JP4075731B2 - インクジェットヘッド - Google Patents

Description

本発明は、インクを吐出して記録媒体に印刷するインクジェット記録装置に使用するインクジェットヘッドに関する。

特許文献１には、一方向に沿って配列された複数の圧力室すなわち圧力発生室のそれぞれに共通インク室からインクが分配されるインクジェットヘッドが記載されている。かかるインクジェットヘッドにおいて、共通インク室及びノズルが形成された流路ユニットには、圧電振動板を含むアクチュエータユニットが貼り付けられている。複数の圧力室から選択された任意の圧力室内のインクに圧電振動板によって圧力が印加されると、当該圧力室に接続されたノズルからインクが吐出される。流路ユニット内において圧力室と共通インク室とに挟まれた部分には、圧力室に生じた振動が共通インク室に伝播して他の圧力室の圧力変動を誘起するクロストークを抑制するための凹部が設けられている。特許文献１に記載のインクジェットヘッドにおいては、全ての圧力室が共通インク室と対向しており、共通インク室に対する位置関係はどの圧力室についても同じである。また、全ての圧力室について、凹部の形状は同じである。

特開平９−３１４８３６号公報（図１、図２）

近年、印刷解像度及び印刷速度の向上を図るために、圧力室を平面に沿ってマトリクス状に、つまり二方向に沿って二次元的に配列することが試みられている。この場合、圧力室が配列される面に対して垂直の方向にインクを吐出するようにノズルが設けられる必要があるため、共通インク室を全ての圧力室と対向するように設けることができない。したがって、圧力室には、共通インク室に対向するものと、対向しないものとの２種類が必然的に生じてしまう。これら２種類の圧力室のうち、共通インク室に対向する圧力室に関してはインク吐出動作時におけるコンプライアンス（剛性の逆数）が比較的大きいが、共通インク室に対向しない圧力室に関してはインク吐出動作時におけるコンプライアンスが比較的小さい。かかるコンプライアンスの相違は、インク吐出速度の差となって表れ、画質劣化の一因となる。

そこで、本発明は、圧力室と共通インク室との位置関係の相違に起因した圧力室のコンプライアンスの差を小さくして、ノズルからのインク吐出速度をほぼ一様にすることが可能なインクジェットヘッドを提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のインクジェットヘッドは、共通インク室と、前記共通インク室の出口から圧力室を経てノズルに至る複数の個別インク流路とを含み、複数の前記圧力室が平面に沿って配置されることによって、前記共通インク室と前記圧力室との位置関係が異なる複数の前記個別インク流路を有する流路ユニットと、前記流路ユニットの一表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットと、前記共通インク室内に設けられ、前記位置関係が異なる複数の前記個別インク流路に対応した複数の前記圧力室のコンプライアンスの差を小さくする補強部とを備えている。そして、前記補強部は、前記共通インク室の長手方向に沿って延在するとともに前記共通インク室の前記一表面と対向する２つの壁面を連結し、前記長手方向に沿って延在し前記対向する２つの壁面と交差する壁面から離隔して配置され、且つ、前記共通インク室の幅方向に突出した複数の連結部によって前記交差する壁面に部分的に連結されており、前記複数の連結部が、前記対向する２つの壁面のうち、少なくとも一方の面から離隔しているとともに、前記長手方向に沿って互いに離隔され、前記長手方向及び前記幅方向の両方と直交する方向に関して、互いに異なる高さレベルに配置されている。

これにより、圧力室と共通インク室との位置関係の相違に起因した圧力室のコンプライアンスの差を小さくして、ノズルからのインク吐出速度をほぼ一様にすることが可能である。したがって、ノズルからのインク吐出速度のバラツキが減少し、インクジェットヘッドによる印刷画像の品質が向上する。また、圧力室と共通インク室との位置関係の相違に起因した圧力室のコンプライアンスの差をより効果的に小さくすることが可能となる。また、共通インク室に沿った圧力室の配置ピッチを考慮しないでよいので、設計が容易である。また、共通インク室内のインクが共通インク室の出口を介して圧力室に流れるのを妨げない。また、共通インク室の長手方向にインクを流通させることができるとともに、共通インク室内の流路抵抗を小さくすることができる。

また、本発明において、互いに平行な複数の前記補強部が設けられていてもよい。これにより、共通インク室内に２列以上の圧力室列が設けられている場合に、コンプライアンスの差を効果的に解消することができる。

また、このとき、前記共通インク室および前記補強部は、複数のシート状部材の積層によって構成され、前記複数のシート状部材は、前記シート状部材の積層方向に関して前記補強部を分割した分割補強部と当該分割補強部を前記交差する壁面に連結する前記連結部とをそれぞれ有し、前記複数の連結部が、前記交差する壁面から前記共通インク室の幅方向に互いに平行に突出していてもよい。これにより、補強部が設けられた共通インク室を容易に製造することができる。

また、本発明において、前記流路ユニットが、前記ノズルに連通すると共に対角に２つの鋭角部を有する四辺形の平面形状を有する複数の前記圧力室が互いに隣接配置されることによって形成された、互いに平行に延在する複数の圧力室列と、前記複数の圧力室列と平行な方向に延在する複数の共通インク流路とを備えている。そして、前記複数の圧力室列が、一方の鋭角部が第１のノズルに、他方の鋭角部が前記共通インク流路に連通する複数の第１の圧力室によって形成された第１の圧力室列と、前記第１の圧力室と隣接するとともに、一方の鋭角部が第２のノズルに、他方の鋭角部が前記共通インク流路に連通する複数の第２の圧力室によって形成された第２の圧力室列と、前記第２の圧力室と隣接するとともに、一方の鋭角部が前記共通インク流路に、他方の鋭角部が第３のノズルに連通する複数の第３の圧力室によって形成された第３の圧力室列と、前記第３の圧力室と隣接するとともに、一方の鋭角部が前記共通インク流路に、他方の鋭角部が第４のノズルに連通する複数の第４の圧力室によって形成された第４の圧力室列とを有し、前記シート状部材の積層方向において、前記第１の圧力室は前記第２の圧力室に比べて前記共通インク室と広い重なり領域を有し、前記第４の圧力室は前記第３の圧力室に比べて前記共通インク室と広い重なり領域を有していてもよい。

また、このとき、前記補強部が、前記共通インク室の壁面であって前記一表面と対向する２つの壁面を連結していると共に、前記長手方向に沿って延在し前記対向する２つの壁面と交差する２つの壁面と離隔しつつ前記長手方向に沿って延在した梁を含んでいる。そして、前記第１〜第４の圧力室にそれぞれ連通した前記共通インク室の出口が前記梁と重ならない位置に設けられていることが好ましい。これにより、共通インク室の出口と補強部が重ならないので、共通インク室内のインクを圧力室に供給する際において、インク供給不足（アンダーリフィル）が生じるのを防止することができる。
また、本発明は、別の観点では、共通インク室と、前記共通インク室の出口から圧力室を経てノズルに至る複数の個別インク流路とを含み、複数の前記圧力室が平面に沿って配置されることによって、前記共通インク室と前記圧力室との位置関係が異なる複数の前記個別インク流路を有する流路ユニットと、前記流路ユニットの一表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットと、前記共通インク室内に設けられ、前記位置関係が異なる複数の前記個別インク流路に対応した複数の前記圧力室のコンプライアンスの差を小さくする補強部とを備えている。そして、前記補強部は、前記共通インク室の前記一表面と対向する２つの壁面のうち、少なくとも前記一表面側の壁面と連結し、且つ、前記共通インク室の長手方向に沿って延在し前記対向する２つの壁面と交差する２つの壁面のうち、少なくとも一方の壁面から前記共通インク室の幅方向に突出して形成されているとともに、前記共通インク室の隣接した出口の間に前記長手方向に沿って配置されている。
これにより、圧力室と共通インク室との位置関係の相違に起因した圧力室のコンプライアンスの差を小さくして、ノズルからのインク吐出速度をほぼ一様にすることが可能である。したがって、ノズルからのインク吐出速度のバラツキが減少し、インクジェットヘッドによる印刷画像の品質が向上する。また、補強部の構造が簡単になって、製造しやすい。また、補強部と共通インク室の出口とが重ならないので、共通インク室内のインクを圧力室に供給する際において、インク供給不足が生じるのを防止することができる。
また、本発明において、前記補強部は、前記一表面と対向する２つの壁面間に連結されていてもよい。これにより、圧力室と共通インク室との位置関係の相違に起因した圧力室のコンプライアンスの差をより効果的に小さくすることが可能となる。
また、このとき、前記補強部は、前記交差する２つの壁面に形成されていてもよい。これにより、共通インク室内に２列以上の圧力室列が設けられている場合に、コンプライアンスの差を効果的に解消することができる。

