JP2010173135A - 液体吐出ヘッドおよびそれを用いた記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】擬似的に高い画素密度で印刷でき、駆動周波数を高くしなくともスループットを高くできる液体吐出ヘッドおよび記録装置を提供する。
【解決手段】一方方向に平行なｎ行（ｎは４以上の整数）の直線上に位置する複数の液体吐出孔を備えた液体吐出ヘッドであって、液体吐出孔は、一方方向に距離Ｄ（ｍ）の等間隔で、かつ一方方向に直交する方向に重ならないように配置されるとともに、液体吐出孔を一方方向に平行な仮想直線に直角に投影したとき、仮想直線上で間に１つの液体吐出孔を置いて隣り合う液体吐出孔の間の一方方向に直交する方向の距離が所定長さＬ（ｍ）の整数倍であり、仮想直線上で隣り合う液体吐出孔の間の一方方向に直交する方向の距離が所定長さＬ（ｍ）の（整数＋１／２）倍である。
【選択図】図７

Description

本発明は、液滴を吐出させる液体吐出ヘッドを用いて画像を印刷する記録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印刷装置が、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印刷装置には、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を備え、ヒータ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）に液体吐出ヘッドを移動させつつ記録を行なうシリアル式、および記録媒体より主走査方向に長い液体吐出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液体吐出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、ライン式の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、マニホールドおよび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したものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この液体吐出ヘッドでは、複数の液体吐出孔にそれぞれ繋がった液体加圧室がマトリックス状に配置され、それを覆うように設けられたアクチュエータユニットの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、主走査方向に６００ｄｐｉかつ副走査方向に６００ｄｐｉ（以下で、Ａ×Ｂｄｐｉは主走査方向にＡｄｐｉ、副走査方向にＢｄｐｉであることを表す）での印刷には適するものの、液体吐出孔が２次元に広がって配置されているため、副走査方向の解像度を低くして、印刷速度、すなわち記録媒体の相対的移動速度だけを速くしても、均質な画像は得られないという問題がある。

例えば図１２（ａ）に示す液体吐出孔の配置を有する液体吐出ヘッドを用いた記録装置においては、図１２（ｂ）に示すように６００×６００ｄｐｉの画像が得られるが、単純に記録媒体の相対的移動速度だけを４倍にしても、吐出される液滴の着弾点は図１１（ｃ）のように均一な分布とはならないため、６００×１５０ｄｐｉの画像とはならず、また６００×３００ｄｐｉ相当の良好な画像ともならない。

これに対して液体吐出ヘッドを駆動する駆動信号の周波数を４倍にすることで対応することも考えられるが、液体吐出ヘッド内での液体を吐出する動作の時間間隔が短くなる場合があるので、その際の吐出動作のクロストークの影響が大きくなり、画像の精度が悪くなるおそれがあるとともに、液体吐出ヘッドの制御回路を高い周波数での制御が可能なものに変えなければならないなどの問題がある。

したがって、本発明の目的は、擬似的に高い画素密度で印刷でき、駆動周波数を高くしなくともスループットを高くできる液体吐出ヘッドおよび記録装置を提供することにある。

本発明の液体吐出ヘッドは、一方方向に平行なｎ行（ｎは４以上の整数）の直線上に位置する複数の液体吐出孔を備えた液体吐出ヘッドであって、前記液体吐出孔は、前記一方方向に距離Ｄ（ｍ）の等間隔で、かつ前記一方方向に直交する方向に重ならないように配置されるとともに、前記液体吐出孔を前記一方方向に平行な仮想直線に直角に投影したとき、前記仮想直線上で間に１つの前記液体吐出孔を置いて隣り合う前記液体吐出孔の間の前記一方方向に直交する方向の距離が所定長さＬ（ｍ）の整数倍であり、前記仮想直線上で隣り合う前記液体吐出孔の間の前記一方方向に直交する方向の距離が前記所定長さＬ（ｍ）の（整数＋１／２）倍であることを特徴とするものである。

