JP3329801B2

JP3329801B2 - インクジェット式記録ヘッド

Info

Publication number: JP3329801B2
Application number: JP2000590862A
Authority: JP
Inventors: 島憲彦倉; 泉義弘小
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2002-09-30
Anticipated expiration: 2019-12-22
Also published as: US6457818B1; EP1057633A4; EP1057633A1; WO2000038929A1; ATE407009T1; EP1057633B1; DE69939462D1

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、インクジェットプリンタあるいはインクジ
ェットプロッタなどとして用いられるインクジェット式
記録装置の記録ヘッドに関するものである。さらに詳し
くは、インクジェット式記録ヘッドにおけるノズル開口
の配列構造及び共通インク室（リザーバ）の配列構造に
関するものである。

背景技術インクジェットプリンタやインクジェットプロッタな
どとして用いられるインクジェット記録装置では、記録
ヘッドにおいて、ノズル開口に連通する圧力発生室内の
インクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出する。
つまり、記録ヘッドを主走査方向（記録媒体幅方向）に
移動させながら、ドットパターンにより規定されるタイ
ミングでインク滴を吐出させる。記録ヘッドが幅方向の
終端に達したら、紙等の記録媒体を副走査方向（紙送り
方向）に移動させ、記録ヘッドを再度主走査方向に移動
させながらインク滴を吐出させる。

従来のインクジェット式記録ヘッドの一例として、ア
クチュエータユニットと流路ユニットとを積層して構成
したものがある。アクチュエータユニットは、同一列を
成して配置された複数の圧力発生室と、複数の圧力発生
室の内部のインクを加圧する複数の圧力発生手段と、を
有する。流路ユニットは、複数の圧力発生室に連通する
複数のノズル開口であって、圧力発生手段により圧力発
生室の内部のインクを加圧したときにインク滴が吐出さ
れる複数のノズル開口と、複数の圧力発生室に連通し、
複数の圧力発生室に供給するインクを貯留する共通イン
ク室とを有する。

しかしながら、上述した従来のインクジェット式記録
ヘッドにはいくつかの問題がある。

第１に、従来の同一列に属する複数の圧力発生室から
は同種類のインクしか吐出できない記録ヘッドにおいて
は、例えば同じ記録ヘッドから多色のインクを吐出しよ
うとすると、複数の圧力発生室から成る列の数が増加し
て、記録ヘッドの大型化を招いてしまうという問題があ
った。

第２に、前記第１の問題を解決すべく、同一列上に並
んでいる複数の圧力発生室を、それらが並んでいる方向
に沿ってグループ分けし、各グループ毎に共通インク室
を設けるようとすると、安定したインク吐出を実現させ
るために、隣接する共通インク室同士の間に比較的厚い
仕切り壁を確保する必要があり、この仕切り壁を形成す
るために、圧力発生室およびノズル開口のうちのいくつ
か（例えば４つ分位）を犠牲にしなければならない。こ
のため、１つの色グループに属するノズル開口が数がそ
の分、少なくなるので、カラー印刷の品位を高めるのが
容易でないという問題があった。

第３に、各共通インク室に外部からインクを供給する
インク誘導路を、共通インク室が形成されている面に設
ける必要上、複数のインク誘導路を並べて配置するた
め、共通インク室を形成する基板の面積が大きくなり、
記録ヘッドの幅サイズが肥大化するという問題があっ
た。

本発明は、上記の事情を考慮して成されたものであっ
て、その目的とするところは、複数種類のインクを吐出
できると共に小型化が可能であり、しかも高画質が得ら
れるインクジェット式記録ヘッドを提供することにあ
る。

発明の開示上記課題を解決するために、本発明によるインクジェ
ット式記録ヘッドは、同一列を成して配置された複数の
圧力発生室と、前記複数の圧力発生室の内部のインクを
加圧する複数の圧力発生手段と、を有するアクチュエー
タユニットと、前記複数の圧力発生室に連通する複数の
ノズル開口であって、前記圧力発生手段により前記圧力
発生室の内部のインクを加圧したときにインク滴が吐出
される複数のノズル開口と、前記複数の圧力発生室に連
通し、前記複数の圧力発生室に供給するインクを貯留す
る少なくとも２つの共通インク室と、を有する流路ユニ
ットと、を備え、前記複数の圧力発生室は、前記同一列
に沿って複数のグループに区分され、前記グループ毎に
前記共通インク室が設けられていることを特徴とする。

また、好ましくは、前記複数の圧力発生室は単一の基
板に形成されており、前記少なくとも２つの共通インク
室は他の単一の基板に形成されており、前記アクチュエ
ータユニットと前記流路ユニットとは積層されている。

また、好ましくは、前記複数の圧力発生室は、それぞ
れ、第１端部及び第２端部を含み、前記複数のノズル開
口は前記第１端部又は前記第２端部に連通し、前記共通
インク室は前記第２端部又は前記第１端部に連通し、同
一の前記グループ内においては、前記第１端部及び前記
第２端部のうちの前記ノズル開口に連通させる端部が共
通し、隣接する前記グループ同士においては前記第１端
部及び前記第２端部のうちの前記ノズル開口に連通させ
る端部が異なる。

また、好ましくは、順次積層された第１の基板、第２
の基板、第３の基板、及び第４の基板を備え、前記第１
の基板は、前記複数の圧力発生室をそれぞれ形成する複
数の圧力発生室形成用孔を含み、前記第２の基板は、前
記圧力発生室の前記第１端部及び前記第２端部のそれぞ
れに連通する一対の連通孔を複数対含み、前記第３の基
板は、前記一対の連通孔の一方に連通する複数のインク
供給孔と、前記一対の連通孔の他方に連通し、前記少な
くとも２つの共通インク室を形成する少なくとも２つの
共通インク室形成用孔と、を含み、前記第４の基板は、
前記複数のノズル開口を含む。

また、好ましくは、前記第２の基板と前記第３の基板
との間に設けられた第５の基板をさらに有し、前記第５
の基板は、前記第３の基板に形成された前記共通インク
室形成用孔と重なる領域に、前記共通インク室内のイン
クの圧力変動を吸収するコンプライアンス部を付与する
ための薄肉部を含む。

また、好ましくは、前記少なくとも２つの共通インク
室のうちの少なくとも１つは、前記圧力発生室の形成領
域と重なる領域に形成され、残りの前記共通インク室は
前記圧力発生室の形成領域から外れた領域に形成されて
いる。

また、好ましくは、前記複数の圧力発生手段は、複数
の圧電振動子と、前記複数の圧電振動子のそれぞれに電
圧を印加するための複数の配線接続用端子とを含み、前
記少なくとも２つの共通インク室は、前記複数の配線接
続用端子が形成されている領域から外れた領域に形成さ
れている。

また、好ましくは、前記同一列と平行な他の同一列上
に配置された複数の圧力発生室をさらに有し、前記他の
一列を成して配置された複数の圧力発生室に供給するす
べてのインクを貯留する共通インク室をさらに有する。

また、好ましくは、前記圧力発生室の前記グループ同
士の間には、前記圧力発生室の略１つ分の幅に相当する
仕切り壁が設けられている。

また、好ましくは、前記流路ユニットは、前記少なく
とも２つの共通インク室にインクを誘導する少なくとも
２つのインク誘導路をさらに有し、前記複数の圧力発生
室は、それぞれ、第１端部及び第２端部を含み、前記ノ
ズル開口は前記第１端部に連通し、前記共通インク室は
前記第２端部に連通し、前記少なくとも２つの共通イン
ク室のうちの少なくとも１つは、前記複数の圧力発生室
の複数の前記第２端部の配列線に関して、他の前記共通
インク室とは反対側に形成されている。

また、好ましくは、前記圧力発生室の形成領域から外
れた領域に形成されている前記共通インク室は、前記圧
力発生室の前記第２端部から遠ざかるにつれて幅が狭く
なっている。

また、好ましくは、前記圧力発生室の形成領域から外
れた領域に形成されている前記共通インク室は、前記イ
ンク誘導路の上流端から遠い側に位置して前記共通イン
ク室を形成する下流側の壁を有し、前記下流側の壁は、
前記複数の圧力発生室の前記第２端部の配列線に対して
３０゜から４５゜の角度を成している。

また、好ましくは、前記圧力発生室の形成領域から外
れた領域に形成されている前記共通インク室は、前記イ
ンク誘導路の上流端に近い側に位置して前記共通インク
室を形成する上流側の壁を有し、前記上流側の壁は、前
記複数の圧力発生室の前記第２端部の配列線に対して略
直角に形成されている。

また、好ましくは、前記インク誘導路が前記共通イン
ク室と同一平面上に形成されている。

また、好ましくは、前記共通インク室を少なくとも３
つ有し、それらのうちの少なくとも２つは、前記圧力発
生室の形成領域から外れた領域に形成され且つこれらの
共通インク室に連通する少なくとも２つの前記インク誘
導路は互いに略同心円弧状に配置されている。

