JP2009285921A - 印刷装置および印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、記録媒体に筋状の印刷むらの生じにくい印刷装置を提供することである。
【解決手段】 ｎ個（ｎは２以上の整数）の液体吐出孔からなる液体吐出孔群と、液体を加圧して前記液体吐出孔からそれぞれ液滴を吐出させるｎ個の加圧部とを備え、前記液体吐出孔が２次元的に、一方方向に等間隔ｄで、かつ前記一方方向に垂直な方向に重ならないように配置されている複数の液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに対して前記一方方向に垂直な方向に印刷媒体を相対的に搬送する搬送手段と、一つの前記液体吐出ヘッドから吐出される液滴により前記印刷媒体に対して前記一方方向に平行な画素からなる１ラインを形成するように前記加圧部を制御する制御部とを有し、前記複数の前記液体吐出ヘッドは、前記一方方向と垂直な方向に並べられ、互いの位置を前記一方方向にｄ×ｉ（ｉは１〜ｎ−１のいずれかの整数）ずらして配置されている印刷装置を用いる。
【選択図】 図６

Description

本発明は、液滴を吐出させることにより画像を印刷する印刷装置に関し、特に、複数の液体吐出ヘッドを用いて画像を印刷する印刷装置に関するものである。

近年、インクジェットプリンタやインクジェットプロッタなどの、インクジェット記録方式を利用した記録装置が、一般消費者向けのプリンタだけでなく、例えば電子回路の形成や液晶ディスプレイ用のカラーフィルタの製造、有機ＥＬディスプレイの製造といった工業用途にも広く利用されている。

このようなインクジェット方式の記録装置には、液体を吐出させるための液体吐出ヘッドが印刷ヘッドとして搭載されている。この種の印刷ヘッドには、インクが充填されたインク流路内に加圧手段としてのヒーターを備え、ヒーターによりインクを加熱、沸騰させ、インク流路内に発生する気泡によってインクを加圧し、インク吐出孔より、液滴として吐出させるサーマルヘッド方式と、インクが充填されるインク流路の一部の壁を変位素子によって屈曲変位させ、機械的にインク流路内のインクを加圧し、インク吐出孔より液滴として吐出させる圧電方式が一般的に知られている。

また、このような液体吐出ヘッドには、記録媒体の搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）にヘッドを移動させつつ記録を行なうシリアル式、および主走査方向に関して記録媒体より長いヘッドを固定した状態で副走査方向に搬送されてくる記録媒体に記録を行なうライン式がある。ライン式は、シリアル式のようにヘッドを移動させる必要がないので、高速記録が可能であるという利点を有する。

シリアル式、ライン式いずれの方式の液体吐出ヘッドであっても、液滴を高い密度で印刷するには、液体吐出ヘッドに形成されている、液滴を吐出する液体吐出孔の密度を高くする必要がある。

そこで液体吐出ヘッドを、マニホールドとマニホールドから複数の液体加圧室をそれぞれ介して繋がる液体吐出孔を有した流路部材と、前記液体加圧室をそれぞれ覆うように設けられた複数の変位素子を有するアクチュエータユニットとを積層して構成する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。液体吐出ヘッドでは、各液体吐出孔に繋がった液体加圧室を、それを覆うように設けられた変位素子を変位させることで、各液体吐出孔からインクを吐出させ、主走査方向に６００ｄｐｉの解像度で印刷が可能とされている。
特開２００３−３０５８５２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の液体吐出ヘッドは、シルアル式であることにより、高解像度で高速な印字が可能であるが、液体吐出孔を高密度に配置するために、流路部材内に流路が高密度に近接して設けられているため、クロストークや流路の配置に起因した液体吐出孔毎の吐出特性にばらつきが生じるおそれがあった。

例えば、ある液体吐出孔がその周囲の他の液体吐出孔と比較して、液滴の吐出速度の差が大きかったり、液滴の体積の差が大きかったりすると、その液体吐出孔から吐出された液滴が着弾して形成する画素は、その周囲に形成された画素と比較して、着弾位置が特定の方向にずれていたり、画素の大きさが大きくなるあるいは小さくなるなど特定の傾向が見られるようになり、印刷の濃淡の差により、副走査方向に直線状印刷むらが生じることになる。

そして、各液体吐出孔の吐出特性のばらつきが大きいと、主走査方向の印刷の濃度差は大きくなる。特に、前記吐出特性のばらつきが流路の構造に起因したものである場合など、主走査方向に周期的な濃度むらが生じ、それが副走査方向に筋上に見えるおそれがあった。

したがって、本発明の目的は、記録媒体に筋状の印刷むらの生じにくい印刷装置を提供することである。

本発明の印刷装置は、ｎ個（ｎは２以上の整数）の液体吐出孔からなる液体吐出孔群と、液体を加圧して前記液体吐出孔からそれぞれ液滴を吐出させるｎ個の加圧部とを備え、前記液体吐出孔が２次元的に、一方方向に等間隔ｄで、かつ前記一方方向に垂直な方向に重ならないように配置されている複数の液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに対して前記一方方向に垂直な方向に印刷媒体を相対的に搬送する搬送手段と、一つの前記液体吐出ヘッドから吐出される液滴により前記印刷媒体に対して前記一方方向に平行な画素からなる１ラインを形成するように前記加圧部を制御する制御部とを有し、前記複数の前記液体吐出ヘッドは、前記一方方向と垂直な方向に並べられ、互いの位置が、それぞれの備える前記液体吐出孔群が前記一方方向にｄ×ｉ（ｉは１〜ｎ−１のいずれかの整数）ずれるように配置されていることを特徴とするものである。

ｎが４以上の整数であり、前記液体吐出孔群は、前記一方方向に１列に並んだ液体吐出孔列を前記一方方向に垂直な方向にｍ行（ｍは２以上で、ｎ／２を超えない整数）備えるとともに、前記液体吐出孔列に含まれる前記液体吐出孔はｄ×ｍの間隔で配置され、複数の前記液体吐出ヘッドの互いの位置が、それぞれの備える前記液体吐出孔群が前記一方方向にｄ×ｊ（ｊは１〜ｎ−１のうちｍの倍数を除くいずれかの整数）ずれるように配置されていることが好ましい。

本発明の印刷方法は、前記印刷装置を用い、前記印刷媒体上に印刷するラインをｋ（ｋは前記液体吐出ヘッドの個数以上の整数）ライン毎に同一の前記液体吐出ヘッドで印刷するように前記液体吐出ヘッドを割り当てることを特徴とする。