また、本発明の液体吐出ヘッドは、一方方向に平行なｎ行（ｎは４以上の整数）の直線上に位置する複数の液体吐出孔を備えた液体吐出ヘッドであって、前記液体吐出孔は、前記一方方向に距離Ｄ（ｍ）の等間隔で、かつ前記一方方向に直交する方向に重ならないように配置されるとともに、前記液体吐出孔を前記一方方向に平行な仮想直線に直角に投影したとき、前記仮想直線上で前記液体吐出孔とその一方側で隣り合う前記液体吐出孔との間の前記一方方向に直交する方向の距離が所定長さＬ（ｍ）の整数倍であり、前記仮想直線上で前記液体吐出孔とその他方側で隣り合う前記液体吐出孔の間の前記一方方向に直交する方向の距離が前記所定長さＬ（ｍ）の（整数＋１／２）倍であることを特徴とするものである。

本発明の記録装置は、前記のいずれかの液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して前記一方方向と直交する方向に速度Ｖ（ｍ／ｓ）で相対的に搬送させる搬送部と、前記液体吐出ヘッドの駆動を制御する制御部とを備えることを特徴とするものである。

また、前記制御部が前記液体吐出ヘッドへ送る駆動信号の周波数がＶ／Ｌ（Ｈｚ）であることが好ましい。

さらに、Ｌ＝２Ｄ、もしくは、Ｌ＝４Ｄであることが好ましい。

本発明の液体吐出ヘッドは、一方方向に平行なｎ行（ｎは４以上の整数）の直線上に位置する複数の液体吐出孔を備えた液体吐出ヘッドであって、前記液体吐出孔は、前記一方方向に距離Ｄ（ｍ）の等間隔で、かつ前記一方方向に直交する方向に重ならないように配置されるとともに、前記液体吐出孔を前記一方方向に平行な仮想直線に直角に投影したとき、前記仮想直線上で間に１つの前記液体吐出孔を置いて隣り合う前記液体吐出孔の間の前記一方方向に直交する方向の距離が所定長さＬ（ｍ）の整数倍であり、前記仮想直線上で隣り合う前記液体吐出孔の間の前記一方方向に直交する方向の距離が前記所定長さＬ（ｍ）の（整数＋１／２）倍であることにより、前記一方方向と垂直な方向に記録媒体を相対的に移動させながら、前記液体吐出孔から液滴を吐出させると、記録媒体上に着弾する液滴の位置が規則的にならび、良好な画像が得られる。

また、本発明の液体吐出ヘッドは、一方方向に平行なｎ行（ｎは４以上の整数）の直線上に位置する複数の液体吐出孔を備えた液体吐出ヘッドであって、前記液体吐出孔は、前記一方方向に距離Ｄ（ｍ）の等間隔で、かつ前記一方方向に直交する方向に重ならないように配置されるとともに、前記液体吐出孔を前記一方方向に平行な仮想直線に直角に投影したとき、前記仮想直線上で前記液体吐出孔とその一方側で隣り合う前記液体吐出孔との間の前記一方方向に直交する方向の距離が所定長さＬ（ｍ）の整数倍であり、前記仮想直線上で前記液体吐出孔とその他方側で隣り合う前記液体吐出孔の間の前記一方方向に直交する方向の距離が前記所定長さＬ（ｍ）の（整数＋１／２）倍であることにより、前記一方方向と垂直な方向に記録媒体を相対的に移動させながら、前記液体吐出孔から液滴を吐出させると、記録媒体上に着弾する液滴の位置が規則的にならび、良好な画像が得られる。

本発明の記録装置は、前記のいずれかの液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して前記一方方向と直交する方向に速度Ｖ（ｍ／ｓ）で相対的に搬送させる搬送部と、前記液体吐出ヘッドの駆動を制御する制御部とを備えることにより、記録媒体上に着弾する液滴の位置が規則的にならび、良好な画像が得られる。

また、前記制御部が前記液体吐出ヘッドへ送る駆動信号の周波数がＶ／Ｌ（Ｈｚ）である場合、前記一方方向に平行な１本の直線上に配置された液体吐出孔を有する液体吐出ヘッドを同じ周波数で駆動するよりも高解像度の画像が得られる。