また、好ましくは、前記圧力発生室の形成領域から外
れた領域に形成された少なくとも２つの前記共通インク
室に連通する少なくとも２つの前記インク誘導路同士の
間隔が、それらの略全長にわたって略均一である。

また、好ましくは、前記共通インク室及び前記共通イ
ンク室に近い部分の前記インク誘導路は、それらの一部
が、それらの内部のインクの圧力に応じて弾性変形する
薄肉部によって形成されている。

また、好ましくは、前記少なくとも２つのインク誘導
路のそれぞれは、その略全長にわたって略均一幅で形成
されている。

また、好ましくは、前記複数のグループは、前記ノズ
ル開口から吐出するインクの色に応じて区分されたもの
である。

また、好ましくは、前記同一列を成して配置された前
記複数の圧力発生室を複数列備えている。

上記構成を備えた本発明に係るインクジェット式記録
ヘッドによれば、同一列を成して配置された複数の圧力
発生室は、前記同一列に沿って複数のグループに区分さ
れ、グループ毎に共通インク室が設けられているので、
複数種類のインクを吐出できると共に高画質を達成する
ことができ、しかも、小型化が可能である。加えて、圧
力発生室を含むアクチュエータユニットと、共通インク
室を含む流路ユニットとを積層することにより、記録ヘ
ッドの仕様の変更を容易化することができる。

また、本発明によれば、同一のグループに属する圧力
発生室においては、圧力発生室の第１端部及び第２端部
のうちのノズル開口に連通させる端部が共通し、隣接す
るグループ同士においては第１端部及び第２端部のうち
のノズル開口に連通させる端部が異なるようにしたの
で、共通インク室間を仕切るために厚い仕切り壁を設け
る必要がなく、犠牲となる圧力発生室が少なくて済む。
このため、圧力発生室の１つのグループに属するノズル
開口の数が多くなり、画質の向上を図ることができる。

さらに、上述した複数のグループがインクの色により
分類されている場合、異色のノズル群が近接していない
ので、クリーニング時などに発生するノズル相互間の混
色の影響を最小限に抑えることができる。

また、本発明によれば、少なくとも２つの共通インク
室のうちの少なくとも１つを、インク供給口の配列線に
関して、他の共通インク室とは反対側に配置したので、
共通インク室の外側への広がりを抑えて、共通インク室
を基板内にて可及的に小さなデッドスペースで配置で
き、これにより幅方向のサイズが小さな記録ヘッドを実
現することができる。

図面の簡単な説明図１は、本発明の第１実施形態に係るインクジェット
式記録ヘッドを備えたインクジェット式記録装置の要部
を示す斜視図である。

図２は、図１に示すインクジェット式記録装置の機能
ブロック図である。

図３は、図１に示すインクジェット式記録装置で用い
た駆動信号の波形図である。

図４は、本発明の第１実施形態のインクジェット式記
録ヘッドの断面図である。

図５Ａ、図５Ｂ、及び図５Ｃは、図４に示したインク
ジェット式記録ヘッドをそれぞれ別の圧力発生室に沿っ
て切断したときの断面図である。

図６は、図４に示したインクジェット式記録ヘッドに
おける圧力発生室、ノズル開口、共通インク室の位置関
係を示す平面図である。

図７は、図４に示したインクジェット式記録ヘッドを
ノズル列に沿って切断したときの断面図である。

図８は、本発明の第２実施形態によるインクジェット
式記録ヘッドを形成するために積層される各基板の構成
を示す分解斜視図である。

図９Ａ、９Ｂ、９Ｃは、図８に示したインクジェット
式記録ヘッドをそれぞれ別の圧力発生室に沿って切断し
たときの断面図である。

図１０は、図８に示したインクジェット式記録ヘッド
における圧力発生室、ノズル開口、共通インク室の位置
関係を示す平面図である。

図１１は、図８に示したインクジェット式記録ヘッド
をノズル列に沿って切断したときの断面図である。

図１２Ａ、１２Ｂは、本発明の第３実施形態に係るイ
ンクジェット式記録ヘッドをそれぞれ別の圧力発生室に
沿って切断したときの断面図である。

図１３は、本発明の第３実施形態に係るインクジェッ
ト式記録ヘッドにおける圧力発生室、ノズル開口、共通
インク室の位置関係を示す平面図である。

図１４は、本発明の第３実施形態に係るインクジェッ
ト式記録ヘッドをノズル列に沿って切断したときの断面
図である。

図１５は、本発明の第４実施形態に係る記録ヘッドを
示す平面図である。

図１６は、図１５に示したインクジェット式記録ヘッ
ドにおいて、アクチュエータユニットの外側から連通す
るリザーバを備えた圧力発生室の長手方向の断面構造
を、アクチュエータユニットと、流路形成ユニットとを
分離して示す図である。

図１７は、図１５に示したインクジェット式記録ヘッ
ドにおいて、アクチュエータユニットの内側から連通す
るリザーバを備えた圧力発生室の長手方向の断面構造
を、アクチュエータユニットと、流路形成ユニットとを
分離して示す図である。

図１８は、図１５に示したインクジェット式記録ヘッ
ドを構成するアクチュエータユニットに形成されている
圧力発生室の配列構造を示すものである。

図１９は、図１５に示したインクジェット式記録ヘッ
ドのアクチュエータユニットと流路形成ユニットを接着
する接着フィルムを示す図である。

図２０は、図１５に示したインクジェット式記録ヘッ
ドに使用するリザーバ形成基板を示す図である。

図２１は、図１５に示したインクジェット式記録ヘッ
ドに使用するノズルプレートを示す図である。

図２２は、本発明の第５実施形態を、アクチュエータ
ユニットとリザーバとの関係で示す平面図である。

発明を実施するための最良の形態［第１実施形態］以下、本発明の第１実施形態によるインクジェット式
記録ヘッドについて図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態によるインクジェット式記録ヘッ
ドを備えたインクジェット式記録装置（インクジェット
式プリンタ）の要部を示す斜視図である。図１に示すよ
うに、インクジェット式記録装置１では、カラーのイン
クジェット方式のプリンタ本体１００にコンピュータ
（図示せず。）が接続され、このコンピュータに所定の
プログラムがロードされ、実行されることにより、プリ
ンタ本体１００においてカラー印刷が行われる。

プリンタ本体１００では、キャリッジ１０１がタイミ
ングベルト１０２を介してキャリッジ機構１２のキャリ
ッジモータ１０３に接続され、ガイド部材１０４に案内
されて記録用紙１０５の紙幅方向に往復動するように構
成されている。プリンタ本体１００には、紙送りローラ
１０６を用いた紙送り機構１１が形成されている。キャ
リッジ１０１には記録用紙１０５と対向する面、この図
に示す例では下面にインクジェット式の記録ヘッド１０
が取り付けられている。記録ヘッド１０は、キャリッジ
１０１の上部に載置されている２つのインクカートリッ
ジ１０７Ｋ、１０７Ｆからインクの補給を受けてキャリ
ッジ１０１の移動に合わせて記録用紙１０５にインク滴
を吐出してドットを形成し、記録用紙１０５に画像や文
字を印刷する。ここで、インクカートリッジ１０７Ｋに
は、黒（Ｂ）のインクを収容するインク収容部１０７
Ｋ′が形成され、黒のインクを記録ヘッド１０に供給す
る。

一方、インクカートリッジ１０７Ｆはカラーインク用
であり、各色のインクをそれぞれ収容しておく複数のイ
ンク収容部１０７Ｃ、１０７Ｍ、１０７Ｙが形成されて
いる。これらのインク収容部１０７Ｃ、１０７Ｍ、１０
７Ｙには、それぞれシアン（Ｃ)、マゼンダ（Ｍ)、イエ
ロー（Ｙ）のインクが独立して収容され、各色のインク
をそれぞれ独立して記録ヘッド１０に供給する。

また、プリンタ本体１００の非印刷領域（非記録領
域）には、キャッピング装置１０８が構成され、印刷の
休止中に記録ヘッド１０のノズル開口を封止する。従っ
て、印刷の休止中、インクから溶媒が飛散することによ
ってインクが増粘あるいはインク膜を形成することを抑
制することができる。それ故、印刷の休止中にノズルに
目詰まりが発生するのを防止できる。また、キャッピン
グ装置１０８は、印刷動作中に行われるフラッシング動
作による記録ヘッド１０からのインク滴を受ける。キャ
ッピング装置１０８の近傍にはワイピング装置１０９が
配置され、このワイピング装置１０９は、記録ヘッド１
０の表面をブレードなどでワイピングすることにより、
そこに付着したインク滓や紙粉を拭き取るように構成さ
れている。

