JP2011173358A - 液体吐出ヘッドおよびそれを用いた記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】凸面上を搬送されている印刷対象に対して精度良く印刷可能な液体吐出ヘッドおよびそれを用いた記録装置を提供する。
【解決手段】液滴を吐出する複数の液体吐出孔が開口している液体吐出孔開口平面を有する液体吐出ヘッドであって、前記複数の液体吐出孔は、互いに平行な3列以上の直線状の液体吐出孔列を構成しているとともに、一方方向に等間隔で、かつ前記一方方向に直交する方向に見て重ならないように配置されており、前記液体吐出孔列のうち液滴の吐出速度が最も遅い前記液体吐出孔列から一番端の前記液体吐出孔列に向かって液滴の吐出速度が順次速くなっている液体吐出ヘッド。
【選択図】図7
【解決手段】液滴を吐出する複数の液体吐出孔が開口している液体吐出孔開口平面を有する液体吐出ヘッドであって、前記複数の液体吐出孔は、互いに平行な3列以上の直線状の液体吐出孔列を構成しているとともに、一方方向に等間隔で、かつ前記一方方向に直交する方向に見て重ならないように配置されており、前記液体吐出孔列のうち液滴の吐出速度が最も遅い前記液体吐出孔列から一番端の前記液体吐出孔列に向かって液滴の吐出速度が順次速くなっている液体吐出ヘッド。
【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およびそれを用いた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。
そこで一方方向の長い液体吐出ヘッドを、マニホールド(共通流路)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。
しかしながら、特許文献1に記載の液体吐出ヘッドを用いて、曲面に上にある印刷対象、例えば、円筒形のドラム上に搬送されている紙、に印刷を使用しようとすると、液体吐出孔の液体吐出ヘッドの短手方向の位置によって、印刷対象までの飛翔距離が異なることになり、精度良く印刷できないという問題があった。
したがって、本発明の目的は、凸面上を搬送されている印刷対象に対して精度良く印刷可能な液体吐出ヘッドおよびそれを用いた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、液滴を吐出する複数の液体吐出孔が開口している液体吐出孔開口平面を有する液体吐出ヘッドであって、前記複数の液体吐出孔は、互いに平行な3列以上の直線状の液体吐出孔列を構成しているとともに、一方方向に等間隔で、かつ前記一方方向に直交する方向に見て重ならないように配置されており、前記液体吐出孔列のうち液滴の吐出速度が最も遅い前記液体吐出孔列から、一番端の前記液体吐出孔列に向かって、液滴の吐出速度が順次速くなっていることを特徴とする。
なおここで、一番端の前記液体吐出孔列に向かって液滴の吐出速度が順次速くなっているとは、吐出速度が最も遅い前記液体吐出孔列が一方の一番端の前記液体吐出孔列であった場合は、他方の一番端の前記液体吐出孔列に向かって液滴の吐出速度が順次速くなっているということであり、吐出速度が最も遅い前記液体吐出孔列が一番端の前記液体吐出孔列ではない場合は、その液体吐出孔列から、両方の端の前記液体吐出孔列に向かって液滴の吐出速度が順次速くなっていくということである。
また、前記液体吐出孔列のうち液滴の吐出速度が最も遅い前記液体吐出孔列から、一番端の前記液体吐出孔列に向かって、距離に比例して吐出速度が増加していることが好ましい。
さらに、液滴の吐出速度が最も遅い前記液体吐出孔列が、前記液体吐出孔列のうちの中央の前記液体吐出孔列であることが好ましい。
またさらに、前記中央の前記液体吐出孔列に対して、一方の端の前記液体吐出孔列までの吐出速度の増加する割合が、他方の端の前記液体吐出孔列までの吐出速度の増加する割合よりも大きいことが好ましい。
さらにまた、前記液体吐出ヘッドが、前記複数の液体吐出孔にそれぞれ繋がっている複数の液体加圧室と、該複数の液体加圧室をそれぞれ加圧する複数の圧電変位素子と、該複数の圧電変位素子を駆動する駆動信号を送る制御部とを有する液体吐出ヘッドであって、前記制御部は、前記液体吐出孔列のうち液滴の吐出速度が最も遅い前記液体吐出孔列に繋がっている前記液体加圧室を加圧する前記圧電変位素子から一番端の前記液体吐出孔列に繋がっている前記液体加圧室を加圧する前記圧電変位素子に向かって、送る駆動信号の電圧を順次高く制御することが好ましい。
また、本発明の記録装置は、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を凸面状の搬送面に沿って前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部とを備えていることを特徴とする。
