JP2008030354A - 液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クロストークの発生を抑制すると共に、小型化を可能とする。
【解決手段】流路ユニット４０において、平面視で１列に配列された複数の圧力室２１に重なる位置に、圧力室２１の配列方向に沿って延在する２つのマニホールド２５ａ、２５ｂを配置する。マニホールド２５ａは、絞り流路２７を介して奇数番目の圧力室１２に連通する。一方、マニホールド２５ｂは、絞り流路２７を介して偶数番目の圧力室１２に連通する。そして、奇数番目の圧力室２１に形成されており、マニホールド２５ａから供給されるインクが流入するインク流入口３２と、偶数番目の圧力室２１に形成されており、マニホールド２５ｂからインクが流入するインク流入口３２とが、圧力室２１の配列方向に沿う同一直線上に位置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ノズルから液滴を吐出する液滴吐出装置に関する。

被吐出体に液滴を吐出する液滴吐出装置として、特許文献１には、ノズルから記録用紙にインクを吐出するインクジェットヘッドが開示されている。かかるインクジェットヘッドは、複数のノズルにそれぞれ連通していると共に、一方向に沿って配列された複数の圧力室と、圧力室に連通していると共に、圧力室の配列方向に沿って延在するマニホールドとを備えている。そして、１つの圧力室列に属する圧力室には、当該圧力室列の配列方向に沿って延在する１つのマニホールドからインクが供給される。かかるインクジェットヘッドにおいては、圧電アクチュエータで圧力室内のインクに圧力を付与することにより、ノズルからインクが吐出されるように構成されている。

上述のように、１つの圧力室列に属する圧力室に、１つのマニホールドからインクを供給する場合には、ある圧力室における圧力変動が、マニホールドを介して隣接する別の圧力室に伝播する、いわゆるクロストークが生じやすい。クロストークが生じると、インクジェットヘッドの吐出安定性が損なわれることになる。

一方、特許文献２には、１つの圧力室列に属する圧力室のうち互いに隣接する２つの圧力室に対して、互いに異なる２つのマニホールドからそれぞれインクが供給されるインクジェットヘッドが開示されている。より詳細には、特許文献２のインクジェットヘッドでは、複数の圧力室のうち端から奇数番目の圧力室には、マニホールドから供給されるインクが流入するインク流入口が、圧力室の配列方向と直交する方向に沿う一端に形成されている。また、偶数番目の圧力室には、インク流入口が前記一端に対する他端に形成されている。そして、圧力室列の両側に圧力室の配列方向に沿って延在するマニホールドがそれぞれ配置されており、各圧力室には、インク流入口が形成されている端部側に配置されているマニホールドからインクが供給される。かかるインクジェットヘッドにおいては、圧力室における圧力変動が、マニホールドを介して隣接する圧力室に伝播するのを防止することができるので、クロストークの発生の抑制が可能となる。
特開２００６−６８９４１号公報（図２） 特開２００１−３０１１６７号公報（図２）

しかしながら、特許文献２に開示されているインクジェットヘッドのように、奇数番目の圧力室のインク流入口と偶数番目の圧力室のインク流入口とが、圧力室の配列方向と直交する方向に関して互いに相反する位置に形成されている場合には、圧力室に供給するインクが溜められる２つのマニホールドを近接して配置することが困難である。したがって、インクジェットヘッドが大型化するという問題が生じる。

そこで、本発明の目的は、クロストークの発生を抑制すると共に、小型化が可能な液滴吐出装置を提供することである。

本発明の液滴吐出装置は、所定の配列方向に沿って配列された複数の圧力室と、前記複数の圧力室にそれぞれ連通しており、液滴を吐出する複数のノズルと、前記配列方向に沿って延在していると共に、前記複数の圧力室のうち最も端にある圧力室から奇数番目に当たる圧力室に連通する第１のマニホールドと、前記配列方向に沿って延在していると共に、前記最も端にある圧力室から偶数番目に当たる圧力室に連通する第２のマニホールドとを備えており、前記奇数番目に当たる圧力室に形成されており、前記第１のマニホールドから供給される液体が流入する液体流入口と、前記偶数番目に当たる圧力室に形成されており、前記第２のマニホールドから供給される液体が流入する液体流入口とが、前記配列方向に沿う同一直線上に位置している。

この構成によると、配列方向に互いに隣接する２つの圧力室に対して、互いに異なる第１および第２のマニホールドからそれぞれ液体が供給される。したがって、圧力室における圧力変動が、マニホールドを介して配列方向に隣接する圧力室に伝播するのを防止することができ、クロストークの発生の抑制が可能となる。さらに、奇数番目の圧力室に形成された液体流入口と、偶数番目の圧力室に形成された液体流入口とが配列方向に沿う一直線上に位置しているので、配列方向に沿って延在する２つのマニホールドを近接して配置することが容易となる。よって、液滴吐出装置の小型化が可能となる。

本発明の液滴吐出装置では、前記第１のマニホールドに形成されており、前記奇数番目に当たる圧力室に供給する液体が流出する液体流出口と、前記第２のマニホールドに形成されており、前記偶数番目に当たる圧力室に供給する液体が流出する液体流出口とが、前記配列方向に沿う同一直線上に位置していることが好ましい。

