JPH09314832A

JPH09314832A - インクジェットヘッド

Info

Publication number: JPH09314832A
Application number: JP13298596A
Authority: JP
Inventors: Shuzo Matsumoto; 修三松本; Tomoaki Nakano; 智昭中野; Yoshihisa Ota; 善久太田; Taeko Murai; 妙子村井; Hideyuki Makita; 秀行牧田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-05-28
Filing date: 1996-05-28
Publication date: 1997-12-09

Abstract

(57)【要約】【課題】安定した高品質記録ができない。【解決手段】各共通液室１９のインク供給孔３９とは
反対側の端部１９ａに一端が連通し、他端が気泡排出用
の大気開口４１に連通する連通路４２を設けて、この連
通路４２は音響的にコンプライアンス成分又はイナータ
ンス成分となる屈曲した流路形状に形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェットヘッ
ドに関し、特に気泡排出用の大気開口を有するインクジ
ェットヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は、記録時の振
動、騒音が殆どなく、カラー化が容易なことから、コン
ピュータ等のデジタル処理装置のデータを出力するプリ
ンタの他、ファクシミリやコピー等にも用いられるよう
になっている。このようなインクジェット記録装置は、
インク滴を吐出するためのノズルと、ノズルに対応して
設けた電気機械変換素子や電気熱変換体などのアクチュ
エータ素子と、このアクチュエータ素子でインクが加圧
されるインク流路（以下、「加圧液室」と称する。）を
備えたインクジェットヘッドを記録ヘッドに用いて、記
録信号に応じてノズルからインク滴を記録媒体（インク
滴が付着するもの）に吐出することによって、高速、高
解像度、高品質の記録を行なうものである。

【０００３】ところで、インクジェット記録装置に対す
る高速記録、高画質化の要求に伴ってインクジェットヘ
ッドのノズル数の増加、ノズルの集積度の高密度化やノ
ズル径の微細化が必要になっているが、オンディマンド
型インクジェットヘッドは、加圧液室内をアクチュエー
タ素子で加圧してその容積を変化させることによって加
圧液室内のインクをノズルから噴射させるため、加圧時
に加圧液室内に気泡が存在すると致命的な欠陥を生じ
る。すなわち、気泡は体積弾性率が小さいために、液室
の容積変化によって生じた圧力波がすべて気泡の体積変
化に消費されて、インクを噴射させるための圧力波がイ
ンクに伝播されなくなり、インクが噴射されなくなる。

【０００４】そこで、加圧液室内の気泡を排出する必要
があるが、通常、製品が完成してはじめてインクを充填
するときと、印字機能を維持するために何らかの不都合
で加圧液室内に気泡が混入したときに気泡排出を行う必
要があることから、例えば特開平４−２１６９３９号公
報に記載されているように、各加圧液室にインク供給路
を介して連通してインクを供給する共通液室の端部に気
泡排出用の大気開口を設けて、気泡を排出できるように
している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特に複
数のノズルを有するマルチノズルインクジェットヘッド
において、多数のチャンネル（チャンネルとは、アクチ
ュエータ素子、加圧液室及びノズルから構成される部分
の意味）を同時に駆動する場合には、加圧液室からの圧
力波の漏れが共通液室内に伝播して、共通液室内での激
しい圧力変動が発生する。また、インクジェットヘッド
をキャリッジに搭載して、キャリッジの移動走査で記録
を行うシリアル型記録装置のような場合には、キャリッ
ジの移動走査に伴う加速度の変動によってインク圧力変
動が発生し、同様に共通液室内での圧力変動が発生す
る。

