JP2009184182A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 色合い、明るさ、鮮やかさの表現力の向上をさせて高階調化を図ることが可能なインクジェット記録ヘッドを提供する。
【解決手段】ノズル板６に複数のインク吐出孔７からなるノズル列７Ａ・７Ｂを設け、該ノズル列７Ａ・７Ｂをアクチュエータプレート１の駆動方向（矢印Ａ−Ｂ方向）に対して間隔をおいて複数列設けるとともに、これら各列のインク吐出孔７を列毎に異なる径に設定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、色合い、明るさ、鮮やかさの表現力の向上をさせて高階調化を図ることが可能なインクジェット記録ヘッドに関する。

従来、この種のインクジェット記録ヘッドとして、特許文献１に示されるインクジェットヘッドが知られている。このインクジェットヘッドは、圧電材料からなる基板に複数の隔壁が所定の間隔で形成されることによりインクを貯留するチャネルが複数設けられ、かつその一端にインクを吐出するためのノズル板が設けられてなるものである。そして、圧電素子に印加された電圧により、ノズル板のインク吐出孔からインクが吐出され、これによって被記録紙に印字がなされるようになっている。
特開２００５‐２６２７５２号公報

ところで、上記のインクジェットヘッドでは、ノズル板に２列のインク吐出孔が配置されているが、このようなインク吐出孔から被記録紙に着弾される液滴は表現力が極めて乏しく、このため色合い、明るさ、鮮やかさの改善が求められていた。

本発明は、従来の有していた問題を解決しようとするものであって、色合い、明るさ、鮮やかさの表現力の向上をさせて高階調化を図ることが可能なインクジェット記録ヘッドの提供を目的とする。

そして、上記目的を達成するために本発明の課題解決手段では、インク供給経路を通じて供給されたインクを、ノズル板のインク吐出孔から吐出して被記録材に印字するインクジェット記録ヘッドであって、前記ノズル板に複数のインク吐出孔から構成されるノズル列を設け、さらに該ノズル列を、ヘッド本体の駆動方向に対して間隔をおいて複数列設けるとともに、これら各列のインク吐出孔を、列毎に異なる径に設定することを特徴とする。

上記のように構成されたインクジェット記録ヘッドでは、ノズル板に複数のインク吐出孔からなるノズル列を設け、該ノズル列をヘッドの駆動方向に対して間隔をおいて複数列設けるとともに、これら各列のインク吐出孔を列毎に異なる径に設定したので、同一のヘッド内で吐出する液滴量を列毎に変化させることができ、これによって例えば色調を表現し難い黄色又は濃度の薄いインクを、大径のインク吐出孔を有するノズル列から吐出させるようにすれば、被印刷物に対して色合い、明るさ、鮮やかさの表現力を向上させた印刷処理を行うことができ、当該印刷処理の高階調化を図ることが可能となる。また、小径のノズル孔しかない従来のインクジェット記録ヘッドでは、濃い文字や図形等を印字するときに複数回インクを着弾する必要があるのに対して、本発明のインクジェット記録ヘッドでは、小径のノズル孔を有する列と、大径のノズル孔を有する列と、を有しているので、濃い文字等を印字するときには大径のノズル孔から一回だけインクを着弾させれば良く、インクの吐出量を安定させ易くかつ印刷効率をアップできる効果がある。

また、本発明のインクジェット記録ヘッドでは、前記各ノズル列内のインク吐出孔を、ヘッド本体の駆動方向と直交する方向に沿うように配列するとともに、一つのノズル列内のインク吐出孔を、他のノズル列内のインク吐出孔に対して、ヘッド本体の駆動方向と直交する方向に沿う同一位置に配置することを特徴とする。

上記のように構成されたインクジェット記録ヘッドでは、各ノズル列のインク吐出孔を、ヘッド本体の駆動方向と直交する方向に対して同一位置（つまり同一行）に配置したので、同一行にて異なる液滴量でインクを被記録材上で着弾させることができ、鮮やかさの表現力を向上させた印刷を行うことが可能となる。

