JP2012096500A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズル開口から吐出される液滴を真っ直ぐに飛翔させて着弾位置を向上して、且つ印刷物の解像度及び光学濃度を向上することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する。
【解決手段】液体を噴射するノズル開口３４ａ、３４ｂと、ノズル開口３４ａ、３４ｂに連通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせてノズル開口３４ａ、３４ｂから液滴を吐出させる圧力発生手段と、を具備し、１つの前記圧力発生室に対して２以上の複数のノズル開口３４ａ、３４ｂが設けられており、１つの前記圧力発生室に連通する複数のノズル開口３４ａ、３４ｂは、各ノズル開口３４ａ、３４ｂからノズル開口３４ａ、３４ｂの直前の流路３９の最も近い壁３９ａ、３９ｂまでの距離ｄ_１、ｄ_２が異なる位置で配置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、ノズル開口から液滴を吐出する液体噴射ヘッド及び液体噴射装置に関し、特
に、液体としてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録
装置に関する。

液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドには、１つの圧力発生室に対
して２以上の複数のノズル開口を設けたものが提案されている（例えば、特許文献１参照
）。

このようなインクジェット式記録ヘッドによれば、印刷物の解像度を上げることができ
ると共に、印刷物の光学濃度（ＯＤ値；Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）を高くするこ
とができる。

特開２００２−３３１６５８号公報

しかしながら、２つのノズル開口から同時にインク滴を吐出させると、２つのインク滴
は飛翔時に気流の影響や静電気力（クーロン力）によって互いに離反する方向に飛翔し、
着弾位置がずれてしまい印刷品質が低下してしまうという問題がある。

なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体
を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。

本発明はこのような事情に鑑み、ノズル開口から吐出される液滴を真っ直ぐに飛翔させ
て着弾位置を向上して印刷品質を向上し、且つ印刷物の解像度を上げることができると共
に印刷物の光学濃度を向上することができる液体噴射ヘッド及び液体噴射装置を提供する
ことを目的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口と、該ノズル開口に連
通する圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせて前記ノズル開口から液滴を吐
出させる圧力発生手段と、を具備し、１つの前記圧力発生室に対して２以上の複数の前記
ノズル開口が設けられており、１つの前記圧力発生室に連通する複数の前記ノズル開口は
、各ノズル開口から当該ノズル開口の直前の流路の最も近い壁までの距離が異なる位置で
配置されていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、各ノズル開口の壁までの距離を異なる距離とすることで、各ノズル開
口の直前の流路の流路抵抗を変更することができる。これにより、各ノズル開口に流れる
液体の流速を変更して、各ノズル開口から吐出された液滴の飛翔速度を変更することがで
きる。したがって、各ノズル開口から吐出された各液滴が同じ高さで飛翔するのを抑制し
て、気流の影響や静電気力等による飛翔曲がりを抑制することができる。

ここで、前記ノズル開口が、１つの前記圧力発生室に対して２つ設けられていることが
好ましい。これによれば、１つの圧力発生室に対してノズル開口を３個以上設けることに
よって流路抵抗が増大して液体吐出特性が低下するのを抑制することができる。

また、前記ノズル開口がノズルプレートに形成されていると共に、前記壁が、前記ノズ
ルプレートの前記圧力発生室側に固定された流路部材に形成された液体流路の壁であるこ
とが好ましい。これによれば、流路の隔壁に対して複数のノズル開口の位置を変更するだ
けで、各ノズル開口から最も近い壁までの距離を異なる距離とすることができるため、構
造上の変更が少なく、コストを低減することができる。

また、前記ノズル開口がノズルプレートに形成されていると共に、前記ノズルプレート
には、前記ノズル開口が底面に開口する凹部が前記圧力発生室側に形成されており、前記
壁が、前記凹部の側面であることが好ましい。これによれば、ノズルプレートに凹部を設
けるだけで、ノズルプレートと流路部材との接合位置を変更する必要がなく、位置決めを
容易に行うことができる。

また、１つの前記圧力発生室に対して複数個設けられた前記ノズル開口は、前記圧力発
生室の並設方向に並んで設けられていることが好ましい。これによれば、圧力発生室の並
設方向にノズル開口を並設することで、解像度を向上することができる。

また、前記ノズル開口の直前の流路の最も近い壁は、複数のノズル開口の並設方向の両
側の壁であることが好ましい。これによれば、着弾位置が圧力発生室の並設方向と直交す
る方向にずれることなく、真っ直ぐ液滴を飛翔させることができる。