さらに、Ｄ＝Ｌ／２である場合、着弾位置の間隔が擬似的に主走査方向にＤ（μｍ）であり、副走査方向にＤ（μｍ）である画像が得られる。

またさらに、Ｄ＝Ｌ／４である場合、着弾位置の間隔が擬似的に主走査方向にＤ（μｍ）であり、副走査方向に２×Ｄ（μｍ）である画像が得られる。

本発明の一実施の形態に係る記録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液体吐出ヘッドの液体吐出孔の配置を示した模式図である。 （ａ）は図６に示した液体吐出孔の配置の模式図であり、（ｂ）〜（ｄ）は（ａ）の液体吐出孔の配置の液体吐出ヘッドから吐出されて、それぞれ６００×６００ｄｐｉ、６００×３００ｄｐｉ、６００×３００ｄｐｉ相当で印刷された画素の模式図である。 （ａ）は他の本発明の液体吐出ヘッドの液体吐出孔の配置の模式図であり、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）の液体吐出孔の配置の液体吐出ヘッドから吐出されて、それぞれ６００×６００ｄｐｉ、６００×６００ｄｐｉ相当で印刷された画素の模式図である。 （ａ）は他の本発明の液体吐出ヘッドの液体吐出孔の配置の模式図であり、（ｂ）、（ｃ）は（ａ）の液体吐出孔の配置の液体吐出ヘッドから吐出されて、それぞれ６００×６００ｄｐｉ、６００×６００ｄｐｉ相当で印刷された画素の模式図である。 （ａ）〜（ｄ）は印刷された画素の大きさを示す模式図である。 （ａ）は従来の液体吐出ヘッドの液体吐出孔の配置の模式図であり、（ｂ）〜（ｄ）は（ａ）の液体吐出孔の配置の液体吐出ヘッドから吐出されて、それぞれ６００×６００ｄｐｉ、６００×３００ｄｐｉ、６００×１５０ｄｐｉで印刷された画素の模式図である。 （ａ）は従来の液体吐出ヘッドの液体吐出孔の配置の模式図であり、（ｂ）〜（ｄ）は（ａ）の液体吐出孔の配置の液体吐出ヘッドから吐出されて、それぞれ６００×６００ｄｐｉ、６００×３００ｄｐｉ、６００×３００ｄｐｉ相当で印刷された画素の模式図である。

図１は、本発明の一実施形態による液体吐出ヘッドを含む記録装置であるカラーインクジェットプリンタの概略構成図である。この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）は、４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、印刷用紙Ｐの搬送方向に沿って並べられ、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。

プリンタ１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。

４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つの液体吐出ヘッド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搬送方向に直交する方向であり、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。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。

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。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、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が等しい間隔で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。液体吐出孔８の配置については後で詳述する。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。

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を通じて駆動信号が供給される。駆動信号は、印刷媒体Ｐの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。

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に選択的に所定の駆動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したとき、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部により個別電極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駆動信号を個別電極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。

このようなプリンタ１では、印刷用紙Ｐの搬送速度および駆動信号に周期を調整することにより、解像度が長手方向に６００ｄｐｉ、搬送方向に６００ｄｐｉの画像を記録することができる。例えば、駆動信号を周波数２０ｋＨｚとし搬送速度を０．８３ｍ／秒とすれは、吐出した液滴を印刷用紙Ｐに搬送方向に約４２μｍ毎に着弾させることができ、搬送方向の解像度は６００ｄｐｉとなる。

ここで、以下の説明で使用する液体吐出孔の配置の詳細を表１に示す。表１には一方方向に距離Ｄ毎に配置され、１６個毎（距離１６Ｄ）に繰り返される液体体吐出孔配置を、一番端（各図では左端）の液体吐出孔である液体吐出孔Ｎｏ．１に対する一方方向に直交する方向の距離を、液体吐出孔Ｎｏ．１から順に表にしている。

