JP2012153028A

JP2012153028A - インクジェットヘッド及び記録装置

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Publication number: JP2012153028A
Application number: JP2011014521A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Tanaka; 政博田中
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2012-08-16
Anticipated expiration: 2031-01-26
Also published as: JP5738608B2

Abstract

【課題】流体クロストークを抑制できるインクジェットヘッド及び記録装置を提供する。
【解決手段】インクジェットヘッド５は、複数の吐出孔２９ａにそれぞれ通じる複数の加圧室３１と、複数の加圧室３１にそれぞれ通じる複数の供給孔３３と、複数の供給孔３３が内周面に開口する副流路２７ｃとが形成された基体２１を有する。複数の供給孔３３は、副流路２７ｃの延びる方向に２列で配列されており、一方の列（第２供給孔３３−Ｆ２の列）は、副流路２７ｃの一方及び他方の側面よりも副流路２７ｃの中央に近い位置に配置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、インクジェットヘッド及び記録装置に関する。

複数の吐出孔に通じる複数の加圧室と、当該複数の加圧室に通じる複数の供給孔と、当該複数の供給孔が内周面に開口する共通流路（リザーバ）とを有するインクジェットヘッドが知られている（例えば特許文献１）。共通流路から複数の吐出孔に至る空間にはインクが満たされている。そして、複数の加圧室の容積が変化してインクに圧力が付与されることにより、複数の加圧室から複数の吐出孔へインクが送出され、複数のインク滴が複数の吐出孔から吐出される。また、複数の加圧室へは複数の供給孔を介して共通流路からインクが補充される。

特開平１１−３０９８７７号公報

上記のような構成のインクジェットヘッドにおいては、複数組の吐出孔、加圧室及び供給孔に対して共通流路が共通化されている。従って、共通流路内における供給孔間の圧力伝搬により、複数組の吐出孔、加圧室及び供給孔内のインクの圧力は、相互に影響する（流体クロストークが生じる）。その結果、インク滴の吐出速度にばらつきが生じるなどの不都合が生じる。

本発明の目的は、流体クロストークを抑制できるインクジェットヘッド及び記録装置を提供することにある。

本発明の一態様に係るインクジェットヘッドは、複数の吐出孔にそれぞれ通じる複数の加圧室と、前記複数の加圧室にそれぞれ通じる複数の供給孔と、前記複数の供給孔が内周面に開口する共通流路とが形成された基体を有し、前記複数の供給孔は、前記共通流路の延びる方向に２列で配列されており、一方の列は、前記共通流路の一方及び他方の側面よりも前記共通流路の中央に近い位置に配置されている。

好適には、他方の列は、前記共通流路の中央よりも前記共通流路の前記一方の側面に近い位置に配置されている。

好適には、前記一方の列の供給孔と、前記他方の列の供給孔とは、前記共通流路の延びる方向において交互に配置されている。

本発明の一態様に係るインクジェットヘッドは、複数の吐出孔にそれぞれ通じる複数の加圧室と、前記複数の加圧室にそれぞれ通じる複数の供給孔と、前記複数の供給孔が内周面に開口する共通流路とが形成された基体を有し、前記複数の供給孔の一部は、前記共通流路の一方及び他方の側面よりも前記共通流路の中央に近い位置に配置されており、前記複数の供給孔の残りは、前記共通流路の中央よりも前記共通流路の前記一方の側面に近い位置に配置されている。

本発明の一態様に係る記録装置は、インクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを制御する制御部と、を有し、前記インクジェットヘッドは、複数の吐出孔に通じる複数の加圧室と、前記複数の加圧室に通じる複数の供給孔と、前記複数の供給孔が内周面に開口する共通流路とが形成された基体を有し、前記複数の供給孔は、前記共通流路の延びる方向に２列で配列されており、一方の列は、前記共通流路の側面よりも前記共通流路の中央に近い位置に配置されており、前記制御部は、他方の列の供給孔に通じる加圧室に対する圧力付与の開始タイミングに対して、１ドットの記録を行う周期よりも短い時間差で遅れて、前記一方の列の供給孔に通じる加圧室に対して圧力付与を開始するように、前記インクジェットヘッドを制御する。

本発明の一態様に係る記録装置は、インクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを制御する制御部と、を有し、前記インクジェットヘッドは、複数の吐出孔に通じる複数の加圧室と、前記複数の加圧室に通じる複数の供給孔と、前記複数の供給孔が内周面に開口する共通流路とが形成された基体を有し、前記複数の供給孔の一部は、前記共通流路の一方及び他方の側面よりも前記共通流路の中央に近い位置に配置されており、前記複数の供給孔の残りは、前記共通流路の中央よりも前記共通流路の前記一方の側面に近い位置に配置されており、前記制御部は、前記複数の供給孔の前記残りに通じる加圧室に対する圧力付与の開始タイミングに対して、１ドットの記録を行う周期よりも短い時間差で遅れて、前記複数の供給孔の前記一部に通じる加圧室に対して圧力付与を開始するように、前記インクジェットヘッドを制御する。