また、このとき、前記流路ユニットが、前記ノズルに連通すると共に対角に２つの鋭角部を有する四辺形の平面形状を有する複数の前記圧力室が互いに隣接配置されることによって形成された、互いに平行に延在する複数の圧力室列と、前記複数の圧力室列と平行な方向に延在する複数の共通インク流路とを備えている。そして、前記複数の圧力室列が、一方の鋭角部が第１のノズルに、他方の鋭角部が前記共通インク流路に連通する複数の第１の圧力室によって形成された第１の圧力室列と、前記第１の圧力室と隣接するとともに、一方の鋭角部が第２のノズルに、他方の鋭角部が前記共通インク流路に連通する複数の第２の圧力室によって形成された第２の圧力室列と、前記第２の圧力室と隣接するとともに、一方の鋭角部が前記共通インク流路に、他方の鋭角部が第３のノズルに連通する複数の第３の圧力室によって形成された第３の圧力室列と、前記第３の圧力室と隣接するとともに、一方の鋭角部が前記共通インク流路に、他方の鋭角部が第４のノズルに連通する複数の第４の圧力室によって形成された第４の圧力室列とを有し、前記補強部および前記共通インク室の出口が、前記第１〜第４の圧力室列における前記圧力室の配列ピッチと同じピッチで設けられていてもよい。これにより、補強部のピッチが決まるので、簡単に設計ができるとともに、その補強部でコンプライアンスの差を効果的に解消することができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の第１実施形態によるインクジェットヘッドの外観斜視図である。図２は、図１のII−II線に沿った断面図である。インクジェットヘッド１は、用紙に対してインクを吐出するための主走査方向に延在した矩形平面形状を有するヘッド本体７０と、ヘッド本体７０の上方に配置され且つヘッド本体７０に供給されるインクの流路であるインク溜まり３が形成されたベースブロック７１とを備えている。

ヘッド本体７０は、インク流路が形成された流路ユニット４と、流路ユニット４の上面に接着された複数のアクチュエータユニット２１とを含んでいる。これら流路ユニット４及びアクチュエータユニット２１は共に、複数のシート状部材を積層して互いに接着させた構成である。また、アクチュエータユニット２１の上面には、給電部材であるフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）５０が接着されており、ＦＰＣ５０が図２中において屈曲しながら上方に引き出されている。ベースブロック７１は、例えばステンレスなどの金属材料からなる。ベースブロック７１内のインク溜まり３は、ベースブロック７１のその長手方向に沿って形成された略直方体の中空領域である。

ベースブロック７１の下面７３は、開口３ｂの近傍において周囲よりも下方に飛び出している。そして、ベースブロック７１は、下面７３の開口３ｂ近傍部分７３ａにおいてのみ流路ユニット４と接触している。そのため、ベースブロック７１の下面７３の開口３ｂ近傍部分７３ａ以外の領域は、ヘッド本体７０から離隔しており、この離隔部分にアクチュエータユニット２１が配されている。

ベースブロック７１は、ホルダ７２の把持部７２ａの下面に形成された凹部内に接着固定されている。ホルダ７２は、把持部７２ａと、把持部７２ａの上面からこれと直交する方向に所定間隔をなして延出された平板状の一対の突出部７２ｂとを含んでいる。アクチュエータユニット２１に接着されたＦＰＣ５０は、スポンジなどの弾性部材８３を介してホルダ７２の突出部７２ｂ表面に沿うようにそれぞれ配置されている。そして、ホルダ７２の突出部７２ｂ表面に配置されたＦＰＣ５０上にドライバＩＣ８０が設置されている。ＦＰＣ５０は、ドライバＩＣ８０から出力された駆動信号をヘッド本体７０のアクチュエータユニット２１（後に詳述）に伝達するように、両者とハンダ付けによって電気的に接合されている。

ドライバＩＣ８０の外側表面には略直方体形状のヒートシンク８２が密着配置されているため、ドライバＩＣ８０で発生した熱を効率的に散逸させることができる。ドライバＩＣ８０及びヒートシンク８２の上方であって、ＦＰＣ５０の外側には、基板８１が配置されている。ヒートシンク８２の上面と基板８１との間、および、ヒートシンク８２の下面とＦＰＣ５０との間には、それぞれシール部材８４が配置されており、それらシール部材８４によってそれぞれが接着されている。

図３は、図２に描かれたインクジェットヘッドに含まれるヘッド本体の平面図である。図３において、ベースブロック７１内に形成されたインク溜まり３が仮想的に破線で描かれている。２つのインク溜まり３は、ヘッド本体７０の長手方向に沿って、互いに所定間隔をなして平行に延在している。２つのインク溜まり３はそれぞれ一端に開口３ａを有し、この開口３ａを介してインクタンク（図示せず）に連通することによって、常にインクで満たされている。また、開口３ｂは、ヘッド本体７０の長手方向に沿って各インク溜まり３に多数設けられていて、前述したように各インク溜まり３と流路ユニット４とを結んでいる。多数の開口３ｂは、対となる２つずつがヘッド本体７０の長手方向に沿って近接配置されている。一方のインク溜まり３に連通した開口３ｂの対と、他方のインク溜まり３に連通した開口３ｂの対とは、千鳥状に配置されている。

開口３ｂが配置されていない領域には、開口３ｂの対とは逆のパターンで、台形の平面形状を有する複数のアクチュエータユニット２１が千鳥状に配置されている。各アクチュエータユニット２１の平行対向辺（上辺及び下辺）は、ヘッド本体７０の長手方向と平行である。また、隣接するアクチュエータユニット２１の斜辺の一部同士がヘッド本体７０の幅方向にオーバーラップしている。

図４は、図３内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図４に示すように、各インク溜まり３に設けられた開口３ｂは共通インク室となるマニホールド５に連通し、さらに各マニホールド５の先端部は２つに分岐して副マニホールド５ａを形成している。また、平面視において、アクチュエータユニット２１における２つの斜辺側のそれぞれから、隣接する開口３ｂから分岐した２つの副マニホールド５ａが延出している。つまり、アクチュエータユニット２１の下方には、アクチュエータユニット２１の平行対向辺に沿って互いに離隔した計４つの副マニホールド５ａが延在している。なお、副マニホールド５ａは、共通インク室となるマニホールド５の共通インク流路となっている。

アクチュエータユニット２１の接着領域と対応した流路ユニット４の下面は、インク吐出領域となっている。インク吐出領域の表面には、後述するように、多数のノズル８がマトリクス状に配列されている。ノズル８は、図面を簡単にするために図４では幾つかだけを描いているが、実際にはインク吐出領域全体に亘って配列されている。