さらに、本発明の他の態様は、液体を噴射するノズル開口と、該ノズル開口に連通する
圧力発生室と、該圧力発生室に圧力変化を生じさせて前記ノズル開口から液滴を吐出させ
る圧力発生手段と、を具備し、１つの前記圧力発生室に対して２以上の複数の前記ノズル
開口が設けられており、１つの前記圧力発生室に連通する複数の前記ノズル開口は、各ノ
ズル開口の直前の流路の流路抵抗が互いに異なる流路抵抗となる位置で配置されているこ
とを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、各ノズル開口の直前の流路の流路抵抗を変更することで、各ノズル開
口に流れる液体の流速を変更して、各ノズル開口から吐出された液滴の飛翔速度を変更す
ることができる。したがって、各ノズル開口から吐出された各液滴が同じ高さで飛翔する
のを抑制して、気流の影響や静電気力等による飛翔曲がりを抑制することができる。

また、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液
体噴射装置にある。
かかる態様では、印刷品質を向上した液体噴射装置を実現できる。

実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの平面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。 実施形態１に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。 実施形態１に係るノズルプレートの流路側からの平面図である。 比較例を示す要部を拡大した断面図である。 実施形態１及び比較例から吐出されたインク滴を撮影した画像である。 実施形態２に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。 実施形態２に係るノズルプレートの流路側からの平面図である。 他の実施形態に係るノズルプレートの流路側からの平面図である。 他の実施形態に係るノズルプレートの流路側からの平面図である。 一実施形態に係る記録装置の概略構成を示す図である。

以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録
ヘッドの分解斜視図であり、図２は、インクジェット式記録ヘッドの平面図であり、図３
は、図２のＡ−Ａ′線断面図である。

図示するように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０は、アクチュエーター
ユニット２０と、アクチュエーターユニット２０が固定される流路ユニット３０と、を具
備する。

アクチュエーターユニット２０は、圧電アクチュエーター４０と、圧力発生室２１が形
成された流路形成基板２２と、流路形成基板２２の一方面側に設けられた振動板２３と、
流路形成基板２２の他方面側に設けられた圧力発生室底板２４と、を具備する。

流路形成基板２２は、例えば、１５０μｍ程度の厚みを有するアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）
や、ジルコニア（ＺｒＯ_２）などのセラミックス板やステンレス鋼等の金属板からなる。

流路形成基板２２には、本実施形態では、複数の圧力発生室２１がその幅方向に沿って
並設された列が２列形成されている。そして、この流路形成基板２２の一方面に、例えば
、厚さ１０μｍのジルコニア等の薄板からなる振動板２３が固定され、圧力発生室２１の
一方面はこの振動板２３により封止されている。

圧力発生室底板２４は、流路形成基板２２の他方面側に固定されて圧力発生室２１の他
方面を封止する板状部材からなる。また、圧力発生室底板２４は、圧力発生室２１の長手
方向一方の端部近傍に設けられて圧力発生室２１と後述するマニホールドとを連通する供
給連通孔２５と、圧力発生室２１の長手方向他方の端部近傍に設けられて後述するノズル
開口３４に連通するノズル連通孔２６と、を有する。

圧電アクチュエーター４０は、振動板２３上の各圧力発生室２１に対向する領域のそれ
ぞれに設けられ、例えば、本実施形態では、圧力発生室２１の列が２列設けられているた
め、圧電アクチュエーター４０の列も２列設けられている。

ここで、各圧電アクチュエーター４０は、図３に示すように、振動板２３上に設けられ
た下電極膜４３と、各圧力発生室２１毎に独立して設けられた圧電体層４４と、各圧電体
層４４上に設けられた上電極膜４５とで構成されている。圧電体層４４は、圧電材料から
なるグリーンシートを貼付することや、印刷することで形成されている。また、下電極膜
４３は、並設された圧電体層４４に亘って設けられて各圧電アクチュエーター４０の共通
電極となっており、振動板の一部として機能する。勿論、下電極膜４３を各圧電体層４４
毎に設けるようにしてもよい。

