JP5598116B2 - 液滴噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、液滴を噴射する液滴噴射装置に関する。

従来から、インクジェットプリンタなどの様々な技術分野において、独立して液滴を噴射可能な複数のノズルを備えた液滴噴射装置が広く用いられている。このような液滴噴射装置は、複数のノズルにそれぞれ連通した複数の圧力室とこれら複数の圧力室にそれぞれ液体を供給する共通液室（マニホールドとも称される）とを含む液体流路構造と、前記複数の圧力室内の液体に選択的に圧力を付与して、対応するノズルから液滴を噴射させるアクチュエータを一般に備えている。

その中でも、特許文献１には、各圧力室へのインク供給を迅速に行うことを目的として、複数の圧力室（流路溝部）のそれぞれに、２つの共通液室（共通インク室）が連通した流路構造を有するインクジェットヘッドが開示されている。具体的には、複数の圧力室が一方向に配列されるとともに、これら複数の圧力室に対して、その配列方向と直交する方向に関する両側に２つの共通液室が配置され、各圧力室はこれら２つの共通液室の両方に連通している。尚、２つの共通液室の、圧力室の配列方向におけるほぼ中央の位置には、これら共通液室にそれぞれインクを供給するための供給口（インク供給孔）が設けられている。このように、１つの圧力室が、その両側に位置する２つの共通液室の両方と連通しているため、共通液室から圧力室へのインク供給が迅速に行われる、とされている。

特開平９−９４９５２号公報（図２）

前記特許文献１においては、一方向に配列された複数の圧力室（流路溝部）の両側に位置する２つの共通液室へ、インクを供給する供給口の位置が、圧力室の配列方向に関して同じ位置（中央位置）にある。そのため、複数の圧力室のうち、配列方向中央側に位置する圧力室と配列方向端側に位置する圧力室とで、供給口から圧力室までの距離（インクが流れる流路の長さ）が異なっている。その結果、複数の圧力室の間で、供給口からの圧力室までの流路抵抗が異なってしまうことになる。

このことは、共通液室から圧力室への液体の供給速度に影響を及ぼす。特に、多数のノズルから同時に液滴を噴射させる場合など、共通液室を流れる流量が多くなる場合には、供給口からの距離が遠く流路抵抗の大きい、末端の圧力室に液体が供給されにくくなり、供給不足が生じやすい。このように一部の圧力室に液体の供給不足が生じると、その圧力室内の圧力が急激に低下することによって、これに連通するノズル内のメニスカスが引き込まれ、メニスカスブレイクが発生する虞がある。その結果、メニスカスブレイクが生じたノズルから液滴を噴射させることができなくなる。

本発明の目的は、複数の圧力室の間における、供給口から圧力室までの流路抵抗の差を極力小さくし、圧力室に液体供給不足が生じるのを防止することである。

第１の発明の液滴噴射装置は、複数のノズルと、前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室と、前記複数の圧力室に連通し、これら複数の圧力室のそれぞれに液体を供給する共通液室が形成された、流路ユニットと、前記流路ユニットに設けられて、前記複数の圧力室内の液体にノズルから噴射させるための圧力をそれぞれ付与するアクチュエータと、を備え、前記複数の圧力室は、複数の圧力室列を構成し、前記複数の圧力室列のそれぞれに対して２つの前記共通液室が設けられるとともに、各圧力室列に属する前記複数の圧力室のそれぞれは前記２つの共通液室の両方に連通しており、前記２つの共通液室には、これら共通液室に液体を供給するための液体供給口がそれぞれ設けられ、各圧力室列に属する前記複数の圧力室のそれぞれについて、一方の前記共通液室の前記液体供給口から前記圧力室までの液体が流れる流路の長さが長くなるほど、他方の前記共通液室の前記液体供給口から前記圧力室までの液体が流れる流路の長さが短くなるような位置であって、各圧力室列に属する前記複数の圧力室において、一方の前記共通液室の前記液体供給口から前記圧力室までの液体が流れる流路の長さと他方の前記共通液室の前記液体供給口から前記圧力室までの液体が流れる流路の長さとの和が互いに等しくなるような位置に、前記２つの共通液室の前記液体供給口が配置されていることを特徴とするものである。

本発明においては、複数の圧力室のそれぞれが２つの共通液室の両方に連通しており、１つの圧力室に対して２つの共通液室から液体が供給される。さらに、複数の圧力室のそれぞれについて、一方の共通液室の液体供給口から圧力室までの液体が流れる流路の長さが長くなるほど、他方の共通液室の液体供給口から圧力室までの液体が流れる流路の長さが短くなっている。そのため、２つの共通液室の液体供給口から１つの圧力室へそれぞれ向かう、２つの液体供給経路の流路抵抗の総和で見ると、複数の圧力室間での流路抵抗の差（ばらつき）が小さくなるとともに、液体供給口から圧力室までの流路抵抗の最大値を小さくすることが可能であり、圧力室に供給不足が生じるのを防止できる。