図２は、本形態のプリンタ本体１００の機能ブロック
図である。

図２において、プリンタ本体１００は、プリントコン
トローラ４０とプリントエンジン５とから構成されてい
る。プリントコントローラ４０は、コンピュータ（図示
せず。）からの多値階層情報を含む記録データなどを受
信するインターフェース４３と、多値階層情報を含む記
録データなどの各種データの記憶を行うＲＡＭ４４と、
各種データ処理を行うためのルーチンなどを記憶したＲ
ＯＭ４５と、ＣＰＵなどからなる制御部４６と、発振回
路４７と、記録ヘッド１０への駆動信号ＣＯＭを発生さ
せる駆動信号発生回路８と、この駆動信号発生回路８
と、ドットパターンデータに展開された印字データおよ
び駆動信号をプリントエンジン５に送信するためのイン
ターフェース４９とを備えている。

コンピュータなどから送られた多値階層情報を含む記
録データはインターフェース４３を介して記録装置内部
の受信バッファ４４Ａに保持される。受信バッファ４４
Ａに保持された記録データは、コマンド解析が行われて
から中間バッファ４４Ｂへ送られる。中間バッファ４４
Ｂ内では、制御部４６によって中間コードに変換された
中間形式としての記録データが保持され、各文字の印字
位置、修飾の種類、大きさ、フォントのアドレスなどが
付加される処理が制御部４６によって実行される。次
に、制御部４６は、中間バッファ４４Ｂ内の記録データ
を解析し、後述するように階層データをデコード化した
後の２値化されたドットパターンデータを出力バッファ
４４Ｃに展開し、記憶させる。

記録ヘッド１０の１スキャン分に相当するドットパタ
ーンデータが得られると、このドットパターンデータ
は、インターフェース４９を介して記録ヘッド１０にシ
リアル転送される。出力バッファ４４Ｃから１スキャン
分に相当するドットパターンデータが出力されると、中
間バッファ４４Ｂの内容が消去されて、次の中間コード
変換が行われる。

プリントエンジン５は、記録ヘッド１０と、前記の紙
送り機構１１と、前記のキャリッジ機構１２とを備えて
いる。紙送り機構１１は、記録紙などの記録媒体を順次
送り出して副走査を行うものであり、キャリッジ機構１
２は、記録ヘッド１０を主走査させるものである。

記録ヘッド１０は、所定のタイミングで各ノズル開口
からインク滴を吐出させるものであり、駆動信号発生回
路８で生成された駆動信号ＣＯＭは、インターフェース
４９を介して記録ヘッド１０の素子駆動回路５０に出力
される。

（駆動信号の波形および駆動信号発生回路８の構成）図３を参照して、駆動信号ＣＯＭを構成する駆動パル
スについて説明する。図３において、記録動作中、圧電
振動子１７（図２参照）を作動させるための駆動信号Ｃ
ＯＭは、中間電位Ｖｍを所定時間だけ維持した後（ホー
ルドパルス１１３)、最低電位ＶＬＳまで一定の勾配で
下降し（第１の信号／放電パルス１１４)、この最低電
位ＶＬＳを所定時間だけ維持した後（第２の信号／ホー
ルドパルス１１５)、最高電位ＶＰまで一定の勾配で上
昇し、それを所定時間だけ保持し（第３の信号／充電パ
ルス１１６)、しかる後に、中間電位Ｖｍまで再び下降
する（第４の信号／放電パルス１１７)。

そして、図３に示した駆動パルスを、後述する圧力発
生手段１７（図４参照）に印加すると、ホールドパルス
１１３によって所定時間にわたって撓んだ状態に維持さ
れた振動板３６（図４参照）は、放電パルス１１４によ
って伸長され、これにより圧力発生室３１０内にインク
が充填される。次に、ホールドパルス１１５によって振
動板３６の伸長状態が所定時間にわたって維持された
後、充電パルス１１６によって振動板３６が圧力発生室
３１０の内側に大きく撓み、これにより、ノズル開口２
３（図４参照）からインク滴が吐出される。

次に、本実施形態によるインクジェット式記録ヘッド
５００の構成を、図４乃至図７を参照して説明する。こ
こで、図４は、記録ヘッドに形成したアクチュエータ等
の断面図である。図５Ａ、５Ｂ、５Ｃはそれぞれ、記録
ヘッドをそれぞれ別の圧力発生室（キャビティ）に沿っ
て切断したときの断面図、図６は、記録ヘッドの圧力発
生室、ノズル開口、共通インク室の位置関係を示す平面
図、図７は、記録ヘッドをノズル列に沿って切断したと
きの断面図である。なお、図５Ａ、５Ｂ、５Ｃに示す各
断面は、図６のＨ−Ｈ′線、図６のＩ−Ｉ′線、および
図６のＪ−Ｊ′線における断面に相当し、図７に示す断
面は、図６のＫ−Ｋ′線における断面に相当する。

図４に示すように、記録ヘッド５００は、圧力発生室
３１０を形成する圧力発生室形成用孔３１０′が形成さ
れた第１の基板３１と、圧力発生室３１０の両端部にそ
れぞれ連通する２つで一対の連通孔３２１、３２２が形
成された第２の基板３２と、この対をなす２つの連通孔
３２１、３２２のうちの一方の連通孔３２２に連通して
共通インク室（リザーバ）３３０を形成する共通インク
室形成用孔３３０′、および他方の連通孔３２１に連通
するインク供給孔３３１が形成された第３の基板（リザ
ーバプレート）３３と、インク供給孔３３１に連通する
ノズル開口２３が形成された第４の基板（ノズルプレー
ト）３４とが積層された構造になっている。

ここで、第１および第２の基板３１、３２は、後述す
る振動板３６や圧力発生手段１７が、第１の基板３１の
表面に搭載されてアクチュエータユニット（ＡＣＴユニ
ット）５０１を構成する。また、共通インク室３３０及
びインク供給孔３３１が形成された第３の基板（リザー
バプレート）３３、ノズル開口２３を含む第４の基板
（ノズルプレート）３４、及び次述する第５の基板（供
給プレート）３５は、流路ユニット５０２を構成する。

第２の基板３２と第３の基板３３との間に第５の基板
３５（供給プレート）が挟まれており、この第５の基板
３５において、第３の基板３３の共通インク室３３０と
重なる領域には、共通インク室３３０の壁面を肉薄なも
のにして、共通インク室３３０内のインクの圧力変動を
吸収するコンプライアンス部を付与するための孔３５２
が形成されている。また、第５の基板３５において、第
３の基板３３の共通インク室３３０と第２の基板３２の
連通孔３２２とが重なる部分、および第３の基板３３の
インク供給孔３３１と第２の基板３２の連通孔３２１と
が重なる部分には、貫通孔３５１、３５３がそれぞれ形
成されている。

また、第１の基板３１の外側表面には、圧力発生手段
１７としての圧電振動子が設けられている。この圧力発
生手段１７は、振動板３６とともにたわみ振動型のアク
チュエータを構成しており、振動板３６を振動させる。
従って、圧力発生室３１０が収縮して圧力発生室３１０
内のインクが加圧されると、圧力発生室３１０内のイン
クは、第２の基板３２に形成されている連通孔３２１、
第５の基板３５に形成されている貫通孔３５３、第３の
基板３３に形成されているインク供給孔３３１、および
第４の基板３４に形成されているノズル開口２３から吐
出される。また、圧力発生室３１０が膨張すると、共通
インク室３３０内のインクは、第５の基板３５に形成さ
れている貫通孔３５１、第２の基板３２に形成されてい
る連通孔３２２を介して圧力発生室３１０内に流れ込
む。

図５Ａ、５Ｂ、５Ｃおよび図６に示すように、圧力発
生室３１０は、記録ヘッド５００において２列に配置さ
れており、２列に並ぶ圧力発生室３１０を１つのアクチ
ュエータで駆動する。

また、本実施形態においては、一列に並ぶ複数の圧力
発生室３１０において２色以上のインクを扱うように構
成されている。つまり、同一列に属する複数の圧力発生
室３１０及びノズル開口２３は、それらが並んでいる方
向に向かって色別に区分けされて使用される。この際
に、各圧力発生室３１０の一方側で並ぶ各端部には、色
グループ毎に、シアン（Ｃ)、マゼンダ（Ｍ)、イエロー
（Ｙ）の各色のインクを供給するための３つの共通イン
ク室３３０（Ｃ)、（Ｍ)、（Ｙ）を連通させ、各圧力発
生室３１０の他方側で並ぶ端部には、各色のインク滴を
吐出するノズル開口２３を連通させる。共通インク室３
３０（Ｃ)、（Ｍ)、（Ｙ）にはインクカートリッジ（図
示せず。）からインクが供給される。

また、圧力発生室３１０が並んでいる方向に沿って圧
力発生室３１０やノズル開口２３を３色にグループ分け
するにあたっては、図６および図７に示すように、隣接
するグループ間で各共通インク室３３０の側面壁を構成
する仕切り壁３３５によって一定以上の厚さを確保して
いる。これにより、一定の共通インク室３３０での圧力
変化が仕切り壁３３５を通して他方の共通インク室３３
０に伝わるのを防止している。