図５は、図４に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図４及び図５は、流路ユニット４における多数の圧力室１０がマトリクス状に配置された平面を、インク吐出面に対して垂直な方向から見た状態を示している。各圧力室１０は、角部にアールが施された菱形の平面形状を有しており、その長い方の対角線は流路ユニット４の幅方向に平行である。圧力室１０の一方の鋭角部に対応した各圧力室１０の一端はノズル８に連通しており、圧力室１０の他方の鋭角部に対応した他端はアパーチャ１２を介して副マニホールド５ａに連通している。平面視において各圧力室１０と重なり合う位置には、圧力室１０と相似でこれよりも一回り小さい平面形状を有する個別電極３５が、アクチュエータユニット２１上に形成されている。図５には、図面を簡略にするために、多数の個別電極３５のうちの幾つかだけを描いている。なお、図４及び図５において、図面を分かりやすくするために、アクチュエータユニット２１内又は流路ユニット４内にあって破線で描くべき圧力室１０及びアパーチャ１２等を実線で描いている。

図５において、圧力室１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）がそれぞれ収容された仮想的な複数の菱形領域１０ｘは、互いに重なり合うことなく各辺を共有するように、配列方向Ａ（第１の方向）及び配列方向Ｂ（第２の方向）の２方向にマトリクス状に隣接配置されている。配列方向Ａは、インクジェットヘッド１の長手方向、すなわち副マニホールド５ａの延在方向であって、菱形領域１０ｘの短い方の対角線と平行である。配列方向Ｂは、配列方向Ａと鈍角θをなす菱形領域１０ｘの一斜辺方向である。圧力室１０は、対応する菱形領域１０ｘと中心位置が共通であって、両者の輪郭線は平面視において互いに離隔している。

配列方向Ａ及び配列方向Ｂの２方向にマトリクス状に隣接配置された圧力室１０は、配列方向Ａに沿って３７．５ｄｐｉに相当する距離ずつ離隔している。また、圧力室１０は、１つのインク吐出領域内において、配列方向Ｂに１６個並べられている。配列方向Ｂの両端にある圧力室はダミーであって、インク吐出に寄与しない。

マトリクス状に配置された複数の圧力室１０は、図５に示す配列方向Ａに沿って、複数の圧力室列を形成している。圧力室列は、図５の紙面に対して垂直な方向（第３の方向）から見て、副マニホールド５ａとの相対位置に応じて、第１の圧力室列１１ａ、第２の圧力室列１１ｂ、第３の圧力室列１１ｃ、及び、第４の圧力室列１１ｄに分けられる。これら第１〜第４の圧力室列１１ａ〜１１ｄは、アクチュエータユニット２１の上辺から下辺に向けて、１１ｃ→１１ｄ→１１ａ→１１ｂ→１１ｃ→１１ｄ→…→１１ｂという順番で周期的に４個ずつ配置されている。

第１の圧力室列１１ａを構成する圧力室１０ａ及び第２の圧力室列１１ｂを構成する圧力室１０ｂにおいては、第３の方向から見て、配列方向Ａと直交する方向（第４の方向）に関して、ノズル８（圧力室１０ａに対応するノズル８ａ及び圧力室１０ｂに対応するノズル８ｂ）が図５の紙面下側に偏在している。そして、ノズル８（８ａ，８ｂ）が、それぞれ対応する菱形領域１０ｘの下端部に位置している。一方、第３の圧力室列１１ｃを構成する圧力室１０ｃ及び第４の圧力室列１１ｄを構成する圧力室１０ｄにおいては、第４の方向に関して、ノズル８（圧力室１０ｃに対応するノズル８ｃ及び圧力室１０ｄに対応するノズル８ｄ）が図５の紙面上側に偏在している。そして、ノズル８（８ｃ，８ｄ）が、それぞれ対応する菱形領域１０ｘの上端部に位置している。第１及び第４の圧力室列１１ａ、１１ｄにおいては、第３の方向から見て、圧力室１０ａ、１０ｄの半分以上の領域が、副マニホールド５ａと重なっている。第２及び第３の圧力室列１１ｂ、１１ｃにおいては、第３の方向から見て、圧力室１０ｂ、１０ｃの全領域が、副マニホールド５ａと重なっていない。そのため、いずれの圧力室列に属する圧力室１０についてもこれに連通するノズル８が副マニホールド５ａと重ならないようにしつつ、副マニホールド５ａの幅を可能な限り広くして各圧力室１０にインクを円滑に供給することが可能となっている。

次に、ヘッド本体７０の断面構造について、図６〜図８を参照してさらに説明する。図６は、図５のVI−VI線における断面図であり、図６には、第１の圧力室列１１ａに属する圧力室１０ａが描かれている。図７は、図５のVII−VII線における断面図であり、図７には、第２の圧力室列１１ｂに属する圧力室１０ｂが描かれている。図６及び図７から分かるように、各ノズル８（８ａ，８ｂ）は、圧力室１０（１０ａ、１０ｂ）、アパーチャ１２及び連通孔１３を介して副マニホールド５ａと連通している。このようにして、ヘッド本体７０には、副マニホールド５ａの出口１５から連通孔１３、アパーチャ１２及び圧力室１０を経てノズル８に至る個別インク流路（図６に相当するものを符号３２ａで、図７に相当するものを符号３２ｂで表すものとする）が圧力室１０ごとに形成されている。

図６及び図７から明らかなように、圧力室１０とアパーチャ１２とは異なる高さレベルに設けられている。これにより、図５に示すように、アクチュエータユニット２１の下方にあるインク吐出領域に対応した流路ユニット４内において、１つの圧力室１０と連通したアパーチャ１２を、当該圧力室に隣接する圧力室１０と平面視で同じ位置に重ねて配置することが可能となっている。この結果、圧力室１０同士が密着して高密度に配列されるため、比較的小さな占有面積のインクジェットヘッド１により高解像度の画像印刷が実現される。

ヘッド本体７０は、図８からも分かるように、上から、アクチュエータユニット２１、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６、２７、２８、カバープレート２９及びノズルプレート３０の合計１０枚のシート状部材が接着剤を介して積層された積層構造を有している。これらのうち、アクチュエータユニット２１を除いた９枚のプレートから流路ユニット４が構成されている。

アクチュエータユニット２１は、後述するように４枚の圧電シート４１〜４４（図１１参照）が積層され且つ電極が配されることによってそのうちの最上層だけが電界印加時に活性層となる部分を有する層（以下、単に「活性層を有する層」というように記す）とされ、残り３層が非活性層とされたものである。キャビティプレート２２は、圧力室１０に対応するほぼ菱形の開口が多数設けられた金属プレートである。ベースプレート２３は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０とアパーチャ１２との連絡孔及び圧力室１０からノズル８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。アパーチャプレート２４は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、アパーチャ１２のほかに圧力室１０からノズル８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。サプライプレート２５はキャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、アパーチャ１２と副マニホールド５ａとを連通する連通孔１３及び圧力室１０からノズル８への連絡孔１４がそれぞれ設けられた金属プレートである。マニホールドプレート２６，２７，２８は、副マニホールド５ａを構成する貫通部２６ａ〜２８ａがそれぞれ設けられるとともに、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０からノズル８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。カバープレート２９は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０からノズル８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。ノズルプレート３０は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、ノズル８がそれぞれ設けられた金属プレートである。

これら１０枚のシート２１〜３０は、図６及び図７に示すような個別インク流路３２ａ，３２ｂが形成されるように、互いに位置合わせして積層されている。この個別インク流路３２ａ，３２ｂは、副マニホールド５ａからまず上方へ向かい、アパーチャ１２において水平に延在し、それからさらに上方に向かい、圧力室１０において再び水平に延在し、それからしばらくアパーチャ１２から離れる方向に斜め下方に向かってから垂直下方にノズル８へと向かう。なお、副マニホールド５ａは、図６を見るとわかるようにマニホールドプレート２６〜２８のそれぞれに形成された貫通部２６ａ〜２８ａが、平面視においてその全体が重なるようにして構成されており、副マニホールド５ａのインクが流通する内部の壁面のうち、上面がサプライプレート２５の平らな下面で構成され、副マニホールド５ａの底面がカバープレート２９の平らな上面で構成されている。

