度のアレイ状に配列出来るようにヘッドを
構成することが望ましい。多岐管、インク供給口及びイ
ンク室の配置及びインク室と多数のノズルとの接続構造
をどのようにするかは、特に、小型のインク・ジェット
・プリント・ヘッドを実現する際には一筋縄では決めら
れない問題である。設計上の不適当な点がたとえ些細な
ものであろうとも、インクの均一な噴射性能を損なうこ
とも有り得るからである。

【０００３】均一なインクの噴射性能は、インク・ジェ
ット・プリント・ヘッド上のノズル配列の各チャネルの
構造を実質的に同一になるように製造することにより達
成される。また、均一なインク噴射性能は、各チャネル
のインク内の不純物や気泡によっても左右される。従っ
て、マルチ・オリフィス・ドロップ・デマンド型インク
・ジェット・プリント・ヘッドの種々の構成要素は、不
純物や気泡を効果的に除去（パージ）出来るように設計
すべきである。

【０００４】従来技術のインク・ジェット・プリント・
ヘッドの一例として、クルズ・ウリベ（Cruz-Uribe）等
の米国特許第４６８０５９５号の明細書に記載されたも
のがある。この特許の第１図及び第４図の実施例では、
略直方体の２つのインク圧力室を互いに中心を揃えて平
行に２列に並べた構成を示している。複数のインク・ジ
ェット・ノズルが異なるインク圧力室に夫々接続されて
いる。各ノズルの中心軸は、インク圧力室を含む面に垂
直に延び、インク圧力室の延長部分と交わる。断面積が
実質的に一様なインク多岐管より、制限オリフィスを介
して各インク室にインクが供給される。この制限オリフ
ィスは、ノズル・オリフィスと高精度に整合するように
形成される。制限オリフィスは、インク供給口の一形式
であり、マルチ・オリフィス配列の隣合うチャネル間の
音響クロストークの発生を最少にする。しかし、このよ
うな制限オリフィスでは、インクの不純物や気泡を取り
込み易いので、頻繁にパージ動作を行う必要があった。

【０００５】効果的なパージ動作を行えるか否かは、不
純物や気泡をヘッドの各所から除去するために比較的高
速にインクを流せるか否かで決まる。多岐管の各所にお
けるインクの流速は、パージ対象の下流のオリフィスの
チャネル数と多岐管の断面積によって決まる。従って、
このインクの流速は、多岐管の上流の端部の方が、１つ
のオリフィス・チャネルにしかインクが流れない下流の
端部よりも高速となる。多岐管の下流の端部では、十分
なインクの流速が得られないことにより、多岐管に含ま
れる不純物や気泡を除去出来ないかもしれない。

【０００６】ローマン（Roman）等の米国特許第４７３
０１９７号の明細書は、その第１１Ａ図及び第１１Ｂ図
において、同様の制限オリフィス及び多岐管の構成を含
む別の実施例を開示している。

【０００７】マツダ（Matsuda）等の米国特許第４２１
６４７７号（４７７特許）及び第４５２８５７５号に記
載されているインク・ジェット・プリンタの構成では、
インク圧力室の面に対して垂直ではなく、平行にインク
が射出される。一般に、従来のインク・ジェット・プリ
ント・ヘッドにおいて、トランスデューサの面に対して
ノズルの軸を平行にすると設計が比較的複雑となり、製
造上も困難を生じる。各オリフィス・チャネルは、長方
形のトランスデューサをインク室に接続し、インク室は
ノズル・オリフィスへの通路と連通している。これらの
特許の実施例の記載によれば、ノズルとインク室との間
の通路の長さは異なっており、対応するノズルに対する
トランスデューサの位置によって決まる。

【０００８】これらの特許では、全長に亘り、断面積が
略一定のインク供給多岐管を示している。マツダ等の４
７７特許の第１図では、底部にインク供給口を設けたイ
ンク供給多岐管を有する垂直方向に向けたプリント・ヘ
ッドを示している。この多岐管の上端部は、入口の上端
を通り抜け、最上部のオリフィス・チャネルまで延びて
おり、その部分に形成された上端空洞部にはインクより
も密度が低い気泡が溜まることになる。パージ動作中、
この上端空洞部には、殆ど又は全くインクが流れず、気
泡の除去動作を強力に妨げることにもなる。時間が経過
すると、追加された気泡が集まって１つの大きな気泡を
形成し、上側のオリフィス・チャネルへのインク流を止
めてしまう。その上、滞留した気泡は共鳴周波数を有
し、圧力室で発生する圧力パルスが不均一に反射して隣
の圧力室の入口に戻される原因ともなる。滞留した気泡
は、夫々固有の周波数でエネルギーを消費するので、イ
ンクの噴出動作も不均一になり易くなる。

【０００９】セイコー（Sayko）の米国特許第４３８７
３８３号は、マルチ・オリフィス型のインク・ジェット
・ヘッドを開示している。この特許の第２図では、断面
積が一様で、上端部にインク供給口を設けたインク多岐
管を示している。この装置は、気泡の滞留を減少させ、
気泡の除去を容易にするが、インクより密度の大きな不
純物の滞留を招いてしまう。このような多岐管の底端部
におけるインクの流速が不十分であると、パージ動作中
の不純物の除去ができず、最低部のオリフィス・チャネ
ルが詰まる原因となる。

【００１０】キムラ（Kimura）等の米国特許第４５２１
７８８号は、放射状に構成してチャネル間の構造を均一
にして均一な噴射特性を達成したマルチ・オリフィス・
インク・ジェット・ヘッドを記載している。しかし、こ
の特許の放射状のインク供給多岐管は、断面積が全て均
一であり、上述のような、不純物又は気泡の滞留の問題
を何等解決していない。

【００１１】コートー（Kotoh）の米国特許第４３６７
４８０号は、各オリフィス・チャネルの寸法を均一にし
たマルチ・オリフィス型インク・ジェット・プリント・
ヘッドを開示している。この特許の第４図では、不均一
な断面積を持つインク多岐管を記載している。しかし、
その形状は、不純物又は気泡を滞留可能な構造である。
この特許の第８図及び第１０図は、オリフィス・チャネ
ル間の音響特性を均一にする為にインク供給構造を不均
一に湾曲させた装置を開示している。また、両端にイン
ク供給口を有するインク供給多岐管も示している。この
構造の場合には、多岐管からの不純物及び気泡の除去効
果は高くなるが、その多岐管に限定されたものであり、
各オリフィス・チャネルの各部からの除去効率を改善す
るものではない。更に、この構造では多岐管に供給口を
追加するので、ヘッドを小型化する際に十分なスペース
を取れないという問題も生じる。