上記の構成によれば、流体クロストークを抑制できる。

本発明の第１の実施形態に係る記録装置の要部を模式的に示す斜視図。図１の記録装置のインクジェットヘッドの一部を破断・拡大して示す模式的な斜視図。図１の記録装置のインクジェットヘッドを模式的に示す平面図。図３の領域ＩＶにおいて流路の構成を示す平面透視図。図３のインクジェットヘッドにおけるインク滴の吐出タイミングを説明する図。図６（ａ）〜図６（ｃ）は図３のインクジェットヘッドの作用を説明するための模式図。第２の実施形態のインクジェットヘッドの吐出素子を示す断面図。図７のインクジェットヘッドの流路の構成を示す平面透視図。図７のインクジェットヘッドにおけるインク滴の吐出タイミングを説明する図。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る記録装置１の要部を模式的に示す斜視図である。

なお、記録装置１及び後述するインクジェットヘッド５は、いずれの方向が上方または下方とされてもよいものであるが、以下では、便宜的に、直交座標系ｘｙｚを定義するとともに、ｚ方向の正側（図１の紙面上方）を上方として、上面、下面等の用語を用いることがあるものとする。

記録装置１は、例えば、メディア（例えば紙）１０１を矢印ｙ１で示す方向へ搬送する搬送部３と、搬送されているメディア１０１に向けてインク滴を吐出するヘッド５と、搬送部３及びヘッド５の動作を制御する制御部７とを有している。

搬送部３は、例えば、不図示の供給スタックに積層された複数のメディア１０１を一ずつ不図示の排出スタックへ搬送する。搬送部３は、公知の適宜な構成とされてよい。図１では、搬送経路がストレートパスとされ、メディア１０１に当接するローラ９と、ローラ９を回転させるモータ１１とが設けられた搬送部が例示されている。

ヘッド５は、メディア１０１の搬送経路の途中に配置されており、ｚ方向の正側からメディア１０１に対向する。ヘッド５は、メディア１０１の印画面及び搬送方向に直交する方向（主走査方向、ｘ方向）にシャトル運動を行うシリアルヘッドであってもよいし、当該直交する方向に（ほぼ）固定されたラインヘッドであってもよい。なお、本実施形態においては、ヘッド５がラインヘッドである場合を例に挙げて説明するものとする。

ヘッド５は、ｘ方向の複数位置においてインク滴をメディア１０１に吐出、付着させる。当該動作が、メディア１０１の搬送に伴って繰り返し行われることにより、メディア１０１には２次元画像が形成される。

制御部７は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び外部記憶装置を含んで構成されている。制御部７は、モータ用ドライバ１３に制御信号を出力することにより、所望の電圧をモータ１１に印加して、モータ１１を制御する。同様に、制御部７は、ヘッド用ドライバ１５に制御信号を出力することにより、所望の電圧をヘッド５に印加して、ヘッド５を制御する。

図２は、ヘッド５の一部を破断・拡大して示す模式的な斜視図である。なお、図２の下方がメディア１０１に対向する側である。

ヘッド５は、例えば、圧電素子の機械的歪によりインクに圧力を付与するピエゾ式のヘッドである。ヘッド５は、インク滴を吐出する複数の吐出素子１９を有している。複数の吐出素子１９は、ｘｙ平面において配列されており、各吐出素子１９はメディア１０１上の１ドットに対応している。

また、別の観点では、ヘッド５は、インクを貯留する空間を形成する基体２１と、基体２１に貯留されているインクに圧力を付与するためのアクチュエータユニット２３（一部基体２１に兼用）とを有している。複数の吐出素子１９は、基体２１及びアクチュエータユニット２３により構成されている。

基体２１の内部には、複数の個別流路２５と、当該複数の個別流路２５に通じる共通流路（マニホールド）２７とが形成されている。個別流路２５は、吐出素子１９毎に設けられている。各個別流路２５は、メディア１０１に対向する吐出孔２９ａを含むディセンダ（部分流路）２９と、吐出孔２９ａに通じる加圧室３１と、加圧室３１に通じるとともに、共通流路２７の内周面に開口する供給孔３３とを有している。また、加圧室３１から供給孔３４の間の流路の一部は、インクが流れる方向に対する断面積が共通流路２７および加圧室３１より狭くなっているしぼりとなっている。

複数の個別流路２５及び共通流路２７にはインクが満たされている。複数の加圧室３１の容積が変化してインクに圧力が付与されることにより、複数の加圧室３１から複数のディセンダ２９へインクが送出され、複数の吐出孔２９ａからは複数のインク滴が吐出される。また、複数の加圧室３１へは複数の供給孔３３を介して共通流路２７からインクが補充される。