図６及び図７から分かるように、第１の圧力室列１１ａに係る個別インク流路３２ａと第２の圧力室列１１ｂに係る個別インク流路３２ｂとでは、圧力室１０と副マニホールド５ａとの位置関係が互いに異なる。具体的には、図６に示す圧力室１０ａは、シート状部材２１〜３０の積層方向において、副マニホールド５ａと対向している。他方、図７に示す圧力室１０ｂは、同方向において、副マニホールド５ａと対向していない。同様に、断面図は省略するものの図５から理解できるように、第３の圧力室列１１ｃに係る個別インク流路３２ｂと第４の圧力室列１１ｄに係る個別インク流路３２ａとでは、圧力室１０と副マニホールド５ａとの位置関係が互いに異なっており、圧力室１０ｄが同方向において、副マニホールド５ａと対向している一方で、圧力室１０ｃは同方向において、副マニホールド５ａと対向していない。圧力室１０ａと副マニホールド５ａとの位置関係は、第４の方向に関して上下反対であることを除いて、圧力室１０ｄと副マニホールド５ａとの位置関係は同じである。圧力室１０ｂと副マニホールド５ａとの位置関係は、第４の方向に関して上下反対であることを除いて、圧力室１０ｃと副マニホールド５ａとの位置関係と同じである。

そのため、何らの措置も講じなければ、インク吐出動作時における圧力室１０ａ、１０ｄのコンプライアンスが圧力室１０ｂ，１０ｃのコンプライアンスよりも大きくなり、同じ駆動パルスを与えたとしても両者に係るノズル８からのインク吐出速度に相違が生じる。

そこで、本実施の形態においては、圧力室１０ａ，１０ｄと対向する副マニホールド５ａ内にそれの上面と下面とを連結した２つの梁５１を設けて、インク吐出時における圧力室１０ａ，１０ｄのコンプライアンスと圧力室１０ｂ，１０ｃのコンプライアンスとがほぼ同じになるようにしている。図９は、図４に描かれた一点鎖線で囲まれた領域であって、流路ユニット４を構成するサプライプレートを上面視した場合の拡大図である。図１０は、図６に示す副マニホールド内の一部を示す斜視図である。図９及び図１０に示すように２つの梁５１は、副マニホールド５ａの長手方向に沿って延出されており、副マニホールド５ａの側面（マニホールドプレート２６〜２８によって構成された副マニホールド５ａ内の壁面）から離隔されつつサプライプレート２５に形成された連通孔１３（すなわち、副マニホールド５ａの出口１５）と重ならない位置に設けられている。また、梁５１は、副マニホールド５ａの側面から副マニホールド５ａの幅方向に平行に突出された連結部６１〜６３と部分的に連結されているとともに、２つの梁５１間も梁５１同士の対向する面から副マニホールド５ａの幅方向に平行に突出した連結部６１ａ〜６３ａで連結されている。連結部６１〜６３は、各マニホールドプレート２６〜２８にそれぞれ形成されるとともに、同一レベル上に存在しないように配置されており、且つ副マニホールド５ａの長手方向に沿って互いに離隔されている。また、梁５１間を連結する連結部６１ａ〜６３ａも連結部６１〜６３と同様に同一レベル上に存在しないように配置されており、且つ副マニホールド５ａの長手方向に沿って互いに離隔されている。

図１０に示すように梁５１は、流路ユニット４の積層方向に関して３分割された分割梁５２〜５４を有しており、それらが接着積層されることで構成されている。分割梁５２〜５４、連結部６１〜６３及び連結部６１ａ〜６３ａは、マニホールドプレート２６〜２８のそれぞれに形成されている。つまり、マニホールドプレート２６は、副マニホールド５ａの一部を構成する貫通部２６ａを形成する際に、分割梁５２と連結部６１，６１ａが残されるようにエッチングされており、マニホールドプレート２７は、副マニホールド５ａの一部を構成する貫通部２７ａを形成する際に、分割梁５３と連結部６２，６２ａが残されるようにエッチングされており、マニホールドプレート２８は、副マニホールド５ａの一部を構成する貫通部２８ａを形成する際に、分割梁５４と連結部６３，６３ａが残されるようにエッチングされている。こうして、分割梁５２及び連結部６１，６１ａがマニホールドプレート２６で一体的に形成されており、分割梁５３及び連結部６２，６２ａがマニホールドプレート２７で一体的に形成されるとともに、分割梁５４及び連結部６３，６３ａがマニホールドプレート２８で一体的に形成されている。このようなマニホールドプレート２６〜２８を接着積層することで、流路ユニット４内に副マニホールド５ａが設けられ、その内部には図１０に示すような梁５１、連結部６１〜６３及び連結部６１ａ〜６３ａが設けられることになる。

このように、梁５１が部分的に連結部６１〜６３で副マニホールド５ａ内の側面と連結されているので、副マニホールド５ａの長手方向にインクを流通させることができるとともに、副マニホールド５ａ内の長手方向に沿う方向のインク流路抵抗を小さくすることができる。また、分割梁５２〜５４、連結部６１〜６３及び連結部６１ａ〜６３ａがマニホールドプレート２６〜２８をエッチングするだけで形成されるので、梁５１が設けられた副マニホールド５ａを容易に製造することができる。また、梁５１が副マニホールド５ａの出口１５と重ならないようにされているので、副マニホールド５ａ内のインクを圧力室１０に供給する際において、インク供給不足（アンダーリフィル）が生じるのを防止することができる。なお、マニホールドプレート２６に形成された連結部６１，６１ａの上面は、副マニホールド５ａの上面と離隔されているので、副マニホールド５ａ内のインクが連通孔１３を介して圧力室１０に流れるのを妨げない。

次に、流路ユニット４における最上層のキャビティプレート２２に積層された、アクチュエータユニット２１の構成について説明する。図１１は、図６における一点鎖線で囲まれた部分の拡大図を示しており、（ａ）は断面図であり、（ｂ）はアクチュエータユニット２１の表面に接着された個別電極の形状を示す平面図である。

図１１（ａ）に示すアクチュエータユニット２１は、それぞれ厚みが１５μｍ程度で同じになるように形成された４枚の圧電シート４１〜４４を含んでいる。これら圧電シート４１〜４４は、ヘッド本体７０内の１つのインク吐出領域内に形成された多数の圧力室１０に跨って配置されるように連続した層状の平板（連続平板層）となっている。圧電シート４１〜４４が連続平板層として多数の圧力室１０に跨って配置されることで、例えばスクリーン印刷技術を用いることにより圧電シート４１上に個別電極３５を高密度に配置することが可能となっている。そのため、個別電極３５に対応する位置に形成される圧力室１０をも高密度に配置することが可能となって、高解像度画像の印刷ができるようになる。圧電シート４１〜４４は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなるものである。

最上層の圧電シート４１上には、個別電極３５が形成されている。最上層の圧電シート４１とその下側の圧電シート４２との間には、シート全面に形成された略２μｍの厚みの共通電極３４が介在している。なお、圧電シート４２と圧電シート４３の間及び圧電シート４３と圧電シート４４との間に、電極は配置されていない。これら個別電極３５、共通電極３４は共に、例えばＡｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる。

個別電極３５は、略１μｍの厚みで、図１１（ｂ）に示すように、圧力室１０とほぼ相似である略菱形の平面形状を有している。略菱形の個別電極３５における鋭角部の一方は延出され、その先端に、個別電極３５と電気的に接続された略１６０μｍの径を有する円形のランド部３７が設けられている。ランド部３７は、例えばガラスフリットを含む金からなる。