また、各圧電アクチュエーター４０の長手方向一端部の圧力発生室２１の周壁に相対向
する領域には、圧電アクチュエーター４０に導通する端子部４６が設けられている。端子
部４６は、圧電アクチュエーター４０毎に設けられて圧電アクチュエーター４０の上電極
膜４５に導通する端子部４６と、圧電アクチュエーター４０の並設方向両端部側に引き出
された下電極膜４３に導通する端子部（図示なし）とが、圧電アクチュエーター４０の並
設方向に並設されている。本実施形態では、並設された圧電アクチュエーター４０の列と
列の間に並設された端子部４６の列を２列設けるようにした。このような端子部４６には
、フレキシブルプリンティングサーキット（ＦＰＣ）や、テープキャリアパッケージ（Ｔ
ＣＰ）などの外部配線が接続され、外部からの印刷信号は外部配線を介して圧電アクチュ
エーター４０に供給される。

なお、アクチュエーターユニット２０の各層である流路形成基板２２、振動板２３及び
圧力発生室底板２４は、粘土状のセラミックス材料、いわゆるグリーンシートを所定の厚
さに成形して、例えば、圧力発生室２１等を穿設後、積層して焼成することにより接着剤
を必要とすることなく一体化される。そして、その後、振動板２３上に圧電アクチュエー
ター４０が形成される。

一方、流路ユニット３０は、アクチュエーターユニット２０の圧力発生室底板２４に接
合されるインク供給口形成基板３１と、複数の圧力発生室２１の共通インク室となるマニ
ホールド３２が形成されるマニホールド形成基板３３と、ノズル開口３４が形成されたノ
ズルプレート３５と、を具備する。

インク供給口形成基板３１は、厚さ１５０μｍのジルコニアの薄板からなり、ノズル開
口３４と圧力発生室２１とを接続するノズル連通孔３６が設けられている。また、インク
供給口形成基板３１には、前述の供給連通孔２５と共にマニホールド３２と圧力発生室２
１とを接続するインク供給口３７が設けられている。さらに、インク供給口形成基板３１
には、各マニホールド３２と連通し、外部のインクタンクからのインクを供給するインク
導入口３８が設けられている。

マニホールド形成基板３３は、インク流路を構成するに適した、例えば、１５０μｍの
ステンレス鋼などの耐食性を備えた板材で形成されている。また、マニホールド形成基板
３３は、外部のインクタンク（図示なし）からインクの供給を受けて圧力発生室２１にイ
ンクを供給するマニホールド３２と、圧力発生室２１とノズル開口３４とを連通するノズ
ル連通孔３９と、を有する。すなわち、マニホールド３２からのインクは、供給連通孔２
５を介して圧力発生室２１に供給され、圧力発生室２１内の圧力変動によって、圧力発生
室２１のインクはノズル連通孔２６、ノズル連通孔３６及びノズル連通孔３９を介してノ
ズル開口３４からインク滴として吐出される。

ノズルプレート３５は、例えば、ステンレス鋼等の金属やシリコンなどのセラミックス
などからなる板状部材にノズル開口３４が貫通して設けられている。ノズル開口３４は、
１つの圧力発生室２１に対して２つ以上の複数個、本実施形態では１つの圧力発生室２１
に対してノズル開口３４ａ、３４ｂの２つが設けられている。ここで、ノズルプレート３
５の１つの圧力発生室２１に対して２つ設けられたノズル開口３４ａ、３４ｂについてさ
らに図４及び図５を用いて詳細に説明する。なお、図４は、図３のＢ−Ｂ′線断面図であ
り、図５は、ノズルプレートのノズル連通孔側からの平面図である。

図２及び図４に示すように、１つの圧力発生室２１に連通する２つのノズル開口３４ａ
、３４ｂは、圧力発生室２１の並設方向に並設されて設けられている。また、２つのノズ
ル開口３４ａ、３４ｂは、１つの圧力発生室２１にノズル連通孔２６及びノズル連通孔３
９を介して連通している。

このような２つのノズル開口３４ａ、３４ｂは、直前の流路の最も近い壁３９ａ、３９
ｂまでの距離ｄ_１、ｄ_２が異なる距離となるように配置されている。ここで、ノズル開口
３４ａ、３４ｂの直前の流路とは、ノズル開口３４ａ、３４ｂよりも上流の流路でノズル
連通孔３９に直接連通する流路のことである。本実施形態では、ノズル開口３４ａ、３４
ｂに直接連通する流路は、マニホールド形成基板３３に設けられたノズル連通孔３９であ
る。そして、一方のノズル開口３４ａからノズル連通孔３９の最も近い壁３９ａまでの距
離ｄ_１と、他方のノズル開口３４ｂからノズル連通孔３９の最も近い壁３９ｂまでの距離
ｄ_２と、が異なる距離となるようにノズル開口３４ａ、３４ｂはノズル連通孔３９に対し
て配置されている。本実施形態では、ノズル開口３４ａと壁３９ａとの距離ｄ_１が、ノズ
ル開口３４ｂと壁３９ｂとの距離ｄ_２よりも大きくなるようにした。なお、ここで言うノ
ズル開口３４ａ、３４ｂに最も近い壁３９ａ、３９ｂは、本実施形態では、ノズル連通孔
３９のノズル開口３４ａ、３４ｂの並設方向（圧力発生室２１の並設方向）の両側の側面
とした。すなわち、マニホールド形成基板３３が、ノズルプレート３５の圧力発生室２１
側に固定された流路部材に相当し、ノズル連通孔３９が流路部材（マニホールド形成基板
３３）に形成された液体流路に相当する。