また、本発明の記録装置は、液滴を吐出する複数の液体吐出孔が開口している液体吐出孔開口平面を有する液体吐出ヘッドと、記録媒体を凸面状の搬送面に沿って前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドおよび前記搬送部を制御する制御部とを備えている記録装置であって、前記複数の液体吐出孔は、互いに平行で、前記記録媒体の搬送方向に対して直交する3列以上の直線状の液体吐出孔列を構成しているとともに、一方方向に等間隔で、かつ前記一方方向に直交する方向に見て重ならないように配置されており、前記制御部は、前記液体吐出孔開口平面から前記搬送面上の着弾点までの距離が長い前記液体吐出孔列からの吐出速度を、前記液体吐出孔開口平面から前記搬送面上の着弾点までの距離が短い前記液体吐出孔列からの吐出速度よりも速くすることを特徴と
する。
する。
また、本発明の記録装置は、液滴を吐出する複数の液体吐出孔が開口している液体吐出孔開口平面を有する液体吐出ヘッドと、記録媒体を凸面状の搬送面に沿って前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドおよび前記搬送部を制御する制御部とを備えている記録装置であって、前記複数の液体吐出孔は、互いに平行で、前記記録媒体の搬送方向に対して直交する3列以上の直線状の液体吐出孔列を構成しているとともに、一方方向に等間隔で、かつ前記一方方向に直交する方向に見て重ならないように配置されており、前記制御部は、前記液体吐出孔開口平面から前記搬送面上の着弾点までの距離が短い前記液体吐出孔列からの吐出速度に対して、前記液体吐出孔開口平面から前記搬送面上の着弾点までの距離が長い前記液体吐出孔列からの吐出速度を、距離が長い分速くするとともに、前記液体吐出孔開口平面上で前記記録媒体が搬送されてくる側の前記液体吐出孔列からの吐出速度に対して、前記記録媒体が搬送されていく側の前記液体吐出孔列からの吐出速度を、前記液体吐出孔開口平面上の前記液体吐出孔列の間の長さよりも、着弾点間の凸面状の搬送面に沿った長さが長くなる分遅くすることを特徴とする。
本発明の液体吐出ヘッドによれば、液滴を吐出する複数の液体吐出孔が開口している液体吐出孔開口平面を有する液体吐出ヘッドであって、前記複数の液体吐出孔は、互いに平行な3列以上の直線状の液体吐出孔列を構成しているとともに、一方方向に見て等間隔で、かつ前記一方方向に直交する方向に見て重ならないように配置されており、前記液体吐出孔列のうち液滴の吐出速度が最も遅い前記液体吐出孔列から一番端の前記液体吐出孔列に向かって液滴の吐出速度が順次速くなっていることにより、液体吐出ヘッドの側に凸になっている凸面状の記録媒体に対して液滴を吐出する際に、吐出速度が最も遅い前記液体吐出孔列を、前記液体吐出孔開口平面から記録媒体までの距離が最も近くなるように液体吐出ヘッドを配置することにより、記録媒体への液滴の着弾精度が向上する。
また、前記液体吐出孔列のうち液滴の吐出速度が最も遅い前記液体吐出孔列から、一番端の前記液体吐出孔列に向かって、距離に比例して吐出速度が増加している場合、凸面が直径の大きな円筒の側面などであれば、記録媒体への液滴の着弾精度がより向上する。
さらに、液滴の吐出速度が最も遅い前記液体吐出孔列が、前記液体吐出孔列のうちの中央の前記液体吐出孔列である場合、記録媒体への液滴の着弾精度がより向上させるために変化させる液滴の吐出速度の変化量を少なくできる。
またさらに、前記中央の前記液体吐出孔列に対して、一方の端の前記液体吐出孔列までの吐出速度の増加する割合が、他方の端の前記液体吐出孔列までの吐出速度の増加する割合よりも大きい場合、増加する割合の大きい側を、記録媒体が送られてくる側にして使用することで、記録媒体への液滴の着弾精度がより向上する。
さらにまた、前記液体吐出ヘッドが、前記複数の液体吐出孔にそれぞれ繋がっている複数の液体加圧室と、該複数の液体加圧室をそれぞれ加圧する複数の圧電変位素子と、該複数の圧電変位素子を駆動する駆動信号を送る制御部とを有する液体吐出ヘッドであって、前記制御部は、前記液体吐出孔列のうち液滴の吐出速度が最も遅い前記液体吐出孔列に繋がっている前記液体加圧室を加圧する前記圧電変位素子から一番端の前記液体吐出孔列に繋がっている前記液体加圧室を加圧する前記圧電変位素子に向かって、送る駆動信号の電圧を順次高く制御する場合、容易に吐出速度の調整ができる。
また、本発明の記録装置は、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を凸面状の搬送面に沿って前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部とを備えていることにより、印刷により良