【００１２】ロイ（Roy）等の米国特許第５０８７９３
０号「ドロップ・オン・デマンド・インク・ジェット・
プリント・ヘッド」は、小型化したマルチ・オリフィス
型プリント・ヘッドを記載している。本願の図面の図６
〜図１０は、このロイ等の特許の要部の構成を示してい
る。図６及び図７は、多層板構造のプリント・ヘッド１
の分解図を示している。このプリント・ヘッド１は、ト
ランスデューサ取付プレート２、隔壁プレート３、イン
ク圧力室プレート３、隔離プレート４、インク供給口プ
レート５、隔離プレート６、オフセット・チャネル・プ
レート７、オリフィス隔離プレート８及びオリフィス・
プレート９を含んでいる。これらのプレート３から７ま
では、黒、イエロー、マゼンタ及びシアンの各インク多
岐管が形成されている。図８〜図１０は、プレート５〜
７の構造をより詳細に示している。特に、下側にあるマ
ゼンタ・インクの多岐管Ｍは、上側のマゼンタ・インク
多岐管Ｍ′とインク連通チャネルＣを介して接続されて
いる。これらマゼンタ・インク多岐管Ｍ及びＭ′からイ
ンクを多数のインク供給チャネルＳに供給する必要があ
る。各インク供給チャネルがプリント・ヘッド１のマゼ
ンタ用オリフィス・チャネルである。

【００１３】図９及び図１０を参照すると、非プリント
動作期間中に、浮揚性の気泡Ｂがインク連通チャネルＣ
の上側湾曲部に滞留し得るのが判る。プリント動作中に
は、チャネルＣ及び多岐管Ｍ′を介してインクが流れ、
気泡Ｂを多岐管Ｍ′の入口端部へと送ることができる
が、気泡Ｂをプリント・ヘッド１のインク供給チャネル
から排出するにはインクの流速が不十分である。パージ
動作中には、多岐管Ｍ及びＭ′並びにインク供給チャネ
ルＳにおけるインクの流速を上昇させ、気泡Ｂを多岐管
Ｍ′の右端の気泡Ｂ′の位置まで移動させる。しかし、
単一のインク供給チャネルＳ′にしかインクが流れない
ので、気泡Ｂ′を多岐管Ｍ′の右端の位置から外に排出
することは出来ない。つまり、インクの流れにより気泡
Ｂ′を排出する力より、気泡Ｂ′の浮揚力の方が大き
く、気泡Ｂ′はそのまま滞留する結果となる。更に、気
泡Ｂ′は、固有の共振周波数を有するので、この共振周
波数付近の周波数でインク滴が噴射される際には、気泡
Ｂ′とインク圧力パルスとのクロストークが生じること
になる。このため、インク滴のある噴射周波数におい
て、インク圧力のエネルギーが気泡に吸収され、その吸
収エネルギーが成長する等により、プリント・ヘッド１
の動作エネルギーが不足することになる。

【００１４】更に事態を悪化させるのは、通常のプリン
ト動作中に、多岐管Ｍ′における気泡Ｂ′の位置が、多
岐管Ｍ′に接続された多数のインク供給チャネル用に調
整されるインク滴の噴射パターンや噴射周波数によって
左右されるという点である。この結果発生するクロスト
ークやエネルギー吸収によるインク噴射の不均一性は、
プリント画像上でマゼンタの濃度のムラとして観察され
る。気泡に起因する同様の問題は、プリント・ヘッド１
の他の色のインク用多岐管でも存在する。

【００１５】上述のように、マルチ・オリフィス型イン
ク・ジェット・プリント・ヘッドの設計方法には種々の
従来例が存在するが、小型で、インク噴射特性を均一に
維持する為には、インク内から不純物や気泡を完全に除
去（パージ）することが重要である。

【００１６】本発明の目的は、不純物及び気泡を完全に
パージし得るマルチ・オリフィス型インク・ジェット・
プリント・ヘッドを提供することである。

【００１７】本発明の他の目的は、個々のインク噴射及
びインク滴噴射特性が一定且つ同一のインク・ジェット
・プリント・ヘッドを提供することである。

【００１８】本発明の別の目的は、オリフィス・チャネ
ル相互間のクロストークを減少させた小型のインク・ジ
ェット・プリント・ヘッドを提供することである。

【００１９】

【課題を解決する為の手段】本発明は、ドロップ・オン
・デマンド型インク・ジェット・プリント・ヘッドは、
共通のインク供給多岐管からのインクを多数のインク供
給口を介して対応する数のインク圧力室に供給する。各
インク圧力室は、インクに制御圧力波を印加する音響ト
ランスデューサーに接続されている。このインク圧力波
によって、インク出口からオフセット・チャネルにイン
クが流れ、プリント・ヘッドのノズル・オリフィスから
インク滴としてプリント媒体上に向けて噴射される。こ
のインク・ジェット・プリント・ヘッドの本体は、イン
ク供給多岐管、インク供給口、インク圧力室、インク出
口、オフセット・チャネル及びノズル・オリフィスを含
んでいる。このプリント・ヘッドは、小型に設計されて
おり、複数のノズル間の離間間隔は微小である。

【００２０】インク圧力室のインクの入口と出口は、直
径方向又は交差方向に離して設けられ、通常動作及びパ
ージ動作の期間中における両者間の音響的隔離及び洗浄
の為に、両者間の距離を最も長くするように設けてい
る。インク噴射特性を更に均一にする為には、インク供
給多岐管からインク圧力室までのインク通路と、インク
圧力室の出口からノズルまでの通路の距離が等しく、断
面積も等しいことが望ましい。それにより、インク圧力
室、関連するインク通路及びノズルのインク噴出特性
は、実質的に同一となる。

【００２１】本発明のインク・ジェット・プリント・ヘ
ッドは、少なくとも１つのテーパー状のインク供給多岐
管と、複数のインク供給チャネルとを含み、これら複数
のインク供給チャネルを介してテーパー状の多岐管が夫
々のインク圧力室のインク供給口に接続されている。イ
ンク供給チャネルの寸法を調整し、多岐管をテーパー状
に形成することにより、インク圧力室と多岐管との間の
音響的隔離状態を達成し、他方、プリント・ヘッドの最
高プリント速度においても十分なインクの流速を達成す
る。多岐管をテーパー状に形成することにより、多岐管
の下流端部に向かって断面積を漸次減少させ、これによ
って、プリント動作及びパージ動作において、多岐管の
全長に亘りインクの流速を均一に維持することが出来
る。

【００２２】

【実施例】本発明は、圧電変換器の如き駆動機構により
各々が駆動される複数のインク・ジェット・ノズルをア
レイ状に構成した小型のドロップ・オン・デマンド・イ
ンク・ジェット・プリント・ヘッドへの要請に応えるも
のである。このようなプリント・ヘッドの設計上、考慮
すべきことを例を挙げて説明する。プリント・ヘッドを
両方向に反復移動してプリントを行い、その後プリント
媒体が曲面上を垂直方向に送り出されるようなタイプラ
イタ型のプリント装置に使用されるインク・ジェット・
プリント・ヘッドを考えてみよう。この場合、ノズル・
アレイの垂直方向の長さを出来る限り小さく形成して種
々のノズルからプリント媒体までの距離のばらつきが出
来るだけ小さくするようなプリント・ヘッドが望まし
い。

