JP2016049681A - 液体吐出装置および液体吐出ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】設計上必須な要件を満たしつつ、吐出機構部を高密度に配列する。【解決手段】本発明の液体吐出装置は、二次元状に配列された複数の圧力室１１と、複数の圧力室１２それぞれに対応する複数の吐出口１２とを備える液体吐出ヘッド４を備え、吐出口１２を配列した面における、被記録体１の相対移動方向をｘ方向とし、相対移動方向と直交する方向をｙ方向とし、画素のピッチをｄとし、ｍ，ｎをそれぞれ３以上の異なる奇数とすると、複数の吐出口１２は、ｙ方向に隣接する吐出口の間隔がｍｄとｎｄとが交互に繰り返されるとともに、ｘｙ平面においてｘ方向及びｙ方向に対して斜め方向に略直線状に延びる複数の吐出口列２４を形成するように配列され、吐出口列２４は（ｍ＋ｎ）／２個の吐出口１２で構成され、吐出口列上で隣接する吐出口１２のｙ方向の位置は２ｄずつずれている。【選択図】図４

Description

本発明は、液体吐出装置および液体吐出ヘッドに関する。

インクなどの液体を吐出する液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置による記録方式は、紙などの被記録体への画像の記録のみならず、様々な用途に用いられる。なお、以下では、画像を被記録体に記録する用途以外の用途も含めて、液体を吐出して所望のドット群を形成することを記録と称する。また、形成されるドット群の最小構成要素を画素と称する。また、液体吐出ヘッドに設けられ、液滴を吐出する吐出口、吐出口に連通する圧力室、圧力室に液体を供給するための流路などからなる、液体を吐出するための機構一式を吐出機構部と称する。

近年、高精細な記録の要求が益々高まっている。この要求に応えるために、多数の吐出機構部を高密度に配列した液体吐出ヘッドの開発が進められている。吐出機構部を高密度に配列するには個々の吐出機構部のサイズを小さくすることが考えられる。しかし、個々の吐出機構部のサイズを小さくするには限界があるため、多数の吐出機構部を二次元状に配列することで、所定の範囲内に多数の吐出機構部が設けられる。
通常、液体吐出装置においては、被記録体と液体吐出ヘッドとを相対移動させながら液体を吐出することで記録が行われる。吐出機構部を二次元状に配列する場合、被記録体の相対移動方向について液体吐出ヘッドのサイズを小さくすることが望ましい。
上述したサイズを小さくすることで、液体吐出ヘッドの小型化を図ることができる。また、一般に、液体吐出ヘッドを低コストで製造することができる。また、特に、カラープリンターなどの多数の液体吐出ヘッドを並べて使用する液体吐出装置の小型化を図ることができる。また、複数の液体吐出ヘッドで連続して記録を行う際に、被記録体に最初に打ち込まれる液滴と後続の液滴との間で打ち込みの時間差を小さくすることができるので、液体の滲みの違いなどに起因する記録画質の低下を抑えることができる。また、被記録体の搬送精度に起因するドットの相対位置精度の低下を抑制することができる。
被記録体の相対移動方向についての液体吐出ヘッドのサイズを小さくするには、吐出機構部を高密度に配列する必要がある。記録すべき画素の大きさを一定とした場合、相対移動方向に吐出機構部が配列される範囲のサイズは概ね、単位長さ当たりの画素数÷単位面積当たりの吐出機構部の数である。したがって、単位面積当たりの吐出機構部の数を大きくすることが求められる。さらに、それぞれの吐出機構部の吐出口が、被記録体の相対移動方向に直交する方向に関して、所定の画素のピッチで配置されていなければならない。

特許文献１（特開平６−１５５７３４号公報）には、４種類のノズル（吐出機構部に相当）を組み合わせることで、高密度にノズルを配置しつつ、相対移動方向に直交する方向に、画素のピッチと等しいピッチで吐出口を配置する方法が開示されている。
また、特許文献２（特開２００７−９０５２０号公報）には、同じ構成のイジェクタ（吐出機構部に相当）を１８０度回転させて、二次元状に配列させる方法が開示されている。

特開平６−１５５７３４号公報 特開２００７−９０５２０号公報

特許文献１に開示されている方法では、タイプの異なるノズルを組み合わせることで、圧力室の配置の自由度が増し、圧力室の縦横比の自由度も増すことを利用して、液体吐出ヘッドの小型化を図っている。しかし、形状の異なるノズルの吐出特性には差があり、特許文献１に開示されている方法では、各タイプのノズルの吐出特性の差に起因して、記録画像にムラが生じるという問題がある。

