JPH08506540A - 簡易インクジェットヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 明細書に記載されている簡易インクジェットヘッドの実施の態様において、カーボンプレート（２６）を貫通して延びる内部通路（１９、２１、２５）等のインク通路、そのカーボンプレート（２６）の１側に形成された加圧チャンバ（２）、そのプレートの他側に形成された通り抜け通路（２４）およびインク供給通路を備えたカーボン部材の加圧チャンバ側に圧電プレート（２３）がエポキシ接着剤の薄い層によって固定される。その圧電プレート（２３）は一方の面に導電性コーティングを有し、その導電性コーティングを写真蝕刻して、カーボンプレート上の加圧チャンバのパターンに対応する電極パターンを形成する。オリフィスプレート（１３）はインク滴が確実に軸方向に噴射されるような特別な形状のオリフィス（１２）を備えており、加圧チャンバ（２０）からオリフィス（１２）にインクを供給するオリフィス通路（２１）を備えたカーボンプレート（２６）にエポキシ接着剤の薄い層で固定される。カーボンプレートは導電性を有するので、必要ならば、圧電プレート（２３）の反対側の面の電極として使用することができる。また圧電プレートを確実に接地するために導電性エポキシ接着剤を使用して圧電プレートをカーボンプレートに接着してもよい。さらにカーボンプレートは多孔性であるので、真空源（７７）とインク通路の空気は通すがインクは通さない層（７５）の間の連通路（７６）を形成することができ、それによって、インク通路内のインクに溶解した空気を抜くことができる。他の実施の態様では、インクジェットヘッドアセンブリはカーボン製の２枚の別々の加圧チャンバプレートと、カーボン製のマニホールドプレートと、それらのカーボンプレートを組立状態に保持するカーボン製のカラーを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】 簡易インクジェットヘッド 技術分野 本発明はインクジェットヘッドの構造に関し、さらに詳しくは簡単かつ安価な 構造の、新規な改良されたインクジェットヘッドに関するものである。背景技術 インクタンクから供給されるインクを一連のオリフィスを通して選択的に噴射 するようにした従来のインクジェットヘッドは、例えば、ロイ（Roy）等の特許N o.5,087,930、ホイシントン（Hoisington）等の特許No.4,835,554に記載されて いるように、適当な通路を有する金属ないしセラミックの複数の薄板を接合した アセンブリとして形成されている。このような構成においては、インクの入口か ら、インクが噴射されるオリフィスに至る流路内のチャンバあるいは通路は、ア センブリ内の数枚のプレートの内の１枚ないし数枚に設けられている。この構成 によれば、異なる厚さのプレートを所望のチャンバや通路が形成できるように別 々に精度よく加工する必要があり、さらにそのプレート内のチャンバや通路を精 度よく位置決めする必要がある。さらに、そのプレートを高精度で組み立て、互 いに接着し、かつ圧電プレートに接着しなければならない。また各プレートは平 らであり、隣接するプレート間に隙間ができないように、返りやまくれがないも のである必要がある。さらには、プレートに使用されている材料間の熱膨張率の 差のために、インクジェットヘッドの製造と使用に関連して生ずる温度の変動に よって接着応力が発生し、その応力に打ち勝つ必要がある。 高温下で使用されるホットメルトインクジェットプリントヘッドにおいては、 プリントヘッドが迅速に暖まり、また作動中の温度勾配が小さくなるように、プ リントヘッドの材料は伝熱性の良いものでなければならない。異なる材料で形成 された部品の温度変化による膨張が異なるときに生ずる応力も問題となる。プリ ントヘッドの主動部は通常、熱膨張率が比較的低い圧電セラミック（ＰＺＴ）で ある。プリントヘッドの設計を理想的なものとするには、この圧電セラミックの 熱膨張率に近い熱膨張率を有する他の材料を見付ける必要がある。そのようなプ リントヘッドの材料がない場合には、弾性率の低い材料を使用して応力を低下さ せるのが望ましい。 インクジェットプリントヘッドのインク通路は許容誤差の厳しい部分である。 そのような厳しい許容誤差を維持するためにはプリントヘッドの製造の際、切削 力を小さくし、工具の撓みを小さくし、加工誤差を減らし、塑性変形や返りが出 ないようにしなければならない。さらには、研削、フライス削り、穿孔、形削り 等の標準的な機械加工によって製造できるようにするのが望ましい。 さらに、プリントヘッドは化学的に不活性であり、また荷重がかかったときに 変形せず、ホットメルトインクまたは他のインク中の有機化学物質、顔料、染料 等を酸化したり、それらと反応したりしない材料で形成する必要がある。 従来は、インクジェットヘッドに使用されるプレートの一部には写真食刻によ ってチャンバや通路が設けられていた。この方法は、返りやまくれができず、ま たコバー（Kovar）、ステンレススチール等、機械的特性や、熱膨張特性が適当 な材料をしようできる点で有利である。しかしながら写真食刻が使用できる材料 は、ホットメルトインクを噴射するインクジェットヘッドに使用する場合には、 一般に熱伝導性が悪いという問題がある。さらに、写真食刻はロット間のばらつ きを伴うバッチ法であり、この方法で使用されたときには比較的大量の化学廃棄 物が出るという問題がある。 さらに、インクジェットヘッドに使用される従来の圧電プレートは肉が薄く、 脆く、加工中に損傷しやすい。サイズが大きければ大きいほど損傷しやすいため 、圧電プレートの大きさは限られており、通常100mm未満である。したがって、 圧電プレートの作動によってインクを噴射するオリフィスの列の長さが限られる ことになる。発明の開示 本発明の目的は上記のような従来技術の欠点を克服することのできるインクジ ェットヘッドを提供することである。 本発明の他の目的は、構造が簡単で安価で、製造しやすく高解像度でプリント することのできるインクジェットヘッドを提供することである。 上記目的およびその他の目的は、インクジェットヘッドの部品の１個ないし数 個をカーボン部材で形成することによって達成される。カーボンで形成するのが 望ましい部品としては、インク加圧チャンバと、インク供給ラインからの通路と 、インク噴射オリフィスへの通路とが形成される部品がある。一実施の形態では 、一方の側に複数の加圧チャンバが設けられ、他方の側にその加圧チャンバを通 ってインクを連続的に循環させる流路が設けられたプレートであって、オリフィ スプレートに通ずる接続路とインク供給源に通ずる接続路とがそのプレートを貫 通して延びるプレートがカーボンで形成される。さらに、そのカーボンプレート の一方の側に、そのプレートに形成されたオリフィス通路とオリフィスが整列す るようにして、オリフィスプレートが取り付けられ、他方の側に圧電材料が取り 付けられる。圧電材料は、アクチュエータ電極が加圧チャンバと整列し圧電材料 を撓めて、それによって加圧チャンバに圧力を加え、オリフィスプレート内の対 応するオリフィスを通してインク滴を噴射するように前記プレートに取り付けら れる。 他の実施の形態では、両端にインク入口通路とインク出口通路をそれぞれ備え た複数の加圧チャンバがカーボンで形成された加圧チャンバプレートの両側に直 線的に並べて形成される。そのカーボンプレートの両側には圧電駆動プレートが 被せられ、複数のそのようなカーボン加圧チャンバプレートがカーボンにカラー 部材に横に並べて保持される。その際各プレートのインク出口通路はカーボンの マニホールドプレートを貫通して延びるインク通路にそれぞれ整列せしめられる 。そのマニホールドプレートはその一側を複数の加圧チャンバプレートの縁面に 当接して保持され、また他側に形成された横方向に延びるインク通路を有し、そ のインク通路が、その側に取り付けられたオリフィスプレートの１列に並べられ たオリフィスにそれぞれ接続している。 本発明の一つの特徴によれば、カーボン加圧チャンバプレートはインク脱泡通 路を備えており、そのインク脱泡通路を通って、加圧チャンバに通じる入口通路 にインクが供給される。空気は通すがインクは通さない材料で形成され、内部か ら支持された薄肉の管状部材がその一端を減圧源に接続されるとともに前記イン ク脱泡通路内に挿入され、一体的なインク脱泡加圧チャンバプレートを形成して いる。この構成によって、大きなスペースを必要とせず、またインクをインクタ ンクに循環させる必要もなく、加圧チャンバに供給する直前にインクの脱泡を行 うことができる。 インクジェットヘッドの上記のようなタイプのカーボンプレート部品の組立に 関して、驚くべきことには、各カーボン部品内の通路を互いに連通させる際に各 部品を接着等によって機械的に結合したり、部品間にガスケット挿入したりする 必要がないことが分かった。各カーボンプレート部品の当接面は極めて滑らかか つ平らにすることができ、またカーボンプレートは撓みを抑えることができる程 度には充分剛性があるため、ねじ等によって締め付けるだけで部品間へのインク の侵入が防止でき、また、必要ならば、当接面間にフィルター層を挟むこともで きる。 カーボン部材は従来の加工技術を使用して、まくれやかえりなしに正確に加工 でき、しかもカーボンは熱膨張率が低いため、加工中の熱膨張に基づく寸法のば らつきが抑えられる。さらに、カーボンの熱膨張率はカーボンに取り付けられる 圧電プレートの熱膨張率との適合性が極めて高いため、インクジェットヘッドを ホットメルトインクに使用した場合に生ずるような温度変動によって発生するプ レート間の応力を減少ないしゼロにすることができる。さらに、カーボンはイン クジェットヘッド内で接触する材料に関しては化学的に不活性である。カーボン はホットメルトインクあるいは他のインク内の有機化学物質や顔料や染料を酸化 することもないし、それらと反応することもない。 本発明の他の特徴によれば、圧電プレートはその片方の面にのみ駆動電極を有 し、その駆動電極は写真蝕刻で形成される。写真蝕刻では、片面に電極材料をコ ーティングされた圧電プレートがカーボンプレートの加圧チャンバ側にコーティ ング面を外側に露出して固定される。その露出面にフォトレジスト材料がコーテ ィングされ、カーボンプレートの加圧チャンバパターンと正確に一致する所望の 電極パターンで露光され、その後フォトレジストを現像し、露光した電極材料を 蝕刻で除去し、さらに残りのフォトレジストを除去する。このようにして、カー ボンプレート内の加圧チャンバのパターンに形状および位置が正確に一致する電 極パターンが形成される。また、圧電プレート上にこのようにして形成される電 極パターンに、カーボンプレート内の通路内のインクを加熱するためのヒーター 等の他の電気素子を含めることができる。 本発明のさらに他の特徴によれば、カーボンプレートは多孔性であり、望まし くは稠密度が約８０〜９０％であり、その多孔性とカーボンプレートの表面と連 通する真空源とによって、多孔性のカーボン材料から空気は通すがインクは通さ ない層によって仕切られたインク通路内のインクから溶解空気を抜くことができ る。 もし必要ならばプレートの一側に複数の圧電プレートを並べて取り付けること のよって、ページサイズのカーボンプレートを作成することもできる。またカー ボンプレートの側面ではなく縁面にオリフィス通路を設けてもよい。 エンジニアリングカーボンは脆いため、すなわち、顕微鏡的粒子が容易に破壊 されて分離するため、かえりやまくれができずに簡単に形削ることができる。ED M Today の１９９３年、９／１０月号、「Graphite MachineryMade Easy」に記 載されているように、そのようなカーボンの相対軟度と延性の欠如はカーボンの 歪みをほとんど起こさせずに、かつ工具の磨耗をほとんど起こさせずに高速送り でカーボンを切削することを可能にする。このような特性は、公知のもしくは新 規な加工技術によってカーボンブロックを容易にインクジェットヘッドの部品に 加工することを可能とする。 