【００２３】更に、プリント・ヘッドの水平方向の長さ
も最小にすることが望ましい。原理的には、４８個のノ
ズルを用いて１１８ライン／センチメートル（３００ラ
イン／インチ）を水平及び垂直方向にプリントするヘッ
ド部分の場合、４８個のノズルの垂直方向の列は最初の
ノズルの中心から最後のノズルの中心までの長さが４７
／１１８センチメートル（４７／３００インチ）とな
る。この構成の場合、各ノズルは、余分な走査動作をす
ることなく、紙（プリント媒体）の右端から左端までプ
リントすることが出来る。ノズルを水平方向にずらして
構成すると、プリント媒体上の全ての領域にプリントす
る為には、少なくともそのずらした長さだけ走査動作の
マージンを取って水平方向に余分に走査する必要があ
る。このような余分な走査動作により、プリント時間も
長くなる上にプリンタ装置全体の幅も大きくなってしま
う。従って、装置の幅を小さくするには、ノズルの水平
方向の間隔を最小にすることが望ましい。圧力変換器
（圧電変換器とインク圧力室内に曲がる隔壁の組み合わ
せ）の横方向の寸法は、垂直方向のノズル間隔より何倍
も大きいので、ノズル群をある程度水平方向にずらして
配置する必要がある。このずらす長さは、変換器の寸法
及びノズルの配置によって決まる。よって、このずらす
長さを最小にするのが目標となる。

【００２４】ノズルの水平方向の間隔を最小にする一つ
の方法は、インク圧力室又は圧力変換器のアレイの境界
内に何も構成要素を入れないことである。他の全ての構
成要素は、これら圧力室又は変換器と同じ面内にある場
合には、そのアレイの外側に配置するか、或いはそのア
レイの上（ノズル群より更に上の位置）又は下（ノズル
群に近い位置）に配置する。例えば、変換器への電気的
接続は全て圧力変換器の上側の面内に設けることが出
来、他方、入口通路、オフセット・チャネル通路、出力
口通路及びノズル群は全てインク圧力室又は圧力変換器
の下側の面内に設けることが出来る。これらの中の２種
類の要素を同じ面内に設けたら、互いに邪魔になるの
で、互いに異なる面内に配置する。その結果、ノズル群
の水平方向のずれは、複数の圧力変換器又はインク圧力
室をどれだけ接近させて配置出来るかということのみに
よって決まる。例えば、入口通路はオフセット・チャネ
ル通路とは違う面内に配置することが出来、オフセット
・チャネル通路は出口通路と異なる面内に配置可能であ
る。従って、ノズル・アレイの垂直及び水平方向の寸法
を最小にする為には、余分な層のプレートを追加する
と、プリント・ヘッドの厚さを増加することになる。

【００２５】ＩＣ構成の電子駆動回路は、一般に個々の
部品から回路を組む場合より安価である。このＩＣ内の
全ての駆動回路を同じ瞬間にトリガすることが出来れ
ば、もっと安価になる。よって、プリント・ヘッドのノ
ズル群を垂直方向に一列に配置出来ない場合、１つのノ
ズルと隣のノズルとの水平方向のずれは、安価な駆動回
路を用いれば、水平方向のプリント線密度の逆数の整数
倍となる。２つ以上の駆動回路を使用した場合、この要
件は緩和されるが、１つのＩＣで駆動される全てのノズ
ル群の水平方向の間隔は、垂直方向のノズル間隔の整数
倍になる。 また、駆動電圧を低電圧とし、高速にイン
ク滴を噴射する動作が可能で、比較的組立が容易であ
り、多色のインクをプリント出来る小型のプリント・ヘ
ッドを実現することが望ましい。

【００２６】図２は、本発明のマルチ・オリフィス型イ
ンク・ジェット・プリント・ヘッドにおける１つのオリ
フィス・チャネルの一実施例の断面図であり、ヘッド本
体１０にはインクが供給されるインク入口１２が形成さ
れている。ヘッド本体１０には更にインク滴を形成する
出力口、即ちノズル１４及びインク入口１２からノズル
１４までのインク流経路が形成されている。一般に、本
発明のプリント・ヘッドは、多数のノズルで構成された
ノズル・アレイ１４を含み、これらのノズルは互いに接
近して配置されており、各ノズルから噴射するインク滴
によりプリント媒体（図示せず）にプリントする。

【００２７】インク入口１２に入ったインクは、テーパ
ー状に形成されたインク供給多岐管１６に流れ込む（但
し、図２ではテーパー形状は図示していない）。典型的
なインク・ジェット・プリント・ヘッドは、黒色、シア
ン、マゼンタ及びイエローを夫々受ける少なくとも４つ
の多岐管を有し、これらは黒色及び減法三原色のプリン
トに夫々用いられる。しかし、多岐管の数は、プリンタ
の設計、例えば黒色のみでプリントするとか、フルカラ
ーより少ない色でプリントするとかの場合に応じて変更
されるかも知れない。テーパー状に形成されたインク供
給多岐管１６からインクはインク供給チャネル１８及び
インク入口２０を通過してインク圧力室２２に流れ込
む。インクはインク圧力室２２から出口２４を介して流
れ出て、インク通路２６を通ってインク滴が射出するノ
ズル１４へ供給される。矢線２８は上述のインクの流れ
る経路を示している。

【００２８】インク圧力室２２は、可撓性の隔壁３４に
より一方の側面が形成されている。この例の圧力トラン
スデューサは隔壁３４にエポキシ樹脂により固着された
圧電セラミック・ディスク３６であり、インク圧力室２
２に張り付けられている。従来と同様に、圧電セラミッ
ク・ディスク３６は、図示していないが電子駆動回路に
電気的に接続された金属膜層３８を有する。他の構成の
圧力トランスデューサを用いても良いが、図２の圧力ト
ランスデューサ３６は、折り曲げモードで動作する。即
ち、圧電セラミック・ディスクに電圧が印加されると、
ディスクが大きさを変えようとする。しかし、ディスク
は隔壁にしっかりと固着されているので、折り曲がる結
果となる。この折り曲がりによりインク圧力室２２内の
インクに変位が生じ、通路２６を通ってインクが外向き
に流れノズル１４へ供給される。インク滴の射出後、イ
ンク圧力室２２へのインクの再注入は、圧力トランスデ
ューサ３６が反対側に折れ曲がることにより行われる。

【００２９】上述のインクの出力流経路に加えて、選択
的インク出口、即ちパージ・チャネル４２もヘッド本体
１０に形成されている。このパージ・チャネル４２は、
ノズル１４に隣接するヘッドの内側部分にインク通路２
６と接続されている。このパージ・チャネル４２により
インク通路２６からパージ多岐管４４が接続されてお
り、このパージ多岐管４４から出力通路４６を介してパ
ージ出力ポート４８に接続している。このパージ多岐管
４４は、通常、パージ・チャネル４２と同様のチャネル
により多数のノズルに対応するインク通路に接続されて
いる。パージ動作（気泡等の除去動作）中に、矢線５０
で示すようにパージ・チャネル４２から多岐管４４及び
パージ通路４６へとインクが流れるが、詳細については
後述する。