共通電極３４は、図示しない領域において接地されている。これにより、共通電極３４は、すべての圧力室１０に対応する領域において等しくグランド電位に保たれている。また、個別電極３５は、各圧力室１０に対応するものごとに電位を制御することができるように、各個別電極３５ごとに独立した別のリード線を含むＦＰＣ５０を介してドライバＩＣ８０に接続されている（図１及び図２参照）。

次に、アクチュエータユニット２１の駆動方法について述べる。アクチュエータユニット２１における圧電シート４１の分極方向はその厚み方向である。つまり、アクチュエータユニット２１は、上側（つまり、圧力室１０とは離れた）１枚の圧電シート４１を活性層が存在する層とし且つ下側（つまり、圧力室１０に近い）３枚の圧電シート４２〜４４を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。従って、個別電極３５を正又は負の所定電位とすると、例えば電界と分極とが同方向であれば圧電シート４１中の電極に挟まれた電界印加部分が活性層（圧力発生部）として働き、圧電横効果により分極方向と直角方向に縮む。一方、圧電シート４２〜４４は、電界の影響を受けないため自発的には縮まないので、上層の圧電シート４１と下層の圧電シート４２〜４４との間で、分極方向と垂直な方向への歪みに差を生じることとなり、圧電シート４１〜４４全体が非活性側に凸となるように変形しようとする（ユニモルフ変形）。このとき、図１１（ａ）に示したように、圧電シート４１〜４４の下面は圧力室を区画するキャビティプレート２２の上面に固定されているので、結果的に圧電シート４１〜４４は圧力室側へ凸になるように変形する。このため、圧力室１０の容積が低下して、インクの圧力が上昇し、ノズル８からインクが吐出される。その後、個別電極３５を共通電極３４と同じ電位に戻すと、圧電シート４１〜４４は元の形状になって圧力室１０の容積が元の容積に戻るので、インクをマニホールド５側から吸い込む。

なお、他の駆動方法として、予め個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にしておき、吐出要求があるごとに個別電極３５を共通電極３４と一旦同じ電位とし、その後所定のタイミングにて再び個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にすることもできる。この場合は、個別電極３５と共通電極３４とが同じ電位になるタイミングで、圧電シート４１〜４４が元の形状に戻ることにより、圧力室１０の容積は初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加し、インクがマニホールド５側から圧力室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にしたタイミングで、圧電シート４１〜４４が圧力室１０側へ凸となるように変形し、圧力室１０の容積低下によりインクへの圧力が上昇し、インクが吐出される。

図５に戻って、配列方向Ａに３７．５ｄｐｉに相当する幅（６７８．０μｍ）を有し、配列方向Ｂに延在する帯状領域Ｒについて考える。この帯状領域Ｒの中では、１６列の圧力室列１１ａ〜１１ｄの内の何れの列についても、ノズル８が１つしか存在していない。すなわち、１つのアクチュエータユニット２１に対応したインク吐出領域内の任意の位置に、このような帯状領域Ｒを区画した場合、この帯状領域Ｒ内には、常に１６個のノズル８が分布している。そして、これら１６個の各ノズル８を配列方向Ａに延びる直線上に射影した点の位置は、印字時の解像度である６００ｄｐｉに相当する間隔ずつ離隔している。

１つの帯状領域Ｒに属する１６個のノズル８を配列方向Ａに延びる直線上に射影した位置が左にあるものから順に、これら１６個のノズル８を（１）〜（１６）と記することにしたとき、これら１６個のノズル８は、下から、（１）、（９）、（５）、（１３）、（２）、（１０）、（６）、（１４）、（３）、（１１）、（７）、（１５）、（４）、（１２）、（８）、（１６）の順番に並んでいる。このように構成されたインクジェットヘッド１において、アクチュエータユニット２１内を印字媒体の搬送に合わせて適宜駆動させると、６００ｄｐｉの解像度を有する文字や図形等を描画することができる。

例えば、６００ｄｐｉの解像度で配列方向Ａに延びる直線を印字する場合について説明する。まず、ノズル８が圧力室１０の同じ側の鋭角部に連通している参考例の場合について簡単に説明する。この場合には、印字媒体が搬送されるのに対応して、図５中一番下に位置する圧力室列中のノズル８からインクの吐出を始め、順次上側に隣接する圧力室列に属するノズル８を選択してインクを吐出する。これにより、インクのドットが配列方向Ａに向かって６００ｄｐｉの間隔で隣接しながら形成されていく。最終的には、全体で６００ｄｐｉの解像度で配列方向Ａに延びる直線が描かれることになる。

一方、本実施の形態では、図５中一番下に位置する圧力室列１１ｂ中のノズル８からインクの吐出を始め、印字媒体が搬送されるのに伴って順次上側に隣接する圧力室に連通するノズル８を選択してインクを吐出していく。このとき、下側から上側に１圧力室列上がるごとのノズル８位置の配列方向Ａへの変位が同じでないので、印字媒体が搬送されるのに伴って配列方向Ａに沿って順次形成されるインクのドットは、６００ｄｐｉの間隔で等間隔にはならない。

すなわち、図５に示したように、印字媒体が搬送されるのに対応して、まず図中一番下の圧力室列１１ｂに連通するノズル（１）からインクが吐出され、印字媒体上に３７．５ｄｐｉに相当する間隔でドット列が形成される。この後、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から２番目の圧力室列１１ａに連通するノズル（９）の位置に達すると、このノズル（９）からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドット位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分の８倍だけ配列方向Ａに変位した位置に２番目のインクドットが形成される。

次に、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から３番目の圧力室列１１ｄに連通するノズル（５）の位置に達すると、ノズル（５）からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドット位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分の４倍だけ配列方向Ａに変位した位置に３番目のインクドットが形成される。さらに、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から４番目の圧力室列１１ｃに連通するノズル（１３）の位置に達すると、ノズル（１３)からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドットの位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分の１２倍だけ配列方向Ａに変位した位置に４番目のインクドットが形成される。さらに、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から５番目の圧力室列１１ｂに連通するノズル（２）の位置に達すると、ノズル（２）からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドット位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分だけ配列方向Ａに変位した位置に５番目のインクドットが形成される。

以下同様にして、順次図中下側から上側に位置する圧力室１０に連通するノズル８を選択しながらインクドットが形成されていく。このとき、図５中に示したノズル８の番号をＮとすると、（倍率ｎ＝Ｎ−１）×（６００ｄｐｉに相当する間隔）に相当する分だけ、始めに形成されたドット位置から配列方向Ａに変位した位置にインクドットが形成される。最終的に１６個のノズル８を選択し終わったときには、図中一番下の圧力室列１１ｂ中のノズル（１）により３７．５ｄｐｉに相当する間隔で形成されたインクドットの間が６００ｄｐｉに相当する間隔毎に離れて形成された１５個のドットで繋げられ、全体で６００ｄｐｉの解像度で配列方向Ａに延びる直線を描くことが可能になっている。

なお、各インク吐出領域の配列方向Ａについての両端部（アクチュエータユニット２１の斜辺）近傍では、ヘッド本体７０の幅方向に対向する別のアクチュエータユニット２１に対応するインク吐出領域の配列方向Ａについての両端部近傍と相補関係となることで６００ｄｐｉの解像度での印刷が可能となっている。

