JP2009125970A - 液体噴射ヘッド、及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズル列間の距離は少なくとも圧力室の主たる長さよりも長くしなければならないことになる。この結果、圧力室の主たる長さが、ノズルの集積度を上げることに対して制約となってしまう。
【解決手段】２列のノズル列に対して１つのリザーバ１１１ｃからインクを供給するように構成されていることから、リザーバ間の仕切りが不要となる。従って、供給流路形成部材１１１の主走査方向における幅寸法Ｗは短くすることができる。また、圧力室１１４ａと圧力室１１４ｂとの間の主走査方向における距離を短くすることができるので、これに連動して、連通孔１１３ａと連通孔１１３ｂとの主走査方向における距離を短くすることが可能となる。その結果、リザーバ１１１ｃの主走査方向における距離も短くすることができるので、供給流路形成部材１１１の主走査方向における幅寸法Ｗはさらに短くすることが可能となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、液体を噴射する液体噴射ヘッド、及びこの液体噴射ヘッドを備えた液体噴射装置に関する。

従来から、例えば機能液やインクなどといった液体を紙やガラス基板などといった対象物に噴射し、所定の図柄や画像を形成する液体噴射装置が存在する。このような装置では、例えば液体としてのインクが流れる流路の途中に圧力室を設け、圧力室のインクに圧電素子の電歪性を利用して圧力を加えることによって、流路の最後端に位置するノズルからインクをインク滴として噴射する液体噴射ヘッドが用いられている。

液体噴射ヘッドについては、薄型化のニーズから、例えば特許文献１に開示されている構造の如く、ノズルが形成された面と平行に圧力室を配置する構造が多く採用されている。これは、インクの噴射方向と略直交する方向が長手方向となるように圧力室を形成することによって、加圧手段を構成する振動板の変形変位を大きくしつつ、ノズルが形成されたノズル開口面に対して、垂直な方向における液体噴射ヘッドの厚さを薄くするためである。

そして、このような液体噴射ヘッドでは、圧力室に連通し、圧力室にインクを供給する供給流路となるリザーバが形成されている。リザーバは、圧力室に、噴射したインクを安定して補充供給するためのものである。

特開平６−２３４２１８号公報

近年、例えばデジタルカメラの撮影画像の高画質化に伴って、高解像度の印刷が求められている。これに対する解決手段として、周知のようにインク滴の微小化が有効であるが、液体噴射ヘッドに形成されるノズルの集積度を上げることも有効である。その１つとして、ノズル列間の距離を短くすることが集積度を上げる手段になる。

ところで、特許文献１に開示されている液体噴射ヘッドの構成を用いて、１つの液体噴射ヘッドに複数のノズル列を形成する場合、ノズル列が２列であれば、例えば特許文献１の図３に示されているように、圧力室をノズル列に対して外側になるように配置してノズル列間を狭くすることはできる。しかしながら、通常液体噴射装置では、複数色（例えばイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）などといった複数種類の液体を噴射することが行われる。このため、複数種類の液体を噴射するべく４列とか８列のように多くのノズル列を有する液体噴射ヘッドとする必要がある。このような場合は、ノズル列間には圧力室が形成されることになるので、ノズル列間の距離は少なくとも圧力室の長手方向の長さよりも長くしなければならないことになる。この結果、圧力室の長手方向の寸法が、ノズルの集積度を上げることに対する制約となってしまう。

また、リザーバも、ノズル開口面から見たとき、ノズルとは平面的に重ならない位置に形成されるので、ノズル列を４列とか８列などのように多く形成した場合は、同じくリザーバの形成領域に応じてノズル列間の距離が長くなってしまうという課題がある。

本発明は、このような課題の少なくとも一部を解決するために行われたもので、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］液体を加圧してノズルから当該液体を噴射する液体噴射ヘッドであって、前記ノズルの開口が直線上に複数並んだノズル列が２つ設けられたノズル開口面と、前記ノズル開口面の端部において、当該ノズル開口面に対して交差し、且つ前記ノズル列の各々と向きが揃えられた１対の壁面とを備え、前記１対の壁面のそれぞれには、前記ノズルに連通し、前記加圧される前記液体を収容する圧力室が形成され、前記圧力室における前記加圧された前記液体の流れ方向は、前記１対の壁面のそれぞれと揃う方向であることを特徴とする。

この構成によれば、ノズル開口面の端部に形成され、ノズル開口面に対して交差する壁面に圧力室を形成するとともに、圧力室の液体の流れ方向を壁面と平行な方向とする。従って、圧力室の長手方向を、壁面と平行な方向にすることができることから、ノズル開口面から見たとき、ノズル列の方向と直交する方向への圧力室の形成領域を小さく抑制することができる。この結果、ノズル列の方向と直交する方向における液体噴射ヘッドの大きさを小さくできるので、液体噴射ヘッドを複数並置した場合、液体噴射ヘッド間におけるノズル列の間隔を狭くすることができる。従って、ノズルの集積度を上げることが可能となる。