第２の発明の液滴噴射装置は、前記第１の発明において、前記複数の圧力室は所定の第１方向に配列されて前記複数の圧力室列を構成し、前記複数の圧力室列のそれぞれに対応する前記２つの共通液室が、それぞれ前記複数の圧力室列と平行に延在しており、一方の前記共通液室の前記第１方向に関する一端部に前記液体供給口が設けられるとともに、他方の前記共通液室においては、前記一方の共通液室とは反対の、前記第１方向に関する他端部に前記液体供給口が設けられていることを特徴とするものである。

１列の圧力室列に対して、２つの共通液室が平行に配置されている場合に、２つの共通液室で、互いに逆の端部に液体供給口がそれぞれ設けられることで、複数の圧力室間における、液体供給口から圧力室までの流路抵抗の差を小さくすることができる。

第３の発明の液滴噴射装置は、前記第２の発明において、前記複数の圧力室列が前記第１方向と直交する第２方向に並べて配置されるとともに、複数の前記共通液室が前記複数の圧力室列を１列ずつ挟むように前記第２方向に配置されて、前記複数の圧力室列と前記複数の共通液室が前記第２方向において交互に配置されており、各圧力室列に属する前記複数の圧力室は、その圧力室列の両側に配置された２つの前記共通液室にそれぞれ連通しており、隣接する２列の前記圧力室列の間に位置する１つの前記共通液室は、前記隣接する２列の圧力室列の両方に連通していることを特徴とするものである。

本発明では、複数の圧力室列が、圧力室の配列方向と直交する第２方向に並べて配置され、さらに、各圧力室列に対して、対応する２つの共通液室がその両側に配置される。このときに、隣接する２列の圧力室列の間においては、１つの共通液室を２列の圧力室列の両方に連通させて、２列の圧力室列に共用させることにより、共通液室の数を減らすことができる。

第４の発明の液滴噴射装置は、前記第３の発明において、前記隣接する２列の圧力室列の間に配置されてこれら両方の列に連通する、前記１つの共通液室は、前記複数の圧力室列に対して前記第２方向における外側に配置されて端に位置する１列の前記圧力室列にのみ連通する前記共通液室と比べて、流路断面積が大きくなっていることを特徴とするものである。

２列の圧力室列の間に配置され、これら両方の列に液体を供給する共通液室については、端に位置する１列の圧力室列にのみ液体を供給する共通液室よりも、流路断面積（流路長手方向（第１方向）と直交する断面）を大きくすることで、前記２列の圧力室列に属する圧力室に、液体の供給不足が生じることが確実に防止される。

第５の発明の液滴噴射装置は、前記第３又は第４の発明において、前記第２方向に配置された前記複数の共通液室のうち、１つ置きに配置されて、前記第１方向に関して同じ側の端部に前記液体供給口が設けられている２以上の共通液室が、前記第１方向に関して前記液体供給口が設けられた端部とは反対側の端部において互いに連通していることを特徴とするものである。

この構成によれば、１つ置きに配置された２以上の共通液室間で液体を融通させることができる。例えば、一部の共通液室においては供給流量が多いものの、それ以外の共通液室については供給に余裕がある場合に、その余裕分を回すことにより、液体供給不足を一層確実に防止できる。
第６の発明の液滴噴射装置は、前記第３又は第４の発明において、前記複数の圧力室列が、前記第２方向に並べて配置された第１圧力室列、第２圧力室列、及び第３圧力室列を含み、前記複数の共通液室が、前記第２方向に並べて配置された第１共通液室、第２共通液室、第３共通液室、及び第４共通液室を含み、前記第１圧力室列に属する前記複数の圧力室は、その圧力室列の両側に配置された前記第１共通液室及び前記第２共通液室にそれぞれ連通しており、前記第２圧力室列に属する前記複数の圧力室は、その圧力室列の両側に配置された前記第２共通液室及び前記第３共通液室にそれぞれ連通しており、前記第３圧力室列に属する前記複数の圧力室は、その圧力室列の両側に配置された前記第３共通液室及び前記第４共通液室にそれぞれ連通しており、前記第１共通液室及び前記第３共通液室は、それぞれの前記第１方向に関する一端部において、前記第２方向に延在する第１連通部を介して互いに連通しており、前記第２共通液室及び前記第４共通液室は、それぞれの前記第１方向に関する他端部において、前記第２方向に延在する第２連通部を介して互いに連通しており、前記第１連通部及び前記第２連通部それぞれの前記第２方向の中央に前記液体供給口が設けられていることを特徴とするものである。
第７の発明の液滴噴射装置は、前記第１〜第６のいずれかの発明において、前記液体供給口は、前記共通液室が延在する面と交差する方向に液体を供給するものであることを特徴とする。