印刷のスループットを上げるためには、搬送速度を速くし、駆動振動の周波数を高くすれば良い。しかし、駆動振動の周波数をある程度より高くすると、１つの吐出が終わってから次の吐出までの時間が短くなるので、液体の残留振動が大きくなり、吐出特性が変動し良好な画像が記録できなるおそれがある。また、駆動振動の周波数を高くすると、クロストークの影響が大きくなるなどの問題や、制御回路１００を高周波に対応できるものにしなければならないなどの問題が生じる。

そこで、搬送方向の解像度を低くすることにより、駆動周波数を高くしないで、印刷のスループットを上げることが考えられる。例えば、図１１（ａ）に示すような液体吐出孔が一直線上に６００ｄｐｉで配置された液体吐出ヘッドを用いているプリンタであれ、適切な駆動周波数と搬送速度で印刷を行なえば、図１１（ｂ）に示すような６００×６００ｄｐｉの画像が記録できる。そして、駆動周波数を変えずに搬送速度を２倍にすれば、図１１（ｃ）に示すような６００×３００ｄｐｉの画像が記録でき、搬送速度を４倍にすれば、図１１（ｄ）に示すような６００×１５０ｄｐｉの画像が記録できる。

しかし、上述のような液体吐出孔が２次元的に分布しているプリンタでは、着弾位置が液体吐出孔の２次元的分布により制限されるため、単に搬送速度を速くしても良好な画像を得られるとは限らない。また、図１１（ａ）に示すような液体吐出孔が一直線上に６００ｄｐｉで配置された液体吐出ヘッドを用いているプリンタで印刷された、６００×３００ｄｐｉの画像、あるいは６００×１５０ｄｐｉの画像は、画素が規則的な配置に着弾しているため、その点では良好な画像が得られるが、主走査方向と副走査方向で解像度が異なるため、その点では良好な画像ではない。特に６００×１５０ｄｐｉでは、方向により画素の密度が大きく異なるため、人の目で見た場合の画質が良好とは言えなくなる。

図１２（ａ）は、図１２（ｂ）に示すような６００×６００ｄｐｉの印刷が可能な液体吐出孔の一例である本発明の範囲外の液体吐出ヘッドにおける液体吐出孔の配置Ｅである。配置Ｅは一方方向に平行な仮想直線に直角に液体吐出孔を投影した場合、隣接する液体吐出孔の一方方向に直交する方向の距離は全て液体吐出孔の一方方向に配置された距離Ｄ（ｍ）の整数倍になっている。このような配置の場合、印刷用紙を速度Ｖ（ｍ）で移動させ、印刷ヘッドに周波数Ｖ／Ｄ（Ｈｚ）の駆動信号を与えると、一方方向にＤ（ｍ）、一方方向に直交する方向にＤ（ｍ）の間隔の画素が印刷できる。このように印刷したのが、図１２（ｂ）に示す６００×６００ｄｐｉの画像である。

そして、配置Ｅは一方方向に平行な仮想直線に直角に液体吐出孔を投影した場合、隣接する液体吐出孔の一方方向に直交する方向の距離は全て液体吐出孔の一方方向に配置された距離２Ｄ（ｍ）の整数倍にもなっている。このような配置の場合、印刷用紙を速度２Ｖ（ｍ／ｓ）で移動させ、印刷ヘッドに周波数Ｖ／Ｄ（Ｈｚ）の駆動信号を与えると、一方方向にＤ（ｍ）、一方方向に直交する方向に２Ｄ（ｍ）の間隔の画素が印刷できる。このように搬送速度を２倍にして印刷したのが、図１２（ｃ）に示す６００×３００ｄｐｉの画像である。しかし、搬送速度を４倍にした場合は、図１２（ｄ）のように画素の分布の周期が大きくなり、人の目で見た場合の画質が良好とは言えなくなる。

