JP2012111087A - 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 低コスト化及び小型化を図ると共に、印刷品質を向上させ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。
【解決手段】
ノズル開口に連通する圧力発生室21が列設された圧力発生室群と、圧力発生室21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電アクチュエーター40と、を具備し、ノズル開口は、1つの圧力発生室に対して複数設けられる第1ノズル開口60と、1つの圧力発生室に対して1つ設けられる第2ノズル開口34と、からなり、第1ノズル開口60は、圧力発生室群の少なくとも一端部側の圧力発生室21に対して複数設けられている。
【選択図】 図3
【解決手段】
ノズル開口に連通する圧力発生室21が列設された圧力発生室群と、圧力発生室21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電アクチュエーター40と、を具備し、ノズル開口は、1つの圧力発生室に対して複数設けられる第1ノズル開口60と、1つの圧力発生室に対して1つ設けられる第2ノズル開口34と、からなり、第1ノズル開口60は、圧力発生室群の少なくとも一端部側の圧力発生室21に対して複数設けられている。
【選択図】 図3
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。
液体噴射ヘッドを搭載する液体噴射装置の代表例としては、例えば、インクジェット式記録装置が挙げられる。インクジェット式記録装置としては、キャリッジに搭載されたインクジェット式記録ヘッドを移動させながら印刷を行うシリアル型や、被記録媒体の全幅に亘って配置されたノズルからインクを噴射して印刷を行うライン型が知られている。
シリアル型のインクジェット式記録装置において、例えば、バンド印刷モードでは、インクジェット式記録ヘッドを主走査方向に移動させて印刷を行う1パス印刷を行った後、記録用紙を副走査方向に移動させてさらに1パス印刷を行うという動作が繰り返され、1パス印刷毎に形成されるバンドがつなぎ合わされることにより被記録媒体上に画像が形成する場合がある。しかしながら、被記録媒体の搬送幅のばらつきやインクジェット式記録ヘッドの傾きによって、バンドのつなぎ目に白スジ等が発生してしまう。そこで、シリアル型のインクジェット式記録装置では、印刷領域をオーバーラップさせる、言い換えれば、1パス印刷時のインクジェット式記録ヘッドのノズル列と、次の1パス印刷時のインクジェット式記録ヘッドのノズル列との位置をオーバーラップさせることにより、白スジ等の発生を抑制させている(特許文献1参照)。
また、ライン型のインクジェット式記録ヘッドでは、被記録媒体の幅方向に亘ってノズル列を設けるために、複数のインクジェット式記録ヘッドを被記録媒体の搬送方向に並べて、各インクジェット式記録ヘッドのノズル列を搬送方向と直行する方向でオーバーラップさせるようにしている。
しかしながら、特許文献1のインクジェット式記録ヘッドのように、オーバーラップ用のノズルを複数設けると、コストが高くなるという問題や液体噴射ヘッドが大型化するという問題があった。
一方、オーバーラップ用のノズルを設けないインクジェット式記録ヘッドを搭載したインクジェット式記録装置では、1つのインクジェット式記録ヘッドあたりの有効印刷幅が小さくなってしまうという問題があった。
ここでいう有効印刷幅とは、シリアル型のインクジェット式記録装置の場合は、被記録媒体の印刷領域における1パス印刷あたりのバンド幅を指す。1パス印刷で形成されるバンドは、両側において前後のバンドとオーバーラップさせる。このため、バンド幅から片側分のオーバーラップの幅を除いたものが1パス印刷あたりのバンド幅、すなわち、有効印刷幅となる。また、ライン型のインクジェット式記録装置の場合は、被記録媒体の搬送方向と直交する方向の印刷幅を搬送方向に並べたインクジェット式記録ヘッドの数で割ることで求められる1つのインクジェット式記録ヘッドあたりの印刷幅が有効印刷幅となる。
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、低コスト化及び小型化を図ると共に、印刷品質を向上させ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、ノズル開口に連通する圧力発生室が列設された圧力発生室群と、前記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、前記ノズル開口は、1つの圧力発生室に対して複数設けられる第1ノズル開口と、1つの圧力発生室に対して1つ設けられる第2ノズル開口と、からなり、前記第1ノズル開口は、圧力発生室群の少なくとも一端部側の圧力発生室に対して複数設けら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、複数の第1ノズル開口から吐出される液滴により形成される第1ドットのノズル列方向の総幅は、第2ノズル開口から吐出される液滴により形成される第2ドットの幅よりも大きくなる。このため、第1ノズル開口がノズル列の少なくとも一端部側に設けられていることにより、第2ノズル開口のみからなる液体噴射ヘッドと比較して、ノズル列方向の記録領域を大きくすることができる。これにより、オーバーラップ用の複数ノズルを設けることなく、白スジ等の発生を抑制して印刷品質を向上させることができる。また、オーバーラップ用の複数のノズルが不要であるため、液体噴射ヘッドを低コスト化及び小型化させることができる。さらに、ノズル列方向の記録領域が大きくなることで、液体噴射装置に搭載して印刷する際に、オーバーラップさせるノズル列の幅を低減させることができ、有効印刷幅を大きくすることができる。
かかる態様では、複数の第1ノズル開口から吐出される液滴により形成される第1ドットのノズル列方向の総幅は、第2ノズル開口から吐出される液滴により形成される第2ドットの幅よりも大きくなる。このため、第1ノズル開口がノズル列の少なくとも一端部側に設けられていることにより、第2ノズル開口のみからなる液体噴射ヘッドと比較して、ノズル列方向の記録領域を大きくすることができる。これにより、オーバーラップ用の複数ノズルを設けることなく、白スジ等の発生を抑制して印刷品質を向上させることができる。また、オーバーラップ用の複数のノズルが不要であるため、液体噴射ヘッドを低コスト化及び小型化させることができる。さらに、ノズル列方向の記録領域が大きくなることで、液体噴射装置に搭載して印刷する際に、オーバーラップさせるノズル列の幅を低減させることができ、有効印刷幅を大きくすることができる。