液体が流れる流路における流路抵抗は、流路面積（液体の流れ方向と直交する断面の面積）と流路の長さとに依存する。よって、それぞれ長さの異なる流路の流路抵抗を揃えるには、流路面積をそれぞれ変える必要がある。かかる場合には、全体の流路形状が複雑になり好ましくない。上述の構成によると、複数の圧力室にそれぞれ形成されている液体流入口と、第１および第２のマニホールドに形成されている液体流出口とを連通する複数の流路の長さを揃えることができる。したがって、全体の流路形状を複雑にすることなく、液体流入口と液体流出口とを連通する複数の流路の流路抵抗を揃えることができる。

本発明の液滴吐出装置では、前記第１および第２のマニホールドが互いに隣接していると共に、前記第１のマニホールドにおける前記奇数番目に当たる圧力室に対応する部分には、前記第２のマニホールド側に突出した第１の突出部が形成されており、前記第２のマニホールドにおける前記偶数番目に当たる圧力室に対応する部分には、前記配列方向に沿って前記第１の突出部と重なり合うように、前記第１のマニホールド側に突出した第２の突出部が形成されており、前記第１および第２の突出部における前記配列方向に沿って重なり合う部分に、前記液体流出口が形成されていてもよい。この構成によると、液体流出口を配列方向に沿う同一直線上に確実に配置することができる。

本発明の液滴吐出装置では、前記奇数番目に当たる圧力室の前記液体流入口と前記第１のマニホールドから当該圧力室に供給する液体が流出する前記液体流出口とを連通する流路の流路形状と、前記偶数番目に当たる圧力室の前記液体流入口と前記第２のマニホールドから当該圧力室に供給する液体が流出する前記液体流出口とを連通する流路の流路形状とが、互いに等しいことが好ましい。この構成によると、複数の圧力室にそれぞれ形成されている液体流入口と第１および第２のマニホールドに形成されている液体流出口とを連通する複数の流路の流路抵抗を確実に揃えることができる。

本発明の液滴吐出装置では、前記第１および第２のマニホールドが、前記複数の圧力室の配列平面に垂直な方向に関して前記複数の圧力室と重なって配置されていることが好ましい。この構成によると、液滴吐出装置を確実に小型化することができる。

本発明の液滴吐出装置では、前記第１および第２のマニホールドと、前記圧力室とが、複数の金属製板を積層し、拡散接合することによって形成されたプレート積層体に形成されており、前記第１および第２のマニホールドが、前記複数の金属製板のうち、同一の板に形成されていてもよい。

ここで、「（第１および第２のマニホールドが）同一の板に形成されている」とは、第１および第２のマニホールドが１枚の板に形成されている場合だけでなく、複数の板に跨って形成されている場合も含む。

複数の金属板を積層し、高温下で積層方向に高圧を加えて金属板同士を接合させる拡散接合によってプレート積層体を形成する際に、マニホールドの幅（マニホールドの延在方向と金属板の積層方向とに直交する方向に沿う長さ）が長い場合には、マニホールドの空間によって、積層方向に関してマニホールドと重なり合う領域に圧力が十分加わらない場合がある。このような場合には、マニホールドと重なり合う部分において金属板同士が適切に接合されない。上記構成によると、１つの圧力室列に対して１つのマニホールドが設けられている場合と比べて、単位圧力室当たりのマニホールドの容積を変えることなく、マニホールドの幅を短くすることができる。したがって、マニホールドの容積を十分に確保しつつ、好適に拡散接合を行うことができる。

本発明の液滴吐出装置では、前記複数のノズルが前記配列方向に沿う同一直線上に配置されていてもよい。この構成によると、複数のノズルが配列方向に沿う同一直線上に配置されていない場合に比べて、配列方向に沿って高密度にノズルを配置することができる。

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。本実施の形態は、記録用紙に対してインクを吐出するインクジェットヘッドに本発明を適用した例である。図１は、本実施の形態に係るインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタの概略構成を示す図である。

図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、走査方向（図１における左右方向）に移動可能なキャリッジ１０と、記録用紙と対向するようにキャリッジ１０に支持されていると共に、インクを吐出するシリアル式のインクジェットヘッド２０と、記録用紙を走査方向と直交する紙送り方向（図１における右奥から左手前に向かう方向）に搬送する搬送ローラ６０とを主に備えている。かかるインクジェットプリンタ１においては、インクジェットヘッド２０が、キャリッジ１０と一体的に走査方向へ移動しつつ、記録用紙に対してインクを吐出する。そして、インクジェットヘッド２０により記録された記録用紙は、搬送ローラ６０により紙送り方向へ排出される。

次に、インクジェットヘッド２０について、図２〜図５を参照して詳細に説明する。図２は、インクジェットヘッド２０の上面図（記録用紙と対向する側とは反対側からみた図）である。また、図３は図２の部分拡大図である。さらに、図４（ａ）は図３のIVa-IVa線に沿う断面図であり、図４（ｂ）は図３のIVb-IVb線に沿う断面図である。図５は、インクジェットヘッドに含まれる流路ユニットの分解斜視図である。

図２〜図４に示すように、インクジェットヘッド２０は、内部に圧力室２１を含む個別インク流路が形成された流路ユニット４０と、流路ユニット４０の上面に積層された圧電アクチュエータ５０とを備えている。

ここで、流路ユニット４０について説明する。図４、５に示すように、流路ユニット４０は、キャビティープレート４１、ベースプレート４２、アパーチャプレート４３、サプライプレート４４、マニホールドプレート４５、カバープレート４６、およびノズルプレート４７を備えている。これら７枚のプレートの平面形状は、いずれも走査方向に沿う辺が短辺、紙送り方向に沿う辺が長辺となるような矩形状である。そして、プレート４１〜４７は、積層状態で互いに接合されている。