好な画像が得られる。
好な画像が得られる。
また、本発明の記録装置は、液滴を吐出する複数の液体吐出孔が開口している液体吐出孔開口平面を有する液体吐出ヘッドと、記録媒体を凸面状の搬送面に沿って前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドおよび前記搬送部を制御する制御部とを備えている記録装置であって、前記複数の液体吐出孔は、互いに平行で、前記記録媒体の搬送方向に対して直交する3列以上の直線状の液体吐出孔列を構成しているとともに、2次元的に、一方方向に等間隔で、かつ前記一方方向に直交する方向に見て重ならないように配置されており、前記制御部は、前記液体吐出孔開口平面から前記搬送面上の着弾点までの距離が長い前記液体吐出孔列からの吐出速度を、前記液体吐出孔開口平面から前記搬送面上の着弾点までの距離が短い前記液体吐出孔列からの吐出速度よりも速くすることにより、記録媒体への液滴の着弾精度が向上する。
また、本発明の記録装置は、液滴を吐出する複数の液体吐出孔が開口している液体吐出孔開口平面を有する液体吐出ヘッドと、記録媒体を凸面状の搬送面に沿って前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドおよび前記搬送部を制御する制御部とを備えている記録装置であって、前記複数の液体吐出孔は、互いに平行で、前記記録媒体の搬送方向に対して直交する3列以上の直線状の液体吐出孔列を構成しているとともに、2次元的に、一方方向に等間隔で、かつ前記一方方向に直交する方向に見て重ならないように配置されており、前記制御部は、前記液体吐出孔開口平面から前記搬送面上の着弾点までの距離が短い前記液体吐出孔列からの吐出速度に対して、前記液体吐出孔開口平面から前記搬送面上の着弾点までの距離が長い前記液体吐出孔列からの吐出速度を、距離が長い分速くするとともに、前記液体吐出孔開口平面上で前記記録媒体が搬送されてくる側の前記液体吐出孔列からの吐出速度に対して、前記記録媒体が搬送されていく側の前記液体吐出孔列からの吐出速度を、前記液体吐出孔開口平面上の前記液体吐出孔列の間の長さよりも、着弾点間の凸面状の搬送面に沿った長さが長くなる分遅くすることにより、記録媒体への液滴の着弾精度が向上する。を特徴とする。
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、紙などの記録媒体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。この長い方向を長手方向と呼ぶことがある。
プリンタ1には、記録媒体Pはローラ81a、bの間を通った後、円筒形のドラム80
に沿って搬送され、ローラ82a、bの間を通り、ドラム80を搬送されている間に、液体吐出ヘッド2により印刷をされる。なお、ここでは凸面状の搬送面として円筒形であるドラム80を例示しているが、凸面状の搬送面は液体吐出ヘッド2の方に凸である搬送面であれば他の形状のものでもかまわない。また、プリンタ1には、液体吐出ヘッド2やドラムなどのプリンタ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。
に沿って搬送され、ローラ82a、bの間を通り、ドラム80を搬送されている間に、液体吐出ヘッド2により印刷をされる。なお、ここでは凸面状の搬送面として円筒形であるドラム80を例示しているが、凸面状の搬送面は液体吐出ヘッド2の方に凸である搬送面であれば他の形状のものでもかまわない。また、プリンタ1には、液体吐出ヘッド2やドラムなどのプリンタ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。
4つの液体吐出ヘッド2は、記録媒体P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が設けられている液体吐出孔開口平面4aとなっている(図4および5参照)。
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(記録媒体Pと平行で記録媒体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の下面とドラム80の搬送面との間にわずかな隙間をおいて配置されている。
ドラム80によって搬送された記録媒体Pは、液体吐出ヘッド2とドラム80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から記録媒体Pの上面に向けて液滴が吐出される。これによって、記録媒体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。