本発明によれば、複数の圧力室のそれぞれについて、一方の共通液室の液体供給口から圧力室までの液体が流れる流路の長さが長くなるほど、他方の共通液室の液体供給口から圧力室までの液体が流れる流路の長さが短くなっている。そのため、複数の圧力室間における、液体供給口から圧力室までの流路抵抗の差が小さくなるとともに、液体供給口から圧力室までの流路抵抗の最大値を小さくすることが可能であり、圧力室に供給不足が生じるのを防止できる。

本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略平面図である。 インクジェットヘッドの平面図である。 （ａ）は図２のＡ部拡大図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 変更形態１のインクジェットヘッドの平面図である。 変更形態２のインクジェットヘッドの平面図である。 参考例１のインクジェットヘッドの平面図である。 変更形態３の図２相当図であり、（ａ）はインクジェットヘッドの一部拡大図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 参考例２のインクジェットヘッドの平面図である。

次に、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、記録用紙に対してインクの液滴を噴射するインクジェットヘッド（液滴噴射装置）を備え、記録用紙に画像等を記録する、インクジェットプリンタに本発明を適用した一例である。

まず、本実施形態のインクジェットプリンタ１の概略構成について説明する。図１は、本実施形態のインクジェットプリンタの概略平面図である。この図１に示すように、プリンタ１は、一方向に沿って往復移動可能に構成されたキャリッジ２と、このキャリッジ２に搭載されたインクジェットヘッド３と、インクジェットヘッド３で使用されるインクを貯留するインクカートリッジ５ａ〜５ｄと、記録用紙Ｐを図１の搬送方向に搬送する搬送機構６等を備えている。

キャリッジ２は、図１の左右方向（走査方向）に平行に延びる２本のガイド軸１７に沿って往復移動可能に構成されている。また、キャリッジ２には、無端ベルト１８が連結されており、キャリッジ駆動モータ１９によって無端ベルト１８が走行駆動されたときに、キャリッジ２は、無端ベルト１８の走行に伴って左右方向に移動するようになっている。

このキャリッジ２には、インクジェットヘッド３が搭載されている。インクジェットヘッド３は、その下面（図１の紙面向こう側の面）に多数のノズル５０（図２、図３参照）を備えている。また、キャリッジ２に一体的に設けられたチューブジョイント２０に可撓性のチューブ１１が連結され、インクジェットヘッド３と４つのインクカートリッジ５ａ〜５ｄとが４本のチューブ１１によって接続されている。

４つのインクカートリッジ５ａ〜５ｄには、例えば、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの、４色のインクがそれぞれ貯留されており、これらのインクカートリッジ５ａ〜５ｄは、ホルダ１０に着脱自在に装着されている。

これら４つのインクカートリッジ５ａ〜５ｄに貯留された４色のインクは、４本のチューブ１１を介してインクジェットヘッド３に供給される。そして、インクジェットヘッド３は、キャリッジ２とともに走査方向に往復移動しつつ、その下面に設けられた多数のノズル５０（図２参照）から、搬送機構６により図１の下方（搬送方向）に搬送される記録用紙Ｐにインクの液滴を噴射する。

搬送機構６は、インクジェットヘッド３よりも搬送方向上流側に配置された供給ローラ２５と、インクジェットヘッド３よりも搬送方向下流側に配置された排出ローラ２６とを有する。供給ローラ２５と排出ローラ２６は、それぞれ、供給モータ２７と排出モータ２８により回転駆動される。そして、この搬送機構６は、供給ローラ２５により、記録用紙Ｐを図１の上方からインクジェットヘッド３に供給するとともに、排出ローラ２６により、インクジェットヘッド３によって画像や文字等が記録された記録用紙Ｐを図１の下方へ排出するように構成されている。

次に、インクジェットヘッド３について説明する。図２はインクジェットヘッドの平面図、図３（ａ）は図２のＡ部拡大図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図２、図３に示すように、インクジェットヘッド３は、ノズル５０や圧力室４４を含むインク流路が形成された流路ユニット３０と、圧力室４４内のインクに圧力を付与する圧電アクチュエータ３１とを備えている。尚、図２では、図面の簡単のため、１つのインクカートリッジ５と接続された、１色のインクを噴射するための流路やアクチュエータの構成のみが示されている。実際には、図２に示される構成が走査方向に並べて設けられることによって、インクジェットヘッド３は、４色のインクカートリッジからそれぞれ供給された４色のインクを噴射することが可能となっている。