ここで、前記第1ノズル開口は、前記圧力発生室群の両端部側の圧力発生室に対して複数設けられているのが好ましい。これによれば、ノズル列方向の記録領域をより大きくすることができる。したがって、より確実に白スジ等の発生を抑制することができる。また、オーバーラップさせるノズル列の幅をより低減させることができる。
また、前記第1ノズル開口は、前記第2ノズル開口よりも開口面積が小さいのが好ましい。これによれば、第1ノズル開口から吐出される液滴により形成される第1ドットの光学濃度と、第2ノズル開口から吐出される液滴により形成される第2ドットの光学濃度との差を小さくすることができ、色ムラを低減させることができる。
前記第1ノズル開口から吐出される液滴の総重量は、前記第2ノズル開口から吐出される液滴の重量よりも小さくするのが好ましい。これによれば、第1ノズル開口から吐出される液滴により形成される第1ドットの光学濃度と、第2ノズル開口から吐出される液滴により形成される第2ドットの光学濃度との差を確実に小さくすることができる。これにより、色ムラをより確実に低減させることができる。
また、すべての圧力発生室に対する前記第1ノズル開口が設けられる圧力発生室の割合は10%以上であるのが好ましい。これによれば、より確実に白スジ等の発生を抑制することができる。
本発明の他の態様は、上記の液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置にある。
かかる態様では、低コスト化及び小型化を図ると共に、印刷品質を向上させた液体噴射装置を実現することができる。また、オーバーラップさせるノズル列の幅を低減させることができるため、1つの液体噴射ヘッドあたりの有効印刷幅を大きくすることができる。
かかる態様では、低コスト化及び小型化を図ると共に、印刷品質を向上させた液体噴射装置を実現することができる。また、オーバーラップさせるノズル列の幅を低減させることができるため、1つの液体噴射ヘッドあたりの有効印刷幅を大きくすることができる。
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断面図である。
(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1つの流路ユニット30と、アクチュエーターユニット20に接続される配線基板50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(Al2O3)や、ジルコニア(ZrO2)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。言い換えれば、圧力発生室21が列設された圧力発生室群が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ノズル開口(後述するノズル開口34及びノズル開口60)に連通するノズル連通孔26と、を有する。
そして、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、振動板23上に設けられた第1電極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上に設けられた第2電極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、第1電極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、第1電極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の第2電極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第1電極43に導通する端子部46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は、流路形成基板22(振動板23)からの高さ、すなわち上端面が、圧電アクチュエーター40の流路形成基板22(振動板23)からの高さよりも高く形成されている。これは、端子部46と配線基板50の配線層51とを接続した際に、配線基板50が圧電アクチュエーター40に当接して、圧電アクチュエーター40の変位が低下するのを防止するためである。本実施形態では、端子部46の流路形成基板22(振動板23)からの高さを20μmで形成した。
なお、このような端子部46は、例えば、銀(Ag)等の導電性の高い金属材料を用いて、スクリーン印刷によって形成することができる。
そして、圧電アクチュエーター40の各第2電極45及び第1電極43に導通する端子部46には、配線基板50に設けられた配線層51が電気的に接続されており、この配線基板50を介して図示しない駆動回路からの駆動信号が配線基板50を介して各圧電アクチュエーター40に供給される。なお、駆動回路は、特に図示していないが、配線基板50上に実装されていても、また、配線基板50以外に実装されていてもよい。
配線基板50は、2列の圧電アクチュエーター40に亘って1つ設けられた、例えば、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(TCP)などからなる。詳しくは、配線基板50は、例えば、ポリイミド等のベースフィルム52の表面に銅薄をベースとして錫メッキ等を施した所定パターンの配線層51を形成し、配線層51の端子部46と接続される端部以外の領域をレジスト等の絶縁材料53で覆ったものである。
また、配線基板50には、並設された圧電アクチュエーター40の列と列の間に対向する領域に貫通孔54が設けられており、配線層51は、貫通孔54側の端部で端子部46と接続されている。なお、配線基板50の貫通孔54は、貫通孔54が設けられていないベースフィルム52の表面に、一方の列の圧電アクチュエーター40に接続される配線層51と、他方の列の圧電アクチュエーター40に接続される配線層51とが連続するように形成後、2列の圧電アクチュエーター40に接続される導通された配線層51を切断するようにベースフィルム52に設けることで形成される。
そして、配線基板50の配線層51と圧電アクチュエーター40に導通する端子部46とは、異方性導電材からなる接着層55を介して電気的及び機械的に接続されている。