［適用例２］上記液体噴射ヘッドであって、前記１対の壁面に形成されている前記圧力室は、１つの部材に形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、１つの部材によって２列の圧力室を形成するため、圧力室同士の間隔を狭くすることができる。この結果、１つの液体噴射ヘッドに２つのノズル列を形成する場合において、ノズル列の間隔も狭くすることができる。また、１つの液体噴射ヘッドについてもノズル列の方向と直交する方向における液体噴射ヘッドの大きさを小さくできるので、液体噴射ヘッドを複数並置した場合、液体噴射ヘッド間におけるノズル列の間隔を狭くすることができる。従って、ノズルの集積度を上げることができる。

［適用例３］上記液体噴射ヘッドであって、前記２つのノズル列において形成された前記圧力室の総てと連通し、当該加圧室に前記液体を供給する１つの供給流路を備え、前記供給流路は、前記加圧室に対して前記ノズル開口面と反対側の位置に形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、液体の供給流路を、圧力室に対してノズルと反対側に形成するので、ノズル開口面から見て、ノズルと供給流路とを重ねて配置することができる。また、２つのノズル列に対して１つの供給流路を形成すればよく、それぞれのノズル列に単独に供給流路を形成する場合に比べて平面積は小さくできる。この結果、平面サイズが小さい噴射ヘッド部が得られ、液体噴射ヘッド全体の平面積を小さくできるので、並置した液体噴射ヘッド間におけるノズル列の間隔を狭くすることができる。

［適用例４］上記液体噴射ヘッドであって、前記２つのノズル列のそれぞれにおいて形成される前記圧力室は、総て同じ形状を有し、前記壁面に対して垂直方向から見たとき、前記形状が互いにずれて形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、圧力室を互いに重ならないようにずらして配置するので、壁面間の距離を狭くすることができる。この結果、２つのノズル列間の距離も短くすることが可能であり、ノズルの集積度を上げることができる。

［適用例５］上記液体噴射ヘッドであって、前記壁面の表面には、前記圧力室の液体を加圧する加圧手段が形成され、前記壁面のうち、少なくとも前記ノズル開口面の端部近傍には前記加圧手段の加圧駆動を阻害しない範囲内に、少なくとも前記加圧手段の最大厚以上の高さを有する枠が設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、２つのノズル列を有する液体噴射ヘッドを並べて、２列より多くのノズル列を有する液体噴射ヘッドを形成する場合、加圧手段の厚さ以上の高さを有する枠を設けることによって、隣接する液体噴射ヘッド間の距離を、それぞれの液体噴射ヘッドに形成された加圧手段が互いに干渉しない最短距離にすることができるので、液体噴射ヘッド間におけるノズル列の間隔を狭くすることができる。また枠を設けることによって、液体噴射ヘッドの剛性を高めることも可能となる。

［適用例６］上記液体噴射ヘッドを少なくとも２つ具備することを特徴とする液体噴射装置。

上記液体噴射ヘッドを用いれば、ノズルの集積度が高い液体噴射装置とすることができるので、高解像度の画像を印刷する液体噴射装置を提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施形態について説明する。図１は本発明の液体噴射ヘッドを具備した液体噴射装置の一例となるインクジェットプリンタ１０について、その概略構造を示したものである。また、図中吹き出し部は、後述するキャリッジ２０を白抜き矢印の方向から見たときの模式図である。なお、説明の便宜上、キャリッジ２０を基準として、この白抜き矢印の方向を正面方向とし、横方向をそれぞれ左右側面方向と呼ぶこととする。また、印刷用紙２５の方向を下方向、その反対方向を上方向として以降説明する。

このインクジェットプリンタ１０は、液体としてのＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色インクがそれぞれ収納されたインクカートリッジ１１，１２，１３，１４がキャリッジ２０に装着される。そして、各色インクに対応したそれぞれ４つの液体噴射ヘッド１１０，１２０，１３０，１４０がキャリッジ２０の下方向に設けられ、これらの液体噴射ヘッド１１０〜１４０からインク滴を噴射して、印刷用紙２５に所定の画像等を印刷するものである。

キャリッジ２０は、キャリッジベルト４１に固定され、キャリッジベルト４１がキャリッジモータ４０によって駆動されるのに伴って、フレーム１７に固定されたガイド２１に沿って図面左右方向（主走査方向）に移動する。このとき、各色インクを噴射するため液体噴射ヘッド１１０〜１４０に、主走査方向に対して直交する方向に直線状に穿設された複数のノズルからなるノズル列から、印刷画像に相応した所定量のインク滴が噴射される。また印刷用紙２５は、プラテン２８によって裏面から支持されつつ、フレーム１７に固定された駆動モータ２６により駆動される図示しない紙送りローラーなどによって、図面上下方向に所定量ずつ移動する。こうして、印刷画像に相応した所定量のインク滴が、印刷用紙２５全体に噴射されることによって画像が形成されるのである。

従って、前述したように、液体噴射ヘッドの主走査方向におけるノズル列の間隔を狭くすれば、ノズルの集積度が上がるため、高解像度の画像を印刷形成することができる。そこで、図１の吹き出し部に示したように、インクジェットプリンタ１０では、４つの液体噴射ヘッドの間隔が狭くなるようにしている。また、１つの液体噴射ヘッドには２つのノズル列が形成され、これらのノズル列間の距離も同時に短くなるようにしている。なお、キャリッジ２０内には、図中矢印で示したように、各インクカートリッジ１１〜１４から供給されたインクが、４つの液体噴射ヘッド１１０〜１４０に設けられたインク流入口まで流れるように流路（不図示）が形成されている。

