JP2007203517A - 液滴噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧力室列の間に配置される分岐液室の幅を狭くして、隣接するノズル列の間隔を可能な限り小さくしつつ、分岐液室における液体不足を防止すること。
【解決手段】走査方向に延びる複数の圧力室群のそれぞれが、紙送り方向の位置が互いに異なる２以上の複数列に分割されて、複数の圧力室群が、走査方向に延びて紙送り方向に並ぶ複数列の圧力室列２１で構成されており、さらに、複数列の圧力室列２１の間には、主マニホールド１７ａから分岐して走査方向に延び、対応する２列の圧力室列２１に属する圧力室１４に連通する分岐マニホールド１７ｂが配置されている。そして、分岐マニホールド１７ｂの、対応する２列の圧力室列２１と連通している部分の長さは、分割される前における１つの圧力室群の長さよりも短くなっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、液滴を噴射する液滴噴射装置に関する。

ノズルからインクの液滴を噴射するインクジェットヘッドとして、搬送される記録用紙などの印字媒体の幅方向全域に亙って配列された複数のノズルを有する、ライン型のインクジェットヘッドが知られている。例えば、特許文献１のライン型インクジェットヘッドは、主走査方向（用紙幅方向）に配列された複数の圧力室からなる複数列の圧力室列と、これら複数列の圧力室列にそれぞれ対応して主走査方向に延びる複数列のノズル列と、インクが供給されるマニホールド（主液室）から分岐して複数列の圧力室列の間においてそれぞれ主走査方向に延びる複数の分岐マニホールド（分岐液室）とを有する。各圧力室列に属する複数の圧力室には、マニホールドから分岐マニホールドを介してインクが供給される。そして、圧電式のアクチュエータユニットにより所望の圧力室内のインクに圧力が付与されて、その圧力室に連通するノズルからインクの液滴が噴射される。

特開２００５−１５３３７８号公報

前記特許文献１に記載されたようなライン型のインクジェットヘッドにおいては、主走査方向に多数の圧力室が配列されていることから、圧力室列の間に配置された分岐マニホールドに連通する圧力室の数（インクを供給すべき圧力室の数）が多くなっている。そのため、多数のノズルから同時にインクが噴射する必要がある場合などには、１本の分岐マニホールドから供給すべきインクの量が急激に大きくなり、その分岐マニホールドにおいてインク不足が生じる虞がある。

ここで、分岐マニホールドの幅をできるだけ広くして分岐マニホールドの容積を大きくすることにより、分岐マニホールドにおけるインク不足の発生を抑制することは一応可能である。しかしながら、分岐マニホールドの幅を広くすると、その両側に位置する２列の圧力室列の間隔が大きくなり、それに伴って、これら２列の圧力室列にそれぞれ対応する２列のノズル列の間隔も大きくなってしまい、以下のような問題が生じる。

図１４（ａ），（ｂ）は、従来のライン型インクジェットヘッドにおける流路配置を模式的に示す、ヘッドの一部平面図である。このライン型のインクジェットヘッド２０１において、複数のノズル２０３が走査方向（図１４の上下方向）に配列されて、６列のノズル列２０４ａ〜２０４ｆが形成されているとする。尚、６列のノズル列２０４ａ〜２０４ｆは走査方向に互いにピッチＰだけずれており、これら６列のノズル列２０４ａ〜２０４ｆにより記録用紙２０２にピッチＰの間隔でドットを形成できるようになっている。また、最も外側に位置するノズル列２０４ａ，２０４ｆよりもさらに外側の領域と、ノズル列２０４ｂとノズル列２０４ｃとの間、及び、ノズル列２０４ｄとノズル列２０４ｅとの間の領域には、分岐マニホールド２０５がそれぞれ配置されており、各分岐マニホールド２０５とこれに隣接するノズル列２０４に属するノズル２０３は、図示しない圧力室を介して連通している。ここで、図１４に示すように、二点鎖線で示す本来の紙送り方向に対して、記録用紙２０２がある角度θだけ傾いて搬送されてしまった場合には、分岐マニホールド２０５の幅が広く、隣接するノズル列２０４の間隔が大きくなるほど（図１４（ｂ））、各ノズル２０３から噴射されたインクの液滴により形成される線（ドット）の間隔がばらついて、印字のムラ（バンディング）や白すじが大きくなるため、印字品質が大きく低下してしまう。

尚、上記のインクジェットヘッド２０１を図１４の左右方向に往復動させるとともに、記録用紙２０２を図１４の上下方向に搬送する、いわゆる、シリアル型の液滴噴射装置においても、ノズル列２０４ａ〜２０４ｆがヘッド２０１の往復動方向と直交する方向からある角度傾いている場合には、上記と同様に印字のムラや白すじの問題が生じる。

本発明の目的は、分岐液室の幅を狭くして隣接するノズル列の間隔を可能な限り小さくしつつ、分岐液室における液体不足を防止することが可能な液滴噴射装置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

第１の発明の液滴噴射装置は、平面に沿って配列され且つ複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室とこれら複数の圧力室に連なる共通液室とを含む流路ユニットと、前記複数の圧力室内の液体に選択的に噴射圧力を付与する噴射圧付与手段を備え、前記複数のノズルから被噴射体に対して液滴を噴射する液滴噴射装置であって、前記複数の圧力室は、それぞれが所定の第１方向に関して所定間隔で配置された圧力室からなり、前記所定間隔よりも短い距離だけ前記第１方向に互いにずれた複数の圧力室群を構成し、さらに、前記複数の圧力室群の少なくとも一部は、前記第１方向と直交する第２方向の位置が互いに異なる２以上の複数列に分割されて、前記複数の圧力室群が、前記第１方向に延びて前記第２方向に並ぶ複数列の圧力室列で構成されており、前記共通液室は、液体が供給される主液室と、この主液室から分岐して、前記平面に直交する方向から見て前記複数の圧力室列の間において前記第１方向に延び、前記圧力室列に属する前記圧力室に連通する分岐液室とを有し、前記分岐液室の、前記圧力室列に連通している部分の前記第１方向長さが、１つの前記圧力室群全体の前記第１方向長さよりも短いことを特徴とするものである。