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及びノズル開口60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(ノズル開口34又はノズル開口60)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21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(ノズル開口34又はノズル開口60)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25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(ノズル開口34,ノズル開口60)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、ステンレス鋼などの金属又はシリコンなどのセラミックスからなる薄板にノズル開口34及びノズル開口60が穿設されて形成されている。ここで、図3を用いて、各ノズル開口について説明する。なお、図3はノズルプレート35の平面図である。
図3に示すように、ノズルプレート35には、複数のノズル開口が列設されたノズル列が設けられている。このノズル開口は、1つの圧力発生室21に対して2つ設けられた第1ノズル開口60と、1つの圧力発生室21に対して1つ設けられた第2ノズル開口34と、からなる。言い換えれば、圧力発生室21は、2つの第1ノズル開口60に連通する圧力発生室21と、1つの第2ノズル開口34に連通する圧力発生室21と、からなる。
本実施形態では、圧力発生室群の両端部側の圧力発生室21に対して、第1ノズル開口60を2つずつ設けた。言い換えれば、第2ノズル開口34が列設された第2ノズル開口群の両端部側に、第1ノズル開口60が列設された第1ノズル開口60群を設けた。具体的には、図3に示すように、圧力発生室群の端から2つの圧力発生室21に対して、それぞれ2つの第1ノズル開口60を設けるようにした。
また、本実施形態では、各第1ノズル開口60は、第2ノズル開口34よりも開口面積が小さいものとした。
ここで、図4及び図5を用いて第1ノズル開口60及び第2ノズル開口34の吐出する液滴について説明する。
図4は、各ノズル開口と、各ノズル開口から吐出されたインク滴により形成されるドットとの関係を表すイメージ図である。なお、図中の破線は、各圧力発生室21の幅方向の中心軸を表している。
図4(a)に示すように、第1ノズル開口60は、第2ノズル開口34よりも開口面積が小さいため、第1ノズル開口60から吐出されたインク滴により形成される第1ドット600は、第2ノズル開口34から吐出されたインク滴により形成される第2ドット340よりも小さくなる。しかしながら、1つの圧力発生室21に対して、第1ノズル開口60は2つ設けられているため、1つの圧力発生室あたり2つの第1ドット600が形成される。そして、図4(b)に示すように、2つの第1ノズル開口60から吐出されるインク滴により形成される第1ドット600のノズル列方向の総幅は、第2ノズル開口34から吐出されるインク滴により形成される第2ドット340の幅よりも大きくなる。
ここで、図5を用いて、上述したドットの大きさについてより詳細に説明する。図5は、インク滴の重量とドット径の関係を表す図であり、横軸は吐出されたインク滴の重量(Iw)を表し、縦軸はインク滴が被記録媒体に着弾した際のドット径を表す。
図5に示すように、ドット径の増加率は、インク滴の重量(Iw)が増加するにつれて緩やかになる。例えば、インク滴の重量(Iw)が5w(ng)のときドット径は8r(μm)であるのに対し、インク滴の重量(Iw)が2.5w(ng)のときドット径は6.4r(μm)である。
第2ノズル開口34のインク滴の吐出重量を5w(ng)とした場合、ドット径は8r(μm)であるのに対し、第1ノズル開口60のインク滴の吐出重量を2.5w(ng)とした場合ドット径は6.4r(μm)となるため、2つの第1ノズル開口60では、ノズル列方向の総幅は最大12.8r(μm)となることがわかる。したがって、第1ノズル開口60から吐出されるインク滴により形成される2つの第1ドット600のノズル列方向の総幅は、第2ノズル開口34から吐出されるインク滴により形成される第2ドット340の幅よりも大きくなる。すなわち、1つの圧力発生室21あたりのインク滴の吐出重量を一定とした場合、第2ノズル開口34のみを列設したノズル列を備えるインクジェット式記録ヘッドと比較して、第1ノズル開口60と第2ノズル開口34とを有するノズル列を備えるインクジェット式記録ヘッド10はノズル列方向の印刷領域が大きくなる。
また、図5のインク滴の重量とドット径の関係から、2つの第1ノズル開口60から吐出するインク滴の総重量を第2ノズル開口34から吐出するインク滴の重量よりも小さくしても、第1ドット600のノズル列方向の総幅を第2ドット340の幅よりも大きくなるようにして、ノズル列方向の印刷領域を大きくすることもできることがわかる。なお、言うまでもないが、2つの第1ノズル開口60の吐出するインク滴の総重量が第2ノズル開口34の吐出するインク滴の重量より大きい場合は、第1ドット600のノズル列方向の総幅が第2ドット340の幅よりも大きくなり、ノズル列方向の印刷領域が大きくなる。
ここで、本実施形態では、2つの第1ノズル開口60から吐出されるインク滴の総重量(1つの圧力発生室に対して設けられる第1ノズル開口60から吐出されるインク滴の総重量)は、第2ノズル開口34の1つから吐出されるインク滴の重量よりも小さくなるようにした。このとき、第1ノズル開口60から吐出するインク滴により形成される第1ドット600の端部が隣り合う第1ドット600の端部と重なるように且つ2つの第1ドット600のノズル列方向の総幅が第2ドット340の幅よりも大きくなるように調整した。これにより、第1ノズル開口60の吐出するインク滴により形成される第1ドット600の光学濃度と、第2ノズル開口34の吐出するインク滴により形成される第2ドット340の光学濃度との差を小さくすることができる。したがって、インクジェット式記録ヘッド10が被記録媒体に形成する印刷領域において光学濃度の差がほとんどなくなり、色むら等の発生が抑制されて印刷品質をより向上させることができる。
