JP2009208255A - 液滴噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】隣接する２つのアクチュエータユニットの境界に隣接する圧力室の駆動特性が、他の圧力室と比べて異なってしまうのを抑制すること。
【解決手段】１つのアクチュエータユニット５１に覆われる複数の圧力室５６からなる圧力室群５７が、この圧力室群５７に属する複数の圧力室５６にそれぞれ連通する複数のノズル５５よりも、所定のノズル配列方向に関して中央側に寄せられた上で、前記所定方向に関してノズル５５よりも狭い間隔で配列されている。さらに、２つのアクチュエータユニット５１が隣接する境界領域において、これら２つのアクチュエータユニット５１に覆われる２つの圧力室群５７にそれぞれ属し、且つ、前記境界に隣接する２つの圧力室５６の離間距離が、これら２つの圧力室５６にそれぞれ連通する２つのノズル５５の間隔よりも大きくなっている。
【選択図】図６

Description

本発明は、液滴を噴射する液滴噴射装置に関する。

従来から、液滴を噴射する液滴吐出装置の一例として、インクの液滴を噴射するインクジェットヘッドがある。インクジェットヘッドとして、インク流路が形成された流路ユニットと、この流路ユニットに設けられて、そのインク流路内のインクに噴射圧力を付与する圧電式のアクチュエータユニットとを備えたものがある。

例えば、特許文献１に記載のインクジェットヘッドにおいては、流路ユニットは、それぞれインクの液滴を噴射する複数のノズルと、これら複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室とを有し、これらのノズル及び圧力室は、それぞれ、所定の一方向（印刷媒体の搬送方向）に沿って等間隔空けて配列されている。また、複数の圧力室は、それぞれ、マニホールド流路に連通しており、このマニホールド流路から複数の圧力室へそれぞれインクが供給される。

また、流路ユニットの上面には、圧電式のアクチュエータユニットが配置されている。このアクチュエータユニットは、流路ユニットの上面に接合された振動板と、この振動板の上面に、多数の圧力室を共通に覆うように設けられた圧電層と、圧電層の上面に複数の圧力室と対向するように配置された複数の個別電極と、圧電層を挟んで複数の個別電極と対向する共通電極とを備えている。そして、このアクチュエータユニットは、ある個別電極と共通電極との間に駆動電圧が印加されたときに、両電極に挟まれた圧電層に圧電変形（圧電歪み）を生じさせて、その個別電極に対応する圧力室の容積を変化させることにより、圧力室内のインクに、ノズルから噴射させるための圧力を付与するように構成されている。

特開２００７−１１８３１１号公報

ところで、図１１に示すように、マニホールド流路１０３に連通した多数の圧力室１０４や、これらの圧力室１０４にそれぞれ連通した多数のノズル１０５が一方向に長く配列されて、流路ユニット１０１が一方向に長尺な形状を有する場合などには、１つのアクチュエータユニットが全ての圧力室１０４を覆うように構成することが難しいこともある。この場合、複数のアクチュエータユニット１０２を圧力室１０４の配列方向（図１１の左右方向）に並べて配置することが考えられる。

ここで、１つのアクチュエータユニット１０２に共通に覆われる複数（図では７つ）の圧力室１０４（圧力室群１０６）のうち、アクチュエータユニット１０２（圧電層１０７）の端（図１１のアクチュエータユニット１０２の長辺側の端部）に最も近い圧力室１０４ａにおいては、端からの距離が近い圧力室１０４ほど、圧力室周囲の圧電層１０７の拘束状態に関して他の圧力室１０７との違いが顕著になり、この圧力室１０４ａ内のインクに圧力を付与するときのアクチュエータユニット１０２の駆動特性（即ち、圧力室１０４ａに連通するノズル１０５の液滴噴射特性）が、他の圧力室１０４と異なってしまう。この問題を極力抑えるためには、アクチュエータユニット１０２の端と、この端に最も近接する圧力室１０４ａの距離をできるだけ大きくすることが好ましい。

しかしながら、図１１のような、ノズル１０５及び圧力室１０４の配列方向に複数のアクチュエータユニット１０２が並べて配置されるヘッド構成では、等間隔で配列された圧力室１０４の列の途中に、隣接する２つのアクチュエータユニット１０２の境界１０８が存在するようになる。そのため、隣接する２つのアクチュエータユニット１０２の境界領域において、これら２つのアクチュエータユニット１０２の端に最も近接する２つの圧力室１０４ａと、２つのアクチュエータユニット１０２の境界１０８までの距離Ｌを大きくとることが不可能となる。従って、端に位置する圧力室１０４ａの駆動特性が、他の圧力室１０４の駆動特性とは大きく異なってしまうという問題が生じる。

本発明の目的は、１つの流路ユニットに、複数の圧電式アクチュエータユニットが、ノズルの配列方向に並べて配置されるインクジェットヘッドにおいて、隣接する２つのアクチュエータユニットの境界に隣接する圧力室の駆動特性が、他の圧力室と比べて異なってしまうのを抑制することである。