【００３０】本発明のインク・ジェット・ヘッドの製造
を容易にする為には、ステンレス鋼材等の多層プレート
又は多層シートでヘッド本体１０を形成するのが好適で
ある。図２の実施例では、これらの多層シート又は多層
プレートは次のような種々の板で構成されている。隔壁
プレート６０は、隔壁３４、インク入口１２及びパージ
出口４８を形成している。インク圧力板６２は、インク
圧力室２２、インク供給多岐管の一部分、及びパージ通
路４８の一部分を形成している。分離板６４は、インク
通路２６の一部分、インク圧力室２２の一方の境界面、
インク圧力室の入口２０及び出口２４、インク供給多岐
管１６の一部分、並びにパージ通路４６の一部分を形成
している。インク入口板６６は、インク通路２６の一部
分、入口チャネル１８及びパージ通路４６の一部分を形
成している。また別の分離板６８は、インク通路２６及
び４６の一部分を形成している。オフセット・チャネル
板７０は、通路２６の主要部（オフセット・チャネル部
分）７１及びパージ多岐管４４の一部分を形成してい
る。分離板７２は、通路２６及びパージ多岐管４４の一
部分を形成している。出口板７４は、パージ・チャネル
４２及びパージ多岐管４４の一部分を形成している。ノ
ズル板７６は、アレイ状のノズル１４を形成している。
選択的ガード板７８は、ノズル板７６を保護し、ノズル
板がスクラッチや他の損傷を受ける可能性を防止する。

【００３１】図示した実施例よりも多くの又は少ない数
の金属板を用いて種々のインク通路、多岐管及びインク
圧力室を形成して本発明のインク・ジェット・プリント
・ヘッドを実現しても良い。例えば、図２のように１枚
の板でインク圧力室２２を形成する代わりに多数の板を
用いても良い。また、多層金属板に種々の機構の全てを
形成する必要もない。例えば、化学的エッチング処理に
より製造するとした場合、金属の化学的エッチングの為
のテンプレートとして使用するホトレジスト・パターン
は、金属板の各面毎に異なっていても良い。従って、よ
り具体的な例を挙げれば、インク入口通路のパターンを
金属シートの一方の面上に施し、その他方の面上には圧
力室のパターンを施すようにしても良い。よって、エッ
チングを注意深く制御することにより、別々のインク入
口通路及びインク圧力室を共通の金属プレートに組み込
むことが可能である。

【００３２】組立コストを最少にするには、ノズル板７
６を除くインク・ジェット・プリント・ヘッドの全ての
金属プレートを従来の比較的安価なホトパターン工程及
びエッチング工程を用いて製造出来るように設計を行
う。機械加工工程又は他の金属加工工程は必要でない。
ノズル板７６は、以下のような種々の工程を経て完成し
たものである。即ち、含硫黄ニッケル漕からの電気鋳
造、３００の直列ステンレス鋼材の微小放電加工、及び
３００の直列ステンレス鋼材の穴開け等である。最後の
２つの処理は、ノズル板のノズルを除く全ての機構のホ
トパターン処理及びエッチング処理に関連して用いられ
る。別の適当な処理は、ノズルの孔を開けること及び標
準の圧断処理によりこの板の残りの機構を形成すること
である。

【００３３】本発明のプリント・ヘッドは、金属プレー
ト間の位置合わせの条件が厳しくならないように設計さ
れる。即ち、化学的エッチング処理で維持可能な通常の
許容範囲が適切なのである。本発明のインク・ジェット
・プリント・ヘッドを形成する種々の多層金属プレート
は、適当な機械的締め付け器を用いるような何らかの適
当な方法で位置合わせ及び結合される。金属プレート間
の結合に適切な方法は、アンダーソン（Anderson）等の
米国特許第４８８３２１９号（特願平１ー２２６３６９
号に対応）に記載されている。この特許に開示された結
合過程は、密閉状態で行われ、部品間の結合力は強く、
プリント・ヘッドの微小なチャネルを塞いでしまうよう
な突起部を残すことがなく、プリント・ヘッドの各部の
機構を歪ませることがなく、極めて高い満足度、略１０
０パーセントに近い優れたプリント・ヘッドを実現出来
る。この製造工程は、標準のメッキ装置、標準のろう付
け炉、及び簡単な拡散結合装置を用いて実行可能であ
り、多くのインク・ジェット・プリント・ヘッドを製造
しつつ、結合工程の最初から最後まで３時間以内で完了
することが出来る。更に、メッキした金属は非常に薄い
ので、ろう付け工程の際にメッキした金属プレートの殆
ど全てがステンレス鋼の中に拡散するので、この金属が
インクに化学的変化や電気分解等の作用を与えることは
ない。従って、メッキ金属としてインクと容易に反応す
るような例えば銅の如き金属を結合工程で使用しても問
題はない。

【００３４】本発明のインク・ジェット・プリント・ヘ
ッド用に選択した電気機械的な圧力変換機構は、セラミ
ック・ディスク状トランスデューサ３６を含んでおり、
このセラミック・ディスク状トランスデューサ３６は夫
々対応するインク圧力室２２の上に中心を合わせてエポ
キシ樹脂で金属隔壁プレート６０に固着されている。こ
の電気機械的効率は、圧電セラミック素子の所定の領域
の体積変位に関連している。従って、この型の変換器の
方が、折れ曲がりモードで動作する矩形型のものよりも
効率が高い。

【００３５】非常に小型のインク・ジェット・プリント
・ヘッドを容易に製造する為に、種々のインク圧力室２
２は、略平坦になっている。即ち、圧力室２２はその深
さに比べ横断面の方が遥かに大きいので、圧力室の体積
の変位により高圧が発生する。更に、本発明のプリント
・ヘッドのインク圧力室の全てが、インク・ジェット・
プリント・ヘッド内の同じ平面又は同じ深さの位置に好
適に配置されている。但し、これは必須要件ではない。
この圧力室の位置は、１枚以上の金属板６２の面で決ま
る。

【００３６】極めて高密度にヘッドを形成する為に、イ
ンク圧力室２２は、互いに幾何学的中心をずらした少な
くとも２列の領域を平行に配置している。また、これら
圧力室は、極めて僅かなシート状材料により互いに分離
されている。一般に、圧力室の間にはこのシート状材料
が残っているが、これは金属プレート間でインクの漏れ
が起こらないように金属プレート間の結合の信頼性を高
める為である。図３に示すように、好適実施例は少なく
とも４つの平行なインク圧力室２２の列を含んでおり、
これらの列の中心は隣の列の中心からずれた位置にあ
る。特に、円形圧力室では、４つの平行な圧力室の列の
位置をずらしてあり、各圧力室の中心を直線で結ぶと六
角形を形成するようになっている。圧力室の中心は、不
等辺六角形の配列状に位置しているが、最も小型な構造
にするには正六角形状に配列すれば良い。この配列はど
ちらの方向に任意に拡張してインク・ジェット・プリン
ト・ヘッドに設ける圧力室及びノズルの数を増加しても
良い。