本発明のインクジェット記録ヘッドでは、前記各ノズル列内のインク吐出孔を、ヘッド本体の駆動方向と直交する方向に沿うように配列するとともに、一つのノズル列内のインク吐出孔を、他のノズル列内のインク吐出孔に対して、ヘッド本体の駆動方向と直交する方向に位置ずれするように配置することを特徴とする。

上記のように構成されたインクジェット記録ヘッドでは、各ノズル列のインク吐出孔を、ヘッド本体の駆動方向と直交する方向に対して互いに位置ずれするように配置したので、一つのノズル列のインク吐出孔から吐出されたインクが、他のノズル列のインク吐出孔から吐出されたインクと干渉することを極力防止でき、印刷の高品位化を図ることができる。

本発明のインクジェット記録ヘッドでは、前記一つのノズル列内のインク吐出孔を、他のノズル列内のインク吐出孔に対して、ヘッド本体の駆動方向と直交する方向に互い違いに配置することを特徴とする。

上記のように構成されたインクジェット記録ヘッドでは、一つのノズル列内のインク吐出孔を、他のノズル列内のインク吐出孔に対して、ヘッド本体の駆動方向と直交する方向に互い違いに配置したので、上記と同様に、各ノズル列のインク吐出孔から吐出されたインクが、他のノズル列のインク吐出孔から吐出されたインクと干渉することを極力防止でき、印刷の高品位化を図ることができる。

本発明のインクジェット記録ヘッドでは、前記ノズル板はアクチュエータプレートに取り付けられるとともに、このアクチュエータプレートには前記直交する方向に並べられた複数の溝が設けられ、複数のインク吐出孔は、同一のアクチュエータプレートにおける互いに異なる溝内に各別に開口していることを特徴とする。
上記のように構成されたインクジェット記録ヘッドでは、小型化および構造の簡略化が図られ、製造コストの増大を抑えることができる。

本発明のインクジェット記録ヘッドでは、前記インク吐出孔の径が列毎に異なるノズル列を、ヘッド本体の駆動方向に対して間隔をおいて３列設けることを特徴とする。
上記のように構成されたインクジェット記録ヘッドでは、インク吐出孔の径が列毎に異なるノズル列が、ヘッド本体の駆動方向に対して間隔をおいて３列設けられることで、列毎に異なる液滴量でインクを被記録材上で着弾させることができ、上記と同様に鮮やかな印刷を実現することができる。
また、本発明では、インクジェット記録ヘッドを搭載することでインクジェット記録装置を構成することを特徴とする。
上記のように構成されたインクジェット記録装置では、同一のヘッド内で吐出する液滴量を列毎に変化させることができ、これによって被印刷物に対して色合い、明るさ、鮮やかさの表現力を向上させた印刷処理を行ない、当該印刷処理の高階調化を図ることが可能となる。

本発明のインクジェット記録ヘッドでは、ノズル板に複数のインク吐出孔からなるノズル列を設け、該ノズル列をヘッドの駆動方向に対して間隔をおいて複数列設けるとともに、これら各列のインク吐出孔を列毎に異なる径に設定したので、同一のヘッド内で吐出する液滴量を列毎に変化させることができ、これによって被印刷物に対して色合い、明るさ、鮮やかさの表現力を向上させた印刷処理を行ない、当該印刷処理の高階調化を図ることが可能となる。

以下に、本発明の第１実施形態を図１〜図３に基づいて説明する。図１は本発明に係わるインクジェット記録ヘッド１０の概要を示す斜視図である。図１に符号１で示す圧電セラミックからなるアクチュエータプレートには、その幅方向に複数の溝２が並んで設けられ、各溝２は、側壁３で分離されている。各溝２の長手方向一端部はアクチュエータプレート１の一端面まで延びており、他端部は、他端面まで延びておらず、深さが徐々に浅くなっている。又、各溝２の側壁３には、長手方向にわたって、駆動電圧印加用の電極４が形成されている。

アクチュエータプレート１の溝２の開口側には、カバープレート５が接合されている。本実施形態では、インクジェット記録ヘッド１０は、アクチュエータプレート１とカバープレート５との接合体を２つ備えており、各アクチュエータプレート１においてカバープレート５が接合された面と反対側の表面同士が互いに接合されている。また、前記接合体の溝２が開口している端面には、両アクチュエータプレート１に跨ってノズル板６が接着剤によって貼付け・接合されており、ノズル板６の前記各溝２に臨む位置にはインク吐出孔７が形成されている。また、アクチュエータプレート１のノズル板６とは反対側で、かつカバープレート５とは反対側の面には、配線基板８がボンデングワイヤ等を介して接続されている。