第１の発明の液滴噴射装置は、所定方向に関して等間隔に配置された複数のノズルと前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室とを含む液体流路が形成された、流路ユニットと、前記流路ユニットの一表面において前記所定方向に並べて配置され、前記圧力室内の液体に前記ノズルから液滴を噴射させるための圧力を付与する、複数のアクチュエータユニットを備え、
前記複数のアクチュエータユニットの各々は、前記流路ユニットの一表面に複数の圧力室を共通に覆うように配置された圧電層と、前記圧電層の前記複数の圧力室と対向する領域にそれぞれ配置された複数の個別電極と、を有し、
１つの前記アクチュエータユニットに覆われる複数の圧力室は、圧力室群をなし、２つの前記アクチュエータユニットが隣接する境界領域において、前記２つのアクチュエータユニットに覆われるそれぞれの前記圧力室群のうち、少なくとも前記境界に隣接する２つの圧力室が、その圧力室に連通するノズル位置よりも所定の方向に並べられた各圧力室群の中央側に寄せられていて、前記境界に隣接する２つの圧力室の前記所定方向に関する離間距離が、前記２つの圧力室にそれぞれ連通する２つのノズルの前記所定方向に関する間隔よりも大きくなっていることを特徴とするものである。

本発明においては、１つのアクチュエータユニットによって覆われる圧力室群に属する複数の圧力室のうち、少なくとも２つのアクチュエータユニットの境界に隣接している２つの圧力室が、所定方向（ノズル配列方向）に関して圧力室群の中央側に寄せられている。その結果、隣接する２つのアクチュエータユニットの間で、境界に隣接する２つの圧力室の間隔が、その２つの圧力室にそれぞれ連通する２つのノズルの間隔よりも大きくなっている。この構成によれば、各々のアクチュエータユニットの端から、この端に最も近い圧力室（ひいては、この端位置の圧力室に対応して設けられるアクチュエータユニットの個別電極）までの距離を大きくすることができるため、最も端に近い圧力室を駆動するときの、アクチュエータユニットの駆動特性が、他の圧力室と比べて異なってしまうのを抑制することができる。

第２の発明の液滴噴射装置は、前記第１の発明において、１つの前記アクチュエータユニットの前記圧力室群の各圧力室が、その圧力室にそれぞれ連通する複数のノズル位置よりも、前記中央側に寄せられた上で、前記所定方向に関して前記ノズルよりも狭い間隔で配列され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つのアクチュエータユニットによって覆われる圧力室群に属する複数の圧力室が、所定方向（ノズル配列方向）に関して圧力室群の中央側に寄せられた上で、この所定方向に関してノズルよりも小さい間隔で配列されているので、隣接する境界の２つの圧力室の間隔を、その２つの圧力室にそれぞれ連通する２つのノズルの間隔よりも大きくすることが容易にできる。

第３の発明の液滴噴射装置は、前記第２の発明において、前記複数の圧力室と前記複数のノズルをそれぞれ連通させる複数の連通路の流路長が、全て等しいことを特徴とするものである。

この構成によれば、圧力室からノズルに至る流路（連通路）の長さが、全ノズルに関して等しくなっていることから、連通路の流路抵抗の違いに起因する、ノズルの噴射特性のばらつきが抑えられる。

第４の発明の液滴噴射装置は、前記第３の発明において、１つの前記アクチュエータユニットに対応する複数の圧力室は、前記所定方向に沿って直線的に配列され、
これら複数の圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルは、前記中央側ほど前記圧力室の列から離れるように配置されて、前記圧力室の列とは反対側へ膨らんだ列形状となっていることを特徴とするものである。

所定の方向に並べられた複数のノズルと複数の圧力室の両方を、互いに平行、且つ、直線的に配列したまま、圧力室群の各圧力室を、連通する各ノズル位置よりも、所定方向に関して圧力室群の中央側に寄せると、端側に位置する圧力室においては、中央側の圧力室と比べて、ノズルとの離間距離が大きくなるために連通路の流路長が長くなってしまう。そこで、本発明においては、全てのノズルに関して連通路の流路長を等しくするために、中央側に位置するノズルほど圧力室の列から離れるように、ノズル列の形状が、直線的な圧力室の列と反対側に膨らんだ形状となっている。

このように、本発明では、全ノズルに関して連通路の流路長を等しくするために、ノズル列の方を圧力室列と反対側に膨らんだ列形状にしつつ、圧力室列の方は直線的な列としている。これによれば、圧力室列の方を曲線形状にした場合と比べて、複数の圧力室の間で、圧力室周囲の圧電層拘束条件など、圧力室の駆動特性に影響を及ぼす条件を、ほぼ等しくすることができることから、複数のノズル間における液滴噴射特性のばらつきが小さくなる。

第５の発明の液滴噴射装置は、前記第３の発明において、１つの前記アクチュエータユニットに対応する複数のノズルは、前記所定方向に沿って直線的に配列され、
これら複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室は、前記中央側ほど前記ノズルの列から離れるように配置されて、前記ノズルの列とは反対側へ膨らんだ列形状となっていることを特徴とするものである。