次に本発明の液体吐出ヘッド2について説明する。液体吐出ヘッド2は液体吐出ヘッド本体13と筐体とを含んでいる。筐体は金属製であり、一部に駆動信号が伝達される信号ケーブルが通る孔が開口している。孔は制御部100と繋がる駆動信号が伝達される信号ケーブルが通っており、樹脂製のふたなどで塞がれる。液体吐出ヘッド本体13には外部からチューブなどで液体が供給される。
また、制御部100から信号ケーブルを介して送られた駆動信号はドライバICで処理され、処理後の駆動信号は信号伝達部を通じて、後述の圧電アクチュエータユニット21の液体吐出素子50を駆動し、流路部材4内部の液体を加圧することにより、液滴が吐出される。信号伝達部92は、例えば、フレキシブルフラットケーブルである。
次に本発明の液体吐出ヘッドを構成する流路部材4について説明する。図2は、液体吐出ヘッド本体13のうち流路部材4および圧電アクチュエータ21を示す平面図である。図3は、図2の一点鎖線で囲まれた領域の拡大平面図であり、液体吐出ヘッド本体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、加圧部を含む圧電アクチュエータユニット21および第2の流路部材40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。
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ということがあり、開口5bから副マニホールド5aまでのマニホールド5を液体供給路5cということがある)。開口5bに繋がる液体供給路5c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。すなわち、副マニホールド5aの両端は、液体供給路5cに繋がっている。
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。
つまり、流路部材4の長手方向に平行な仮想直線に対して直交するように液体吐出孔8
を投影すると、図3に示した仮想直線のRの範囲に、各副マニホールド5a繋がっている4つの液体吐出孔8、つまり全部で16個の液体吐出孔8が600dpiの等間隔になっている。また、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。
を投影すると、図3に示した仮想直線のRの範囲に、各副マニホールド5a繋がっている4つの液体吐出孔8、つまり全部で16個の液体吐出孔8が600dpiの等間隔になっている。また、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。
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8は、1つの群として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15a〜dに沿って等間隔に配列されている。
液体吐出ヘッド本体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27〜29に形成されている。なお、副マニホールド5aの位置によっては、マニホールドプレート29には孔が形成されていない部分があり、これにより、副マニホールド5aの断面積が変えられている。
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。
第2の流路部材40も、流路部材4と同様には圧延法等により得られプレート40a〜40eに、エッチングにより所定の形状に加工されて、空気室46の上にダンパ45を貼り付けた後、積層接着され、液体流路41、空気室46および圧電アクチュエータが収納される凹部47が設けられる。プレート40dは形状が複雑なので、研削加工を行なっても良い。また、流路部材4の流路に要求される精度は流路部材4の流路に要求される精度より低いため、各プレートをそれぞれ、あるいは第2の流路部材40全体をプラスチックの射出成形などで作製してもよい。
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銀−パラジウムからなり、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、信号伝達部92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から信号伝達部92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、信号伝達部92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圧電アクチュエータである変位素子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