【０００６】そして、通常は、共通液室から加圧液室に
インクを供給するためのインク供給路の流体抵抗よりも
共通液室から大気開口までを連通する連通路の流体抵抗
の流体抵抗を小さくしているので、共通液室内での激し
い圧力変動が発生した場合に、気泡排出用の大気開口か
らインクが滲み出してノズル表面等に付着して、インク
吐出方向の乱れやインク滴の飛翔速度変動等の原因とな
り、記録品質が低下する。それと共に、大気開口からの
気泡混入を生じて、この気泡が共通液室内に残留した
り、加圧液室内に移動して前述したようにインク滴吐出
に悪影響を及ぼすことがある。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、安定した高品質記録を可能にすることを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１のインクジェットヘッドは、複数のノズル
と、各ノズルが連通する複数の加圧液室と、各加圧液室
にインクを供給する１又は複数の共通液室と、一端が前
記共通液室に連通し、他端が気泡排出用の大気開口に連
通する連通路とを有するインクジェットヘッドにおい
て、前記連通路は音響的にコンプライアンス成分又はイ
ナータンス成分となる流路形状をなす構成とした。

【０００９】請求項２のインクジェットヘッドは、上記
請求項１のインクジェットヘッドにおいて、前記連通路
は前記共通液室との連通部から大気開口部に至る直線距
離の２倍以上の長さを有する構成とした。

【００１０】請求項３のインクジェットヘッドは、上記
請求項１又は２のインクジェットヘッドにおいて、前記
連通路は迷路状に形成した構成とした。

【００１１】請求項４のインクジェットヘッドは、上記
請求項１乃至３のいずれかのインクジェットヘッドにお
いて、前記連通路の途中に液室を形成した構成とした。

【００１２】請求項５のインクジェットヘッドは、上記
請求項１乃至４のいずれかのインクジェットヘッドにお
いて、前記連通路の少なくとも一部の壁面は弾性を有す
る弾性部材で形成した構成とした。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図１は本発明を適用するイン
クジェットヘッドの一例を示す外観斜視図、図２は同イ
ンクジェットヘッドの分解斜視図、図３は図１のＡ−Ａ
線に沿う要部拡大断面図、図４は図１のＢ−Ｂ線に沿う
要部拡大断面図である。なお、図２では液室構造を簡略
化して示している。

【００１４】このインクジェットヘッドは、アクチュエ
ータユニット１と、このアクチュエータユニット１上に
接合した液室ユニット２とからなる。アクチュエータユ
ニット１は、絶縁性の基板３上に２つの積層型圧電素子
４，４と、これら２列の圧電素子４，４の周囲を取り囲
む絶縁性材料からなるフレーム５を接着剤６によって接
合している。圧電素子４は、インクを液滴化して飛翔さ
せるための駆動パルスが与えられる複数のアクチュエー
タ素子となる駆動部７，７…と、これらの駆動部７，７
間に位置して、駆動パルスが与えられない支柱部となる
複数の非駆動部８，８…とを交互に配置してなる。

【００１５】液室ユニット２は、ダイアフラム部１１を
有する振動板１２上に感光性樹脂フィルム（ドライフィ
ルムレジスト）で形成した流路形成部となる第１感光性
樹脂層１３、第２感光性樹脂層１４、第３感光性樹脂層
１５及びノズル孔１６を有するノズル形成部材であるノ
ズルプレート１７を順次積層して各駆動部７，７…に対
応するインク流路である複数の加圧液室１８，１８…、
各加圧液室１８，１８…にインクを供給する複数の共通
液室（共通インク流路）１９，１９、共通液室１９と加
圧液室１８を連通する流体抵抗部を兼ねたインク供給路
２０，２０、後述するノズルプレート１７に設けた大気
開口に一端が連通し、共通液室２０に他端が連通する連
通路等をそれぞれ形成している。この液室ユニット２は
アクチュエータユニット１に接合剤２１で強固に接合し
ている。

【００１６】ここで、アクチュエータユニット１の基板
３は、厚さ０．５〜５mm程度で、しかも圧電素子に似た
材質のものからなり、圧電素子と共に例えばダイヤモン
ド砥石による切削が可能なものであることが好ましく、
この実施例ではセラミックス基板を用いている。また、
基板３の圧電素子４，４間には駆動部７の配列方向に沿
って溝２５を形成している。