本実施形態では、このようにノズル列の間隔を狭くしてノズルの集積度が高くなるように、液体噴射ヘッドの構造を工夫したものである。この結果、例えば、１つのノズル列からインクを噴射したのち、次のノズル列が印刷用紙２５の同じ位置にインクを噴射するまでにキャリッジ２０が移動する距離が短くなるので、キャリッジ２０の移動速度が抑制され、その結果インク滴の着弾位置精度が高くなる。従って、高解像度の画像を正しく印刷することが期待できるのである。それでは、この液体噴射ヘッド１１０，１２０，１３０，１４０について図２〜図４を用いて詳しく説明する。なお、液体噴射ヘッド１１０〜１４０は、総て同じ構造を有していることから、液体噴射ヘッド１１０について以降説明する。

図２は、液体噴射ヘッド１１０の概略構成を示した模式図で、（ａ）は、上方向から見た状態を、（ｂ）は右側面方向から見た状態を、（ｃ）は下方向から見た状態を、それぞれ示している。本実施形態の液体噴射ヘッドについて、インクの流路に沿ってその構成を説明する。

まず、図２（ａ）に示したように、開口部となるインク流入口１１１ａが設けられた供給流路形成部材１１１に、インクカートリッジ（１１）から供給されたインクが流入する。そして、供給流路形成部材１１１に流入したインクは、その内部に形成された供給流路（以降、「リザーバ」と称す）１１１ｃを通って、図中二点鎖線の矢印で示したように、連通孔１１３ａと連通孔１１３ｂへ流れる。

リザーバ１１１ｃは、図２（ｂ）に示すように、供給流路形成部材１１１と薄膜材１１２と連通板１１３とによって囲まれて形成され、連通孔１１３ａ，１１３ｂは連通板１１３に貫通開口されている。連通孔１１３ａに流入したインクは、圧力室形成部材１１４に形成された圧力室１１４ａに流入する。そして、圧力室１１４ａに流入したインクは、圧電素子１１７の変形駆動によって変位する振動板１１６によって加圧され、ノズルプレート１１５に形成されたノズル１１５ａからインク滴として噴射する。なお、図２（ｂ）では省略しているが、連通孔１１３ｂに流入したインクも、図中裏面側となる左側面において圧力室形成部材１１４に形成された圧力室１１４ｂ（図３参照）にて同様に加圧され、図２（ｃ）に示したようにノズルプレート１１５に形成されたノズル１１５ｂから、同じくインク滴として噴射する。

供給流路形成部材１１１、連通板１１３、圧力室形成部材１１４、ノズルプレート１１５は、それぞれ金属板（本実施形態ではステンレス鋼板）からなり、接着剤や溶着等によって互いに積層固着されて形成されている。薄膜材１１２は、インク滴の噴射動作等によってリザーバ１１１ｃに生ずるインクの振動バランスをとるために、可撓性を有する樹脂製の薄板（本実施形態ではＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂））からなり、供給流路形成部材１１１の上面に、接着または溶着によって固定されている。

また、振動板１１６はセラミック板（本実施形態ではジルコニア板）からなり、図２（ｂ）に示したように、連通板１１３、圧力室形成部材１１４、ノズルプレート１１５のそれぞれ左右の側壁面に接着固定されている。そして、同じく図２（ｂ）に示したように、振動板１１６の表面には、圧力室１１４ａ（１１４ｂ）のインクを加圧するための圧電素子１１７が貼り付けられている。圧電素子１１７は、圧力室１１４ａ（１１４ｂ）の幅（図面左右方向）よりも狭い幅で、圧力室１１４ａ（１１４ｂ）の長手方向（図面上下方向）に長い形状を有するＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の電歪特性を有する圧電材料の薄板からなり、電圧を印加すると幅方向において湾曲するように構成されている。そして、図示しない電極が圧電素子１１７に接続形成され、所定の駆動信号が同じく図示しない結線部材を介して電極に印加されることによって圧電素子１１７が湾曲し、もって振動板１１６を変形させて圧力室１１４ａ（１１４ｂ）のインクを加圧するように形成されている。

本実施形態の液体噴射ヘッド１１０は、このように構成され、インクの流路を形成している。その結果、図２（ｃ）に示した如く、圧力室形成部材１１４の左右両側面に形成された圧力室１１４ａ，１１４ｂにそれぞれ対応するように、ほぼ直線状に所定のピッチ間隔で並んだノズル１１５ａとノズル１１５ｂの２つのノズル列が形成される。なお、本実施形態の液体噴射ヘッド１１０は、５つのノズルによって１つのノズル列を形成するものとしているが、もとよりこれは説明を簡略化するためであって、実際には、１列に数十から数百のノズルが形成されている。