ここで、光学濃度(OD値;Optical Density)とは、log(I0/I)(I0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。同じ重量のインク滴を用いる場合、例えば、1つのノズル開口から10ngインク滴を吐出させて形成したドットと、2つのノズル開口からそれぞれインク滴を5ngずつインク滴を吐出させて形成したドットとを比較した場合、複数の(2つの)ノズル開口から吐出させて形成したドットの方が光学濃度は高くなる。複数のノズル開口から吐出させたインク滴により形成される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。したがって、本実施形態のように、1つの圧力発生室21に対して設けられる第1ノズル開口60から吐出されるインク滴の総重量は、第2ノズル開口34の1つから吐出されるインク滴の重量よりも小さくなるようにすることにより、第1ドット600の光学濃度と、第2ドット340の光学濃度との差を小さくすることができる。
なお、ノズル開口(ノズル開口34及びノズル開口60)から吐出するインク滴の重量は、ノズル開口(ノズル開口34及びノズル開口60)の開口面積や圧電アクチュエーター40の駆動波形を調整することにより変更することができるが、本実施形態では、ノズル開口の開口面積を調整して各ノズル開口から吐出するインク滴の重量を変更した。
上述したように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド10は、圧力発生室群の両端部側の圧力発生室に対して第1ノズル開口60を2つ設けているので、インクジェット式記録ヘッド10のノズル列方向の両端部側の印刷領域を大きくすることができる。したがって、オーバーラップ用の複数ノズルを設けることなく、白スジ等の発生を抑制することができる。
また、従来のようにオーバーラップ用の複数ノズルを設ける場合は、オーバーラップ用のノズルに連通する圧力発生室等を新たに設ける必要があり、インクジェット式記録ヘッドが大型化するという問題があったが、本実施形態では、圧力発生室を新たに設ける必要がなく、インクジェット式記録ヘッドを低コスト化及び小型化させることができる。
さらに、ノズル列方向の印刷領域が大きくなることで、インクジェット式記録装置に搭載して印刷する際に、オーバーラップさせるノズル列の幅を低減させることができ、有効印刷幅を大きくすることができる。
また、インクジェット式記録ヘッド10をインクジェット式記録装置に搭載して、オーバーラップさせるノズル列の幅を従来と同様とした場合は、白スジの発生を確実に抑制することができる。
上述したように、ノズル列の端部側に第1ノズル開口60を設ける、すなわち、圧力発生室群の端部側の圧力発生室21に対して第1ノズル開口60を複数設けることで、印刷領域を大きくすることができる。さらに、第1ノズル開口60のみからなるノズル列を備えるインクジェット式記録ヘッド、すなわち、すべての圧力発生室21に対してそれぞれ2つの第1ノズル開口60を設けるようにしたインクジェット式記録ヘッドでは、第1ノズル開口60から吐出するインク滴の飛翔方向を調整するのが難しく、印刷品質が低下する虞があるが、本実施形態では、第1ノズル開口60がノズル列の端部側のみに設けられていることにより、液体噴射ヘッドの形成する画像の印刷品質が低下する虞がない。
なお、本実施形態では、各端部側から2つの圧力発生室21に対してそれぞれ2つの第1ノズル開口60を設けるようにしたが、第1ノズル開口60は、圧力発生室群の少なくとも一端部側の圧力発生室21に対して設けていればよく、圧力発生室群の片側の圧力発生室21のみに対して設けるようにしてもよい。
また、圧力発生室群の片側の圧力発生室21のみに対して第1ノズル開口60を複数設ける場合、両端部側の圧力発生室21に対して第1ノズル開口60を設ける場合のいずれの場合も、すべての圧力発生室21における第1ノズル開口60が設けられる圧力発生室21の割合は10%以上であるのが好ましい。10%以上とすることより、確実に印刷時の白スジ等の発生を抑制することができる。
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(圧力発生室群)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(第1ノズル開口60,第2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からインク滴が噴射される。
(実施形態2)
図6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7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6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7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6及び図7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。
このノズルプレート35Aには、実施形態1と同様に、複数のノズル開口が列設されたノズル列が設けられている。このノズル開口は、1つの圧力発生室21に対して2つ設けられた第1ノズル開口60と、1つの圧力発生室21に対して1つ設けられた第2ノズル開口34とを有する。言い換えれば、圧力発生室21は、2つの第1ノズル開口60に連通する圧力発生室21と、1つの第2ノズル開口34に連通する圧力発生室21と、からなる。本実施形態では、1つの圧力発生室21に対して2つ設けられた第1ノズル開口60をそれぞれ60a,60bとする。
図6及び図7に示すように、1つの圧力発生室21に連通する2つの第1ノズル開口60a,60b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つの第1ノズル開口60a,60bは、1つの圧力発生室21に、ノズル連通孔26、ノズル連通孔36及びノズル連通孔39を介して連通している。
このような2つの第1ノズル開口60a,60bは、直前の流路の最も近い壁39a,39bまでの距離d1、d2が異なる距離となるように配置されている。ここで、第1ノズル開口60a,60bの直前の流路とは、第1ノズル開口60a,60bよりも上流の流路で第1ノズル開口60a,60bに直接連通する流路のことである。本実施形態では、第1ノズル開口60a,60b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、一方の第1ノズル開口60aからノズル連通孔39の最も近い壁39aまでの距離d1と、他方の第1ノズル開口60bからノズル連通孔39の最も近い壁39bまでの距離d2と、が異なる距離となるように第1ノズル開口60a,60b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、第1ノズル開口60aと壁39aとの距離d1が、第1ノズル開口60bと壁39bとの距離d2よりも大きくなるようにした。