【００１７】圧電素子４は、図３及び図４に示すように
積層型圧電素子からなり、厚さ２０〜５０μｍ／１層の
ＰＺＴ（＝Ｐb（Ｚr・Ｔi）Ｏ₃）２７と、厚さ数μｍ／
１層の銀・パラジューム（ＡgＰd）からなる内部電極２
８とを交互に積層したものである。圧電素子を、厚さ２
０〜５０μｍ／１層の積層型とすることによって駆動電
圧の低電圧化を図れ、例えば２０〜５０Ｖのパルス電圧
で圧電素子の電界強度１０００Ｖ／mmを得ることができ
る。なお、圧電素子として用いる材料は上記に限られる
ものでなく、一般に圧電素子材料として用いられるＢa
ＴiＯ₃、ＰbＴiＯ₃、（ＮaＫ）ＮbＯ₃等の強誘電体など
を用いることもできる。

【００１８】この圧電素子４の各内部電極２８は１層お
きにＡgＰdからなる左右の外部電極３０，３１に接続し
ている。一方、基板３上には、積層型圧電素子４，４間
に位置して駆動部７に対して駆動波形を印加するための
共通電極パターン３２を形成すると共に、駆動部７に対
して選択信号を与えるための個別電極パターン３３を設
けている。

【００１９】そして、各駆動部７の外部電極３０を銀ペ
ースト等の導電性接着剤３４を介して共通電極パターン
３２に接続し、外部電極３１を同じく導電性接着剤３４
を介して個別電極パターン３３に接続している。なお、
共通電極パターン３２は基板３の中央部に形成した前記
溝部２５表面に形成することで各駆動部７と導通を取る
ようにしている。そして、共通電極パターン３２及び個
別電極パターン３３にはそれぞれＦＰＣケーブル３５を
接続する。

【００２０】一方、液室ユニット２の振動板１２は、Ｎ
ｉ（ニッケル）の金属プレートからなり、エレクトロフ
ォーミング（電鋳）工法によって製造している。この振
動板１２は、図３に示すように第３感光性樹脂層１５側
を平坦面とし、チャンネル方向と直交する方向では駆動
部７側にそれぞれ厚みの異なるダイアフラム領域１２
ａ、島状凸部１２ｂ、逃げ領域１２ｃ及び接合領域１２
ｄを形成して、駆動部７，７…に対応してダイアフラム
部１１、１１…を形成したものである。

【００２１】この振動板１２のダイアフラム領域１２ａ
は、最も厚みの薄い領域（薄肉部）であって、厚さを３
〜１０μｍ程度にしたダイアフラム部１１のダイアフラ
ム領域（駆動部７の変位に応じて変形する弾性部分）で
ある。また、島状凸部１２ｂは、最も厚みの厚い領域
（厚肉剛性部）であり、駆動部７との接合領域であっ
て、例えば２０μｍ程度以上の厚さに形成している。逃
げ領域１２ｃは、中間の厚さの領域であって、駆動部７
との接触を避けるための領域である。接合領域１２ｄ
は、非駆動部８及びフレーム５との接合領域であって、
島状凸部１２ｂと同様、最も厚みの厚い領域であって、
例えば２０μｍ程度以上の厚さに形成している。

【００２２】この振動板１２を形成する材料は、駆動部
７による加圧力を加圧液室１８に伝搬できる弾性部分を
形成でき、インクに対する耐液性がよく、低透湿性のも
のであればよい。ただし、この振動板１２としては、非
駆動部８と高い剛性で接合する上で、ヤング率を１００
Ｋg／mm²以上とした非弾性材料を用いることが好まし
い。ここでは、上述したようにエレクトロンフォーミン
グ工法（電鋳）によって製造したＮi（ニッケル）の金
属プレートを用いているが、この他ＳＵＳ等の金属膜、
非常に薄い低透湿性の樹脂膜、例えばポリフェニレンサ
ルファイド、ポリイミド、ポリエーテルサルフォン、ポ
リクロロトリフルオロエチレン、アラミド等の樹脂膜を
用いることもできる。