この液滴噴射装置においては、主液室に供給された液体は、分岐液室を介して各圧力室群に属する圧力室にそれぞれ供給される。さらに、噴射圧付与手段により複数の圧力室内の液体に対して選択的に噴射圧力が付与されて、その噴射圧力が付与された圧力室に連通するノズルから、被噴射体に対して液滴が噴射される。

ここで、複数の圧力室群の少なくとも一部が、圧力室の配列方向である第１方向と直交する第２方向の位置が互いに異なる複数の列に分割されている。そして、分岐液室の、圧力室列に連通している部分の第１方向長さが、分割される前の１つの圧力室群全体の長さよりも短くなっている。つまり、圧力室群が複数の列に分割されていない場合と比べて、１つの分岐液室と連通する圧力室の数（即ち、液体を供給すべき圧力室の数）が少なくなるため、圧力室列の間に位置する分岐液室の幅を狭くしても、各圧力室へ十分な量の液体を供給することが可能となる。従って、分岐液室の幅を可能な限り狭めて、圧力室列（ノズル列）の間隔を極力小さくすることができる。

第２の発明の液滴噴射装置は、前記第１の発明において、前記分岐液室は、その両側に位置する２列の圧力室列に属する前記圧力室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つの分岐液室から、その両側に位置する２列の圧力室列に液体が供給されることから、分岐液室の数が少なくて済む。その分、液滴噴射装置の構造が簡単になり、液滴噴射装置の一層の小型化も可能となる。

第３の発明の液滴噴射装置は、前記第１又は第２の発明において、前記第１方向に関する少なくとも一部の領域において、前記複数の圧力室群に含まれる２つの圧力室群が、前記第１方向の一方側に位置する一方側圧力室列と、前記第１方向の他方側に位置する他方側圧力室列の、少なくとも２つの圧力室列にそれぞれ分割されており、前記２つの圧力室群にそれぞれ含まれる２つの前記一方側圧力室列の長さが互いに異なる一方で、前記２つの圧力室群にそれぞれ含まれる２つの前記他方側圧力室列の長さも互いに異なっており、前記２つの一方側圧力室列は、前記２つの他方側圧力室列よりも、前記第２方向一方に配置されており、前記２つの一方側圧力室列のうちの短い方の圧力室列が、長い方の圧力室列よりも前記第２方向一方に配置され、さらに、前記２つの他方側圧力室列のうちの短い方の圧力室列が、長い方の圧力室列よりも前記第２方向他方に配置されていることを特徴とするものである。

この第３の発明においては、第１方向に関する少なくとも一部の領域に着目したときに、その領域において、２つの圧力室群がそれぞれ２以上の圧力室列に分割されている場合が想定されている。そして、第１方向一方側に位置する２つの一方側圧力室列は、第１方向他方側に位置する２つの他方側圧力室列よりも、第２方向の一方に配置されている。また、２つの一方側圧力室列のうちの短い方の圧力室列が、長い方の圧力室列よりも第２方向一方の外側に位置している。さらに、２つの他方側圧力室列のうちの短い方の圧力室列も、長い方の圧力室列よりも第２方向他方の外側に位置している。

そのため、第２方向一方から第２方向他方に順に並んだ複数列の圧力室列は、第１方向の他方へ順にずれながら配置されることになる。そのため、この領域内において、分岐液室の圧力室列に連通している部分の第１方向長さは、分割前の１つの圧力室群の第１方向長さよりも短くなる。従って、複数列の圧力室列が配置された領域全体においても、分岐液室の圧力室列に連通している部分の第１方向長さは、１つの圧力室群全体の第１方向長さよりも短くなる。

第４の発明の液滴噴射装置は、前記第３の発明において、前記第１方向に関する少なくとも一部の領域において、前記２つの圧力室群のうちの少なくとも一方が、前記一方側圧力室列及び前記他方側圧力室列と、これらの間に位置する中間圧力室列の、少なくとも３つの圧力室列に分割されており、前記中間圧力室列は、前記第２方向に関して、前記２つの一方側圧力室列と前記２つの他方側圧力室列の間に配置されていることを特徴とするものである。

この第４の発明においては、第１方向に関する少なくとも一部の領域において、２つの圧力室群のうちの少なくとも一方が３以上の圧力室列に分割されている場合が想定されている。そして、中間圧力室列が、第２方向に関して、２つの一方側圧力室列と２つの他方側圧力室列の間に配置されていることから、第２方向一方から第２方向他方に並ぶ複数の圧力室列は、第１方向の他方へ順にずれるように配置されることになる。従って、圧力室列の間に配置された分岐液室の、圧力室列に連通している部分の第１方向長さは、分割前の圧力室群の第１方向長さよりも短くなる。

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１方向に関する少なくとも一部の領域において、複数列の圧力室列は、それぞれ前記第１方向に対して所定角度傾いた２本の直線の間に配置されており、前記主液室は、前記平面に直交する方向から見て前記複数の圧力室列に隣接する領域において、少なくとも一方の前記直線に沿って延在していることを特徴とするものである。