以上のようにインクジェットヘッド１には、流路ユニット４の副マニホールド５ａ内に梁５１が設けられているので、圧力室１０と副マニホールド５ａとの位置関係が対向するものと対向しないものとのコンプライアンスの差をほぼなくすことができる。つまり、副マニホールド５ａ内に何らの措置も講じなければ、圧力室１０と副マニホールド５ａとの位置関係の相違に起因してノズル８からのインク吐出速度に差が生じるが、副マニホールド５ａ内に上面及び下面を連結する梁５１が形成されていることで、流路ユニット４の副マニホールド５ａが形成された部分の剛性の低下を補うことができる。そのため、各圧力室１０の下方部分の剛性がほぼ同じになり、前述したコンプライアンスの差をほぼなくすことが可能である。また、梁５１の長手方向と圧力室１０の配列方向Ａとが平行なので、梁５１による副マニホールド５ａの長手方向にわたる剛性の向上が圧力室１０ａ，１０ｄに作用し、コンプライアンスの差を効果的に解消することができる。また、梁５１が副マニホールド５ａの側面と離隔されているので、特に圧力室１０の配列ピッチを考慮しなくても、前述のような効果が得られるので、梁５１の設計が容易となる。また、２つの梁５１が互いに平行に設けられているので、本実施の形態のように４列の圧力室列１１ａ〜１１ｄが設けられている場合であっても、副マニホールド５ａに対向する圧力室列１１ａ，１１ｄの一部と梁５１とが重なるので、コンプライアンスの差を効果的に解消することができる。

次に、第２実施形態のインクジェットヘッドについて、以下に説明する。図１２は、本発明の第２実施形態によるインクジェットヘッドの流路ユニットの要部を上面視した拡大図である。図１３は、図１２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図１４は、図１３に示す副マニホールドの一部を上面視した図であり、本来見えないサプライプレート２５に形成された連通孔１３を描いている。なお、前述したインクジェットヘッド１と同様なものについては、同符号で示し説明を省略する。

第２実施形態のインクジェットヘッド２０１は、前述したインクジェットヘッド１とほぼ同様であるが流路ユニット４の内部構成が若干異なる。つまり、図１２に示すように、前述した副マニホールド５ａとほぼ同様に流路ユニット４の長手方向に沿うように延出された副マニホールド２０５ａと圧力室１０とを連通させるアパーチャ２１２は、前述したインクジェットヘッド１のアパーチャ１２が約９０°回転した場合の傾斜角度とほぼ同じ傾斜角度を有するようにして、アパーチャプレート２４に形成されている。また、図１３及び図１４に示すようにサプライプレート２５に形成され、副マニホールド２０５ａとアパーチャ２１２とを連通する連通孔１３が、副マニホールド２０５ａの幅方向に関して分散されて形成されている。また、副マニホールド２０５ａ内には、前述した梁５１の換わりに副マニホールド２０５ａ内の側面から幅方向に突出した突出部２５１が形成されている。このような点が前述した流路ユニット４との構成が異なる点である。

図１２及び図１４に示すように連通孔１３は、第１〜第４の圧力室列を構成する圧力室１０にそれぞれ対応するように配置されている。つまり、図１４中上側（副マニホールド２０５ａの一方の側面近傍領域）に配置された連通孔１３ａは、圧力室列１１ａを構成する圧力室１０ａと副マニホールド２０５ａとを連通させている。図１４中下側（副マニホールド２０５ａの他方の側面近傍領域）配置された連通孔１３ｄは、圧力室列１１ｄを構成する圧力室１０ｄと副マニホールド２０５ａとを連通させている。図１４中において、副マニホールド２０５ａの長手方向に沿う中央領域上側に配置された連通孔１３ｃは、圧力室列１１ｃを構成する圧力室１０ｃと副マニホールド２０５ａとを連通させている。図１４中において、副マニホールド２０５ａの長手方向に沿う中央領域下側に配置された連通孔１３ｂは、圧力室列１１ｂを構成する圧力室１０ｂと副マニホールド２０５ａとを連通させている。このように連通孔１３ａ〜１３ｄがそれぞれの圧力室列１１ａ〜１１ｄを構成する圧力室１０ａ〜１０ｄと連通するように、各圧力室１０の配列方向Ａにおける配列ピッチと同じピッチで配置されている。

図１５は、図１３に示す副マニホールド内の一部を示す斜視図である。図１５に示すように、副マニホールド２０５ａ内の側面から複数の突出部２５１が、副マニホールド２０５ａの長手方向に沿って形成されるとともに、互いに離隔配置されている。また、突出部２５１は、副マニホールド２０５ａ内の上面及び下面を連結している。突出部２５１は、図１４に示すように副マニホールド２０５ａの側面近傍領域と重なるように配置された連通孔１３ａ，１３ｄの副マニホールド２０５ａの長手方向に沿った間に配置されている。したがって、突出部２５１と副マニホールド２０５ａの出口１５とが重ならないようになっているので、副マニホールド２０５ａ内のインクを圧力室１０に供給する際において、インク供給不足（アンダーリフィル）が生じるのを防止することができる。また、連通孔１３間に突出部２５１が配置されていることで、突出部２５１の副マニホールド２０５ａの長手方向におけるピッチが、圧力室１０の配列方向Ａにおける配列ピッチと同じになるので、圧力室１０の配列方向Ａにおける配列ピッチを決めるだけで、突出部２５１のピッチが決まり、簡単に突出部２５１の形成位置の設計ができる。

突出部２５１は、前述した梁５１と同様に流路ユニット４の積層方向に関して３分割された分割突出部２５２〜２５４を有しており、それらが接着積層されることで構成されている。分割突出部２５２〜２５４は、マニホールドプレート２６〜２８のそれぞれに設けられている。つまり、前述した梁５１、連結部６１〜６３及び連結部６１ａ〜６３ａと同様に、副マニホールド２０５ａの一部を構成する貫通部２６ａ′〜２８ａ′が形成される際に、分割突出部２５２〜２５４が形成されるように各マニホールドプレート２６〜２８がエッチングされている。

以上のような突出部２５１も流路ユニット４の副マニホールド２０５ａ内に設けられているので、圧力室１０と副マニホールド２０５ａとの位置関係が対向するものと対向しないものとのコンプライアンスの差をほぼなくすことができる。つまり、副マニホールド２０５ａ内に何らの措置も講じなければ、圧力室１０と副マニホールド５ａとの位置関係の相違に起因してノズル８からのインク吐出速度に差が生じるが、副マニホールド２０５ａ内に上面及び下面を連結する突出部２５１が形成されていることで、流路ユニット４の副マニホールド５ａが形成された部分の剛性の低下を補うことができる。そのため、各圧力室１０の下方部分の剛性の差が小さくなり、前述したコンプライアンスの差をほぼなくすことができる。また、突出部２５１は、副マニホールド５ａの両側面に形成されているので、本実施の形態のように圧力室列が４列で、且つ副マニホールド２０５ａに重なる圧力室列が２列の場合であっても、突出部２５１がそれぞれの圧力室列１１ａ，１１ｄと重なる位置に存在しているので、前述のようにコンプライアンスの差を効果的に解消することができる。

また、突出部２５１は、平面視において副マニホールド２０５ａの側面から突出され、連通孔１３と重ならないように連通孔１３同士の間に形成されているだけなので、副マニホールド２０５ａ内を流れるインクを各圧力室１０に円滑に供給することができる。つまり、副マニホールド２０５ａの幅全体を狭くして、副マニホールド２０５ａの剛性を向上させると、流路ユニット４の副マニホールド２０５ａ内を流れるインク量が減少し、且つインク流路抵抗が上昇して各圧力室１０に円滑にインクを供給することができなくなるが、副マニホールド２０５ａの側面から突出部２５１が突出しているだけなので、副マニホールド２０５ａの最大幅は小さくならないので、副マニホールド２０５ａ内を流れるインクの副マニホールド２０５ａ内のインク量がほとんど変わらず、且つインク流路抵抗の上昇も小さくてすみ、各圧力室１０に円滑にインクを供給することができる。また、突出部２５１の副マニホールド２０５ａの幅方向の突出量を増大させれば、副マニホールド２０５ａの最大幅を副マニホールド２０５ａの剛性を維持したまま大きくすることも可能となり、各圧力室１０にインクを円滑に供給するだけのインク量を副マニホールド２０５ａ内に流通させることができる。