【００２３】また、ノズルプレート１７にはインク滴を
飛翔させるための微細孔である多数のノズル１６を形成
しており、このノズル１６の径はインク滴出口側の直径
で３５μｍ以下に形成している。このノズルプレート１
７はエレクトロンフォーミング工法（電鋳）によって製
造したＮi（ニッケル）の金属プレートを用いている
が、Ｓi、その他の金属材料を用いることもできる。

【００２４】なお、実際には、１列３２〜６４個以上の
ノズル１６を２列配列した６４〜１２８個以上の構成で
１つのインクジェットヘッドを製作するが、この多数の
ノズル１６を有するノズルプレート１７の品質は、イン
クの滴形状、飛翔特性を決定し、画像品質に大きな影響
を与えるものであり、より高品位の画像品質を得る上で
表面の均一化処理が不可欠であるので、インク吐出側面
に撥水層１７ａを成膜している。

【００２５】さらに、基板３、フレーム５及び振動板１
２には、外部から供給されるインクを共通液室２０に供
給するためのインク供給孔３７，３８，３９をそれぞれ
形成し、基板３のインク供給孔３７に接続したインク供
給パイプ４０を介してインクが供給される。

【００２６】このようなインクジェットにおいては、共
通電極パターン３２を介して駆動部７に駆動波形を印加
し、個別電極パターン３３を介して記録画像に応じた選
択信号を駆動部７に印加することによって、選択された
駆動部７に積層方向の変位が生起して対応する加圧液室
１８が振動板１２のダイヤフラム１１を介して加圧さ
れ、この加圧液室１８の圧力上昇によってインクが加圧
されてノズル１６からインク滴となって吐出される。

【００２７】そして、インク滴の吐出に伴って加圧液室
１８内のインク圧力が低下し、このときのインク流れの
慣性によって加圧液室１８内には若干の負圧が発生す
る。この状態の下において、駆動部７への駆動波形の印
加をオフ状態にすることによって、振動板１２のダイア
フラム部１１が元の位置に戻って加圧液室１８が元の形
状になるため、さらに負圧が発生し、図示しないインク
タンクに通じるインク供給パイプ４０から入ったインク
は、共通液室１９を通ってインク供給路２０から加圧液
室１８内に充填される。

【００２８】一方、インク滴吐出後のインクメニスカス
はノズル１６の内側に引き込まれた後、表面張力によっ
てノズル１６の吐出面側に戻され（リフィル）、ノズル
１６の吐出面（ノズルエッジ部）より若干内側の位置で
安定するので、このメニスカスが安定した状態で次の駆
動波形によるインク滴吐出を行う。

【００２９】ここで、共通液室１９内での激しい圧力変
動は、インク滴吐出の駆動周波数とキャリッジ駆動系の
機械的な固有振動数及び共通液室１９の構造構成に起因
する共通液室２０内のインクの流体的な固有振動数が振
動の周波数成分を決定する主たる要因になる。問題とな
る振動の周波数成分は、共通液室２０内の固有振動数が
１〜５０ｋＨｚ程度であり、駆動周波数が最大時で５〜
２０ｋＨｚとなるため、数〜数十ｋＨｚ程度の比較的高
周波数成分である。

【００３０】そこで、本発明の具体的な実施例について
図５以降をも参照して説明する。図５は、本発明の第１
実施例を示す模式的な説明図であり、複数の加圧液室１
８はブロック化して示している。この第１実施例におい
ては、各共通液室１９のインク供給孔３９とは反対側の
端部１９ａに一端が連通し、他端が大気開口４１に連通
する連通路４２を設けて、この連通路４２は音響的にコ
ンプライアンス成分又はイナータンス成分となる屈曲し
た流路形状に形成している。