なお、ここでいう第1ノズル開口60a,60bに最も近い壁39a,39bは、本実施形態では、ノズル連通孔39の第1ノズル開口60a,60b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35A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、第1ノズル開口60aと第1ノズル開口60bとの間の距離d3は、第1ノズル開口60a,60bから吐出するインク滴により形成される第1ドット600の端部が隣り合う第1ドット600の端部と重なるように且つ2つの第1ドット600のノズル列方向の総幅が第2ドット340の幅よりも大きくなるように、所望の第1ノズル開口密度で配置されたものである。なお、上述のように第1ノズル開口60aと第1ノズル開口60bとの間の距離d3は、所望の第1ノズル開口密度で配置されたものであるため、2つの第1ノズル開口60a,60bの中心がノズル連通孔39の中心と一致している実施形態1の場合と同じ値となる。したがって、本実施形態の2つの第1ノズル開口60a,60bは、2つの第1ノズル開口60a,60b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(d1−d2)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つの第1ノズル開口60a,60b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つの第1ノズル開口60a,60b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つの第1ノズル開口60a,60bは、直前の流路の最も近い壁までの距離を変えることで、第1ノズル開口60a,60b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。本実施形態では、第1ノズル開口60aと壁39aとの距離d1が第1ノズル開口60bと壁39bとの距離d2よりも大きいため、ノズル連通孔39の中心に近い第1ノズル開口60a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に近い第1ノズル開口60bに供給されるインクの流速は遅くなる。これにより、図6に示すように、2つの第1ノズル開口60a,60bから吐出されるインク滴X1、X2の飛翔速度に差が生じ、2つの第1ノズル開口60a,60bから吐出された2つのインク滴X1、X2は、互いに横に並ぶことなく飛翔する。
本実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、実施形態1と同様に、第1ノズル開口60(60a,60b)をノズル列の両端部側に設けている、すなわち、圧力発生室群の両端部側の圧力発生室21に対して第1ノズル開口60(60a,60b)を複数設けているので、インクジェット式記録ヘッド10のノズル列方向の両端部側の印刷領域を大きくすることができる。したがって、オーバーラップ用の複数ノズルを設けることなく、白スジ等の発生を抑制することができる。また、インクジェット式記録ヘッドを低コスト化及び小型化させることができる。
さらに、ノズル列方向の印刷領域が大きくなることで、インクジェット式記録装置に搭載して印刷する際に、オーバーラップさせるノズル列の幅を低減させることができ、有効印刷幅を大きくすることができる。
さらに、本実施形態では、2つのインク滴X1、X2の飛翔速度を変えることで、2つのインク滴X1、X2が飛翔時に隣り合うことがなく、気流の影響による飛翔曲がりを抑制することができる。これにより、被記録媒体へのインク滴の着弾位置をより高精度にすることができ、印刷品質をより向上することができる。また、2つのインク滴X1、X2が飛翔時に隣り合うことがないため、2つのインク滴X1、X2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。
(実施形態3)
図8は、本発明の実施形態3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は、本発明の実施形態3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30B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35Bと、を具備する。
このノズルプレート35Bには、実施形態1と同様に、複数のノズル開口が列設されたノズル列が設けられている。このノズル開口は、1つの圧力発生室21に対して2つ設けられた第1ノズル開口60と、1つの圧力発生室21に対して1つ設けられた第2ノズル開口34とを有する。言い換えれば、圧力発生室21は、2つの第1ノズル開口60に連通する圧力発生室21と、1つの第2ノズル開口34に連通する圧力発生室21と、からなる。本実施形態では、1つの圧力発生室21に対して2つ設けられた第1ノズル開口をそれぞれ60c,60dとする。
本実施形態では、2つの第1ノズル開口60c,60d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つの第1ノズル開口60c,60d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35Bの圧力発生室21側には、凹部65が設けられている。この凹部65は、ノズルプレート35B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つの第1ノズル開口60c,60dが開口する。また、凹部65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65は、内側面の壁65a,65bから2つの第1ノズル開口60c,60d(の中心)までの距離d4、d5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65が、第1ノズル開口60c,60dの直前の流路に該当し、第1ノズル開口60c,60dの直前の流路である凹部65の当該第1ノズル開口60c,60dから最も近い壁が、凹部65の壁65a,65bとなっている。また、凹部65の壁65a,65bは、本実施形態では、第1ノズル開口60c,60d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65は、凹部65の中心が2つの第1ノズル開口60c,60dの中心から所定量(d4−d5)だけオフセットされた位置で配置している。