複数の個別流路２５及び共通流路２７の断面形状若しくは平面形状は、適宜に設定されてよい。本実施形態では、加圧室３１は、ｚ方向において一定の厚さに形成されるとともに、ｚ方向に見てｘ方向及びｙ方向を対角線方向とする菱形とされている。その菱形のｙ方向の一方の角部はディセンダ２９と連通され、他方の角部は供給孔３３と連通されている。

基体２１は、例えば、複数の基板が積層されることにより構成されている。具体的には、基体２１は、複数の個別流路２５及び共通流路２７を構成する貫通孔が形成された第１基板３５Ａ〜第６基板３５Ｆ（以下、単に「基板３５」ということがある。）と、複数の加圧室３１の上面開口を塞ぐ振動板３７とを有している。

複数の基板３５の厚み及び積層数は、複数の個別流路２５及び共通流路２７の形状等に応じて適宜に設定されてよい。複数の基板３５は、適宜な材料により形成されてよく、例えば、金属、セラミック若しくはシリコンにより形成されている。

アクチュエータユニット２３は、例えば、撓みモードで変位する、ユニモルフ型の圧電素子により構成されている。具体的には、例えば、アクチュエータユニット２３は、加圧室３１側から順に積層された、振動板３７、共通電極３９、圧電体４１及び複数の個別電極４３を有している。個別電極４３は、吐出素子１９毎に設けられている。

振動板３７、共通電極３９及び圧電体４１は、例えば、複数の加圧室３１を覆うように複数の加圧室３１に共通に設けられている。一方、個別電極４３は、加圧室３１毎に設けられている。より具体的には、個別電極４３は、概ね、加圧室３１と相似形（本実施形態では概ね菱形）で、加圧室３１の広さよりも若干小さい個別電極本体と、その個別電極本体の角部に接続されている引出電極４５とから成っている。

振動板３７、共通電極３９、圧電体４１及び複数の個別電極４３は、適宜な材料により形成されてよい。例えば、振動板３７は、セラミック、酸化シリコン若しくは窒化シリコンにより形成されている。共通電極３９及び複数の個別電極４３は、例えば、白金若しくはパラジウムにより形成されている。圧電体４１は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等のセラミックにより形成されている。

圧電体４１は、厚さ方向（ｚ方向）を分極方向とされている。従って、共通電極３９及び個別電極４３に電圧を印加して、圧電体４１に対して分極方向に電界を作用させると、圧電体４１は面内で収縮する。この収縮により振動板３７は、加圧室３１側に凸となるように撓み、その結果、加圧室３１の体積は変化する。

複数の加圧室３１は、概ね、メディア１０１の搬送方向（ｙ方向）及び搬送方向に直交する方向（ｘ方向）に配列されている（図４も参照）。より具体的には、複数の加圧室３１がｘ方向に配列された列に関しては、隣接する列間においては、ｘ方向の位置を互いに異ならせて交互に加圧室３１が配置されており、ｘ方向に見て加圧室３１同士がｙ方向において一部重複している。ｙ方向の配列についても同様である。

図３は、ヘッド５を模式的に示す平面図である。

ヘッド５は、複数（図３では４つ）のブロック５１を有している。図３では図示しないが、吐出素子１９は、各ブロック５１に多数配置されている。アクチュエータユニット２３は、例えば、ブロック５１毎に設けられている。基体２１は、例えば、複数のブロック５１に共通に設けられている。ブロック５１（アクチュエータユニット２３）は、例えば、概ね台形状に形成されており、ｙ方向に見て一部が重複するように互い違いにｘ方向に配列されている。

図３においては、共通流路２７が点線で示されている。共通流路２７は、マニホールド状に形成されており、ヘッド５の表面に開口し、不図示のインクタンクからインクが供給される開口部２７ａと、開口部２７ａから延びる主流路２７ｂと、主流路２７ｂから分岐する複数の副流路２７ｃとを有している。

図２において示された、共通流路２７の、供給孔３３が開口する部分は、副流路２７ｃであり、ｘ方向に延びるとともに、ｙ方向に配列されている。副流路２７ｃの断面形状は例えば矩形であり、供給孔３３は矩形の上面に開口している。

なお、共通流路２７は、ブロック５１毎に設けられている。ただし、本実施形態では、複数の共通流路２７は、隣接するブロック５１間において互いに一部が共有化され、互いに接続されている。

図４は、図３の領域ＩＶにおいて流路の構成を示す平面透視図である。図４においては、加圧室３１が実線で示され、供給孔３３が実線の丸で示され、ディセンダ２９が複数の実線の丸で示され、共通流路２７が点線で示されている。一つの加圧室３１に繋がっているディセンダ２９が複数の丸で示されているのは、ディセンダ２９が、ｘ方向およびｙ方向に位置を変えながら、加圧室３１から吐出孔２９ａに向かって（ｚ方向の負側に向かいながら）いることを表している。