まず、流路ユニット３０について説明する。図３（ｂ）に示すように、流路ユニット３０はキャビティプレート４０、ベースプレート４１、マニホールドプレート４２、及びノズルプレート４３を備えており、これら４枚のプレート４０〜４３が積層状態で接合されている。このうち、キャビティプレート４０、ベースプレート４１及びマニホールドプレート４２は、それぞれ、ステンレス鋼等の金属材料からなる平面視で略矩形状の板である。そのため、これら３枚のプレート４０〜４２に、後述するマニホールド４７や圧力室４４等のインク流路をエッチングにより容易に形成することができるようになっている。また、ノズルプレート４３は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂材料により形成され、マニホールドプレート４２の下面に接着剤で接合される。あるいは、このノズルプレート４３も、他の３枚のプレート４０〜４２と同様にステンレス鋼等の金属材料で形成されていてもよい。

図２、図３に示すように、４枚のプレート４０〜４３のうち、最も上方に位置するキャビティプレート４０には、その面と平行な方向に沿って配列された複数の圧力室４４がキャビティプレート４０を貫通する孔により形成されている。各圧力室４４は、平面視で走査方向（図２の左右方向）に長い、略楕円形状に形成されている。また、複数の圧力室４４は、搬送方向（図２の上下方向：第１方向）に所定のピッチで配列されるとともに、走査方向（第２方向）に並ぶ３列の圧力室列５１ａ〜５１ｃを構成している。尚、３列の圧力室列５１ａ〜５１ｃにそれぞれ属する圧力室４４は、その配列方向における位置が互いにずれている（具体的には、隣接する圧力室列５１間で、圧力室４４の位置が、各圧力室列５１における圧力室配列ピッチの１／３の間隔だけずれている）。また、図３（ｂ）に示すように、複数の圧力室４４は上下両側から、後述する圧電アクチュエータ３１の振動板６０及びベースプレート４１によりそれぞれ覆われている。

図３に示すように、ベースプレート４１の、平面視で圧力室４４の長手方向両端部に２つの連通孔４５，４６が形成され、さらに、圧力室４４の長手方向中央部と重なる位置には連通孔４８が形成されている。また、マニホールドプレート４２には、１列の圧力室列５１に対して、これと平行に延在するとともに、各圧力室４４の両端部の２つの連通孔４５，４６と重なるように配置された２本のマニホールド４７（共通液室）が形成されている。また、図２に示すように、マニホールド４７は、流路ユニット３０上に設けられた振動板６０に形成されているインク供給口５２（液体供給口）と接続され、インクカートリッジ５（図１参照）から供給されたインクが、インク供給口５２からマニホールド４７を介して各圧力室４４に供給されるようになっている。尚、マニホールド４７やインク供給口５２の配置等については後ほど詳しく説明する。

また、マニホールドプレート４２の、平面視で圧力室４４の中央部（ベースプレート４１の連通孔４８）と重なる位置に、連通孔４９が形成されている。一方、ノズルプレート４３の、平面視で連通孔４９に重なる位置にはノズル５０が形成されている。図２に示すように、複数のノズル５０は、複数の圧力室４４の中央部にそれぞれ重なるように配置され、圧力室４４と同様、３列のノズル列を構成している。

以上より、図３（ｂ）に示すように、２本のマニホールド４７が２つの連通孔４５，４６を介して１つの圧力室４４にそれぞれ連通し、さらに、１つの圧力室４４は、連通孔４８，４９を介して１つのノズル５０に連通している。このように、流路ユニット３０内には、２本のマニホールド４７から１つの圧力室４４を経て１つのノズル５０に至る個別インク流路が複数形成されている。

次に、複数の圧力室４４にインクを供給する、マニホールド４７の具体的な構成について説明する。図２に示すように、本実施形態では、流路ユニット３０に４本のマニホールド４７（４７ａ〜４７ｄ）が設けられている。各マニホールド４７は、圧力室列５１と平行に延在し、平面視で、圧力室列５１を構成する複数の圧力室４４の長手方向両端部（２つの連通孔）と部分的に重なるように配置されている。そして、図３に示すように、１列の圧力室列５１に属する圧力室４４のそれぞれが、その両側に位置する２本のマニホールド４７の両方と、２つの連通孔４５，４６を介して連通している。つまり、１つの圧力室４４に対して、２本のマニホールド４７からそれぞれインクが供給されるようになっている。

また、図２に示されているように、４本のマニホールド４７ａ〜４７ｄは、平面視で、３列の圧力室列５１ａ〜５１ｃを１列ずつ挟むように走査方向に配置されている。別の言い方をすれば、３列の圧力室列５１ａ〜５１ｃと４本のマニホールド４７ａ〜４７ｄが走査方向（第２方向）において交互に配置されている。この構成では、隣接する２列の圧力室列５１の間にマニホールド４７が１本のみ存在することになるが、この１本のマニホールド４７は、その両側の２列の圧力室列５１の両方に連通し、これら２列の圧力室列５１の双方にインクを供給する。このように、隣接する２列の圧力室列５１の間においては、１つのマニホールド４７を２列の圧力室列５１の両方に連通させて、２列の圧力室列５１に共用させることで、１つの圧力室列５１に対して２本のマニホールド４７からインクを供給する構成を採用しつつ、マニホールド４７の数を減らしてインクジェットヘッド３が大型化するのを防止できる。