本実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、実施形態1と同様に、第1ノズル開口60(60c,60d)をノズル列の両端部側に設けている、すなわち、圧力発生室群の両端部側の圧力発生室21に対して第1ノズル開口60(60c,60d)を複数設けているので、インクジェット式記録ヘッド10のノズル列方向の両端部側の印刷領域を大きくすることができる。したがって、オーバーラップ用の複数ノズルを設けることなく、白スジ等の発生を抑制することができる。また、インクジェット式記録ヘッドを低コスト化及び小型化させることができる。
さらに、ノズル列方向の印刷領域が大きくなることで、インクジェット式記録装置に搭載して印刷する際に、オーバーラップさせるノズル列の幅を低減させることができ、有効印刷幅を大きくすることができる。
また、ノズルプレート35Bに凹部65を設け、凹部65を第1ノズル開口60c,60dの直前の流路として、凹部65の壁65aから第1ノズル開口60cまでの距離d4と、凹部65の壁65bから第1ノズル開口60dまでの距離d5とを異なる距離とすることで、第1ノズル開口60c,60dのそれぞれの直前の流路抵抗を異なるようにすることができる。したがって、2つの第1ノズル開口60c,60d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、飛翔曲がりを抑制して被記録媒体への着弾位置精度をより向上することができる。
(実施形態4)
実施形態1〜3のインクジェット式記録ヘッド10は、複数個が一体的に固定されて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。
実施形態1〜3のインクジェット式記録ヘッド10は、複数個が一体的に固定されて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。
ここで、本実施形態のヘッドユニットについて図10を参照して説明する。なお、図10は、液体噴射ヘッドユニットの液体噴射面側の平面図である。
ヘッドユニット100は、複数のインクジェット式記録ヘッド10と、複数のインクジェット式記録ヘッド10が固定されるベースプレート110と、を有する。
ベースプレート110は、ステンレス鋼等の板状部材からなり、厚さ方向に貫通する貫通孔111を有する。この貫通孔111にインクジェット式記録ヘッド10のノズル開口とは反対側をベースプレート110の取付面側から挿入し、インクジェット式記録ヘッド10の側面から突出するフランジ部をベースプレート110の取付面に当接させて、ねじ部材で固定するようにした。
本実施形態では、複数のインクジェット式記録ヘッド10は、ノズル開口が並設されたノズル列方向である第1の方向Yに向かって並設されている。また、第1の方向Yに並設された複数のインクジェット式記録ヘッド10で構成される列は、ノズル列方向(第1の方向Y)とは交差する方向(第2の方向X)に並んで2列設けられている。これら第2の方向Xに並設されたにインクジェット式記録ヘッド10の2列は、互いに第2の方向Xに向かって若干ずらした位置に配置されている。すなわち、インクジェット式記録ヘッド10の2列は、インクジェット式記録ヘッド10が千鳥状に配置されるようにヘッドグループを構成している。そして、1つのヘッドグループにおいて、隣り合うインクジェット式記録ヘッド10は、一方のインクジェット式記録ヘッド10のノズル列の端部の第1ノズル開口60と、他方のインクジェット式記録ヘッド10のノズル列の端部の第1ノズル開口60とが、第2の方向Xで同一位置となるように設けられている。これにより、2列のインクジェット式記録ヘッド10によって、被噴射媒体の搬送方向とは交差する幅方向に亘って全ての領域で印刷を行うことができる。本実施形態では、ヘッドユニット100に4個のインクジェット式記録ヘッド1で構成されるヘッドグループを2つ設けるようにした。
ここで、本発明にかかるインクジェット式記録ヘッド10は、上述したように、従来のインクジェット式記録ヘッドと比較して印刷領域が大きい。このため、ヘッドユニット100は、1つのインクジェット式記録ヘッド10のノズル列の端部と、隣り合うインクジェット式記録ヘッド10の端部とのオーバーラップ幅、すなわち、オーバーラップさせるノズル列の幅を小さくすることができる。したがって、ヘッドユニットを従来のものよりも小型化することができる。
なお、本実施形態のヘッドユニット100では、ノズル列の両端部側に第1ノズル開口60が設けられたインクジェット式記録ヘッド10、すなわち、圧力発生室群の両端部側の圧力発生室21に対してノズル開口を複数設けているインクジェット式記録ヘッド10を用いて、1つのインクジェット式記録ヘッド10のノズル列の第1ノズル開口60と、隣り合うインクジェット式記録ヘッド10の第1ノズル開口60と、がオーバーラップするように配置したが、ノズル列のオーバーラップ幅をさらに広げてもよい。例えば、1つのインクジェット式記録ヘッド10の第1ノズル開口60だけではなく、第2ノズル開口34までオーバーラップさせるようにしてもよい。オーバーラップさせるノズル列の幅を従来と同様とした場合は、白スジの発生を従来よりも抑制することができる。
また、ノズル列の一端部側のみに第1ノズル開口60が設けられているインクジェット式記録ヘッドを用いる場合は、並設されるインクジェット式記録ヘッドの向きが同一となるように、すなわち、第1ノズル開口60が設けられる端部側の向きが同一となるようにして配置すればよい。この場合は、1のインクジェット式記録ヘッド10の第1ノズル開口60が設けられている端部側と、他のインクジェット式記録ヘッド10の第1ノズル開口60が設けられている端部とは反対側の端部と、をオーバーラップさせればよい。
このようなヘッドユニット100は、インクジェット式記録装置に搭載される。ここで、インクジェット式記録装置について図11を参照して説明する。
本実施形態の液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置IAは、ヘッドユニット100(記録ヘッド10)が固定されて、被噴射媒体である紙などの記録シートSを搬送することで印刷を行う、所謂ライン式記録装置である。具体的には、インクジェット式記録装置IAは、装置本体201と、複数の記録ヘッド10を具備すると共に装置本体201に固定されたヘッドユニット100と、記録シートSを搬送する搬送手段202と、ヘッドユニット100の相対向する記録シートSの印刷面とは反対の裏面側を支持するプラテン203とを具備する。