以下では、複数の加圧室３１がｘ方向に配列されて構成された列であって、互いに隣接する列を「第１加圧室列Ｆ１」及び「第２加圧室列Ｆ２」（以下、単に「加圧室列Ｆ」といい、これらを区別しないことがある。）と参照することがある。また、複数の加圧室３１を構成要素として持つ複数の吐出素子１９及びその吐出素子１９構成部分について、「第１」又は「第２」、及び、「−Ｆ１」又は「−Ｆ２」を付して、第１加圧室列Ｆ１及び第２加圧室列Ｆ２のいずれに属するものであるか、区別することがある。例えば、第１加圧室列Ｆ１に属する加圧室３１を構成要素としている複数の吐出素子１９の複数の供給孔３３を「複数の第１供給孔３３−Ｆ１」、第２加圧室列Ｆ２に属する加圧室３１を構成要素としている複数の吐出素子１９の複数の供給孔３３を「複数の第２供給孔３３−Ｆ２」と参照することがある。

各加圧室列Ｆに繋がっている個別流路２５において、複数の吐出孔２９ａは、ｘ方向のピッチが一定とされている。そのｘ方向のピッチを幅とし、ｙ方向に延びる帯状領域Ｒにおいては、加圧室列Ｆのｙ方向の数と同数の吐出孔２９ａが含まれている。ｙ方向に配列された複数の加圧室３１は、千鳥格子状に配列されている。ディセンダ２９は、ｘ方向およびｙ方向に位置をずらしながら、加圧室３１から吐出孔２９ａに向かうように構成されており、帯状領域Ｒに含まれる全ての吐出孔２９ａは、ｘ方向の位置が互いに異なるとともにそのｘ方向のピッチが一定である。また、このようにディセンダ２９により吐出孔２９ａの位置をずらすことにより、ｘ方向において隣接する吐出孔２９ａの繋がっている加圧室３１を隣接しないものにすることができる。これにより、メディア１０１上でｘ方向に隣接して着弾するインク滴を隣接しない加圧室３１により吐出されたものにできるので、クロストークを低減できる。

従って、ヘッド５においては、ｘ方向及びｙ方向に配列された複数の吐出素子１９全体として、ｘ方向において所望の解像度が実現されている。加圧室列Ｆのｙ方向の数は８とされており（帯状領域Ｒに８個の吐出孔２９ａが含まれ）、帯状領域Ｒの幅は１／７５インチであり、ヘッド５は、６００ｄｐｉ（＝８／（１／７５））の解像度を実現する。他の例として副流路２７ｃのｙ方向の本数を８本にすれば、加圧室列Ｆのｙ方向の数は１６となり（帯状領域Ｒに１６個の吐出孔２９ａが含まれ）、帯状領域Ｒの幅は１／３７．５インチであり、ヘッド５は、６００ｄｐｉ（＝１６／（１／３７．５））の解像度を実現する。

第１加圧室列Ｆ１及び第２加圧室列Ｆ２は、吐出素子１９のｙ方向の向きが互いに逆向きとなっている。そして、隣接する加圧室列Ｆ同士は、ｘ方向に見て、ｙ方向の一方側においては、加圧室３１のディセンダ２９側同士を互いに重複させ、ｙ方向の他方側においては、加圧室３１の供給孔３３側同士を互いに重複させている。

一方、副流路２７ｃは、１組の第１加圧室列Ｆ１及び第２加圧室列Ｆ２に対して１本設けられている。具体的には、副流路２７ｃは、第１加圧室列Ｆ１及び第２加圧室列Ｆ２の加圧室３１の供給孔３３側同士を互いに重複させている部分を含むように形成されている。

そして、複数の第１供給孔３３−Ｆ１は、（その開口面の図心が）副流路２７ｃの中央よりも副流路２７ｃの一方（ｙ方向の正側）の側面に近い位置に配置され、複数の第２供給孔３３−Ｆ２は、副流路２７ｃの一方及び他方の側面よりも副流路２７ｃの中央に近い位置に配置されている。

好適には、副流路２７ｃを幅方向（ｙ方向）において４等分し、その両側の１／４の領域を第１側方領域ＲＧ１、第２側方領域ＲＧ２とし、中央の１／２の領域を中央領域ＲＧ０とすると、複数の第１供給孔３３−Ｆ１は、第１側方領域ＲＧ１に収まり、複数の第２供給孔３３−Ｆ２は、中央領域ＲＧ０に収まっている。

なお、副流路２７ｃに開口する全ての複数の供給孔３３は、第１側方領域ＲＧ１及び中央領域ＲＧ０に収まり、第２側方領域ＲＧ２には収まっていない（副流路２７ｃの中央よりも副流路２７ｃの他方（ｙ方向の負側）の側面に近い位置に配置されていない）。

また、複数の第１供給孔３３−Ｆ１及び複数の第２供給孔３３−Ｆ２は、ｘ方向において、交互に配列されており、一方は他方の間（より好適には中間）に位置している。なお、複数の吐出孔２９ａは、複数の副流路２７ｃ間に配置されている。