また、ノズル開口３４ａとノズル開口３４ｂとの間の距離ｄ_３は、所望のノズル開口３
４の密度で配置されたものである。本実施形態では、２つのノズル開口３４ａ、３４ｂの
距離ｄ_３を６００ｄｐｉとなる間隔、すなわち、４２．４μｍで配置した。なお、上述の
ようにノズル開口３４ａとノズル開口３４ｂとの間の距離ｄ_３は、所望のノズル開口３４
の密度で配置されたものであるため、２つのノズル開口３４ａ、３４ｂの中心がノズル連
通孔３９の中心と一致している場合であってもｄ_３は同じ値となる。したがって、本実施
形態の２つのノズル開口３４ａ、３４ｂは、２つのノズル開口３４ａ、３４ｂの中心が直
前の流路であるノズル連通孔３９の中心から所定量（ｄ_１−ｄ_２）だけオフセットされて
配置されているとも言える。

このような２つのノズル開口３４ａ、３４ｂからは、共通して連通する１つの圧力発生
室２１内の圧力変動によってインク滴が吐出される。このとき、２つのノズル開口３４ａ
、３４ｂは、直前のノズル連通孔３９の壁３９ａ、３９ｂからの距離が異なる距離で配置
されているため、直前のノズル連通孔３９の壁３９ａ、３９ｂの影響による流路抵抗が異
なる。すなわち、２つのノズル開口３４ａ、３４ｂは、直前の流路の最も近い壁までの距
離を変えることで、ノズル開口３４ａ、３４ｂに供給されるインクの流路抵抗を変えてい
る。なお、流路抵抗は、壁３９ａ、３９ｂに近ければ高く、ノズル連通孔３９の中心に向
かって低くなる。このため、本実施形態では、ノズル開口３４ａと壁３９ａとの距離ｄ_１
がノズル開口３４ｂと壁３９ｂとの距離ｄ_２よりも大きいため、ノズル連通孔３９の中心
に近いノズル開口３４ａに供給されるインクの流速が早くなる。逆に、ノズル連通孔３９
の壁３９ｂに近いノズル開口３４ｂに供給されるインクの流速は遅くなる。これにより、
図４に示すように、２つのノズル開口３４ａ、３４ｂから吐出されるインク滴Ｘ_１、Ｘ_２
の飛翔速度に差が生じ、２つのノズル開口３４ａ、３４ｂから吐出された２つのインク滴
Ｘ_１、Ｘ_２は、互いに横に並ぶことなく飛翔する。

ここで、図６に示すように、２つのノズル開口１３４ａ、１３４ｂを直前のノズル連通
孔３９の最も近い壁３９ａ、３９ｂまでの距離ｄ_４が同じ距離となるように配置した場合
、２つのノズル開口１３４ａ、１３４ｂから吐出された２つのインク滴Ｘ_３、Ｘ_４は、互
いに離反する方向に曲がって飛翔してしまう。このように２つのインク滴Ｘ_３、Ｘ_４が曲
がって飛翔してしまう原因の一つには気流の影響が考えられる。つまり、２つのノズル開
口１３４ａ、１３４ｂの直前のノズル連通孔３９の流路抵抗は同じであるため、２つのイ
ンク滴Ｘ_３、Ｘ_４の飛翔速度が同じになり、２つのインク滴Ｘ_３、Ｘ_４は、互いに隣り合
ったまま飛翔する。このとき、２つのインク滴Ｘ_３、Ｘ_４の間は狭くて気体が入り込みに
くく、２つのインク滴Ｘ_３、Ｘ_４の外側は気体が流れ易いことから、２つのインク滴Ｘ_３
、Ｘ_４の外側のみに渦流が発生し、この渦流によって２つのインク滴Ｘ_３、Ｘ_４が離反す
る方向に引っ張られることで２つのインク滴Ｘ_３、Ｘ_４が離反する方向に曲がって飛翔し
てしまうと考えられる。また、インク滴Ｘ_３、Ｘ_４の飛翔曲がりの原因には、気流の影響
以外にも、例えば、２つのインク滴Ｘ_３、Ｘ_４の静電気力（クーロン力）等による影響も
考えられる。このように、２つのノズル開口１３４ａ、１３４ｂから吐出された２つのイ
ンク滴Ｘ_３、Ｘ_４が互いに離反する方向に飛翔してしまうと、紙等の被記録媒体への着弾
位置がずれてしまい、印刷品質が低下してしまう。