ヘッドユニット100は、インクジェット式記録ヘッド10のノズル列方向(第1の方向Y)が記録シートSの搬送方向と交差する方向となるように装置本体201に固定されている。
搬送手段202は、ヘッドユニット100に対して記録シートSの搬送方向の両側に設
けられた第1の搬送手段204と、第2の搬送手段205とを具備する。
けられた第1の搬送手段204と、第2の搬送手段205とを具備する。
第1の搬送手段204は、駆動ローラー204aと、従動ローラー204bと、これら駆動ローラー204a及び従動ローラー204bに巻回された搬送ベルト204cとで構成されている。また、第2の搬送手段205は、第1の搬送手段204と同様に駆動ローラー205a、従動ローラー205b及び搬送ベルト205cで構成されている。
これらの第1の搬送手段204及び第2の搬送手段205のそれぞれの駆動ローラー204a、205aには、図示しない駆動モーター等の駆動手段が接続されており、駆動手段の駆動力によって搬送ベルト204c、205cが回転駆動することで、記録シートSをヘッドユニット100の上流及び下流側で搬送する。
なお、本実施形態では、駆動ローラー204a、205a、従動ローラー204b、205b及び搬送ベルト204c、205cで構成される第1の搬送手段204及び第2の搬送手段205を例示したが、記録シートSを搬送ベルト204c、205c上に保持させる保持手段をさらに設けてもよい。保持手段としては、例えば、記録シートSの外周面を帯電させる帯電手段を設け、この帯電手段によって帯電した記録シートSを誘電分極の作用により搬送ベルト204c、205c上に吸着させるようにしてもよい。また、保持手段として、搬送ベルト204c、205c上に押えローラーを設け、押えローラーと搬送ベルト204c、205cとの間で記録シートSを挟持させるようにしてもよい。
プラテン203は、第1の搬送手段204と第2の搬送手段205との間に、ヘッドユニット100に相対向して設けられた断面が矩形状を有する金属又は樹脂等からなる。プラテン203は、第1の搬送手段204及び第2の搬送手段205によって搬送された記録シートSを、ヘッドユニット100に相対向する位置で支持する。
なお、プラテン203には、搬送された記録シートSをプラテン203上で吸着する吸着手段が設けられていてもよい。吸着手段としては、例えば、記録シートSを吸引することで吸引吸着するものや、静電気力で記録シートSを静電吸着するもの等が挙げられる。
また、ヘッドユニット100の各記録ヘッド10には、図示していないが、インクが貯留されたインクタンクやインクカートリッジなどのインク貯留手段がインクを供給可能に接続されている。インク貯留手段は、例えば、ヘッドユニット100上に保持されていても、また、装置本体201内のヘッドユニット100とは異なる位置に保持されていてもよい。
このようなインクジェット式記録装置200では、搬送手段204によって記録シートSが搬送され、ヘッドユニット100によってプラテン203上で支持された記録シートSに印刷が実行される。印刷された記録シートSは、搬送手段202によって搬送される。
本実施形態では、第1ノズル開口60がノズル列の両端部側に設けられていることにより、第2ノズル開口34のみからなるインクジェット式記録ヘッドと比較して、ノズル列の両端部側の印刷領域が大きくなっている。このため、オーバーラップさせるノズル列の幅を低減させることができ、印刷領域のオーバーラップの幅を従来と同様にした場合、有効印刷幅を大きくすることができる。また、インクジェット式記録装置の低コスト化及び小型化を図ると共に、白スジ等の発生を抑制して印刷品質を向上させることができる。
なお、本実施形態では、複数のインクジェット式記録ヘッド10を有するヘッドユニット100をインクジェット式記録装置IAに搭載するようにしたが、特にこれに限定されず、複数のインクジェット式記録ヘッド10を直接インクジェット式記録装置200に搭載してもよい。また、インクジェット式記録装置IAに複数のヘッドユニット100を搭載してもよい。
(実施形態5)
実施形態1〜3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。
実施形態1〜3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に示すように、インクジェット式記録装置IBは、インクジェット式記録ヘッド10を有している。インクジェット式記録ヘッド10は、インクカートリッジ2が搭載されるキャリッジ3に固定されている。キャリッジ3は上部に開放する箱型をなし、記録シートSと対面する面(下面)にインクジェット式記録ヘッド10のノズル面が露出するよう取り付けられると共に、インクカートリッジ2が収容されるようになっている。
また、キャリッジ3はタイミングベルト6を介してステッピングモーター7に接続され、ガイドバー8に案内されて記録シートSの紙幅方向(主走査方向)に往復移動するようになっている。
これにより、インクジェット式記録ヘッド10にはインクカートリッジ2からインクが供給され、キャリッジ3を移動させながら記録シートSの上面にインク滴を吐出させて記録シートSに画像や文字をドットマトリックスにより印刷するようになっている。
キャップ4は印刷休止中にインクジェット式記録ヘッド10のノズル開口を封止することによりノズルの乾燥を防止すると共にインクジェット式記録ヘッド10のノズル面に負圧を作用させてクリーニング動作をするようになっている。ワイパーブレード11はインクジェット式記録ヘッド10のノズル面をワイピングするようになっており、12はクリーニング動作で吸引した廃インクは、廃インク貯留部12に貯留される。また、インクジェット式記録装置IBは、装置本体の動作を制御する制御部13を備えている。
この制御部13は、ステッピングモーター7や給紙部の紙送りモーターに信号を送信してその駆動の開始・停止を制御できるようになっている。このようなインクジェット式記録装置IBでは、制御部がキャリッジ3を主走査方向に移動させつつ、インクジェット式記録ヘッド10からインク滴を吐出させることで記録シートSに主走査方向の印刷を行う。また、制御部13が、記録シートSを給紙部により副走査方向に搬送させることで副走査方向の位置決めを行う。これにより、記録シートSの印刷面に印刷を行うことができる。
さらに、本実施形態の制御部13は、インクジェット式記録ヘッド10を主走査方向に移動させて印刷を行う1パス印刷(第1液体噴射動作)により印刷される記録シートSの第1印刷領域の一端部側と、記録用紙を副走査方向に移動させて、さらに行う1パス印刷(第2液体噴射動作)により印刷される被記録媒体の第2印刷領域の一端部側とが重なるように、記録シートSの搬送幅を制御している。言い換えれば、制御部13は、第1印刷領域の一端部側と、第2印刷領域の一端部側とがオーバーラップするように、記録シートSの移動を制御している。これによれば、白スジ等の発生をより確実に抑制することができる。