例えば、長いアスペクト比を有し、極めて高い精度でかつ均一な寸法で形成し なければならない密接した加圧チャンバのアレイを従来のエンドミルを使用して 形成すると、加工サイクル時間が実用できないほど長くなってしまう。本発明の さらに他の特徴によれば、インクジェットヘッドのカーボンプレート部品を製造 する工程は、所望の形状の形削り工具をカーボンプレートの表面に当てて、直線 的に数回運動させることによってカーボンプレートを形削るようにすることによ って大幅に簡略化される。例えば、密接して配された複数の短い歯を備えた工具 でカーボンプレートの表面を数回掻き取ることによって所望の寸法の溝の列を精 度よく形成することができる。カーボン部材の一端に径が小さく深さの大きい穴 の列を形成するためには、２枚のカーボンプレートに、形成すべき穴の径の半分 の深さの溝のアレイを上記と同様な方法で形成し、溝と溝とをあわせて両プレー トを接合すればよい。その場合、工具の形状によっては、穴の形状は円形でなく 五角形でもよい。 カーボン部材を形削るのに特に有効な他の方法は複雑な形状の形成が容易な放 電加工と、貫通孔やスロットを形成するのに効果的なレーザー加工である。 本発明のさらに他の特徴によれば、オリフィスプレートのオリフィスを円筒形 の出口ノズル部と、それより径の大きい円筒形の入口部と両者を結ぶ円錐形の中 間部とから構成することによって、軸を外れたオリフィス通路からインクを供給 されるオリフィスからのインク噴射の方向性を改善することができる。図面の簡単な説明 本発明の他の目的および他の利点は、添付の図面を参照して以下の説明を読め ば自ずと明らかになる。図面において、 第１図は本発明の簡易インクジェットヘッド構造の代表的な実施の形態の一部 断面斜視図、 第２図はカーボンプレート内に形成された加圧チャンバとインク通路の構成を 示す、多色インクジェットヘッド用のカーボンプレートの加圧チャンバ側を示す 平面図、 第３図は第２図に示すカーボンプレートを第２図と同じ側から見た図であるが 、そのカーボンプレートの反対側に形成された通路を示す図、 第４図は第２、３図に示すカーボンプレートとともに使用される圧電プレート の露出面上の電極の典型的な配置を示す図、 第５図は本発明の他の実施の形態の、一方の面に取り付けられた複数の圧電プ レートを有する典型的な大形カーボンプレートの概略平面図、 第６図は本発明の他の代表的な実施の形態を示す概略斜視図、 第７図は本発明のさらに他の代表的な実施の形態を示す第６図と同様な一部断 面概略斜視図、 第８図は本発明のさらに他の代表的な実施の形態を示す概略斜視図、 第９図は本発明の変形例を示す部分斜視図、 第１０図はインクジェットヘッドに使用されるカーボン体にインク通路のアレ イを形削るための形削り工具の典型例を示す斜視図、 第１１図は本発明のオリフィスプレート内のオリフィスの形状を示す部分縦断 面図、 第１２図は圧電プレートをポーリングする方法の代表的なものを示す概略図、 第１３図は圧電プレートをポーリングする方法のもう一つの代表的なものを示 す概略図、 第１４図は本発明の簡易インクジェットヘッド構造のさらに他の代表的な実施 の形態を示す分解斜視図、 第１５図は第１４図に示す構成に使用される代表的なカーボン加圧チャンバプ レートを示す側面図、 第１６図は第１５図のカーボン加圧チャンバプレートの端面図、 第１７図は第１４図に示す構成に使用されるカーボンカラーブロックの頂面図 、 第１８図は第１７図のカラーブロックの側面図、 第１９図は第１４図に示す構成で使用される代表的なカーボンマニホールドプ レートの一側を示す平面図、 第２０図は第１９図のマニホールドプレートの他側を示す平面図である。発明を実施するための最良の形態 第１図に示す本発明の代表的な実施の形態においては、インクジェットヘッド １０は一側にタンク１１を備えている。タンク１１内にはインクが収容されてお り、インクジェットヘッド１０の他側に取り付けられたオリフィスプレート１３ に１列に設けられた複数のオリフィス１２から選択的にインクが滴状に噴射され る。タンク１１からのインクは通路１４を通って脱泡装置１５に供給される。脱 泡装置１５内では、インク通路１６が空気は透過させるがインクは透過させない 一対の膜１７の間を延びている。各膜１７は真空プレナム１８で支持されており 、各真空プレナム１８は離れた位置にある真空源（図示せず）ポート１８ａを介 して接続されており、インクから溶解空気を取り出すようになっている。インク 通路１６からの脱泡インクは通路１９を通って、加圧チャンバ２０に送られ、そ の加圧チャンバ２０からオリフィス通路２１およびオリフィスプレート１３内の 対応するオリフィス１２を通って、圧電プレート２３の隣接部分２２の選択的駆 動 に応じて、噴射される。 そのインクジェットヘッド１０および脱泡装置１５の全体的構成は、例えば、 ハイン（Hine）等の米国特許No.4,937,598に開示されているタイプのものであり 、その米国特許の全文をここに引用したものとする。タンク１１内のインクは、 必要ならば、常温で固体で、加熱すると液化するホットメルトインクであってよ く、その場合には、インクジェットヘッド１０の適切な位置にヒーターを取り付 ける。 オリフィス１２からインクが噴射されていないときでも、オリフィスに供給さ れたインクの脱泡が連続的に行えるように、インクジェットヘッド１０には各オ リフィス通路２１から、脱泡装置１５の脱泡通路１６に通ずるリターン通路２５ まで延びる通り抜け通路２４が設けられており、例えば、ハイン等の米国特許No .4,940,995に記載されているように、通路１９、チャンバ２０、オリフィス通路 ２１、通り抜け通路２４およびリターン通路２５を通って脱泡通路１６に至るイ ンクの連続した緩やかな循環が対流によって維持される。この米国特許の全文を ここに引用したものとする。このため、通路１９、２０、２１、２４、２５から なる流路の下端近くのインクを加熱してこれらの通路を通るインクの対流を起こ させ、インクを脱泡装置１６に戻すようにヒーター（図１には図示せず）が構成 されている。 本発明においては、通路１９、２０、２１、２４、２５はエンジニアリングカ ーボングラファイト製のプレート２６内に形成されている。そのカーボングラフ ァイトとしては、稠密度が約８０から９０％でわずかに多孔性のプレート構造を 与えるものが望ましい。そのカーボンプレートはマイクロ機械加工技術によって 両側から加工され、インクジェットヘッドに必要なチャンバや通路が形成される 。例えばホイシントン等の特許No.4,835,554に記載されている従来の金属プレー トに比べて、カーボンプレートは、材料の排除量が大きく工具の磨耗の少ない従 来の工具でフライス削り、穿孔、ブローチング、研削等の加工をしたときに許容 差の遥かに小さい穴をあけることができる。カーボン材料は脆いため、加工中に まくれができない。さらに、カーボングラファイト体の熱膨張率は、圧電プレー ト２３が形成されるセラミック圧電材料の熱膨張率とほぼ同じであり、したがっ て温度の変動の際に両者の間に生ずる熱応力を減少もしくはほぼ除去することが で きる。 インクジェットヘッドの構成部品を形成するのに望ましいカーボン材料は多結 晶質のグラファイトである。多結晶質のグラファイトは非晶質カーボン（ランプ ブラック）を焼結したグラファイトの小結晶の混合物である。この材料は、粒子 が小さく（０．０２５〜５μ）、気孔がさらに小さい（０．００５〜０．２μ） 非晶質母材を形成する。またこの材料には、粉末グラファイトおよび炭素繊維材 料と異なり、多くの利点がある。例えば、熱伝導性が良く、熱膨張率がセラミッ ク圧電材料に近く、機械加工性がよく、寸法安定性がよく、化学的に不活性であ る。 多結晶質のグラファイト（テキサス州、ディケーターのＰＯＣＯ Ｇｒａｐｈ ｉｔｅ社のグレードＤＦＰ−１）およびプリントヘッドの材料になり得ると思わ れる他の材料の熱特性を鉛亜鉛チタネート（ＰＺＴ）セラミック圧電材料の熱特 性と比較して下記表１に示す。 Ｕｌｔｅｍは他の熱可塑性樹脂同様熱伝導率が低く、熱膨張率が極めて高い。 アルミニウムの熱伝導率は望ましいものであるが、高い熱膨張率とモジュラスが 問題である。多結晶質カーボンは三つの特性全ての組み合わせが良好である。 インクジェットの構成部品にカーボン部材を使用するのを妨げる可能性のある 面は、加圧チャンバと多数のアスペクト比の大きい流路の密集したアレイを正確 な寸法で形成しなければならないという点である。これをエンドミルを使用して 形成すると加工のサイクル時間が過度に長くなってしまう。この問題を解決する ために、所望の流路アレイを第１０図に示す特殊な工具９５の直線的な往復動「 掻き取り」によってカーボン部材の表面に形削りする。工具９５には狭い均等間 隔で並べられた例えば６４条の歯９６が一端に設けられており、カーボンプレー トの表面に６４個の平行な加圧チャンバを切り出すようになっている。この工具 が１掻きで０．０２５ｍｍ切削するとすると、０．１５ｍｍの深さは６掻きで削 れることになり、たった２〜３秒の加工時間となる。工具９５が一度に切削する ことのできる流路のアレイの幅はその工具９５の幅に等しいから、工具９５の位 置をずらして切削を繰り返すことによってより幅の広いアレイを形成することが できる。工具の歯の不揃いは逆方向に仕上げ削りをするか歯を一つずらして仕上 げ削りをすることによってならすことができる。工具を逆方向に動かすことによ って、必要ならば端部の傾斜がより急な流路を形成することができる。この方法 はポンピングチャンバ、マニホールド、通り抜け通路等を形成するのに使用する ことができる。また、深さの変化するまたはテーパする流路も切削中に工具を上 げたり下げたりすることによって形成することができる。 細くて深い穴（深さがドリルの径の３倍より大）の密接したアレイをカーボン 部材に形成するのは困難でコストが高くなる。例えば、１．７５ｍｍ厚のカーボ ンプレートに径０．２８ｍｍの穴の密接したアレイを形成するのには極めて長い 時間と高価なドリルを必要とする。このようなアレイを簡単な方法で形成するた めには、一対のカーボンブロックに深さ０．１４ｍｍの溝（例えば形状が半五角 形でよい）のアレイをそれぞれ形成し、両ブロックを重ね合わせて接着し、互い に平行な０．２８ｍｍ径の、長い穴のアレイを有する１個のブロックとし、その ブロックを穴の軸に直角に切断し、切断面を平らに研磨してアレイをそれぞれ有 する複数のカーボン部材とすればよい。カーボン部材の中央に沿った接着剤の継 ぎ目は極めて丈夫であることがわかった。 多結晶質カーボンは種々の接着剤によって容易に接着することができる。ホッ トメルト用のインクジェットヘッドに使用するカーボンの場合、以下の３つの接 着剤系が特に適合する。１つ目は、粗粒の規模の接合に適した単純なエポキシで ある。２つ目は、熱可塑性樹脂シート接着剤である。この方法の場合、高温高圧 下で圧縮された薄いテフロン（ＴＦＥ）シートは多結晶質カーボンの平らな面を 強力に接着する。アクリルシート接着剤の場合はより低い温度で良好な接着が得 られる。３つ目の方法では、接着すべき２面に希釈したＢ段階エポキシ系を吹き 付ける。この方法はインクジェットプリントヘッドの複雑な形状に適用可能であ り、高温下ではさらに強くなる。 カーボンのような多孔性材料の接着に吹き付け技法をしようとする試みがある 。接着剤が多すぎると小さな通路が詰まってしまい、接着剤層が薄いと毛細管現 象で接着剤が気孔内に吸い込まれてしまうため、作業変数の注意深い制御が必要 である。特にカーボンの気孔構造が均一である必要があるため、吹き付けられた 接着剤層の厚みは粒子サイズや気孔サイズに比して小さい必要があり、熱硬化工 程は接着剤のレオロジーに調和させなければならない。 第２図は、第一図のカーボンモノリシックプレート２６圧電プレート側から見 た加圧チャンバ２０とオリフィス通路２１の配列を示し、第３図は、オリフィス 通路２１の反対側の端と、モノリシックアレイ２６の反対側に設けられた通り抜 け通路２４を示している。