そこで、本実施形態では、図４に示すように、２つのノズル開口３４ａ、３４ｂの直前
の流路であるノズル連通孔３９の近接する壁３９ａ、３９ｂまでの距離ｄ_１、ｄ_２を変え
て、２つのノズル開口３４ａ、３４ｂから吐出される２つのインク滴Ｘ_１、Ｘ_２の飛翔速
度を変えるようにした。このように、２つのインク滴Ｘ_１、Ｘ_２の飛翔速度を変えること
で、２つのインク滴Ｘ_１、Ｘ_２が飛翔時に隣り合うことがなく、それぞれのインク滴Ｘ_１
、Ｘ_２の両側に気流による渦流を発生させて、インク滴Ｘ_１、Ｘ_２を曲げずに真っ直ぐ飛
翔させることができる。これにより、被記録媒体へのインク滴の着弾位置を高精度にする
ことができ、印刷品質を向上することができる。また、２つのインク滴Ｘ_１、Ｘ_２が飛翔
時に隣り合うことがないため、２つのインク滴Ｘ_１、Ｘ_２の間で働くクーロン力による影
響を低減することができる。

ここで、上述した図４に示すインクジェット式記録ヘッド１０において、２つのノズル
開口３４ａ、３４ｂをｄ_１が２９．４μｍ、ｄ_２が８．２μｍとなるように配置し、各ノ
ズル開口３４ａ、３４ｂからインク滴Ｘ_１、Ｘ_２を吐出させてその飛翔状態を撮影した。
この結果を図７に示す。

また、比較のため、図６に示すインクジェット式記録ヘッドにおいて、２つのノズル開
口１３４ａ、１３４ｂをｄ_４が１８．８μｍとなるように配置し、各ノズル開口１３４ａ
、１３４ｂからインク滴Ｘ_３、Ｘ_４を吐出させてその飛翔状態を撮影した。この結果を図
７に示す。

図７に示すように、図４に示すインクジェット式記録ヘッド１０から吐出された２つの
インク滴Ｘ_１、Ｘ_２は、飛翔位置が徐々にずれていくことで、互いに離反することなく真
っ直ぐ飛翔している。これに対して、図６に示すインクジェット式記録ヘッドでは、２つ
のインク滴Ｘ_３、Ｘ_４は、徐々に離反する方向に曲がって飛翔していく。この結果からも
明らかなように、２つのノズル開口３４ａ、３４ｂの直前の流路の近い壁までの距離を変
えることで、流路抵抗を変えて、飛翔速度を異ならせることで、インク滴Ｘ_１、Ｘ_２を曲
げることなく真っ直ぐ飛翔させることができる。

また、本実施形態では、１つの圧力発生室２１に対して２つのノズル開口３４ａ、３４
ｂを設けることで、解像度を上げることができると共に、印刷物の光学濃度（ＯＤ値；Op
tical Density）を高くすることができる。なお、光学濃度（ＯＤ値；Optical Density）
とは、ｌｏｇ（Ｉ_０／Ｉ）（Ｉ_０は入射光の強さ、Ｉは反射光の強さ）で表される半透明
媒質の不透明程度のことである。このように、複数のノズル開口３４ａ、３４ｂからイン
ク滴を吐出させて形成したドットの方が光学濃度が高くなるのは、圧力発生室に対して１
つのノズル開口を設けた場合のインク重量に比べて、小さいインク重量（ドット径の小さ
いインク滴）によって印刷を行うため、被記録媒体へのインクの浸透が減るためであると
考えられる。また、被記録媒体へのインクの浸透を減らすことにより、乾燥性も向上する
ことができる。したがって、インクの無駄な消費を抑制することもできる。