なお、制御部13は、外部から入力された印刷信号に基づいて、インクジェット式記録ヘッド10に設けられた圧力発生手段である圧電アクチュエーター40に駆動パルスを印加する駆動制御機能を備えていてもよい。
本実施形態にかかるインクジェット式記録装置IBは、第1ノズル開口60がノズル列の両端部側に設けられている、すなわち、圧力発生室群の両端部側の圧力発生室21に対してノズル開口を複数設けていることにより、第2ノズル開口34のみからなるインクジェット式記録ヘッドと比較して、ノズル列の両端部側の印刷領域が大きくなっている。したがって、本実施形態のインクジェット式記録装置IBは、オーバーラップさせるノズル列の幅を低減させることができ、印刷領域のオーバーラップの幅を従来と同様にした場合、1パス印刷あたりの有効印刷幅を大きくすることができる。また、白スジ等の発生を抑制して印刷品質を向上させることができる。
本実施形態では、インクジェット式記録装置IBにオーバーラップ用の複数ノズルを設けることなく、また、バンド幅を低下させることもなく、白スジ等の発生を抑制して印刷品質を向上させることができる。また、インクジェット式記録ヘッドにオーバーラップ用の複数のノズルが不要であるため、インクジェット式記録装置を小型化させることができる。
なお、図12では、キャリッジ3に流体源としてのインクカートリッジ2が収容される例を挙げて説明したが、インクカートリッジがキャリッジ3とは別の場所に収容され、供給管を介してインクがインクジェット式記録ヘッド10の供給手段に圧送される構成のインクジェット式記録装置であっても本発明を適用することができる。
(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1〜3では、インクジェット式記録ヘッド10のノズル列の両端部側に第1ノズル開口60を設けたが、ノズル列の一端部側のみに第1ノズル開口60を設けてもよい。
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1〜3では、インクジェット式記録ヘッド10のノズル列の両端部側に第1ノズル開口60を設けたが、ノズル列の一端部側のみに第1ノズル開口60を設けてもよい。
また、上述した実施形態2及び3では、第1ノズル開口60a、60bや第1ノズル開口60c,60dの直前の最も近い壁39a,39b及び壁65a,65bを、第1ノズル開口60a,60bや第1ノズル開口60c,60d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るものではなく、第1ノズル開口60a〜60d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。
また、上述した実施形態では、1つの圧力発生室21に対して2つの第1ノズル開口60を設けた構成を例示したが、1つの圧力発生室21に対する第1ノズル開口60の数は、3以上であってもよい。
さらに、上述した実施形態では、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、第1電極、圧電体層及び第2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。
なお、上述した実施形態においては、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて説明したが、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、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、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が挙げられる。
また、本発明は、インクジェット式記録ヘッドに代表される液体噴射ヘッドに搭載されるアクチュエーター装置に限られず、他の装置に搭載されるアクチュエーター装置にも適用することができる。
IA、IB 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、 22 流路形成基板、 23 振動板、 24 圧力発生室底板、 30、30A、30B 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 第2ノズル開口、 35、35A、35B ノズルプレート、 39 ノズル連通孔、 39a、39b 壁、 40 圧電アクチュエーター、 43 第1電極、 44 圧電体層、 45 第2電極、 46 端子部、60、60a、60b、60c,60d 第1ノズル開口、 65 凹部、 65a,65b 壁
Claims (6)
- 液体を噴射するノズル開口と、
前記ノズル開口に連通する圧力発生室が列設された圧力発生室群と、
前記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、
前記ノズル開口は、1つの圧力発生室に対して複数設けられる第1ノズル開口と、1つの圧力発生室に対して1つ設けられる第2ノズル開口と、からなり、
前記第1ノズル開口は、圧力発生室群の少なくとも一端部側の圧力発生室に対して複数設けられていることを特徴とする液体噴射ヘッド。 - 前記第1ノズル開口は、前記圧力発生室群の両端部側の圧力発生室に対して複数設けられていることを特徴とする請求項1に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記第1ノズル開口は、前記第2ノズル開口よりも開口面積が小さいことを特徴とする請求項1又は2に記載の液体噴射ヘッド。
- 前記第1ノズル開口から吐出される液滴の総重量は、前記第2ノズル開口から吐出される液滴の重量よりも小さいことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
- すべての圧力発生室に対する前記第1ノズル開口が設けられる圧力発生室の割合は10%以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
- 請求項1〜5のいず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。
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