次に、圧力室１１４ａ，１１４ｂについて図３を用いて、更に詳しく説明する。なお図３は、図２（ｃ）におけるＡ−Ａ断面を示す模式図である。

図３に示すように、積層固着された連通板１１３と圧力室形成部材１１４とノズルプレート１１５とは、ノズル１１５ａおよびノズル１１５ｂが開口形成された面、つまりノズル開口面に対してほぼ垂直方向に交差する壁面を、ノズル開口面の端部に位置する左右の側面に形成する。もとより、形成する壁面は、ノズル開口面に対して必ずしも垂直方向でなくても差し支えない。そして、圧力室形成部材１１４には、両側の壁面にノズル開口面に対してほぼ垂直方向（図中２点鎖線の矢印）をインク流路とするように、その長手方向を垂直方向とする圧力室１１４ａと圧力室１１４ｂとがそれぞれ形成されている。従って、圧力室１１４ａ，１１４ｂにおけるインク流路は壁面と揃う略平行な方向となる。この結果、圧電素子１１７の変形駆動によって振動板１１６が図中白抜き矢印で示したように変形すると、加圧された圧力室１１４ａ，１１４ｂのインクは、インク流路に従って流れ、前述するようにノズル１１５ａ，１１５ｂから噴射する。

圧力室１１４ａ，１１４ｂには、噴射されたインクを補充するべく、連通孔１１３ａ，１１３ｂを通してリザーバ１１１ｃからインクが供給される。従って、液体噴射ヘッド１１０は、１つのリザーバ１１１ｃから、形成された総ての圧力室１１４ａ，１１４ｂ（本実施形態では各５個で計１０個）にインクが供給される。なお、各圧力室１１４ａ，１１４ｂには、インク流入側となる連通孔１１３ａ，１１３ｂ近傍には、インクの流れが滑らかになるようにテーパが形成されている。もとより、インクの流れがスムースであれば、必ずしもテーパを形成する必要はない。

連通孔１１３ａ，１１３ｂは、連通板１１３にプレスやドリル等による機械加工や、エッチング等による化学研磨加工によって加工形成されている。また、ノズル１１５ａ，１１５ｂも、同様に、ノズルプレート１１５にプレスやドリル等による機械加工や、エッチング等による化学研磨加工によって加工形成されている。

圧力室１１４ａ，１１４ｂは、直方体形状を有する金属板の一対の壁面に、機械切削加工や化学研磨加工などによって凹部を形成したものである。圧力室１１４ａ，１１４ｂの形状および配置について、図４を用いて説明する。図４は、図３におけるＢ−Ｂ断面を示す模式図である。

図４に示すように、圧力室形成部材１１４の両壁面に形成された圧力室１１４ａ，１１４ｂは、断面形状が半長円形状を呈するように形成されている。そして、各圧力室１１４ａと圧力室１１４ｂとは、壁面に対して垂直方向つまり主走査方向から見たとき、互いに半ピッチずれて形成されている。この結果、圧力室１１４ａと圧力室１１４ｂとの主走査方向における距離を短くすることができる。

以上のように構成された本実施形態の液体噴射ヘッド１１０は、２つのノズル列を有しつつ、主走査方向の長さが抑制されたヘッドとなる。つまり、図３に示したように、ノズル１１５ａとノズル１１５ｂとがそれぞれ形成する２つのノズル列に対して、１つのリザーバ１１１ｃからインクを供給するように構成されているので、１つのノズル列に対して１つのリザーバからインクを供給する場合に存在するリザーバ間の仕切りが不要となる。従って、供給流路形成部材１１１の主走査方向における幅寸法Ｗは、仕切り分を考慮することなく設定することができる。

また、圧力室１１４ａと圧力室１１４ｂとの間の主走査方向における距離を短くすることができるので、これに連動して、連通孔１１３ａと連通孔１１３ｂとの主走査方向における距離を短くすることが可能となる。その結果、リザーバ１１１ｃの主走査方向における距離も短くすることができるので、供給流路形成部材１１１の主走査方向における幅寸法Ｗは小さくすることが可能となる。勿論、ノズル１１５ａのノズル列とノズル１１５ｂのノズル列との間の主走査方向における距離も短くできることは言うまでもない。

また、圧力室１１４ａ，１１４ｂはノズル開口面に対して垂直方向が長手方向になるように形成されているので、主走査方向における圧力室１１４ａ，１１４ｂの面積領域を大きく形成することなく、圧力室１１４ａ，１１４ｂのインクをノズル１１５ａ，１１５ｂから噴射できる。また、圧力室１１４ａ，１１４ｂを大きくする必要が生じた場合でも、圧力室形成部材１１４の主走査方向の厚さを増やさず、上下方向を長くすることによって圧力室１１４ａ，１１４ｂを大きく形成することができるので、圧力室１１４ａと圧力室１１４ｂとにそれぞれ連通するノズル１１５ａのノズル列とノズル１１５ｂのノズル列との間隔を保持することが可能となる。

上述したような構成によって、液体噴射ヘッド１１０および液体噴射ヘッド１２０，１３０，１４０は、主走査方向における幅寸法Ｗが短くなるように形成されている。この結果、図１に示したように、これらの液体噴射ヘッド１１０〜１４０を主走査方向に並べた場合、各液体噴射ヘッド間の距離を短くすることが可能となる。これを、図５を用いて説明する。