前記ｋが前記液体吐出ヘッドの個数と同じであることが好ましい。

本発明の印刷装置によれば、ｎ個（ｎは２以上の整数）の液体吐出孔からなる液体吐出孔群と、液体を加圧して前記液体吐出孔からそれぞれ液滴を吐出させるｎ個の加圧部とを備え、前記液体吐出孔が２次元的に、一方方向に等間隔ｄで、かつ前記一方方向に垂直な方向に重ならないように配置されている複数の液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに対して前記一方方向に垂直な方向に印刷媒体を相対的に搬送する搬送手段と、一つの前記液体吐出ヘッドから吐出される液滴により前記印刷媒体に対して前記一方方向に平行な画素からなる１ラインを形成するように前記加圧部を制御する制御部とを有し、前記複数の前記液体吐出ヘッドは、前記一方方向と垂直な方向に並べられ、互いの位置が、それぞれの備える前記液体吐出孔群が前記一方方向にｄ×ｉ（ｉは１〜ｎ−１のいずれかの整数）ずれるように配置されていることにより、印刷媒体の副走査方向に並ぶ画素が、前記複数の液体吐出ヘッドで分担して形成され、液体吐出孔に発生し得る、液体吐出孔の吐出特性の分布傾向に起因する画素の濃度差を、液体吐出ヘッド毎にずらしながら画像を印刷媒体上に形成することができるので、印刷媒体の副走査方向に画素の濃度むらが連続して発生することが抑制され、副走査方向に平行な筋状の濃度分布が発生しにくくすることができる。

特に、ｎが４以上の整数であり、前記液体吐出孔群は、前記一方方向に１列に並んだ液体吐出孔列を前記一方方向に垂直な方向にｍ行（ｍは２以上で、ｎ／２を超えない整数）備えるとともに、前記液体吐出孔列に含まれる前記液体吐出孔はｄ×ｍの間隔で配置され、複数の前記液体吐出ヘッドの互いの位置が、それぞれの備える前記液体吐出孔群が前記一方方向にｄ×ｊ（ｊは１〜ｎ−１のうちｍの倍数を除くいずれかの整数）ずれるように配置されている場合、液体吐出孔の配置が規則的になっているため、加圧部へ送られる、液滴を吐出あるいは不吐出させる信号の処理を行なう制御部のプログラムなどのアルゴリズムの記述が簡単になる一方、主走査方向の液体吐出孔の液体吐出特性にｄを周期とした分布傾向が現われるおそれがある。しかし、液体吐出ヘッドをずらして配置することにより、液体吐出特性の分布傾向の位相がずれるため、印刷媒体の副走査方向に画素の濃度むらが連続して発生することが抑制され、副走査方向に平行な筋状の濃度分布が発生しにくくすることができる。

本発明の印刷方法によれば、前記印刷装置を用い、前記印刷媒体上に印刷するラインをｋ（ｋは前記液体吐出ヘッドの個数以上の整数）ライン毎に同一の前記液体吐出ヘッドで印刷するように前記液体吐出ヘッドを割り当てることにより、こうした複数の液滴吐出ヘッド間で、搬送方向に連続して配置される画素を規則的に分担して形成することにより、加圧部へ送られる、液滴を吐出あるいは不吐出させる信号の処理を行なう制御部のプログラムなどのアルゴリズムの記述が簡単になる。また、印刷装置全体として吐出周波数を、液体吐出ヘッド単体の吐出周波数より高くすることができ、より印刷速度を速くすること、または搬送方向の解像度の高い印刷をすることが可能となる。

さらに、ｋが前記液体吐出ヘッドの個数と同じである場合、印刷装置全体の液体吐出間隔に対して各液体吐出孔ヘッドの液体吐出間隔を長くできるので、各液体吐出ヘッドがクロストークの影響で画質が悪くなることを抑制できる。あるいは、同程度の画質で印刷する際の印刷装置全体の液体吐出間隔を短くでき、単位時間当たりの印刷面積を広くしたり、搬送方向の解像度を高くしたりできる。

図１は、本発明の一実施の形態に係る印刷装置であるカラーインクジェットプリンタ１（以下、プリンタ１とする）の概略構成図である。このプリンタ１は、８つの液体吐出ヘッド２を有している。これらの液体吐出ヘッド２は、印刷媒体である印刷用紙Ｐの搬送方向に沿って、２つずつを組にして４組並べられ、プリンタ１に固定されている。液体吐出ヘッド２は、図１の手前から奥へ向かう方向に細長い形状を有している。組になっている２つの液体吐出ヘッド２は、図１の手前から奥へ向かう方向に位置をずらして固定されている。

プリンタ１は、印刷媒体である印刷用紙Ｐを液体吐出ヘッド２に対して相対的に移動させる搬送手段を有している。具体的には、印刷用紙Ｐの搬送経路に沿って、給紙ユニット１１４、搬送ユニット１２０および紙受け部１１６が順に設けられている。また、プリンタ１には、液体吐出ヘッド２や給紙ユニット１１４などのプリンタ１の各部における動作を制御するための制御部１００が設けられている。

給紙ユニット１１４は、複数枚の印刷用紙Ｐを収容することができる用紙収容ケース１１５と、給紙ローラ１４５とを有している。給紙ローラ１４５は、用紙収容ケース１１５に積層して収容された印刷用紙Ｐのうち、最も上にある印刷用紙Ｐを１枚ずつ送り出すことができる。

給紙ユニット１１４と搬送ユニット１２０との間には、印刷用紙Ｐの搬送経路に沿って、二対の送りローラ１１８ａおよび１１８ｂ、ならびに、１１９ａおよび１１９ｂが配置されている。給紙ユニット１１４から送り出された印刷用紙Ｐは、これらの送りローラによってガイドされて、さらに搬送ユニット１２０へと送り出される。

搬送ユニット１２０は、エンドレスの搬送ベルト１１１と２つのベルトローラ１０６および１０７を有している。搬送ベルト１１１は、ベルトローラ１０６および１０７に巻き掛けられている。搬送ベルト１１１は、２つのベルトローラに巻き掛けられたとき所定の張力で張られるような長さに調整されている。これによって、搬送ベルト１１１は、２つのベルトローラの共通接線をそれぞれ含む互いに平行な２つの平面に沿って、弛むことなく張られている。これら２つの平面のうち、液体吐出ヘッド２に近い方の平面が、印刷用紙Ｐを搬送する搬送面１２７である。

ベルトローラ１０６には、図１に示されるように、搬送モータ１７４が接続されている。搬送モータ１７４は、ベルトローラ１０６を矢印Ａの方向に回転させることができる。また、ベルトローラ１０７は、搬送ベルト１１１に連動して回転することができる。したがって、搬送モータ１７４を駆動してベルトローラ１０６を回転させることにより、搬送ベルト１１１は、矢印Ａの方向に沿って移動する。

ベルトローラ１０７の近傍には、ニップローラ１３８とニップ受けローラ１３９とが、搬送ベルト１１１を挟むように配置されている。ニップローラ１３８は、図示しないバネによって下方に付勢されている。ニップローラ１３８の下方のニップ受けローラ１３９は、下方に付勢されたニップローラ１３８を、搬送ベルト１１１を介して受け止めている。２つのニップローラは回転可能に設置されており、搬送ベルト１１１に連動して回転する。

給紙ユニット１１４から搬送ユニット１２０へと送り出された印刷用紙Ｐは、ニップローラ１３８と搬送ベルト１１１との間に挟み込まれる。これによって、印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１の搬送面１２７に押し付けられ、搬送面１２７上に固着する。そして、印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１の回転に従って、液体吐出ヘッド２が設置されている方向へと搬送される。なお、搬送ベルト１１１の外周面１１３に粘着性のシリコンゴムによる処理を施してもよい。これにより、印刷用紙Ｐを搬送面１２７に確実に固着させることができる。