なお、本実施形態では、流路ユニット３０には、圧力発生室２１の列が２列設けられて
いるため、ノズルプレート３５にも、ノズル開口３４の列が２列形成されている。また、
このノズルプレート３５は、マニホールド形成基板３３の流路形成基板２２の反対面に接
合されてマニホールド３２の一方面を封止している。

このような流路ユニット３０は、これらインク供給口形成基板３１、マニホールド形成
基板３３及びノズルプレート３５を、接着剤や熱溶着フィルム等によって固定することで
形成される。なお、本実施形態では、マニホールド形成基板３３及びノズルプレート３５
をステンレス鋼によって形成しているが、例えば、セラミックスを用いて形成し、アクチ
ュエーターユニット２０と同様に流路ユニット３０を一体的に形成することもできる。

そして、このような流路ユニット３０とアクチュエーターユニット２０とは、接着剤や
熱溶着フィルムを介して接合されて固定されている。

このような構成のインクジェット式記録ヘッド１０では、インクカートリッジ（貯留手
段）からインク導入口３８を介してマニホールド３２内にインクを取り込み、マニホール
ド３２からノズル開口３４に至るまでの液体流路内をインクで満たした後、図示しない駆
動回路からの記録信号を圧電アクチュエーター４０に供給することで、各圧力発生室２１
に対応する各圧電アクチュエーター４０に電圧を印加して圧電アクチュエーター４０と共
に振動板２３をたわみ変形させることにより、各圧力発生室２１内の圧力が高まり各ノズ
ル開口３４（２つのノズル開口３４ａ、３４ｂ）からインク滴が噴射される。

（実施形態２）
図８は、本発明の実施形態２に係る液体噴射ヘッドの一例を示すインクジェット式記録
ヘッドの要部を拡大した断面図であり、図９は、ノズルプレートのノズル連通孔側からの
平面図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する
説明は省略する。

図８及び図９に示すように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０を構成する
流路ユニット３０Ａは、インク供給口形成基板３１（図示なし）と、マニホールド形成基
板３３と、ノズルプレート３５Ａと、を具備する。

ノズルプレート３５Ａは、各圧力発生室２１（図示なし）に対して２つのノズル開口３
４ｃ、３４ｄが設けられている。本実施形態では、２つのノズル開口３４ｃ、３４ｄは、
圧力発生室２１（図示なし）の並設方向に並んで設けられている。また、２つのノズル開
口３４ｃ、３４ｄの中心は、ノズル連通孔３９の中心と略同じ位置で配置されている。

また、ノズルプレート３５Ａの圧力発生室２１側には、凹部６０が設けられている。こ
の凹部６０は、ノズルプレート３５Ａを貫通することなく、所定の深さで形成されており
、その底面には、２つのノズル開口３４ｃ、３４ｄが開口する。また、凹部６０は、ノズ
ル連通孔３９毎に不連続となるように独立して設けられている。

このような凹部６０は、内側面の壁６０ａ、６０ｂから２つのノズル開口３４ｃ、３４
ｄ（の中心）までの距離ｄ_５、ｄ_６が異なる位置で設けられている。すなわち、本実施形
態では、凹部６０が、ノズル開口３４ｃ、３４ｄの直前の流路に該当し、ノズル開口３４
ｃ、３４ｄの直前の流路である凹部６０の当該ノズル開口３４ｃ、３４ｄから最も近い壁
が、凹部６０の壁６０ａ、６０ｂとなっている。また、凹部６０の壁６０ａ、６０ｂは、
本実施形態では、ノズル開口３４ｃ、３４ｄの並設方向の両側の内側壁のことである。つ
まり、本実施形態では、凹部６０は、凹部６０の中心が２つのノズル開口３４ｃ、３４ｄ
の中心から所定量（ｄ_５−ｄ_６）だけオフセットされた位置で配置している。

このように、ノズルプレート３５Ａに凹部６０を設け、凹部６０をノズル開口３４ｃ、
３４ｄの直前の流路として、凹部６０の壁６０ａからノズル開口３４ｃまでの距離ｄ_５と
、凹部６０の壁６０ｂからノズル開口３４ｄまでの距離ｄ_６とを異なる距離とすることで
、ノズル開口３４ｃ、３４ｄのそれぞれの直前の流路抵抗を異ならせることができる。し
たがって、２つのノズル開口３４ｃ、３４ｄから異なる飛翔速度でインク滴を吐出させる
ことができるため、飛翔曲がりを抑制して被記録媒体への着弾位置精度を向上することが
できる。