前記第３又は第４の発明において述べたように、第２方向一方から第２方向他方に並んだ複数の圧力室列は、第１方向の他方へ順にずれるように配置されるため、複数列の圧力室列の第１方向両端部は、それぞれ第１方向に対して所定角度傾いた２本の直線に沿うことになり、これら２本の直線の間に複数列の圧力室列が配置される。そして、これら複数列の圧力室列に隣接する領域において主液室が前記直線に沿って延在していることから、この主液室から分岐した分岐液室は複数列の圧力室列が配置された領域内へ延びて、複数列の圧力室列の間において延在する。

第６の発明の液滴噴射装置は、前記第５の発明において、前記主液室は、前記平面に直交する方向から見て前記複数列の圧力室列を挟むように、前記２本の直線に沿ってそれぞれ延在しており、これらの主液室が、前記複数列の圧力室列の間において前記第１方向に延在する前記分岐液室を介し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、複数列の圧力室列の両側の領域に２つの主液室がそれぞれ配置され、これらの主液室の両方から１つの分岐液室に対して液体が供給されることから、分岐液室への液体の供給がより速やかに行われ、液体不足が生じにくくなる。

第７の発明の液滴噴射装置は、前記第３〜第６の何れかの発明において、前記第１方向に関する一部の領域と隣接する領域における、前記複数の圧力室の配置パターンは、前記第１方向に関する一部の領域における配置パターンと対称なパターンであることを特徴とするものである。この構成によれば、第１方向に関して互いに隣接する２つの領域において圧力室の配置パターンが互いに対称であることから、それぞれ、分岐液室の圧力室列に連通している部分の第１方向長さが、分割前の１つの圧力室群の第１方向長さよりも短くなる。そのため、２つの領域全体についても、分岐液室の圧力室列に連通している部分の第１方向長さは、１つの圧力室群全体の第１方向長さよりも短くなる。

本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、液滴噴射装置として、記録用紙に対してインクの液滴を噴射するライン型のインクジェットヘッド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ヘッド１を備えたインクジェットプリンタ１００の概略構成について説明する。図１に示すように、インクジェットプリンタ１００は、ライン型のインクジェットヘッド１と、記録用紙６（被噴射体）を図１の前方へ搬送する搬送ローラ２を備えている。インクジェットヘッド１は、その下面に図１の左右方向（走査方向）に配列された複数のノズル２０（図２〜図５参照）を有する。尚、インクジェットヘッド１は、水平面上において記録用紙６の幅方向（走査方向）に対してある角度θだけ傾いた方向に延びている（図２参照）。そして、このインクジェットヘッド１は、インクタンク３からチューブ４を介して供給されたインクを、複数のノズル２０から記録用紙６に対して噴射して、所望の文字や画像等を記録用紙６に記録するように構成されている。また、インクジェットヘッド１により画像等が記録された記録用紙６は、搬送ローラ２により前方（紙送り方向）へ排出される。

次に、インクジェットヘッド１について説明する。図２〜図５に示すように、インクジェットヘッド１は、ノズル２０、圧力室１４、及び、マニホールド１７等のインク流路が形成された流路ユニット７と、この流路ユニット７の上面に配置されて、複数の圧力室１４内のインクに選択的に噴射圧力を付与する圧電アクチュエータ８（噴射圧付与手段）とを備えている。

まず、流路ユニット７について説明する。図４、図５に示すように、流路ユニット７はキャビティプレート１０、ベースプレート１１、マニホールドプレート１２、及びノズルプレート１３を備えており、これら４枚のプレート１０〜１３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１０、ベースプレート１１及びマニホールドプレート１２はステンレス鋼製の板であり、これら３枚のプレート１０〜１２に、後述する圧力室１４やマニホールド１７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１３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１２の下面に接着される。あるいは、このノズルプレート１３も、３枚のプレート１０〜１２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５に示すように、４枚のプレート１０〜１３のうち、最も上方に位置するキャビティプレート１０には、複数の圧力室１４が平面に沿って配列されており、これら複数の圧力室１４は上下両側から後述の振動板３０及びベースプレート１１により覆われている。各圧力室１４は、平面視で紙送り方向（図２の上下方向）に長い、略楕円形状に形成されている。

ここで、複数の圧力室１４の配置パターンについて、さらに詳しく説明する。図２に示すように、走査方向（図２の上下方向：第１方向）に配列された複数の圧力室１４は、走査方向と直交する紙送り方向（図２の左右方向：第２方向）に並ぶ複数列の圧力室列２１を構成している。

図２は、インクジェットヘッド１の走査方向に関する一部の領域の平面図であり、この図２には、複数列の圧力室列２１のうちの１２列の圧力室列２１ａ〜２１ｌが示されている。ここで、図２の１２列の圧力室列２１ａ〜２１ｌは、元々は、図６（ａ）に示すような、それぞれが走査方向に所定間隔Ｐ１で配置された同数（例えば、３２個）の圧力室１４からなり、インクジェットヘッド１の長手方向（記録用紙６の幅方向）全域に亙って１列に延びる６つの圧力室群２２ａ〜２２ｆである。また、図７は、図６（ａ）に示す一部の領域Ａを拡大した平面図であり、図７に示すように、６つの圧力室群２２ａ〜２２ｆは、走査方向に関してＰ１よりも短い間隔Ｐ２（＝Ｐ１／６）だけずれて配置されている。そして、６つの圧力室群２２ａ〜２２ｆにそれぞれ対応する６列のノズル列２４（２４ａ〜２４ｆ）により、記録用紙６上において、その幅方向に間隔Ｐ２でドットが形成されるようになっている。

そして、図６（ｂ）に示すように、これら６つの圧力室群２２ａ〜２２ｆがそれぞれ２つに分割されて、紙送り方向に関して異なる位置にそれぞれ配置されたものが１２列の圧力室列２１ａ〜２１ｌとなっている。例えば、図６（ａ）の左から１番目の圧力室群２２ａは、図６（ｂ）の左から１列目の圧力室列２１ａと左から７列目の圧力室列２１ｇとに分割されている。