８つの液体吐出ヘッド２は、搬送ベルト１１１による搬送方向に沿って互いに近接して配置されている。各液体吐出ヘッド２は、下端にヘッド本体１３を有している。ヘッド本体１３の下面には、液体を吐出する多数の液体吐出孔８が設けられている（図３参照）。

１組になっている液体吐出ヘッド２に設けられた液体吐出孔８からは、同じ色の液滴（インク）が吐出されるようになっている。各液体吐出ヘッド２の液体吐出孔８は一方方向（印刷用紙Ｐと平行で印刷用紙Ｐ搬送方向に垂直な方向であり、液体吐出ヘッド２の長手方向）に等間隔で配置されているため、一方方向に隙間なく印刷することができる。なお、液体吐出孔８が一方方向に等間隔で配置されているとは、より詳しくは、一方方向に平行な直線に対し、液体吐出孔８を前記一方方向に垂直に投影した場合、各液体吐出孔８の間隔が等間隔になるように配置されていることである。組になっている各液体吐出ヘッド２から吐出される液体の色は、それぞれ、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）である。各液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体１３の下面と搬送ベルト１１１の搬送面１２７との間にわずかな隙間をおいて配置されている。

搬送ベルト１１１によって搬送された印刷用紙Ｐは、液体吐出ヘッド２と搬送ベルト１１１との間の隙間を通過する。その際に、液体吐出ヘッド２を構成するヘッド本体１３から印刷用紙Ｐの上面に向けて液滴が吐出される。これによって、印刷用紙Ｐの上面には、制御部１００によって記憶された画像データに基づくカラー画像が形成される。

この際、各色の画像は、組みになっている液体吐出ヘッド２から吐出される液滴が印刷用紙Ｐに着弾した画素により印刷される。各色の画像は一方方向に平行な画素のラインが一方方向に垂直な方向に並んで形成されている。各画素のラインは１つの液体吐出ヘッド２から吐出された液滴により形成されている。つまり、１つラインは１つの液体吐出ヘッド２から吐出された液滴が印刷用紙Ｐに着弾して形成された画素が並んでいるか、あるいは、前述のようにの液滴が着弾して形成された画素と、液滴が着弾していないため空白となっている画素とが並んで形成されている。一方方向に垂直に並んだラインはそれぞれ、２つの液体吐出ヘッド２のいずれかから吐出された液滴で形成されたものであり、言い換えれば、各色の画像は、ライン毎に２つの液体吐出ヘッド２で分担して形成したものである。

搬送ユニット１２０と紙受け部１１６との間には、剥離プレート１４０と二対の送りローラ１２１ａおよび１２１ｂならびに１２２ａおよび１２２ｂとが配置されている。カラー画像が印刷された印刷用紙Ｐは、搬送ベルト１１１によって剥離プレート１４０へと搬送される。このとき、印刷用紙Ｐは、剥離プレート１４０の右端によって、搬送面１２７から剥離される。そして、印刷用紙Ｐは、送りローラ１２１ａ〜１２２ｂによって、紙受け部１１６に送り出される。このように、印刷済みの印刷用紙Ｐが順次紙受け部１１６に送られ、紙受け部１１６に重ねられる。

なお、印刷用紙Ｐの搬送方向について最も上流側にある液体吐出ヘッド２とニップローラ１３８との間には、紙面センサ１３３が設置されている。紙面センサ１３３は、発光素子および受光素子によって構成され、搬送経路上の印刷用紙Ｐの先端位置を検出することができる。紙面センサ１３３による検出結果は制御部１００に送られる。制御部１００は、紙面センサ１３３から送られた検出結果により、印刷用紙Ｐの搬送と画像の印刷とが同期するように、液体吐出ヘッド２や搬送モータ１７４等を制御することができる。

次に本発明の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体１３について説明する。図２は、図１に示されたヘッド本体１３を示す上面図である。図３は、図２の一点鎖線で囲まれた領域の拡大上面図であり、ヘッド本体１３の一部である。図４は、図３と同じ位置の拡大透視図で、液体吐出孔８の位置が分かりやすいように、一部の流路を省略して描いている。なお、図３および図４において、図面を分かりやすくするために、圧電アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき液体加圧室１０（液体加圧室群９）、しぼり１２および液体吐出孔８を実線で描いている。図５は図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。

ヘッド本体１３は、平板状の流路部材４と、流路部材４上に、アクチュエータユニットである圧電アクチュエータユニット２１とを有している。圧電アクチュエータユニット２１は台形形状を有しており、その台形の１対の平行対向辺が流路部材４の長手方向に平行になるように流路部材４の上面に配置されている。また、流路部材４の長手方向に平行な２本の仮想直線のそれぞれに沿って２つずつ、つまり合計４つの圧電アクチュエータユニット２１が、全体として千鳥状に流路部材４上に配列されている。流路部材４上で隣接し合う圧電アクチュエータユニット２１の斜辺同士は、流路部材４の短手方向について部分的にオーバーラップしている。詳細は後述するが、このオーバーラップしている部分の圧電アクチェータユニット２１を駆動することにより印刷される領域では、２つの圧電アクチュエータユニット２１により吐出された液滴が混在して着弾することになる、
流路部材４の内部には液体流路の一部であるマニホールド５が形成されている。マニホールド５は流路部材４の長手方向に沿って延び細長い形状を有しており、流路部材４の上面にはマニホールド５の開口５ｂが形成されている。開口５ｂは、流路部材４の長手方向に平行な２本の直線（仮想線）のそれぞれに沿って５個ずつ、合計１０個形成されている。開口５ｂは、４つの圧電アクチュエータユニット２１が配置された領域を避ける位置に形成されている。マニホールド５には開口５ｂを通じて図示されていない液体タンクから液体が供給されるようになっている。

流路部材４内に形成されたマニホールド５は、複数本に分岐している（分岐した部分のマニホールド５を副マニホールド５ａということがある）。開口５ｂに繋がるマニホールド５は、圧電アクチュエータユニット２１の斜辺に沿うように延在しており、流路部材４の長手方向と交差して配置されている。２つの圧電アクチュエータユニット２１に挟まれた領域では、１つのマニホールド５が、隣接する圧電アクチュエータユニット２１に共有されており、副マニホールド５ａがマニホールド５の両側から分岐している。これらの副マニホールド５ａは、流路部材４の内部の各圧電アクチュエータユニット２１に対向する領域に、互いに隣接してヘッド本体１３の長手方向に延在している。

流路部材４は、複数の液体加圧室１０がマトリクス状（すなわち、２次元的かつ規則的）に形成されている４つの液体加圧室群９を有している。液体加圧室１０は、角部にアールが施されたほぼ菱形の平面形状を有する中空の領域である。液体加圧室１０は流路部材４の上面に開口するように形成されている。これらの液体加圧室１０は、流路部材４の上面における圧電アクチュエータユニット２１に対向する領域のほぼ全面にわたって配列されている。したがって、これらの液体加圧室１０によって形成された各液体加圧室群９は圧電アクチュエータユニット２１とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有している。また、各液体加圧室１０の開口は、流路部材４の上面に圧電アクチュエータユニット２１が接着されることで閉塞されている。