そして、上記のように構成されるインクジェット記録ヘッド１０では、インクチューブ（図示略）を介して各溝２内にインクを充填し、所定の溝２の両側の側壁３に電極４を介して所定の駆動電圧を作用させると、側壁３が変形して所定の溝２内の容積が変化し、これにより、溝２内のインクがインク吐出孔７から吐出される。例えば、溝２に対応するインク吐出孔７からインクを吐出する場合には、その溝２内の電極４に正の駆動電圧を印加するとともに、それぞれ対向する電極４を接地するようにする。これにより、側壁３には溝２に向かう方向の駆動電界が作用し、これが圧電セラミックからなるアクチュエータプレート１の分極方向と直交すれば、圧電厚みすべり効果により側壁３が溝２方向に反り変形し、溝２内の容積が減少して圧力が増加し、インク吐出孔７からインクが吐出される。

次に、アクチュエータプレート１に取り付けられるノズル板６、及びノズル板６に形成されるインク吐出孔７について説明する。図２に示されるように、ノズル板６には複数のインク吐出孔７から構成されるノズル列が設けられており、該ノズル列は、ヘッド本体の駆動方向（矢印Ａ−Ｂ方向）に対して間隔をおいて複数列設けられている。

これら各列のインク吐出孔７は、列毎に異なる径に設定されている。すなわち、第一列目（このインク列を符号７Ａで示す）のインク吐出孔７は、ヘッド本体の駆動方向と直交する方向（矢印Ｃ−Ｄ方向）に沿うように配列されるとともに、第二列目（このインク列を符号７Ｂで示す）のインク吐出孔７も、同様にアクチュエータプレート１の駆動方向と直交する方向（矢印Ｃ−Ｄ方向）に沿うように配列されている。第一列目７Ａのインク吐出孔７と、第二列目７Ｂのインク吐出孔７とは、各列内においては同一径に形成されているが、第二列目７Ｂのインク吐出孔７は、第一列目７Ａのインク吐出孔７より大径に形成されている。また、各ノズル列のインク吐出孔７において、一つのノズル列（７Ａ）内のインク吐出孔７は、他のノズル列（７Ｂ）内のインク吐出孔７に対して、アクチュエータプレート１の駆動方向と直交する方向（矢印Ｃ−Ｄ方向）に沿う同一位置（すなわち、同一行）に配置されている。さらに、各列のインク吐出孔７は、列毎で互いに異なるアクチュエータプレート１における溝２内に開口している。
なお、図２に符号９で示すものは、アクチュエータプレート１の側壁３を駆動して溝２内のインクをインク吐出孔７から吐出させるダミーチャンバである。

そして、このようなインクジェット記録ヘッド１０では、ノズル板６に複数のインク吐出孔７からなるノズル列７Ａ・７Ｂを設け、該ノズル列７Ａ・７Ｂをアクチュエータプレート１の駆動方向（矢印Ａ−Ｂ方向）に対して間隔をおいて複数列設けるとともに、これら各列のインク吐出孔７を列毎に異なる径に設定したので、同一のヘッド内で吐出する液滴量を列毎に変化させることができ、これによって例えば色調を表現し難い色（黄色などの色）又は濃度の薄いインクを、大径のインク吐出孔７を有するノズル列７Ｂから吐出させるようにすれば、被印刷物に対して色合い、明るさ、鮮やかさの表現力を向上させた印刷処理を行うことができ、当該印刷処理の高階調化を図ることが可能となる。また、小径のノズル孔７しかない従来のインクジェット記録ヘッドでは、濃い文字や図形等を印字するときに複数回インクを着弾する必要があるのに対して、本発明のインクジェット記録ヘッド１０では、小径のノズル孔７を有するノズル列７Ａと、大径のノズル孔７を有するノズル列７Ｂと、を有しているので、濃い文字、図柄等を印字するときには大径のノズル孔７から一回だけインクを着弾させれば良く、インクの吐出量を安定させ易くかつ印刷効率をアップできる効果がある。