本願の液体吐出ヘッドの液体吐出孔の配置の一例である配置Ａを図６、図７（ａ）に示す。配置Ａは、液体吐出孔が一方方向に平行な１６行の直線上（仮想直線Ｌ１、Ｌ２のみを示す）に配置され、液体吐出孔の一方方向の間隔は距離Ｄ（ｍ）の等間隔となっており、かつ液体吐出孔は一方方向に直交する方向に重ならないように配置されるとともに、液体吐出孔を前記一方方向に平行な仮想直線Ｌに直角に投影したとき、仮想直線Ｌ上で間に１つの液体吐出孔を置いて隣り合う液体吐出孔の間の一方方向に直交する方向の距離が長さ４Ｄ（ｍ）の整数倍となっており、仮想直線Ｌ上で隣り合う液体吐出孔の間の一方方向に直交する方向の距離が長さ４Ｄ（ｍ）の（整数＋１／２）倍となっている。

これは、配置Ａは一方方向に平行な仮想直線Ｌに直角に液体吐出孔を投影した場合、隣接する液体吐出孔の一方方向に直交する方向の距離は全て液体吐出孔の一方方向に配置された距離Ｄ（ｍ）の整数倍になっているということでもある。

これは具体的には次のような配置であるということである。図６の左から３番目の液体吐出孔Ｎｏ．３の液体吐出孔を中心に考えると、左側に１つの液体吐出孔を置いて隣り合う液体吐出孔Ｎｏ．１との一方方向に直交する方向の距離は７２Ｄ（表１より７２Ｄ−０Ｄ）であるので、４Ｄの整数倍となっており、右側に１つの液体吐出孔を置いて隣り合う液体吐出孔Ｎｏ．５との一方方向に直交する方向の距離は１２Ｄ（表１より７２Ｄ−６０Ｄ）であるので、４Ｄの整数倍となっており、左隣の液体吐出孔Ｎｏ．２との一方方向に直交する方向の距離は７０Ｄ（表１より１４２Ｄ−７０Ｄ）であるので、４Ｄの（整数＋１／２）倍となっており、右隣の液体吐出孔Ｎｏ．４との一方方向に直交する方向の距離は１４２Ｄ（表１より２１４Ｄ−７２Ｄ）であるので、４Ｄの（整数＋１／２）倍となっている。

このような配置の場合、印刷用紙を速度Ｖ（ｍ）で移動させ、印刷ヘッドに周波数Ｖ／Ｄ（Ｈｚ）の駆動信号を与えると、一方方向にＤ（ｍ）、一方方向に直交する方向にＤ（ｍ）の間隔の画素が印刷できる。このように印刷したのが、図７（ｂ）に示す６００×６００ｄｐｉの画像である。

また、配置Ａは一方方向に平行な仮想直線に直角に液体吐出孔を投影した場合、隣接する液体吐出孔の一方方向に直交する方向の距離は全て２Ｄ（ｍ）の整数倍にもなっている。このような配置の場合、印刷用紙を速度２Ｖ（ｍ／ｓ）で移動させ、印刷ヘッドに周波数Ｖ／Ｄ（Ｈｚ）の駆動信号を与えると、一方方向にＤ（ｍ）、一方方向に直交する方向に２Ｄ（ｍ）の間隔の画素が印刷できる。このように搬送速度を２倍にして印刷したのが、図７（ｃ）に示す６００×３００ｄｐｉの画像である。

またさらに、配置Ａは一方方向に平行な仮想直線に直角に液体吐出孔を投影した場合、仮想直線上で間に１つ記液体吐出孔を置いて隣り合う液体吐出孔の間の一方方向に直交する方向の距離が４Ｄ（ｍ）の整数倍となっており、仮想直線Ｌ上で隣り合う前記液体吐出孔の間の一方方向に直交する方向の距離が４Ｄ（ｍ）の（整数＋１／２）倍となっている。このような配置の場合、印刷用紙を速度４Ｖ（ｍ／ｓ）で移動させ、印刷ヘッドに周波数Ｖ／Ｄ（Ｈｚ）の駆動信号を与えると、図７（ｄ）に示すような、一方方向に擬似的にＤ（ｍ）、一方方向に直交する方向に擬似的に２Ｄ（ｍ）の間隔の画素が印刷できる。これは、液体吐出孔が２次元的に配置されているための、一方方向に直交する方向の着弾位置のずれが、着弾位置において隣接する４つの画素の中央に着弾する量と同じになっているためである。このようにすることにより、駆動周波数を上げずに４倍のスループットが得られるとともに、得られる画像は、一方方向とそれに直交する方向との差が少ない、擬似的な６００×３００ｄｐｉの画像となり、人の目に良好に見える画像が得られる。