第３図はモノリシックアレイ２６のオリフィスプレー ト側の面に形成された通路を示すものであるが、各通路は第２図と同じ方向に見 た状態で示されている。 第２、３図には４色のインク、黒、黄色、マゼンタ、シアン、をオリフィス通 路２１の４つのグループ２７、２８、２９、３０に供給する供給路が示されてい る。通常は黒インクが他のインクに比べてはるかに多く使用されるため、オリフ ィス通路２１の半分が黒インクを供給するために使用され、残りのオリフィス通 路２１のそれぞれ３分の１がカラーインクを供給するために使用される。 第２図に示すように、加圧チャンバ２０はオリフィス通路２１の列の両側に交 互に配され、グラファイトプレート２６の加圧チャンバ側に形成された溝からイ ンクを供給される。例えば溝３２、３３からは黒インクを、溝３４、３５からは マゼンタインクを、溝３６、３７からは黄インクを、溝３８、３９からはシアン インクをそれぞれ供給される。対応する色のインクが開口４０と４１、４２と４ ３、４４と４５および４６と４７を通ってこれらの溝に供給される。開口４０と ４１、４２と４３、４４と４５および４６と４７はカーボンプレート２６を貫通 して延び、プレートの反対側に形成された溝の対５０と５１、５２と５３、５４ と５５および５６と５７にそれぞれ連通している。第３図に実線で示す溝と第２ 図に破線で示す溝は第一図の通路１９、２５に対応する開口６０に連通している 。開口６０はプレートを貫通して延び、第１図の脱泡インク通路１６から加圧チ ャンバ２０へのインク供給溝３２〜３９にインクを送る。第３図に示すように通 り抜け通路２４はオリフィス通路２１とカーボンプレートの反対側の溝パターン ５０〜５７の間でインクを搬送し、インクを脱泡装置１５を通って循環させる循 環路を完成させる。 さらに、カーボンプレート２６はホットメルトインク用のインクジェットヘッ ドの場合に特に有利である。カーボンプレートは熱伝導率が高いため、ヘッド内 で比較的遠い位置に取り付けられたヒーターからヘッド内の全てのインク通路に 良好に熱を伝える。これによって、各オリフィス１２におけるホットメルトイン クが同じ温度になりしたがって同じ粘度になり、オリフィスのアレイの全長にわ たって作動が一定になる。 典型的なカーボンプレートは厚さが約２ｍｍであり、径約０．２ｍｍのオリフ ィス通路２１、長さ約９ｍｍ、幅０．５ｍｍ、深さ０．２ｍｍの加圧チャンバ、 幅約１．０ｍｍ〜１．５ｍｍ、深さ０．５ｍｍの供給溝、長さ約４ｍｍ、幅０． １ｍｍ、深さ０．０５ｍｍの通り抜け通路および径約１．５ｍｍの開口６０を備 えている。この構成によれば、約４cmｘ７cmのカーボンプレート２６に、オリフ ィス通路間隔約０．５ｍｍで、図示したような形の９６穴の直線アレイを形成す ることができる。走査方向に対して適切な角度に向ければ、このタイプのアレイ を使用したインクジェットヘッドによって副走査方向に約３００ドット／インチ （１２０ドット／ｃｍ）の解像力を得ることができ、走査速度１ｍ／ｓｅｃで１ ００ピコリットルのインク滴を形成するように約１４Ｋｈｚで動作させると、走 査方向にも同じ解像力が得られる。 ある種の高周波インクジェットに使用する際には、カーボンプレートに形成さ れる加圧チャンバ２０の壁の剛性は望ましいものより小さくてよいが、そうする と、圧電アクチュエータプレートの作動電圧を上げなければならない。これを軽 減するために、加圧チャンバ２０の表面に極めて硬い（すなわち剛性率の高い） 材料、例えば、炭化珪素、窒化珪素、炭化硼素、窒化硼素、炭化タングステン、 窒化タングステン、炭化タンタル、窒化タンタル等の炭化物や窒化物の薄い層（ 厚さ０．０１〜０．１ｍｍ）をコーティングしてもよい。このコーティングは化 学的沈着によるのが望ましい。 加圧チャンバ２０からオリフィス通路２１およびオリフィスプレート１３内の オリフィス１２を通して選択的にインクを噴射するように圧電プレート２３を作 動させるために、カーボンプレートの加圧チャンバ側に取り付けられる圧電プレ ート２３は第４図に示すように、カーボンプレート側には電極を有さず、露出面 側に電極アレイパターンが形成されている。第４図に示す電極アレイでは、共通 電極６５がカーボンプレートのオリフィス通路アレイに相当する部分に沿って延 び、さらに、横方向に延びて、カーボンプレート表面の加圧チャンバ間の部分に 相当する領域６６に入り込んでいる。 互いに間隔をおいて並べられた複数の個別電極６７が１本ずつ共通電極の横方 向延長部６６の間に延びている。各個別電極６７はカーボンプレートの加圧チャ ンバ上に直接位置しており、対応する端子６８に所定の電圧をかけて各個別電極 を選択的に作動させると、圧電プレート２３が隣接する加圧チャンバ２０方向に 剪断モードで機械的にゆがめられ、その加圧チャンバ２０と連通するオリフィス からインク滴を噴射させる。圧電プレートの剪断モード動作は例えばフィッシュ ベック（Ｆｉｓｃｈｂｅｃｋ）等の米国特許Ｎｏ．４，５８４，５９０に記載が あり、この特許の全文をここに引用したものとする。この剪断モード動作には圧 電プレートの反対側の面に電極を設ける必要はないが、もし望ましければ、プレ ートの反対側に電極を設けるのにカーボンプレート２６（導電性である）を利用 してもよい。 第４図に示す電極パターンにはサーミスタ温度制御スイッチ７１を備えたヒー ター線７０も含まれている。このヒーター線７０は２つの端子７２と７３の間に 延び、カーボンプレート２６の下部の通路内のインクを暖め上述したような対流 によるインクの循環を起こさせる。カーボンプレートの２６のカーボン材料は熱 伝導率が高いため、カーボンプレートがヒーターとインク通路の間の電熱帯とし て作用する。 圧電プレート２３上に第４図に示すような電極パターンを形成するために、最 初に露出面上に連続した導電性コーティングを施されるプレートが、カーボンプ レート２６の圧電チャンバ側の面にエポキシ接着剤によって恒久的に貼り付けら れる。カーボンプレートはわずかに多孔性なので、圧電プレート２３を取り付け るためばかりでなく、反対側の面にオリフィスプレート１３を取り付けるために も使用することができる。このため、接合すべきプレートの一方の面に、圧電プ レート２３あるいはオリフィスプレートをあてがう前に、厚さ約２ミクロンのＢ 段階エポキシ接着剤層を吹き付けるのが望ましい。このように薄いエポキシ接着 剤の層はオリフィス通路間の極めて狭い部分も含めてプレート間を良好にシール するが、ヘッドの動作に影響を与える程には通路や開口内に流れ込まない。 カーボン部材に接着される圧電プレートを接地するために、エポキシ接着剤に 導電性粒子を添加してもよい。さもなければ、カーボン部材に圧電プレートを接 着する際に加える締め付け力を、エポキシ接着剤がカーボン部材内にめり込んで プレートとカーボン部材の間に多数の接触点ができるまで増大させてもよい。 片面圧電プレートを使用すると、プレートをポーリングするのに特殊な方法が 必要になる。一つの方法では第１１図に示すように、圧電プレート１４０を、わ ずかに導電性を有する２枚のゴムシート１４３、１４４を間にそれぞれ挟んで２ 枚の電極１４１、１４２の間で圧縮する。ゴムシートを電極と圧電プレートの間 に挟むのは、プレートの表面全体にわたって電気的に密着させるためと、絶縁破 壊が起きたときにアーク放電を起こす電流を制限するためである。圧電応力を小 さくするためにこの工程を２回に分けて行うと、金属化されていない圧電プレー トのポーリングを高得率で行うことができる。 もう一つの方法では、第１２図に示すように、圧電プレートを横切ってポーリ ングフィールドを発生させるためにコロナ放電が使用される。圧電プレート１５ ０は平たい接地プレート１５１上に載置され、コロナ放電装置１５２はプレート の表面に電荷１５３をかける。かけられた電荷がプレートに時たま絶縁破壊を起 こさせるのに充分であれば（圧電プレートは表面抵抗が高いためこれは破壊的で ない）、プレートはポーリングされる。この工程はポーリング応力を改善するた めに高温、例えば、１００〜１５０℃で行うのが望ましい。 第１図のオリフィスプレート１３は厚さ約０．０５ｍｍのステンレスプレート で差し支えないが、そのオリフィスプレートに設けられるオリフィス１２は径が 約０．０５ｍｍで放電加工によって形成するのが望ましい。適切な太さのワイヤ ーを選択し、電流／電圧分布を制御することによって、オリフィスのサイズおよ び形状を正確に制御することができる。オリフィスプレートのカーボン部材への 接着は圧電プレートの接着と同じ方法で行うことができる。 例えばホイシントン等の米国特許Ｎｏ．５，２６５，３１５に示されているオ リフィスプレートにおける従来の鐘形のオリフィス、すなわちオリフィスの径が オリフィスプレートのインクジェットヘッド側の面で最大で、そこから次第に小 さくなってインク噴射側の面で約３分の１になるようなオリフィス、ではインク の噴射方向は、オリフィスの入り口付近のインク通路内の非対称に極めて敏感で ある。さらに、高解像力印刷に要求されるような微少間隔でそのような鐘形のオ リフィスを配置するのは不可能である。 この問題を解決するために、第１３図に示すような形状のオリフィス９７、す なわち円筒形の入口部９８、オリフィスプレートからの出口を形成する小径のノ ズル部９９および入口部とノズル部を結ぶ円錐面を有するテーパー部１００から なるオリフィスを放電加工で形成する。この形のオリフィスの構造によると、噴 射されるインク滴の軸外速度成分、すなわち、オリフィスに通じる通路の非対称 に起因する軸１０１からの逸れの程度、は５０％以上も減少することがわかった 。 厚さが０．０５ｍｍで、ノズル部９９の径が０．０５４ｍｍ、長さが０．０１ ｍｍで、テーパー部１００の円錐角が３０°、長さが０．０１ｍｍで、入口部９ ８の径が０．１１ｍｍ、長さが０．０３ｍｍの標準的なオリフィスプレート１３ の場合、オリフィスに通じるインク通路が非対称でもインク滴の軸方向噴射が相 当に改善された。厚さが０．７５ｍｍで、ノズル部とテーパー部の寸法は上記と 同じで、入口部の長さが０．０５５ｍｍのオリフィスプレート１３の場合圧力降 下がやや大きくなるもののインク滴の噴射方向には同様な改善が得られた。入口 部９８の径はノズル部９９の径の２倍以下であるのが望ましく、入口部９８の長 さはノズル部の長さより大きいのが望ましい。このような円筒部と円錐部の連続 したオリフィス形状は公知の放電加工技術によって得ることができる。 本発明の一面においては、圧電プレート２３をカーボンプレートに貼り付けた 後、露出面にフォトレジスト層がコーティングされ、加圧チャンバの、カーボン プレートの基準縁部からの正確に分かっている位置を利用して、フォトレジスト を感光させて、加圧チャンバの位置に正確に対応したパターンを形成する。次に 未露光のレジストを通常の方法で除去する。次に、圧電プレートの露出面から導 電層をエッチングによって除去し、残っているレジストを除去して最終的な電極 パターンを得る。 このようにして、厚さが約０．１〜０．２５ｍｍと薄いのが望ましく、極めて 脆い圧電プレート２３を電極パターンの形成工程および他のヘッド製造工程中に 破損から保護することができる。したがって、相当に大きな圧電プレート、例え ば、５０ｍｍｘ１００ｍｍあるいはそれ以上の大きさの圧電プレートを使用して も加工中の破損のおそれが余り無い。さらには、大きなサイズのカーボンプレー トに多数の同一もしくは類似したパターンを形成し、そのパターンと同数の圧電 プレートをその大サイズのカーボンプレート上の各パターンの上に貼り付け、そ の複数の圧電プレートを一度に感光させ、さらにエッチングして、カーボンプレ ートの対応する部分の構造に正確に対応した電極パターンを形成し、しかる後、 大サイズのプレートを個々のプレートに切断するようにすれば大規模生産が容易 になる。 大サイズのカーボンプレートを個々のプレートに分ける替わりに、２０ｃｍ幅 、あるいは適切ならば１５０ｃｍ幅でもよいが、の単一のカーボンプレートを作 って、その一方の面に複数の圧電プレートを１列に並べて取り付け、その圧電プ レートを上記のようにして一度に加工してページ幅インクジェットヘッドを製造 してもよい。