【００３７】一般に、効率良く動作させる為には、圧力
室は横断面の方向に略等方的な大きさを有するのが望ま
しい。従って、略円形の圧力室が極めて効率的であると
考えられる。しかし、例えば横断面が六角形にした他の
構造の圧力室も実質的に横断面について等方的であり、
極めて効率的であると考えられる。他の構造の圧力室も
採用し得るが、横断面について略等方的なものが望まし
い。

【００３８】圧電セラミック・ディスク３６の代表的な
厚さは、０．２５４ミリメートル（０．０１０インチ）
であるが、それより薄くても厚くても良い。これらのデ
ィスクは、円形のインク圧力室に合わせて略円形にする
のが理想であるが、これらのディスクを六角形に形成す
ると、僅かであるが必要な駆動電圧が上昇する。従っ
て、これらディスクは大きな母材から例えば丸鋸等で切
り取って作ることができる。これら六角形の圧電セラミ
ック・ディスク３６の内接円の直径は、通常、対応する
圧力室２２の直径より数千分の１インチだけ小さく、こ
れらのディスクの外接円の直径は数千分の１インチだけ
大きくなっている。隔壁プレート６０の代表的な厚さ
は、０．１ミリメートル（０．００４インチ）である。

【００３９】図３において、圧力室２２のインク供給口
２０と圧力室２２のインク出口２４は、直径方向の対向
位置に設けられている。これら直径方向の対向位置関係
でインク供給口とインク出口とを設けたことにより、イ
ンクの充填及びパージ動作中にインクが一気に流し、不
純物及び気泡の除去を容易にしている。このように、イ
ンク供給口２０及び出口２４を最大限に離して設けた構
成により、相互間の音響的隔離度を強化する効果もあ
る。

【００４０】図示した構成において、ノズルの中心間の
離間距離を対応するインク圧力室の中心間の離間距離よ
りもずっと接近させるように構成しても良い。例えば、
圧力室の中心間の水平離間距離をＸとすると、対応する
ノズル間の離間距離をＸの４分の１とする。対称性を維
持する為に、１行のノズル間の離間距離をその行のノズ
ルにインクを供給するインク圧力室の行の数の逆数にす
るのが好適である。従って、例えば、１行のノズルにイ
ンクを供給するインク圧力室が６行であれば、ノズルの
中心間の離間距離をＸの６分の１の長さに設定する。そ
の結果、ノズル間の距離が極めて接近した非常にコンパ
クトなインク・ジェット・プリント・ヘッドを実現する
ことが出来る。本発明のインク・ジェット・プリント・
ヘッドのコンパクト性を具体的に例示すると、図３の９
６個のノズルを有するヘッドの場合で、ヘッドの長さが
約９．６５センチメートル（３．８インチ）、幅が３．
３センチメートル（１．３インチ）、厚さが０．１８セ
ンチメートル（０．０７インチ）程度である。

【００４１】上述のようなコンパクトなインク・ジェッ
ト・プリント・ヘッドにおいてホット・メルト・インク
を使用すると、容易に気泡が生成される。ホット・メル
ト・インクは、室温で固まる時に収縮し、プリント・ヘ
ッドのオリフィスを介して空気を取り込んでしまう。ま
た、ホット・メルト・インクが固まる際にインク・ジェ
ット・プリント・ヘッド内の圧力室、通路、多岐管等の
中のインクに溶け込む気体によっても気泡が生成され
る。従って、図２に示すように、パージ・チャネル４２
によりパージ多岐管４４とノズル１４とが接続されてい
る。これらのチャネル及び多岐管は、初期の充填、固化
したホット・メルト・インクの初期の加熱、パージ動作
中に使用され、不純物や気泡の除去に寄与する。パージ
多岐管４４は、パージ効率を改善する為にテーパー状に
形成しても良い。図示していないが、バルブによりパー
ジ出口４８を閉じるので、使用されない時には、パージ
用インク流経路５０が遮断される。リー（Le）等の米国
特許第４７２７３７８号は、このようなパージ出口を使
用した一例を詳細に示している。これらパージ・チャネ
ル及びパージ出口を除去すると、プリント・ヘッド内に
これらの部分に使用するプレートを設ける必要がないの
で、プリント・ヘッドの厚さを薄くすることが出来る。

【００４２】図１は、本発明のインク・ジェット・プリ
ント・ヘッドの好適実施例の構成を示す簡略化した断面
図である。図１において、テーパー形状の多岐管１６内
の気泡８６に記載した矢線８０は、気泡に作用する重力
を示し、矢線８２は、浮力を表している。これらの力の
合力８８により、この合力８８の方向にテーパー形状の
多岐管１６の中を動いて行く。経験上、重力８０と浮力
８２は、殆ど一定であり、インクの流速を誘発する力８
４は、合力８８の変動分の支配的な力になっている。

【００４３】動作について説明する。インク貯蔵槽（図
示せず）からインクが矢線９０で示すように、所定の流
速でテーパー形状の多岐管１６に供給される。駆動信号
源９２は、多数のトランスデューサ３６（図では８つの
み示している）を選択的に駆動し、インクをインク供給
チャネル１８を介してインク圧力室２２に引き込み、イ
ンク通路２６を介してノズル１４からインク滴を噴射す
る。インク供給チャネルの矢線９４で示す位置（８カ所
を図示）におけるインクの流速は、駆動信号源９２が別
々に各円盤状セラミック・トランスデューサ３６を駆動
する電気的駆動信号の波形に依存している。駆動信号源
９２は、各セラミック・トランスデューサ３６に略同一
の駆動波形を供給し、各ノズルのインク噴射特性を揃え
ることが出来る。このインクの噴射特性を同一に揃えら
れるのは、別々のオリフィス・チャネルの構造を音響的
に等価に設計するからである。

【００４４】パージ動作中には、真空発生源（図示せ
ず）がノズル１４に接続されるので、矢線９４で示した
位置からインク供給チャネル１８、インク圧力室２２、
インク通路２６及びノズル１４まで略同じ流速でインク
を流せる。

【００４５】インク供給口１２における矢線９０のイン
クの流速は、チャネル１８のインクの流速９４の総和に
比例し、インク供給口１２の断面積に逆比例する。テー
パー形状の多岐管１６の第１端部９５は、最も上流のイ
ンク供給チャネル１８の隣接上流の位置にあり、第２端
部９６は、最も下流のインク供給チャネル１８の隣接下
流側の位置にある。テーパー形状の多岐管１６内の位置
Ｐ１におけるインクの流速は、矢線９７で表され、５つ
の下流のインク供給チャネルのインクの流速９４の総和
に比例し、位置Ｐ１での断面積９８に逆比例する。点Ｐ
２では、テーパー状の多岐管１６の下流側端部の近傍で
あり、この位置でのインクの流速９７′は、唯一の下流
のインク供給チャネルの流速９４に比例し、多岐管の断
面積９９に逆比例する。この断面積９９は、上述の断面
積９８の場合より小さくなっており、矢線９７と矢線９
７′とで示したインクの流速の誤差を補償している。こ
の結果、矢線９７′で示したインクの流速は、テーパー
形状の多岐管１６の点Ｐ２の気泡８６の合力８８が気泡
の浮力８２に十分に打ち勝つことが出来る程度に維持さ
れる。このように、多岐管１６をテーパー形状とするこ
とにより、多岐管の第１端部と第２端部との間のどの点
においても、気泡に作用する合力を十分な大きさに維持
し、不純物や気泡をインクから完全にパージ（除去）す
るシステムを実現できる。