図５は、液体噴射ヘッド１１０，１２０，１３０，１４０を並べた状態を示す模式図である。図示するように、各液体噴射ヘッドのノズルプレート１１５にはノズル１１５ａのノズル列とノズル１１５ｂのノズル列との２つのノズル列が形成されているので、４つの液体噴射ヘッド１１０〜１４０を並列配置することによって合計８つのノズル列が形成される。そして、各液体噴射ヘッドに形成されたノズル列間の距離はＰ１であり、隣接する液体噴射ヘッド間におけるノズル列間の距離はＰ２である。このとき、距離Ｐ２は、ノズルが形成されたノズル開口面と平行に圧力室を配置する構造の場合は、例えば特許文献１に開示されている従来の構造の如く圧力室の長さの２倍以上の長さになってしまう。これに対して、本実施形態の場合は、圧力室の長さに依存せず、供給流路形成部材１１１の幅寸法Ｗに依存することになる。従って、前述するように、供給流路形成部材１１１の主走査方向における幅寸法Ｗを短くすることができることから、ノズル列間の距離Ｐ２は、従来の構造に比べて短くすることが可能となる。

以上説明したように、本実施形態の液体噴射ヘッドによれば、ノズル開口面の端部に形成され、ノズル開口面対して垂直な壁面に圧力室を形成するとともに、圧力室の液体の流れ方向を壁面と平行な方向とする。従って、圧力室の長手方向を、壁面と平行な方向にすることができることから、ノズル開口面から見たとき、ノズル列の方向と直交する方向への圧力室の形成領域を小さく抑制することができる。この結果、液体噴射ヘッドの主走査方向における幅寸法を小さくできるので、２列よりも多いノズル列を有する液体噴射ヘッドを構成しても、ノズル列の間隔を狭くすることができる。

以上、本発明について、一実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。以下変形例を挙げて説明する。

（第１変形例）
上記実施形態では、各液体噴射ヘッド１１０〜１４０において、供給流路形成部材１１１の主走査方向における幅寸法Ｗ（図３参照）は、２つの壁面にそれぞれ形成された圧電素子１１７間の距離よりも大きいものとして説明しているが、特にこれに限るものではないことは勿論である。このため、供給流路形成部材１１１を互いに密着して並置した場合、隣接する圧電素子１１７が互いに干渉して、液体噴射ヘッド間の加圧動作が正常に行われない不具合も発生する。そこで、このような不具合が生じないように、加圧手段の最大厚つまり圧電素子の変形動作時の最大変位位置以上の高さを有する枠を設けることによって、隣接する液体噴射ヘッド間の距離を、加圧動作が正常に行える最短距離にするのである。本変形例について、図６を用いて説明する。

図６（ａ）は、液体噴射ヘッド１１０の右側面を示した模式図であり、振動板１１６の表面に貼り付けられた圧電素子１１７の変形駆動を妨げない範囲において、振動板１１６の端部近傍にコの字形状であって圧電素子の変形動作時の最大変位高さ以上の高さを有する「枠」が接着固定されている。こうすることで、各液体噴射ヘッドの動作を確保しながら、その並置間隔を圧電素子が互いに干渉することのない最小にすることができる。なお、枠は金属製もしくはセラミック製の部材であり、液体噴射ヘッド１１０の左側面に設けられた振動板１１６の表面にも接着固定されている。

図６（ｂ）は、一例として、このように枠が両側面に接着固定された液体噴射ヘッド１１０と液体噴射ヘッド１２０とがインクジェットプリンタ１０において並列配置された様子を示した模式図である。図示するように、左右両側面に接着固定された枠は、液体噴射ヘッドの並列配置状態において、互いにほぼ当接するように厚さが定められている。そして、その当接部分において、接着剤によって互いに接着固定されている。

このように枠を液体噴射ヘッドの両側面に接着固定することで、液体噴射ヘッドを並置したとき、それぞれの液体噴射ヘッド間の距離は、圧電素子の加圧駆動が互いに干渉されず、正しく加圧動作を行うことが可能な最短距離とすることができる。

ところで、上述の説明から明らかなように、上記実施形態における液体噴射ヘッド１１０〜１４０のそれぞれの形状は、左右よりも上下方向に長い形状を呈する。このため、液体噴射装置に４つの液体噴射ヘッド１１０〜１４０を隣接配置した場合は、図５に示したように、供給流路形成部材１１１から下方向に位置する部分は櫛歯状を呈する。このため、特に櫛歯状の部分の先端に位置するノズルプレート１１５においては、インクを噴射させるための加圧動作やキャリッジ２０の移動時の振動等に起因して主走査方向への振動が生じ易くなる。これに対して、本変形例は、図６（ａ）に示したように、液体噴射ヘッドの壁面領域に「枠」を設けるものであることから、液体噴射ヘッドの剛性を高めることができる。また、液体噴射ヘッドを並置したとき、枠を互いに接着することで櫛歯状の部分が一体化され、さらに剛性を高めることができる。この結果、図６（ｂ）において示したように、主走査方向におけるノズルプレート１１５の振動を抑制する効果も奏するものである。