なお、図６からわかるように、ここに示す記録ヘッド
５００では、２列に並ぶ圧力発生室３１０のうちの一方
の列は、シアン、マゼンダ、イエローの３つの色グルー
プに区分けされているが、他方の列においては、全ての
圧力発生室３１０が黒（Ｋ）用に構成されている。この
ため、この列の圧力発生室３１０に対しては、一方で並
ぶ全ての端部に黒用の共通インク室３３０（Ｋ）が連通
し、他方で並ぶ全ての端部に黒用のノズル開口２３が連
通している。この共通インク室３３０（Ｋ）にはインク
カートリッジ（図示せず。）から黒のインクが供給され
る。

前記のごとく本実施形態による記録ヘッドは、単一の
基板３１に圧力発生室３１０を形成したアクチュエータ
ユニット５０１と、単一の基板３３に複数の共通インク
室３３０及びインク供給口３３１を形成した流路ユニッ
ト５０２とを積層して構成した。このため、それぞれの
ユニットをセラミックの焼成等により製造でき、紙送り
方向の同一列に多数個の圧力発生室を備えたものを容
易、かつ安価に製造することができる。

また、記録ヘッドの仕様を変更する際には、アクチュ
エータユニット５０１又は流路ユニット５０２のいずれ
か一方のみの仕様を変更し、或いは各ユニットを構成す
る複数の基板のうちの一部のみの仕様を変更するだけ
で、記録ヘッドの仕様を簡単に変更することができる。

さらに、圧力発生室３１０と共通インク室３３０とが
異なる基板上に形成されている（つまり、同一平面上に
ない）ので、図６に示したように両者を立体的に重ねて
配置することができる。これにより、記録ヘッドの小型
化を図ることができる。

また、本実施形態によれば、紙送り方向の同一列の圧
力発生室を複数にグループ分けするとともに、それぞれ
の圧力発生室３１０のグループに異なるインクを供給す
る複数の共通インク室３３０を流路ユニット５０２に設
けたことにより、フルカラー印刷用の小型の記録ヘッド
を得ることができる。

［第２実施形態］以下、本発明の第２実施形態によるインクジェット式
記録ヘッドについて図面を参照して説明する。

本実施形態によるインクジェット式記録ヘッド１０の
構造を、図８、図９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、図１０および図１
１を参照して説明する。図８は、記録ヘッドを形成する
ために積層される各基板の構成を示す分解斜視図であ
る。図９Ａ、９Ｂ、９Ｃはそれぞれ、記録ヘッドをそれ
ぞれ別の圧力発生室（キャビティ）に沿って切断したと
きの断面図、図１０は、記録ヘッドの圧力発生室、ノズ
ル開口、共通インク室の位置関係を示す平面図、図１１
は、記録ヘッドをノズル列に沿って切断したときの断面
図である。なお、図９Ａ、９Ｂ、９Ｃに示す各断面は、
図１０のＡ−Ａ′線、図１０のＢ−Ｂ′線、および図１
０のＣ−Ｃ′線における断面に相当し、図１１に示す断
面は、図１０のＤ−Ｄ′線における断面に相当する。

なお、本形態のインクジェット式記録ヘッドは、図４
乃至図７を参照して説明した第１実施形態の記録ヘッド
と基本的な構成が共通し、記録ヘッド１０における圧力
発生室３１０、ノズル開口２３、共通インク室３３０の
位置関係のみが相違する。それ故、以下の説明では、上
記第１実施形態と共通する機能を有する部分には同一の
符号を付して説明することとし、アクチュエータを説明
する際には、図８とともに図４を参照して行う。

図８に示した本形態の記録ヘッド１０でも、図４に示
した第１実施形態の記録ヘッド５００と同様に、圧力発
生室３１０を形成する圧力発生室形成用孔３１０′が形
成された第１の基板３１と、圧力発生室３１０の第１端
部３１０ａ及び第２端部３１０ｂにそれぞれ連通する２
つで一対の連通孔３２１、３２２が形成された第２の基
板３２と、この対をなす２つの連通孔３２１、３２２の
うちの一方の連通孔３２２に連通して共通インク室３３
０を形成する共通インク室形成用孔３３０′、および他
方の連通孔３２１に連通するインク供給孔３３１が形成
された第３の基板３３と、インク供給孔３３１に連通す
るノズル開口２３が形成された第４の基板３４とが接着
剤や融着フィルムなどによって積層された構造になって
いる。

ここに示す例では、第２の基板３２と第３の基板３３
との間に、３層構造の第５の基板３５が挟まれており、
この第５の基板３５において、第３の基板３３の共通イ
ンク室３３０と重なる領域は、３層のうちの１層が除去
され、共通インク室３３０の壁面を肉薄なものにして、
共通インク室３３０内のインクの圧力変動を吸収するコ
ンプライアンス部を付与するための孔（薄肉部）３５２
が形成されている。また、第５の基板３５において、第
３の基板３３の共通インク室３３０と第２の基板３２の
連通孔３２２とが重なる部分、および第３の基板３３の
インク供給孔３３１と第２の基板３２の連通孔３２１と
が重なる部分には、貫通孔３５１、３５３がそれぞれ形
成されている。

また、第１の基板３１の外側表面には、圧力発生手段
（圧力発生素子）１７としての圧電振動子が形成されて
いる。この圧電振動子では、第１の基板３１の圧力発生
室３１０を覆うように、厚さが６μｍ程度のジルコニア
（ＺｒＯ₂）の薄板などからなる振動板（弾性板）３６
が被せられ、この振動板３６の表面には、一方の極とな
る共通電極３７が形成されている。また、共通電極３７
の表面には、ＰＺＴ用の圧電体層３８が積層され、さら
にその表面にはＡｕなどの比較的柔軟な金属の層からな
る駆動電極３９が形成されている。

ここで、駆動電極３９は、圧力発生室３１０に対して
１対１で対応する個別電極であり、図８に示すテープキ
ャリアパッケージ（ＴＣＰ）６０を介して信号供給され
る。このように構成した圧力発生手段１７は、振動板３
６とともに、たわみ振動型のアクチュエータを構成し、
圧力発生手段１７は、充電されると収縮して圧力発生室
３１０の体積を縮めて圧力発生室３１０内のインクを加
圧する変形を行い、放電されると伸長して圧力発生室３
１０の体積を元に拡げる方向に変形するようになってい
る。従って、圧力発生手段１７を所定の駆動信号で駆動
することにより、振動板３６を振動させ、圧力発生室３
１０が収縮して圧力発生室３１０内のインクが加圧され
ると、圧力発生室３１０内のインクは、第２の基板３２
に形成されている連通孔３２１、第５の基板３５に形成
されている貫通孔３５３、第３の基板３３に形成されて
いるインク供給孔３３１、および第４の基板３４に形成
されているノズル開口２３から吐出される。

また、圧力発生室３１０が膨張すると、共通インク室
３３０内のインクは、第５の基板３５に形成されている
貫通孔３５１、第２の基板３２に形成されている連通孔
３２２を介して圧力発生室３１０内に流れ込むので、圧
力発生室３１０内は常にインクで満たされる。

このように構成した記録ヘッド１０において、圧力発
生室３１０は、図８、図９Ａ、９Ｂ、９Ｃおよび図１０
に示すように、記録ヘッド１０において０．２ｍｍ位の
間隔で並列に配置され、圧力発生室３１０の長手方向の
両端部に共通インク室３３０およびノズル開口２３に連
通する構成になっている。さらに、一列に並ぶ複数の圧
力発生室３１０において２色以上のインクを扱うことを
目的に、圧力発生室３１０が並んでいる方向に向かって
圧力発生室３１０やノズル開口２３を色別に区分けして
使用される。このため、圧力発生室３１０の両端部に対
して、色グループ毎に、シアン（Ｃ)、マゼンダ（Ｍ)、
イエロー（Ｙ）の各色のインクを供給するための３つの
共通インク室３３０（Ｃ)、（Ｍ)、（Ｙ)、および各色
のインク滴を吐出するノズル開口２３が連通している。

ここで、共通インク室３３０（Ｃ)、（Ｍ)、（Ｙ）
は、記録ヘッド１０において圧力発生室３１０などが形
成されている領域から記録ヘッド１０の端部にまで延び
ており、その先端部分にはインクカートリッジ（図示せ
ず。）からインクが供給される。ここで、図１０に示し
たように、共通インク室３３０（Ｃ)、（Ｍ)、（Ｙ）
は、圧力発生素子１７に対する配線接続用の端子３００
が形成されている領域を避けるように形成されている。
このため、端子３００に基板を接続する際に、加わった
力で共通インク室３３０（Ｃ)、（Ｍ)、（Ｙ）が変形せ
ず、かつ、共通インク室３３０（Ｃ)、（Ｍ)、（Ｙ）の
存在によって端子３００が形成されている部分の平坦性
が損なれることもない。