本実施形態では、図３に示されているように、マニホールド５は、流路部材４の短手方向に互いに平行に並んだ４列のＥ１〜Ｅ４の副マニホールド５ａに分岐し、各副マニホールド５ａに繋がった液体加圧室１０は、等間隔に流路部材４の長手方向に並ぶ液体加圧室１０の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に４列配列されている。副マニホールド５ａに繋がった液体加圧室１０の並ぶ列は副マニホールド５ａの両側に２列ずつ配列されている。

全体では、マニホールド５から繋がる液体加圧室１０は、等間隔に流路部材４の長手方向に並ぶ液体加圧室１０の列を構成し、その列は、短手方向に互いに平行に１６列配列されている。各液体加圧室列に含まれる液体加圧室１０の数は、加圧部で、アクチュエータである変位素子５０の外形形状に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。液体吐出孔８もこれと同様に配置されている。これによって、全体として長手方向に６００ｄｐｉの解像度で画像形成が可能となっている。すなわち、各副マニホールド５ａには平均すれば１５０ｄｐｉに相当する間隔で個別流路３２が接続されている。これは、６００ｄｐｉ分の液体吐出孔８を４つ列の副マニホールド５ａに分けて繋ぐ設計をする際に、各副マニホールド５ａに繋がる個別流路３２が等間隔に繋がるとは限らないため、マニホールド５ａの延在方向、すなわち主走査方向に平均１７０μｍ（１５０ｄｐｉならば２５．４ｍｍ／１５０＝１６９μｍの間隔である）以下の間隔で個別流路３２が形成されているということである。

圧電アクチュエータユニット２１の上面における各液体加圧室１０に対向する位置には後述する個別電極３５がそれぞれ形成されている。個別電極３５は液体加圧室１０より一回り小さく、液体加圧室１０とほぼ相似な形状を有しており、圧電アクチュエータユニット２１の上面における液体加圧室１０と対向する領域内に収まるように配置されている。

流路部材４の下面の液体吐出面には多数の液体吐出孔８が形成されている。これらの液体吐出孔８は、流路部材４の下面側に配置された副マニホールド５ａと対向する領域を避けた位置に配置されている。また、これらの液体吐出孔８は、流路部材４の下面側における圧電アクチュエータユニット２１と対向する領域内に配置されており、４つの液体吐出孔群７ａ〜ｄとなっている。これらの液体吐出孔群７は圧電アクチュエータユニット２１とほぼ同一の大きさおよび形状の領域を占有しており、対応する圧電アクチュエータユニット２１の変位素子５０を変位させることにより液体吐出孔８から液滴が吐出できる。そして、それぞれの領域内の液体吐出孔８は、流路部材４の長手方向に平行な複数の直線に沿って等間隔に配列されている。

各液体吐出ヘッド２は同一の構造を持つものである。ここで同一の構造を持つとは、流路部材４に形成された流路の基本的な構造、すなわち、マニホールド５、副マニホールド５ａおよび個別３２の分岐の仕方が共通するもの、さらには、流路の相対的な配置が共通するもの、またさらには、流路の各部寸法が製造する際に発生するバラツキの範囲内で一致するもののことを言う。

流路の基本的な構造が共通する液体吐出ヘッド２では、各液体吐出孔８から吐出される液滴の吐出特性、すなわち、液滴の速度、量、あるいは、主な液滴とは別に吐出されることのあるサテライトと呼ばれる微小な液滴の発生の仕方などの傾向が類似する。例えば、特定の副マニホールド５ａに繋がっている液体吐出孔８から吐出される液滴の量が、他の液体吐出孔８から吐出される液滴の量よりもおおくなるといった傾向を持つことがある。そのような場合、１つの液体吐出ヘッドで印刷を行なうと、それら液体吐出孔８から吐出された液滴で形成された画素が印刷用紙Ｐの搬送方向に連続して形成されるため、画像に筋状の濃度むらが目立つことがある。複数の液体吐出ヘッド２を搬送方向に平行移動させた位置に並べて印刷を行なった場合でも、複数の液体吐出ヘッド２で各液体吐出孔８の吐出特性に類似の傾向を持つため、この現象が発生する。

ここで、本発明の印刷装置による印刷について図６を使って詳細に説明する。図６に、２つの液体吐出ヘッド２０１、２０２と、それらに設けられた液体吐出孔８から吐出された液滴により印刷用紙Ｐ上に形成された、画素２１０が直線に並んだラインＬ_１〜Ｌ_４の関係を模式的に示している。図６は図１に示したプリンタを上から見た状態を模しており、一方方向に長い２つの液体吐出ヘッド２０１、２０２の下を印刷用紙Ｐが、液体吐出ヘッド２０１、２０２の長手方向と垂直な方向である搬送方向に搬送される間に画素のラインＬ_１〜Ｌ_４が形成されている。図６では説明のため、画素２１０間の間隔が搬送方向と搬送方向に垂直な方向とで異なっているが、実際には画素２１０は搬送方向と搬送方向に垂直な方向に同じ間隔で形成してもよい。さらに図６では省略されているが、ラインＬ_１〜Ｌ_４の前方および後方にも画素のラインが形成されており、印刷された画素全体で画像が印刷される。この画像は単色の画像、もしくは多色印刷のうちの一色分の画像である。多色印刷である場合、上述のように、さらに別の組の液体吐出ヘッドにより他の色の画像が形成され、全体で多色の画像が印刷される。

液体吐出ヘッド２０１は長手方向に等間隔ｄで液体吐出孔８が形成されている。液体吐出ヘッド２０１の液体吐出孔８は長手方向に垂直な方向に重ならないように配置されている。液体吐出孔８は長手方向に１列に並んだ液体吐出孔列１−Ａ〜１−Ｐを長手方向に垂直な方向に１６行（ｍ＝１６）備えている。各液体吐出孔列１−Ａ〜１−Ｐに属する液体吐出孔８は１６×ｄの等間隔で配置されている。液体吐出ヘッド２０１には図４と同様の流路が形成されている。図６では液体吐出孔８の分布が分かりやすいように、１つの副マニホールド５ａに繋がっている液体吐出孔８を破線で囲んで、液体吐出孔８を４つグループに分けて示している。液体吐出孔８は、図６左から、液体吐出孔列１−Ａの左端の液体吐出孔８、続いて液体吐出孔列１−Ｉの左端の液体吐出孔８、さらに同様に液体吐出孔列１−Ｅ、１−Ｍ、１−Ｂ、１−Ｊ、１−Ｆ、１−Ｎ、１−Ｃ、１−Ｋ、１−Ｇ、１−Ｏ、１−Ｄ、１−Ｌ、１−Ｈ、１−Ｐの左端の液体吐出孔８が配置され、次は、液体吐出孔列１−Ａに属する液体吐出孔８のうち左から２番目のものが配置され、以降同じ順で繰り返して配置されている。