（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定さ
れるものではない。

例えば、上述した実施形態１及び２では、ノズル開口３４ａ、３４ｂやノズル開口３４
ｃ、３４ｄの直前の最も近い壁３９ａ、３９ｂ及び壁６０ａ、６０ｂを、ノズル開口３４
ａ、３４ｂやノズル開口３４ｃ、３４ｄの並設方向の両側の壁としたが、壁の位置は特に
これに限定されない。ここで、その他の例について説明する。なお、図１０は、他の実施
形態に係るノズルプレートのノズル連通孔側からの平面図である。

図１０に示すように、ノズルプレート３５Ｂのノズル開口３４ｅ、３４ｆは、図示しな
い圧力発生室２１の並設方向に並んで設けられている。また、一方のノズル開口３４ｆは
、他方のノズル開口３４ｅよりも並設方向と直交する一方向にずれた位置に配置されてい
る。これにより、ノズル開口３４ｅと最も近いノズル連通孔３９の壁３９ｃとの距離ｄ_７
と、ノズル開口３４ｆと最も近いノズル連通孔３９の壁３９ｃとの距離ｄ_８と、を異なる
距離とすることができる。すなわち、本実施形態では、ノズル開口３４ｅ、３４ｆの直前
の流路（ノズル連通孔３９）の最も近い壁３９ｃは、圧力発生室２１（図示なし）の並設
方向と直交する方向の壁である。つまり、本発明によれば、ノズル開口３４ａ〜３４ｆの
直前の流路の距離が異なる最も近い壁は、何れの方向の壁であってもよい。ただし、図１
０に示す例では、ノズル開口３４ｅ、３４ｆが、圧力発生室２１の並設方向に直線上に並
ばなくなってしまうため、被記録媒体への着弾位置が上述した実施形態１及び２とは異な
る位置になる。したがって、着弾位置を考慮した印刷信号等を入力する必要がある。

また、上述した実施形態１及び２等の例では、１つの圧力発生室２１に対して２つのノ
ズル開口３４（ノズル開口３４ａ、３４ｂ、ノズル開口３４ｃ、３４ｄ及びノズル開口３
４ｅ、３４ｆなど）を設けた構成を例示したが、１つの圧力発生室２１に対するノズル開
口３４の数は、３以上であってもよい。ここで、１つの圧力発生室２１に対して３つのノ
ズル開口３４を設けた例を図１１に示す。なお、図１１は、ノズルプレートのノズル連通
孔側からの平面図である。

図１１に示すように、ノズルプレート３５Ｃには、３つのノズル開口３４ｇ、３４ｈ、
３４ｉが設けられている。ノズル開口３４ｇ、３４ｈ、３４ｉは、図示しない圧力発生室
２１の並設方向に直線上に並んで設けられている。また、各ノズル開口３４ｇ、３４ｈ、
３４ｉは、直前の流路であるノズル連通孔３９の最も近い壁３９ａ、３９ｂまでの距離ｄ
_９、ｄ_１０、ｄ_１１が異なる距離となるように配置されている。具体的には、ノズル開口
３４ｇとノズル連通孔３９の壁３９ｂとの距離ｄ_９と、ノズル開口３４ｈとノズル連通孔
３９の壁３９ａとの距離ｄ_１０と、ノズル開口３４ｉとノズル連通孔３９の壁３９ｂとの
距離ｄ_１１と、の関係はｄ_９＞ｄ_１０＞ｄ_１１となっている。なお、互いに隣り合うノズ
ル開口３４ｇ、３４ｈ、３４ｉの間の距離は同じ距離にしておくのが好ましい。

このように、ノズル開口３４ｇ、３４ｈ、３４ｉの直前の流路（ノズル連通孔３９）の
最も近い壁までの距離ｄ_９、ｄ_１０、ｄ_１１を変更することで、ノズル開口３４ｇ、３４
ｈ、３４ｉの直前の流路抵抗が変更されるため、各ノズル開口３４ｇ、３４ｈ、３４ｉか
ら吐出されるインク滴の飛翔速度を変更して、インク滴の飛翔曲がりを抑制することがで
きる。

さらに、上述した実施形態１では、厚膜型の圧電アクチュエーター４０を用いた圧力発
生手段を例示したが、特にこれに限定されず、例えば、下電極、圧電体層及び上電極を成
膜及びリソグラフィー法により順次積層する薄膜型の圧電アクチュエーターや、圧電材料
と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型の圧電アクチュエータ
ーなどを使用することができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を
配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するもの
や、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノ
ズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなどを使用することがで
きる。