【００３１】このように、共通液室１９と大気開口４１
とを連通する連通路４２を音響的にコンプライアンス成
分又はイナータンス成分となる流路形状とすることで共
通液室１９内の圧力変動によって大気開口４１からのイ
ンクの滲み出し等を防止することができる。そこで、連
通路等の流路要素のコンプライアンス、イナータンス、
流体抵抗成分について説明する。

【００３２】コンプラインアンスとは、加えた圧力を妨
げるように働く音響素子である。圧縮したときの圧力ｐ
〔Ｎ／ｍ²〕は、式（１）で表わされる。

【数１】

【００３３】体積ＶをＶからＶ’まで変化させたときの
圧縮率ｓは、式（２）で表わされる。

【数２】

【００３４】体積（Ｖ−Ｖ’）の変化〔ｍ³〕は、体積
変位に等しいので、体積変位Ｘ〔ｍ³〕は、式３で表わ
される。

【数３】

【００３５】したがって、これらの式（１）、（２）、
（３）から、圧縮したときの圧力ｐ〔Ｎ／ｍ²〕は、式
（４）で表わされる。

【数４】

【００３６】次に、コンプライアンスＣAは、式（５）
で定義される。

【数５】

【００３７】この式（５）は、コンプライアンスにおけ
る体積変位は、圧力とコンプライアンスに比例すること
を表わしている。

【００３８】上記の式（４）、（５）から体積のコンプ
ライアンスＣAは、式（６）で表わされる。

【数６】

【００３９】ここで、体積弾性率Ｋ＝ρｃ²〔Ｎ／ｍ²〕
と定義すると、式（６）は式（７）で表わせる。

【数７】

【００４０】イナータンスは体積流の変化を妨げるよう
に働く音響素子である。インタナースＭ〔ｋｇ／ｍ⁴〕
は、式（８）で定義される。

【数８】

【００４１】この式（８）は、イナータンスに加わる駆
動圧力はイナータンスと体積流の変化とに比例すること
を表わしている。

【００４２】イナータンスＭは、式（９）で表わされ
る。

【数９】

【００４３】円管のイナータンスＭは、式（１０）で表
わされる。

【数１０】

【００４４】次に、流体抵抗のあるところを流体を通ら
せると音響エネルギーが熱に変わる。抵抗は粘性によ
る。流体抵抗を通して圧力ｐにより流体を流すときには
音響エネルギーの損失がおきる。流体抵抗ｒA〔Ｎ・Ｓ
／ｍ⁵〕は、式（１１）で定義される。

【数１１】

【００４５】式（１１）は、流体抵抗に加わる駆動圧力
は、流体抵抗と体積流に比例することを表わしている。

【００４６】流体が直径ｄ（ｍ）、長さＬ（ｍ）の円管
の場合は、流体抵抗ｒA〔Ｎ・Ｓ／ｍ⁵〕は、式（１２）
で表わされる。

【数１２】

【００４７】このとき、本発明によれば、連通路４２は
大気開口４１までの間に十分なコンプライアンス成分
（以下「Ｃ成分」ともいう。）、またはイナータンス成
分（以下「Ｌ成分」ともいう。）を有する流路形状に形
成するので、これらが音響的に高周波フィルタを形成す
るため、比較的高周波成分での振動を伝達することを抑
えることができる。なお、Ｃ成分値とＬ成分値の積が高
周波フィルタの能力を決定することになる。したがっ
て、共通液室１９内での激しい圧力変動が発生した場合
でも、大気開口４１からのインクの滲み出しを防止し
て、気泡が混入することを防止できる。

【００４８】ここで、Ｃ成分は、その流路自体が変形が
ない場合は、流路内の液の体積に比例し、液の体積弾性
率に反比例する（前記式（７）参照）。また、Ｌ成分
は、流路長に比例し、断面積に反比例する（前記式（１
０）参照）。