には加圧部である変位素子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、それぞれが信号伝達部92および配線を介して、個別に制御部100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、制御部100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より高い電位とする第1の電圧V1V(ボルト、以下で省略することがある)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とを一旦、第1の電圧V1よりも低い第2の電圧を加えて低電位、例えば同じ電位にし、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。
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。なお、この場合後から吐出される液滴の速度が速くなると考えられるが、その方が複数の液滴の着弾点が近くなり好ましい。
また、上述のような駆動信号を与えた後、個別流路32内の液体に残っている残留振動を少なくするようにキャンセル信号を加えてもよい。
以上のような液体吐出ヘッド2を用いて、ドラム80のような液体吐出ヘッド2の側に凸な曲面上に搬送される記録媒体Pに印刷する際に、平面状の記録媒体と同様に印刷すると、印刷の精度が劣化する。説明を簡単にするため、図6に示す液体吐出孔108の配置の液体吐出ヘッドで説明をする。液体吐出孔108は、液体吐出孔開口平面104aに開口しており、2次元的な広がりを持つとともに一方方向に長い配置をしている。液体吐出孔108は4つの液体吐出孔列である直線L1〜L4上に並んでいる。直線L1〜L4上の間隔は等しくなっており、直線L1〜L4の間隔はp(mm、以下で単位を省略することがある)で、等しくなっているが、これらは必ずしも必要ではない。液体吐出孔108は長手方向に等間隔d(mm、以下で単位を省略することがある)で並んでおり、これにより液体吐出孔108全体で、等間隔dで印刷することが可能になる。この際、各直線上の液体吐出孔108から吐出される液滴の吐出速度は製造上のバラツキの範囲内で同じ吐出速度にされる。なお、以下で、直線上の液体吐出孔108から吐出される液滴の平均吐出速度を単に吐出速度ということがある。また、場合により飛翔速度と言う場合もあるが、吐出速度とおなじものである。
このような液体吐出ヘッドを使用して、平面状の記録媒体P1に印刷する過程を、図7(a−1)から(a−4)で説明する。ここでは、長手方向に平行な幅1画素の線を印刷する。図中の矢印は記録媒体P1の搬送方向である。またHa(mm、以下で単位を省略することがある)は、液体吐出孔開口平面104aと記録媒体P1の距離であり、L1〜L4で全て同じである。ここでの距離は、液滴の飛翔距離であり、ここでは液滴が液体吐出孔開口平面104aに直交する方向に吐出されるため、液滴が液体吐出孔開口平面104aから直行する方向に記録媒体体P1に到達するまでの距離である。飛翔方向が直交する方向でない場合、その方向に向かって記録媒体体P1に到達するまでの距離である。飛翔方向は液体吐出孔108に繋がっているノズルの方向になる。
図7(a−1)では、記録媒体P1が所定の位置に搬送されてきたため、直線L1上の液体吐出孔108から液滴Da1が吐出されている。液滴Aは、液体吐出孔開口平面104aに直交する方向に飛翔する。液体吐出孔108に繋がるノズルの方向である。
図7(a−2)では、直線L2上の液体吐出孔108から液滴Da2が、直線L3上の液体吐出孔108から液滴Da3が、直線L4上の液体吐出孔108から液滴Da4が順次吐出されて、飛翔している。そして、液滴Aは記録媒体P1に着弾している。
図7(a−3)では、液滴Da2が記録媒体P1の液滴Da1が着弾した直線上に着弾している。図では液滴Da1と液滴Da2とは重なっているが、実際は図の手前と奥とにずれた位置に着弾している。
図7(a−4)では、同様に液滴Da3およびDa4が、記録媒体P1の液滴Da1およびDa2が着弾した直線上に着弾している。これにより1つの直線が印刷される。逆に言えば、1つの直線に印刷されるように直線L1〜L4上の液体吐出孔108はそれぞれ異なったタイミングで吐出される。
同様の印刷を凸面状の記録媒体P2に行なっているのが図7(b−1)から(b−4)である。ここでは、L1からの液滴の飛翔方向は、記録媒体P2が搬送されてるドラムの中心に向かう方向であり、液体吐出孔開口平面104aから記録媒体P2への距離が一番短くなっており、その距離はHb1(mm、以下で単位を省略することがある)である。そして、L4からの飛翔距離が最も長くなっており、Hb4(mm、以下で単位を省略することがある)である。