次に、第３実施形態のインクジェットヘッドについて、以下に説明する。図１６は、本発明の第３実施形態によるインクジェットヘッドの流路ユニットを構成するサプライプレートを上面から見た状態を示す要部拡大図であり、図１６中には、本来見えないアクチュエータユニット２１の外形の一部を示している。図１７は、本発明の第３実施形態によるインクジェットヘッドのヘッド本体であって、図５のVI−VI線と同様の箇所における断面を示した図である。なお、前述したインクジェットヘッド１と同様なものについては、同符号で示し説明を省略する。

第３実施形態のインクジェットヘッド３０１は、図１６及び図１７に示すように前述したインクジェットヘッド１とほとんど同様であるが、前述した副マニホールド５ａに設けられた梁５１の換わりに、副マニホールド３０５ａの上面から下方に向かって突出した突出部３５１が形成されている。図１６に示すように突出部３５１は、副マニホールド３０５ａの幅方向における中央領域に副マニホールド３０５ａの長手方向に沿って平行に延出されており、突出部３５１の一端部が副マニホールド３０５ａの長手方向の一端の側面と連結されている。

また、図１７に示すように突出部３５１は、マニホールドプレート２６にだけ形成されている。つまり、マニホールドプレート２６は、マニホールドプレート２６に副マニホールド３０５ａの一部を構成する貫通部２６ａ′′を形成する際に、突出部３５１が残されるようにエッチングされている。また、マニホールドプレート２７，２８は、突出部３５１がないだけで、マニホールドプレート２６と同様にエッチングされて副マニホールド３０５ａを構成する貫通部２７ａ′′，２８ａ′′が形成されている。このようなマニホールドプレート２６〜２８と前述した他のプレートが積層されることで、流路ユニット４が構成され、流路ユニット４内であって、上面に突出部３５１が形成された副マニホールド３０５ａが形成される。

以上のような突出部３５１も流路ユニットの副マニホールド３０５ａ内に設けられているので、前述と同様に圧力室１０と副マニホールド２０５ａとの位置関係が対向するものと対向しないものとのコンプライアンスの差を小さくすることができる。この突出部３５１は、副マニホールド３０５ａ内の上面及び下面を連結するようにされていないが、副マニホールド３０５ａの複数の圧力室１０ａ，１０ｄと対向する上面の一部を跨ぐように副マニホールド３０５ａの長手方向に沿って設けられているので、流路ユニット４の副マニホールド５ａが形成された部分であって、特に副マニホールド３０５ａの上面部分の剛性が向上するので、上述した各実施形態と同様にコンプライアンスの差を小さくすることが可能になる。また、副マニホールド３０５ａ内に突出部３５１だけが設けられているので、その形状などが簡単になり、製造しやすい。

以上、第１実施形態及び第２実施形態のインクジェットヘッド１，２０１によると、副マニホールド５ａ，２０５ａに設けられた梁５１及び突出部２５１によって、圧力室１０と副マニホールド５ａ，２０５ａとの位置関係の相違に起因した圧力室１０のコンプライアンスの差をほぼなくして、ノズル８からのインク吐出速度を一様にすることが可能である。したがって、ノズル８からのインク吐出速度のバラツキがほとんどなくなって、インクジェットヘッド１，２０１，３０１による印刷画像の品質が極めて向上する。また、第３実施形態のインクジェットヘッド３０１によると、副マニホールド３０５ａ内に設けられた突出部３５１によって、圧力室１０と副マニホールド３０５ａとの位置関係の相違に起因した圧力室１０のコンプライアンスの差を小さくして、ノズル８からのインク吐出速度をほぼ一様にすることが可能である。したがって、ノズル８からのインク吐出速度のバラツキが減少し、インクジェットヘッド３０１による印刷画像の品質が向上する。

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さまざまな設計変更が可能なものである。

また、各実施形態における副マニホールド５ａ，２０５ａ，３０５ａは、３枚のマニホールドプレート２６〜２８によって構成されているが、１枚のプレートで構成されていても良いし、または４枚以上のプレートで構成されていても良い。また、第１実施形態での梁５１は２つ形成されているが、１つだけまたは、３つ以上形成されていても良い。また、梁５１構成する分割梁５２〜５４を副マニホールドの側面に連結する連結部６１〜６３が、各マニホールドプレート２６〜２８に１つだけ形成されているが、連結部が１つの分割梁に対して２つ以上設けられていても良い。また、第２実施形態での突出部２５１は、複数ではなく１つだけ形成されていても良い。また、第３実施形態での突出部３５１は、副マニホールド３０５ａの長手方向に沿って離隔された複数の突出部であっても良く、このときは、副マニホールドの上面の各圧力室に対向する部分に少なくとも突出部の一部が重なっていることが好ましい。これにより、上述したようにコンプライアンスの差を小さくすることができる。

さらに、上述した各実施の形態におけるインクジェットヘッドはラインタイプのものであるが、シリアルタイプのインクジェットヘッドであってもよい。また、流路ユニット４の表面に沿ってマトリクス状に配置された複数の圧力室１０の配列方向としては、流路ユニット４の表面に沿っていれば、図５に示した配列方向Ａ，Ｂに限定されず、様々な方向をとってもよい。また、圧力室１０の収まる領域は菱形ではなく平行四辺形など様々な形状であってもよく、それに収まる圧力室１０自体の平面形状も他の形状などに適宜変更してもよい。また、流路ユニット４は、複数のシート状部材を積層したものでなくてもよい。

また、アクチュエータユニット２１における圧電シートや電極の材料は、上述したものに限らず、その他の公知の材料に変更してもよい。また、非活性層として、圧電シート以外の絶縁シートを用いてもよい。さらに活性層を含む層の数、非活性層の数なども、適宜変更してもよく、圧電シートの積層数に伴い、個別電極及び共通電極の数も適宜変更してよい。また、上述の実施形態では共通電極をグランド電位に保つものとしているが、各圧力室１０に共通の電位であればこれに限定されるものではない。

また、上述した実施形態のアクチュエータユニット２１では、活性層を含む層の圧力室側に非活性層が配置されているが、非活性層の圧力室１０側に活性層を含む層が配置されてもよいし、非活性層を設けなくてもよい。ただし、活性層を含む層の圧力室側に非活性層を設けることで、アクチュエータユニット２１の変位効率がさらに向上することが期待できる。

また、上述の実施形態では、図４に示すように、台形とした複数のアクチュエータユニット２１を２列に千鳥状に配置しているが、アクチュエータユニットは必ずしも台形にしなくてもよく、複数のアクチュエータユニットを流路ユニットの長手方向に沿って単に１列に配列してもよい。或いは、アクチュエータユニットを３列以上に千鳥状に配置してもよい。また、１つのアクチュエータユニット２１を複数の圧力室１０に跨って配置するのではなく、各圧力室１０に１つのアクチュエータユニット２１を配置してもよい。

また、共通電極３４は、積層方向への射影領域が圧力室領域を含むように或いは射影領域が圧力室領域に含まれるように圧力室１０ごとに多数形成されたものであってもよく、必ずしも１つのアクチュエータユニット２１内のほぼ全域に設けられた１枚の導電シートである必要はない。ただし、このとき、圧力室１０に対応する部分がすべて同一電位となるように共通電極同士が電気的に接続されていることが必要である。