【００４９】したがって、連通路４２にＣ成分を付与す
るためには、連通路４２の長さを長くするか、径を大き
くして、連通路４２内のインク容積を大きくする。な
お、連通路４２の途中にインク容積が大きくなる液室、
即ち、連通路４２よりもインクの流れ方向の断面積を大
きく形成した室を形成して設置することでも、Ｃ成分を
付与することができる。さらに、連通路４２中に流路自
体が変形可能となるように、剛性の低い弾性を有する弾
性部材からなる壁を形成することでもＣ成分を付与し、
Ｃ成分を増加できる。例えば、このインクジェットヘッ
ドの加圧液室１８の容積を変化させる振動板１２と同様
なものを連通路４２の壁面の一部に形成することでも、
Ｃ成分を付与し、Ｃ成分を増加することができる。

【００５０】また、連通路４２にＬ成分を付与するため
には、連通路４２の長さを長くするか、径を小さくす
る。ただし、連通路４２の径を小さくすることは、流体
抵抗を増加することになるので、同一の抵抗値成分であ
るとき、連通路４２の長さを長くすることでＬ成分値を
増加することができる。また、連通路４２の壁面の少な
くとも一部を弾性を有する弾性部材からなる壁面とし
て、この弾性を有する壁面に質量成分を付加することで
もＬ成分を付与し、Ｌ成分を増加することができる。例
えば、このインクジェットヘッドの加圧液室１８の容積
を変化させる振動板１２及び振動板１２の島状凸部１２
ａ（質量成分）と同様なものを連通路４２の壁面の一部
に形成することでも、Ｌ成分を付与し、Ｌ成分を増加す
ることができる。

【００５１】一方、連通路４２の大気開口４１までの流
体抵抗成分は、共通液室１９から加圧液室１８を介して
ノズル１６に至る経路の流体抵抗成分よりも小さくなる
ように設定している。これによって、通常のインク充填
・気泡排出の作業時には連通路からのインク流出が容易
になるため、共通液室１９やヘッドに至るまでのインク
供給系の気泡が、大気開口４１より容易に排出すること
を妨げることがない。

【００５２】また、このインクジェットヘッドを用いた
記録ヘッドに外部からの振動、衝撃等が加えられること
等により、大気開口４１から万一気泡の混入を生じた場
合でも、その気泡が連通路４２にトラップされることに
なり、共通液室１９まで移動して滞留することが防止さ
れ、インク吐出異常或いは吐出不能に至る事態を防ぐこ
とができる。なお、この場合、連通路４２に混入してい
る気泡は、印字終了後に行われるポンプ動作（信頼性回
復機構）によってインクと共に容易に排出することがで
きる。

【００５３】さらに、図５に示すように連通路４２を接
続している共通液室１９は、加圧液室１８群に沿って形
成しているが、ここで、加圧液室１８群よりも長く形成
し、かつ、その一端部１９ａを連続的に絞りながら連通
路４２に連通させている。これによって、前述したよう
に連通路４２内に気泡が混入した場合に、万一共通液室
１９に移動しても、端部１９ａで滞留して加圧液室１８
に移動進入することが防止され、より確実にインク吐出
異常や吐出不能の事態を防止することができる。それと
共に、インクタンク（インクカートリッジ）を交換した
直後等のインク充填時も気泡を共通液室１９に滞留する
ことなく容易にインク充填を行うことができるようにな
る。

【００５４】さらにまた、大気開口４１はノズル１６の
列と同一ピッチでノズル列上に位置して形成している。
これによって、ヘッドの信頼性回復機構でキャップを介
したポンプ動作による負圧吸引を行うようにした場合
に、ノズル面に当接するキャップの当接面積を大きくす
る、つまり、キャップを大型化する必要がなくなる。