なお、ここに示す記録ヘッド１０では、２列に並ぶ圧
力発生室３１０のうちの一方の列は、シアン、マゼン
ダ、イエローの３つの色グループに区分けされている
が、他方の列においては、全ての圧力発生室３１０が黒
（Ｋ）用に構成されている。このため、この列の圧力発
生室３１０に対しては、一方で並ぶ全ての端部に黒用の
共通インク室３３０（Ｋ）が連通し、他方で並ぶ全ての
端部に黒用のノズル開口２３が連通している。この共通
インク室３３０（Ｋ）も、記録ヘッド１０の端部にまで
延びており、この共通インク室３３０（Ｋ）の端部には
インクカートリッジ（図示せず。）から黒のインクが供
給される。ここでも、共通インク室３３０（Ｋ）は、圧
力発生手段１７に対する配線接続用の端子３００が形成
されている領域を避けるように形成されている。このた
め、端子３００に基板を接続する際に、加わった力で共
通インク室３３０（Ｋ）が変形せず、かつ、共通インク
室３３０（Ｋ）の存在によって端子３００が形成されて
いる部分の平坦性が損なれることもない。

このように構成した記録ヘッド１０において、本形態
では、同色のグループ内においては、第１端部３１０ａ
及び第２端部３３１０ｂのうちのノズル開口２３に連通
させる端部が共通し、隣接するグループ同士においては
第１端部３１０ａ及び第２端部３１０ｂのうちのノズル
開口２３に連通させる端部が異なる。

たとえば、図９Ｂおよび図１０に示すように、マゼン
ダ用およびイエロー用のいずれの圧力発生室３１０で
も、両端部３１０ａ、３１０ｂのうち、黒用のノズル開
口２３が形成されている側の端部３１０ａに対してノズ
ル開口２３が連通し、それとは反対側の端部３１０ｂに
共通インク室３３０が連通している。これに対して、図
９Ｃおよび図１０に示すように、マゼンダ用とイエロー
用との間に形成されたシアン用のいずれの圧力発生室３
１０でも、両端部３１０ａ、３１０ｂのうち、黒用のノ
ズル開口２３が形成されている側の端部３１０ａに対し
て共通インク室３３０が連通し、それとは反対側の端部
３１０ｂにノズル開口２３が連通している。すなわち、
図９Ｂと図９Ｃとを比較すればわかるように、第１およ
び第２の基板３１、３２における孔開けパターンは、マ
ゼンダ用とシアン用との間で同一であるが、第３、第４
および第５の基板３３、３４、３５における孔開けパタ
ーンは、マゼンタ用とシアン用との間では相違してい
る。

このように、本形態の記録ヘッド１０では、隣接する
２つの色グループのうち、一方のグループに属するノズ
ル開口２３が並んでいる側では、他方の色グループの共
通インク室３３０が配置されることになる。

従って、圧力発生室３１０の端部が並ぶ領域におい
て、隣接する色グループの共通インク室３３０同士が記
録ヘッド１０の副走査方向に並ぶことがない。それ故、
圧力発生室３１０の端部が並ぶ領域に、圧力発生室３１
０を仕切る厚い仕切り壁が不要であり、図１０および図
１１に示すように、圧力発生室３１０の１つ位が犠牲と
なる０．１ｍｍ程度の薄い仕切り壁３３６でよい。それ
故、圧力発生室３１０が並ぶ方向で圧力発生室３１０を
複数の色グループに区分けして小型化およびアクチュエ
ータの削減を図った記録ヘッド１０であっても、１つの
色グループに属するノズル開口２３の数がその分、多い
ので、印字速度を低下させることなく品位の高いカラー
印刷を行うことができる。

さらに、異色のノズル群が近接していないので、クリ
ーニング時などに発生するノズル相互間の混色の影響を
最小限に抑えることができる。

また、本形態では、所定の位置に穴あけされた第１な
いし第５の基板３１〜３５を積層して記録ヘッド１０を
形成しているので、圧力発生室３１０の両端部３１０
ａ、３１０ｂのいずれの側に位置する端部に対して共通
インク室３３０およびノズル開口２３を連通させるかを
設定するときでも、第１ないし第５の基板３１〜３５に
対する孔開けパターンを変えるだけでよいので、記録ヘ
ッド１０を容易に、かつ、安価に製造できるという利点
がある。

また、本形態では、図１０に示したように共通インク
室３３０（Ｃ)、３３０（Ｍ）は圧力発生室３１０の形
成領域と重なる領域に形成され、共通インク室３３０
（Ｙ）は圧力発生室３１０の形成領域から外れた領域に
形成されている。

したがって、複数の共通インク室３３０の配置構成を
コンパクトにすることができる。

［第３実施形態］本発明の第３実施形態による記録ヘッド１０の構造
を、図１２Ａ、１２Ｂ、図１３および図１４を参照して
説明する。図１２Ａ、１２Ｂはそれぞれ、記録ヘッドを
それぞれ別の圧力発生室（キャビティ）に沿って切断し
たときの断面図、図１３は、記録ヘッドの圧力発生室、
ノズル開口、共通インク室の位置関係を示す平面図、図
１４は、記録ヘッドをノズル列に沿って切断したときの
断面図である。なお、図１２Ａ、１２Ｂに示す各断面
は、図１３のＥ−Ｅ′線、および図１３のＦ−Ｆ′線に
おける断面に相当し、図１４に示す断面は、図１３のＧ
−Ｇ′線における断面に相当する。

なお、本形態のインクジェット式記録ヘッドは、上述
した第１及び第２実施形態に係るインクジェット式記録
ヘッドと基本的な構成が共通し、圧力発生室３１０、ノ
ズル開口２３、共通インク室３３０の位置関係のみが相
違する。それ故、以下の説明では、上記第１及び第２実
施形態と共通する機能を有する部分には同一の符号を付
して、それらの詳細な説明を省略する。

図１２Ａ、１２Ｂおよび図１３に示すように、本形態
に係る記録ヘッド１０においても、圧力発生室３１０
は、記録ヘッド１０において並列に配置され、圧力発生
室３１０の両端部３１０ａ、３１０ｂに共通インク室３
３０およびノズル開口２３に連通する構成になってい
る。さらに、一列に並ぶ複数の圧力発生室３１０におい
て２色以上のインクを扱うことを目的に、圧力発生室３
１０が並んでいる方向に沿って圧力発生室３１０やノズ
ル開口２３を色別に区分けして使用される。このため、
一方の列で並ぶ圧力発生室３１０の両端部３１０ａ、３
１０ｂに対しては、色グループ毎に、黒（Ｋ)、シアン
（Ｃ）の各色のインクを供給するための２つの共通イン
ク室３３０（Ｋ)、（Ｃ)、および各色のインク滴を吐出
するノズル開口２３が連通している。

また、他方の列で並ぶ圧力発生室３１０の両端部３１
０ａ、３１０ｂに対しては、色グループ毎に、マゼンダ
（Ｍ)、イエロー（Ｙ）の各色のインクを供給すための
２つの共通インク室３３０（Ｍ)、（Ｙ)、および各色の
インク滴を吐出するノズル開口２３が連通している。

ここで、共通インク室３３０（Ｋ)、（Ｃ)、（Ｍ)、
（Ｙ）は、記録ヘッド１０において圧力発生室３１０な
どが形成されている領域から記録ヘッド１０の端部にま
で延びており、その先端部分にはインクカートリッジ
（図示せず。）からインクが供給される。本形態でも、
共通インク室３３０（Ｋ)、（Ｃ)、（Ｍ)、（Ｙ）は、
圧力発生手段１７に対する配線接続用の端子３００が形
成されている領域を避けるように形成されている。この
ため、端子３００に基板を接続する際に、加わった力で
共通インク室３３０（Ｋ)、（Ｃ)、（Ｍ)、（Ｙ）が変
形せず、かつ、共通インク室３３０（Ｋ)、（Ｃ)、
（Ｍ)、（Ｙ）の存在によって端子３００が形成されて
いる部分の平坦性が損なれることもない。

たとえば、図１２Ａおよび図１３に示すように、黒用
の圧力発生室３１０は、マゼンダ用およびイエロー用の
ノズル開口２３が形成されている側の端部３１０ａにノ
ズル開口２３が連通し、それとは反対側の端部３１０ｂ
に共通インク室３３０（Ｋ）が連通している。これに対
して、図１２Ｂおよび図１３に示すように、シアン用の
圧力発生室３１０は、マゼンダ用およびイエロー用のノ
ズル開口２３が形成されている側の端部３１０ａに対し
て共通インク室３３０（Ｃ）が連通し、それとは反対側
の端部３１０ｂにノズル開口２３が連通している。