流路ユニット４０を構成するプレート４１〜４７のうち、ノズルプレート４７を除く６枚のプレート４１〜４６は、ステンレス鋼製の板である。したがって、これら６枚のプレート４１〜４６に、後述するマニホールド２５ａ、２５ｂや圧力室２１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。そして、これら６枚のプレート４１〜４６は、図示しない治具によって積層方向に加圧された状態で１０００℃程度に加熱され、拡散接合により接合される。このとき、図４に示すように、互いに接合された６枚のプレート４１〜４６によってプレート積層体４８が構成される。また、ノズルプレート４７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ている。ノズルプレート４７は、接着剤によってプレート積層体４８の下面、すなわちカバープレート４６の下面に接着される。あるいは、ノズルプレート４７もプレート４１〜４６と同様にステンレス鋼等の金属材料で形成されており、プレート４１〜４６と一緒に拡散接合されてもよい。

キャビティープレート４１には、その長手方向（紙送り方向）に沿って配列された複数の圧力室２１が千鳥状に形成されている。すなわち、複数の圧力室２１によって走査方向に隣接する２つの圧力室列が形成されている。これら複数の圧力室２１は、流路ユニット４０の上面（後述する振動板５１が接合されるキャビティープレート４１の上面）において開口している。各圧力室２１は、平面視で略楕円形状に形成されており、その長軸方向がキャビティープレート４１の短手方向（走査方向）に一致する。なお、以下の説明において、圧力室２１の配列方向は、単に「配列方向」と称することとする。

また、図２、５に示すように、キャビティープレート４１の長手方向の一端側（図２における紙面上方側）には、２つの貫通孔が形成されている。かかる貫通孔は、後で詳述するようにマニホールドプレート４５に形成されるマニホールド２５ａ、２５ｂに連通するインク供給路３５を構成するものである。つまり、ベースプレート４２、アパーチャプレート４３、およびサプライプレート４４における平面視でキャビティープレート４１の上記貫通孔に重なる位置にも同様に、インク供給路３５を構成する貫通孔がそれぞれ形成されている。インク供給路３５は、図示しないインクタンクに連なっている。

ベースプレート４２の平面視で圧力室２１の長軸方向一端部（当該圧力室２１が属する圧力室列に隣接する圧力室列が配置されている側の端部：以降、単に「一端部」と称する）近傍に重なる位置には、貫通孔が形成されている。かかる貫通孔は、後で詳述するように圧力室２１とノズルプレート４７に形成されるノズル２９とを連通させる連通路２８を構成するものである。つまり、アパーチャプレート４３、サプライプレート４４、マニホールドプレート４５、およびカバープレート４６における平面視でベースプレート４２の上記貫通孔に重なる位置にも同様に、連通路２８を構成する貫通孔がそれぞれ形成されている。図４に示すように、連通路２８は、プレートの積層方向に沿って延びている。

また、ベースプレート４２の平面視で圧力室２１の長軸方向他端部（連通路２８が連なっている側とは反対側の端部：以降、単に「他端部」と称する）近傍に重なる位置には、略円形の貫通孔２２が形成されている。つまり、ベースプレート４２には、１列に配列された複数の圧力室２１の他端部にそれぞれ連通する複数の貫通孔２２が、配列方向に沿う同一直線上に形成されている。なお、複数の貫通孔２２の径はいずれも等しい。

アパーチャプレート４３には、平面視でベースプレート４２の貫通孔２２に重なる位置（換言すると、圧力室２１の他端部に重なる位置）から、圧力室２１の略中央部分に重なる位置まで、圧力室２１の長軸方向に沿って延びる長細形状のアパーチャ２３が形成されている。つまり、アパーチャプレート４３には、１列に配列された複数の圧力室２１の他端部に、貫通孔２２を介してそれぞれ連通する複数のアパーチャ２３が形成されている。さらに、複数のアパーチャ２３の延在方向に沿う長さはいずれも等しい。ここで、アパーチャ２３の流路面積（インクの流れ方向と直交する鉛直断面の面積）は、圧力室２１の流路面積よりも十分小さくなっている。また、複数のアパーチャ２３の流路面積はいずれも等しい。なお、アパーチャ２３はフルエッチングによって形成されているので、アパーチャ２３の高さ（プレートの積層方向に沿う長さ）はアパーチャプレート４３の厚みに一致する。したがって、アパーチャ２３の幅（アパーチャプレート４３の長手方向に沿う長さ）のみを調整することで、複数のアパーチャ２３の流路面積を揃えることができる。

サプライプレート４４には、平面視で圧力室２１の略中央部分に重なる位置、すなわちアパーチャ２３の貫通孔２２に連通する側とは反対側の一端部に重なる位置に貫通孔２４が形成されている。つまり、サプライプレート４４には、１列に配列された複数の圧力室２１の他端部に連なる複数のアパーチャ２３にそれぞれ連通する複数の貫通孔２４が、配列方向に沿う同一直線上に形成されている。なお、複数の貫通孔２４の径はいずれも等しい。

ここで、ベースプレート４２、アパーチャプレート４３、およびサプライプレート４４にそれぞれ形成された、貫通孔２２、アパーチャ２３、および貫通孔２４によって、絞り流路２７が構成されている。図２〜図４に示すように、本実施の形態では、絞り流路２７は、圧力室２１と平面視で重なる位置に形成されている。なお、絞り流路２７の機能については、後で詳述する。