【００４６】このテーパー状の多岐管１６の断面積は、
連続的且つ線形的なテーパー状に形成することが望まし
い。テーパー形状自体は、線形でなくても、気泡や不純
物を滞留させるような不連続部分は避けなければならな
い。更に、このテーパー形状にするのは、多岐管１６の
下流部分のみとすることにより、多岐管に要求されるイ
ンクの体積と、パージ動作時のインク流速の要請との間
のバランスをとることが良い。このような部分的にテー
パー状に形成した多岐管でも多岐管の音響的分離特性を
改善している。

【００４７】気泡の場合と同様に、インクの流れによっ
て発生した力８４は、インクよりも密度の高い不純物に
も作用する。図１に示すようなテーパー形状の多岐管を
用いれば、インクを逆流させることにより、インクより
密度の高い不純物をインク・ジェット・プリント・ヘッ
ドから除去することも可能である。本発明の好適実施例
では、非逆流型の気泡パージ・システムを採用し、不純
物によってノズルが損傷を受けるのを防止している。し
かし、本発明は、この実施例にのみ限定されるものでは
なく、逆流型パージ機構にも適用できるものである。す
なわち、逆流型機構は、図１の矢線の方向と逆方向にイ
ンクを流すことにより、不純物及び気泡を除去するもの
である。

【００４８】図２、図４、図５及び図１５を参照する
と、インク・ジェット・プリント・ヘッドは、４行の圧
力室群を具備している。この場合、圧力室の内側の２行
のインク供給口がインク・ジェットの外側の２行の圧力
室の間を通さなくても良いようにするには、圧力室間の
間隔を増加する必要が生じ、インク供給口はインク圧力
室の下側に位置する板の圧力室につながる。即ち、イン
ク供給口は、インク・ジェット・ヘッドの外側から圧力
室及びノズルの間の板の中へ延びている。これらインク
供給口は、圧力室と夫々位置が一致するように設けら
れ、圧力室の下側から圧力室に接続されている。

【００４９】内側の列の圧力室の入口チャネルの流体イ
ンピーダンスを外側の列の圧力室の入口チャネルの流体
インピーダンスと等しくするために、これらのチャネル
は、同じ断面及び同じ同じ長さを有する２つの異なる構
造で作ることが出来る。入口チャネルの長さ及びそれら
の断面積によって流体に対する特性インピーダンスが決
まり、これは、インク・ジェット・ヘッドの所望の性能
を達成するように選択し、圧力室の入口２０を小さい孔
又はノズル状にする必要性をなくす。代表的な入口チャ
ネルの寸法は、長さ７ミリメートル（０．２７５イン
チ）、幅０．１ミリメートル（０．０１０インチ）、そ
して厚さがインクの粘性に応じて０．１〜０．４ミリメ
ートル（０．００４〜０．０１６インチ）程度である。
インクの粘性は、水性インクの場合で約１センチポア
ズ、ホット・メルト・インクの場合で約１０〜１５セン
チポアズ程度である。ここで重要なことは、インク・ジ
ェット・プリント・ヘッドを所望の最高速度で動作させ
るに十分なインクを供給出来、且つインク圧力室の音響
的な分離状態を良好に維持するようにインク入口の大き
さを決めることである。

【００５０】入口用多岐管及び出口用多岐管は、４行の
圧力室の境界の外側に配置するのが望ましい。更に、こ
れらの多岐管の断面の寸法をテーパー形状に成形するこ
とにより、インクの体積を最少にしながら、全てのイン
ク・ジェット・ノズルを同時に駆動したときにノズルに
十分なインクを供給出来、且つ、ジェット・ノズル間の
クロストークを最少にするのに十分なコンプライアンス
を与えている。上述のように、多岐管の中の任意の位置
におけるインクの流速は、その位置の下流にあるオリフ
ィス・チャネルの数に依存している。多岐管の断面積を
下流側のオリフィス・チャネルの数の関数として小さく
して多岐管をテーパー形状に成形することにより、イン
クの流速を一定にすることができる。従って、パージ動
作中に、不純物及び気泡を排除するのに十分なインクの
流速を多岐管内で維持できる。

【００５１】多数のインク供給チャネルに各多岐管から
インクが供給されるが、共通の多岐管に接続された複数
のインク圧力室間の音響的分離を本発明により達成でき
る。上述の構成により、インク供給多岐管とインク供給
チャネルは、音響的に圧力パルスを減衰させる音響ＲＣ
回路として機能する。これらの圧力パルスが減衰されな
いと、インク圧力室から入口チャネルを介して圧力パル
スが逆方向に伝搬し、近隣の入口チャネルに印加され、
近隣のノズル・ジェットの性能に悪影響を与えることに
なる。

【００５２】本発明によれば、テーパー形状の多岐管に
より、コンプライアンスが向上し、インク供給チャネル
によって、圧力室間の音響的結合を分離する音響抵抗器
としての機能が与えられる。多岐管をテーパー形状に成
形することにより、気泡のパージ効率を改善し、気泡の
滞留をなくし、多数のノズル間において、音響的な分離
状態を実現して均衡のとれた性能を達成できる。また、
多岐管をテーパー形状に仕上げると、多岐管内における
音響反射のランダム性が高くなり、音響的な分離状態を
改善できる。「音響的分離」という用語は、１個のノズ
ルのインク滴噴射特性が同じ多岐管に接された他のノズ
ルの噴射動作によって影響されないことを意味してい
る。

【００５３】図４及び図５に示したインク・ジェット・
プリント・ヘッドは、黒インクをプリントする１行４８
個のノズルを有する。更に、このプリント・ヘッドは、
別の行の水平方向に位置をずらした４８個のノズルでカ
ラー・インクをプリントする。後者の４８個のカラー・
インク・ノズルは、１６個ずつ３つのグループに分けら
れ、これら３つのグループがシアン、マゼンタ及びイエ
ローのカラー・インクを夫々プリントする。このインク
・ジェット・プリント・ヘッドでは、ノズルを二重のラ
インで並べているが、単一のラインで並べるように変更
するのは容易である。また、この変更をしてもインク・
ジェット・プリント・ヘッドの動作特性は何等影響を受
けるものではない。

【００５４】図１１〜図１９は、９６個のノズルを有す
るインク・ジェット・プリント・ヘッドの為の各部の図
であり、トランスデューサを装着するスペーサ板５９、
隔壁プレート６０、インク圧力室プレート６２、分離プ
レート６４、インク入口プレート６６、分離プレート６
８、オフセット・チャネル・プレート７０、分離板７２
及びノズル又は出力口プレート７６を夫々示している。