尚、４本のマニホールド４７ａ〜４７ｄのうち、中央の２本のマニホールド４７ｂ，４７ｃは、それぞれ２列の圧力室列５１の間に配置されて、これら２列の圧力室列５１にインクを供給するのに対して、３列の圧力室列５１ａ〜５１ｃよりも走査方向における外側に位置しているマニホールド４７ａ，４７ｄは、端に位置する１列の圧力室列５１にのみインクを供給する。つまり、中央側のマニホールド４７ｂ，４７ｃは、端に位置するマニホールド４７ａ，４７ｄよりも、インクを供給する圧力室４４の数が多くなっている。そこで、中央側のマニホールド４７ｂ、４７ｃにおけるインク供給不足を防止するために、これらマニホールド４７ｂ，４７ｃの流路抵抗を低くすることが好ましく、そのためには、流路断面積（マニホールド４７の長手方向（搬送方向）と直交する面における断面積）が、端に位置するマニホールド４７ａ，４７ｄと比べて大きくなっていることが好ましい。具体的には、図２においては、マニホールド４７ｂ，４７ｃの流路幅が、マニホールド４７ａ，４７ｄと比べて大きくなった形態が図示されている。

さらに、図２に示すように、４本のマニホールド４７ａ〜４７ｄは、それぞれ、平面視で、圧力室４４の配置領域よりも搬送方向における外側の領域（図２における上部領域と下部領域）まで引き出されている。但し、隣接するマニホールド４７間で前記引き出し方向は逆になっている。具体的には、図２の左から１つ目のマニホールド４７ａと３つ目のマニホールド４７ｃが図中上方に引き出されてその先で互いに連通している。一方、図２の左から２つ目のマニホールド４７ｂと４つ目のマニホールド４７ｄが図中下方に引き出されてその先で互いに連通している。さらに、４本のマニホールド４７が２本ずつ引き出された先の２つの連通部５３は、流路ユニット３０の上面に配置される振動板６０に形成された２つのインク供給口５２（５２ａ，５２ｂ）と接続されている。尚、２つのインク供給口５２ａ，５２ｂは、共に、１種類のインクを貯留する１つのインクカートリッジ（図１参照）と接続され、２つのインク供給口５２ａ，５２ｂには同色のインクが供給される。

つまり、１列の圧力室列５１を挟むように配置された２本のマニホールド４７に関して、一方のマニホールド４７においては長さ方向一端部にインク供給口５２が設けられるとともに、他方のマニホールド４７においては、前記一方のマニホールド４７とは反対の、長さ方向他端部にインク供給口５２が設けられている。これにより、１列の圧力室列５１に属する複数の圧力室４４のそれぞれについて、一方のマニホールド４７のインク供給口５２から圧力室４４までのインクが流れる流路長さが長いほど、他方のマニホールド４７のインク供給口５２から圧力室４４までのインクが流れる流路の長さが短くなっている。例えば、圧力室列５１ａにおいて、この圧力室列５１ａの搬送方向下流側の端（図中下端）に位置する圧力室４４は、一方のマニホールド４７ａに接続されたインク供給口５２ａからの距離は最も遠いが、他方のマニホールド４７ｂに接続されたインク供給口５２ｂからの距離は逆に最も近くなっている。これにより、２本のマニホールド４７のインク供給口５２から１つの圧力室４４へそれぞれ向かう、２つのインク供給経路の流路抵抗の総和で見ると、１列の圧力室列５１に属する複数の圧力室４４間で、インク供給口５２から圧力室４４までの流路抵抗の差（ばらつき）が小さくなっている。

次に、圧電アクチュエータ３１について説明する。図２、図３に示すように、圧電アクチュエータ３１は、複数の圧力室４４を覆うように流路ユニット３０（キャビティプレート４０）の上面に配置された振動板６０と、この振動板６０の上面に、複数の圧力室４４と対向するように配置された圧電層６１と、圧電層６１の上面に配置された複数の個別電極６２とを備えている。

振動板６０は、平面視で略矩形状の金属板であり、例えば、ステンレス鋼等の鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、あるいは、チタン系合金などからなる。この振動板６０は、キャビティプレート４０の上面に複数の圧力室４４を覆うように配設された状態で、キャビティプレート４０に接合されている。また、導電性を有する振動板６０の上面は、圧電層６１の下面側に配置されることによって、上面の複数の個別電極６２との間で圧電層６１に厚み方向の電界を生じさせる、共通電極を兼ねている。この共通電極としての振動板６０は、圧電アクチュエータ３１を駆動するドライバＩＣ６７のグランド配線に接続されて、常にグランド電位に保持される。