マニホールドプレート４５において、平面視で１列に配列された複数の圧力室２１と重なる位置には、配列方向に沿って延在する２つのマニホールド２５ａ、２５ｂが、圧力室２１の長軸方向に隣接して形成されている。より詳細には、２つのマニホールド２５ａ、２５ｂは、平面視で各圧力室２１の一端部および他端部からはみ出ることなく配置されている。ここで、２つのマニホールド２５ａ、２５ｂのうち、図２〜図４において紙面右側に位置するものがマニホールド２５ａ、紙面左側に位置するものがマニホールド２５ｂである。また、２つのマニホールド２５ａ、２５ｂは、走査方向（配列方向と直交する方向）における幅が等しく形成されている。なお、図２に示すように、２つのマニホールド２５ａ、２５ｂは、マニホールドプレート４５の長手方向の一端側（図２における紙面上方側）において接続されている。そして、この２つのマニホールド２５ａ、２５ｂの接続部分に、上述のインク供給路３５が連なっている。

マニホールド２５ａには、１列に配列された複数の圧力室２１のうち、図２において最も紙面下方に位置する圧力室２１から奇数番目に当たる圧力室２１（以降、単に「奇数番目の圧力室２１」と称する）に対応する部分に、隣接するマニホールド２５ｂ側（図２中左側）に突出する突出部２６ａが形成されている。一方、マニホールド２５ｂには、１列に配列された複数の圧力室２１のうち、図２において最も紙面下方に位置する圧力室２１から偶数番目に当たる圧力室２１（以降、単に「偶数番目の圧力室２１」と称する）に対応する部分に、隣接するマニホールド２５ａ側（図２中右側）に突出する突出部２６ｂが形成されている。図２、３、および図５に示すように、突出部２６ａ、２６ｂは、配列方向に沿って互いに重なり合う位置に形成されている。さらに、突出部２６ａ、２６ｂにおける配列方向に沿って重なり合う部分は、絞り流路２７を構成する貫通孔２４と平面視で重なっている。以上詳述した２つのマニホールド２５ａ、２５ｂは、配列方向と直交する方向（走査方向）における幅が等しくなっている。また、突出部２６ａと突出部２６ｂとの平面視での形状が等しくなっている。また、配列方向において、隣接する突出部２６ａの形成間隔と隣接する突出部２６ｂの形成間隔とは等しくなっている。従って、２つのマニホールド２５ａ、２５ｂは、その流路抵抗が等しいものとされている。

カバープレート４６には、上述のように圧力室２１とノズル２９とを連通する連通路２８を構成する貫通孔のみが形成されている。

ノズルプレート４７において、平面視で連通路２８、すなわち圧力室２１の一端部近傍に重なる位置には、ノズル２９が形成されている。つまり、１列に配列された圧力室２１に連通するノズル２９は、配列方向に沿う同一直線上に配置される。これにより、ノズルプレート４７には、２列に配列された複数のノズル２９が千鳥状に配置されることとなる。ノズル２９は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂の基板にエキシマレーザ加工を施すことにより形成される。

そして、図４（ａ）に示すように、マニホールド２５ａは絞り流路２７を介して奇数番目の圧力室２１に連通する。また、図４（ｂ）に示すように、マニホールド２５ｂは絞り流路２７を介して偶数番目の圧力室２１に連通する。なお、マニホールド２５ａまたはマニホールド２５ｂから１列に配列された複数の圧力室２１に対して供給するインクが流出する複数のインク流出口３１は、配列方向に沿う同一直線上に位置している。また、圧力室２１にマニホールド２５ａまたはマニホールド２５ｂから供給されるインクが流入するインク流入口３２は、配列方向に沿う同一直線上に位置している。さらに、インク流出口３１とインク流入口３２とを連通する複数の絞り流路２７の流路形状はいずれも等しい。加えて、圧力室２１は、連通路２８を介してノズル２９に連通している。このように、流路ユニット４０内には、マニホールド２５ａまたはマニホールド２５ｂから絞り流路２７および圧力室２１を経てノズル２９に至る個別インク流路が形成されている。

ここで、絞り流路２７の機能について説明する。インクジェットヘッド２０においては、マニホールド２５ａ、２５ｂから供給された圧力室２１内のインクに対して、後で詳述するように圧電アクチュエータ５０により圧力が付与されて、圧力室２１に連通するノズル２９からインクの液滴が吐出されるようになっている。このとき、上述のように、絞り流路２７のアパーチャ２３における流路面積は、圧力室２１の流路面積よりも十分小さいので、圧力室２１内で発生した圧力波が絞り流路２７を介してマニホールド２５ａ、２５ｂへ伝播するのを抑制することができる。これにより、圧力室２１に加えられた吐出圧力（吐出エネルギー）をノズル２９側へ効率よく伝達することが可能となる。

次に、圧電アクチュエータ５０について説明する。図４に示すように、圧電アクチュエータ５０は、流路ユニット４０の上面（キャビティープレート４１の上面）に配置された導電性を有する振動板５１と、振動板５１の表面に複数の圧力室２１に跨って連続的に形成された圧電層５２と、圧電層５２の表面に複数の圧力室２１にそれぞれ対応して形成された複数の個別電極５３とを備えている。

振動板５１は、平面視が流路ユニット４０を構成するプレート４１〜４７と等しい矩形状であるステンレス鋼製の板であり、複数の圧力室２１の開口を塞ぐ状態でキャビティープレート４１の上面に積層されて接合されている。また、振動板５１は、複数の個別電極５３に対向して個別電極５３と振動板５１との間の圧電層５２に電界を作用させる共通電極を兼ねている。なお、振動板５１は接地されており、常にグランド電位に保持されている。