本発明の第１実施形態によるインクジェットヘッドの外観斜視図である。 図１のII−II線に沿った断面図である。 図２に描かれたインクジェットヘッドに含まれるヘッド本体の平面図である。 図３内に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 図４に描かれた一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 図５のVI−VI線における断面図である。 図５のVII−VII線における断面図である。 図６及び図７に描かれたヘッド本体の部分分解斜視図である。 図４に描かれた一点鎖線で囲まれた領域であって、流路ユニット４を構成するサプライプレートを上面視した場合の拡大図である。 図６に示す副マニホールド内の一部を示す斜視図である。 図６における一点鎖線で囲まれた部分の拡大図を示しており、（ａ）は断面図であり、（ｂ）はアクチュエータユニット２１の表面に接着された個別電極の形状を示す平面図である。 本発明の第２実施形態によるインクジェットヘッドの流路ユニットの要部を上面視した拡大図である。 図１２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図１３に示す副マニホールドの一部を上面視した図である。 図１３に示す副マニホールド内の一部を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態によるインクジェットヘッドの流路ユニットを構成するサプライプレートを上面から見た状態を示す要部拡大図である。 本発明の第３実施形態によるインクジェットヘッドのヘッド本体であって、図５のVI−VI線と同様の箇所における断面を示した図である。

符号の説明

１、２０１、３０１ インクジェットヘッド
４ 流路ユニット
５ マニホールド
５ａ，２０５ａ，３０５ａ 副マニホールド
８ ノズル
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 圧力室
１３ 連通孔
１５ 出口
２１ アクチュエータユニット
２２ キャビティプレート
２５ サプライプレート
３４ 共通電極
３５ 個別電極
３７ ランド部
４１，４２，４３，４４ 圧電シート
５０ ＦＰＣ
５１ 梁（補強部）
７０ ヘッド本体
２５１ 突出部（補強部）
３５１ 突出部（補強部）

Claims (9)

1. 共通インク室と、前記共通インク室の出口から圧力室を経てノズルに至る複数の個別インク流路とを含み、複数の前記圧力室が平面に沿って配置されることによって、前記共通インク室と前記圧力室との位置関係が異なる複数の前記個別インク流路を有する流路ユニットと、
   前記流路ユニットの一表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットと、
   前記共通インク室内に設けられ、前記位置関係が異なる複数の前記個別インク流路に対応した複数の前記圧力室のコンプライアンスの差を小さくする補強部とを備えており、
   前記補強部は、前記共通インク室の長手方向に沿って延在するとともに前記共通インク室の前記一表面と対向する２つの壁面を連結し、前記長手方向に沿って延在し前記対向する２つの壁面と交差する壁面から離隔して配置され、且つ、前記共通インク室の幅方向に突出した複数の連結部によって前記交差する壁面に部分的に連結されており、
   前記複数の連結部が、前記対向する２つの壁面のうち、少なくとも一方の面から離隔しているとともに、前記長手方向に沿って互いに離隔され、前記長手方向及び前記幅方向の両方と直交する方向に関して、互いに異なる高さレベルに配置されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 互いに平行な複数の前記補強部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
3. 前記共通インク室および前記補強部は、複数のシート状部材の積層によって構成され、
   前記複数のシート状部材は、前記シート状部材の積層方向に関して前記補強部を分割した分割補強部と当該分割補強部を前記交差する壁面に連結する前記連結部とをそれぞれ有し、
   前記複数の連結部が、前記交差する壁面から前記共通インク室の幅方向に互いに平行に突出し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ヘッド。
4. 前記流路ユニットが、
   前記ノズルに連通すると共に対角に２つの鋭角部を有する四辺形の平面形状を有する複数の前記圧力室が互いに隣接配置されることによって形成された、互いに平行に延在する複数の圧力室列と、
   前記複数の圧力室列と平行な方向に延在する複数の共通インク流路とを備えており、
   前記複数の圧力室列が、
   一方の鋭角部が第１のノズルに、他方の鋭角部が前記共通インク流路に連通する複数の第１の圧力室によって形成された第１の圧力室列と、
   前記第１の圧力室と隣接するとともに、一方の鋭角部が第２のノズルに、他方の鋭角部が前記共通インク流路に連通する複数の第２の圧力室によって形成された第２の圧力室列と、
   前記第２の圧力室と隣接するとともに、一方の鋭角部が前記共通インク流路に、他方の鋭角部が第３のノズルに連通する複数の第３の圧力室によって形成された第３の圧力室列と、
   前記第３の圧力室と隣接するとともに、一方の鋭角部が前記共通インク流路に、他方の鋭角部が第４のノズルに連通する複数の第４の圧力室によって形成された第４の圧力室列とを有し、
   前記シート状部材の積層方向において、前記第１の圧力室は前記第２の圧力室に比べて前記共通インク室と広い重なり領域を有し、前記第４の圧力室は前記第３の圧力室に比べて前記共通インク室と広い重なり領域を有し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ヘッド。
5. 前記補強部が、前記共通インク室の壁面であって前記一表面と対向する２つの壁面を連結していると共に、前記長手方向に沿って延在し前記対向する２つの壁面と交差する２つの壁面と離隔しつつ前記長手方向に沿って延在した梁を含んでおり、
   前記第１〜第４の圧力室にそれぞれ連通した前記共通インク室の出口が前記梁と重ならない位置に設けられていることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッド。
6. 共通インク室と、前記共通インク室の出口から圧力室を経てノズルに至る複数の個別インク流路とを含み、複数の前記圧力室が平面に沿って配置されることによって、前記共通インク室と前記圧力室との位置関係が異なる複数の前記個別インク流路を有する流路ユニットと、
   前記流路ユニットの一表面に固定されて、前記圧力室の容積を変化させるアクチュエータユニットと、
   前記共通インク室内に設けられ、前記位置関係が異なる複数の前記個別インク流路に対応した複数の前記圧力室のコンプライアンスの差を小さくする補強部とを備えており、
   前記補強部は、前記共通インク室の前記一表面と対向する２つの壁面のうち、少なくとも前記一表面側の壁面と連結し、且つ、前記共通インク室の長手方向に沿って延在し前記対向する２つの壁面と交差する２つの壁面のうち、少なくとも一方の壁面から前記共通インク室の幅方向に突出して形成されているとともに、前記共通インク室の隣接した出口の間に前記長手方向に沿って配置されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
7. 前記補強部は、前記一表面と対向する２つの壁面間に連結されていることを特徴とする請求項６に記載のインクジェットヘッド。
8. 前記補強部は、前記交差する２つの壁面に形成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載のインクジェットヘッド。
9. 前記流路ユニットが、
   前記ノズルに連通すると共に対角に２つの鋭角部を有する四辺形の平面形状を有する複数の前記圧力室が互いに隣接配置されることによって形成された、互いに平行に延在する複数の圧力室列と、
   前記複数の圧力室列と平行な方向に延在する複数の共通インク流路とを備えており、
   前記複数の圧力室列が、
   一方の鋭角部が第１のノズルに、他方の鋭角部が前記共通インク流路に連通する複数の第１の圧力室によって形成された第１の圧力室列と、
   前記第１の圧力室と隣接するとともに、一方の鋭角部が第２のノズルに、他方の鋭角部が前記共通インク流路に連通する複数の第２の圧力室によって形成された第２の圧力室列と、
   前記第２の圧力室と隣接するとともに、一方の鋭角部が前記共通インク流路に、他方の鋭角部が第３のノズルに連通する複数の第３の圧力室によって形成された第３の圧力室列と、
   前記第３の圧力室と隣接するとともに、一方の鋭角部が前記共通インク流路に、他方の鋭角部が第４のノズルに連通する複数の第４の圧力室によって形成された第４の圧力室列とを有し、
   前記補強部および前記共通インク室の出口が、前記第１〜第４の圧力室列における前記圧力室の配列ピッチと同じピッチで設けられていることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットヘッド。

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