すなわち、図１２Ａと図１２Ｂとを比較すればわかる
ように、第１および第２の基板３１、３２における孔開
けパターンは、黒用とシアン用との間で同一であるが、
第３、第４および第５の基板３３、３４、３５における
孔開けパターンは、黒用とシアン用との間では相違して
いる。

同様に、図１３に示すように、イエロー用のいずれか
の圧力発生室３１０でも、両端部３１０ａ、３１０ｂの
うち、黒用およびシアン用のノズル開口２３が形成され
ている側の端部３１０ａに対してノズル開口２３が連通
し、それとは反対側の端部３１０ｂに共通インク室３３
０（Ｙ）が連通している。これに対して、マゼンダ用の
いずれの圧力発生室３１０でも、両端部３１０ａ、３１
０ｂのうち、黒用およびシアン用のノズル開口２３が形
成されている側の端部３１０ａに対して共通インク室３
３０（Ｍ）が連通し、それとは反対側の端部３１０ｂに
ノズル開口２３が連通している。

このように、本形態の記録ヘッド１０では、同色のグ
ループ内では、圧力発生室３１０の両端部３１０ａ、３
１０ｂのいずれの側に位置する端部に対して共通インク
室３３０およびノズル開口２３がそれぞれ同一端部で連
通されているが、隣接する色グループ間では、圧力発生
室３１０の両端部３１０ａ、３１０ｂのいずれの側に位
置する端部に対して共通インク室３３０およびノズル開
口２３がそれぞれ反対の端部で連通されている。このた
め、隣接する２つの色グループのうち、一方のグループ
に属するノズル開口２３が並んでいる側には、他方の色
グループの共通インク室３３０が配置されることにな
る。

従って、圧力発生室３１０の端部が並ぶ領域におい
て、隣接する色グループの共通インク室３３０同士が並
ぶことがない。それ故、圧力発生室３１０の端部が並ぶ
領域に、圧力発生室３１０を仕切る厚い仕切り壁が不要
であり、図１３および図１４に示すように、圧力発生室
３１０の１つ位が犠牲となる程度の薄い仕切り壁３３６
でよい。それ故、圧力発生室３１０が並ぶ方向で圧力発
生室３１０を複数の色グループに区分けして小型化およ
びアクチュエータの削減を図った記録ヘッド１０であっ
ても、１つの色グループに属するノズル開口２３の数が
その分、多いので、品位の高いカラー印刷を行うことが
できるなど、第２実施形態と同様な効果を奏する。

［第４実施形態］以下、本発明の第４実施形態によるインクジェット式
記録ヘッドについて図面を参照して説明する。

図１５は、本実施形態による記録ヘッドを示すもので
あって、図中符号４０１は、インクを加圧するアクチュ
エータユニットを示し、後述する流路形成ユニット４０
２に積層されて固定されている。

図１６は図１５のアクチュエータユニットの外側から
連通するリザーバ（「共通インク室」とも言う。）を備
えた圧力発生室の長手方向における断面構造Ａ−Ａを、
図１７は図１５のアクチュエータユニットの内側から連
通するリザーバを備えた圧力発生室の長手方向における
断面構造Ｂ−Ｂをそれぞれアクチュエータユニットと、
流路形成ユニットとを分離して示すものである。また、
図１８は上述したアクチュエータユニットに形成されて
いる圧力発生室の配列構造を示すものである。

図１６、図１７中符号４１０は、スペーサで、深さ１
００μｍ程度の圧力発生室４１１を構成するのに適した
厚みを持つジルコニア（ＺｒＯ₂）などのセラミックス
板からなる。圧力発生室４１１は、第１端部４１１ａ及
び第２端部４１１ｂを含んでいる。

符号４１２は、弾性板（振動板）で、スペーサ４１０
と一体に焼成したときに十分な接合力を発揮するととも
に、後述する圧電振動体４１３のたわみ振動により弾性
変形する材料、例えば厚さ７μｍのジルコニアの薄板で
構成されている。

符号４１３は前述の圧電振動体で、弾性板４１２の表
面に形成されている下電極４１４の表面に、圧電材料の
グリーンシートを圧力発生室４１１に対向させて貼付
し、その後に焼結し、さらに表面に上電極４１５を作り
付けて構成されている。また、符号４１６は下電極４１
４、上電極４１５に駆動信号を供給する端子を示す。

符号４１７は圧力発生室４１１と後述するインク供給
口４１８、ノズル開口４２９とを連通する連通孔４２
０、４２１を備えた連通孔基板で例えば厚さ１５０μｍ
程度のジルコニア（ＺｒＯ₂）などのセラミックス板か
らなる。

これら各部材４１０、４１２、４１７は、焼成により
一体に固定されて図１８に示したアクチュエータユニッ
ト４０１が構成されている。

一方、図１５において符号４０２は、これらアクチュ
エータユニット４０１の固定基板を兼ねる前述の流路形
成ユニットで、アクチュエータユニット４０１が、図１
９に示したような、例えば厚さ２０μｍ程度のポリオレ
フィンからなる接着フィルム４２４により貼着、固定さ
れるインク供給口形成基板４２５と、リザーバ形成基板
（リザーバプレート）４２６と、図２１に示したノズル
プレート４２７を積層して構成されている。

インク供給口形成基板４２５は、厚さ１００μｍのス
テンレス鋼の薄板からなり、ノズルプレート４２７のノ
ズル開口４２９と圧力発生室４１１とを接続する通孔４
１９と、後述するリザーバ４５０、４５２（４５１、４
５３）と圧力発生室４１１とを接続し、かつインク滴を
吐出させることができる程度の流体抵抗を備えたインク
供給口４１８とを穿設して構成されている。またリザー
バ４５０、４５２（４５１、４５３）から離れた位置に
は、キャリッジ移動方向同一直線上に並ぶように４つの
インク導入口４５４〜４５７が形成されている。

図２０はリザーバ形成基板４２６を示し、リザーバ形
成基板４２６は、リザーバ４５０、４５２（４５１、４
５３）を構成するのに適した例えば１５０μｍのステン
レス鋼などの耐蝕性を備えた板材に、図中左側に配置さ
れる圧力発生室４１１全体にインクを供給するリザーバ
４５３と、アクチュエータユニットの図中右側に位置す
る圧力発生室４１１に独立してインクを供給する３つの
リザーバ４５０、４５１、４５２を形成するとともに、
圧力発生室４１１とノズル開口４２９とを接続するノズ
ル連通孔４２８を形成して構成されている。

リザーバ４５０〜４５２は、それぞれアクチュエータ
ユニット４０１の図中右側に、紙送り方向（図中上下方
向）に並ぶ複数の圧力発生室４１１を３等分した個数、
この実施形態では１５個の圧力発生室４１１に連通する
インク供給口４１８と連通できるサイズに形成されてい
る。これら複数のリザーバ４５０〜４５２の内、１つの
もの４５２はインク供給口４１８を対称線とするように
圧力発生室４１１の形成領域に重なる領域に形成されて
いる。

また、各リザーバ４５０〜４５３は、インク供給口形
成基板４２５に形成されたインク導入口４５４、４５
５、４５６、４５７にインク誘導路４５０ａ〜４５３ａ
により連通されている。リザーバ４５０、４５１に連通
するインク誘導路４５０ａ、４５１ａは、圧力発生室４
１１の形成領域に重ならないように外側に二列平行に形
成され、またリザーバ４５２に連通するインク誘導路４
５２ａは圧力発生室４１１の形成領域に重なる領域、つ
まり内側からインク導入口４５６に延長されている。

このように、圧力発生室４１１が形成されている内側
の領域をリザーバ形成領域として利用することにより、
図２０に示したように最外側のインク誘導路４５０ａの
形成位置をインク誘導路の幅分程度ｗだけ内側に寄せる
ことができ、ヘッドの幅方向のサイズが小さくなる。

リザーバ４５３には黒インク、他のリザーバ４５０〜
４５２にはイエロ、マゼンタ、及びシアンのインクが供
給可能になっていて、リザーバ４５０、４５１において
はインク導入口４５４、４５５からインク供給口４１８
へつながるインク誘導路４５０ａ、４５１ａの幅がほぼ
全長にわたってほぼ均一になっている。

これにより、インク導入口４５４、４５５、インク供
給口４１８間のインクの流速がほぼ一定に保たれ、イン
ク流速の不均一による流れの淀みを防止することがで
き、誘導路を含めたリザーバ内の気泡排出性が良好にな
る。

また、図２０に示したようにリザーバ４５０、４５１
のそれぞれインク導入口４５４、４５５に最も近い側
（図中下方側）に位置する上流側の壁４５０ｃ、４５１
ｃが、部分的にインク供給口列に対し直角に形成されて
いて、アクチュエータ端子部４１６の形成領域と重なる
領域において、隣接したリザーバ間の隔壁の面積を部分
的に拡大して、可及的に大きな領域Ａ１、Ａ２を確保し
ている。