また、インクジェット記録ヘッド１０では、各ノズル列７Ａ・７Ｂのインク吐出孔７を、アクチュエータプレート１の駆動方向と直交する方向（矢印Ｃ−Ｄ方向）に対して同一位置（つまり同一行）に配置したので、同一行にて異なる液滴量でインクを被記録材上で着弾させることができ、鮮やかな印刷を実現することが可能となる。

なお、上記実施形態ではノズル列が２列の場合の例を示したが、これに限定されず、図３に符号７Ａ〜７Ｃで示すようにノズル列を３列とし、これら各ノズル列７Ａ〜７Ｃのノズル孔７の径を、列毎に異ならせるようにしても良い。すなわち、第二列目７Ｂのインク吐出孔７を第一列目７Ａのインク吐出孔７より大径に形成し、かつ第三列目７Ｃのインク吐出孔７を第二列目７Ｂのインク吐出孔７より大径に形成すると良い。そして、このようなノズル列７Ａ〜７Ｃの配置によって、上記と同様に、被印刷物に対して色合い、明るさ、鮮やかさの表現力を向上させた印刷処理を行うことができ、当該印刷処理の高階調化を図ることが可能となる。

また、上記実施形態では、第一列目のノズル列７Ａ、第二列目のノズル列７Ｂ、第三列目のノズル列７Ｃについて、径の大きさに合わせて出力が異なるポンプでそれぞれ駆動しても良く、また、電極４に印加する駆動電圧、又は駆動波形も、径の大きさに合わせて異なるように制御しても良い。そして、このような異なるポンプでのインクの吐出、駆動電圧又は駆動波形の調整によるインクの吐出制御によって、最適な色調で印字処理を行うことが可能となる。

また、上記実施形態において、上述した第一列目のノズル列７Ａ、第二列目のノズル列７Ｂ、第三列目のノズル列７Ｃを１枚のノズル板６内に形成しても良いし、異なるノズル板６にそれぞれ形成し、これら複数枚のノズル板６を並べて一体化しても良い。

次に、本発明の第２実施形態を図４及び図５を参照して説明する。第２実施形態が第１実施形態と構成を異にするのは、ノズル板６に形成されているインク吐出孔７の配置である。すなわち、第１実施形態では、各ノズル列７Ａ・７Ｂのインク吐出孔７を、アクチュエータプレート１の駆動方向と直交する方向（矢印Ｃ−Ｄ方向）に対して同一位置（つまり同一行）に配置したが、これに限定されず、この第２実施形態では、図４及び図５に示すように、一つのノズル列（７Ａ）内のインク吐出孔７は、他のノズル列（７Ｂ）内のインク吐出孔７に対して、アクチュエータプレート１の駆動方向と直交する方向（矢印Ｃ−Ｄ方向）に位置ずれするように配置しても良い。すなわち、一つのノズル列（７Ａ）内のインク吐出孔７を、他のノズル列（７Ｂ）内のインク吐出孔７に対して、アクチュエータプレート１の駆動方向と直交する方向（矢印Ｃ−Ｄ方向）に互い違いに配置しても良い。

そして、上記第２実施形態のインクジェット記録ヘッド１０では、第１実施形態と同様に、ノズル板６に複数のインク吐出孔７からなるノズル列７Ａ・７Ｂを設け、該ノズル列７Ａ・７Ｂをアクチュエータプレート１の駆動方向（矢印Ａ−Ｂ方向）に対して間隔をおいて複数列設けるとともに、これら各列のインク吐出孔７を列毎に異なる径に設定したので、同一のヘッド内で吐出する液滴量を列毎に変化させることができ、これによって鮮やかさの表現力を向上させた印刷処理を行うことができ、当該印刷処理の高階調化を図ることが可能となる。また、各ノズル列７Ａ・７Ｂのインク吐出孔７を、アクチュエータプレート１の駆動方向と直交する方向（矢印Ｃ−Ｄ方向）に対して互いに位置ずれするように配置したので、ノズル列７Ａ（又は７Ｂ）のインク吐出孔７から吐出されたインクが、他のノズル列７Ｂ（又は７Ａ）のインク吐出孔７から吐出されたインクと干渉することを極力防止でき、印刷の高品位化を図ることができる。
さらに、図４に示される構成において、インクジェット記録ヘッド１０が、アクチュエータプレート１とカバープレート５との接合体を１つ備え、複数のインク吐出孔７の全てが、同一のアクチュエータプレート１における互いに異なる溝２内に各別に開口させるのがこの好ましい。この場合、小型化および構造の簡略化が図られ、製造コストの増大を抑えることができる。