また、特許文献２に開示されている方法では、特許文献２の図１０、図１１に示されるように、被記録体の相対移動方向に直交する方向に、画素のピッチと等しいピッチで吐出口が配置さている。しかし、特許文献２には、イジェクタの配列方法の詳細については記載されていない。また、特許文献２に開示されている方法では、画素のピッチと等しいピッチで吐出口が配置されるように、イジェクタ間に複雑に間隔が設けられている。そのため、特許文献２に開示されている方法では、全体としては必ずしも高密度に吐出機構部を配列していない。

特許文献２の図１１には、特許文献２の図１０に示される液体吐出ヘッドの一部分の構成が示されている。特許文献２の図１１を見ると、図の上側半分の範囲と下側半分の範囲とでそれぞれ、平行に配設された本流６Ａと６Ｂとの間の斜めの直線上に吐出口が整列している。斜めの直線上に整列している吐出口（イジェクタ）の数は、４個と３個の繰り返しであり、一定ではない。したがって、上下方向に４個のイジェクタを配置するスペースがあるにも関わらず、相対移動方向に直交する方向に画素のピッチで吐出口を配置するために、イジェクタを３個しか配置していない部分がある。このように、特許文献２に開示されている方法では、吐出機構部を可能な限り高密度に配列できていない。
また、特許文献２の図１１を見ると、被記録体の相対移動方向に直交する方向に隣接する吐出口の間隔は、近い部分では２画素分、遠い部分では２４画素分となっている。特許文献２では、図１１の上半分の範囲のイジェクタおよび下半分の範囲のイジェクタそれぞれで、２画素ピッチで記録が行えるようにし、全体として、１画素ピッチで記録を行えるようにしている。
隣接する吐出口の間隔を２画素分とすることは、画素密度がごく粗い場合には可能であるが、画素のピッチが小さい場合には問題がある。例えば、１２００ｄｐｉ（ｄｏｔ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）で記録を行う場合、画素のピッチは約２１μｍである。一方、一般的な設計では、吐出口の大きさは２０μｍ前後である。したがって、隣接するイジェクタの圧力室の隔壁の厚さは２０μｍ程度しか確保できず、隔壁の剛性が不足してクロストークが生じるなどの問題がある。また、吐出口と隔壁との間に適度な距離を設けないと、吐出される液滴が隔壁の影響を受け、液滴の吐出方向が曲がってしまうという問題もある。

上述したように、特許文献１，２に開示されている方法では、設計上必須な要件を満たしつつ、吐出機構部を高密度に配列することが困難であった。ここで、設計上必須な要件とは、第１に、被記録体の相対移動方向に直交する方向に関して、画素のピッチと実質的に等しいピッチで吐出口を配置するということである。第２に、画素のピッチが小さい場合にも、それぞれの吐出機構部の性能を妨げないことである。
本発明の目的は、設計上必須な要件を満たしつつ、吐出機構部を高密度に配列することができる液体吐出装置および液体吐出ヘッドを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明の液体吐出装置は、
二次元状に配列された複数の圧力室と、前記複数の圧力室それぞれに対応する複数の吐出口とを備える液体吐出ヘッドを備え、前記液体吐出ヘッドと被記録体とを相対移動させながら前記吐出口から液体を吐出して前記被記録体に記録を行う液体吐出装置であって、
前記吐出口を配列した面における、前記被記録体の相対移動方向をｘ方向とし、前記相対移動方向と直交する方向をｙ方向とし、記録すべき画素の前記ｙ方向のピッチをｄとし、ｍ，ｎをそれぞれ３以上の異なる奇数とすると、
前記複数の吐出口は、前記ｙ方向に隣接する吐出口の間隔がｍｄとｎｄとが交互に繰り返されるとともに、前記ｘｙ平面において前記ｘ方向及びｙ方向の各々に対して斜め方向に略直線状に延びる複数の吐出口列を形成するように配列され、前記吐出口列は（ｍ＋ｎ）／２個の吐出口で構成され、前記吐出口列上で隣接する吐出口のｙ方向の位置は２ｄずつずれている。