これにより、アクチュエータユニット４０１とインク
供給口形成板４２５との間のアクチュエータ端子部４１
６下にGAP材を配置しての接着フィルムでの接合が可能
となり、接着フィルム４２４の過度の潰れによるインク
供給口４１８への接着フィルムのはみ出しが防止され
る。

また、リザーバ４５０、４５１のそれぞれの各インク
導入口４５４、４５５から最も遠い側に位置する下流側
の壁４５０ｂ、４５１ｂの部分のリザーバの角度θ₁、
θ₂がインク供給口列４１８に対し３０゜以上、４５゜
以下となるように構成されている。

これに対し、θ₁、θ₂が３０゜より小さいとそこに気
泡がはまり込みやすく、またθ₁、θ₂が４５゜より大き
いとインクの流れの淀みが生じる。

また、リザーバ４５０、４５１に連通するインク誘導
路４５０ａ、４５１ａの形状が円弧状であるため、イン
クの流れが淀むことなくスムーズに流れ、誘導路を含め
たリザーバ内の気泡残りが防止される。

また、インク誘導路４５０ａ、４５１ａが同心円状に
形成されていて、隣接するインク誘導路４５０ａ、４５
１ａ間の隔壁の幅がほぼ一定に保たれているので、隔壁
の幅を形成板の剛性、接着フィルムの接合代の面で最低
限必要な均一な広さにすることができ、隔壁にデッドス
ペースが生じない。

符号４２７は、前述のノズルプレートで、アクチュエ
ータユニット４０１にノズル連通孔４２０、４１９、４
２８を介して連通するノズル開口４２９を形成して構成
されている。なお、図１６、図１７中符号４５８〜４６
１は、インク供給口形成基板４２５に形成された薄肉部
からなる、各リザーバ４５０〜４５３に付与されたコン
プライアンス領域である。一般に、供給口付近のリザー
バの面積が小さいため、リザーバ４５０、４５１だけで
は十分なコンプライアンスを確保することが困難である
が、リザーバ４５０、４５１だけではなくインク誘導路
４５０ａ、４５１ａのリザーバ４５０、４５１側の領域
まで、インク圧力により弾性変形ができるように薄肉部
４５８〜４６１にしているため、インク滴吐出に不都合
をきたさない程度のコンプライアンスを確保することが
できる。

この実施形態において、ノズル開口４２９の配列線が
副走査方向、つまり紙送り方向に一致するようにキャリ
ッジに搭載して、流路形成ユニット４０２のリザーバ４
５３にブラックのインクを、また右側の３つのリザーバ
４５０、４５１、４５２にイエロ、シアン、マゼンタの
各インクを供給する。そしてブラックのドット形成信号
をアクチュエータユニット４０１の図中左側に配列され
た圧力発生手段（圧力発生素子）である圧電振動子４１
３に、またカラードット形成信号をアクチュエータユニ
ット４０１の図中右側に配列された圧電振動子４１３に
供給する。

すなわち、イエロのドット形成信号はリザーバ４５０
に連通する圧力発生室４１１の圧電振動子４１３に、ま
たマゼンタのドット形成信号はリザーバ４５１に連通す
る圧力発生室４１１の圧電振動子４１３に、さらにシア
ンのドット形成信号はリザーバ４５２に連通する圧力発
生室４１１の圧電振動子４１３に供給する。

これにより、黒のドット形成信号が印加されると、図
中左側の圧電振動子４１３が圧力発生室側にたわみ変位
して図中左側の圧力発生室４１１のインクを加圧する。
加圧された黒インクは流路形成ユニット４０２のノズル
連通孔４２０、４１９、４２８を経由してノズル開口４
２９からインク滴として吐出する。

駆動信号が断たれて圧電振動子４１３が元の状態に戻
ると、圧力発生室４１１が膨張する。これにより当該圧
力発生室４１１とインク供給口４１８を介して接続する
リザーバ４５３からインクが圧力発生室４１１に流れ込
む。

また、カラーのドット形成信号が印加されると、図中
右側の圧電振動子４１３が圧力発生室側にたわみ変位し
て図中右側の圧力発生室４１１のインクを加圧する。加
圧されたカラーのインクは流路形成ユニット４０２のノ
ズル連通孔４２０、４１９、４２８を経由してノズル開
口４２９からインク滴として吐出する。

駆動信号が断たれて圧電振動子４１３が元の状態に戻
ると、圧力発生室４１１が膨張する。これにより当該圧
力発生室４１１とインク供給口４１８を介して接続する
リザーバ４５０〜４５２の色インクが圧力発生室４１１
に流れ込む。

ところで、カラーのインク滴を吐出するノズル開口４
２９は、紙送り方向にほぼ１５ドット分ずつ位置がずれ
ているので、記録用紙の送り量を各色の記録幅に一致さ
せることにより、同一位置に各色のドットを形成するこ
とができる。以下、このような過程を繰り返して印刷を
実行する。

一方、テキストデータやモノクロ画像データを印刷す
る場合には、図中左側の紙送り方向に配列されている圧
力発生室４１１の圧電振動子４１３にだけ駆動信号を供
給すると、カラー印刷時の約３倍程度の紙送り方向の幅
に印刷することができる。

なお、この実施形態においては１つのアクチュエータ
ユニットを用いて記録ヘッドを構成する場合に例を採っ
て説明したが、圧力発生室の数が極めて多く形成された
ものや、また２個以上のアクチュエータを紙送り方向に
配列したものを用いても、どちらか片側に配列されたも
のをブラックに、また他側のものを複数に分割して、各
領域に独立してインクを供給することができる構造であ
れば同様の作用を奏することは明らかである。

［第５実施形態］図２２は、本発明の第５実施形態を示すものであっ
て、本実施形態によるインクジェット式記録ヘッドは、
上記第４実施形態の構成を一部変更して、最大６種類の
インクを吐出することができるようにしたものである。

アクチュエータユニットの図中下側に主走査方向に同
一線上に位置するようにインク導入口４７１、４７２、
４７３、４７４、４７５、４７６が形成されており、各
インク導入口４７１〜４７６には、各インク誘導路４７
７ａ、４７８ａ、４７９ａ、４８０ａ、４８１ａ、４８
２ａの上流端が連通している。

アクチュエータユニット４０１には複数の圧力発生室
４１１から成る列が２列設けられており、各列の圧力発
生室４１１はそれぞれ３等分されている。つまり、圧力
発生室４１１は合計６つのグループに区分されており、
各グループ毎にリザーバ４７７、４７８、４７９、４８
０、４８１、４８２が設けられている。そして、リザー
バ４７７、４７８、４８１、４８２がアクチュエータユ
ニットの外側から、またリザーバ４７９、４８０がアク
チュエータユニットの内側から連通するように形成され
ている。

この実施形態によれば、各インク導入口４７１〜４７
６には、色の異なるインク、つまりブラック、イエロ、
濃マゼンタ、淡マゼンタ、濃シアン、淡シアンのインク
を外部から供給することにより、６色のインクによるカ
ラー印刷が可能な記録装置を主走査方向のサイズを可能
な限り抑えて構成することができる。

なお上述の実施形態においては、圧力発生室を圧電振
動子のたわみ振動により膨張、収縮させるユニットを複
数使用した記録ヘッドに例を採って説明したが、縦振動
モードの圧電振動子の一端を弾性板に当接させたり、ま
た圧力発生室を発熱素子により加熱して加圧するものに
適用しても同様の作用を奏する。

産業上の利用可能性本発明は、インクジェットプリンタあるいはインクジ
ェットプロッタなどとして用いられるインクジェット式
記録装置の記録ヘッドに広く適用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/21