液体吐出ヘッド２０２は液体吐出ヘッド２０１と同一の構造を持ち、液体吐出ヘッド２０１を長手方向と垂直な方向に移動させた位置から、長手方向に６×ｄずらした位置、つまり、それぞれの液体吐出装置２０１、２０２が備える液体吐出孔群が、長手方向に６×ｄずれる位置に固定されている。ずらす量はｄ×ｊ（ｊは１〜ｎ−１のうち１６（＝ｍ）の倍数を除くいずれかの整数）とすればよい。ずらす量をｍの倍数にしないことにより、流路の構造が類似した液体吐出孔８から吐出された液滴により形成された画素２０１が搬送方向に連続しなくなり、搬送方向に平行な筋状の濃度むらを生じさせにくくできる。

液体吐出ヘッド２０１、２０２から吐出された液滴により形成された画素２１０により、印刷用紙Ｐには画像が印刷されている。各ラインＬ_１〜Ｌ_４はそれぞれ、制御部１００の制御により、一つの液体吐出ヘッドから吐出された液滴で形成された画素により形成されている。例えば、ラインＬ_１、Ｌ_３は液体吐出ヘッド２０１により形成され、ラインＬ_２、Ｌ_４は液体吐出ヘッド２０２により形成さている。各ラインをどちらの液体吐出ヘッドに印刷させるかは、この例に限らず、ライン２本毎に液体吐出ヘッドを切り替えたり、液体吐出ヘッド２０１で２ライン形成した後、液体吐出ヘッド２０１で１ライン形成するようにしてもよい。印刷用紙Ｐ上のどのラインをどちらの液体吐出ヘッドを使用するかは制御部１００の制御により、印刷用紙Ｐ上のラインをｋ（ｋは液体吐出ヘッドの個数以上の整数）ライン毎に同一の前記液体吐出ヘッドで印刷するように液体吐出ヘッド２０１、２０２を割り当てるようにすれば、加圧部へ送られる、液滴を吐出あるいは不吐出させる信号の処理を行なう制御部のプログラムなどのアルゴリズムの記述が簡単になる。

また、液体吐出ヘッド２０１には、流路間のクロストークや信号を処理する回路の制限などから、液体を吐出する周期に上限があることがあるが、ｋを前記液体吐出ヘッドの個数と同じでにすること、すなわちこの場合、１ライン毎に液体吐出ヘッドを切り替えることにより、印刷装置全体として液体吐出ヘッド単位より吐出周波数を高くでき、より印刷速度を速くすること、または搬送方向の解像度の高い印刷をすることが可能となる。

一方、このようにすると、主走査方向の液体吐出孔の液体吐出特性にｄ×ｍを周期とした分布傾向が現われるおそれがあるが、液体吐出ヘッドをずらして配置することにより、液体吐出特性の分布傾向の位相がずれるため、印刷用紙Ｐに搬送方向に画素の濃度むらが連続して発生することが抑制され、搬送査方向に平行な筋状の濃度分布が発生しにくくすることができる。

なお、液体吐出ヘッド２０１単体ではＬ_ＡからＬ_Ｄの範囲が印刷可能であるが、液体吐出ヘッド２０１と液体吐出ヘッド２０２をＬ_ＡからＬ_Ｂまでの６ｄ分ずらして配置しているため、本実施例の印刷方法で印刷可能な範囲はＬ_ＢからＬ_Ｄまでの範囲となる。ただし、それぞれの液体吐出ヘッド２０１、２０２の横に印刷範囲が連続するように他の液体吐出ヘッドを配置することで、印刷可能な範囲を広くすることができる。

液体吐出孔８の吐出特性に影響する流路の構造としては、次のようなことが考えられる。マニホールド５が複数の副マニホールド５ａに分岐した構造をとっている場合、副マニホールド５ａの端からの距離の差により液体吐出孔８の特性が影響を受けることがある。つまり、各副マニホールド５ａの端からの距離が近い液体吐出孔８の吐出特性は類似したものになり、それとは異なる距離の液体吐出孔８の吐出特性は差が大きくなることがある。このような場合、各副マニホールド５ａの端からの距離が近い液体吐出孔８から吐出された液滴により形成された画素２１０が搬送方向に連続する割合を少なくすることが好ましく、連続していない状態にすることがより好ましい。上述の液体吐出孔８の配置の場合、ずらし量をｄ〜１５ｄ、さらに２ｄ〜１４ｄ、さらに３ｄ〜１３ｄ、特に４ｄ〜１２ｄが好ましい。ずらし量は前述の量に１６ｄ（ｍ×ｄ）の整数倍の値を加えた値にしてもよいが、そのようにすると印刷可能な範囲の幅が狭くなる。

また、液体吐出孔８の吐出特性に影響する流路の構造としては、副マニホールド５ａと液体吐出孔８との距離が考えられる。１−Ａ〜１−Ｄの液体吐出孔列に属する液体吐出孔８は、これらの中央に位置する副マニホールド５ａから分岐して繋がっている。しぼり１２や液体加圧室１０等の寸法は、各液体吐出孔８の吐出特性が同じになるように、音響特性が近くなるように同一に設計される。しかし、副マニホールド５ａは多数の液体吐出孔８に液体を供給するため、大きな断面積が必要であり、副マニホールド５ａ中の液体が液滴を吐出する際の振動の影響により振動し、その振動が流路部材４を通して各液体吐出孔８の液体吐出特性に影響を与えることを考えると、この吐出特性の影響は、副マニホールド５ａからの距離に関係する。また、上述の構造のように副マニホールド５ａの断面積を大きくするために、流路部材の主面から見て、液体加圧室１０のうち副マニホールド５ａに近い位置にある液体加圧室１０のが副マニホールド５ａと重なっている場合、副マニホールド５ａと重なっている液体加圧室１０に繋がっている液体吐出孔８と、副マニホールド５ａと重なっていない液体加圧室１０に繋がっている液体吐出孔８とでは吐出特性に差が生じることが考えられる。その場合、副マニホールド５ａと液体吐出孔８との距離が同じ液体吐出孔８から吐出された液滴により形成された画素２１０が搬送方向に連続する割合を少なくすることが好ましく、連続していない状態にすることがより好ましい。上述の液体吐出孔８の配置の場合、液体吐出孔列１−Ａ、１−Ｅ、１−Ｉ、１−Ｌに属する液体吐出孔８同士、液体吐出孔列１−Ｂ、１−Ｆ、１−Ｊ、１−Ｎに属する液体吐出孔８同士、液体吐出孔列１−Ｃ、１−Ｇ、１−Ｋ、１−Ｏに属する液体吐出孔８同士、液体吐出孔列１−Ｄ、１−Ｈ、１−Ｌ、１−Ｐに属する液体吐出孔８同士、から吐出された液滴により形成された画素２１０が搬送方向に連続する割合を少なくすることが好ましく、連続していない状態にすることがより好ましい。このためには、ずらし量をｄ、２ｄ、３ｄ、５ｄ、６ｄ、７ｄ、９ｄ、１０ｄ、１１ｄ、１３ｄ、１４ｄおよび１５ｄにすることが好ましい。