圧電層６１は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料からなり、平板状に形成されている。図２に示すように、この圧電層６１は、振動板６０の上面において、複数の圧力室４４に跨るように連続的に形成されている。

圧電層６１の上面の、複数の圧力室４４と対向する領域には、複数の個別電極６２がそれぞれ配置されている。各々の個別電極６２は圧力室４４よりも一回り小さい略楕円形の平面形状を有し、圧力室４４の中央部と対向している。また、複数の個別電極６２にはドライバＩＣ６７を実装したフレキシブル配線基板（図示省略）が接合され、この配線基板上の配線を介して複数の個別電極６２がドライバＩＣ６７と接続されている。

また、複数の個別電極６２と共通電極としての振動板６０とに挟まれた、複数の圧電層６１の部分（活性部６６）は、予め、その厚み方向に分極されている。そして、個別電極６２と振動板６０との間に電位差（電圧）が発生したときには、活性部６６には圧電変形（圧電歪み）が発生し、この変形によって、その活性部６６と対向する圧力室４４内のインクに圧力が付与されることになる。

以上の圧電アクチュエータ３１の、インク噴射時における動作について説明する。ドライバＩＣ６７から、ある個別電極６２に対して所定の駆動電位が付与されると、この駆動電位が付与された個別電極６２と、グランド電位に保持されている共通電極としての振動板６０との間に電位差が生じ、振動板６０と個別電極６２の間に挟まれた圧電層６１の部分（活性部６６）に厚み方向に電界が印加される。この電界の方向は活性部６６の分極方向と平行であるので、この活性部６６は、電界が印加された部分において厚み方向に伸びて面方向に収縮する。一方、振動板６０は、圧力室４４の周囲領域においてキャビティプレート４２に固定されていることから、上側の圧電層６１が面方向に収縮することによって、下側の振動板６０は、圧力室４４と対向する領域において、圧力室４４側に凸となるように変形する（ユニモルフ変形）。このとき、圧力室４４の容積が減少することから、その内部のインクの圧力が上昇し、圧力室４４に連通するノズル５０からインクの液滴が噴射される。

ここで、圧電アクチュエータ３１により、１列の圧力室列５１に属する圧力室４４の全てにそれぞれ圧力を付与して、全てのノズル５０から同時に液滴を噴射させる場合など、１列の圧力室列５１の中で、同時に駆動される圧力室４４の数が多いと、インク供給口５２から供給され、マニホールド４７内を流れるインクの流量が多くなる。この場合に、複数の圧力室４４の間で、インク供給口５２から圧力室４４に至るまでの流路抵抗が異なっていると、流路抵抗が大きい圧力室４４においては、インクの供給が遅れることにより圧力が低下するために、ノズル５０のメニスカスがブレイクする虞がある。メニスカスブレイクが生じたノズル５０からは、その後の液滴を噴射させることができなくなり、記録用紙Ｐに記録される画像や文字等の品質が保証できなくなるため、液滴の噴射を中止せざるを得ない。

しかしながら、本実施形態では、図２に示されるように、１列の圧力室列５１に連通する２本のマニホールド４７において、互いに反対側の端部にインク供給口５２が設けられている。そのため、一方のマニホールド４７のインク供給口５２から圧力室４４までのインクが流れる流路長さが長いほど、他方のマニホールド４７のインク供給口５２から圧力室４４までのインクが流れる流路の長さが短くなっている。従って、複数の圧力室４４の間で、インク供給口５２から圧力室４４までの流路抵抗の差（ばらつき）が小さくなり、一部（特に、マニホールド４７の末端位置）の圧力室４４に供給不足が生じることが防止される。したがって、ノズル５０において、メニスカスブレイクを生じることなく、すなわち、液滴の噴射を中止することなく、記録用紙Ｐに記録させることができる。

次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。

１］前記実施形態では、図２に示すように、同一方向に引き出された２本のマニホールド４７に対して１つのインク供給口５２が接続されていたが、図４のインクジェットヘッド３Ａのように、４本のマニホールド４７ａ〜４７ｄのそれぞれについてインク供給口５２が設けられていてもよい（変更形態１）。

２］図５のインクジェットヘッド３Ｂのように、同一方向に引き出された、走査方向（第２方向）に１つ置きに配置されている２本のマニホールド４７（マニホールド４７ａとマニホールド４７ｃ、マニホールド４７ｂとマニホールド４７ｄ）は、搬送方向（第１方向）に関して同じ側の端部にインク供給口５２が設けられているが、これら２本のマニホールド４７が、インク供給口５２が設けられた端部とは反対側の端部において互い連通していてもよい（変更形態２）。この構成によれば、同じ側の端部にインク供給口５２が設けられている２つのマニホールド４７間で、インクを融通させることができる。例えば、ある圧力室列５１については同時に駆動される圧力室４４の数が多いために、この圧力室列５１に連通するマニホールド４７についてはインク供給流量が多いものの、他のマニホールド４７については供給流量に余裕がある場合に、その余裕のあるマニホールド４７からインクを回すことにより、圧力室４４へのインク供給不足を一層確実に防止できる。