尚、図６（ａ）に示されている元々の６つの圧力室群２２ａ〜２２ｆは、それらを構成する圧力室１４の数が同数である必要は必ずしもない。即ち、これらの圧力室群２２ａ〜２２ｆに属する全ての圧力室１４が、走査方向に関して間隔Ｐ２だけずれて配置されるものであればよい（従って、例えば、図６（ａ）において、圧力室群２２ａの図中下方に圧力室１４が１つ追加されて、圧力室群２２ａが３３個の圧力室１４で構成されていてもよい）。また、図６（ｂ）に示す１２列の圧力室列２１ａ〜２１ｌについてもこれらが同数であることには限られない。

また、図２、図６（ｂ）に示すように、左から奇数番目に位置する圧力室列２１と偶数番目に位置する圧力室列２１（例えば、１列目の圧力室列２１ａと２列目の圧力室列２１ｂ）の２列からなる圧力室列組２５（２５ａ〜２５ｆ）が計６組構成されており、同じ圧力室列組２５に属する２列の圧力室列２１の長さ（列を構成する圧力室１４の数）は互いに等しくなっている。具体的には、各圧力室列組２５に属する圧力室列２１を構成する圧力室１４の数は、図２の左から、圧力室列組２５ａでは８、圧力室列組２５ｂでは１６、圧力室列組２５ｃでは２４、圧力室列組２５ｄでは２４、圧力室列組２５ｅでは１６、そして、圧力室列組２５ｆでは８となっている。

さらに、１２列の圧力室列２１ａ〜２１ｌのうち、走査方向の一方側（図２の下側）に位置する６列の圧力室列２１ａ〜２１ｆ（一方側圧力室列）は、走査方向の他方側（図２の上側）に位置する６列の圧力室列２１ｇ〜２１ｌ（他方側圧力室列）よりも、紙送り方向前方（図２の左方）に配置されている。また、前方に配置された６列の圧力室列２１ａ〜２１ｆは、長さが短いものほど外側（前側）に配置され、一方、後方に配置された６列の圧力室列２１ｇ〜２１ｌは、長さが短いものほど外側（後側）に配置されている。つまり、図２に示すように、前方から後方に並ぶ１２列の圧力室列２１ａ〜２１ｌは、２列ごとに（１組の圧力室列組２５ごとに）、隣接する圧力室列組２５に属する圧力室列２１に対して走査方向に関して一部（図２では、圧力室８個分、又は、圧力室１６個分の長さ）重なりながら、走査方向の一方（図２の上方）へ順にずれて配置されている。

尚、複数列の圧力室列２１は、走査方向の一方（図２の上方）へ順にずれて配置されていることから、複数列の圧力室列２１は、これらの圧力室列２１の図２における上下両端部をそれぞれ結び、インクジェットヘッド１の長手方向（走査方向）に対して所定角度θだけ傾いた２本の直線Ｌ１，Ｌ２の間の領域に配置される。このような構成であるが故に、インクジェットヘッド１は、前述したように、走査方向に対して所定角度θだけ傾いた方向に延在する構造となっている。

図３、図４に示すように、ベースプレート１１の、平面視で圧力室１４の両端部と重なる位置には、それぞれ連通孔１５，１６が形成されている。また、マニホールドプレート１２には、複数の圧力室１４と連通孔１５を介して連通するマニホールド１７（共通液室）が形成されている。

マニホールド１７は、マニホールドプレート１２の図２における下端部から右側の縁部に亙って形成された主マニホールド１７ａ（主液室）と、この主マニホールド１７ａから分岐して図２の上方に延びる複数の分岐マニホールド１７ｂ（分岐液室）とからなる。

主マニホールド１７ａは、後述の振動板３０に形成されたインク供給口１８に連なっており、このインク供給口１８から、複数列の圧力室列２１に隣接する領域において、圧力室列２１の下端部を結ぶ直線Ｌ１に沿って延在している。また、この主マニホールド１７ａには、インクタンク３（図１参照）からインク供給口１８を介してインクが供給される。

複数の分岐マニホールド１７ｂのうち、外側の２つの分岐マニホールド１７ｂは、１２列の圧力室列２１ａ〜２１ｆよりも紙送り方向に関して外側の２つの領域にそれぞれ配置されている。また、残りの分岐マニホールド１７ｂは、異なる圧力室列組２５にそれぞれ属し、且つ、互いに隣接する２列の圧力室列２１の間の領域に配置されている。そして、各分岐マニホールド１７ｂは、平面視で、対応する圧力室列２１（各分岐マニホールド１７ｂの幅方向一方側又は幅方向両側に近接配置された圧力室列２１）の先端よりも少し長く図２の上方へ延びている。さらに、各分岐マニホールド１７ｂは、平面視で、対応する圧力室列２１に属する複数の圧力室１４と部分的に重なっており、これらの圧力室１４と連通孔１５を介して連通している。

ところで、前述したように、異なる圧力室列組２５にそれぞれ属し、且つ、隣接する２列の圧力室列２１の、走査方向に関して重なっている部分の長さは圧力室８個又は圧力室１６個程度の長さである。これは、３２個の圧力室１４からなる、分割前の１つの圧力室群２２全体の長さよりも短い（図６参照）。つまり、インクジェットヘッド１の長手方向全域に亙って延びる各圧力室群２２が分割されていない場合に比べて、２列の圧力室列２１の間に配置される分岐マニホールド１７ｂの、それら２列の圧力室列２１に連通する部分の長さが短くなっている（言い換えれば、１つの分岐マニホールド１７に連通する圧力室１４の数が少なくなっている）。従って、１つの分岐マニホールド１７ｂからインクを供給すべき圧力室１４の数が少なくなるため、分岐マニホールド１７ｂから各圧力室１４に対して十分なインクを供給することが可能となる。