なお、枠の形状はコの字に限るものでないことは勿論である。例えば、Ｌ字形状でもよいし、四方に枠が存在するロの字形状であってもよい。あるいは、ノズルプレートの部分にのみ存在する一の字形状であっても差し支えない。インクの加圧動作に影響せず、液体噴射ヘッドの剛性が高くなるような形状であれば、どのような形状であってもよい。

以上、本変形例によれば、２つのノズル列を有する液体噴射ヘッドを並べて、２列より多くのノズル列を有する液体噴射ヘッドを形成する場合、加圧手段である圧電素子の厚さ以上の高さを有する枠を設けることによって、隣接する液体噴射ヘッド間の距離を、それぞれの液体噴射ヘッドに形成さえた加圧手段が互いに干渉しない最短距離にすることができるので、ノズル列の間隔を最も狭くすることができる。また枠を設けることによって、液体噴射ヘッドの剛性を高めることも可能となる。

（第２変形例）
上記実施形態では、圧力室形成部材１１４を一つの部材としたが、２つの部材を貼り合わせて形成することとしてもよい。こうすれば、圧力室の形成が片側で済むので、圧力室の形成工程が容易となる。

本変形例を図７を用いて説明する。図７は、２つの部材１１４Ｒと部材１１４Ｌとを貼り合わせて形成した圧力室形成部材１１４を示す斜視図である。部材１１４Ｒには、図示するような５つの凹部が切削加工やエッチング加工等によって形成され、それぞれ圧力室１１４ａとして機能する。そして、本変形例では、部材１１４Ｌは部材１１４Ｒと全く同じものであり、凹部が外側になるようにして、２つの部材１１４Ｌと部材１１４Ｒとを接着することによって圧力室形成部材１１４が出来上がる。このように、１つの部材を２つ貼り合わせて形成することによって、凹部の形成が片面で済むことから、圧力室１１４ａと圧力室１１４ｂの加工が容易となる。

ところで、凹部の加工方法として、他の方法を採用することもできる。例えば、図７の下側に示した形状型１１４ｋを電極として用いて、放電加工する方法としてもよい。あるいは、図示しないが、形状型１１４ｋを１つのコア型とし、これを５つノズルのピッチ間隔に相当する間隔で並べたものを電鋳型として用意し、ニッケルなどの金属をこれに電析させて形成する電鋳加工方法としてもよい。

（第３変形例）
上記実施形態では、リザーバ以降のインク流路を、連通板１１３と圧力室形成部材１１４とノズルプレート１１５との３つの部材で形成したが、リザーバ以降のインク流路を一つの部材で一体形成することとしてもよい。こうすれば、部品点数が少なくなることから、上記３つの部材の接着工程を削減することができる。なお、本変形例でも、第１変形例の如く２つの部材を貼り合わせることとする。もとより、１つの部材で形成することとしても何ら差し支えない。

本変形例を図８を用いて説明する。図８は、連通板１１３と圧力室形成部材１１４とノズルプレート１１５とを一体で形成した一例となる部材１１９を示す斜視図である。部材１１９には、図示するような形状を有する凹部が合計５つ形成され、１つの凹部の各部分は、図示するように連通孔１１３ａと圧力室１１４ａとノズル１１５ａとして機能する。なお、本変形例では、上記実施形態とは異なり、部材１１９は振動板１１６が貼り合わされることによって、連通孔１１３ａを形成することになる。

本変形例における凹部の加工方法としては電鋳加工を用いることができる。例えば、図７の下側に示した形状型１１４ｋに対して連通孔１１３ａの部分とノズル１１５ａの部分のコア形状を加えた形状型（不図示）を１つのコア型とし、これを５つノズルのピッチ間隔に相当する間隔で並べたものを電鋳型として用意し、ニッケルなどの金属をこれに電析させて形成する電鋳加工方法としてもよい。

（第４変形例）
上記実施形態のインクジェットプリンタ１０は、図１に示したように、１つの液体噴射ヘッドを４つ並べて、それぞれＹＭＣＫの各インクを噴射するものであった。従って、各液体噴射ヘッド１１０〜１４０の主走査方向における間隔は、上記実施形態において供給流路形成部材１１１の幅寸法Ｗ（図３参照）によって距離が定まることになる。そこで、各液体噴射ヘッド１１０〜１４０の供給流路形成部材１１１を一体化して１つの部材で形成してもよい。こうすれば、液体噴射ヘッド間におけるノズル列の間隔を狭くすることが可能となる。

本変形例を、図９を用いて説明する。図９（ａ）は、４つの液体噴射ヘッド１１０〜１４０が主走査方向（図面左右方向）に隣接配置された状態を示す模式断面図で、図５に示したものと同じである。従って、各液体噴射ヘッド間におけるノズル列の距離はＰ２であり、この距離は、前述したように供給流路形成部材１１１の幅寸法Ｗ、さらに詳しく言えば、リザーバ１１１ｃを形成する供給流路形成部材１１１の主走査方向における仕切り部分の厚さ寸法によって定まるものである。従って、４つの液体噴射ヘッドを並べた場合は、図示するように、ノズル列間距離Ｐ２は、隣接する供給流路形成部材１１１の仕切り部分の厚さＷＴの２倍の距離に依存する。