代表的なページ幅インクジェットヘッドを第５図に示す。そのイン クジェットヘッドにおいては、カーボンプレート２６はその一方の面に互いに隣 接して１列に並べて取り付けられた複数の圧電プレート２３を備えている。また このインクジェットヘッドは、後に第８図を参照して説明するように、一方の縁 に取り付けられたオリフィスプレート７４にインクを供給するための内部通路を 備えている。しかしながら、もし必要ならば、第５図の大サイズカーボンプレー ト２６に第１図で説明したようなカーボンプレートの反対側に取り付けられるオ リ フィスプレート（第５図には図示せず）に連通する内部通路を設けてもよい。 第１図に示す脱泡装置１５の替わりに、わずかに多孔性のカーボンプレート２ ６を使用することによって、第６図の他の実施の形態に示すようにカーボンプレ ートがその内部の通路内のインクと真空プレナムの間の導管として作用し、溶解 空気を抜くことができる。この目的のために、プレート内の通路の表面には空気 は通すがインクは通さないエポキシ樹脂の層７５がコーティングされ、さらに、 １個以上の開口７６が圧電プレート２３に設けられ、カーボンプレート２６の面 の一部を真空源７７に露出する。これによって脱泡装置１５の代替となる。なお 、カーボンプレート２６の他の露出面は多孔性であるプレート内への空気の侵入 を防ぐためにシールされる。真空源７７はポート１８ａを介して離れた位置にあ る真空供給装置に接続してもよいし、１９９３年９月２６日出願のハインの米国 特許出願Ｎｏ．０８／１４３，１６５に記載されているタイプの交換可能な真空 タンクを真空源７７としてもよい。その米国特許出願の開示をここに全文引用し たものとする。 脱泡構造の他の変形例が第７図に示されている。この例においては、通路２４ と２５の間に延びるインク通路８０がカーボンプレート２６の前面に取り付けら れたプレート８１内に形成され、第１図の膜１７と同様な空気は通すがインクは 通さない膜８２がカーボンプレート２６とプレート８１の間に配されている。こ の場合には、カーボンプレート２６内の種々の通路に施されているコーティング ７５は空気を通さず、カーボンプレート２６の膜８２に隣接する部分のみが通路 ８０内のインクから空気を抜くのに使用される。必要ならば、通路２４、２５間 のインク路内でプレート８１にフィルターを設けてもよい。第７図の構成は他の 部分は第６図の構成と同じである。 カーボンプレート２６の熱伝導率が高いため、オリフィスプレートに隣接した ホットメルトインクにカーボンプレートを通して比較的遠くにあるヒーターから も熱が充分伝わるため、本発明のホットメルトインクジェットヘッドはカーボン プレートの１側に取り付けられたオリフィスプレートからではなく、カーボンプ レートの縁面に取り付けられたオリフィスプレートからインクを噴射するように 構成することもできる。さらには、使用されるインクがホットメルトインクでな い場合にも、カーボンプレートの加工のし易さがこのような構成を形成する際に 明確な利点となる。すなわち、従来のラミネートプレート構造の場合には各プレ ートのオリフィスプレートに隣接する縁面が完全には平らにならず、オリフィス プレートを取り付けたときに凸凹ができてしまう。 このような構成が第８図に示されている。第８図の構成では、カーボンプレー ト８５はその一方の側に形成された加圧チャンバ８６とその側に取り付けられた 圧電プレート８７を備え、そのカーボンプレートの他側には底部カバープレート ８８が取り付けられている。カーボンプレート８５の一方の縁面に１列に穿孔さ れた複数のオリフィス通路８９がプレート８５を貫通して延びる垂直通路９１を 介して加圧チャンバ８６と連通している。このタイプのカーボンプレート８５の 場合には、縁面９０は完全に平らに研磨することができ、その後に、加圧チャン バ８８と連通する通路８９、９１を穿孔することができる。通路８９、９１の穿 孔後に、上述のようにエポキシ接着剤を使用してオリフィスプレート９２を縁面 ９０に取り付ける。 このようにして製造したインクジェットヘッドは、オリフィスプレート９２用 のストリップが極めて細くてすむ点ばかりでなく、プリントヘッドの大部分を用 紙の通路から離しておくことができ、しかも複数のプリントヘッドを重ねること ができる点でも特に有利である。 必要ならば、第１図のインクジェットヘッドを第９図に示すように、カーボン プレート２６に突出部９４を設け、その突出部内をオリフィス通路９３がオリフ ィスプレート９２まで延びるように変更すれば、同様な効果が得られる。 第１４〜２０図に示す本発明のさらに他の実施の形態ではインクジェットヘッ ドが複数のカーボン部品から組み立てられる。第１４図の分解図に示すように、 ２つのカーボンの加圧プレートアセンブリ１０２（後に詳述）がそれぞれの縁面 （インク出口通路を有する）がマニホールドプレート１０４の対応する開口と整 列するようにカーボンカラー１０３に組み付けられている。加圧チャンバプレー トアセンブリ１０２はマニホールドプレート１０４を貫通して加圧チャンバプレ ート１０６に螺入されるねじ１０５によってマニホールドプレート１０４に固定 されている。オリフィスプレート１０７は密接して配されたオリフィス１０８の 直線的なアレイを備えており、オリフィス１０８はマニホールドプレート１０４ に設けられた通路アレイの通路１０９の端部と整列しており、加圧プレートアセ ンブリの選択的駆動に応じてインクを噴射するようになっている。 加圧プレートアセンブリ１０２の縁部とマニホールドプレート１０４の間には フィルター層１１０が配されている。フィルター層１１０は、オリフィスプレー ト１０７のオリフィス１０８よりわずかに小さく、オリフィスをふさぐ可能性の ある固体材料は通さないが、オリフィスより小さい固体材料粒子は通す気孔ある いは開口を備えている。このタイプのフィルターは、１９９４年４月２２日出願 のモイニハン（Ｍｏｙｎｉｈａｎ）等の米国特許出願Ｎｏ．０８／２３１，１０ ２（インクジェットヘッド用フィルター構成）に開示されている。 カラー１０３の一側に取り付けられているインクタンク１１１はカラー１０３ にインクを供給するインク供給開口１１２を備えている。第１６図に最も明確に 示すように、カラーに設けられた開口１１３がインク供給開口１１２と整列して 、タンク１１１からインクを受け取るようになっている。さらに、ホットメルト インクを使用する場合には、カートリッジヒーター１１４がタンクとカラー１０ ３の相対向する面にそれぞれ設けられた溝１１５、１１６（第１８図）に収容さ れ、組み立てられたインクジェットヘッド内のインクをヘッドの動作中所定の温 度に維持するように制御される。 各加圧チャンバアセンブリ１０２は加圧プレート１０６を備えており、その加 圧プレートの両面には密接して配された加圧チャンバのアレイ１１７が設けられ ている。各アレイ１１７には圧電プレート１１８が被せられている。圧電プレー ト１１８は第４図を参照して前述したものと同じタイプのものであり、加圧チャ ンバのアレイ１１７に対して配列された、電気信号に応じて対応する加圧チャン バの容積を変化させる電極アレイ１１９を備えている。 第１５、１６図により詳細に示すように、加圧チャンバプレート１０６は長手 方向に延びる開口１２０を備えており、マニホールドプレート１０４に面した（ 第１４図で見て）縁面１２４まで延びる内部通路１２３を介してその開口１２０ にインクが送られるようになっている。第１９図に示すように、マニホールドプ レート１０４の加圧チャンバプレートに面する面に、カラーの通路１１３から インクを受け取る開口１２５が設けられている。開口１２５は受け取ったインク を、マニホールドプレートの両面に設けられた溝１２６（第２０図）に供給する 。溝１２６からインクはマニホールドプレート内の別の開口１２７を通って、加 圧プレート１０６の通路１２３に流れ、開口１２０を通って各プレートの両方の アレイ１１７の加圧チャンバの全てに分配される。 加圧チャンバのアレイ１１７に供給される途中でインクから溶解空気を抜くた めに、脱泡手段１２８が各加圧チャンバプレート１０６の端面の開口１３０を通 って開口１２０内に延びている。脱泡手段１２８は、空気は通すがインクは通さ ない材料、例えば、肉厚０．１ｍｍ、内径１．５ｍｍの押し出しポリテトラフル オロエチレンで形成された管状部材１２９からなっている。その管状部材の内端 はプラグ１３１でふさがれ、プレート１０６の開口１３０から外部に突出する端 部は充分な負圧、例えば、０．７気圧を供給する真空源１３２に接続されており 、加圧チャンバに供給されるインクの溶解空気含有率をインクジェットの動作中 に加圧チャンバ内に気泡が発生しないレベルまで下げる。負圧をかけたときに、 管状部材１２９がつぶれないように、多孔性の支持体、例えば、多孔性カーボン のロッドあるいは螺旋状の針金、が管状部材１２９に挿入されている。 第１６図に示すように、カーボンプレート１０６の縁面１２４にはその縁面に 垂直に延び、アレイ１１７のプレートカーボンとそれぞれ連通する２列のインク 通路１３３が設けられている。したがって、加圧チャンバの１つを駆動すると対 応する通路１３３を通って、インクがプレート１０６から押し出される。 フィルター層１１０を通過した後、各通路１３３からのインクは第１７図に示 すマニホールドプレート１０４の隣接する面の対応する通路１３４を通って供給 され、第２０図に示すように、マニホールドプレートの反対側の面の水平方向に 延びる通路１０９のアレイを通って横方向にマニホールドプレートの中央に向か って流れる。これらの通路はマニホールドプレートの長軸１３５の位置まで延び 、その終端はオリフィスプレート１０７のインクジェットオリフィス１０８の列 と一致する列をなしている。 マニホールドプレート１０４の材料としては、特にホットメルトインク用のイ ンクジェットヘッドの場合には、カーボンが望ましいが、表面を充分に平らにす ることができ、かつ隣接する部材と適合する熱膨張率を有するものであれば、他 の材料も使用することができる。例えば、鋼鉄、あるいはアルミナやガラスのよ うなセラミックは適切な通路を写真蝕刻によって形成することができ、これらも マニホールドプレートの材料として使用することができる。 第１４〜２０図に示す代表的な実施の形態において、各加圧チャンバ１０６の 大体の寸法は長さ７５ｍｍ、幅２２ｍｍ、厚さ２．５ｍｍである。また各加圧チ ャンバアレイ１７は長さ約９ｍｍ、幅約９ｍｍ、深さ約０．１５ｍｍの加圧チャ ンバを６４個含み、マニホールドプレート１０４の厚さは約１．４ｍｍである。 以前は、デセンダー、すなわち、加圧チャンバの終わりからオリフィスプレー ト内のオリフィスまでのインク通路、の全長はできるだけ短い、約１ｍｍ、必要 があると考えられていた。各デセンダーはその音響学的特性が望ましくない反射 につながらないように、ポンピングチャンバと同様に一定した断面を有する必要 があり、粘性流れ損失が過度にならないように短い必要があり、また周囲の構造 からの圧カエネルギー損失が過度にならないように流体的に剛である必要がある のは明らかであるが、カーボン部品で形成されたインクジェットヘッドの場合に は、デセンダーの長さはそれほど制限されず、またデセンダーはマニホールドプ レート内の通路や加圧チャンバプレート内の通路等の複数の通路から構成されて も差し支えなく、その全長が７ｍｍと長くなっても性能の損失はない。これによ っていくつかの面でインクジェットヘッドの設計上の柔軟性が大きくなる。例え ば、極めて脆い圧電プレートを印刷媒体から従来よりずっと大きく離すことがで き、インクジェットアレイ本体を機械的に丈夫で熱的に均一となるように肉厚に することができる。さらに、アレイ１１７の加圧チャンバのように横方向に間隔 をおいて配列した加圧チャンバを、マニホールドプレート１０４内の横方向に延 びる通路１０９のような構成を使用して、横方向に間隔をおいて配列した通路１ ３３を介して接続し、１列のオリフィス１０８にインクを供給するようにするこ ともできる。 本発明の簡易インクジェットヘッドによれば、まくれや機械加工時に発生する 熱に起因する寸法のばらつきによって発生する問題、インクジェットヘッドに使 用される材料の間の熱膨張率の差によって発生する問題、予め作成した多数のプ レートを正確な位置関係で組み立てる必要性、および温度サイクルの間の接着応 力の問題を簡便で安価な方法で効果的に解消することができる。さらに、圧電プ レート上の電極パターンの形成およびその圧電プレートのインクジェットヘッド への取付に要する工程の数を大幅に減らすことができ、加圧チャンバの位置に対 する電極の位置のばらつきをなくすことができる。 以上本発明を特定の実施の形態に基づいて説明したが、当業者は上記実施の形 態の種々の変更例を容易に思いつくであろう。したがってそのような変更例の全 ては本発明の範囲に含まれるものである。