【００５５】このプリント・ヘッドは、種々のカラー・
インクを受ける多数のインクを受ける多岐管を備えるよ
うに設計されている。図示した例では、５セットの多岐
管を有し、各セット毎に２つの多岐管セクションが含ま
れている。これらの多岐管セットは互いに分離されてい
るので、このインク・ジェット・プリント・ヘッドは５
種類のカラー・インクを受けることが出来る。従って、
例えば、このインク・ジェット・プリント・ヘッドは、
フルカラープリントの為のシアン・マゼンタ及びイエロ
ーの減法混色の３原色のインク及びテキストのプリント
の為の黒インクを受けることが出来る。５番目のカラー
・インクとしては、プリント媒体上にシアン、マゼンタ
及びイエローを混合して作った５番目のカラーを用いて
も良い。また、黒インクは、通常、テキストや図形をプ
リントする際にカラー・インクより多く使用されるの
で、２つ以上の多岐管セットに黒インクを供給するよう
にしても良い。この具体的な応用例を以下に説明する。

【００５６】更に、各カラー・インク用に複数の多岐管
セクションを設けることにより、個々の多岐管セクショ
ンと、多岐管セクションからインクが供給される対応す
るノズルとの間の距離を最小にすることが出来る。これ
により、例えばプリント中に水平方向に沿ってインク・
ジェット・プリント・ヘッドが往復する際にインク滴を
加速及び減速することにより発生するインク圧力の動的
変化を最小に抑制出来る。

【００５７】本発明の図４及び図５の実施例を構成する
種々のプレートを流れるインクの経路について図１１〜
図１９を参照して説明する。図１１は、図４の圧電セラ
ミック・トランスデューサ３６が装着される開口１４０
を有するスペーサ・プレート５９を示している。このス
ペーサ・プレート５９は、任意部品であり、圧電セラミ
ック結晶の外側表面と共面関係となってインク・ジェッ
ト・プリント・ヘッドの後ろ側を平面状にするものであ
る。プリント・ヘッドにインクを供給する為の複数のイ
ンク供給口をこのプレート５９を貫通するように設け
る。これらのインク供給口は、１２ｃ（ｃはシアンのカ
ラー・インクの供給口を示す）、１２ｙ（ｙはイエロー
を示す）、１２ｍ（ｍはマゼンタを示す）、１２ｂ1
（ｂ1は第１黒色インクを示す）及び１２ｂ2（ｂ2は第
２黒色インクを示す）の参照符号で示される。便宜上、
以下の説明において、ｃ、ｙ、ｍ、ｂ1、及びｂ2は、夫
々シアン、イエロー、マゼンタ、第１黒色及び第２黒色
の各インクの流れる経路に関連する部品を示す為に用い
る。これら種々のカラー・インクは、ここに記載した順
序でインク・ジェット・プリント・ヘッドに供給する必
要は全くないことに留意されたい。しかし、後述するよ
うに、図示したインク・ジェット・プ・ヘッドは、プリ
ント・ヘッドの左側のセクションのカラー・プリントの
為の４８個のノズル群と、プリント・ヘッドの右側セク
ションの黒色プリントの為の４８個のノズル群とを有す
る。

【００５８】図１２の隔壁プレート６０において、イン
ク供給口１２ｃ〜１２ｂ2は、夫々この隔壁プレート６
０を貫通している。図１３において、シアンの供給口１
２ｃは、２つのシアン多岐管セクション１３０ｃ及び１
３０ｃ'に通じるシアン・インク供給チャネル１４２に
接続されている。多岐管セクション１３０ｃは、圧力室
２２の左側アレイの外側の下側の中央部分に隣接するよ
うに設けられている。多岐管セクション１３０ｃ'は、
圧力室の左側アレイの左上の部分に隣接して配置されて
いる。更に、このプレート６２のインク供給口１２ｂ2
は、黒インク多岐管セクション１３０ｂ2及び１３０ｂ
2'に接続されたチャネル１４４に通じている。多岐管セ
クション１３０ｂ2は、圧力室２２の右側アレイの右下
部分に隣接して設けられ、多岐管セクション１３０ｂ2'
は、圧力室２２の右側アレイの右上部分に隣接して設け
られている。

【００５９】イエロー・インク供給口１２ｙはプレート
６２のチャネル１４６に通じている。尚、図１３のイエ
ロー・インク多岐管セクション１３０ｙ及び１３０ｙ'
へのイエロー・インクの接続は別のプレートで行われ
る。また、マゼンタ・インク供給口１２ｍ及び第１黒イ
ンク供給口１２ｂ1は、このプレート６２を貫通してい
る。これらのインク供給口は、夫々マゼンタ及び黒イン
ク多岐管、即ち図１３で１３０ｍ、１３０ｍ'、１３０
ｂ1及び１３０ｂ1'で示された部分にプリント・ヘッド
の他のプレートの中で接続されている。分離した多岐管
セクション間に１４２、１４４及び１４６の番号で示す
ような連絡チャネルを設けることにより、必要なインク
供給ポートの数は１０個ではなく僅か５個だけで良い。
更に、２以上のプレートにまたがって多岐管を設けるこ
とにより、多岐管の深さ即ち容積を増加させ、それによ
り音響的なコンプライアンスを向上することが出来る。

【００６０】図１３及び図１４から判るように、プレー
ト６２の多岐管及び連絡チャネルの位置に合わせて、プ
レート６４の同様の多岐管及び連絡チャネルを配置して
いる。同様に、図１５のプレート６６では、インク供給
多岐管の部分がプレート６６にまで及んでいるので多岐
管の音響的コンプライアンスが更に増加される。また、
プレート６６は、通路１２ｙ及び１２ｙ'も含んでい
る。これらの通路は図１３及び図１４のプレート６２及
び６４の連絡チャネル１４６の端部に通じている。ま
た、これらの多岐管の容積の増加及び音響的コンプライ
アンスの増加は、このプレート６６によって制限され
る。

【００６１】図１６及び図１７において、マゼンタ・イ
ンク供給口１２ｍは連絡チャネル１４８に接続され、こ
のチャネルを介してマゼンタ多岐管セクション１３０ｍ
及び１３０ｍ'に接続されている。更に、イエロー・イ
ンク供給口１２ｙは、チャネル１５０を介して多岐管セ
クション１３０ｙ（図１６）に接続されている。また、
インク供給口１２ｙ'は、チャネル１５４を介してイエ
ロー・インク多岐管セクション１３０ｙ'（図１７）に
接続されている。更に、黒インク供給口１２ｂ1は、通
路１５６を介してプレート６８及び７０（図１６及び図
１７）に接続され、更にこの通路を介して黒インク多岐
管セクション１３０ｂ1及び１３０ｂ2に通じている。

【００６２】従って、上述の方法で各インク多岐管セク
ションにインクが供給される。また、個々の多岐管セク
ションの容積は多層領域にまたがって多岐管セクション
の部分を設けることにより増加している。

【００６３】これらの多岐管セクションからインクが選
択された黒、シアン、マゼンタ及びイエローのインク圧
力室２２ｂ1、２２ｂ2、２２ｃ、２２ｍ及び２２ｙに供
給される経路について更に説明する。また、これらのイ
ンク圧力室からそれらに対応するノズルへのインク流の
経路についても説明する。この説明から他の圧力室及び
ノズルへのインク流経路も容易に理解出来よう。