ここでは、直線L1上の液体吐出孔108から液滴Db1が、直線L2上の液体吐出孔108から液滴Db2が、直線L3上の液体吐出孔108から液滴Db3が、直線L4上の液体吐出孔108から液滴Db4が順次吐出されている。吐出のタイミングは図7(a−1)から(a−4)の場合と同様である。
図7(b−3)では、液滴Db2は、記録媒体P2が平面状であれば着弾する位置まで飛翔しているが、記録媒体P2が凸面状であるため、飛翔距離が長くなっているので、まだ着弾していない。この後、液滴Db2が着弾するまで、記録媒体P2が搬送されるので、その分着弾位置がずれる。以降、液滴Db3およびDb4についても同様であり、 図7(b−4)に示したように着弾位置がずれてしまう。
本判明では、この着弾位置のズレを少なくするため、液滴の吐出速度を変える。なお、液体吐出孔列が2列である場合は、液体吐出ヘッドの位置を調整することにより、2つ列からの飛翔距離を同じにすることもできるため、本発明は、液体吐出孔列が3列以上である場合に好適である。しかし、2列の場合であっても、飛翔距離が異なるように設置して、同様に使用することもできる。
具体的にドラムの半径をR(mm、以下で単位を省略することがある)、記録媒体P2の送り速度をV(mm/s、以下で単位を省略することがある)とすると、Hb1=Rであるのに対し、Hb4=R−(R2−(3p)2)1/2となる。なお、3pは直線L1から直線L4まで距離である。したがって、直線L1からの吐出速度をV1(mm/s、以下で単位を省略することがある)とし場合には、直線L4からの吐出速度V4=V1・Hb4/Hb1にすればよい。他の直線上の液体吐出孔からの吐出速度についても同様に調整すればよい。
例として、ドラム半径R=500mm、規則媒体P2の送り速度V=847mm/s、3pを12.5mm、Hb1=3mm、最も遅い吐出速度であるL1からの吐出速度を7000mm/sとした場合、V4を7364mm/sとすれば、ほぼ同一直線上着弾する。吐出速度は、着弾位置のずれが、形成する画素のピッチの半分以下にするのが好ましく、1/4以下にするのがより好ましい。
速度を調整する方法としては、例えば次のような方法がある。必要に応じて、上述の液体吐出ヘッド2で、吐出速度7000mm/s程度の場合の調整範囲とあわせて記載する。
液体吐出孔8の径を小さくすると吐出速度は速くなる。液体吐出孔8の直径が20μm程度であれば、1μm変えると400mm/s程度変わる。
個別電極34の面積を変える。上述の液体吐出ヘッド2では液体加圧室10の開口よりも個別電極34の面積を小さくしているので、その中で変位素子50の変位量が最大、すなわち吐出速度も最大になる面積があり、面積がそれ以上になっても、それ以下になっても吐出速度は低くなるので、これにより調整する。
圧電アクチュエータ21の厚さを薄くすると吐出速度は速くなる。圧電アクチュエータ21の厚さが40μm程度であれば、1μm変えると500mm/s程度変わる。
上述のような液体吐出ヘッド2では、ヒータを備えさせ、内部の液体の粘度を一体にすることが行なわれるが、内部の液体の温度に変化をつけることにより吐出速度を変えることもできる。一般的に、温度を上げると粘度が低くなるので吐出速度を速くできる。例えば、あるインクでは1℃温度を上げることで300mm/s程度吐出速度が速くなる。
駆動信号の電圧を高くすると吐出速度は速くなる。電圧が20V程度であれば、1V変えると800mm/s程度変わる。駆動信号の電圧変更は、液体吐出ヘッド2の構造を変える必要がないので、好ましい方法である。
駆動信号の引き打ちの際のALに対する比を変えるとALからの離れるほど吐出速度は低くなる。ALに対して3/4のタイミングで引き打ちを行なう、電圧が20V程度であれば、1V変えると1500mm/s程度遅くなる。駆動信号の電圧変更は、液体吐出ヘッド2の構造を変える必要がないので、好ましい方法であるが、変更量が大きくなると吐出する液滴が1滴化しにくくなるなど影響がある可能性があるため、電圧の変更の方が好ましい。
なお、1つのドラム用に構造を変えて作製しても、その径のドラムにしか使用できないというわけではない。V4の式を見ればわかるが、ドラムとの距離により、速度は変わるため、距離を調整することで調整することも可能である。
以上、一番端にある直線L1から記録媒体P2の距離が一番短い場合について説明したが、これ以外の方法もある。任意の直線上の液体吐出孔108からの吐出速度を最も遅くし、その直線から記録媒体P2までの距離が最も短くなるように設置し、その直線に対して両方の端の直線、すなわち記録媒体P2の搬送されて来る側の端の直線および記録媒体P2の搬送されて行く側の端の直線、に向かって吐出速度を順次速くしていってもよい。