【手続補正書】 【提出日】１９９５年１２月１８日 【補正内容】 （１）明細書第22頁第８行の後に下記の記載を追加する。 「 以下、本発明の実施態様を項分け記載する。 １．カーボンで作られた少なくとも１つの部材を有し、その部材内に少なく とも１本のインク通路が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 。 ２．前記カーボン部材に密接して配置されたインク通路のアレイが形成され ていることを特徴とする実施態様１項記載のインクジェットヘッド。 ３．前記インク通路のアレイがカーボン部材の表面に沿って延びていること を特徴とする実施態様２項記載のインクジェットヘッド。 ４．前記インク通路のアレイがカーボン部材の少なくとも一部の内部を延び ていることを特徴とする実施態様２項記載のインクジェットヘッド。 ５．前記カーボン部材が２つの部分からなり、各部分に密接して配置された 溝のアレイが形成されており、その両部分が溝と溝とを合わせて接合され、内部 に密接して配置されたインク通路のアレイが形成された部材とされていることを 特徴とする実施態様４項記載のインクジェットヘッド。 ６．前記カーボン部材が、一側に沿って形成された密接した加圧チャンバ通 路のアレイと、隣接した縁面から延び、前記加圧チャンバ通路とそれぞれ連通す るオリフィス通路のアレイとを備えた加圧チャンバプレートであることを特徴と する実施態様２項記載のインクジェットヘッド。 ７．前記カーボン部材が、そのカーボン部材の表面に互いに密接して形成さ れたインク通路のアレイとそのインク通路とそれぞれ連通する複数の内部インク 通路を有することを特徴とする実施態様２項記載のインクジェットヘッド。 ８．前記カーボン部材が加圧チャンバ部材であり、その加圧チャンバ部材の 一面に形成されたインク通路が加圧チャンバであり、その面に圧電プレートが取 り付けられていることを特徴とする実施態様７項記載のインクジェ ットヘッド。 ９．前記圧電プレートが導電性接着剤によって前記加圧チャンバ部材の前記 面に取り付けられていることを特徴とする実施態様８項記載のインクジェットヘ ッド。 １０．前記圧電プレートが接着剤によって前記加圧チャンバ部材の前記面に 取り付けられており、その圧電プレートと加圧チャンバ部材の面が物理的に点接 触をしていることを特徴とする実施態様８項記載のインクジェットヘッド。 １１．前記加圧チャンバのアレイが前記加圧チャンバ部材の第１の面に形成 されており、前記加圧チャンバ部材のその第１の面と平行な第２の面に、密接し て配置された加圧チャンバの第２のアレイが形成されており、その第２のアレイ の加圧チャンバとそれぞれ連通する内部インク通路のアレイが前記加圧チャンバ 部材に設けられており、さらに前記加圧チャンバ部材の前記第２の面に第２の圧 電プレートが取り付けられていることを特徴とする実施態様８項記載のインクジ ェットヘッド。 １２．互いに平行な第１、第２の面にそれぞれ形成された、密接した加圧チ ャンバの第１と第２のアレイと、密接した内部インク通路の第１と第２のアレイ と、前記第１、第２の面に取り付けられた第１、第２の圧電プレートとを備えた カーボン製の第２の加圧チャンバ部材、前記加圧チャンバ部材と第２の加圧チャ ンバ部材をそれらの前記内部通路の出口端が同一平面内に位置するようにして互 いに平行な固定位置関係に保持するカーボン製のカラー部材、およびカーボン製 のマニホールド部材をさらに備え、そのマニホールド部材が第１、第２の面とそ のマニホールド部材を貫通して延び、前記加圧チャンバ内の内部通路の出口端と それぞれ整列した通路とを有し、その第１の面が前記同一平面に沿って延び、第 ２の面にその通路から延びて、その第２の面に沿って延びる１本の線で終端する インク通路が形成されていることを特徴とする実施態様１１項記載のインクジェ ットヘッド。 １３．前記マニホールド部材の前記第２の面に取り付けられたオリフィスプ レー卜を備え、そのオリフィスプレートが、前記１本の線と整列した直線状のア レイをなし、前記マニホールド部材の第２の面のインク通路からのインクを受け 取る複数のオリフィスを備えていることを特徴とする実施態様１２項記載のイン クジェットヘッド。 １４．前記オリフィスプレートの各オリフィスが、その出口端に円筒形のノ ズル開口を、入口端に径の大きい入口開口を、そのノズル開口と入口開口の間に テーパーした円錐形部をそれぞれ備えていることを特徴とする実施態様１３項記 載のインクジェットヘッド。 １５．前記入口開口の径が前記ノズル開口の径の約２倍以下であり、前記入 口開口の長さが少なくとも前記ノズル開口の長さに等しいことを特徴とする実施 態様１４項記載のインクジェットヘッド。 １６．前記カラー部材にインクタンクが取り付けられており、前記カラー部 材、マニホールド部材、加圧チャンバ部材に加圧チャンバ部材内の加圧チャンバ にインクを供給するためのインク通路が設けられていることを特徴とする実施態 様１５項記載のインクジェットヘッド。 １７．少なくとも一部が前記カラー部材内に配されたヒーターを備えている ことを特徴とする実施態様１６項記載のインクジェットヘッド。 １８．前記内部通路が加圧チャンバ部材のもう一つの面で同一平面内で終端 しており、前記加圧チャンバ部材内の内部インク通路のアレイと対応する内部イ ンク通路のアレイと前記加圧チャンバ部材の前記もう一つの面と係合する第１の 面とを備えたマニホールド部材および前記マニホールド部材の第１の面と前記加 圧チャンバ部材の前記もう一つの面を両者の内部通路が整列した状態の係合状態 に着脱自在に保持する保持手段がさらに備えられていることを特徴とする実施態 様１１項記載のインクジェットヘッド。 １９．前記マニホールド部材が第２の面を有し、その第２の面に前記内部通 路から延び、その第２の面に沿った１本の線で終端するインク通路が形成されて おり、そのマニホールド部材の前記第２の面にオリフィスプレートが取り付けら れており、そのオリフィスプレートが、前記１本の線と交差する軸をそれぞれ有 するオリフィスの直線状のアレイを有することを特徴 とする実施態様１８項記載のインクジェットヘッド。 ２０．前記アレイ内の各オリフィスが、その出口端に円筒形のノズル開口を 、入口端に径の大きい入口開口を、そのノズル開口と入口開口の間にテーパーし た円錐形部をそれぞれ備えていることを特徴とする実施態様１９項記載のインク ジェットヘッド。 ２１．前記入口開口の径が前記ノズル開口の径の約２倍以下であり、前記入 口開口の長さが少なくとも前記ノズル開口の長さに等しいことを特徴とする実施 態様２０項記載のインクジェットヘッド。 ２２．前記インク通路内に、空気は通すがインクは通さない材料で形成され た管状部材が配されており、その管状部材が負圧源に接続されていることを特徴 とする実施態様１項記載のインクジェットヘッド。 ２３．前記管状部材内に多孔性の支持手段が配されていることを特徴とする 実施態様２２項記載のインクジェットヘッド。 ２４．前記カーボン部材に熱を伝達し得る位置に配されたヒーターを備えて いることを特徴とする実施態様１項記載のインクジェットヘッド。 ２５．インクが選択的に噴射される複数のオリフィスを備えたオリフィスプ レート、そのオリフィスプレート内のオリフィスにインクを供給するオリフィス 通路と、そのオリフィス通路にそれぞれ連通するように一側に形成された複数の 加圧チャンバと、その加圧チャンバに接続するインク供給通路とを備えたカーボ ンプレート、および前記カーボンプレートの前記加圧チャンバが設けられている 面に一側が固定されるとともに、前記カーボンプレート内の前記加圧チャンバの パターンと対応する電極パターンが他側に形成されている圧電プレートからなる ことを特徴とするインクジェットヘッド。 ２６．前記オリフィスプレートが前記カーボンプレートの前記圧電プレート と反対側の面に固定されており、前記カーボンプレートの前記オリフィスプレー ト側の面に前記オリフィス通路と前記インク供給通路をつなぐ通り抜け通路が形 成されていることを特徴とする実施態様２６項記載のインクジェットヘッド。 ２７．前記カーボンプレートが前記オリフィス通路が形成された縁面を有し 、その縁面に前記オリフィスプレートが固定されていることを特徴とする実施態 様２５項記載のインクジェットヘッド。 ２８．前記カーボンプレートが約１０〜２０％の多孔性を有することを特徴 とする実施態様２８項記載のインクジェットヘッド。 ２９．前記圧電プレートとカーボンプレートの間に薄いエポキシ接着剤層を 有することを特徴とする実施態様２５項記載のインクジェットヘッド。 ３０．前記圧電プレートの表面に形成されたヒーター素子を有することを特 徴とする実施態様２５項記載のインクジェットヘッド。 ３１．前記オリフィスプレートとカーボンプレートの間に薄いエポキシ接着 剤層を有することを特徴とする実施態様２５項記載のインクジェットヘッド。 ３２．前記カーボンプレート内に複数組のオリフィス通路とその各組のオリ フィス通路に異なる色のインクを供給するための複数のインク供給通路が設けら れていることを特徴とする実施態様２５項記載のインクジェットヘッド。 ３３．インクジェットヘッド内のインクを脱泡する脱泡手段を備えているこ とを特徴とする実施態様２５項記載のインクジェットヘッド。 ３４．前記脱泡手段がインクジェットヘッド内のインクの流路に隣接して配 された空気は通すがインクは通さない層とその層と連通する真空源とからなるこ とを特徴とする実施態様３３項記載のインクジェットヘッド。 ３５．前記カーボンプレートが多孔性であり、前記真空源が前記空気は通す がインクは通さない層とその多孔性のカーボンプレートを介して連通しているこ とを特徴とする実施態様３４項記載のインクジェットヘッド。 ３６．前記空気は通すがインクは通さない層が前記カーボンプレート内の通 路の表面のコーティングであることを特徴とする実施態様３５項記載のインクジ ェットヘッド。 ３７．前記空気は通すがインクは通さない層が前記カーボンプレートの一部 とそこに隣接するインク通路との間に配された膜であることを特徴とする 実施態様３５項記載のインクジェットヘッド。 ３８．前記隣接するインク通路が前記カーボンプレートに固定された他のプ ートに形成されていることを特徴とする実施態様３７項記載のインクジェットヘ ッド。 ３９．前記カーボンプレートの一側にオリフィスプレートが固定されており 、前記カーボンプレートの前記オリフィスプレート側の面に前記オリフィス通路 と前記インク供給通路をつなぎ、インクをそれらの通路と前記脱泡手段を通って 循環させる通り抜け通路が形成されていることを特徴とする実施態様３４項記載 のインクジェットヘッド。 ４０．前記圧電プレートに、前記カーボンプレート内の通路のインクを加熱 してそのインクを対流によって前記通路と前記脱泡手段を通って循環させるヒー ター手段が設けられていることを特徴とする実施態様３９項記載のインクジェッ トヘッド。 ４１．前記カーボンプレートの前記加圧チャンバ側の面に複数の圧電プレー トが互いに隣接して固定されていることを特徴とする実施態様２５項記載のイン クジェットヘッド。 ４２．前記カーボンプレートの縁面に前記オリフィス通路が形成されており 、そのオリフィス通路と前記加圧チャンバの間に通路が延びていることを特徴と する実施態様４１項記載のインクジェットヘッド。 ４３．前記カーボンプレートの縁面に前記オリフィス通路が形成されており 、そのオリフィス通路と前記加圧チャンバに垂直に両者を接続する通路が延びて いることを特徴とする実施態様２５項記載のインクジェットヘッド。 ４４．前記カーボンプレートが前記加圧チャンバ反対側から突出する突出部 を有し、その突出部に前記オリフィス通路が設けられていることを特徴とする実 施態様２５項記載のインクジェットヘッド。 ４５．前記カーボンプレートに形成された加圧チャンバの表面に剛性率の大 きい材料がコーティングされていることを特徴とする実施態様２５項記載のイン クジェットヘッド。 ４６．インクジェットヘッドを製造する方法であって、複数のオリフィス通 路と、そのオリフィス通路とそれぞれ連通する複数の加圧チャンバとその加圧チ ャンバに接続するインク供給通路とをカーボンプレートに形成し、前記加圧チャ ンバに隣接して駆動電極パターンが形成されるように前記カーボンプレートの一 側に圧電プレートを固定し、インクジェットオリフィスを有するオリフィスプレ ートをそのオリフィスが前記カーボンプレート内の前記オリフィス通路とそれぞ れ整列するようにして前記カーボンプレートに固定することを特徴とする方法。 ４７．前記圧電プレートをエポキシ接着剤で前記カーボンプレートに固定す ることを特徴とする実施態様４６項記載の方法。 ４８．前記オリフィスプレートをエポキシ接着剤で前記カーボンプレートに 固定することを特徴とする実施態様４６項記載の方法。 ４９．前記複数のオリフィスを放電加工によって前記オリフィスプレートに 形成することを特徴とする実施態様４６項記載の方法。 ５０．露出面上に導電性コーティングを有する圧電プレートを前記カーボン プレートの一側に固定し、その導電性コーティングの写真蝕刻によって、その露 出面上に駆動電極を形成することを特徴とする実施態様４６項記載の方法。 ５１．インクジェットヘッドを製造する方法であって、加圧チャンバのパタ ーンが形成された第１のプレートの表面に、導電性の露出面を有する圧電プレー トを固定し、その圧電プレート上の導電性コーティングを写真蝕刻して、前記圧 電プレートが固定された前記第１のプレートの加圧チャンバパターンに一致する 電極パターンを形成することを特徴とする方法。 ５２．前記圧電プレートをその圧電プレートと前記第１のプレートの一方に エポキシ接着剤の薄い層を吹き付けることによって前記第１のプレートに固定す ることを特徴とする実施態様５１項記載の方法。 ５３．前記導電性コーティングにフォトレジスト層を塗布し、そのフォトレ ジスト層に放射線パターンを照射し、そのフォトレジスト層を現像し、その現像 されたフォトレジストによって露出された部分の導電性層を蝕刻することによっ て前記写真蝕刻工程を行うことを特徴とする実施態様５１項 記載の方法。 ５４．複数のインクジェットヘッド部品を製造する方法であって、１枚のカ ーボンプレートの複数の位置にオリフィス通路、加圧チャンバおよびインク供給 通路の複数のパターンを形成し、露出面に導電性コーティングを有する複数の圧 電プレートをそのカーボンプレートの一面に貼り付け、その導電性コーティング を写真蝕刻して、前記カーボンプレートに形成された加圧チャンバのパターンに 対応する電極パターンを形成することを特徴とする方法。 ５５．前記カーボンプレートをそれぞれ１個の前記圧電プレートを有する複 数のプレート部分に切断することを特徴とする実施態様５４項記載の方法。 ５６．インクジェットヘッドを製造する方法であって、多孔性カーボンプレ ート上にオリフィス通路、加圧チャンバおよびインク供給通路のパターンを形成 し、そのプレート上の前記通路に空気は通すがインクは通さないコーティングを 施すことを特徴とする方法。 ５７．前記カーボンプレートの前記加圧チャンバの形成された面に加圧チャ ンバに隣接して圧電プレートを固定し、前記カーボンプレートの前記オリフィス 通路を有する面にそのオリフィス通路と整列するオリフィスを有するオリフィス プレートを固定し、その多孔性カーボンプレートの露出面を真空源に連通させる ことを特徴とする実施態様５６項記載の方法。 ５８．圧電プレートをポーリングする方法であって、その圧電プレートを一 対の電極プレート間で、各電極プレートとその圧電プレートの間にわずかに導電 性のゴムシートを挟んで圧縮することを特徴とする方法。 ５９．圧電プレートをポーリングする方法であって、その圧電プレートの一 方の面を接地プレートに当て、その圧電プレー卜の他面にコロナ放電装置で電荷 を加えることを特徴とする方法。 ６０．オリフィスのアレイを有する金属プレートからなるインクジェットヘ ッド用のオリフィスプレートであって、前記各オリフィスが、前記プレートの一 面に開口した円筒ノズル状インク出口部と、前記プレートの他面に開口した前記 出口部より径の大きい円筒状インク入口部と、その出口部と 入口部をつなぐテーパーした円錐部とからなることを特徴とするオリフィスプレ ート。 ６１．前記入口部の径が前記出口部の径の約２倍以下であることを特徴とす る実施態様６０項記載のオリフィスプレート。 ６２．前記入口部が前記出口部より長いことを特徴とする実施態様６０項記 載のオリフィスプレート。 ６３．インクジェットヘッド用の脱泡部材であって、インクジェットヘッド 内のインク通路に挿入される、空気は通すがインクは通さない材料で形成された 管状部材からなり、その管状部材の一端がシールされており、多端が負圧源に接 続可能になっていることを特徴とする脱泡部材。 ６４．前記管状部材がポリテトラフルオロエチレンで形成されていることを 特徴とする実施態様６３項記載の脱泡部材。 ６５．前記管状部材内に配された多孔性の支持部材を有することを特徴とす る実施態様６３項記載の脱泡部材。 ６６．前記管状部材の肉厚が０．１ｍｍであり、径が１．５ｍｍであること を特徴とする実施態様６３項記載の脱泡部材。 ６７．インクジェットオリフィスのアレイを有するオリフィスプレートとそ のオリフィスプレートに固定されたマニホールドプレートからなり、そのマニホ ールドプレートがそのマニホールドプレートを貫通して延びる、間隔をおいて配 列されたインク通路のアレイと、そのマニホールドプレートのオリフィスプレー ト側の面に形成された、前記オリフィスプレートのオリフィスと連通する通路の アレイを備えていることを特徴とするインクジェットヘッド。 ６８．第１の面に形成された加圧チャンバのアレイとその加圧チャンバを第 ２の面に接続する、内部インク通路の対応するアレイを有する加圧チャンバプレ ートおよび前記オリフィスプレート、マニホールドプレートおよび前記加圧チャ ンバプレートを、前記インク通路が各加圧チャンバとそれに対応するオリフィス とを接続するようにして、組立状態に保持する保持手段を備えていることを特徴 とする実施態様６７項記載のインクジェットヘ ッド。 ６９．前記加圧チャンバプレートとマニホールドプレートに組み付けられた カラー部材と、前記加圧チャンバプレート、マニホールドプレートおよびカラー 部材に形成され、前記カラー部材に接続されたインクタンク内のインクを前記加 圧チャンバプレートに供給するインク通路とを備えていることを特徴とする実施 態様６８項記載のインクジェットヘッド。 ７０．前記加圧チャンバプレートの前記第２の面とマニホールドプレートの 間に配されたフィルター部材を備えていることを特徴とする実施態様６８項記載 のインクジェットヘッド。 ７１．前記保持手段がねじであることを特徴とする実施態様６８項記載のイ ンクジェットヘッド。」 （２）請求の範囲を別紙の通り補正する。 請求の範囲 １．カーボンで作られた少なくとも１つの部材を有し、その部材内に少なくとも １本のインク通路が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。 ２．前記カーボン部材に密接して配置されたインク通路のアレイが形成されてい ることを特徴とする請求の範囲第１項記載のインクジェットヘッド。３ ．前記カーボン部材が、そのカーボン部材の表面に互いに密接して形成された インク通路のアレイとそのインク通路とそれぞれ連通する複数の内部インク通路 を有することを特徴とする請求の範囲第２項記載のインクジェットヘッド。４ ．前記カーボン部材が加圧チャンバ部材であり、その加圧チャンバ部材の一面 に形成されたインク通路が加圧チャンバであり、その面に圧電プレートが取り付 けられていることを特徴とする請求の範囲第３項記載のインクジェットヘッド。５ ．前記加圧チャンバのアレイが前記加圧チャンバ部材の第１の面に形成されて おり、前記加圧チャンバ部材のその第１の面と平行な第２の面に、密接して配置 された加圧チャンバの第２のアレイが形成されており、その第２のアレイの加圧 チャンバとそれぞれ連通する内部インク通路のアレイが前記加圧チャンバ部材に 設けられており、さらに前記加圧チャンバ部材の前記第２の面に第２の圧電プレ ートが取り付けられていることを特徴とする請求の範囲第４項記載のインクジェ ットヘッド。６ ．互いに平行な第１、第２の面にそれぞれ形成された、密接した加圧チャンバ の第１と第２のアレイと、密接した内部インク通路の第１と第２のアレイと、前 記第１、第２の面に取り付けられた第１、第２の圧電プレートとを備えたカーボ ン製の第２の加圧チャンバ部材、前記加圧チャンバ部材と第２の加圧チャンバ部 材をそれらの前記内部通路の出口端が同一平面内に位置するようにして互いに平 行な固定位置関係に保持するカーボン製のカラー部材、およびカーボン製のマニ ホールド部材をさらに備え、そのマニホールド部材が第１、第２の面とそのマニ ホールド部材を貫通して延び、前記加圧チャンバ内の内部通路の出口端とそれぞ れ整列した通路とを有し、その第１の面が前記同一平面に沿っ て延び、第２の面にその通路から延びて、その第２の面に沿って延びる１本の線 で終端するインク通路が形成されていることを特徴とする請求の範囲第５項記載 のインクジェットヘッド。７ ．前記内部通路が加圧チャンバ部材のもう一つの面で同一平面内で終端してお り、前記加圧チャンバ部材内の内部インク通路のアレイと対応する内部インク通 路のアレイと前記加圧チャンバ部材の前記もう一つの面と係合する第１の面とを 備えたマニホールド部材および前記マニホールド部材の第１の面と前記加圧チャ ンバ部材の前記もう一つの面を両者の内部通路が整列した状態の係合状態に着脱 自在に保持する保持手段がさらに備えられていることを特徴とする請求の範囲第５ 項記載のインクジェットヘッド。８ ．前記インク通路内に、空気は通すがインクは通さない材料で形成された管状 部材が配されており、その管状部材が負圧源に接続されていることを特徴とする 請求の範囲第１項記載のインクジェットヘッド。９ ．インクが選択的に噴射される複数のオリフィスを備えたオリフィスプレート 、そのオリフィスプレート内のオリフィスにインクを供給するオリフィス通路と 、そのオリフィス通路にそれぞれ連通するように一側に形成された複数の加圧チ ャンバと、その加圧チャンバに接続するインク供給通路とを備えたカーボンプレ ート、および前記カーボンプレートの前記加圧チャンバが設けられている面に一 側が固定されるとともに、前記カーボンプレート内の前記加圧チャンバのパター ンと対応する電極パターンが他側に形成されている圧電プレートからなることを 特徴とするインクジェットヘッド。１０ ．インクジェットヘッドを製造する方法であって、複数のオリフィス通路と 、そのオリフィス通路とそれぞれ連通する複数の加圧チャンバとその加圧チャン バに接続するインク供給通路とをカーボンプレートに形成し、前記加圧チャンバ に隣接して駆動電極パターンが形成されるように前記カーボンプレートの一側に 圧電プレートを固定し、インクジェットオリフィスを有するオリフィスプレート をそのオリフィスが前記カーボンプレート内の前記オリフィス通路とそれぞれ整 列するようにして前記カーボンプレートに固定することを特徴とする方法。１１ ．