上記目的を達成するための本発明の液体吐出ヘッドは、
二次元状に配列された複数の圧力室と、前記複数の圧力室それぞれに対応する複数の吐出口とを備える液体吐出ヘッドであって、
前記吐出口を配列した面における、第１の方向をｘ方向とし、前記第１の方向に直交する方向をｙ方向とし、記録すべき画素の前記ｙ方向のピッチをｄとし、ｍ，ｎをそれぞれ３以上の異なる奇数とすると、
前記複数の吐出口は、前記ｙ方向に隣接する吐出口の間隔がｍｄとｎｄとが交互に繰り返されるとともに、前記ｘｙ平面において前記ｘ方向及びｙ方向の各々に対して斜め方向に略直線状に延びる複数の吐出口列を形成するように配列され、前記吐出口列は（ｍ＋ｎ）／２個の吐出口で構成され、前記吐出口列上で隣接する吐出口のｙ方向の位置は２ｄずつずれている。

本発明によれば、隣接する吐出口列を構成する吐出口がｙ方向に交互に配置されるので、吐出孔をｙ方向にｄのピッチ、すなわち、記録すべき画素のｙ方向のピッチと同じピッチで配置することができる。また、各吐出口列は（ｍ＋ｎ）／２個の吐出口で構成されるので、画素を記録すべきｙ方向の範囲を全てカバーできるとともに、無駄なスペースを生じさせることなく、吐出口および圧力室を含む吐出機構部を高密度に配列することができる。また、ｍ，ｎが３以上の奇数であるので、ｙ方向に隣接する吐出口に対応する圧力室の隔壁の厚さを十分に確保し、吐出機構部の性能を妨げないようにすることができる。そのため、設計上必須な要件を満たしつつ、吐出機構部を高密度に配列することができる。

本発明によれば、設計上必須な要件を満たしつつ、吐出機構部を高密度に配列することができる。

本発明の一実施形態の液体吐出装置の構成を示す図である。 図１に示す液体吐出ヘッドが備えるヘッドチップの主要な構成を示す図である。 図１に示す液体吐出ヘッドが備えるヘッドチップの主要な構成を示す図である。 図２に示す液体吐出ヘッドにおける吐出口の配列の一例を示す図である。 図２に示す液体吐出ヘッドにおける吐出口の配列の一例を示す図である。 図２に示す液体吐出ヘッドにおける吐出口の配列の一例を示す図である。 本発明の第２の実施例に係る吐出口の配列の一例を示す図である。 本発明の第３の実施例に係る吐出口の配列の一例を示す図である。 本発明の第４の実施例に係る吐出口の配列の一例を示す図である。

以下に、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。なお、以下では、複数の吐出口が二次元状に配列された液体吐出ヘッドの面における、被記録体の相対移動方向（第１の方向）をｘ方向とし、相対移動方向に直交する方向（第２の方向）をｙ方向とする。また、ｘ方向およびｙ方向に直交する方向をｚ方向とする。

（第１の実施例）
図１は、本発明の一実施形態に係る液体吐出装置１０の構成を示す図である。
被記録体である記録紙１は、被記録体を搬送する移動手段である紙送りローラー２により矢印に示す方向に搬送される。プラテン３上に搬送された記録紙１に対向するように、４組の液体吐出ヘッド４が設けられている。各液体吐出ヘッド４はそれぞれ、例えば、シアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの液体（インク）を吐出して、記録紙１に記録を行う。各液体吐出ヘッド４には、液体を吐出するための圧力を発生させる圧力発生手段を電気的に駆動する駆動手段５が接続されている。駆動手段５は、コントローラー６から送られる画像信号などに基づいて圧力発生手段の駆動信号を出力する。

液体吐出ヘッド４は、多数の吐出機構部（不図示）が配列されたヘッドチップ（不図示）を備える。図２Ａにヘッドチップの主要な構成を示す図である。なお、図２Ａ（ａ）は、正面から見た透視図であり、図２（ｂ）は断面図である。
図２Ａ（ａ）には、圧力室１１、吐出口１２、流路１３などからなる吐出機構部１５がｘ方向に４列に並んだ構成を示している。圧力室１１は、ｙ方向の一端近傍において吐出口１２と接続され、ｙ方向の他端近傍において、流路１３を介して、供給部１６（第１の供給部）と接続されている。ｙ方向に隣接する吐出機構部１５同士は、１８０度回転して、すなわち、供給部１６から吐出口１２に向かう向きが逆向きに形成されている。また、吐出機構部１５はｘｙ平面内において斜め方向に直線状に並んでいる。また、ｙ方向には、隣接する吐出機構部１５の吐出口１２の間隔が、広い部分と狭い部分とが交互に繰り返されるように、吐出機構部１５が配列されている。