そこで、本変形例では、図９（ｂ）に示したように、４つの液体噴射ヘッドの供給流路形成部材１１１を一体化して１つの部材１１１Ｇとする。この結果、図示するように、各リザーバ１１１ｃ間の仕切り部分の厚さＷＴ１は、２×ＷＴの厚さよりも少なく、且つ圧電素子１１７が互いに駆動干渉しない距離まで薄くすることができるので、ノズル列間の距離Ｐ２を、さらに短くすることができるのである。

（第５変形例）
上記実施形態では、図２（ｂ）および図３にて示したように、液体噴射ヘッドに設けられたリザーバ１１１ｃ以降のインク流路の途中に形成された圧力室１１４ａ，１１４ｂは、ノズル開口面に対してほぼ垂直な２つの壁面にそれぞれ形成されている。従って、各壁面に形成された圧力室１１４ａ，１１４ｂは、各々の壁面に平行であってノズル開口面に対してほぼ垂直方向に長手方向を有する流路となっている。このため、圧力室１１４ａ，１１４ｂの長手方向の寸法は、圧力室形成部材１１４の上下方向の長さによって制約を受けることになる。しかしながら、例えばインクを噴射するために必要な振動板１１６の変位を得るために圧力室１１４ａ，１１４ｂを大きくする必要が生じた場合、上記実施形態においては、圧力室１１４ａ，１１４ｂの長手方向の寸法を大きくするために圧力室形成部材１１４の上下方向の寸法を長くする必要が生じることになる。すると、前述したように、液体噴射ヘッド１１０〜１４０の櫛歯状の部分が長くなってしまうので、ノズルプレート１１５の振動振幅が大きくなってしまうという不具合が生ずる。

そこで、本変形例では、圧力室１１４ａ，１１４ｂを、各壁面に平行な方向にインクを流すようにしつつ、ノズル開口面に対しては斜めとなる方向に長手方向を有するように形成する。こうすれば、主走査方向に対して形成領域が大きくなることなく、かつ圧力室形成部材１１４の上下寸法を長くすることなく、圧力室１１４ａ，１１４ｂを大きくすることが可能となる。

本変形例を、図１０を用いて説明する。図１０は、一例として、図２（ｂ）に示した液体噴射ヘッド１１０に対して、本変形例を適用した状態を示したものである。図示するように、圧力室１１４ａは、その長手方向が、ノズル開口面に対して斜めに形成されている。従って、長手方向の寸法は、垂直方向に形成された場合（図２（ｂ）参照）に比べて明らかに大きくなる。このように、圧力室形成部材１１４の上下方向の寸法を長くすることなく、圧力室１１４ａを大きくすることができるのである。なお、圧力室１１４ａが大きくなったことから、インクを安定して噴射するために必要に応じて圧電素子１１７も大きくすることが可能である。

なお、圧力室１１４ａが斜めに形成されることから、連通板１１３における連通孔１１３ａの位置や、ノズルプレート１１５におけるノズル１１５ａの位置は、圧力室１１４ａの形成位置に応じて形成されることになる。また、図示していないが、図面裏側（左側面）に位置する圧力室１１４ｂについても、同様に斜めに長手方向が形成され、それに応じた位置に連通孔１１３ｂ、ノズル１１５ｂが形成されている。

（その他の変形例）
上記実施形態では、液体噴射ヘッド１１０〜１４０に流入するインクの流入口を、供給流路形成部材１１１に形成することとして説明したが（例えば図２参照）、これに限らず、薄膜材１１２にインク流入口を設けることとしてもよい。具体的には、薄膜材１１２に穴を開け、開けた穴からインクが流入するようにすればよい。こうすれば、供給流路形成部材１１１にインク流入口１１１ａを形成しなくてもよいので、供給流路形成部材１１１の形状が簡単になり、製造負荷が軽減される。

また、上記実施形態では、圧力室の断面形状が半長円形状であることとして説明したが、これに限らず、例えば四角形や台形といた矩形形状であってもよい。あるいは、三角形や円形であってもよい。機械加工や化学研磨加工などの加工方法において形成できる形状であって、インクをノズルから噴射できる形状であればよい。なお、２つの壁面にそれぞれ形成される圧力室を、必ずしも互いに半ピッチずらす必要はない。特に、半ピッチずらしても主走査方向における圧力室形成部材の厚さを薄く出来ない場合は半ピッチずらさなくてもよい。ただし、この場合において、ノズル位置は半ピッチずらして形成することが好ましい。これは、インク滴の主走査方向における噴射位置を異ならしめることによってインク滴の着弾ピッチを狭くし、高解像度の画像形成を行うためである。

また、上記実施形態では、キャリッジ２０に液体噴射ヘッド１１０〜１４０が４つ搭載されていることとして説明したが、これに限らず、さらに液体噴射ヘッドの数を増加したり、逆に減少したりしてもよい。上述したように、上記実施形態のインクジェットプリンタ１０においては、少なくとも液体噴射ヘッドを２つ搭載した場合、液体噴射ヘッド間におけるノズル列の距離を短くすることができる。