【００５５】また、上述したように連通路の途中に液室
を形成することによって、或いは、連通路の壁面の一部
を弾性部材で形成することによって、コンプライアンス
成分等を一層増加することができ、上述した作用効果を
より効果的に達成することができる。

【００５６】次に、図６は本発明の第２実施例を示す模
式的な説明図、図７は図６の要部拡大説明図である。こ
の第２実施例においては、上記第１実施例と同様に、各
共通液室１９のインク供給孔３９とは反対側の端部１９
ａに一端が連通し、他端が大気開口４１に連通する連通
路４３を設けて、この連通路４３は音響的にコンプライ
アンス成分又はイナータンス成分となる屈曲した流路形
状に形成しているが、この連通路４３にあっては更に屈
曲させて迷路状にすると共に、共通液室１９との連通部
から大気開口４１までの間を直線距離（最短経路）で接
続した場合の長さＤの２倍以上の長さの流路としてい
る。

【００５７】このように連通路の長さを共通液室との連
通部から大気開口に至るまでの直線距離の２倍以上の長
さにすることによって、コンプライアンス成分、イナー
タンス成分が増加し、上記第１実施例に比べて、共通液
室の圧力変動による気泡排出用の大気開口からのインク
の滲み出しや気泡の混入の防止、外部振動等による大気
開口からの気泡の混入防止、気泡混入の場合のインク滴
吐出特性への影響の防止をより効果的に達成することが
できる。

【００５８】ここで、「迷路状」とは、連通路が共通液
室から大気開口に至るまでの間に折り曲る角度の総和が
３６０°以上である場合、例えば図８に示すように角度
α１＋α２＋α３＋α４≧３６０°の場合、或いは、図
９に示すように任意の大きさの正方形Ｓを仮想したと
き、その正方形Ｓ内にある連通路の実効長さが、正方形
の２辺の長さの和よりも大きい場合をいう。

【００５９】次に、図９は本発明の第３実施例を示す模
式的な説明図、図１０は図９の要部拡大説明図である。
この第３実施例では、上記各実施例で共通液室１９を複
数の加圧液室１８の両側に配置していたのに対して、複
数の加圧液室１８の片側に配置したインク液室構造とし
ている。このようなインク液室構造を採用した場合で
も、上記各実施例と同様の作用効果を得ることができ
る。

【００６０】なお、ヘッド構成によっては、加圧液室群
はその両端に位置する加圧液室の噴射特性（インク滴吐
出特性）が他の他の加圧液室と異なる場合が生じる。こ
れは、両端部の構造的な違いが生じているためで、その
対策として両端部にインク噴射に使用しないダミーの構
造物（加圧液室、振動板等）を設置することがある。こ
のようなヘッドにあっては、ダミーの加圧液室等を連通
路の一部として用いることができる。

【００６１】つまり、連通路中にこのダミーの加圧液室
を設置したり、ダミーの加圧液室に臨む振動板を連通路
の壁面の一部と使用したり、或いは、その振動板及び島
状剛性部となる島状凸部（質量成分）を連通路の壁面の
一部として使用することができる。このようにすること
で、ダミーの構造物を活用することができる。

【００６２】なお、上記実施例においては、積層型圧電
素子のｄ３３方向の変位を用いて加圧液室を加圧するイ
ンクジェットヘッドについて説明したが、圧電素子のｄ
３１方向の変位を用いて加圧液室を加圧するインクジェ
ットヘッド、その他のバイモルフ型圧電素子を用いるイ
ンクジェットヘッド、発熱抵抗体を用いる所謂バブルジ
ェット型のインクジェットヘッドなどにも同様に適用す
ることができる。