この場合画像データは元の画像の６００×６００ｄｐｉのデータの該当位置のデータを使用すればよい。また元画像が３００×３００ｄｐｉであれば、元データにない位置については、隣接する画像データから算術平均などによって計算しても良い。また、この場合の着弾後の画素の配置は図１０（ｃ）（ｄ）に示したようになる。なお、格子は６００×６００ｄｐｉである。画素の大きさを６００×６００ｄｐｉの場合と同じにすると画素が形成されない部分が増えるため、印刷する画素の最大直径を、６００×６００ｄｐｉ印刷時の画素の最大直径の２倍、すなわち３００×３００ｄｐｉの１つの格子に内接する画素の大きさにするのが好ましい。

なお、上述の関係は一般的に、仮想直線Ｌ上で間に１つの液体吐出孔を置いて隣り合う液体吐出孔の間の一方方向に直交する方向の距離が所定長さＬ（ｍ）の整数倍となっており、仮想直線Ｌ上で隣り合う液体吐出孔の間の一方方向に直交する方向の距離が所定長さＬ（ｍ）の（整数＋１／２）倍となっている液体吐出孔の配置では、搬送速度Ｖ（ｍ／ｓとし、周波数がＶ／Ｌ（Ｈｚ）の駆動信号で駆動すれは、擬似的に一方方向の画素の間隔がＤ（ｍ）、一方方向に直交する方向の画素の間隔がＬ／２（ｍ）の画像が得られる。

表１に示した配置Ｂも配置Ａと同様の特徴を持ち、同様の効果の得られる配置である。

本願の液体吐出ヘッドの液体吐出孔の配置の一例である配置Ｃを図８（ａ）に示す。配置Ｃは、液体吐出孔が一方方向に平行な１６行の直線上（仮想直線Ｌ１のみを示す）に配置され、液体吐出孔の一方方向の間隔は距離Ｄ（ｍ）の等間隔となっており、かつ液体吐出孔は一方方向に直交する方向に重ならないように配置されるとともに、液体吐出孔を前記一方方向に平行な仮想直線に直角に投影したとき、仮想直線上で間に１つ記液体吐出孔を置いて隣り合う液体吐出孔の間の一方方向に直交する方向の距離が２Ｄ（ｍ）の整数倍となっており、仮想直線Ｌ上で隣り合う前記液体吐出孔の間の一方方向に直交する方向の距離が２Ｄ（ｍ）の（整数＋１／２）倍となっている。

これは、配置Ｃは一方方向に平行な仮想直線Ｌに直角に液体吐出孔を投影した場合、隣接する液体吐出孔の一方方向に直交する方向の距離は全て液体吐出孔の一方方向に配置された距離Ｄ（ｍ）の整数倍になっているということでもある。このような配置の場合、印刷用紙を速度Ｖ（ｍ）で移動させ、印刷ヘッドに周波数Ｖ／Ｄ（Ｈｚ）の駆動信号を与えると、一方方向にＤ（ｍ）、一方方向に直交する方向にＤ（ｍ）の間隔の画素が印刷できる。このように印刷したのが、図８（ｂ）に示す６００×６００ｄｐｉの画像である。