また、上記実施形態では、インクを噴射する液体噴射ヘッドが設けられたキャリッジを、印刷用紙の搬送方向と直交する主走査方向に往復移動して、印刷用紙に所定の画像を印刷する方式のインクジェットプリンタとして説明したが、本発明はこれに限るものではないことは勿論である。例えば、印刷用紙の幅方向全体にノズルが形成されたラインヘッドを備えたインクジェットプリンタによって印刷用紙にインク滴を噴射する装置を、本発明の液体噴射装置の一つの実施形態として採用することが可能である。

また、上記実施形態では、液体噴射ヘッドを搭載した液体噴射装置として、液体としてのインクを噴射するインクジェットプリンタ１０として説明したが、これに限るものでないことは勿論である。例えば、ガラス基板や樹脂基板に機能液を噴射して、配線パターンの形成を行う製造装置やカラーフィルタの製造装置など、液体を噴射できる方式を用いて機能液を噴射することによって、画像や図形、文字などを被噴射対象物に記録する装置でも同様に実施できるものである。

また、上記実施形態では、インク滴を噴射させる方法として圧電素子１１７を用いる方式として説明したが、これ以外に発熱体を用いてインク滴を噴射させる所謂サーマル方式としてもよい。

本発明の一実施形態となるインクジェットプリンタの概略構造図。 本実施形態での液体噴射ヘッドの概略構成を示した模式図で、（ａ）は、上方向から見た状態を、（ｂ）は右側面方向から見た状態を、（ｃ）は下方向から見た状態を示す模式図。 本実施形態の液体噴射ヘッドの断面を示した模式図。 本実施形態の液体噴射ヘッドの断面を示した模式図。 本実施形態の液体噴射ヘッドを４つ並べた状態を示す模式図。 （ａ）は、液体噴射ヘッドの右側面を示した模式図、（ｂ）は、液体噴射ヘッドの両側面に枠を接着固定した２つの液体噴射ヘッドを並列配置した様子を示した模式図。 ２つの部材を貼り合わせて形成した圧力室形成部材を示す斜視図。 連通板と圧力室形成部材とノズルプレートとを一体で形成した部材の一例を示す斜視図。 （ａ）は、４つの液体噴射ヘッドが主走査方向に並列して隣接配置された状態を示す模式断面図、（ｂ）は、４つの液体噴射ヘッドの供給流路形成部材が一体化された１つの部材である状態を示す模式図。 液体噴射ヘッドに対して、第５変形例を適用した状態を示す模式図。

符号の説明

１０…インクジェットプリンタ、１１〜１４…インクカートリッジ、１７…フレーム、２０…キャリッジ、２１…ガイド、２５…印刷用紙、２６…駆動モータ、２８…プラテン
４０…キャリッジモータ、４１…キャリッジベルト、１１０…液体噴射ヘッド、１１１…供給流路形成部材、１１１ａ…インク流入口、１１１ｃ…リザーバ、１１２…薄膜材、１１３…連通板、１１３ａ…連通孔、１１３ｂ…連通孔、１１４…圧力室形成部材、１１４Ｌ，１１４Ｒ…部材、１１４ａ，１１４ｂ…圧力室、１１４ｋ…形状型、１１５…ノズルプレート、１１５ａ，１１５ｂ…ノズル、１１６…振動板、１１７…圧電素子、１１９…部材、１２０，１３０，１４０…液体噴射ヘッド。

Claims (6)

1. 液体を加圧してノズルから当該液体を噴射する液体噴射ヘッドであって、
   前記ノズルの開口が直線上に複数並んだノズル列が２つ設けられたノズル開口面と、前記ノズル開口面の端部において、当該ノズル開口面に対して交差し、且つ前記ノズル列の各々と向きが揃えられた１対の壁面とを備え、
   前記１対の壁面のそれぞれには、前記ノズルに連通し、前記加圧される前記液体を収容する圧力室が形成され、前記圧力室における前記加圧された前記液体の流れ方向は、前記１対の壁面のそれぞれと揃う方向であることを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 請求項１に記載の液体噴射ヘッドであって、
   前記１対の壁面に形成されている前記圧力室は、１つの部材に形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
3. 請求項１または２に記載の液体噴射ヘッドであって、
   前記２つのノズル列において形成された前記圧力室の総てと連通し、当該圧力室に前記液体を供給する１つの供給流路を備え、
   前記供給流路は、前記圧力室に対して前記ノズル開口面と反対側の位置に形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
4. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドであって、
   前記２つのノズル列のそれぞれにおいて形成される前記圧力室は、総て同じ形状を有し、前記壁面に対して垂直方向から見たとき、前記形状が互いにずれて形成されていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
5. 請求項１ないし４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドであって、
   前記壁面の表面には、前記圧力室の液体を加圧する加圧手段が形成され、
   前記壁面のうち、少なくとも前記ノズル開口面の端部近傍には前記加圧手段の加圧駆動を阻害しない範囲内に、少なくとも前記加圧手段の最大厚以上の高さを有する枠が設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
6. 請求項１ないし５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッドを少なくとも２つ具備することを特徴とする液体噴射装置。

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