【００６４】図１５及び図１６において、シアン・イン
ク多岐管セクション１３０ｃ'からのインクはインク供
給チャネル１０２ｃのインク供給口１３２ｃへと流れ
る。チャネル１０２ｃからのインクは、インク圧力室の
供給口２０ｃ（図１４及び図１５のプレート６４及び６
６）を通ってインク圧力室２２ｃ（図１３のプレート６
２）の上側部分に供給される。インクが圧力室２２ｃを
通って通路１００ｃ（図１４、図１５及び図１６のプレ
ート６４、６６及び６８）へと流れ、更にオフセット・
チャネル７１ｃ（図１７のプレート７０）へと流れる。
オフセット・チャネル７１ｃの下端部からインクが開口
１０４ｃ（図１８のプレート７２）を介して対応するノ
ズル１４ｃ（図１９のプレート７６）に流れる。

【００６５】同様に、イエロー・インク多岐管セクショ
ン１３０ｙ（図１６）からのインクは、インク供給チャ
ネル１０２ｙの入口１３２ｙ（図１５）へと流れる。イ
ンク供給チャネル１０２ｙからのインクは、通路２０ｙ
（図１５及び図１４のプレート６６及び６４）を通って
インク圧力室２２ｙの上側部分に供給される。このイン
ク圧力室の下側部分からのインクは、通路１００ｙ（図
１４、図１５及び図１６のプレート６４、６６及び６
８）を通ってオフセット・チャネル７１（図１７のプレ
ート７０）の下端部に流れる。このオフセット・チャネ
ルの上端部からのインクは、開口１０４ｙ（図１８のプ
レート７２）を介してノズル１４ｙ（図１９のプレート
７６）へと流れる。同様に、インク圧力室２２ｍ、２２
ｂ1及び２２ｂ2に出入りするインクの経路に関連する要
素の参照番号には、夫々対応する添え字ｍ、ｂ1及びｂ2
を付している。

【００６６】図４、図５、図１７及び図１９において、
上述の多岐管の配置により、図１７の右側アレイの４８
個のオフセット・チャネルには、図１９の板７６のノズ
ルの右側列に含まれる４８個のノズルに沿って黒インク
が供給される。更に、図１７の左側のオフセット・チャ
ネル・アレイの上側の列の最初の８個のオフセット・チ
ャネルには、シアン・インクが供給され、その隣の８個
のオフセット・チャネルにはマゼンタ・インクが供給さ
れ、同じ列の更に第３グループの８個のオフセット・チ
ャネルにはイエロー・インクが供給される。更に、左側
のオフセット・チャネル・アレイの下側列の最初の８個
のオフセット・チャネルにはイエロー・インクが供給さ
れ、次の８個のオフセット・チャネルにはシアン・イン
クが供給され、その次の８個のオフセット・アレイには
マゼンタ・インクが供給される。

【００６７】このように図１７のオフセット・チャネル
の上下の列をインタリーブ方式で構成することにより、
この構造を有する図１９のプリント・ヘッドのノズルに
はインタリーブ方式で割り当てられたカラー・インクが
供給される。即ち、図１９の左側の列のノズル群の垂直
方向で隣合う各ノズルには異なる色のインクが供給され
る。この構成により、ある色のインクのノズルの垂直間
隔がすくな（９）と２ドット分離れるので、カラー・プ
リンティングが容易になる。このような多岐管の配置及
びインク供給方法を採用することにより、ノズルにイン
タリーブ方式で供給する色の配列を所望により容易に変
更することが可能である。このように、図４及び図５の
本発明の実施例は、小型で製造が容易で種々の優れた機
能を有するインク・ジェット・プリント・ヘッドを実現
している。

【００６８】以上本発明の好適実施例について説明した
が、本発明はここに説明した実施例のみに限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱することなく必要に応
じて種々の変形及び変更を実施し得ることは当業者には
明らかである。なお、実施例では、多岐管をテーパー形
状に成形したが、インク供給チャネルの配置等により、
気泡が滞留しやすい部分の断面積を小さくすることによ
り、気泡のパージを確実に行えるように設計すれば良
く、実施例の構成に限定されるものではない。

【００６９】

【発明の効果】本発明のインク・ジェット・プリント・
ヘッドは、インク供給多岐管の断面積を変化させ、多岐
管内部におけるインクの流速を断面積の小さい部分（細
い部分）で増加させるように作用させ、インクの流速を
所定値以上に維持することにより、従来、インクの流速
の低下により多岐管内部の壁面に滞留しやすかった部分
の気泡等を効果的に除去することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適実施例の構成を示す簡略断面図で
ある。

【図２】本発明の一実施例の他の構成を示す断面図であ
る。

【図３】本発明の実施例のインク圧力室、インク供給
口、インク出力通路、及びオフセット・チャネルを重ね
て示す模式図である。

【図４】本発明の実施例の一部分の分解斜視図である。

【図５】本発明の図４の実施例の他の部分の分解斜視図
である。

【図６】従来のインク・ジェット・プリント・ヘッドの
一部分の分解斜視図である。

【図７】図６の従来のインク・ジェット・プリント・ヘ
ッドの他の部分の分解斜視図である。

【図８】従来のプリント・ヘッドのインク供給口プレー
トの平面図である。

【図９】従来のプリント・ヘッドの隔離プレートの平面
図である。

【図１０】従来のプリント・ヘッドのオフセット・チャ
ネル・プレートの平面図である。

【図１１】図４及び図５の本発明の実施例のスペーサ・
プレートの平面図である。

【図１２】図４及び図５の実施例の隔壁プレートの平面
図である。

【図１３】図４及び図５の実施例のインク圧力室プレー
トの平面図である。

【図１４】図４及び図５の実施例の分離プレートの平面
図である。

【図１５】図４及び図５の実施例のインク入口プレート
の平面図である。

【図１６】図４及び図５の実施例の分離プレートの平面
図である。

【図１７】図４及び図５の実施例のオフセット・チャネ
ル・プレートの平面図である。

【図１８】図４及び図５の実施例の分離プレートの平面
図である。

【図１９】図４及び図５の実施例のノズル又は出力口プ
レートの平面図である。

【符号の説明】

１２ インク供給口 １４ ノズル １６ インク供給多岐管 １８ インク供給チャネル ２２ インク圧力室 ９２ 駆動信号発生器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端のインク供給口からインクを受ける
   インク供給多岐管と、 該インク供給多岐管に分散して接続された複数のインク
   供給チャネルと、 該複数のインク供給チャネルを介してインクが夫々供給
   される複数のノズルとを具え、 上記インク供給多岐管の断面積が位置に関して変化する
   ように上記インク供給多岐管を成形することにより、上
   記インク供給多岐管と上記複数のノズルとの間でインク
   を流して不純物又は気泡を除去する際に、上記インク供
   給多岐管内部の略全ての位置におけるインクの流速を所
   定値以上にすることを特徴とするインク・ジェット・プ
   リント・ヘッド。