また、配置Ｃは一方方向に平行な仮想直線に直角に液体吐出孔を投影した場合、仮想直線上で間に１つ記液体吐出孔を置いて隣り合う液体吐出孔の間の一方方向に直交する方向の距離が２Ｄ（ｍ）の整数倍となっており、仮想直線上で隣り合う前記液体吐出孔の間の一方方向に直交する方向の距離が２Ｄ（ｍ）の（整数＋１／２）倍となっている。このような配置の場合、印刷用紙を速度２Ｖ（ｍ／ｓ）で移動させ、印刷ヘッドに周波数Ｖ／Ｄ（Ｈｚ）の駆動信号を与えると、図８（ｃ）に示すような、一方方向に擬似的にＤ（ｍ）、一方方向に直交する方向に擬似的にＤ（ｍ）の間隔の画素が印刷できる。これは、液体吐出孔が２次元的に配置されているための、一方方向に直交する方向の着弾位置のずれが、着弾位置において隣接する４つの画素の中央に着弾する量と同じになっているためである。このようにすることにより、駆動周波数を上げずに２倍のスループットが得られるとともに、得られる画像は、一方方向とそれに直交する方向の画素配置が同じで、擬似的な６００×６００ｄｐｉの画像となり、人の目に良好に見える画像が得られる。

この場合画像データは元の画像の６００×６００ｄｐｉのデータの該当位置のデータを使用すればよい。また元画像が３００×３００ｄｐｉであれば、元データにない位置については、隣接する画像データから算術平均などによって計算しても良い。また、この場合の着弾後の画素の配置は図１０（ａ）（ｂ）に示したようになる。なお、格子は６００×６００ｄｐｉである。画素の大きさを６００×６００ｄｐｉの場合と同じにすると画素が形成されない部分が増えるため、印刷する画素の最大直径を、６００×６００ｄｐｉ印刷時の画素の最大直径の２の平方根倍、すなわち４５０×４５０ｄｐｉの１つの格子に内接する画素の大きさにするのが好ましい。

本願の液体吐出ヘッドの液体吐出孔の配置の一例である配置Ｄを図９（ａ）に示す。配置Ｄは、液体吐出孔が一方方向に平行な１６行の直線上（仮想直線Ｌ１のみを示す）に配置され、液体吐出孔の一方方向の間隔は距離Ｄ（ｍ）の等間隔となっており、かつ液体吐出孔は一方方向に直交する方向に重ならないように配置されるとともに、液体吐出孔を前記一方方向に平行な仮想直線に直角に投影したとき、仮想直線上で１つの液体吐出孔とその一方側で隣り合う液体吐出孔との間の一方方向に直交する方向の距離が２Ｄ（ｍ）の整数倍であり、仮想直線上でその１つの液体吐出孔とその他方側で隣り合う液体吐出孔の間の一方方向に直交する方向の距離が２Ｄ（ｍ）の（整数＋１／２）倍となっている。

これは具体的には次のような配置であるということである。図９（ａ）の左から２番目の液体吐出孔Ｎｏ．２の液体吐出孔を中心に考えると、左隣の液体吐出孔Ｎｏ．１との一方方向に直交する方向の距離は１４２Ｄであるので、２Ｄの整数倍となっており、右隣の液体吐出孔Ｎｏ．３との一方方向に直交する方向の距離は７１Ｄ（表１より１４２Ｄ−７１Ｄ）であるので、２Ｄの（整数＋１／２）倍となっているということである。言い換えれば、仮想直線状で隣接する液体吐出孔間の一方方向に直交する方向の距離は、２Ｄの整数倍の値と、２Ｄの（整数＋１／２）倍の値とを交互にとるということである。

これは、配置Ｄは一方方向に平行な仮想直線Ｌに直角に液体吐出孔を投影した場合、隣接する液体吐出孔の一方方向に直交する方向の距離は全て液体吐出孔の一方方向に配置された距離Ｄ（ｍ）の整数倍になっているということでもある。このような配置の場合、印刷用紙を速度Ｖ（ｍ）で移動させ、印刷ヘッドに周波数Ｖ／Ｄ（Ｈｚ）の駆動信号を与えると、一方方向にＤ（ｍ）、一方方向に直交する方向にＤ（ｍ）の間隔の画素が印刷できる。このように印刷したのが、図９（ｂ）に示す６００×６００ｄｐｉの画像である。