供給部１６は、ｙ方向に隣接する吐出機構部１５の吐出口１２の間隔が広い領域に設けられている。供給部１６は、４つの圧力室１１と、各圧力室１１に対応する流路１３を介して接続されている。具体的には、供給部１６は、ｘ方向に隣接する２つの吐出機構部１５の圧力室１１およびその２つの吐出機構部１５と供給部１６を挟んでｙ方向に対向する２つの吐出機構部１５の圧力室１１と、各圧力室１１に対応する流路１３により接続されている。
１つの供給部１６に対して１つの圧力室１１のみを接続する場合、供給部１６を多数設ける必要がある。しかし、供給部１６を多数設けるために、供給部１６のサイズを小さくすると、流抵抗が大きくなり、高い周波数での駆動が困難になるので、供給部１６のサイズはある程度の大きさが必要となる。そのため、１つの供給部に対して１つの圧力室１１のみを接続すると、単位面積当たりに配置することができる吐出機構部の数を大きくすることができない。
また、ｙ方向に隣接する吐出機構部１５同士を同じ向きに形成した場合には、ｘ方向に配列された吐出機構部１５の列ごとに供給部１６を設ける必要があり、単位面積当たりに配置することができる吐出機構部の数を大きくすることができない。一方、本実施形態のように、ｙ方向に隣接する吐出機構部１５同士を逆向きに形成し、供給部１６を挟んでｙ方向に隣接する吐出機構部１５の圧力室１１を１つの供給部１６に接続することで、高密度に吐出機構部１５を配置することが可能となる。なお、図２Ａにおいては、ｘ方向に隣接する２つの吐出機構部１５の圧力室が１つの供給部１６に接続されているが、ｘ方向に隣接する３以上の吐出機構部１５の圧力室１１が１つの供給部１６に接続されてもよい。

図２Ａ（ｂ）に示すように、供給部１６は基板２０に穿孔されている。供給部１６は、２段階に穿孔されており、共通液室２１につながる部分で幅が大きくなっている。このような構成により、流抵抗を小さくすることができる。
流路１３は、基板２０に対して垂直方向に折れ曲がって供給部１６に接続されている。
各圧力室１１には、圧力室内の液体を吐出口１２から吐出させるための圧力を発生させる圧力発生手段としてのベント型ピエゾ素子２３が設けられている。各圧力室１１に設けられたピエゾ素子２３は、不図示の圧電体を挟んで共通電極と個別電極とを備えている。各ピエゾ素子２３の個別電極はバンプ１７により基板２０に設けられた個別配線１８に接続されている。個別配線１８は、ヘッドチップ７のｘ方向の端部に向かって引き出され、端部に接続されたフレキシブルケーブルなどにより駆動手段５に接続される。共通電極も、バンプ接続により基板２０などを介して駆動手段５に接続される。このような構成により、各圧力室１１に設けられたピエゾ素子２３を駆動手段５が発生する駆動信号により独立に駆動することができる。なお、基板２０のｘ方向の端部近傍に、フリップフロップなどで構成された駆動回路を設けてもよい。

図２Ｂは、個別配線１８の配置を示す図である。なお、図２Ｂにおいては、吐出機構部１５は１つのみ示している。
上述したように、吐出機構部１５は、ｘｙ平面において斜め方向に直線状に並んでいる。そのため、個別配線１８を各吐出機構部１５に対応するバンプ１７かｘ方向に向かって引き出す際に、他の吐出機構部１５のバンプ１７や供給部１６を避けるために個別配線１８を複雑に曲げる必要が無く、配線長を短くすることができる。したがって、個別配線１８の配線抵抗を低くし、良好な吐出性能を確保することができる。なお、図２Ｂにおいては、ｘ方向に４列に配列された吐出機構部１５に対応する個別配線１８だけを示しているが、ｘ方向にさらに多くの吐出機構部１５が並んでいる場合にも、容易に個別配線を設けることが可能である。