本発明においては、１つの圧力室群に属する複数の圧力室を、所定方向（配列方向）に関して圧力室群の中央側に寄せつつ、全てのノズルに関して連通路の流路長を等しくするために、ノズルの列は直線的な列とし、所定方向（配列方向）に関して圧力室群の中央側に位置する圧力室ほどノズルの列から離れるように配置されている。これにより、圧力室の列の形状が、直線的なノズルの列とは反対側に膨らんだ形状となっている。

このように、全ノズルに関して連通路の流路長を等しくするために、圧力室列の方がノズル列と反対側に膨らんだ列形状となる一方で、ノズル列の方は直線的な列となっていると、各々のノズルからの噴射タイミングを制御することが容易になるという利点がある。

第６の発明の液滴噴射装置は、前記第１〜第５の何れかの発明において、所定位置に位置決め固定された状態で、前記所定方向に沿って配列された前記複数のノズルから、搬送されてくる噴射対象物に対してそれぞれ液滴を噴射する、固定ライン型のヘッドであることを特徴とするものである。

一般的に、所定位置に固定された状態で一方向に配列された多数のノズルから液滴を噴射するライン型のヘッドは、一方向に往復移動（走査）しながら液滴を噴射するシリアル型のヘッドと比べて、ノズル配列方向に長尺なものとなる。

このような長尺なヘッドであっても、流路ユニットの表面に、１枚の圧電層を全面に設置することができれば、アクチュエータユニットをノズル配列方向に複数に分割する必要はなく、上述したような課題は生じないのであるが、圧電層が一方向に長尺であると焼成時に反りが生じやすくなるという観点からは、あまり長尺な圧電層を使用することは好ましくない。このように、液滴噴射装置が、圧電層（アクチュエータユニット）をノズル配列方向に関して複数に分けて設置する必要性が特に生じやすいライン型ヘッドである場合に、本発明は特に適している。

本発明によれば、複数のアクチュエータユニットがノズル配列方向に沿って並べて配置される液滴噴射装置において、各々のアクチュエータユニットのノズル配列方向に関する端から、この端に最も近い圧力室（個別電極）までの距離を大きくすることができる。そのため、１つのアクチュエータユニットに覆われる圧力室群の中で、最も端に近い圧力室を駆動するときの、アクチュエータユニットの駆動特性が、他の圧力室と異なってしまうのを極力抑制することができる。

次に、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施形態のインクジェットプリンタ１の概略側面図、図２は、図１のインクジェットプリンタ１の平面図である。尚、図２においては、図１に示されているローラ１３，１４，１５等の図示は省略されている。

図１、図２に示すように、本実施形態のインクジェットプリンタ１（以下では、単に、プリンタ１と称する）は、４つの固定ライン型のインクジェットヘッド２ａ〜２ｄ（液滴噴射装置）と、例えば４種類（４色）のインクをそれぞれ貯留する４つのインクカートリッジ４ａ〜４ｄと、インクジェットヘッド２の下側に位置する用紙搬送経路８（図１に一点鎖線で示す）に沿って印刷用紙Ｐを搬送する用紙搬送機構５等を備えている。

固定ライン型のインクジェットヘッド２は、その下面において印刷用紙Ｐの搬送方向と直交する用紙幅方向（主走査方向：図１の紙面垂直方向、図２の左右方向）に沿って配列された、多数のノズル５５（図６、図７参照）からなるノズル列を有する。さらに、このインクジェットヘッド２は、所定の液滴噴射位置において位置決め固定された状態で、多数のノズル５５から印刷用紙Ｐに対して液滴を噴射するように構成されている。また、４つのインクジェットヘッド２ａ〜２ｄは、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、及び、ブラックの４色のインクをノズル５５から噴射するように構成されており、これら４つのインクジェットヘッド２ａ〜２ｄは、搬送方向（副走査方向）に並べて配置されている。インクジェットヘッド２の具体的な構造については後ほど詳細に説明する。

４つのインクカートリッジ４ａ〜４ｄには、それぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、及び、ブラックの４色のインクが貯留されており、これら４つのインクカートリッジ４ａ〜４ｄは、プリンタ本体の底面１ａに固定的に設けられたホルダ２０に、それぞれ着脱可能に装着される。また、４つのインクカートリッジ４ａ〜４ｄは、４つのインクジェットヘッド２ａ〜２ｄと、それぞれチューブ１０を介して接続されている。

用紙搬送機構５は、給紙ローラ１３と、メインローラ１４と、拍車ローラ１５と、これらのローラ１３，１４，１５をそれぞれ駆動する駆動モータ（図示省略）等を備えており、用紙搬送経路８に沿って印刷用紙Ｐを搬送する。即ち、給紙ローラ１３によって、積み重ねられた印刷用紙Ｐの中から１枚を取り出し、取り出された印刷用紙Ｐをメインローラ１４と押えローラ１６との協働によってインクジェットヘッド２へ搬送し、さらに、インクジェットヘッド２により画像等が印刷された後の印刷用紙Ｐを拍車ローラ１５によって排出するように構成されている。