また、配置Ｄは一方方向に平行な仮想直線に直角に液体吐出孔を投影した場合、仮想直線上で１つの液体吐出孔とその一方側で隣り合う液体吐出孔との間の一方方向に直交する方向の距離が２Ｄ（ｍ）の整数倍であり、仮想直線上でその１つの液体吐出孔とその他方側で隣り合う液体吐出孔の間の一方方向に直交する方向の距離が２Ｄ（ｍ）の（整数＋１／２）倍となっている。このような配置の場合、印刷用紙を速度２Ｖ（ｍ／ｓ）で移動させ、印刷ヘッドに周波数Ｖ／Ｄ（Ｈｚ）の駆動信号を与えると、図９（ｃ）に示すような、一方方向に擬似的にＤ（ｍ）、一方方向に直交する方向に擬似的にＤ（ｍ）の間隔の画素が印刷できる。これは、液体吐出孔が２次元的に配置されているための、一方方向に直交する方向の着弾位置のずれが、着弾位置において隣接する画素に対して規則的な配置に着弾する量と同じになっているためである。このようにすることにより、駆動周波数を上げずに２倍のスループットが得られるとともに、得られる画像は、一方方向とそれに直交する方向の画素配置が規則的で近く、擬似的な６００×６００ｄｐｉの画像となり、人の目に良好に見える画像が得られる。

この場合画像データは元の画像の６００×６００ｄｐｉのデータの該当位置のデータを使用すればよい。また元画像が３００×３００ｄｐｉであれば、元データにない位置については、隣接する画像データから算術平均などによって計算しても良い。

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。例えば、液体吐出孔の列の数は４以上であれば、いくつでもかまわない。

なお、液体吐出孔の列の数を４以上とするのは、クロストークを抑制するために、仮想直線上に垂直に投影した場合に隣接する液体吐出孔から同時に吐出しないようにするためには列の数が４以上必要だからである。

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ユニット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ユニット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ユニット２１と流路部材４とを加熱接合し、液体吐出ヘッド２を得ることができる。

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
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 (6)

1. 一方方向に平行なｎ行（ｎは４以上の整数）の直線上に位置する複数の液体吐出孔を備えた液体吐出ヘッドであって、前記液体吐出孔は、前記一方方向に距離Ｄ（ｍ）の等間隔で、かつ前記一方方向に直交する方向に重ならないように配置されるとともに、前記液体吐出孔を前記一方方向に平行な仮想直線に直角に投影したとき、前記仮想直線上で間に１つの前記液体吐出孔を置いて隣り合う前記液体吐出孔の間の前記一方方向に直交する方向の距離が所定長さＬ（ｍ）の整数倍であり、前記仮想直線上で隣り合う前記液体吐出孔の間の前記一方方向に直交する方向の距離が前記所定長さＬ（ｍ）の（整数＋１／２）倍であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 一方方向に平行なｎ行（ｎは４以上の整数）の直線上に位置する複数の液体吐出孔を備えた液体吐出ヘッドであって、前記液体吐出孔は、前記一方方向に距離Ｄ（ｍ）の等間隔で、かつ前記一方方向に直交する方向に重ならないように配置されるとともに、前記液体吐出孔を前記一方方向に平行な仮想直線に直角に投影したとき、前記仮想直線上で前記液体吐出孔とその一方側で隣り合う前記液体吐出孔との間の前記一方方向に直交する方向の距離が所定長さＬ（ｍ）の整数倍であり、前記仮想直線上で前記液体吐出孔とその他方側で隣り合う前記液体吐出孔の間の前記一方方向に直交する方向の距離が前記所定長さＬ（ｍ）の（整数＋１／２）倍であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
3. 請求項１または２記載の液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して前記一方方向と直交する方向に速度Ｖ（ｍ／ｓ）で相対的に搬送させる搬送部と、前記液体吐出ヘッドの駆動を制御する制御部とを備えることを特徴とする記録装置。
4. 前記制御部が前記液体吐出ヘッドへ送る駆動信号の周波数がＶ／Ｌ（Ｈｚ）であることを特徴とする請求項５記載の記録装置。
5. Ｄ＝Ｌ／２であることを特徴とする請求項４記載の記録装置。
6. Ｄ＝Ｌ／４であることを特徴とする請求項４記載の記録装置。

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