図５は、制御部７により制御される、複数の吐出素子１９における吐出孔２９ａからのインク滴の吐出タイミングを説明する図である。具体的には、図５は、吐出素子１９（共通電極３９及び個別電極４３）へ出力される吐出信号の波形パターン（時系列変化）を示している。図５の上段は、第１吐出素子１９−Ｆ１に対する吐出信号に対応し、図５の下段は、第２吐出素子１９−Ｆ２に対する吐出信号に対応している。図５において、横軸は時刻ｔを示し、縦軸は電位Ｅを示している。

まず、図５の上段を参照して、第１吐出素子１９−Ｆ１及び第２吐出素子１９−Ｆ２に共通する事項を説明する。ヘッド５の駆動方式は、引き打ち方式、押し打ち方式等の公知の駆動方式から適宜に選択されてよい。以下では、引き打ち方式を例にとって説明する。

引き打ち方式では、駆動に先立って、共通電極３９及び個別電極４３に電圧が印加されている（時刻ｔ０）。従って、振動板３７は撓み、加圧室３１の容積は縮小されている。そして、パルスの立ち下り（時刻ｔ１）に対応して、加圧室３１の容積は拡大し、インクが加圧室３１に引き込まる。この際生じる吐出孔２９ａから加圧室３１に向かう圧力波がしぼりで反射される前後のタイミングで、パルスの立ち上がり（時刻ｔ２）に対応して、加圧室３１の容積は縮小し、反射された圧力波と容積の収縮により発生した圧力波が重なるようにして吐出孔２９ａに向かう。これにより、インク滴が吐出孔２９ａから吐出される。

このように、幅Ｔ_０の吐出パルス１つにより１つのインク滴が吐出される。１ドットの記録に対してインク滴の数が増減されること、および幅Ｔ_０を変えることによりインク滴の量を変えることにより、階調が表現される。図５では、一つのドットに対応して３つのインク滴を吐出する場合を例示している。なお、最後の幅Ｔ_５のパルスは、残留圧力を除去するためのキャンセルパルスである。

吐出パルスの幅Ｔ_０は、吐出孔２９ａからしぼりまでの流路内の液体の固有振動周期の半分、すなわち圧力波が吐出孔２９ａからしぼり（正確にはしぼりの加圧室３１側の端）まで伝わる時間ＡＬ（Acoustic Length）の長さ程度の値で、インク滴の飛翔速度および量が極大になる。幅Ｔ_０の値がＡＬから離れるに従って、インク滴の飛翔速度が低くなり、量が少なくなっていくので、幅Ｔ_０を調整することで、インク滴の飛翔速度および量を調整することができる。駆動（加圧室３１への圧力付与）開始からキャンセルパルスの終了までの期間Ｔ_１は、パルスの周波数が一定であれば、パルス数によって規定される。パルス数は、期間Ｔ_１が１ドットの記録を行う周期Ｔ_２内に収まる数を限度とする。周期Ｔ_２は、例えば、搬送部３によりメディア１０１を解像度に応じた距離（例えば解像度が６００ｄｐｉであれば１／６００インチ）で移動させるのに要する時間である。最大パルス数のときの期間Ｔ_１の終了から周期Ｔ_２の終了までは、残留圧力がある程度まで低減されるまでの待機時間が設定されてもよい。

次に、第１吐出素子１９−Ｆ１及び第２吐出素子１９−Ｆ２の駆動の相違について説明する。第２吐出素子１９−Ｆ２の駆動は、第１吐出素子１９−Ｆ１の駆動に対して、遅延時間ｔｄで遅れて開始される。これにより、例えば次のような効果が期待できる。個別電極４３と共通電極３９とに挟まれた圧電体４１が圧電駆動されると、その部分の圧電体４１は面方向に収縮し、圧電体４１が複数の加圧室３１の間で繋がっていると、発生した引張応力が隣接する加圧室３１上の圧電体４１まで伝わる。このため、隣接する加圧室３１上の圧電体４１をほぼ同時に圧電駆動すると、それぞれの変位量が低下するが、この影響を低減できる。なお、ここで加圧室３１が隣接するとは、辺と辺とが向かい合うようにして隣り合っていることを言う。また、複数の吐出素子１９において消費電力のピーク値の到来時期が互いに重なることを避け、ヘッド５全体としての消費電力のピーク値を下げたり、複数の吐出素子１９において吐出量のピーク値の到来時期が互いに重なることを避け、共通流路２７の流速を下げたりすることができる。また、流体クロストークの抑制も期待される。

遅延時間ｔｄの長さは、第１吐出素子１９−Ｆ１と第２吐出素子１９−Ｆ２との間で、メディア１０１の搬送方向（ｙ方向）の同一位置にドットを形成しようとしたときの位置の差が大きくなり過ぎない範囲で、上述したピーク値低下等の効果が好適に得られるように適宜に設定される。例えば、遅延時間ｔｄの長さは、周期Ｔ_２よりも短く、好適には、吐出孔２９ａからしぼりまでの流路内の液体の固有振動周期よりも短い。一例として、遅延時間ｔｄは３．２μｓである。なお、第１吐出孔２９ａ−Ｆ１と第２吐出孔２９ａ−Ｆ２との間における、遅延時間ｔｄに相当する位置ずれが相殺されるように第１吐出孔２９ａ−Ｆ１及び第２吐出孔２９ａ−Ｆ２の相対位置が決定されてもよい。