さらには、副マニホールド５ａと液体吐出孔８との距離が近い液体吐出孔同士、具体的には液体吐出孔列１−Ａ、１−Ｄ、１−Ｅ、１−Ｈ、１−Ｉ、１−Ｌ、１−Ｍ、１−Ｐに属する液体吐出孔８同士、液体吐出孔列１−Ｂ、１−Ｃ、１−Ｆ、１−Ｇ、１−Ｊ、１−Ｋ、１−Ｎ、１−Ｏに属する液体吐出孔８同士から吐出された液滴により形成された画素２１０が搬送方向に連続する割合を少なくすることが好ましく、連続していない状態にすることがより好ましい。このためには、ずらし量を２ｄ、３ｄ、６ｄ、７ｄ、１０ｄ、１１ｄ、１４ｄおよび１５ｄにすることが好ましい。

以上の２点を総合すると、ずらし量は６ｄ、７ｄ、１０ｄおよび１１ｄにすることが好ましい。

さらに、液体吐出孔８の吐出特性に影響する流路の構造としては、次のようなことが考えられる。マニホールド５が複数の副マニホールド５ａに分岐した構造をとっている場合、副マニホールド５ａの寸法の差により各副マニホールド５ａから分岐して繋がる液体吐出孔８の特性が影響を受けることがある。例えば、各副マニホールド５ａの断面の形状が異なっていたり、長さが異なっていたりすると、その副マニホールド５ａ音響特性の差により吐出特性が影響を受ける可能性がある。また、各副マニホールド５ａから分岐して繋がっている液体吐出孔８の数が異なる場合、各副マニホールド５ａ内の液体を通じて生じるクロストークの影響により、吐出特性が影響を受ける可能性がある。このような場合、副マニホールド５ａ毎に吐出特性に差があると考えられるので、液体吐出ヘッドのずらし量は、同一の構造の副マニホールド５ａに繋がった液体吐出孔８から吐出された液滴により形成された画素２１０が搬送方向に連続する割合を少なくすることが好ましく、連続していない状態にすることがより好ましい。上述の液体吐出孔８の配置の場合、ずらし量をｄ、２ｄ、３ｄ、５ｄ、６ｄ、７ｄ、９ｄ、１０ｄ、１１ｄ、１３ｄ、１４ｄまたは１５ｄにすると同一の構造の副マニホールドに繋がった液体吐出孔８から吐出された液滴により形成された画素２１０が搬送方向に連続して形成されなくなるため好ましい。

液体吐出ヘッドを３つ以上組み合わせて印刷する場合、その中で少なくとも１組液体吐出ヘッドの長手方向の相対位置をずらして配置することで、印刷用紙の搬送方向に画素の濃度むらが連続して発生することが抑制され、搬送査方向に平行な筋状の濃度分布が発生しにくくすることができる。より好ましいのは、いずれの液体吐出ヘッドも長手方向に垂直な方向に平行移動させた位置に配置しないようにする、すなわち、全ての液体吐出ヘッドが相対的に長手方向にずらして配置することである。

図７は本発明の印刷装置の別の実施例である。図７に、２つの液体吐出ヘッド３０１、３０２とそれらに設けられた液体吐出孔８から吐出された液滴により印刷用紙Ｐ上に形成された、画素３１０が直線に並んだラインＬ_１１〜Ｌ_１４の関係を模式的に示している。図７は図１に示したプリンタを上から見た状態を模しており、一方方向に長い２つの液体吐出ヘッド３０１、３０２の下を印刷用紙Ｐが、液体吐出ヘッド３０１、３０２の長手方向と垂直な方向である搬送方向に搬送される間に画素のラインＬ_１１〜Ｌ_１４が形成されている。

液体吐出ヘッド３０１は長手方向に等間隔ｄで液体吐出孔８が形成されている。液体吐出ヘッド２０１の液体吐出孔８は長手方向に垂直な方向に重ならないように配置されている。液体吐出孔８は前記一方方向に平行な３−Ａ〜３−Ｐの１６行の直線に配置されている。液体吐出ヘッド３０１には図４と同様のマニホールド５および副マニホールド５ａが形成されているが、副マニホールド５ａから液体吐出孔８への個別流路３２に引き出し方が異なっており、液体吐出孔８は図７に示す配置となっている。図７では液体吐出孔８の分布が分かりやすいように、１つの副マニホールド５ａに繋がっている液体吐出孔８を破線で囲んで、液体吐出孔８を４つグループに分けて示している。液体吐出孔８は、図６左からの３−Ａ、３−Ｉ、３−Ｅ、３−Ｍ、３−Ｂ、３−Ｊ、３−Ｆ、３−Ｎ、３−Ｃ、３−Ｋ、３−Ｇ、３−Ｏ、３−Ｄ、３−Ｌ、３−Ｈ、３−Ｐの液体吐出孔列に属する液体吐出孔８が配置され、次は、３−Ｄ、３−Ｌ、３−Ｈ、３−Ｐ、３−Ｃ、３−Ｋ、３−Ｇ、３−Ｏ、３−Ｂ、３−Ｊ、３−Ｆ、３−Ｎ、３−Ａ、３−Ｉ、３−Ｅ、３−Ｍの液体吐出孔列に属する液体吐出孔８が配置され、次は１−Ａの液体吐出孔列に属する液体吐出孔８が配置され、以降同じ順で繰り返して配置されている。

液体吐出ヘッド３０２は液体吐出ヘッド３０１と同一の構造を持ち、液体吐出ヘッドに３０１を長手方向と垂直な方向に移動させた位置から、長手方向に９×ｄずらした位置、つまり、それぞれの液体吐出ヘッド３０１、３０２が備える液体吐出孔群が、長手方向に９×ｄずれる位置に固定されている。流路の基本的な構造が共通する液体吐出ヘッド３０１、３０１では、各液体吐出孔８から吐出される液滴の吐出特性に類似の傾向が見られることがあるが、そのような傾向があったとしても、液体吐出ヘッド３０１、３０２が相対的に長手方向にずらして配置されているため、印刷媒体の搬送方向に画素３１０の濃度むらが連続して発生することが抑制され、搬送査方向に平行な筋状の濃度分布が発生しにくくすることができる。

ヘッド本体１３に含まれる流路部材４は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。これらのプレートは、流路部材４の上面から順に、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャ（しぼり）プレート２４、サプライプレート２５、２６、マニホールドプレート２７、２８、２９、カバープレート３０およびノズルプレート３１である。これらのプレートには多数の孔が形成されている。各プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路３２および副マニホールド５ａを構成するように、位置合わせして積層されている。ヘッド本体１３は、図５に示されているように、液体加圧室１０は流路部材４の上面に、副マニホールド５ａは内部の下面側に、液体吐出孔８は下面にと、個別流路３２を構成する各部分が異なる位置に互いに近接して配設され、液体加圧室１０を介して副マニホールド５ａと液体吐出孔８とが繋がる構成を有している。