さらに、図３〜図５に示すように、マニホールドプレート１２の、平面視で複数の圧力室１４の分岐マニホールド１７ｂと反対側の端部と重なる位置には、それぞれ、複数の連通孔１６に連なる複数の連通孔１９が形成されている。

また、ノズルプレート１３の、平面視で複数の連通孔１９にそれぞれ重なる位置には、複数のノズル２０が形成されている。図２に示すように、複数のノズル２０は、平面視で分岐マニホールド１７ｂと重ならない領域において、走査方向（図２の上下方向）に配列されており、１２列の圧力室列２１ａ〜２１ｌにそれぞれ対応する１２列のノズル列２６ａ〜２６ｌを構成している。尚、１２列のノズル列２６ａ〜２６ｌは、１２列の圧力室列２１ａ〜２１ｌと同様に、それらの配列方向（図２、図３の上下方向）に関してピッチＰ２だけずれている。

そして、図４に示すように、分岐マニホールド１７ｂは連通孔１５を介して圧力室１４に連通し、さらに、圧力室１４は、連通孔１６，１９を介してノズル２０に連通している。このように、流路ユニット７内には、分岐マニホールド１７ｂから圧力室１４を経てノズル２０に至る個別インク流路２７が複数形成されている。

次に、圧電アクチュエータ８について説明する。図２〜図５に示すように、圧電アクチュエータ８は、流路ユニット７の上面に配置された振動板３０と、この振動板３０の上面に複数の圧力室１４に跨って連続的に形成された圧電層３１と、この圧電層３１の上面に複数の圧力室１４にそれぞれ対応して形成された複数の個別電極３２とを有する。

振動板３０は、平面視で略矩形状の金属材料からなる導電性を有する板であり、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３０は、キャビティプレート１０の上面に複数の圧力室１４を覆うように配設されて、キャビティプレート１０に接合されている。また、この振動板３０は常にグランド電位に保持されており、複数の個別電極３２に対向して個別電極３２と振動板３０との間の圧電層３１に厚み方向の電界を作用させる共通電極を兼ねている。

振動板３０の上面には、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３１が形成されている。この圧電層３１は、複数の圧力室１４に跨って連続的に形成されている。また、圧電層３１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。その他、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３０の表面に貼り付けて圧電層３１を形成することもできる。

圧電層３１の上面には、圧力室１４よりも一回り小さい略楕円形の平面形状を有する複数の個別電極３２が形成されている。これら個別電極３２は、平面視で対応する圧力室１４の中央部に重なる位置にそれぞれ形成されている。また、個別電極３２は金、銅、銀、パラジウム、白金、あるいは、チタンなどの導電性材料からなる。さらに、複数の個別電極３２の一端部（分岐マニホールド１７ｂ側の端部）からは、それぞれ個別電極３２の楕円長軸方向に複数の接点部３５が引き出されている。そして、これら複数の接点部３５には、フレキシブルプリント配線板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）等の可撓性を有する配線部材（図示省略）の接点が接合され、この配線部材を介して、複数の個別電極３２に対して選択的に駆動電圧を供給するドライバＩＣ３７と電気的に接続されている。尚、複数の個別電極３２及び複数の接点部３５は、例えば、スクリーン印刷、スパッタ法、あるいは、蒸着法等により形成することができる。

次に、ノズル２０からインクの液滴を噴射させる際の圧電アクチュエータ８の作用について説明する。複数の個別電極３２に対してドライバＩＣ３７から選択的に駆動電圧が印加されると、駆動電圧が印加された圧電層３１上側の個別電極３２とグランド電位に保持されている圧電層３１下側の共通電極としての振動板３０の電位が異なる状態となり、個別電極３２と振動板３０の間に挟まれた圧電層３１に厚み方向の電界が生じる。ここで、圧電層３１の分極方向と電界の方向とが同じ場合には、圧電層３１はその分極方向である厚み方向に伸びて水平方向に収縮する。そして、この圧電層３１の収縮変形に伴って振動板３０が圧力室１４側に凸となるように変形するため、圧力室１４内の容積が減少して圧力室１４内のインクに噴射圧力が付与され、圧力室１４に連通するノズル２０からインクの液滴が噴射される。

ところで、先に述べたように、隣接するノズル列の間隔が大きいと、各ノズル２０から噴射されたインクの液滴により形成されるドット（線）の間隔がばらついて、印字のムラ（バンディング）や白すじが大きくなり、印字品質が大きく低下する（図１４参照）。そこで、隣接する２列のノズル列の間隔を小さくするために、これら２列のノズル列に対応する２列の圧力室列２１の間に配置される分岐マニホールド１７ｂの幅はできるだけ狭くなっていることが好ましい。しかし、その一方で、内側に位置する分岐マニホールド１７ｂはその両側の２列の圧力室列２１にそれぞれ属する圧力室１４と連通しており、インクを供給すべき圧力室１４の数が多くなっている。そのため、分岐マニホールド１７ｂの幅を狭くすると、多数のノズル２０から一度にインクを噴射する場合や圧電アクチュエータ８の駆動周波数が高い（噴射間隔が短い）場合など、分岐マニホールド１７ｂから供給すべきインク量が急激に増大したときに、この分岐マニホールド１７ｂから各圧力室１４へ十分な量のインクを供給できなくなる虞がある。