一般に、二次元状に配列された吐出機構部群の外部に個別配線１８を引き出し、駆動回路などに接続する方法として、ｘ方向に配線を引き出す方法と、ｙ方向に配線を引き出す方法とが考えられる。ｙ方向に配線を引き出す方法では、記録可能な幅が大きい液体吐出ヘッドの場合、配線長が長くなり、また、基板のｙ方向の端部付近において配線密度が高くなるため、ヘッドチップのｘ方向のサイズを大きくする必要があるという問題がある。一方、本実施形態においては、ｘ方向に配線を引き出すのに適した構成を有しているので、記録可能な幅が大きい液体吐出ヘッドに好適なものである。

図３は、ヘッドチップ７における吐出口１２の配列の一例を示す図である。
図３に示すように、ヘッドチップ７全体では、ｘ方向に３５列の吐出機構部１５が設けられ、１０２４個の吐出口１２が設けられている。
吐出口１２は、ｘｙ面内において斜め方向に略直線状に並んでおり、一本の直線を構成する吐出口１２の数は３５である。ｙ方向の吐出口１２の間隔は、ｍｄとｎｄとの繰り返しである。なお、ｄは、定数であり、記録すべき画素のｙ方向のピッチと等しい２１．２μｍである。また、図３においては、ｍが５９であり、ｎが１１である

次に、図４を用いて、本実施例に係る吐出口１２の配列の規則について説明する。なお、図４においては、説明を分かり易くするために、吐出機構部１５の数が比較的少ない（ｘ方向に配列される吐出機構部１５の数が６である）場合を示している。また、図４においては、縦線（一点鎖線）と横線（点線）とで示される格子は、記録すべき画素の大きさを示している。格子のピッチはｄである。また、図４においては、圧力室１１および吐出口１２を図示し、その他の構成については記載を省略している。

上述したように、隣接する吐出口１２のｙ方向の間隔は、ｍｄとｎｄとの繰り返しである。図４では、ｍは９であり、ｎが３である。吐出口１２は、ｘｙ面内において、斜め方向に略直線状に並んでおり、二点鎖線で示す吐出口列２４を構成している。一本の吐出口列２４を構成する吐出口１２の数は６（（ｍ＋ｎ）／２）である。また、吐出口列上で隣接する吐出口１２のｙ方向の位置は２ｄずつずれている。
上述した構成により、ｙ方向には、吐出口列上で隣接する２つの吐出口１２の間の位置に、その吐出口列２４に隣接する吐出口列２４を構成する吐出口１２が位置している。そのため、ｙ方向にｄのピッチで吐出口１２を配列することができる。また各吐出口列２４を構成する吐出口１２の数は同じであるので、吐出機構部を一定間隔で隙間なく、高密度に配列することができる。

なお、図４においては、ｘ方向には２．５ｄのピッチで吐出口１２を配置したが、ｘ方向のピッチは任意の値でよい。例えば、多数の吐出機構部を２分割して時分割駆動する場合には、図４に示すように、ｘ方向の吐出口１２のピッチをｄの（整数＋０．５）倍とし、ｘ方向に１列ごとに交互に駆動すれば、時分割駆動に起因する着弾位置の誤差を抑制することができる。
ただし、ｘ方向の吐出口１２のピッチを大幅に変えると、圧力室１１のピッチが不均一となり、吐出機構部１５を高密度に配置することができない、したがって、ｘ方向の吐出口１２のピッチは略一定であることが望ましい。吐出口列２４は、ｘ方向の吐出口１２のピッチが略一定でない場合には、完全な直線状とはならないが、ｘ方向の吐出口１２のピッチを略一定とすることにより、略直線状になる。吐出口列２４をｘｙ平面において斜め方向に略直線状とすることにより、図２Ｂを用いて説明したように、多数の吐出機構部１５を高密度に配置した場合にも、ｘ方向に個別配線１８を容易に引き出すことができる。

上述したように、吐出口列上で隣接する吐出口のｙ方向の位置は２ｄずつずれている。そして、ｙ方向に関して、吐出口列上で隣接する２つの吐出口１２の間の位置に、その吐出口列２４に隣接する吐出口列２４を構成する吐出口１２が位置している。そのため、全体として、ｙ方向にｄのピッチで吐出口１２を配置することができる。
このような吐出口１２の配列の関係を満たすために、本実施形態においては、隣接する２本の吐出口列２４を構成する吐出口１２のｙ方向の間隔を規定する指標となるｍ，ｎは夫々異なる奇数となっている。ただし、ｍまたはｎが１の場合には、隣接する吐出機構部１５の圧力室の隔壁の厚さを十分に確保できないという問題があるため、ｍ，ｎは３以上である必要がある。ｍ，ｎが共に奇数であるので、（ｍ＋ｎ）／２は整数となる。したがって、一本の吐出口列２４を構成する吐出口１２の数を（ｍ＋ｎ）／２とすることで、各吐出口列２４を構成する吐出口１２の数を等しくし、かつ、必要な位置に吐出口１２を配置することができる。そのため、無駄なスペースを生じさせることなく吐出機構部１５を高密度に配置することができる。