次に、固定ライン型のインクジェットヘッド２の構造について詳細に説明する。尚、４つのインクジェットヘッド２ａ〜２ｄの構造は全て同一であるため、以下では、１つのインクジェットヘッド２についてそれぞれ説明する。図３はインクジェットヘッド２の正面図、図４は図３のインクジェットヘッド２の鉛直断面図である。

図３、図４に示すように、インクジェットヘッド２は、インク導入部３２を有するリザーバユニット３０と、このリザーバユニット３０の下面に接合されて一体化されるとともに、複数のノズル５５（図６、図７参照）を有するヘッド本体３１とで構成されている。

まず、リザーバユニット３０について説明する。図３、図４に示すように、リザーバユニット３０は、用紙幅方向（主走査方向）に長尺な４枚のプレート３４〜３７の積層体である。一番上のプレート３４の長手方向一端部には、インク導入部３２が設けられており、このインク導入部３２はチューブ１０（図１，図２参照）を介してインクカートリッジ４と接続される。

図４に示すように、プレート３４にはインク導入部３２に連通する貫通孔４０が形成されている。また、上から２枚目のプレート３５には、貫通孔４０を介してインク導入部３２に連なり、インク中の塵や気泡等を取り除くためのフィルタ４２が収容されたフィルタ収容空間４３が形成されている。また、上から３枚目のプレート３６には、その長手方向（主走査方向）に関してほぼ全域に延在し、インクカートリッジ４から供給されたインクを一時的に貯留するインクリザーバ４５が形成されている。このインクリザーバ４５は、すぐ上のプレート３５に形成されたフィルタ収容空間４３と連通している。さらに、一番下のプレート３７には、インクリザーバ４５とヘッド本体３１とを連通させる複数のインク供給孔４６が形成されている。

従って、インクカートリッジ４からインクジェットヘッド２に供給されたインクは、インク導入部３２から貫通孔４０及びフィルタ収容空間４３を介してインクリザーバ４５に導入される。そして、インクリザーバ４５内のインクは、複数のインク供給孔４６からヘッド本体３１へ供給される。

次に、ヘッド本体３１について説明する。図５は、ヘッド本体３１の平面図、図６は、図５における一点鎖線で囲まれた領域Ａの拡大図、図７は、図６のVII-VII線断面図、図８は、図７に示すアクチュエータユニット５１の部分拡大図である。

図５、図７に示すように、ヘッド本体３１は、複数のノズル５５及びこれらノズル５５に連通する複数の圧力室５６を含む、インク流路が形成された流路ユニット５０と、この流路ユニット５０の上面５０ａに、複数の圧力室５６を覆うように、且つ、主走査方向（用紙幅方向）に並べて配置されて、圧力室５６内のインクに圧力を付与する４つのアクチュエータユニット５１を備えている。

流路ユニット５０は、前述したリザーバユニット３０（図３，図４参照）とほぼ同じ平面形状を有する直方体形状に形成されている。流路ユニット５０の上面５０ａには、リザーバユニット３０の複数のインク供給孔４６（図４参照）に対応した、複数（本実施形態では８個）のインク供給口５２が開口している。流路ユニット５０の内部には、図６の図示しない領域においてインク供給口５２が形成され、そのインク供給口５２に連通するとともに流路ユニット５０の長手方向（主走査方向）に沿って延在する、１本のマニホールド流路５３が形成されている。

また、アクチュエータユニット５１が固定される、流路ユニット５０の上面５０ａには、それぞれが平面視でほぼ楕円の外形形状を有する多数の圧力室５６が、主走査方向に沿って直線的に配列されている。これら多数の圧力室５６は、それらの楕円長手方向に関する一端部において、アパーチャ５４（絞り流路）を介してマニホールド流路５３にそれぞれ連通している。また、これら多数の圧力室５６は、主走査方向に並べて配置された４つのアクチュエータユニット５１によって覆われる。尚、以下では、１つのアクチュエータユニット５１によって覆われる複数（図６では７つ）の圧力室５６の群を、圧力室群５７と称する。

さらに、流路ユニット５０の下面には、多数のノズル５５が、主走査方向に関して等間隔（間隔Ｌｎ）で配列されている。これら多数のノズル５５は、前述した多数の圧力室５６の楕円長手方向に関する他端部（マニホールド流路５３との連通部分と反対側の端部）と、水平連通路５８及び鉛直連通路５９を介して連通している。

尚、図６に示すように、１つのアクチュエータユニット５１に覆われる、１つの圧力室群５７に属する複数の圧力室５６は、これらの圧力室５６にそれぞれ連通する複数のノズル５５と比べて、主走査方向に並ぶ複数の圧力室５６の中央側に寄せられて配列されている。また、１つのアクチュエータユニット５１に対応する複数のノズル５５は、主走査方向に並ぶ複数のノズル５５の中央側に位置するものほど圧力室５６の列から副走査方向側に離れるように配置され、ノズル５５の列が圧力室５６の列の配置されている側とは反対側に膨らんだ、曲線的な列形状となっている。この理由については、後ほど詳しく説明するものとする。