しかし、本実施形態でのインクジェットヘッド１においては、図６に示すように、インクジェットヘッド１の長手方向全域に亙って延びる各圧力室群２２が２つの圧力室列２１に分割されて、これらの圧力室列２１が紙送り方向の異なる位置にそれぞれ配置されている。そして、図２に示すように、隣接する２列の圧力室列２１の、走査方向に関して重なっている部分の長さ、即ち、１つの分岐マニホールド１７ｂの、対応する２列の圧力室列２１と連通している部分の長さは、分割前の１つの圧力室群２２全体の長さよりも短く、１つの分岐マニホールド１７ｂからインクが供給される圧力室１４の数が少なくなっている。そのため、隣接する２列の圧力室列２１の間に位置する分岐マニホールド１７ｂの幅を狭くしつつも、各圧力室１４へ十分な量のインクを供給することが可能となる。従って、分岐マニホールド１７ｂの幅を可能な限り狭めて、圧力室列２１に対応するノズル列２６の間隔を極力小さくすることができる。

また、本実施形態では、２列の圧力室列２１の間に配置された分岐マニホールド１７ｂは、これら２列の圧力室列２１に属する圧力室１４に連通している。そのため、１つの分岐マニホールド１７ｂからその両側に位置する２列の圧力室列２１に対してそれぞれインクが供給されることから、分岐マニホールド１７ｂの数が少なくて済み、その分、インクジェットヘッド１の構造が簡単になり、また、インクジェットヘッド１の一層の小型化も可能となる。

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］図８に示すように、インクジェットヘッド１Ａにおいて、主マニホールド４７ａが、複数列の圧力室列２１を挟むように、これら複数列の圧力室列２１の上下両端部をそれぞれ結ぶ２本の直線Ｌ１，Ｌ２に沿って延在しており、これら２つの主マニホールド４７ａが、圧力室列２１の間において走査方向に延在する複数の分岐マニホールド４７ｂを介して連通していてもよい（変更形態１）。この構成によれば、複数列の圧力室列２１の両側に配置された２つの主マニホールド４７ａから、１つの分岐マニホールド４７ｂに対してそれぞれインクが供給されることから、分岐マニホールド４７ｂへのインクの供給がより速やかに行われ、分岐マニホールド４７ｂにインク不足が生じにくくなる。

２］前記実施形態では、隣接する２列の圧力室列２１の間に配置された分岐マニホールド１７ｂは、その両側に位置する２列の圧力室列２１と連通しているが（図２参照）、図９に示すように、インクジェットヘッド１Ｂにおいて、主マニホールド５７ａから分岐する分岐マニホールド５７ｂが、隣接する２列の圧力室列２１の間の領域の全てにおいてそれぞれ走査方向に延びており、各分岐マニホールド５７ｂがその両側に位置する２列の圧力室列のうちの一方側（図９では左側）の圧力室列２１のみと連通していてもよい（変更形態２）。この構成では、前記実施形態の構成に比べると、全ての圧力室列間領域に分岐マニホールドを設ける必要があるために、分岐マニホールドの数が多くなってしまうが、逆に、１つの分岐マニホールドに連通する圧力室１４の数は少なくなることから、分岐マニホールドの幅を狭くすることが可能である。

３］複数の圧力室１４の配置パターンは、前記実施形態のパターンに限られるものではない。例えば、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、元々の圧力室群５２が４つである場合に、これら４つの圧力室群５２ａ〜５２ｄのうちの一部（圧力室群５２ａ，５２ｂ）がそれぞれ３列の圧力室列５１に分割されて、４つの圧力室群５２ａ〜５２ｄから１０列の圧力室列５１ａ〜５１ｊが形成されてもよい（変更形態３）。尚、圧力室群５２ａ，５２ｂが３分割されることにより形成された圧力室列５１のうち、走査方向の一方側（図１０（ｂ）の下側）に位置する圧力室列５１ａ，５１ｂ（一方側圧力室列）と、走査方向の他方側（図１０（ｂ）の上側）に位置する圧力室列５１ｉ，５１ｊ（他方側圧力室列）の間の、中央部の圧力室列５１ｅ，５１ｆ（中間圧力室列）は、紙送り方向に関して、走査方向一方側に位置する圧力室列５１ａ〜５１ｄと走査方向他方側に位置する圧力室列５１ｇ〜５１ｊの間に配置されている。

あるいは、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、６つの圧力室群６２ａ〜６２ｆのうちの一部（圧力室群６２ｃ，６２ｄ）が分割されておらず、その他の圧力室群６２ａ，６２ｂ，６２ｅ，６２ｆのみがそれぞれ２つの圧力室列６１に分割されて、計１０列の圧力室列６１ａ〜６１ｊが形成されていてもよい（変更形態４）。

以上の変更形態３及び変更形態４の構成においても、圧力室列が、１組の圧力室列組ごとに、走査方向の一方側へ順にずれて配置されていることから、前記実施形態と同様に、隣接する２列の圧力室列の、走査方向に関して重なっている部分の長さ（即ち、２列の圧力室列の間に配置された分岐マニホールドの、これら圧力室列と連通する部分の長さ）は、分割前の圧力室群よりも短くなる。

４］インクジェットヘッド全体における圧力室１４の配置パターンが、前記実施形態で採用されているような、複数列の圧力室列が走査方向一方にずれて配置された配置パターンとこれに対称なパターンとが組み合わせられることによって形成されたパターンであってもよい。以下にその一例を示す。

図１２に示す変更形態５のインクジェットヘッド１Ｅにおいては、その長手方向の全域に亙って延びる６つの圧力室群が分割されることにより形成された、１０列の圧力室列７１ａ〜７１ｊが配置されている。但し、６つの圧力室群のうちの２つの圧力室群は分割されず、紙送り方向中央部において隣接して配置された２列の圧力室列７１ｅ，７１ｆとなっている。一方、残りの４つの圧力室群はそれぞれ３つに分割されて、紙送り方向に関する位置が互いに異なり、それらの圧力室群の配列方向（走査方向）両端部からなる圧力室列７１，７１ｂ，７１ｃ，７１ｄと配列方向中央部からなる圧力室列７１ｇ，７１ｈ，７１ｉ，７１ｊがそれぞれ形成されており、これら８列の圧力室列７１ａ〜７１ｄ、７１ｇ〜７１ｊは、２列の圧力室列７１ｅ，７１ｆの紙送り方向に関して両側にそれぞれ配置されている。また、前記実施形態と同様に、左から奇数番目の圧力室列７１と偶数番目の圧力室列７１とにより、５組の圧力室列組７５ａ〜７５ｅが構成されている。