液滴の吐出速度が最も遅い直線を中央の直線にすれば、両端の直線上の液体吐出孔108からの吐出速度を速くする割合を小さくできるので、速度の調整量を少なくできるので好ましい。この場合の中央の直線とは、液体吐出孔開口平面104a上で両端の直線からの距離が等しい場所である中央に最も近い直線のことである。そのような直線が2つある場合は、それらの吐出速度を、製造のバラツキの範囲内で同じにするとともに、最も遅くすればよい。
図8では、着弾位置の精度が悪くなるもう一つの原因について説明する。図8では飛翔
距離が長くなった分、液滴の吐出速度を速くしてあるとする。そうすると、液滴は直線L1から液体吐出孔開口平面104a上で距離3p離れた直線L4の位置から液体吐出孔開口平面104aに直交する方向の位置Tに着弾する。しかし、記録媒体P3上の直線L1から液体吐出孔開口平面104aに直交する方向に上の点Oから記録媒体P3に沿って距離3pの点は点Sであるため、着弾位置は距離STだけずれる。より着弾精度を上げるためには、距離STの分だけ、直線L4上の液体吐出孔108から吐出される液滴の吐出速度を遅くすればよい。
距離が長くなった分、液滴の吐出速度を速くしてあるとする。そうすると、液滴は直線L1から液体吐出孔開口平面104a上で距離3p離れた直線L4の位置から液体吐出孔開口平面104aに直交する方向の位置Tに着弾する。しかし、記録媒体P3上の直線L1から液体吐出孔開口平面104aに直交する方向に上の点Oから記録媒体P3に沿って距離3pの点は点Sであるため、着弾位置は距離STだけずれる。より着弾精度を上げるためには、距離STの分だけ、直線L4上の液体吐出孔108から吐出される液滴の吐出速度を遅くすればよい。
中央の直線を記録媒体P3に最も近くなるように設置する場合、前述のように、その中央の直線から吐出される液滴の速度を最も遅くし、記録媒体P3の搬送されて来る側の端の直線および記録媒体P3の搬送されて行く側の端の直線に向かって吐出速度を順次速くしていく。これにさらに、液体吐出孔開口平面104a上で距離と記録媒体P3上の距離の差の影響を減らそうとする場合、記録媒体P3の搬送されて来る側の端の直線に向かう際の吐出速度が増加する割合を、記録媒体P3の搬送されて行く側の端の直線に向かう際の吐出速度が増加する割合より大きくすれば良い。なお、ここで速度の増加する割合とは、最も吐出速度の遅い直線からの距離に対して速度が高くなる割合である。
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充填する。
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35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を接着層を介して積層して作製する。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とを加熱接合することができる。
次に圧電アクチュエータユニット21と制御回路100とを電気的に接続するために、接続電極36に銀ペーストを供給し、あらかじめドライバICを実装した信号伝達部であるFPCを載置し、熱を加えて銀ペーストを硬化させて電気的に接続させる。なお、ドラ
イバICの実装は、信号伝達部に半田で電気的にフリップチップ接続した後、半田周囲に保護樹脂を供給して硬化させた。
イバICの実装は、信号伝達部に半田で電気的にフリップチップ接続した後、半田周囲に保護樹脂を供給して硬化させた。
1・・・プリンタ
2・・・液体吐出ヘッド
4・・・流路部材
4a・・・液体吐出孔開口平面
4b・・・液体加圧室面
5・・・マニホールド
5a・・・副マニホールド
5b・・・マニホールドの開口(液体導入孔)
5c・・・液体供給路
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
13・・・液体吐出ヘッド本体
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
2・・・液体吐出ヘッド
4・・・流路部材
4a・・・液体吐出孔開口平面
4b・・・液体加圧室面
5・・・マニホールド
5a・・・副マニホールド
5b・・・マニホールドの開口(液体導入孔)
5c・・・液体供給路
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
13・・・液体吐出ヘッド本体
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
Claims (8)