次に、流路ユニット５０の具体的な構造について説明する。図７に示すように、流路ユニット５０は、図中上から順に、キャビティプレート６０、ベースプレート６１、アパーチャプレート６２、サプライプレート６３、マニホールドプレート６４、６５、６６、カバープレート６７、及び、ノズルプレート６８、という９枚のステンレス鋼等の金属プレートから構成されている。

キャビティプレート６０には、略楕円形の平面形状を有する圧力室５６が多数形成されている。ベースプレート６１には、圧力室５６とアパーチャ５４との連絡孔と、圧力室５６と水平連通路５８との連絡孔が形成されている。

アパーチャプレート６２には、プレート面方向に延在する、アパーチャ５４及び水平連通路５８とが形成されている。サプライプレート６３には、アパーチャ５４とマニホールド流路５３との連絡孔、及び、前述した水平連通路５８とノズル５５とを連通させる、鉛直連通路５９の上端部分が形成されている。また、キャビティプレート６０、ベースプレート６１、アパーチャプレート６２及びサプライプレート６３には、マニホールド流路５３に連通する複数のインク供給口５２（図５参照）が形成されている。

マニホールドプレート６４、６５、６６には、鉛直連通路５９の中央部分、及び、マニホールド流路５３が形成されている。カバープレート６７には、鉛直連通路５９の下端部分が形成されている。ノズルプレート６８には、多数のノズル５５が形成されている。

これらプレート６０〜６８が互いに位置合わせされた状態で積層されることによって、流路ユニット５０内に、マニホールド流路５３の出口から圧力室５６を経てノズル５５に至る多数の個別インク流路が形成される。

従って、リザーバユニット３０（図３、図４参照）からインク供給口５２を介して流路ユニット５０内に供給されたインクは、マニホールド流路５３から多数の個別インク流路にそれぞれ流れ込み、さらに、各個別インク流路５８において、絞り流路として機能するアパーチャ５４及び圧力室５６を介してノズル５５に至る。

次に、アクチュエータユニット５１について説明する。図５に示すように、４つのアクチュエータユニット５１は、それぞれ矩形の平面形状を有し、流路ユニット５０の上面５０ａに主走査方向に並べられた状態で固定されている。

図８に示すように、アクチュエータユニット５１は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系の圧電セラミックス材料からなる３枚の圧電シート７０，７１，７２（圧電層）を有する。これら３枚の圧電シート７０，７１，７２は、１つの圧力室群５７に属する複数の圧力室５６を共通に覆うように、流路ユニット５０の上面５０ａに配置される。また、３枚の圧電シート７０，７１，７２のうち、最上層の圧電シート７０はその厚み方向に分極されている。

また、最上層の圧電シート７０の上面の、複数の圧力室５６と対向する領域には、複数の個別電極７３がそれぞれ形成されている。最上層の圧電シート７０とその下側の圧電シート７１との間にはシート全面に形成された共通電極７５が介在している。図６に示すように、個別電極７３は、圧力室５６と相似で、且つ、圧力室５６よりも一回り小さい、略楕円の平面形状を有する。

共通電極７５はすべての圧力室５６に対応する領域において等しくグランド電位に保たれている。一方、複数の個別電極７３は、図示しないＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）を介して、ＩＣなどのヘッドドライバ（図示省略）と接続されている。

ここで、以上の構成を有するアクチュエータユニット５１の作用について述べる。個別電極７３を共通電極７５と異なる電位にして圧電シート７０に対してその分極方向に電界を印加すると、厚み方向に分極された圧電シート７０における電界印加部分が圧電効果により歪む活性部として働く。また、図８に示すように、圧電シート７０〜７２は圧力室５６を区画するキャビティプレート６０の表面に固定されている。そのため、圧電シート７０における電界印加部分とその下方の圧電シート７１，７２との間で面方向への歪みに差が生じ、圧電シート７０〜７２全体が圧力室５６側へ凸になるように変形（ユニモルフ変形）する。これにより圧力室５６の容積が減少することになるから、圧力室５６内のインクに圧力（噴射エネルギー）が付与され、ノズル５５からインクの液滴が噴射される。

ところで、前述したように、本実施形態のインクジェットヘッド２では、主走査方向に配列された多数の圧力室５６が形成されている流路ユニット５０の上面に、複数（４つ）の圧電式アクチュエータユニット５１が主走査方向に並べられた状態で固定されている。そのため、図６に示すように、一方向に配列された圧力室５６の列の途中に、隣接する２つのアクチュエータユニット５１の境界７８が必然的に存在するようになる。ここで、もし仮に、ノズル５５と圧力室５６の両方が、主走査方向と平行に等間隔で直線的に配列されていると、１つの圧力室群５７に属する圧力室５６のうち、主走査方向に関して最も端に位置する圧力室５６ａと、２つのアクチュエータユニット５１の境界７８までの距離を十分大きくすることができない（図１１参照）。