インクジェットヘッドを製造する方法であって、加圧チャンバのパターン が形成された第１のプレートの表面に、導電性の露出面を有する圧電プレートを 固定し、その圧電プレート上の導電性コーティングを写真蝕刻して、前記圧電プ レートが固定された前記第１のプレートの加圧チャンバパターンに一致する電極 パターンを形成することを特徴とする方法。１２ ．複数のインクジェットヘッド部品を製造する方法であって、１枚のカーボ ンプレートの複数の位置にオリフィス通路、加圧チャンバおよびインク供給通路 の複数のパターンを形成し、露出面に導電性コーティングを有する複数の圧電プ レートをそのカーボンプレートの一面に貼り付け、その導電性コーティングを写 真蝕刻して、前記カーボンプレートに形成された加圧チャンバのパターンに対応 する電極パターンを形成することを特徴とする方法。１３ ．インクジェットヘッドを製造する方法であって、多孔性カーボンプレート 上にオリフィス通路、加圧チャンバおよびインク供給通路のパターンを形成し、 そのプレート上の前記通路に空気は通すがインクは通さないコーティングを施す ことを特徴とする方法。１４ ．圧電プレートをポーリングする方法であって、その圧電プレートを一対の 電極プレート間で、各電極プレートとその圧電プレートの間にわずかに導電性の ゴムシートを挟んで圧縮することを特徴とする方法。１５ ．圧電プレートをポーリングする方法であって、その圧電プレートの一方の 面を接地プレートに当て、その圧電プレートの他面にコロナ放電装置で電荷を加 えることを特徴とする方法。１６ ．オリフィスのアレイを有する金属プレートからなるインクジェットヘッド 用のオリフィスプレートであって、前記各オリフィスが、前記プレートの一面に 開口した円筒ノズル状インク出口部と、前記プレートの他面に開口した前記出口 部より径の大きい円筒状インク入口部と、その出口部と入口部をつなぐテーパー した円錐部とからなることを特徴とするオリフィスプレート。１７ ．インクジェットヘッド用の脱泡部材であって、インクジェットヘッド内の インク通路に挿入される、空気は通すがインクは通さない材料で形成された管状 部材からなり、その管状部材の一端がシールされており、多端が負圧源に接 続可能になっていることを特徴とする脱泡部材。１８ ．インクジェットオリフィスのアレイを有するオリフィスプレートとそのオ リフィスプレートに固定されたマニホールドプレートからなり、そのマニホール ドプレートがそのマニホールドプレートを貫通して延びる、間隔をおいて配列さ れたインク通路のアレイと、そのマニホールドプレートのオリフィスプレート側 の面に形成された、前記オリフィスプレートのオリフィスと連通する通路のアレ イを備えていることを特徴とするインクジェットヘッド。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 41/09 41/22 7514−4Ｍ Ｈ０１Ｌ 41/22 Ｂ 7514−4Ｍ 41/08 Ｃ (72)発明者 パリフカ，ロバート ジー アメリカ合衆国 ニューハンプシャー州 03777 オーフォード ボックス 242 ア ーチャータウン ロード (72)発明者 ホイジントン，ポール エー アメリカ合衆国 ヴァーモント州 ノアウ イッチ アールエフディー ボックス 1174 (72)発明者 ハイン，ネイサン ピー アメリカ合衆国 ヴァーモント州 05070 サウス ストラッフォード エイチシー アール 65 ボックス 47 (72)発明者 アダムズ−ブラディー，デイビッド アメリカ合衆国 ニューハンプシャー州 03770 メリデン ピーオー ボックス 183 ボンナー ロード (72)発明者 ビッグズ，メルヴィン エル アメリカ合衆国 ヴァーモント州 05055 ノアウイッチ ピーオー ボックス 206 (72)発明者 マクドナルド，マーレーン エム アメリカ合衆国 ニューハンプシャー州 03748 アンフィールド ボックス 110エ ー シェイカー ブルバード (72)発明者 バース，スティーヴン エイチ アメリカ合衆国 ニューハンプシャー州 03287 ウィルモット フラット ボック ス 476 エイチシーアール 64 (72)発明者 マッカイ，ダイアン アメリカ合衆国 ヴァーモント州 05039 コリント アールアール１ ボックス 55 (72)発明者 ポールソン，ブルース エー アメリカ合衆国 ニューハンプシャー州 03773 ニューポート ユナイティー ロ ード 31 (72)発明者 マッカイ，ステファン シー アメリカ合衆国 ヴァーモント州 05039 コリント アールアール１ ボックス 55 【要約の続き】 また圧電プレートを確実に接地するために導電性エポキ シ接着剤を使用して圧電プレートをカーボンプレートに 接着してもよい。さらにカーボンプレートは多孔性であ るので、真空源（７７）とインク通路の空気は通すがイ ンクは通さない層（７５）の間の連通路（７６）を形成 することができ、それによって、インク通路内のインク に溶解した空気を抜くことができる。他の実施の態様で は、インクジェットヘッドアセンブリはカーボン製の２ 枚の別々の加圧チャンバプレートと、カーボン製のマニ ホールドプレートと、それらのカーボンプレートを組立 状態に保持するカーボン製のカラーを備えている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．カーボンで作られた少なくとも１つの部材を有し、その部材内に少なくとも １本のインク通路が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。 ２．前記カーボン部材に密接して配置されたインク通路のアレイが形成されてい ることを特徴とする請求の範囲第１項記載のインクジェットヘッド。 ３．前記インク通路のアレイがカーボン部材の表面に沿って延びていることを特 徴とする請求の範囲第２項記載のインクジェットヘッド。 ４．前記インク通路のアレイがカーボン部材の少なくとも一部の内部を延びてい ることを特徴とする請求の範囲第２項記載のインクジェットヘッド。 ５．前記カーボン部材が２つの部分からなり、各部分に密接して配置された溝の アレイが形成されており、その両部分が溝と溝とを合わせて接合され、内部に密 接して配置されたインク通路のアレイが形成された部材とされていることを特徴 とする請求の範囲第４項記載のインクジェットヘッド。 ６．前記カーボン部材が、一側に沿って形成された密接した加圧チャンバ通路の アレイと、隣接した縁面から延び、前記加圧チャンバ通路とそれぞれ連通するオ リフィス通路のアレイとを備えた加圧チャンバプレートであることを特徴とする 請求の範囲第２項記載のインクジェットヘッド。 ７．前記カーボン部材が、そのカーボン部材の表面に互いに密接して形成された インク通路のアレイとそのインク通路とそれぞれ連通する複数の内部インク通路 を有することを特徴とする請求の範囲第２項記載のインクジェットヘッド。 ８．前記カーボン部材が加圧チャンバ部材であり、その加圧チャンバ部材の一面 に形成されたインク通路が加圧チャンバであり、その面に圧電プレートが取り付 けられていることを特徴とする請求の範囲第７項記載のインクジェットヘッド。 ９．前記圧電プレートが導電性接着剤によって前記加圧チャンバ部材の前記面に 取り付けられていることを特徴とする請求の範囲第８項記載のインクジェットヘ ッド。 １０．前記圧電プレートが接着剤によって前記加圧チャンバ部材の前記面に取り 付けられており、その圧電プレートと加圧チャンバ部材の面が物理的に点接触を していることを特徴とする請求の範囲第８項記載のインクジェットヘッド。 １１．前記加圧チャンバのアレイが前記加圧チャンバ部材の第１の面に形成され り、前記加圧チャンバ部材のその第１の面と平行な第２の面に、密接して配置さ れた加圧チャンバの第２のアレイが形成されており、その第２のアレイの加圧チ ャンバとそれぞれ連通する内部インク通路のアレイが前記加圧チャンバ部材に設 けられており、さらに前記加圧チャンバ部材の前記第２の面に第２の圧電プレー トが取り付けられていることを特徴とする請求の範囲第８項記載のインクジェッ トヘッド。 １２．互いに平行な第１、第２の面にそれぞれ形成された、密接した加圧チャン バの第１と第２のアレイと、密接した内部インク通路の第１と第２のアレイと、 前記第１、第２の面に取り付けられた第１、第２の圧電プレートとを備えたカー ボン製の第２の加圧チャンバ部材、前記加圧チャンバ部材と第２の加圧チャンバ 部材をそれらの前記内部通路の出口端が同一平面内に位置するようにして互いに 平行な固定位置関係に保持するカーボン製のカラー部材、およびカーボン製のマ ニホールド部材をさらに備え、そのマニホールド部材が第１、第２の面とそのマ ニホールド部材を貫通して延び、前記加圧チャンバ内の内部通路の出口端とそれ ぞれ整列した通路とを有し、その第１の面が前記同一平面に沿って延び、第２の 面にその通路から延びて、その第２の面に沿って延びる１本の線で終端するイン ク通路が形成されていることを特徴とする請求の範囲第１１項記載のインクジェ ットヘッド。 １３．前記マニホールド部材の前記第２の面に取り付けられたオリフィスプレー トを備え、そのオリフィスプレートが、前記１本の線と整列した直線状のアレイ をなし、前記マニホールド部材の第２の面のインク通路からのインクを受け取る 複数のオリフィスを備えていることを特徴とする請求の範囲第１２項記載のイン クジェットヘッド。 １４．前記オリフィスプレートの各オリフィスが、その出口端に円筒形のノズル 開口を、入口端に径の大きい入口開口を、そのノズル開口と入口開口の間にテー パーした円錐形部をそれぞれ備えていることを特徴とする請求の範囲第１３ 項記載のインクジェットヘッド。 １５．前記入口開口の径が前記ノズル開口の径の約２倍以下であり、前記入口開 口の長さが少なくとも前記ノズル開口の長さに等しいことを特徴とする請求の範 囲第１４項記載のインクジェットヘッド。 １６．前記カラー部材にインクタンクが取り付けられており、前記カラー部材、 マニホールド部材、加圧チャンバ部材に加圧チャンバ部材内の加圧チャンバにイ ンクを供給するためのインク通路が設けられていることを特徴とする請求の範囲 第１５項記載のインクジェットヘッド。 １７．少なくとも一部が前記カラー部材内に配されたヒーターを備えていること を特徴とする請求の範囲第１６項記載のインクジェットヘッド。 １８．前記内部通路が加圧チャンバ部材のもう一つの面で同一平面内で終端して おり、前記加圧チャンバ部材内の内部インク通路のアレイと対応する内部インク 通路のアレイと前記加圧チャンバ部材の前記もう一つの面と係合する第１の面と を備えたマニホールド部材および前記マニホールド部材の第１の面と前記加圧チ ャンバ部材の前記もう一つの面を両者の内部通路が整列した状態の係合状態に着 脱自在に保持する保持手段がさらに備えられていることを特徴とする請求の範囲 第１１項記載のインクジェットヘッド。 １９．前記マニホールド部材が第２の面を有し、その第２の面に前記内部通路か ら延び、その第２の面に沿った１本の線で終端するインク通路が形成されており 、そのマニホールド部材の前記第２の面にオリフィスプレートが取り付けられて おり、そのオリフィスプレートが、前記１本の線と交差する軸をそれぞれ有する オリフィスの直線状のアレイを有することを特徴とする請求の範囲第１８項記載 のインクジェットヘッド。 ２０．前記アレイ内の各オリフィスが、その出口端に円筒形のノズル開口を、入 口端に径の大きい入口開口を、そのノズル開口と入口開口の間にテーパーした円 錐形部をそれぞれ備えていることを特徴とする請求の範囲第１９項記載のインク ジェットヘッド。 ２１．前記入口開口の径が前記ノズル開口の径の約２倍以下であり、前記入口開 口の長さが少なくとも前記ノズル開口の長さに等しいことを特徴とする請求の 範囲第２０項記載のインクジェットヘッド。 ２２．前記インク通路内に、空気は通すがインクは通さない材料で形成された管 状部材が配されており、その管状部材が負圧源に接続されていることを特徴とす る請求の範囲第１項記載のインクジェットヘッド。 ２３．前記管状部材内に多孔性の支持手段が配されていることを特徴とする請求 の範囲第２２項記載のインクジェットヘッド。 ２４．前記カーボン部材に熱を伝達し得る位置に配されたヒーターを備えている ことを特徴とする請求の範囲第１項記載のインクジェットヘッド。 ２５．インクが選択的に噴射される複数のオリフィスを備えたオリフィスプレー ト、そのオリフィスプレート内のオリフィスにインクを供給するオリフィス通路 と、そのオリフィス通路にそれぞれ連通するように一側に形成された複数の加圧 チャンバと、その加圧チャンバに接続するインク供給通路とを備えたカーボンプ レート、および前記カーボンプレートの前記加圧チャンバが設けられている面に 一側が固定されるとともに、前記カーボンプレート内の前記加圧チャンバのパタ ーンと対応する電極パターンが他側に形成されている圧電プレートからなること を特徴とするインクジェットヘッド。 ２６．前記オリフィスプレートが前記カーボンプレートの前記圧電プレートと反 対側の面に固定されており、前記カーボンプレートの前記オリフィスプレート側 の面に前記オリフィス通路と前記インク供給通路をつなぐ通り抜け通路が形成さ れていることを特徴とする請求の範囲第２６項記載のインクジェットヘッド。 ２７．前記カーボンプレートが前記オリフィス通路が形成された縁面を有し、そ の縁面に前記オリフィスプレートが固定されていることを特徴とする請求の範囲 第２５項記載のインクジェットヘッド。 ２８．前記カーボンプレートが約１０〜２０％の多孔性を有することを特徴とす る請求の範囲第２８項記載のインクジェットヘッド。 ２９．前記圧電プレートとカーボンプレートの間に薄いエポキシ接着剤層を有す ることを特徴とする請求の範囲第２５項記載のインクジェットヘッド。 ３０．前記圧電プレートの表面に形成されたヒーター素子を有することを特徴と する請求の範囲第２５項記載のインクジェットヘッド。 ３１．前記オリフィスプレートとカーボンプレートの間に薄いエポキシ接着剤層 を有することを特徴とする請求の範囲第２５項記載のインクジェットヘッド。 ３２．前記カーボンプレートに複数組のオリフィス通路とその各組のオリフィス 通路に異なる色のインクを供給するための複数のインク供給通路が設けられてい ることを特徴とする請求の範囲第２５項記載のインクジェットヘッド。 ３３．インクジェットヘッド内のインクを脱泡する脱泡手段を備えていることを 特徴とする請求の範囲第２５項記載のインクジェットヘッド。 ３４．前記脱泡手段がインクジェットヘッド内のインクの流路に隣接して配され た空気は通すがインクは通さない層とその層と連通する真空源とからなることを 特徴とする請求の範囲第３３項記載のインクジェットヘッド。 ３５．前記カーボンプレートが多孔性であり、前記真空源が前記空気は通すがイ ンクは通さない層とその多孔性のカーボンプレートを介して連通していることを 特徴とする請求の範囲第３４項記載のインクジェットヘッド。 ３６．前記空気は通すがインクは通さない層が前記カーボンプレート内の通路の 表面のコーティングであることを特徴とする請求の範囲第３５項記載のインクジ ェットヘッド。 ３７．前記空気は通すがインクは通さない層が前記カーボンプレートの一部とそ こに隣接するインク通路との間に配された膜であることを特徴とする請求の範囲 第３５項記載のインクジェットヘッド。 ３８．前記隣接するインク通路が前記カーボンプレートに固定された他のプレー トに形成されていることを特徴とする請求の範囲第３７項記載のインクジェット ヘッド。 ３９．前記カーボンプレートの一側にオリフィスプレートが固定されており、前 記カーボンプレートの前記オリフィスプレート側の面に前記オリフィス通路と前 記インク供給通路をつなぎ、インクをそれらの通路と前記脱泡手段を通って循環 させる通り抜け通路が形成されていることを特徴とする請求の範囲第３４項記載 のインクジェットヘッド。 ４０．前記圧電プレートに、前記カーボンプレート内の通路のインクを加熱して そのインクを対流によって前記通路と前記脱泡手段を通って循環させるヒーター 手段が設けられていることを特徴とする請求の範囲３９第項記載のインクジェッ トヘッド。 ４１．前記カーボンプレートの前記加圧チャンバ側の面に複数の圧電プレートが 互いに隣接して固定されていることを特徴とする請求の範囲第２５項記載のイン クジェットヘッド。 ４２．前記カーボンプレートの縁面に前記オリフィス通路が形成されており、そ のオリフィス通路と前記加圧チャンバの間に通路が延びていることを特徴とする 請求の範囲第４１項記載のインクジェットヘッド。 ４３．前記カーボンプレートの縁面に前記オリフィス通路が形成されており、そ のオリフィス通路と前記加圧チャンバに垂直に両者を接続する通路が延びている ことを特徴とする請求の範囲第２５項記載のインクジェットヘッド。 ４４．前記カーボンプレートが前記加圧チャンバ反対側から突出する突出部を有 し、その突出部に前記オリフィス通路が設けられていることを特徴とする請求の 範囲第２５項記載のインクジェットヘッド。 ４５．前記カーボンプレートに形成された加圧チャンバの表面に剛性率の大きい 材料がコーティングされていることを特徴とする請求の範囲第２５項記載のイン クジェットヘッド。 ４６．インクジェットヘッドを製造する方法であって、複数のオリフィス通路と 、そのオリフィス通路とそれぞれ連通する複数の加圧チャンバとその加圧チャン バに接続するインク供給通路とをカーボンプレートに形成し、前記加圧チャンバ に隣接して駆動電極パターンが形成されるように前記カーボンプレートの一側に 圧電プレートを固定し、インクジェットオリフィスを有するオリフィスプレート をそのオリフィスが前記カーボンプレート卜内の前記オリフィス通路とそれぞれ 整列するようにして前記カーボンプレートに固定することを特徴とする方法。 ４７．前記圧電プレートをエポキシ接着剤で前記カーボンプレートに固定するこ とを特徴とする請求の範囲第４６項記載の方法。 ４８．前記オリフィスプレートをエポキシ接着剤で前記カーボンプレートに固定 することを特徴とする請求の範囲第４６項記載の方法。 ４９．前記複数のオリフィスを放電加工によって前記オリフィスプレートに形成 することを特徴とする請求の範囲第４６項記載の方法。 ５０．露出面上に導電性コーティングを有する圧電プレートを前記カーボンプレ ートの一側に固定し、その導電性コーティングの写真蝕刻によって、その露出面 上に駆動電極を形成することを特徴とする請求の範囲第４６項記載の方法。 ５１．インクジェットヘッドを製造する方法であって、加圧チャンバのパターン が形成された第１のプレートの表面に、導電性の露出面を有する圧電プレートを 固定し、その圧電プレート上の導電性コーティングを写真蝕刻して、前記圧電プ レートが固定された前記第１のプレートの加圧チャンバパターンに一致する電極 パターンを形成することを特徴とする方法。 ５２．前記圧電プレートをその圧電プレートと前記第１のプレートの一方にエポ キシ接着剤の薄い層を吹き付けることによって前記第１のプレートに固定するこ とを特徴とする請求の範囲第５１項記載の方法。 ５３．前記導電性コーティングにフォトレジスト層を塗布し、そのフォトレジス ト層に放射線パターンを照射し、そのフォトレジスト層を現像し、その現像され たフォトレジストによって露出された部分の導電性層を蝕刻することによって前 記写真蝕刻工程を行うことを特徴とする請求の範囲第５１項記載の方法。 ５４．複数のインクジェットヘッド部品を製造する方法であって、１枚のカーボ ンプレートの複数の位置にオリフィス通路、加圧チャンバおよびインク供給通路 の複数のパターンを形成し、露出面に導電性コーティングを有する複数の圧電プ レートをそのカーボンプレートの一面に貼り付け、その導電性コーティングを写 真蝕刻して、前記カーボンプレートに形成された加圧チャンバのパターンに対応 する電極パターンを形成することを特徴とする方法。 ５５．前記カーボンプレートをそれぞれ１個の前記圧電プレートを有する複数の プレート部分に切断することを特徴とする請求の範囲第５４項記載の方法。 ５６．インクジェットヘッドを製造する方法であって、多孔性カーボンプレート 上にオリフィス通路、加圧チャンバおよびインク供給通路のパターンを形成し、 そのプレート上の前記通路に空気は通すがインクは通さないコーティングを施 すことを特徴とする方法。 ５７．前記カーボンプレートの前記加圧チャンバの形成された面に加圧チャンバ に隣接して圧電プレートを固定し、前記カーボンプレートの前記オリフィス通路 を有する面にそのオリフィス通路と整列するオリフィスを有するオリフィスプレ ートを固定し、その多孔性カーボンプレートの露出面を真空源に連通させること を特徴とする請求の範囲第５６項記載の方法。 ５８．圧電プレートをポーリングする方法であって、その圧電プレートを一対の 電極プレート間で、各電極プレートとその圧電プレートの間にわずかに導電性の ゴムシートを挟んで圧縮することを特徴とする方法。 ５９．圧電プレートをポーリングする方法であって、その圧電プレートの一方の 面を接地プレートに当て、その圧電プレートの他面にコロナ放電装置で電荷を加 えることを特徴とする方法。 ６０．オリフィスのアレイを有する金属プレートからなるインクジェットヘッド 用のオリフィスプレートであって、前記各オリフィスが、前記プレートの一面に 開口した円筒ノズル状インク出口部と、前記プレートの他面に開口した前記出口 部より径の大きい円筒状インク入口部と、その出口部と入口部をつなぐテーパー した円錐部とからなることを特徴とするオリフィスプレート。 ６１．前記入口部の径が前記出口部の径の約２倍以下であることを特徴とする請 求の範囲第６０項記載のオリフィスプレート。 ６２．前記入口部が前記出口部より長いことを特徴とする請求の範囲第６０項記 載のオリフィスプレート。 ６３．インクジェットヘッド用の脱泡部材であって、インクジェットヘッド内の インク通路に挿入される、空気は通すがインクは通さない材料で形成された管状 部材からなり、その管状部材の一端がシールされており、多端が負圧源に接続可 能になっていることを特徴とする脱泡部材。 ６４．前記管状部材がポリテトラフルオロエチレンで形成されていることを特徴 とする請求の範囲第６３項記載の脱泡部材。 ６５．前記管状部材内に配された多孔性の支持部材を有することを特徴とする請 求の範囲第６３項記載の脱泡部材。 ６６．前記管状部材の肉厚が０．１ｍｍであり、径が１．５ｍｍであることを特 徴とする請求の範囲第６３項記載の脱泡部材。 ６７．インクジェットオリフィスのアレイを有するオリフィスプレートとそのオ リフィスプレートに固定されたマニホールドプレートからなり、そのマニホール ドプレートがそのマニホールドプレートを貫通して延びる、間隔をおいて配列さ れたインク通路のアレイと、そのマニホールドプレートのオリフィスプレート側 の面に形成された、前記オリフィスプレートのオリフィスと連通する通路のアレ イを備えていることを特徴とするインクジェットヘッド。 ６８．第１の面に形成された加圧チャンバのアレイとその加圧チャンバを第２の 面に接続する、内部インク通路の対応するアレイを有する加圧チャンバプレート および前記オリフィスプレート、マニホールドプレートおよび前記加圧チャンバ プレートを、前記インク通路が各加圧チャンバとそれに対応するオリフィスとを 接続するようにして、組立状態に保持する保持手段を備えていることを特徴とす る請求の範囲第６７項記載のインクジェットヘッド。 ６９．前記加圧チャンバプレートとマニホールドプレートに組み付けられたカラ ー部材と、前記加圧チャンバプレート、マニホールドプレートおよびカラー部材 に形成され、前記カラー部材に接続されたインクタンク内のインクを前記加圧チ ャンバプレートに供給するインク通路とを備えていることを特徴とする請求の範 囲第６８項記載のインクジェットヘッド。 ７０．前記加圧チャンバプレートの前記第２の面とマニホールドプレートの間に 配されたフィルター部材を備えていることを特徴とする請求の範囲第６８項記載 のインクジェットヘッド。 ７１．前記保持手段がねじであることを特徴とする請求の範囲第６８項記載のイ ンクジェットヘッド。