図６（ａ）〜図６（ｃ）は、ヘッド５の作用を説明する図である。

図６（ａ）は、比較例における副流路２７ｃの模式的な断面図を示している。図６（ａ）において、第１供給孔３３−Ｆ１及び第２供給孔３３−Ｆ２は、副流路２７ｃの両側の側面寄りに配置されている。

第１加圧室３３−Ｆ１に圧力が付与されると、当該圧力は、第１供給孔３３−Ｆ１を介して副流路２７ｃに伝搬し、更には、第２供給孔３３−Ｆ２に伝搬し、流体クロストークを生じる。このときの副流路２７ｃの圧力変動を解析した結果、点線Ｌ１で示すように、概ね、副流路２７ｃの側面に圧力波の腹が位置し、副流路２７ｃの幅方向中央に圧力波の節が位置することが分かった。すなわち、副流路２７ｃの中央においては、圧力変動が小さいことが分かった。また、このような圧力波の分布は副流路２７ｃの、インクの流れに直交する方向の断面において、厚さ方向（ｚ方向）よりも幅方向（ｙ方向の）が長い場合において、より明確に生じることが分かった。さらに、このような圧力波の分布は、両端が閉じた管の基本波に相当するものであるので、副流路２７ｃのｙ方向の中心から片側の側面までの間に存在する供給孔３３の列が一列であるため生じ易く、供給孔３３から広がる圧力波の周期のひとつは２ＡＬであり、この２ＡＬが前述の基本波の周期よりも短い場合に生じ易い。

一方、実施形態では、複数の供給孔３３は、副流路２７ｃの延びる方向に２列（第１供給孔３３−Ｆ１の列及び第２供給孔３３−Ｆ２の列）で配列されており、一方の列（第２供給孔３３−Ｆ２の列）は、副流路２７ｃの一方及び他方の側面よりも副流路２７ｃの中央に近い位置に配置されている。

従って、第１供給孔３３−Ｆ１の圧力が第２供給孔３３−Ｆ２に伝搬することによる流体クロストークが抑制される。その結果、例えば、第１吐出素子１９−Ｆ１と第２吐出素子１９−Ｆ２との間におけるインク滴の吐出速度のばらつきが抑制され、高品質の画像が形成される。

さらに、実施形態では、他方の列（第１供給孔３３−Ｆ１の列）は、副流路２７ｃの中央よりも副流路２７ｃの一方の側面に近い位置に配置されている。

この場合、第１供給孔３３−Ｆ１が副流路２７ｃの一方及び他方の側面よりも副流路２７ｃの中央に近い位置に配置されている場合（この場合も本願発明に含まれる）に比較して、第１供給孔３３−Ｆ１の圧力変動による副流路２７ｃ内の圧力波の分布は、より理想的に、腹が側面に位置し、節が中央に位置する分布となりやすい。従って、上述した第２供給孔３３−Ｆ２が副流路２７ｃの中央寄りに位置することによる流体クロストークの抑制効果が増大することが期待される。

図６（ｂ）及び図６（ｃ）は、以上の効果を確認するためのシミュレーション計算における副流路２７ｃのモデルを示す平面図である。

図６（ｂ）は、比較例の副流路２７ｃのモデルを示しており、第１供給孔３３−Ｆ１及び当該第１供給孔３３−Ｆ１に遅れて圧力変動が生じる第２供給孔３３−Ｆ２は、副流路２７ｃの両側側方の対称な位置に配置されている。

一方、図６（ｃ）は、実施例の副流路２７ｃのモデルを示しており、第１供給孔３３−Ｆ１及び第２供給孔３３−Ｆ２は、比較例に対して、ｙ方向の正側（図６の紙面左側）へΔｄだけ移動した位置に配置されている。

第１供給孔３３−Ｆ１及び第２供給孔３３−Ｆ２のｘ方向の位置は互いに同一とした。各種寸法は、ｄ０＝１．５６２５ｍｍ、ｄ１＝０．１６ｍｍ、ｄ２＝０．３３６２５ｍｍ、ｄ３＝０．５７ｍｍ、Δｄ＝０．１５６ｍｍである。なお、比較例と実施例との差であるΔｄは、供給孔３３の直径であるｄ１と概ね同等である。

計算の結果、実施例は、比較例に比較して、第１供給孔３３−Ｆ１からの圧力伝搬による第２供給孔３３−Ｆ２における圧力の振幅の最大値が約７％減少した。このように、供給孔３３の直径だけ供給孔３３の位置をずらすだけで、大きな効果が得られることが確認された。