【００６３】また、上記実施例においては、加圧液室、
共通液室、インク供給路、連通路等のインク流路を形成
する流路形成部材として感光性樹脂を用いた例で説明し
ているが、流路形成部材としてはこれに限られるもので
はなく、金属、その他の樹脂等を用いることもできる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１のインク
ジェットヘッドによれば、一端が共通液室に連通し、他
端が気泡排出用の大気開口に連通する連通路は、音響的
にコンプライアンス成分又はイナータンス成分となる流
路形状をなす構成としたので、インクの充填性を損なう
ことなく、気泡排出用の大気開口からのインクの滲み出
しや気泡の混入を防止することができ、安定した高品質
記録が可能になる。

【００６５】請求項２のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項１のインクジェットヘッドにおいて、連
通路は共通液室との連通部から大気開口部に至る直線距
離の２倍以上の長さを有する構成としたので、コンプラ
イアンス成分及びイナータンス成分を増加することがで
き、連通路を大気開口から混入した気泡に対して気泡ト
ラップとして作用させることができ、一層安定した高品
質記録が可能になる。

【００６６】請求項３のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項１又は２のインクジェットヘッドにおい
て、連通路は迷路状に形成した構成としたので、コンプ
ライアンス成分及びイナータンス成分を増加することが
でき、連通路を大気開口から混入した気泡に対して気泡
トラップとして作用させることができ、一層安定した高
品質記録が可能になる。

【００６７】請求項４のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項１乃至３のいずれかのインクジェットヘ
ッドにおいて、連通路の途中に液室を形成した構成とし
たので、コンプライアンス成分を増加することができ、
連通路の液室を大気開口から混入した気泡に対して気泡
トラップとして作用させることができ、一層安定した高
品質記録が可能になる。

【００６８】請求項５のインクジェットヘッドによれ
ば、上記請求項１乃至４のいずれかのインクジェットヘ
ッドにおいて、連通路の少なくとも一部の壁面は弾性を
有する弾性部材で形成した構成としたので、コンプライ
アンス成分を増加することができ、連通路を大気開口か
ら混入した気泡に対して気泡トラップとして作用させる
ことができ、一層安定した高品質記録が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明を適用するインクジェットヘッドの一例を
示す外観斜視図

【図２】同インクジェットヘッドの分解斜視図

【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う要部拡大断面図

【図４】図１のＢ−Ｂ線に沿う要部拡大断面図

【図５】本発明の第１実施例を示す模式的な説明図

【図６】本発明の第１実施例を示す模式的な説明図

【図７】図６の要部拡大説明図

【図８】迷路状連通路の説明に供する説明図

【図９】迷路状連通路の説明に供する説明図

【図１０】本発明の第１実施例を示す模式的な説明図

【図１１】図１０の要部拡大説明図

【符号の説明】

１…アクチュエータユニット、２…液室ユニット、３…
フレーム、４…積層型圧電素子、７…駆動部、８…非駆
動部、１１…ダイヤフラム部、１２…振動板、１２ａ…
島状凸部、１２ｂ…厚肉部、１３，１４，１５…感光性
樹脂層、１６…ノズル、１７…ノズルプレート、１８…
加圧液室、１９…共通液室、２０…インク供給路、４１
…大気開口、４２，４３…連通路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村井妙子東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内 (72)発明者牧田秀行東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のノズルと、各ノズルが連通する複
数の加圧液室と、各加圧液室にインクを供給する１又は
複数の共通液室と、一端が前記共通液室に連通し、他端
が気泡排出用の大気開口に連通する連通路とを有するイ
ンクジェットヘッドにおいて、前記連通路は音響的にコ
ンプライアンス成分又はイナータンス成分となる流路形
状をなすことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】請求項１に記載のインクジェットヘッド
において、前記連通路は前記共通液室との連通部から大
気開口部に至る直線距離の２倍以上の長さを有すること
を特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項３】請求項１又は２に記載のインクジェット
ヘッドにおいて、前記連通路は迷路状に形成したことを
特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記連通路の途中に液室を
形成したことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載のイン
クジェットヘッドにおいて、前記連通路の少なくとも一
部の壁面は弾性を有する弾性部材で形成したことを特徴
とするインクジェットヘッド。