しかし、本実施形態においては、図６に示すように、１つのアクチュエータユニット５１に覆われる複数の圧力室５６（図では７つ）からなる圧力室群５７が、これに属し、主走査方向に配列する複数の圧力室５６にそれぞれ連通する複数のノズル５５よりも、平面視で中央側に寄せられ、且つ、主走査方向に関してノズル５５よりも狭い間隔で配列されている。

つまり、１つの圧力室群５７に属する複数の圧力室５６の間における、主走査方向に関する間隔Ｌｃ１（図６参照）は、ノズル５５の間隔Ｌｎよりも狭くなっている。その一方で、隣接する２つのアクチュエータユニット５１の境界７８の領域において、これら２つのアクチュエータユニット５１に覆われる２つの圧力室群５７にそれぞれ属する圧力室５６のうち、境界７８に隣接する２つの圧力室５６ａ（各圧力室群５７のうち、主走査方向に関して最も境界７８に隣接した端側に位置する圧力室）の離間距離Ｌｃ２は、これら２つの圧力室５６ａにそれぞれ連通する２つのノズル５５の、主走査方向に関する間隔Ｌｎよりも大きくなっている。

このように、印刷用紙Ｐの幅方向に関する印字解像度に相当する、主走査方向におけるノズル５５の間隔Ｌｎは変更せず、１つのアクチュエータユニット５１に覆われる圧力室群５７の方を、その配列方向（主走査方向）に関して中央側に寄せることで、各々のアクチュエータユニット５１の端から、この端に最も近い圧力室５６（個別電極７３）までの距離を大きくすることができる。これにより、最も端に近い圧力室５６の駆動特性（即ち、この圧力室５６に連通するノズル５５の液滴噴射特性）が、他の圧力室５６と異なってしまうのを極力抑制し、印字品質を向上させることが可能となる。

なお、隣接する２つのアクチュエータユニット５１の境界７８において、１つのアクチュエータユニット５１に覆われる複数の圧力室群５７のうち、各々のアクチュエータユニット５１の端から、この端に最も近い圧力室５６（個別電極７３）のみが、その端から配列方向（主走査方向）に関して中央側に寄せてあってもよい。その場合も、２つの隣接するアクチュエータユニット５１の隣接する境界７８に隣接する２つの圧力室５６ａの離間距離Ｌｃ２は、これら２つの圧力室５６ａにそれぞれ連通する２つのノズル５５の、主走査方向に関する間隔Ｌｎよりも大きくすることができる。なお、詳しくは後述するが、１つのアクチュエータユニット５１に覆われる圧力室群５７に属する複数の圧力室５６は、境界７８から最も近い２つの圧力室５６に連通する連通路の長さのみが長くなるため、境界７８から最も近い２つの圧力室５６に連通する連通路の開口径を調整することで、全ての連通路の流路抵抗を一致させるようにする。

また、隣接する２つのアクチュエータユニット５１の端部は、直線状となっているが、境界７８に隣接する２つの圧力室５６ａの離間距離Ｌｃ２が大きくなるように、わずかに外側に膨らんだ円弧状になっていてもよい。

上述したように１つの圧力室群５７に属する複数の圧力室５６を、この圧力室群５７の主走査方向中央側へ寄せた場合に、圧力室５６からノズル５５に至る連通路（水平連通路５８及び鉛直連通路５９）の長さがノズル５５毎で異なっていると、連通路の流路抵抗の違いに起因して、ノズル５５の噴射特性にばらつきが生じる。そのため、全ノズル５５に関して流路抵抗が等しくなるような構成にしてあるのが好ましい。そのため、例えば、連通路の径を調整して全ての連通路の流路抵抗を等しくしたり、連通路の長さを全て等しくすることが考えられる。一例として、連通路の長さを全て等しくなるような構成の具体例を以下述べる。

本実施形態では、まず、圧力室５６からノズル５５に至る流路のうち、流路ユニット５０のプレート積層方向（厚み方向）に延在する鉛直連通路５９の形状は、全てのノズル５５（全ての個別インク流路）に関して共通となっており、それゆえ、全ノズル５５にそれぞれ連通する鉛直連通路５９の長さは全て等しい。

一方、水平連通路５８の形状（長さ及び延在方向）は、圧力室５６とノズル５５の水平方向の位置関係によって定まる。従って、１つの圧力室群５７に属し、主走査方向に配列する複数の圧力室５６を主走査方向中央側に寄せると同時に、用紙幅方向の印字解像度に相当するノズル５５の主走査方向に関する間隔Ｌｎが変わらないようにしつつ、複数の圧力室５６から延びる水平連通路５８の長さが全て等しくなるように、１つの圧力室群５７に対応する複数のノズル５５の位置をそれぞれ設定する。

具体的には、１つの圧力室群５７に連通する複数の水平連通路５８が長さが全て等しく、中央側の圧力室５６に連通するものほど、主走査方向（図６の上下方向）となす角度（厳密には鋭角と鈍角の２種類の角度があるが、ここでは鋭角側の角度）が大きくなっている。即ち、中央の圧力室５６に連通する水平連通路５８の、主走査方向と交差する角度はほぼ９０度であるのに対し、端に位置する圧力室５６に連通する水平連通路５８は、主走査方向外側へ傾いて、中央に位置する圧力室５６よりも小さな角度で主走査方向と交差している。