また、１０列の圧力室列７１ａ〜７１ｊよりも紙送り方向に関して外側の領域には、２つの主マニホールド７７ａがそれぞれ配置されている。また、異なる圧力室列組７５にそれぞれ属し、且つ、互いに隣接する２列の圧力室列７１の間の領域には、２つの主マニホールド７７ａからそれぞれ分岐した複数の分岐マニホールド７７ｂが走査方向に延在している。尚、紙送り方向前方の主マニホールド７７ａは、振動板に形成されたインク供給口７８に連なっており、また、前後２つの主マニホールド７７ａは、複数の分岐マニホールド７７ｂを介して互いに連通している。

ところで、図１２に示すインクジェットヘッドの下側の領域Ａ１においては、図１２の左方から右方へ並ぶ１０列の圧力室列７１ａ〜７１ｊが、圧力室列組７５ごとに、隣接する圧力室列組７５に属する圧力室列７１に対して走査方向に関して一部重なりながら、走査方向の一方（図１２の上方）へ順にずれて配置されている。そして、隣接する２列の圧力室列７１の、走査方向に関して重なっている部分の長さは、インクジェットヘッド１の長手方向に亙って延びる、分割前の１つの圧力室群の長さよりも短くなっている。

一方、図１２に示すインクジェットヘッド１Ｅの上側の領域Ａ２における圧力室１４の配置パターンは、下側の領域Ａ１における圧力室１４と配置パターンを走査方向に延びる直線に関して折り返した、線対称なパターンとなっている。即ち、図１２の左方から右方へ並ぶ１０列の圧力室列７１ａ〜７１ｊが、圧力室列組７５ごとに、隣接する圧力室列組７５に属する圧力室列７１に対して走査方向に関して一部重なりながら、走査方向の他方（図１２の下方）へ順にずれて配置されている。そのため、この上側の領域Ａ２においても、隣接する２列の圧力室列７１の、走査方向に関して重なっている部分の長さは、インクジェットヘッド１Ｅの長手方向に亙って延びる、分割前の１つの圧力室群の長さよりも短くなっている。

従って、走査方向に並ぶ２つの領域Ａ１，Ａ２を合わせた領域全体においても、隣接する２列の圧力室列７１の間に配置された分岐マニホールド７７ｂの、圧力室列７１と連通する部分の長さは、必然的に分割前の圧力室群よりも短いことになる。

あるいは、ある圧力室１４の配置パターンとこれに対称なパターンが、走査方向に交互に並べられていてもよい。例えば、図１３に示す変更形態７のインクジェットヘッド１Ｆにおいては、その長手方向の全域に亙って延びる６つの圧力室群が分割されることにより形成された、１０列の圧力室列８１ａ〜８１ｊが配置されている。

１０列の圧力室列８１ａ〜８１ｊよりも紙送り方向に関して外側の領域には、それぞれ主マニホールド８７ａが配置されている。また、異なる圧力室列組にそれぞれ属し、且つ、互いに隣接する２列の圧力室列８１の間の領域には、２つの主マニホールド８７ａからそれぞれ分岐した複数の分岐マニホールド８７ｂが、配置されている。図１３の左方に位置する主マニホールド８７ａはインク供給口８８に連通しており、紙送り方向両側に配置された主マニホールド８７ａは複数の分岐マニホールド８７ｂを介して互いに連通している。

ところで、このインクジェットヘッド１Ｆの中央部の領域Ｂ１においては、１０列の圧力室列８１ａ〜８１ｊが、圧力室列組ごとに、隣接する圧力室列組に属する圧力室列８１に対して走査方向に関して一部重なりながら、図１３の上方へ順にずれて配置されている。

一方、インクジェットヘッド１Ｆの図１３における上側の領域Ｂ２における圧力室１４の配置パターンは、中央部の領域Ｂ１における圧力室１４の配置パターンを走査方向に延びる直線に関して折り返した、線対称なパターンとなっている。さらに、インクジェットヘッド１Ｆの図１３における下側の領域Ｂ３における圧力室１４の配置パターンも、中央部の領域Ｂ１における圧力室１４の配置パターンを走査方向に延びる直線に関して折り返した、線対称なパターンとなっている。即ち、上側の領域Ｂ２における圧力室１４の配置パターンと下側の領域Ｂ３における圧力室１４の配置パターンは全く同じであり、これらの領域Ｂ２，Ｂ３においては、１０列の圧力室列８１ａ〜８１ｊが、圧力室列組ごとに、隣接する圧力室列組に属する圧力室列８１に対して走査方向に関して一部重なりながら、図１３の下方へ順にずれて配置されている。

そして、３つの領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３において、それぞれ、隣接する２列の圧力室列８１の、走査方向に関して重なっている部分の長さは分割前の圧力室群よりも短くなっている。そのため、３つの領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３において、分岐マニホールド８７ｂの、圧力室列８１に連通している部分の長さは、必然的に、１つの圧力室群全体の長さよりも短くなる。