振動板５１の表面には、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層５２が形成されている。圧電層５２は、複数の圧力室２１に跨って連続的に形成されている。ここで、圧電層５２は、例えば、超微粒子材料を高速で衝突させて堆積させるエアロゾルデポジション法（ＡＤ法）を用いて形成できる。また、圧電層５２は、ゾルゲル法、スパッタ法、水熱合成法、あるいは、ＣＶＤ（化学蒸着）法を用いることもできる。さらに、ＰＺＴのグリーンシートを焼成することにより得られた圧電シートを振動板５１の表面に貼り付けて圧電層５２を形成することもできる。

圧電層５２の表面には、圧力室２１よりも一回り小さい楕円形の平面形状を有する複数の個別電極５３が形成されている。個別電極５３は、平面視で対応する圧力室２１の中央部に重なる位置にそれぞれ形成されている。ここで、個別電極５３は、金などの導電性材料からなる。また、圧電層５２の表面において、複数の個別電極５３の一端部（平面視で対応する圧力室２１の他端部側の端部）には、端子部５４がそれぞれ形成されている。端子部５４は、フレキシブルプリント配線板等の可撓性を有する配線部材を介してドライバＩＣ等の駆動回路と接続されており、複数の個別電極５３に対して選択的に駆動電位が付与されるように構成されている。

ここで、圧電アクチュエータ５０の作用について説明する。複数の個別電極５３に対して選択的に駆動電位が付与されると、駆動電位が付与された個別電極５３と、個別電極５３と対向していると共にグランド電位に保持されおり、共通電極として機能する振動板５１との電位が異なる状態となり、圧電層５２における個別電極５３と振動板５１との間に挟まれた部分には、厚み方向の電界が生じる。そして、圧電層５２における駆動電位が付与された個別電極５３に対応する部分は、分極方向である厚み方向と直交する水平方向に収縮する。このとき、圧電層５２の収縮に伴って振動板５１が圧力室２１側に凸となるように変形するために、圧力室２１内の容積が減少して圧力室２１内のインクに圧力が付与される。これにより、圧力室２１に連通するノズル２９からインクの液滴が吐出される。

以上のように、本実施の形態のインクジェットヘッド２０は、１列に配列された複数の圧力室２１のうち、奇数番目の圧力室２１に連通するマニホールド２５ａと、偶数番目の圧力室２１に連通するマニホールド２５ｂとを有している。そして、圧力室２１にマニホールド２５ａまたはマニホールド２５ｂから供給されるインクが流入するインク流入口３２は、配列方向に沿う同一直線上に位置している。したがって、配列方向に互いに隣接する２つの圧力室２１に対して、互いに異なる２つのマニホールド２５ａ、２５ｂからそれぞれインクが供給されることとなるので、圧力室２１における圧力変動が、マニホールド２５ａ、２５ｂを介して配列方向に隣接する圧力室２１に伝播するのを防止することができる。よって、クロストークの発生の抑制が可能となる。さらに、インク流入口３２が配列方向に沿う一直線上に位置しているので、配列方向に沿って延在する２つのマニホールド２５ａ、２５ｂを近接して配置することが容易となる。その結果、インクジェットヘッド２０の小型化が可能となる。

また、本実施の形態のインクジェットヘッド２０では、マニホールド２５ａまたはマニホールド２５ｂから１列に配列された複数の圧力室２１に対して供給するインクが流出する複数のインク流出口３１は、配列方向に沿う同一直線上に位置している。したがって、複数の圧力室２１に設けられているインク流入口３２と、第１および第２のマニホールドに設けられているインク流出口３１とを連通する複数の絞り流路２７の長さを揃えることができる。よって、複数の絞り流路２７の長さが異なっている場合のように、各絞り流路２７の流路面積を変え、全体の流路形状を複雑にすることなく、複数の絞り流路２７の流路抵抗を揃えることができる。

さらに、本実施の形態のインクジェットヘッド２０では、２つのマニホールド２５ａ、２５ｂが互いに隣接しており、マニホールド２５ａにおける奇数番目の圧力室２１に対応する部分には、マニホールド２５ｂ側に突出した突出部２６ａが形成されている。一方、マニホールド２５ｂにおける偶数番目の圧力室２１に対応する部分には、配列方向に沿って突出部２６ａと重なり合うように、マニホールド２５ａ側に突出した突出部２６ｂが形成されている。そして、突出部２６ａ、２６ｂにおける配列方向に沿って重なり合う部分に、インク流出口３１が形成されている。したがって、インク流出口３１を配列方向に沿う同一直線上に確実に配置することができる。

加えて、本発明のインクジェットヘッド２０では、奇数番目の圧力室２１のインク流入口３２とマニホールド２５ａのインク流出口３１とを連通する絞り流路２７の形状と、偶数番目の圧力室２１のインク流入口３２とマニホールド２５ｂのインク流出口３１とを連通する絞り流路２７の形状とが互いに等しい。したがって、複数の圧力室２１にそれぞれ形成されているインク流入口３２とマニホールド２５ａ、２５ｂに形成されているインク流出口３１とを連通する複数の絞り流路２７の流路抵抗を確実に揃えることができる。

また、本発明のインクジェットヘッド２０では、マニホールド２５ａ、２５ｂが、１列に配列された複数の圧力室２１と平面視で重なって配置されている。したがって、インクジェットヘッド２０を確実に小型化することができる。