その結果、図６に示すように、平面視で、水平連通路５８の先端部と重なって配置されるノズル５５が、主走査方向に関する中央側ほど圧力室５６の列から副走査方向側に離れるように配置されることになり、ノズル５５の列は、圧力室５６の列とは反対側へ膨らんだ曲線的な列形状となる。

また、本実施形態では、全ノズル５５に関して水平連通路５８の流路長を等しくするために、ノズル５５の副走査方向（搬送方向）における位置を変えて、ノズル５５の方を曲線的な列形状にしつつ、圧力室５６の方は副走査方向における位置を変えずに、直線的な列形状としている。この場合には、圧力室５６の副走査方向における位置を変えて、圧力室５６の列を曲線状とした場合と比較して、複数の圧力室５６間で、圧力室周囲の圧電層拘束条件など、圧力室５６の駆動特性（圧力室５６内のインクへ圧力を付与するときの特性）に影響を及ぼす構造的な条件を、ほぼ等しくすることができる。従って、複数のノズル５５の、液滴噴射特性のばらつきを小さく抑えることが可能である。

尚、本実施形態では、図１，図２に示すように、液滴を噴射するインクジェットヘッド２は、用紙搬送経路８に対向する所定の液滴噴射位置に位置決め固定された状態で、主走査方向（用紙幅方向）に沿って配列された複数のノズル５５から、搬送されてくる印刷用紙Ｐに対してそれぞれ液滴を噴射する、固定ライン型のヘッドである。一般的に、ライン型のヘッドは、主走査方向に往復移動（走査）しながら液滴を噴射する、いわゆる、シリアル型のヘッドと比べて、ノズル配列方向に長尺なものとなる（図２、図４参照）。

このような長尺なヘッドであっても、仮に、流路ユニット５０の表面に、１枚の圧電シート（圧電層）を全面に設置することができるならば、アクチュエータユニット５１をノズル配列方向に複数に分割する必要はなく、異なるアクチュエータユニット５１の境界に隣接する圧力室５６の駆動特性が他の圧力室５６と異なってしまうという、上述したような課題は生じない。しかし、実際には、圧電シートが一方向に長尺であると焼成時に反りが生じやすくなるという観点から、あまり長尺な圧電シートを使用することは好ましくない。そのため、ライン型ヘッドにおいては、圧電シート（アクチュエータユニット）をノズル配列方向に分けて配置した構成が採用されやすい。このように、インクジェットヘッド２が、ノズル配列方向に長尺なライン型ヘッドである場合に、本発明は特に好適であると言える。

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］前記実施形態では、１つの圧力室群５７に属する複数の圧力室５６を、主走査方向に関して中央側に寄せつつも、全ノズル５５に関して水平連通路５８の流路長が等しい構成を実現するために、図６に示すように、ノズル５５の副走査方向の位置を変えてノズル５５の列を曲線的な列形状とする一方で、圧力室５６の方は直線的な列形状となっていた。しかし、ノズル５５の列は直線的な列とする一方、圧力室５６の副走査方向における位置を変えて、圧力室５６の列を曲線的な列形状としてもよい。

即ち、図９に示すように、１つのアクチュエータユニット５１に対応する複数のノズル５５は、主走査方向に沿って等間隔空けて、直線的に配列される一方で、これら複数のノズル５５にそれぞれ連通する複数の圧力室５６は、主走査方向に配列する圧力室５６の中央側ほどノズル５５の列から副走査方向に離れるように配置されて、ノズル５５の列とは反対側へ膨らんだ列形状となっている。

このように、全ノズル５５に関して水平連通路５８の流路長を等しくするために、圧力室５６の副走査方向の位置を変えて圧力室５６の列を曲線形状にしつつ、ノズル５５の列の方は直線的な列となっている場合には、全ノズル５５の副走査方向に関する位置が一致していることから、各々のノズル５５からの噴射タイミングを制御することが容易になるという利点がある。

２］前記実施形態では、圧力室５６とノズル５５を連通させる流路のうち、プレート積層方向に延在する鉛直連通路５９は、全てのノズル５５に関して形状が全て等しくなっていたが、この鉛直連通路５９の形状を変えることにより、ノズル５５毎に鉛直連通路５９の流路抵抗を意図的に変えるようにしてもよい。一例を挙げると、ノズル５５毎に、鉛直連通路５９のプレート積層方向に対する傾斜角度を変えて、その長さを異ならせることにより、流路抵抗を異ならせることが可能である。このように、鉛直連通路５９の流路抵抗を変えることができれば、水平連通路５８の長さを全ノズル５５に関して等しくする必要がなくなるため、設計の自由度が増す。

３］全ノズル５５に関して、圧力室５６とノズル５５を連通させる流路（水平連通路５８と鉛直連通路５９）の長さを等しくする必要は必ずしもない。例えば、連通路の流路抵抗の違いが、圧力室５６の駆動特性に及ぼす影響が極めて小さい場合には、図１０に示すように、ノズル５５と圧力室５６が、共に主走査方向に直線的に配列され、主走査方向に関する圧力室５６の位置によって、対応する水平連通路５８の長さが異なっていてもよい。