また、これら各実施形態のインクジェット式記録ヘッド１０は、インクカートリッジ等
と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット
式記録装置に搭載される。図１２は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図
である。

図１２に示すインクジェット式記録装置Ｉにおいて、複数のインクジェット式記録ヘッ
ド１０を有するインクジェット式記録ヘッドユニット１Ａ、１Ｂ（以下、ヘッドユニット
１Ａ、１Ｂとも言う）は、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可
能に設けられ、このヘッドユニット１Ａを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付
けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１
Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出す
るものとしている。

そして、駆動モーター６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を
介してキャリッジ３に伝達されることで、ヘッドユニット１Ａ、１Ｂを搭載したキャリッ
ジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿っ
てプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙等の記
録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。

また、上述したインクジェット式記録装置Ｉでは、インクジェット式記録ヘッド１０（
ヘッドユニット１Ａ、１Ｂ）がキャリッジ３に搭載されて主走査方向に移動するものを例
示したが、特にこれに限定されず、例えば、インクジェット式記録ヘッド１０が固定され
て、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させるだけで印刷を行う、所謂ライン式記録
装置にも本発明を適用することができる。

さらに、本発明は、広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、例えば、プリン
タ等の画像記録装置に用いられる各種のインクジェット式記録ヘッド等の記録ヘッド、液
晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディ
スプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッ
ド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも適用することができる
。また、液体噴射装置の一例としてインクジェット式記録装置Ｉを挙げて説明したが、上
述した他の液体噴射ヘッドを用いた液体噴射装置にも用いることが可能である。

Ｉ インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、 １０ インクジェット式記録ヘッ
ド（液体噴射ヘッド）、 ２０ アクチュエーターユニット、 ２１ 圧力発生室、 ２
２ 流路形成基板、 ２３ 振動板、 ２４ 圧力発生室底板、 ３０、３０Ａ 流路ユ
ニット、 ３１ インク供給口形成基板、 ３２ マニホールド、 ３３ マニホールド
形成基板、 ３４、３４ａ〜３４ｉ ノズル開口、 ３５、３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃ ノ
ズルプレート、 ３９ ノズル連通孔、 ３９ａ、３９ｂ、３９ｃ 壁、 ４０ 圧電ア
クチュエーター、 ４３ 下電極膜、 ４４ 圧電体層、 ４５ 上電極膜、 ４６ 端
子部、 ６０ 凹部、 ６０ａ、６０ｂ 壁

Claims (8)

1. 液体を噴射するノズル開口と、
   該ノズル開口に連通する圧力発生室と、
   該圧力発生室に圧力変化を生じさせて前記ノズル開口から液滴を吐出させる圧力発生手
   段と、を具備し、
   １つの前記圧力発生室に対して２以上の複数の前記ノズル開口が設けられており、１つ
   の前記圧力発生室に連通する複数の前記ノズル開口は、各ノズル開口から当該ノズル開口
   の直前の流路の最も近い壁までの距離が異なる位置で配置されていることを特徴とする液
   体噴射ヘッド。
2. 前記ノズル開口が、１つの前記圧力発生室に対して２つ設けられていることを特徴とす
   る請求項１記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記ノズル開口がノズルプレートに形成されていると共に、前記壁が、前記ノズルプレ
   ートの前記圧力発生室側に固定された流路部材に形成された液体流路の壁であることを特
   徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッド。
4. 前記ノズル開口がノズルプレートに形成されていると共に、前記ノズルプレートには、
   前記ノズル開口が底面に開口する凹部が前記圧力発生室側に形成されており、前記壁が、
   前記凹部の側面であることを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッド。
5. １つの前記圧力発生室に対して複数個設けられた前記ノズル開口は、前記圧力発生室の
   並設方向に並んで設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液
   体噴射ヘッド。
6. 前記ノズル開口の直前の流路の最も近い壁は、複数のノズル開口の並設方向の両側の壁
   であることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
7. 液体を噴射するノズル開口と、
   該ノズル開口に連通する圧力発生室と、
   該圧力発生室に圧力変化を生じさせて前記ノズル開口から液滴を吐出させる圧力発生手
   段と、を具備し、
   １つの前記圧力発生室に対して２以上の複数の前記ノズル開口が設けられており、１つ
   の前記圧力発生室に連通する複数の前記ノズル開口は、各ノズル開口の直前の流路の流路
   抵抗が互いに異なる流路抵抗となる位置で配置されていることを特徴とする液体噴射ヘッ
   ド。
8. 請求項１〜７の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴
   射装置。