実施形態では、第１供給孔３３−Ｆ１と第２供給孔３３−Ｆ２とは、副流路２７ｃの延びる方向（ｘ方向）において交互に配置されている。従って、図６（ｃ）のように第１供給孔３３−Ｆ１及び第２供給孔３３−Ｆ２のｘ方向の位置が互いに同一の場合（この場合も本願発明に含まれる）に比較して、第２供給孔３３−Ｆ２の第１供給孔３３−Ｆ１からの距離は長くなる。その結果、第１供給孔３３−Ｆ１から第２供給孔３３−Ｆ２への圧力伝搬が抑制され、流体クロストークの抑制効果の増大が期待される。

なお、同様の観点から、第１供給孔３３−Ｆ１と第２供給孔３３−Ｆ２とは、副流路２７ｃの幅方向（ｙ方向）の距離がある程度大きいことが好ましい。例えば、第１供給孔３３−Ｆ１と第２供給孔３３−Ｆ２とは、幅方向（ｙ方向）の距離（ｄ３）が副流路２７ｃの幅の１／４以上であることが好ましい。

（第２の実施形態）
第２の実施形態のインクジェットヘッドは、第１の実施形態のインクジェットヘッド５と、個別流路の形状、並びに、吐出タイミングの遅延パターンが相違する。具体的には、以下のとおりである。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態の構成と同様の構成については、第１の実施形態と同様の符号を付して説明を省略する。

図７は、第２の実施形態の吐出素子２１９を示す断面図である。

吐出素子２１９の基体２２１に形成された個別流路２２５は、供給孔３３と加圧室３１との間に、ｘｙ平面に沿って延びる連通路２３２を含んでいる。従って、加圧室３１の、供給孔３３と連通される側の端部は、必ずしも副流路２７ｃと重なっている必要はない。また、一の吐出素子２１９の供給孔３３は、他の吐出素子２１９の加圧室３１の直下に配置されることが可能である。なお、連通路２３２はしぼりとしても働く。

図８は、第２の実施形態のヘッドの流路の構成を示す、図４と同様の平面透視図である。

第２の実施形態においては、第１加圧室列Ｆ２０１〜第４加圧室列Ｆ２０４が一組となって、ｙ方向に配列されている。そして、副流路２７ｃは、４つの加圧室列Ｆ毎に１本配置されている。

複数の供給孔３３は、４列配置されていると捉えることもできるし、２列配置されていると捉えることもできる。いずれにせよ、複数の供給孔３３は、副流路２７ｃの一方の側面又は中央に近い位置に配置され、他方の側面に近い位置には配置されていない（好適には、第１側方領域ＲＧ１及び中央領域ＲＧ０に収まっており、第２側方領域ＲＧ２には収まっていない。）。

図９は、制御部７により制御される、複数の吐出素子２１９における吐出孔２９ａからのインク滴の吐出タイミングを説明する、図５と同様の図である。

この図に示されるように、４つの加圧室列Ｆは、互いに異なるタイミングで駆動（加圧室３１への圧力付与）が開始される。なお、Ｆ２０１、Ｆ２０２、Ｆ２０３、Ｆ２０４の順としたのは一例に過ぎず、他の順で駆動開始のタイミングが設定されてもよい。例えば、図示した順とは別の順で、第１側方領域ＲＧ１の供給孔３３（を含む吐出素子２１９）と中央領域ＲＧ０の供給孔３３とで交互に駆動が開始されてもよいし（例えば、Ｆ２０２、Ｆ２０１、Ｆ２０４、Ｆ２０３の順）、第１側方領域ＲＧ１の２種の供給孔３３において駆動が開始された後に、中央領域ＲＧ０の２種の供給孔３３において駆動が開始されてもよい（例えば、Ｆ２０１、Ｆ２０３、Ｆ２０４、Ｆ２０２の順）。また、第１の実施形態のように、２種の駆動開始タイミングとされるなど、２種以上の供給孔３３の駆動開始が同時とされてもよい（例えば、Ｆ２０１及びＦ２０３を同時、その後、Ｆ２０１及びＦ２０３を同時）。また、複数の遅延時間ｔｄ１〜ｔｄ３は、互いに同一であっても互いに同一でなくてもよい。

第２の実施形態においても、中央領域ＲＧ０に配置された供給孔３３においては、他の領域に配置された場合に比較して流体クロストークが抑制され、特に、他の供給孔３３（を含む吐出素子１９）の駆動開始に遅れて駆動が開始された場合における流体クロストークが好適に抑制される。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

上述した複数の実施形態等は、適宜に組み合わされてよい。例えば、第２の実施形態の連通路２３２は第１の実施形態のように２種の供給孔が共通流路（副流路２７ｃ）に開口する個別流路に設けられてもよい。