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】同一列を成して配置された複数の圧力発生
室と、前記複数の圧力発生室の内部のインクを加圧する
複数の圧力発生手段と、を有するアクチュエータユニッ
トと、前記複数の圧力発生室に連通する複数のノズル開口であ
って、前記圧力発生手段により前記圧力発生室の内部の
インクを加圧したときにインク滴が吐出される複数のノ
ズル開口と、前記複数の圧力発生室に連通し、前記複数
の圧力発生室に供給するインクを貯留する少なくとも２
つの共通インク室と、を有する流路ユニットと、を備
え、前記複数の圧力発生室は、前記同一列に沿って複数のグ
ループに区分され、前記グループ毎に前記共通インク室
が設けられており、前記複数の圧力発生室は単一の基板に形成されており、前記少なくとも２つの共通インク室は他の単一の基板に
形成されており、前記アクチュエータユニットと前記流路ユニットとは積
層されている、ことを特徴とするインクジェット式記録
ヘッド。
【請求項２】前記複数の圧力発生室は、それぞれ、第１
端部及び第２端部を含み、前記複数のノズル開口は前記第１端部又は前記第２端部
に連通し、前記共通インク室は前記第２端部又は前記第１端部に連
通し、同一の前記グループ内においては、前記第１端部及び前
記第２端部のうちの前記ノズル開口に連通させる端部が
共通し、隣接する前記グループ同士においては前記第１
端部及び前記第２端部のうちの前記ノズル開口に連通さ
せる端部が異なることを特徴とする請求の範囲第１項に
記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項３】前記流路ユニットは、前記少なくとも２つ
の共通インク室にインクを誘導する少なくとも２つのイ
ンク誘導路をさらに有し、前記複数の圧力発生室は、それぞれ、第１端部及び第２
端部を含み、前記ノズル開口は前記第１端部に連通し、前記共通インク室は前記第２端部に連通し、前記少なくとも２つの共通インク室のうちの少なくとも
１つは、前記複数の圧力発生室の複数の前記第２端部の
配列線に関して、他の前記共通インク室とは反対側に形
成されていることを特徴とする請求の範囲第１項にイン
クジェット式記録ヘッド。
【請求項４】同一列を成して配置された複数の圧力発生
室と、前記複数の圧力発生室の内部のインクを加圧する
複数の圧力発生手段と、を有するアクチュエータユニッ
トと、前記複数の圧力発生室に連通する複数のノズル開口であ
って、前記圧力発生手段により前記圧力発生室の内部の
インクを加圧したときにインク滴が吐出される複数のノ
ズル開口と、前記複数の圧力発生室に連通し、前記複数
の圧力発生室に供給するインクを貯留する少なくとも２
つの共通インク室と、を有する流路ユニットと、を備
え、前記複数の圧力発生室は、前記同一列に沿って複数のグ
ループに区分され、前記グループ毎に前記共通インク室
が設けられており、前記複数の圧力発生室は、それぞれ、第１端部及び第２
端部を含み、前記複数のノズル開口は前記第１端部又は前記第２端部
に連通し、前記共通インク室は前記第２端部又は前記第１端部に連
通し、同一の前記グループ内においては、前記第１端部及び前
記第２端部のうちの前記ノズル開口に連通させる端部が
共通し、隣接する前記グループ同士においては前記第１
端部及び前記第２端部のうちの前記ノズル開口に連通さ
せる端部が異なることを特徴とするインクジェット式記
録ヘッド。
【請求項５】順次積層された第１の基板、第２の基板、
第３の基板、及び第４の基板を備え、前記第１の基板は、前記複数の圧力発生室をそれぞれ形
成する複数の圧力発生室形成用孔を含み、前記第２の基板は、前記圧力発生室の前記第１端部及び
前記第２端部のそれぞれに連通する一対の連通孔を複数
対含み、前記第３の基板は、前記一対の連通孔の一方に連通する
複数のインク供給孔と、前記一対の連通孔の他方に連通
し、前記少なくとも２つの共通インク室を形成する少な
くとも２つの共通インク室形成用孔と、を含み、前記第４の基板は、前記複数のノズル開口を含む、こと
を特徴とする請求の範囲第２項又は第４項に記載のイン
クジェット式記録ヘッド。
【請求項６】前記第２の基板と前記第３の基板との間に
設けられた第５の基板をさらに有し、前記第５の基板
は、前記第３の基板に形成された前記共通インク室形成
用孔と重なる領域に、前記共通インク室内のインクの圧
力変動を吸収するコンプライアンス部を付与するための
薄肉部を含むことを特徴とする請求の範囲第５項に記載
のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項７】前記少なくとも２つの共通インク室のうち
の少なくとも１つは、前記圧力発生室の形成領域と重な
る領域に形成され、残りの前記共通インク室は前記圧力
発生室の形成領域から外れた領域に形成されていること
を特徴とする請求の範囲第２項、第４項乃至第６項のい
ずれか一項に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項８】前記複数の圧力発生手段は、複数の圧電振
動子と、前記複数の圧電振動子のそれぞれに電圧を印加
するための複数の配線接続用端子とを含み、前記少なくとも２つの共通インク室は、前記複数の配線
接続用端子が形成されている領域から外れた領域に形成
されていることを特徴とする請求の範囲第２項、第４項
乃至第７項のいずれか一項に記載のインクジェット式記
録ヘッド。
【請求項９】前記同一列と平行な他の同一列上に配置さ
れた複数の圧力発生室をさらに有し、前記他の一列を成
して配置された複数の圧力発生室に供給するすべてのイ
ンクを貯留する共通インク室をさらに有することを特徴
とする請求の範囲第２項、第４項乃至第８項のいずれか
一項に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項１０】前記圧力発生室の前記グループ同士の間
には、前記圧力発生室の略１つ分の幅に相当する仕切り
壁が設けられていることを特徴とする請求の範囲第２
項、第４項乃至第９項のいずれか一項に記載のインクジ
ェット式記録ヘッド。
【請求項１１】同一列を成して配置された複数の圧力発
生室と、前記複数の圧力発生室の内部のインクを加圧す
る複数の圧力発生手段と、を有するアクチュエータユニ
ットと、前記複数の圧力発生室に連通する複数のノズル開口であ
って、前記圧力発生手段により前記圧力発生室の内部の
インクを加圧したときにインク滴が吐出される複数のノ
ズル開口と、前記複数の圧力発生室に連通し、前記複数
の圧力発生室に供給するインクを貯留する少なくとも２
つの共通インク室と、を有する流路ユニットと、を備
え、前記複数の圧力発生室は、前記同一列に沿って複数のグ
ループに区分され、前記グループ毎に前記共通インク室
が設けられており、前記流路ユニットは、前記少なくとも２つの共通インク
室にインクを誘導する少なくとも２つのインク誘導路を
さらに有し、前記複数の圧力発生室は、それぞれ、第１端部及び第２
端部を含み、前記ノズル開口は前記第１端部に連通し、前記共通インク室は前記第２端部に連通し、前記少なくとも２つの共通インク室のうちの少なくとも
１つは、前記複数の圧力発生室の複数の前記第２端部の
配列線に関して、他の前記共通インク室とは反対側に形
成されていることを特徴とするインクジェット式記録ヘ
ッド。
【請求項１２】前記圧力発生室の形成領域から外れた領
域に形成されている前記共通インク室は、前記圧力発生
室の前記第２端部から遠ざかるにつれて幅が狭くなって
いることを特徴とする請求の範囲第３項又は第１１項に
記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項１３】前記圧力発生室の形成領域から外れた領
域に形成されている前記共通インク室は、前記インク誘
導路の上流端から遠い側に位置して前記共通インク室を
形成する下流側の壁を有し、前記下流側の壁は、前記複
数の圧力発生室の前記第２端部の配列線に対して３０゜
から４５゜の角度を成していることを特徴とする請求の
範囲第１２項に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項１４】前記圧力発生室の形成領域から外れた領
域に形成されている前記共通インク室は、前記インク誘
導路の上流端に近い側に位置して前記共通インク室を形
成する上流側の壁を有し、前記上流側の壁は、前記複数
の圧力発生室の前記第２端部の配列線に対して略直角に
形成されている請求の範囲第１２項又は第１３項に記載
のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項１５】前記インク誘導路が前記共通インク室と
同一平面上に形成されていることを特徴とする請求の範
囲第３項、第１１項乃至第１４項のいずれか一項に記載
のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項１６】前記共通インク室を少なくとも３つ有
し、それらのうちの少なくとも２つは、前記圧力発生室
の形成領域から外れた領域に形成され且つこれらの共通
インク室に連通する少なくとも２つの前記インク誘導路
は互いに略同心円弧状に配置されていることを特徴とす
る請求の範囲第１５項に記載のインクジェット式記録ヘ
ッド。
【請求項１７】前記圧力発生室の形成領域から外れた領
域に形成された少なくとも２つの前記共通インク室に連
通する少なくとも２つの前記インク誘導路同士の間隔
が、それらの略全長にわたって略均一であることを特徴
とする請求の範囲第１６項に記載のインクジェット式記
録ヘッド。
【請求項１８】前記共通インク室及び前記共通インク室
に近い部分の前記インク誘導路は、それらの一部が、そ
れらの内部のインクの圧力に応じて弾性変形する薄肉部
によって形成されていることを特徴とする請求の範囲第
３項、第１１項乃至第１７項のいずれか一項に記載のイ
ンクジェット式記録ヘッド。
【請求項１９】前記少なくとも２つのインク誘導路のそ
れぞれは、その略全長にわたって略均一幅で形成されて
いることを特徴とする請求の範囲第３項、第１１項乃至
第１８項のいずれか一項に記載のインクジェット式記録
ヘッド。
【請求項２０】前記複数のグループは、前記ノズル開口
から吐出するインクの色に応じて区分されたものである
ことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１９項のいず
れか一項に記載のインクジェット式記録ヘッド。
【請求項２１】前記同一列を成して配置された前記複数
の圧力発生室を複数列備えていることを特徴とする請求
の範囲第１項乃至第２０項のいずれか一項に記載のイン
クジェット式記録ヘッド。