各プレートに形成された孔について説明する。これらの孔には、次のようなものがある。第１に、キャビティプレート２２に形成された液体加圧室１０である。第２に、液体加圧室１０の一端から副マニホールド５ａへと繋がる流路を構成する連通孔である。この連通孔は、ベースプレート２３（詳細には液体加圧室１０の入り口）からサプライプレート２５（詳細には副マニホールド５ａの出口）までの各プレートに形成されている。なお、この連通孔には、アパーチャプレート２４に形成されたしぼり１２と、サプライプレート２５、２６に形成された個別供給流路６とが含まれている。

第３に、液体加圧室１０の他端から液体吐出孔８へと連通する流路を構成する連通孔であり、この連通孔は、以下の記載においてディセンダ（部分流路）と呼称される。ディセンダは、ベースプレート２３（詳細には液体加圧室１０の出口）からノズルプレート３１（詳細には液体吐出孔８）までの各プレートに形成されている。第４に、副マニホールド５ａを構成する連通孔である。この連通孔は、マニホールドプレート２７〜３０に形成されている。

このような連通孔が相互に繋がり、副マニホールド５ａからの液体の流入口（副マニホールド５ａの出口）から液体吐出孔８に至る個別流路３２を構成している。副マニホールド５ａに供給された液体は、以下の経路で液体吐出孔８から吐出される。まず、副マニホールド５ａから上方向に向かって、個別供給流路６を通り、しぼり１２の一端部に至る。次に、しぼり１２の延在方向に沿って水平に進み、しぼり１２の他端部に至る。そこから上方に向かって、液体加圧室１０の一端部に至る。さらに、液体加圧室１０の延在方向に沿って水平に進み、液体加圧室１０の他端部に至る。そこから少しずつ水平方向に移動しながら、主に下方に向かい、下面に開口した液体吐出孔８へと進む。

圧電アクチュエータユニット２１は、図５に示されるように、２枚の圧電セラミック層２１ａ、２１ｂからなる積層構造を有している。これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂはそれぞれ２０μｍ程度の厚さを有している。圧電アクチュエータユニット２１全体の厚さは４０μｍ程度である。圧電セラミック層２１ａ、２１ｂのいずれの層も複数の液体加圧室１０を跨ぐように延在している（図３参照）。これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂは、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなる。

圧電アクチュエータユニット２１は、Ａｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる共通電極３４およびとＡｕ系などの金属材料からなる個別電極３５を有している。個別電極３５は上述のように圧電アクチュエータユニット２１の上面における液体加圧室１０と対向する位置に配置されている。個別電極３５の一端は、液体加圧室１０と対向する領域外に引き出されて接続電極３６が形成されている。この接続電極３６は例えばガラスフリットを含む金からなり、厚さが１５μｍ程度で凸状に形成されている。また、接続電極３６は、図示されていないＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）に設けられた電極と電気的に接合されている。詳細は後述するが、個別電極３５には、制御部１００からＦＰＣを通じて吐出信号が供給される。

共通電極３４は、圧電セラミック層２１ａと圧電セラミック層２１ｂとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極３４は、圧電アクチュエータユニット２１に対向する領域内の全ての液体加圧室１０を覆うように延在している。共通電極３４の厚さは２μｍ程度である。共通電極３４は図示しない領域において接地され、グランド電位に保持されている。本実施形態では、圧電セラミック層２１ｂ上において、個別電極３５からなる電極群を避ける位置に個別電極３５とは異なる表面電極（不図示）が形成されている。表面電極は、圧電セラミック層２１ｂの内部に形成されたスルーホールを介して共通電極３４と電気的に接続されているとともに、多数の個別電極３５と同様に、ＦＰＣ上の別の電極と接続されている。

図５に示されるように、共通電極３４と個別電極３５とは、最上層の圧電セラミック層２１ｂのみを挟むように配置されている。圧電セラミック層２１ｂにおける個別電極３５と共通電極３４とに挟まれた領域は活性部と呼称され、その部分の圧電セラミックスには分極が施されている。本実施形態の圧電アクチュエータユニット２１においては、最上層の圧電セラミック層２１ｂのみが活性部を含んでおり、圧電セラミック２１ａは活性部を含んでおらず、振動板として働く。この圧電アクチュエータユニット２１はいわゆるユニモルフタイプの構成を有している。

なお、後述のように、個別電極３５に選択的に所定の吐出信号が供給されることにより、この個別電極３５に対応する液体加圧室１０内の液体に圧力が加えられる。これによって、個別流路３２を通じて、対応する液体吐出口８から液滴が吐出される。すなわち、圧電アクチュエータユニット２１における各液体加圧室１０に対向する部分は、各液体加圧室１０および液体吐出口８に対応する個別の変位素子５０（アクチュエータ）に相当する。つまり、２枚の圧電セラミック層からなる積層体中には、図５に示されているような構造を単位構造とする変位素子５０が液体加圧室１０毎に、液体加圧室１０の直上に位置する振動板２１ａ、共通電極３４、圧電セラミック層２１ｂ、個別電極３５により作り込まれており、圧電アクチュエータユニット２１には変位素子５０が複数含まれている。なお、本実施形態において１回の吐出動作によって液体吐出口８から吐出される液体の量は５〜７ｐＬ（ピコリットル）程度である。

多数の個別電極３５は、個別に電位を制御することができるように、それぞれがＦＰＣ上のコンタクトおよび配線を介して、個別にアクチュエータ制御手段に電気的に接続されている。

本実施形態における圧電アクチュエータユニット２１においては、個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にして圧電セラミック層２１ｂに対してその分極方向に電界を印加すると、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。この時圧電セラミック層２１ｂは、その厚み方向すなわち積層方向に伸長または収縮し、圧電横効果により積層方向と垂直な方向すなわち面方向には収縮または伸長しようとする。一方、残りの圧電セラミック層２１ａは、個別電極３５と共通電極３４とに挟まれた領域を持たない非活性層であるので、自発的に変形しない。つまり、圧電アクチュエータユニット２１は、上側（つまり、液体加圧室１０とは離れた側）の圧電セラミック層２１ｂを、活性部を含む層とし、かつ下側（つまり、液体加圧室１０に近い側）の圧電セラミック層２１ａを非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている
この構成において、電界と分極とが同方向となるように、アクチュエータ制御手段により個別電極３５を共通電極３４に対して正または負の所定電位とすると、圧電セラミック層２１ｂの電極に挟まれた部分（活性部）が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電セラミック層２１ａは電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、圧電セラミック層２１ｂと圧電セラミック層２１ａとの間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電セラミック層２１ｂは液体加圧室１０側へ凸となるように変形（ユニモルフ変形）する。