加圧室への圧力付与の方法は、適宜な方法とされてよい。すなわち、インクジェットヘッドは、ピエゾ式ヘッドに限定されず、例えば、インクを加熱して気泡を発生させることによりインクに圧力を付与するサーマル式ヘッドであってもよい。また、ピエゾ式のインクジェットヘッドは、撓みモードヘッドに限定されず、例えば、振動板の振動方向に圧電体を収縮させる縦モードヘッドであってもよいし、圧電体の剪断変形を利用するシアモードヘッドであってもよい。撓みモードヘッドは、ユニモルフ型ヘッドに限定されず、互いに対向する２つの圧電体を有するバイモルフ型ヘッドであってもよい。

ディセンダ、加圧室及び供給孔を含む個別流路の形状、及び、共通流路の形状は、実施形態において例示したものに限定されない。例えば、ディセンダ、加圧室及び供給孔は、その一部又は全部が一体化されてよく、必ずしもその境界位置が明確でなくてもよい。例えば、サーマルヘッドにおいて、ディセンダと加圧室とは一体化されてよい。また、例えば、共通流路（副流路２７ｃ）は、平面視において必ずしも加圧室に重なっている必要はなく、加圧室の側方等に位置してもよい。また、例えば、供給孔が開口する共通流路（副流路２７ｃ）は、搬送方向や搬送方向に斜めに交差する方向に延びてもよい。また、例えば、共通流路の中央に配置されない供給孔は、共通流路の側面に開口してもよい。共通流路の一方及び他方の側面は、重力方向及び加圧室との相対位置に捉われずに適宜な面とされてよい。

供給孔を共通流路の中央に配置することによる流体クロストークの低減は、駆動が遅れて開始される供給孔以外の供給孔に適用されてもよい。これに関連して、複数の供給孔は、遅延時間が全く設定されず、駆動開始タイミングが互いに同一とされてもよい。

５…インクジェットヘッド、２１…基体、２９…ディセンダ、２９ａ…吐出孔、３１…加圧室、３３…供給孔、２７ｃ…副流路（共通流路）、ＲＧ０…中央領域。

Claims

複数の吐出孔にそれぞれ通じる複数の加圧室と、前記複数の加圧室にそれぞれ通じる複数の供給孔と、前記複数の供給孔が内周面に開口する共通流路とが形成された基体を有し、
前記複数の供給孔は、前記共通流路の延びる方向に２列で配列されており、
一方の列は、前記共通流路の一方及び他方の側面よりも前記共通流路の中央に近い位置に配置されている
インクジェットヘッド。
他方の列は、前記共通流路の中央よりも前記共通流路の前記一方の側面に近い位置に配置されている
請求項１に記載のインクジェットヘッド。
前記一方の列の供給孔と、前記他方の列の供給孔とは、前記共通流路の延びる方向において交互に配置されている
請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド。
複数の吐出孔にそれぞれ通じる複数の加圧室と、前記複数の加圧室にそれぞれ通じる複数の供給孔と、前記複数の供給孔が内周面に開口する共通流路とが形成された基体を有し、
前記複数の供給孔の一部は、前記共通流路の一方及び他方の側面よりも前記共通流路の中央に近い位置に配置されており、
前記複数の供給孔の残りは、前記共通流路の中央よりも前記共通流路の前記一方の側面に近い位置に配置されている
インクジェットヘッド。
インクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドを制御する制御部と、
を有し、
前記インクジェットヘッドは、複数の吐出孔にそれぞれ通じる複数の加圧室と、前記複数の加圧室にそれぞれ通じる複数の供給孔と、前記複数の供給孔が内周面に開口する共通流路とが形成された基体を有し、
前記複数の供給孔は、前記共通流路の延びる方向に２列で配列されており、
一方の列は、前記共通流路の側面よりも前記共通流路の中央に近い位置に配置されており、
前記制御部は、他方の列の供給孔に通じる加圧室に対する圧力付与の開始タイミングに対して、１ドットの記録を行う周期よりも短い時間差で遅れて、前記一方の列の供給孔に通じる加圧室に対して圧力付与を開始するように、前記インクジェットヘッドを制御する
記録装置。
インクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドを制御する制御部と、
を有し、
前記インクジェットヘッドは、複数の吐出孔にそれぞれ通じる複数の加圧室と、前記複数の加圧室にそれぞれ通じる複数の供給孔と、前記複数の供給孔が内周面に開口する共通流路とが形成された基体を有し、
前記複数の供給孔の一部は、前記共通流路の一方及び他方の側面よりも前記共通流路の中央に近い位置に配置されており、
前記複数の供給孔の残りは、前記共通流路の中央よりも前記共通流路の前記一方の側面に近い位置に配置されており、
前記制御部は、前記複数の供給孔の前記残りに通じる加圧室に対する圧力付与の開始タイミングに対して、１ドットの記録を行う周期よりも短い時間差で遅れて、前記複数の供給孔の前記一部に通じる加圧室に対して圧力付与を開始するように、前記インクジェットヘッドを制御する
記録装置。