また、本発明のインクジェットヘッド２０では、いずれも金属製板である６枚のプレート４１〜４６を拡散接合によって互いに接合して作製されたプレート積層体４８の内部に、マニホールド２５ａ、２５ｂおよび圧力室２１が形成されており、２つのマニホールド２５ａ、２５ｂが一枚のマニホールドプレート４５に形成されている。したがって、１列に配列された複数の圧力室２１に対して１つのマニホールドが設けられている場合と比べて、単位圧力室当たりのマニホールドの容積を変えることなく、マニホールド２５ａ、２５ｂの幅（マニホールド２５ａ、２５ｂの延在方向とプレートの積層方向とに直交する方向に沿う長さ）を短くすることができる。したがって、マニホールド２５ａ、２５ｂの容積を十分に確保しつつ、好適に拡散接合を行うことができる。

さらに、本発明のインクジェットヘッド２０では、１列に配列された圧力室２１に連通するノズル２９は、配列方向に沿う同一直線上に配置される。したがって、複数のノズル２９が配列方向に沿う同一直線上に配置されていない場合に比べて、配列方向に沿って高密度にノズル２９を配置することができる。

次に、図６、７を参照しつつ、本発明の第２の実施の形態について説明する。図６は、本実施の形態のインクジェットヘッドにおける上面図の部分拡大図であり、図７（ａ）は、図６のVIIa-VIIa線に沿う断面図であり、図７（ｂ）は、図６のVIIb-VIIb線に沿う断面図である。本実施の形態は、インクジェットヘッド１２０の構成を除いては、第１の実施の形態と同様である。第２の実施の形態に係るインクジェットヘッド１２０の構成と、第１の実施の形態に係るインクジェットヘッド２０の構成との主な相違点は、インクジェットヘッド２０では、絞り流路２７が平面視で圧力室２１と重なる位置に形成されているが、本実施の形態のインクジェットヘッド１２０では、絞り流路１２７が平面視で圧力室２１と重ならない位置に形成されていることである。なお、以下の説明において、第１の実施の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。

図７に示すように、本実施の形態の流路ユニット１４０は、２枚のキャビティープレート１４１、１４２、サプライプレート１４４、マニホールドプレート１４５、カバープレート１４６、およびノズルプレート１４７を備えている。これら６枚のプレートのうち、ノズルプレート１４７を除く５枚のプレート１４１、１４２、１４４〜１４６はステンレス鋼製であり、拡散接合により互いに接合されてプレート積層体１４８を構成する。また、ノズルプレート１４７は、高分子樹脂材料により形成されており、接着剤によってプレート積層体１４８の下面に接着される。

そして、図７に示すように、圧力室１２１は、２枚のキャビティープレート１４１、１４１に跨って形成されている。また、２枚のキャビティープレート１４１、１４２のうち下方に位置するプレート１４２には、圧力室１２１の長軸方向に沿って延びるアパーチャ１２３が形成されている。図６、７に示すように、アパーチャ１２３は、キャビティープレート１４２における圧力室１２１を構成する貫通孔の一端部（図６、７における右側端部）に連通している。第１の実施の形態と同様に、アパーチャ１２３における流路抵抗は、圧力室１２１における流路抵抗よりも大きくなっている。

サプライプレート１４４、マニホールドプレート１４５、およびカバープレート１４６には、圧力室１２１（より詳細には、圧力室１２１におけるアパーチャ１２３と連通している側の端部とは反対側の端部近傍）と、ノズル１２９とを連通する連通路１２８を構成する貫通孔がそれぞれ形成されている。

また、サプライプレート１４４における平面視でアパーチャ１２３の圧力室１２１と連通している側とは反対側の端部と重なる位置には、貫通孔１２４が形成されている。キャビティープレート１４２、およびサプライプレート１４４に形成された、アパーチャ１２３、および貫通孔１２４によって、絞り流路１２７が構成されている。図６、７に示すように、絞り流路１２７は、圧力室１２１と平面視で重ならない位置に形成されている。

マニホールドプレート１４５には、配列方向に延在する２つのマニホールド１２５ａ、１２５ｂが、圧力室１２１の長軸方向に隣接して形成されている。図６、７において紙面右側に位置するマニホールド１２５ａは、平面視で圧力室１２１と重ならない位置に形成されている。一方、図６、７において紙面左側に位置するマニホールド１２５ｂは、平面視で圧力室１２１の右側端部近傍と部分的に重なる位置に形成されている。

マニホールド１２５ａには、奇数番目に当たる圧力室１２１に対応する部分に、隣接するマニホールド１２５ｂ側に突出する突出部１２６ａが形成されている。一方、マニホールド１２５ｂには、偶数番目に当たる圧力室１２１に対応する部分に、配列方向に沿って突出部１２６ａと重なり合うように、マニホールド１２５ａ側に突出する突出部１２６ｂが形成されている。そして、突出部１２６ａ、１２６ｂにおける配列方向に沿って重なり合う部分には、絞り流路１２７が連なっている。

ノズルプレート１４７には、平面視で連通路１２８と重なる位置に形成されており、１列に配列された複数の圧力室１２１にそれぞれ連通する複数のノズル１２９が、配列方向に沿う同一直線上に配置されている。