また、ノズル５５毎に連通路の長さが異なる場合には、連通路の長さが長いほど、流路面積を大きくするなどして、単位長さ当たりの流路抵抗が小さくなるように構成されてもよい。これにより、個々のノズル５５について連通路の長さが異なっていても、全ノズル５５に関して連通路の流路抵抗をほぼ等しくすることが可能となる。

３］前記実施形態のインクジェットヘッドは、所定の液滴噴射位置に位置決め固定された状態で、搬送されてくる印刷用紙Ｐに向けて液滴を噴射する、ライン型のインクジェットヘッドであったが、本発明の適用対象はライン型のヘッドに限られない。即ち、自ら印刷用紙Ｐの幅方向に往復移動（走査）しながら印刷用紙Ｐに向けて液滴を噴射する、シリアル型のインクジェットヘッドであっても、複数のアクチュエータユニットが、ノズルや圧力室の配列方向に並べて配置される構成を有するものであれば、本発明を適用することが可能である。

以上説明した実施形態及びその変更形態は、本発明を、記録用紙にインクを噴射して画像等を記録する、インクジェットプリンタ用のインクジェットヘッドに適用したものであるが、本発明の適用対象は、このような用途に使用されるものに限られない。即ち、インク以外の様々な種類の液体をその用途に応じて対象に噴射する、種々の液滴噴射装置に本発明を適用することが可能である。

本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略側面図である。 図１のインクジェットプリンタの平面図である。 インクジェットヘッドの正面図である。 図３のインクジェットヘッドの鉛直断面図である。 インクジェットヘッドのヘッド本体の平面図である。 図５における一点鎖線で囲まれた領域Ａの拡大図である。 図６のVII-VII線断面図である。 図７に示すアクチュエータユニットの部分拡大図である。 変更形態に係るインクジェットヘッド（ヘッド本体）の部分拡大平面図である。 別の変更形態に係るインクジェットヘッド（ヘッド本体）の部分拡大平面図である。 従来例のインクジェットヘッドの部分拡大平面図である。

符号の説明

２ インクジェットヘッド
５０ 流路ユニット
５１ アクチュエータユニット
５５ ノズル
５６ 圧力室
５７ 圧力室群
５８ 水平連通路
５９ 鉛直連通路
７０，７１，７２ 圧電シート
７３ 個別電極

Claims (6)

1. 所定方向に関して等間隔に配置された複数のノズルと前記複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室とを含む液体流路が形成された、流路ユニットと、
   前記流路ユニットの一表面において前記所定方向に並べて配置され、前記圧力室内の液体に前記ノズルから液滴を噴射させるための圧力を付与する、複数のアクチュエータユニットを備え、
   前記複数のアクチュエータユニットの各々は、
   前記流路ユニットの一表面に複数の圧力室を共通に覆うように配置された圧電層と、
   前記圧電層の前記複数の圧力室と対向する領域にそれぞれ配置された複数の個別電極と、を有し、
   １つの前記アクチュエータユニットに覆われる複数の圧力室は、圧力室群をなし、
   ２つの前記アクチュエータユニットが隣接する境界領域において、前記２つのアクチュエータユニットに覆われるそれぞれの前記圧力室群のうち、少なくとも前記境界に隣接する２つの圧力室が、その圧力室に連通するノズル位置よりも所定の方向に並べられた各圧力室群の中央側に寄せられていて、
   前記境界に隣接する２つの圧力室の前記所定方向に関する離間距離が、前記２つの圧力室にそれぞれ連通する２つのノズルの前記所定方向に関する間隔よりも大きくなっていることを特徴とする液滴噴射装置。
2. １つの前記アクチュエータユニットの前記圧力室群の各圧力室が、その圧力室にそれぞれ連通する複数のノズル位置よりも、前記中央側に寄せられた上で、前記所定方向に関して前記ノズルよりも狭い間隔で配列され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. 前記複数の圧力室と前記複数のノズルをそれぞれ連通させる複数の連通路の流路長が、全て等しいことを特徴とする請求項２に記載の液滴噴射装置。
4. １つの前記アクチュエータユニットに対応する複数の圧力室は、前記所定方向に沿って直線的に配列され、
   これら複数の圧力室にそれぞれ連通する複数のノズルは、前記中央側ほど前記圧力室の列から離れるように配置されて、前記圧力室の列とは反対側へ膨らんだ列形状となっ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. １つの前記アクチュエータユニットに対応する複数のノズルは、前記所定方向に沿って直線的に配列され、
   これら複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室は、前記中央側ほど前記ノズルの列から離れるように配置されて、前記ノズルの列とは反対側へ膨らんだ列形状となっ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。
6. 所定位置に位置決め固定された状態で、前記所定方向に沿って配列された前記複数のノズルから、搬送されてくる噴射対象物に対してそれぞれ液滴を噴射する、固定ライン型のヘッドであることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の液滴噴射装置。
   

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