以上説明した実施形態及びその変更形態は、ライン型のインクジェットヘッドに本発明を適用した一例であるが、シリアル型のインクジェットヘッドに本発明を適用してもよく、さらに、インクジェットヘッド以外の液滴噴射装置に本発明を適用することもできる。例えば、導電ペーストを噴射して基板上に微細な配線パターンを形成したり、あるいは、有機発光体を基板に噴射して高精細ディスプレイを形成したり、さらには、光学樹脂を基板に噴射して光導波路等の微小光学デバイスを形成する際などに用いられる、種々の液滴噴射装置に本発明を適用できる。

本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。 ライン型インクジェットヘッドの部分平面図である。 図２の一部拡大図である。 図３のIV-IV線断面図である。 図３のV-V線断面図である。 圧力室群と分割形成された圧力室列との関係を示す図であり、（ａ）は分割前の圧力室群、（ｂ）は分割後の圧力室列をそれぞれ示す。 図６（ａ）における領域Ａの拡大図である。 変更形態１のインクジェットヘッドの部分平面図である。 変更形態２のインクジェットヘッドの部分平面図である。 変更形態３における圧力室群と分割形成された圧力室列との関係を示す図であり、（ａ）は分割前の圧力室群、（ｂ）は分割後の圧力室列をそれぞれ示す。 変更形態４における圧力室群と分割形成された圧力室列との関係を示す図であり、（ａ）は分割前の圧力室群、（ｂ）は分割後の圧力室列をそれぞれ示す。 変更形態５のインクジェットヘッドの部分平面図である。 変更形態６のインクジェットヘッドの部分平面図である。 隣接するノズル列の間隔が印字品質に及ぼす影響を示す図であり、（ａ）はノズル列の間隔が狭い場合、（ｂ）はノズル列の間隔が広い場合をそれぞれ示す。

符号の説明

１、１Ａ，１Ｂ，１Ｅ，１Ｆ インクジェットヘッド
６ 記録用紙
７ 流路ユニット
８ 圧電アクチュエータ
１４ 圧力室
１７ マニホールド
１７ａ，４７ａ，５７ａ，７７ａ，８７ａ 主マニホールド
１７ｂ，４７ｂ，５７ｂ，７７ｂ，８７ｂ 分岐マニホールド
２０ ノズル
２１，５１，６１，７１，８１ 圧力室列
２２，５２，６２ 圧力室群

Claims (7)

1. 平面に沿って配列され且つ複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室とこれら複数の圧力室に連なる共通液室とを含む流路ユニットと、前記複数の圧力室内の液体に選択的に噴射圧力を付与する噴射圧付与手段を備え、前記複数のノズルから被噴射体に対して液滴を噴射する液滴噴射装置であって、
   前記複数の圧力室は、それぞれが所定の第１方向に関して所定間隔で配置された圧力室からなり、前記所定間隔よりも短い距離だけ前記第１方向に互いにずれた複数の圧力室群を構成し、
   さらに、前記複数の圧力室群の少なくとも一部は、前記第１方向と直交する第２方向の位置が互いに異なる２以上の複数列に分割されて、前記複数の圧力室群が、前記第１方向に延びて前記第２方向に並ぶ複数列の圧力室列で構成されており、
   前記共通液室は、液体が供給される主液室と、この主液室から分岐して、前記平面に直交する方向から見て前記複数の圧力室列の間において前記第１方向に延び、前記圧力室列に属する前記圧力室に連通する分岐液室とを有し、
   前記分岐液室の、前記圧力室列に連通している部分の前記第１方向長さが、１つの前記圧力室群全体の前記第１方向長さよりも短いことを特徴とする液滴噴射装置。
2. 前記分岐液室は、その両側に位置する２列の圧力室列に属する前記圧力室に連通し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. 前記第１方向に関する少なくとも一部の領域において、前記複数の圧力室群に含まれる２つの圧力室群が、前記第１方向の一方側に位置する一方側圧力室列と、前記第１方向の他方側に位置する他方側圧力室列の、少なくとも２つの圧力室列にそれぞれ分割されており、
   前記２つの圧力室群にそれぞれ含まれる２つの前記一方側圧力室列の長さが互いに異なる一方で、前記２つの圧力室群にそれぞれ含まれる２つの前記他方側圧力室列の長さも互いに異なっており、
   前記２つの一方側圧力室列は、前記２つの他方側圧力室列よりも、前記第２方向一方に配置されており、
   前記２つの一方側圧力室列のうちの短い方の圧力室列が、長い方の圧力室列よりも前記第２方向一方に配置され、さらに、前記２つの他方側圧力室列のうちの短い方の圧力室列が、長い方の圧力室列よりも前記第２方向他方に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴噴射装置。
4. 前記第１方向に関する少なくとも一部の領域において、前記２つの圧力室群のうちの少なくとも一方が、前記一方側圧力室列及び前記他方側圧力室列と、これらの間に位置する中間圧力室列の、少なくとも３つの圧力室列に分割されており、
   前記中間圧力室列は、前記第２方向に関して、前記２つの一方側圧力室列と前記２つの他方側圧力室列の間に配置され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１方向に関する少なくとも一部の領域において、複数列の圧力室列は、それぞれ前記第１方向に対して所定角度傾いた２本の直線の間に配置されており、
   前記主液室は、前記平面に直交する方向から見て前記複数の圧力室列に隣接する領域において、少なくとも一方の前記直線に沿って延在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. 前記主液室は、前記平面に直交する方向から見て前記複数列の圧力室列を挟むように、前記２本の直線に沿ってそれぞれ延在しており、
   これらの主液室が、前記複数列の圧力室列の間において前記第１方向に延在する前記分岐液室を介して互いに連通していることを特徴とする請求項５に記載の液滴噴射装置。
7. 前記第１方向に関する一部の領域と隣接する領域における、前記複数の圧力室の配置パターンは、前記第１方向に関する一部の領域における配置パターンと対称なパターンであることを特徴とする請求項３〜６の何れかに記載の液滴噴射装置。

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