そして、流路ユニット４０の内部には、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、マニホールド１２５ａまたはマニホールド１２５ｂから絞り流路１２７、圧力室１２１を経てノズル１２９に至る個別インク流路が形成される。ここで、マニホールド１２５ａまたはマニホールド１２５ｂから１列に配列された複数の圧力室１２１に対して供給するインクが流出する複数のインク流出口１３１は、配列方向に沿う同一直線上に位置している。また、圧力室１２１にマニホールド１２５ａまたはマニホールド１２５ｂから供給されるインクが流入するインク流入口１３２は、配列方向に沿う同一直線上に位置している。さらに、インク流出口１３１とインク流入口１３２とを連通する複数の絞り流路１２７の流路形状はいずれも等しくなる。

以上のように、本実施の形態のインクジェットヘッド１２０は、第１の実施の形態のインクジェットヘッド２０と同様に、クロストークの発生を抑制しつつ、小型化を可能とすることができる。

また、本実施の形態のインクジェットヘッド１２０では、絞り流路１２７は、平面視で圧力室１２１と重ならない位置に形成されている。したがって、絞り流路１２７が平面視で圧力室１２１と重なる位置に形成されている場合と比べて、流路ユニット１４０を構成するプレートの枚数を減らすことができる。

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、様々な設計変更を行うことが可能なものである。例えば、上述の第１および第２の実施の形態では、マニホールド２５ａ、２５ｂ（１２５ａ、１２５ｂ）が、１枚のマニホールドプレート４５、１４５に形成されている場合について説明したが、マニホールド２５ａ、２５ｂ（１２５ａ、１２５ｂ）は、複数枚のプレートに跨って形成されていてもよい。

また、上述の第１および第２の実施の形態では、マニホールド２５ａ（１２５ａ）またはマニホールド２５ｂ（１２５ｂ）から１列に配列された複数の圧力室２１（１２１）に対して供給するインクが流出する複数のインク流出口３１（１３１）が、配列方向に沿う同一直線上に位置している場合について説明したが、インク流出口３１（１３１）は、一直線上に位置していなくてもよい。

さらに、上述の第１および第２の実施の形態では、２つのマニホールド２５ａ、２５ｂ（１２５ａ、１２５ｂ）が互いに隣接しているとともに、マニホールド２５ａ（１２５ａ）における奇数番目の圧力室２１に対応する部分には、マニホールド２５ｂ（１２５ｂ）側に突出した突出部２６ａ（１２６ａ）が形成されており、マニホールド２５ｂ（１２５ｂ）における偶数番目の圧力室２１に対応する部分には、配列方向に沿って突出部２６ａ（１２６ａ）と重なり合うように、マニホールド２５ａ（１２５ａ）側に突出した突出部２６ｂ（１２６ｂ）が形成されている。そして、突出部２６ａ、２６ｂ（１２６ａ、１２６ｂ）における配列方向に沿って重なり合う部分に、インク流出口３１（１３１）が形成されている場合について説明したが、これには限られない。例えば、マニホールド２５ｂ（１２５ｂ）における奇数番目の圧力室２１に対応する部分に、マニホールド２５ａ（１２５ａ）側とは反対側に窪んだ窪み部が形成されており、マニホールド２５ｂ（１２５ｂ）に形成された窪み部が、マニホールド２５ａ（１２５ａ）に形成されている突出部２６ａ（１２６ａ）に嵌り合うように、マニホールド１２５ａ、２５ｂ（１２５ａ、１２５ｂ）が配置されていてもよい。

加えて、上述の第１および第２の実施の形態では、奇数番目の圧力室２１（１２１）のインク流入口３２（１３２）とマニホールド２５ａ（１２５ａ）のインク流出口３１（１３１）とを連通する絞り流路２７（１２７）の形状と、偶数番目の圧力室２１（１２１）のインク流入口３２（１３２）とマニホールド２５ｂ（１２５ｂ）のインク流出口３１（１３１）とを連通する絞り流路２７（１２７）の形状とが互いに等しい場合について説明したが、こられの絞り流路２７（１２７）の形状は互いに異なっていてもよい。このとき、複数の絞り流路２７（１２７）の流路抵抗が等しくなるように各絞り流路２７（１２７）の長さおよび流路面積が調整されていてもよいし、複数の絞り流路２７（１２７）の流路抵抗が異なっていてもよい。

また、上述の第１の実施の形態では、圧力室２１の配列方向に沿って延在する２つのマニホールド２５ａ、２５ｂが、平面視で各圧力室２１の一端部および他端部からはみ出ることなく配置されている場合について説明した。さらに、第２の実施の形態では、２つのマニホールド１２５ａ（１２５ｂ）のうち、いずれか一方が平面視で圧力室１２１の端部近傍と部分的に重なるように配置されており、他方が平面視で圧力室１２１と重ならない位置に配置されている場合に説明した。しかしながら、圧力室２１（１２１）とマニホールド２５ａ、２５ｂ（１２５ａ、１２５ｂ）との位置関係はこれらには限定されない。例えば、マニホールド２５ａ、２５ｂ（１２５ａ、１２５ｂ）は、圧力室２１（１２１）と重ならない位置に配置されていてもよい。

また、上述の第１および第２の実施の形態では、マニホールド２５ａ、２５ｂ（１２５ａ、１２５ｂ）と、圧力室２１（１２１）とが、複数のプレート４１〜４６（１４１、１４２、１４４〜１４６）を積層し、拡散接合することによって形成されたプレート積層体４８（１４８）に形成されている。そして、２つのマニホールド２５ａ、２５ｂ（１２５ａ、１２５ｂ）が同一のマニホールドプレート４５（１４５）に形成されている場合について説明したが、これには限られない。例えば、２つのマニホールド２５ａ、２５ｂ（１２５ａ、１２５ｂ）が、プレート積層体４８（１４８）を形成する複数のプレートのうち、互いに異なるプレートに形成されていてもよい。さらに、射出成形により形成された樹脂製の部材の内部に２つのマニホールド２５ａ、２５ｂ（１２５ａ、１２５ｂ）と圧力室２１（１２１）とが形成されていてもよい。