また、インクジェット記録ヘッド１０では、図４に示すように列毎に径が異なるインク吐出孔７のノズル列７Ａ・７Ｂを、アクチュエータプレート１の駆動方向（矢印Ａ−Ｂ方向）に対して間隔をおいて２列設けたが、これに限定されず、図５に示すように３列設けるようにしても良い。これによって列毎に異なる液滴量でインクを被記録材上で着弾させることができ、より鮮やかな印刷を実現できる効果が得られる。
さらに、図５に示される構成において、インクジェット記録ヘッド１０が、アクチュエータプレート１とカバープレート５との接合体を１つ備え、複数のインク吐出孔７の全てが、同一のアクチュエータプレート１における互いに異なる溝２内に各別に開口させるのがこの好ましい。この場合、小型化および構造の簡略化が図られ、製造コストの増大を抑えることができる。さらにまた、このようにインクジェット記録ヘッド１０がアクチュエータプレート１とカバープレート５との接合体を１つ備え、複数のインク吐出孔７の全てが、同一のアクチュエータプレート１における互いに異なる溝２内に各別に開口させた場合には、全てのノズル吐出孔７からインクを吐出させるために３回に分けて吐出を行う、いわゆるスリーサイクル方式の駆動方式を適用するのが好ましい。

本発明に係わるインクジェット記録ヘッド１０の概要を示す斜視図 本発明の第１実施形態を示すノズル板６を示す図 図２とは異なる形態のインク吐出孔７の配列を示すノズル板６を示す図 本発明の第２実施形態を示すノズル板６を示す図 図４とは異なる形態のインク吐出孔７の配列を示すノズル板６を示す図

符号の説明

１ アクチュエータプレート（ヘッド本体）
２ 溝（インク供給経路）
３ 側壁
４ 電極
５ カバープレート
６ ノズル板
７ インク吐出孔
１０ インクジェット記録ヘッド

Claims (7)

1. インク供給経路を通じて供給されたインクを、ノズル板のインク吐出孔から吐出して被記録材に印字するインクジェット記録ヘッドであって、
   前記ノズル板には複数のインク吐出孔から構成されるノズル列が設けられており、
   該ノズル列は、ヘッド本体の駆動方向に対して間隔をおいて複数列設けられるとともに、これら各列のインク吐出孔は、列毎に異なる径に設定されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 前記各ノズル列内のインク吐出孔は、ヘッド本体の駆動方向と直交する方向に沿うように配列されるとともに、一つのノズル列内のインク吐出孔は、他のノズル列内のインク吐出孔に対して、ヘッド本体の駆動方向と直交する方向に沿う同一位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。
3. 前記各ノズル列内のインク吐出孔は、ヘッド本体の駆動方向と直交する方向に沿うように配列されるとともに、一つのノズル列内のインク吐出孔は、他のノズル列内のインク吐出孔に対して、ヘッド本体の駆動方向と直交する方向に位置ずれするように配置されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘッド。
4. 前記一つのノズル列内のインク吐出孔は、他のノズル列内のインク吐出孔に対して、ヘッド本体の駆動方向と直交する方向に互い違いに配置されていることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録ヘッド。
5. 前記ノズル板はアクチュエータプレートに取り付けられるとともに、このアクチュエータプレートには前記直交する方向に並べられた複数の溝が設けられ、複数のインク吐出孔は、同一のアクチュエータプレートにおける互いに異なる溝内に各別に開口していることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録ヘッド。
6. 前記インク吐出孔の径が列毎に異なるノズル列が、ヘッド本体の駆動方向に対して間隔をおいて３列設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか1項に記載のインクジェット記録ヘッド。
7. 前記請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドが搭載されたインクジェット記録装置。

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