本実施の形態における実際の駆動手順は、予め個別電極３５を共通電極３４より高い電位（以下高電位と称す）にしておき、吐出要求がある毎に個別電極３５を共通電極３４と一旦同じ電位（以下低電位と称す）とし、その後所定のタイミングで再び高電位とする。これにより、個別電極３５が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層２１ａ、ｂが元の形状に戻り、液体加圧室１０の容積が初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加する。このとき、液体加圧室１０内に負圧が与えられ、液体がマニホールド５側から液体加圧室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極３５を高電位にしたタイミングで、圧電セラミック層２１ａ、ｂが液体加圧室１０側へ凸となるように変形し、液体加圧室１０の容積減少により液体加圧室１０内の圧力が正圧となり液体への圧力が上昇し、液滴が吐出される。つまり、液滴を吐出させるため、高電位を基準とするパルスを含む吐出信号を個別電極３５に供給することになる。このパルス幅は、液体加圧室１０内において圧力波がマニホールド５から液体吐出孔８まで伝播する時間長さであるＡＬ（Acoustic Length）が理想的である。これによると、液体加圧室１０内部が負圧状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が合わさり、より強い圧力で液滴を吐出させることができる。

また、階調印刷においては、液体吐出孔８から連続して吐出される液滴の数、つまり液滴吐出回数で調整される液滴量（体積）で階調表現が行われる。このため、指定された階調表現に対応する回数の液滴吐出を、指定されたドット領域に対応する液体吐出孔８から連続して行なう。一般に、液体吐出を連続して行なう場合は、液滴を吐出させるために供給するパルスとパルスとの間隔をＡＬとすることが好ましい。これにより、先に吐出された液滴を吐出させるときに発生した圧力の残余圧力波と、後に吐出させる液滴を吐出させるときに発生する圧力の圧力波との周期が一致し、これらが重畳して液滴を吐出するための圧力を増幅させることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。

以上のような液体吐出ヘッド２は、例えば、以下のようにして作製する。

ロールコータ法、スリットコーター法などの一般的なテープ成形法により、圧電性セラミック粉末と有機組成物からなるテープの成形を行ない、焼成後に圧電セラミック層２１ａ、２１ｂとなる複数のグリーンシートを作製する。グリーンシートの一部には、その表面に共通電極３４となる電極ペーストを印刷法等により形成する。また、必要に応じてグリーンシートの一部にビアホールを形成し、その内部にビア導体を挿入する。

ついで、各グリーンシートを積層して積層体を作製し、加圧密着を行なう。加圧密着後の積層体を高濃度酸素雰囲気下で焼成し、その後有機金ペーストを用いて焼成体表面に個別電極２５を印刷して、焼成した後、Ａｇペーストを用いて接続電極３６を印刷し、焼成することにより、圧電アクチュエータユニット２１を作製する。

次に、流路部材４を、圧延法等により得られプレート２２〜３１を積層して作製する。プレート２２〜３１に、マニホールド５、個別供給流路６、液体加圧室１０およびディセンダなどとなる孔を、エッチングにより所定の形状に加工する。

これらプレート２２〜３１は、Ｆｅ―Ｃｒ系、Ｆｅ−Ｎｉ系、ＷＣ−ＴｉＣ系の群から選ばれる少なくとも１種の金属によって形成されていることが望ましく、特に液体としてインクを使用する場合にはインクに対する耐食性の優れた材質からなることが望ましため、Ｆｅ−Ｃｒ系がより好ましい。

圧電アクチュエータ２１と流路部材４とは、例えば接着層を介して積層接着することができる。接着層としては、周知のものを使用することができるが、圧電アクチュエータ２１や流路部材４への影響を及ぼさないために、熱硬化温度が１００〜１５０℃のエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂の群から選ばれる少なくとも１種の熱硬化性樹脂系の接着剤を用いるのがよい。このような接着層を用いて熱硬化温度にまで加熱することによって、圧電アクチュエータ２１と流路部材４とを加熱接合することができる。

この後必要に応じて圧電アクチュエータ上２１と外部回路とを電気的に接続するために、接続電極３６にＦＰＣなどの電極を接合し、液体吐出ヘッド２を得る。

本発明の一実施の形態に係る印刷装置であるプリンタの概略構成図である。 図１の液体吐出ヘッドを構成するヘッド本体を示す平面図である。 図２の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図である。 図２の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。 本発明の一実施の形態に係る印刷装置の液体吐出ヘッドと印刷される画素の関係を示した模式図である。 本発明の他の一実施の形態に係る印刷装置の液体吐出ヘッドと印刷される画素の関係を示した模式図である。

符号の説明

１・・・プリンタ
２・・・液体吐出ヘッド
４・・・流路部材
５・・・マニホールド
５ａ・・・副マニホールド
５ｂ・・・開口
６・・・個別供給流路
７ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・液体吐出孔群
８・・・液体吐出孔
９・・・液体加圧室群
１０・・・液体加圧室
１１ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・液体加圧室列
１２・・・しぼり
１５ａ、ｂ、ｃ、ｄ・・・液体吐出孔列
２１・・・圧電アクチュエータユニット
２１ａ・・・圧電セラミック層（振動板）
２１ｂ・・・圧電セラミック層
２２〜３１・・・プレート
３２・・・個別流路
３４・・・共通電極
３５・・・個別電極
３６・・・接続電極
５０・・・変位素子

Claims (4)

1. ｎ個（ｎは２以上の整数）の液体吐出孔からなる液体吐出孔群と、液体を加圧して前記液体吐出孔からそれぞれ液滴を吐出させるｎ個の加圧部とを備え、前記液体吐出孔が２次元的に、一方方向に等間隔ｄで、かつ前記一方方向に垂直な方向に重ならないように配置されている複数の液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッドに対して前記一方方向に垂直な方向に印刷媒体を相対的に搬送する搬送手段と、一つの前記液体吐出ヘッドから吐出される液滴により前記印刷媒体に対して前記一方方向に平行な画素からなる１ラインを形成するように前記加圧部を制御する制御部とを有し、前記複数の前記液体吐出ヘッドは、前記一方方向と垂直な方向に並べられ、互いの位置が、それぞれの備える前記液体吐出孔群が前記一方方向にｄ×ｉ（ｉは１〜ｎ−１のいずれかの整数）ずれるように配置されていることを特徴とする印刷装置。
2. ｎが４以上の整数であり、前記液体吐出孔群は、前記一方方向に１列に並んだ液体吐出孔列を前記一方方向に垂直な方向にｍ行（ｍは２以上で、ｎ／２を超えない整数）備えるとともに、前記液体吐出孔列に含まれる前記液体吐出孔はｄ×ｍの間隔で配置され、複数の前記液体吐出ヘッドの互いの位置が、それぞれの備える前記液体吐出孔群が前記一方方向にｄ×ｊ（ｊは１〜ｎ−１のうちｍの倍数を除くいずれかの整数）ずれるように配置されていることを特徴とする請求項１記載の印刷装置。
3. 請求項１または２記載の印刷装置を用い、前記印刷媒体上に印刷するラインをｋ（ｋは前記液体吐出ヘッドの個数以上の整数）ライン毎に同一の前記液体吐出ヘッドで印刷するように前記液体吐出ヘッドを割り当てることを特徴とする印刷方法。
4. ｋが前記液体吐出ヘッドの個数と同じであることを特徴とする請求項３に記載の印刷方法。

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