- 液滴を吐出する複数の液体吐出孔が開口している液体吐出孔開口平面を有する液体吐出ヘッドであって、前記複数の液体吐出孔は、互いに平行な3列以上の直線状の液体吐出孔列を構成しているとともに、一方方向に等間隔で、かつ前記一方方向に直交する方向に見て重ならないように配置されており、前記液体吐出孔列のうち液滴の吐出速度が最も遅い前記液体吐出孔列から、一番端の前記液体吐出孔列に向かって、液滴の吐出速度が順次速くなっていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 前記液体吐出孔列のうち液滴の吐出速度が最も遅い前記液体吐出孔列から、一番端の前記液体吐出孔列に向かって、距離に比例して吐出速度が増加していることを特徴とする請求項1記載の吐出ヘッド
- 液滴の吐出速度が最も遅い前記液体吐出孔列が、前記液体吐出孔列のうちの中央の前記液体吐出孔列であることを特徴とする請求項1または2に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記中央の前記液体吐出孔列に対して、一方の端の前記液体吐出孔列までの吐出速度の増加する割合が、他方の端の前記液体吐出孔列までの吐出速度の増加する割合よりも大きいことを特徴とする請求項3に記載の液体吐出ヘッド。
- 前記液体吐出ヘッドが、前記複数の液体吐出孔にそれぞれ繋がっている複数の液体加圧室と、該複数の液体加圧室をそれぞれ加圧する複数の圧電変位素子と、該複数の圧電変位素子を駆動する駆動信号を送る制御部とを有する液体吐出ヘッドであって、前記制御部は、前記液体吐出孔列のうち液滴の吐出速度が最も遅い前記液体吐出孔列に繋がっている前記液体加圧室を加圧する前記圧電変位素子から一番端の前記液体吐出孔列に繋がっている前記液体加圧室を加圧する前記圧電変位素子に向かって、送る駆動信号の電圧を順次高く制御することを特徴とする液体吐出ヘッド。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の液体吐出ヘッドと、記録媒体を凸面状の搬送面に沿って前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部とを備えていることを特徴とする記録装置。
- 液滴を吐出する複数の液体吐出孔が開口している液体吐出孔開口平面を有する液体吐出ヘッドと、記録媒体を凸面状の搬送面に沿って前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドおよび前記搬送部を制御する制御部とを備えている記録装置であって、前記複数の液体吐出孔は、互いに平行で、前記記録媒体の搬送方向に対して直交する3列以上の直線状の液体吐出孔列を構成しているとともに、一方方向に等間隔で、かつ前記一方方向に直交する方向に見て重ならないように配置されており、前記制御部は、前記液体吐出孔開口平面から前記搬送面上の着弾点までの距離が長い前記液体吐出孔列からの吐出速度を、前記液体吐出孔開口平面から前記搬送面上の着弾点までの距離が短い前記液体吐出孔列からの吐出速度よりも速くすることを特徴とする記録装置。
- 液滴を吐出する複数の液体吐出孔が開口している液体吐出孔開口平面を有する液体吐出ヘッドと、記録媒体を凸面状の搬送面に沿って前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドおよび前記搬送部を制御する制御部とを備えている記録装置であって、前記複数の液体吐出孔は、互いに平行で、前記記録媒体の搬送方向に対して直交する3列以上の直線状の液体吐出孔列を構成しているとともに、一方方向に等間隔で、かつ前記一方方向に直交する方向に見て重ならないように配置されており、前記制御部は、前記液体吐出孔開口平面から前記搬送面上の着弾点までの距離が短い前記液体吐出孔列からの吐出速度に対して、前記液体吐出孔開口平面から前記搬送面上の着弾点までの距離が
長い前記液体吐出孔列からの吐出速度を、距離が長い分速くするとともに、前記液体吐出孔開口平面上で前記記録媒体が搬送されてくる側の前記液体吐出孔列からの吐出速度に対して、前記記録媒体が搬送されていく側の前記液体吐出孔列からの吐出速度を、前記液体吐出孔開口平面上の前記液体吐出孔列の間の長さよりも、着弾点間の凸面状の搬送面に沿った長さが長くなる分遅くすることを特徴とする記録装置。
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JP2010039970A JP2011173358A (ja) | 2010-02-25 | 2010-02-25 | 液体吐出ヘッドおよびそれを用いた記録装置 |
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JP2011173358A true JP2011173358A (ja) | 2011-09-08 |
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