次に、ヘッドチップ７のｙ方向の端部の構成について説明する。
図５は、ヘッドチップ７の左端部近傍の構成を示す図である。上述したように、本実施形態においては、隣接する吐出口列２４を構成する吐出口１２がｙ方向に交互に配置されていることにより、所望の記録密度を達成している。したがって、吐出口列２４を構成する吐出口１２の位置をｙ軸に投影した際に、隣接する吐出口列２４を構成する吐出口１２がｙ方向に交互に位置しない部分では、所望の記録密度を達成できない。そのため、そのような部分の吐出機構部１５は無効となる。
無効な吐出機構部１５を無くし、液体吐出ヘッド４のサイズを小さくするためには、ｙ方向の最端の吐出口列２４を構成する吐出口１２とその内側の吐出口列２４を構成する吐出口１２との間隔がｎｄであることが望ましい。なお、二次元状に配列された吐出機構部１５のｙ方向の両端部近傍においては、無効な吐出機構部１５を廃止することにより、吐出口列２４を構成する吐出機構部の数を（ｍ＋ｎ）／２よりも小さくしてもよい。

ｙ方向の最端の吐出口列２４を構成する吐出口１２とその内側の吐出口列２４を構成する吐出口１２との間隔がｎｄである場合、最端の吐出口列２４の吐出口１２とヘッドチップ７のｙ方向の端部との間に、供給部１９（第２の供給部）を設ける必要がある。ここで、供給部１９のｙ方向の幅を供給部１６のｙ方向の幅よりも小さくすれば、ヘッドチップ７のサイズを小さくすることができる。その結果、液体吐出ヘッド４全体の小型化を図ることができるだけでなく、製造コストの低減も図ることができる。供給部１６は、ｙ方向両側に接続する吐出機構部１５の圧力室１１に液体を供給する必要があるのに対して、供給部１９は、ｙ方向片側に接続する吐出機構部１５の圧力室１１に液体を供給すればよい。そのため、供給部１９のｙ方向の幅を供給部１６のｙ方向の幅よりも小さくしても、吐出機構部１５の性能に影響はない。

なお、これまでは、基板２０を貫通する供給部により圧力室１１に液体を供給する形態について説明したが、これに限られるものではない。例えば、液体吐出ヘッド４の断面において、基板２０よりも吐出口１２側に、吐出口列２４とほぼ平行な流路を設けてもよい。

このように、本実施形態においては、液体吐出ヘッド４は、二次元状に配列された複数の吐出口１２と、複数の吐出口それぞれに対応して二次元状に配列された複数の圧力室１１とを備える。複数の吐出口１２は、ｙ方向に隣接する吐出口１２の間隔がｍｄとｎｄとが交互に繰り返されるとともに、ｘｙ平面において斜め方向に略直線状に延びる複数の吐出口列２４を形成するように配列されている。また、吐出口列２４は（ｍ＋ｎ）／２個の吐出口で構成され、吐出口列上で隣接する吐出口１２のｙ方向の位置は２ｄずつずれている。

上述した構成を有することにより、隣接する吐出口列２４を構成する吐出口１２がｙ方向に交互に配置されるので、ｙ方向に画素と同じピッチで吐出口１２を配置することができる。また、各吐出口列２４は同じ数吐出口をｙ方向にｄのピッチ、すなわち、記憶すべき画素のｙ方向のピッチと同じピッチで配置することができる。また、各吐出口列２４は、（ｍ＋ｎ）／２個の吐出口１２で構成されるので、画素を記録すべきｙ方向の範囲を全てカバーできるとともに、無駄なスペースを生じさせることなく、吐出機構部１５を高密度に配列することができる。また、また、ｍ，ｎが３以上の奇数であるので、ｙ方向に隣接する吐出口１２に対応する圧力室１１の隔壁の厚さを十分に確保し、吐出機構部１５の性能を妨げないようにすることができる。そのため、設計上必須な要件を満たしつつ、吐出機構部１５を高密度に配列することができる。