尚、図５においては、マニホールド４７ａとマニホールド４７ｃの連通する部分が、マニホールド４７ｂと平面的に重なった位置に配置されているが、例えば、この連通する部分が、図示しないが、キャビティプレート４０に設けられ、同じく図示しないベースプレート４１に設けられた貫通孔を介して、マニホールド４７ａ、４７ｃと連通していてもよい。あるいは、マニホールド４７ａとマニホールド４７ｃの連通する部分が、マニホールドプレート４２において搬送方向（第１方向）のマニホールド４７ｂよりも図５の下方に設けられて、マニホールド４７ｂと平面的に重なっていない配置形態を取ることも可能であり、この場合には、前記連通する部分が、マニホールドプレート４２と異なるプレートに設けられる必要はない。また、この連通する部分の構成は、マニホールド４７ｂとマニホールド４７ｄの連通する部分についても同様である。

参考例１］図６のインクジェットヘッド３Ｃは、１列の圧力室列５１と、これに対応する２本のマニホールド４７ａ，４７ｂのみを有する、単純な流路構造である。

また、１列の圧力室列５１に対して、２つのマニホールド４７が、１列の圧力室列５１を挟むように配置されている必要は必ずしもなく、１列の圧力室列５１に対して一方側に、２つのマニホールド４７の両方が平行に配置されていてもよい。

３］マニホールド４７から圧力室４４を経由してノズル５０に至る個別インク流路の構造は、図３に示される前記実施形態のものに限られない。例えば、図７に示すように、圧力室４４の両側にそれぞれ配置された２つのマニホールド４７の両方が圧力室４４の同じ端部に連通する一方で、圧力室４４のマニホールド４７と連通する端部と反対側の端部に、ノズル５０が連通した構造であってもよい（変更形態３）。具体的には、圧力室４４に対して図中右側のマニホールド４７が圧力室４４の右端部と連通する一方で、図中左側のマニホールド４７も、マニホールドプレート４２に形成された連通路７０を介して圧力室４４の右端部と連通している。また、圧力室４４の左端部にはノズル５０が連通している。尚、この図７においては、２つのマニホールド４７から１つの圧力室４４（の右端部）までの流路の長さが異なっている。そこで、２つのマニホールド４７から圧力室４４までの流路抵抗がほぼ等しくなるように、連通路７０の流路断面積を大きくするなどして、流路長さが長い、図中左側のマニホールド４７から圧力室４４までの流路の流路断面積を、図中右側のマニホールド４７から圧力室４４までの流路と比べて、大きくすることが好ましい。

参考例２］１列の圧力室列５１に属する複数の圧力室４４の間で、インク供給口から圧力室４４までの流路抵抗（インクが流れる流路の長さ）の差（ばらつき）を小さくすることを実現するための構成は、前記実施形態のものには限られない。

例えば、図８のインクジェットヘッド３Ｅ（参考例２）においては、１列の圧力室列５１に対して、これに平行に延在する２つのマニホールド４７ａ、４７ｂが存在する構成であって、一方（図中左側）のマニホールド４７ａについてはその長手方向中央部にインク供給口５２ａが接続され、他方（図中右側）のマニホールド４７ｂについては長手方向両端部にそれぞれ２つのインク供給口５２ｂが接続されている。この構成においては、配列方向の端に位置する圧力室４４については、マニホールド４７ｂのインク供給口５２ｂからの距離（流路長）は長いものの、マニホールド４７ａのインク供給口５２ａからの距離は近くなっている。また、配列方向の中央に位置する圧力室４４については、２つのインク供給口５２ａ，５２ｂとの関係が上記と逆になっている。従って、この構成でも、複数の圧力室４４の間での、インク供給口５２から圧力室４４までの流路抵抗の差が小さくなる。

また、本発明の適用は、圧力室４４が直線的に配列されるとともに、対応するマニホールド４７もその配列方向に沿って直線的に延在しているような構成に限られるものでもない。例えば、複数の圧力室４４が湾曲状や蛇行状に並べられている場合でも適用可能である。この場合、複数の圧力室４４の配置形状に倣うようにマニホールド４７の形状を形成してもよく、また、複数の圧力室４４の配置形状に関わらずマニホールド４７は一方向に延在するように形成してもよい。

尚、以上説明した実施形態及びその変更形態は、液滴噴射装置の一種であるインクジェットヘッドに本発明を適用した例であるが、本発明の適用対象はこれには限られない。即ち、噴射される液体の種類、用途、技術分野に関係なく、本発明を適用することが可能である。