加えて、上述の第１および第２の実施の形態では、１列に配列された圧力室２１（１２１）に連通するノズル２９（１２９）が、配列方向に沿う同一直線上に配置される場合について説明したが、これには限られない。例えば、１列に配列された圧力室２１（１２１）に連通するノズル２９（１２９）が、千鳥状に配置されていてもよい。

また、上述の第１および第２の実施の形態では、圧力室２１（１２１）のインク流入口３２（１３２）とマニホールド２５ａ、２５ｂ（１２５ａ、１２５ｂ）のインク流出口３１（１３１）とが絞り流路２７（１２７）によって連通されている場合について説明したが、インク流入口３２（１３２）とインク流出口３１（１３１）とを連通する流路は、絞りの機能を有していない流路であってもよい。さらに、インク流入口３２（１３２）とインク流出口３１（１３１）とが一致しており、これらを連通する流路が形成されていなくてもよい。

本発明の第１の実施の形態にかかるインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタの概略構成を示す図である。 図１に示すインクジェットヘッドの上面図である。 図２の部分拡大図である。 （ａ）は図３のIVa-IVa線に沿う断面図であり、（ｂ）は図３のIVb-IVb線に沿う断面図である。 図４に示す流路ユニットの分解斜視図である。 本発明の第２の実施の形態にかかるインクジェットヘッドにおける上面図の部分拡大図である。 （ａ）は図６のVIIa-VIIa線に沿う断面図であり、（ｂ）は図６のVIIb-VIIb線に沿う断面図である。

符号の説明

１ インクジェットプリンタ
２０、１２０ インクジェットヘッド（液滴吐出装置）
２１、１２１ 圧力室
２５ａ、１２５ａ マニホールド（第１のマニホールド）
２５ｂ、１２５ｂ マニホールド（第２のマニホールド）
２６ａ、１２６ａ 突出部（第１の突出部）
２６ｂ、１２６ｂ 突出部（第２の突出部）
２７、１２７ 絞り流路
２９、１２９ ノズル
３１、１３１ インク流出口（液体流出口）
３２、１３２ インク流入口（液体流入口）
４０、１４０ 流路ユニット
４１、１４１、１４２ キャビティープレート
４２ ベースプレート
４３ アパーチャプレート
４４、１４４ サプライプレート
４５、１４５ マニホールドプレート
４６、１４６ カバープレート
４７、１４７ ノズルプレート
４８、１４８ プレート積層体
５０ 圧電アクチュエータ

Claims (7)

1. 所定の配列方向に沿って配列された複数の圧力室と、
   前記複数の圧力室にそれぞれ連通しており、液滴を吐出する複数のノズルと、
   前記配列方向に沿って延在していると共に、前記複数の圧力室のうち最も端にある圧力室から奇数番目に当たる圧力室に連通する第１のマニホールドと、
   前記配列方向に沿って延在していると共に、前記最も端にある圧力室から偶数番目に当たる圧力室に連通する第２のマニホールドとを備えており、
   前記奇数番目に当たる圧力室に形成されており、前記第１のマニホールドから供給される液体が流入する液体流入口と、前記偶数番目に当たる圧力室に形成されており、前記第２のマニホールドから供給される液体が流入する液体流入口とが、前記配列方向に沿う同一直線上に位置していることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記第１のマニホールドに形成されており、前記奇数番目に当たる圧力室に供給する液体が流出する液体流出口と、前記第２のマニホールドに形成されており、前記偶数番目に当たる圧力室に供給する液体が流出する液体流出口とが、前記配列方向に沿う同一直線上に位置していることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記第１および第２のマニホールドが互いに隣接していると共に、前記第１のマニホールドにおける前記奇数番目に当たる圧力室に対応する部分には、前記第２のマニホールド側に突出した第１の突出部が形成されており、前記第２のマニホールドにおける前記偶数番目に当たる圧力室に対応する部分には、前記配列方向に沿って前記第１の突出部と重なり合うように、前記第１のマニホールド側に突出した第２の突出部が形成されており、前記第１および第２の突出部における前記配列方向に沿って重なり合う部分に、前記液体流出口が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記奇数番目に当たる圧力室の前記液体流入口と前記第１のマニホールドから当該圧力室に供給する液体が流出する前記液体流出口とを連通する流路の流路形状と、前記偶数番目に当たる圧力室の前記液体流入口と前記第２のマニホールドから当該圧力室に供給する液体が流出する前記液体流出口とを連通する流路の流路形状とが、互いに等しいことを特徴とする請求項２または３に記載の液滴吐出装置。
5. 前記第１および第２のマニホールドが、前記複数の圧力室の配列平面に垂直な方向に関して前記複数の圧力室と重なって配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
6. 前記第１および第２のマニホールドと、前記圧力室とが、複数の金属製板を積層し、拡散接合することによって形成されたプレート積層体に形成されており、
   前記第１および第２のマニホールドが、前記複数の金属製板のうち、同一の板に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。
7. 前記複数のノズルが前記配列方向に沿う同一直線上に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液滴吐出装置。

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