３，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｅ インクジェットヘッド
３０ ノズル
３０ 流路ユニット
３１ 圧電アクチュエータ
４４ 圧力室
４７ マニホールド
５１ 圧力室列
５２ インク供給口

Claims (7)

1. 複数のノズルと、前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室と、前記複数の圧力室に連通し、これら複数の圧力室のそれぞれに液体を供給する共通液室が形成された、流路ユニットと、
   前記流路ユニットに設けられて、前記複数の圧力室内の液体にノズルから噴射させるための圧力をそれぞれ付与するアクチュエータと、を備え、
   前記複数の圧力室は、複数の圧力室列を構成し、
   前記複数の圧力室列のそれぞれに対して２つの前記共通液室が設けられるとともに、各圧力室列に属する前記複数の圧力室のそれぞれは前記２つの共通液室の両方に連通しており、
   前記２つの共通液室には、これら共通液室に液体を供給するための液体供給口がそれぞれ設けられ、
   各圧力室列に属する前記複数の圧力室のそれぞれについて、一方の前記共通液室の前記液体供給口から前記圧力室までの液体が流れる流路の長さが長くなるほど、他方の前記共通液室の前記液体供給口から前記圧力室までの液体が流れる流路の長さが短くなるような位置であって、各圧力室列に属する前記複数の圧力室において、一方の前記共通液室の前記液体供給口から前記圧力室までの液体が流れる流路の長さと他方の前記共通液室の前記液体供給口から前記圧力室までの液体が流れる流路の長さとの和が互いに等しくなるような位置に、前記２つの共通液室の前記液体供給口が配置されていることを特徴とする液滴噴射装置。
2. 前記複数の圧力室は所定の第１方向に配列されて前記複数の圧力室列を構成し、
   前記複数の圧力室列のそれぞれに対応する前記２つの共通液室が、それぞれ前記複数の圧力室列と平行に延在しており、
   一方の前記共通液室の前記第１方向に関する一端部に前記液体供給口が設けられるとともに、他方の前記共通液室においては、前記一方の共通液室とは反対の、前記第１方向に関する他端部に前記液体供給口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液滴噴射装置。
3. 前記複数の圧力室列が前記第１方向と直交する第２方向に並べて配置されるとともに、複数の前記共通液室が前記複数の圧力室列を１列ずつ挟むように前記第２方向に配置されて、前記複数の圧力室列と前記複数の共通液室が前記第２方向において交互に配置されており、
   各圧力室列に属する前記複数の圧力室は、その圧力室列の両側に配置された２つの前記共通液室にそれぞれ連通しており、
   隣接する２列の前記圧力室列の間に位置する１つの前記共通液室は、前記隣接する２列の圧力室列の両方に連通していることを特徴とする請求項２に記載の液滴噴射装置。
4. 前記隣接する２列の圧力室列の間に配置されてこれら両方の列に連通する、前記１つの共通液室は、前記複数の圧力室列に対して前記第２方向における外側に配置されて端に位置する１列の前記圧力室列にのみ連通する前記共通液室と比べて、流路断面積が大きくなっていることを特徴とする請求項３に記載の液滴噴射装置。
5. 前記第２方向に配置された前記複数の共通液室のうち、１つ置きに配置されて、前記第１方向に関して同じ側の端部に前記液体供給口が設けられている２以上の共通液室が、前記第１方向に関して前記液体供給口が設けられた端部とは反対側の端部において互いに連通していることを特徴とする請求項３又は４に記載の液滴噴射装置。
6. 前記複数の圧力室列が、前記第２方向に並べて配置された第１圧力室列、第２圧力室列、及び第３圧力室列を含み、
   前記複数の共通液室が、前記第２方向に並べて配置された第１共通液室、第２共通液室、第３共通液室、及び第４共通液室を含み、
   前記第１圧力室列に属する前記複数の圧力室は、その圧力室列の両側に配置された前記第１共通液室及び前記第２共通液室にそれぞれ連通しており、
   前記第２圧力室列に属する前記複数の圧力室は、その圧力室列の両側に配置された前記第２共通液室及び前記第３共通液室にそれぞれ連通しており、
   前記第３圧力室列に属する前記複数の圧力室は、その圧力室列の両側に配置された前記第３共通液室及び前記第４共通液室にそれぞれ連通しており、
   前記第１共通液室及び前記第３共通液室は、それぞれの前記第１方向に関する一端部において、前記第２方向に延在する第１連通部を介して互いに連通しており、
   前記第２共通液室及び前記第４共通液室は、それぞれの前記第１方向に関する他端部において、前記第２方向に延在する第２連通部を介して互いに連通しており、
   前記第１連通部及び前記第２連通部それぞれの前記第２方向の中央に前記液体供給口が設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の液滴噴射装置。
7. 前記液体供給口は、前記共通液室が延在する面と交差する方向に液体を供給するものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の液滴噴射装置。

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