（第２の実施例）
図６は、本発明の第２の実施例に係吐出口１２の配列を示す図である。
本実施例においては、吐出口１２がｙ方向に完全に直線状には並んでおらず、ｙ軸に並行な直線である点線２５を挟んでジグザグに並んでいる。このように、ｙ方向にジグザグに吐出口１２が並んでいても、吐出口１２のｙ方向の間隔がｍｄとｎｄとの交互の繰り返しになっていれば、第１の実施例と同様に、設計上必須な要件を満たしつつ、吐出機構部１５を高密度に配列することができる。
ｙ方向にジグザグに吐出口１２が並ぶことで、ヘッドチップ７のｘ方向の端部に若干の余分なスペースが生じるが、その大きさは小さく、電気配線の接続などのために利用することもできる。
また、図６に示した構成とは異なるが、吐出口１２を、ｘ方向にｄの整数倍ではない大きさだけずらして配列してもよい。こうすることで、吐出機構部１５を複数のグループに分けて時分割駆動する場合に、時分割駆動に起因する着弾誤差を低減することができる。

（第３の実施例）
図７は、本発明の第３の実施例に係る吐出口１２の配列を示す図である。なお、図７においては、縦線（一点鎖線）と横線（点線）とで示される格子は、記録すべき画素の大きさを示している。また、図７においては、吐出機構部１５の構成要素のうち、吐出口１２のみを示している。
本実施例においては、吐出口群が、中央の点線２６を境に上下に分かれている。点線２６よりも下側の吐出口群の配列を見ると、ｘｙ面内において斜め方向に略直線状に並んでおり、一本の直線は７つの吐出口１２で構成されている。吐出口１２のｙ方向の間隔は、２２画素と６画素となっている。ここで、ｄを画素のピッチの２倍とすると、吐出口１２のｙ方向の間隔は、ｍｄ（ｍ＝１１）とｎｄ（ｎ＝３）との交互の繰り返しとなっている。また、一本の直線を構成する吐出口１２の数は、７（＝（１１＋３）／２）である。また、直線上で隣接する吐出口１２のｙ方向の間隔は２画素、すなわち、２ｄずつずれている。
上述した構成により、点線２６よりも下側の吐出口群により、２画素ピッチの記録を行うことができる。また、点線２６よりも上側の吐出口群も、点線２６よりも下側の吐出群と同様に配置されており、２画素ピッチの記録を行うことができる。そのため、下側の吐出群と上側の吐出口群とを合わせることにより、１画素ピッチの記録を行うことができる。
各吐出口１２に対応する圧力室１１（不図示）に設けられたピエゾ素子２３（不図示）を駆動するためには、多数の配線を設ける必要がある。その多数の配線をｘ方向に引き出す場合、点線２６よりも上側の吐出口１２に対応する圧力室１１に設けられたピエゾ素子２３を駆動するための配線は、ｘ方向上側に向かって引き出せばよい。また、点線２６よりも下側の吐出口１２に対応する圧力室１１に設けられたピエゾ素子２３を駆動するための配線は、ｘ方向下側に向かって引き出せばよい。こうすることで、各吐出機構部１５のピエゾ素子２３の配線を、他の吐出機構部１５に対応するバンプ１７や供給部１６を避けるために複雑に曲げる必要が無くなる。したがって、吐出機構部１５を高密度に配置しても、支障なく配線を設けることができる。

なお、本実施例では、ｙ方向に隣接する画素を記録する吐出口１２のｘ方向の距離が、吐出口１２の配列全体のｙ方向の大きさに比べて小さくなっている。図１に示すように、記録紙１を搬送する際に記録紙１が蛇行することにより、隣接する画素の間の距離が拡がったり狭まったりすることがあるという問題がある。このような場合にも、ｙ方向に隣接する画素を記録する吐出口１２のｘ方向の距離が小さいと、上述した問題の影響を小さくすることができる。

（第４の実施例）
図８（ａ）は、本発明の第４の実施例に係る吐出口１２の配列を示す図である。
本実施例においては、吐出口１２が斜め方向に直線状に配列されているとともに、吐出口１２群の全体がｘｙ平面において斜めに傾いた矩形の領域内に配列されている。吐出口１２をこのように配列することで、ヘッドチップ７を、ｘ方向およびｙ方向に対して斜めの矩形状にすることができる。こうすることで、基板２０の面積を小さくすることが可能となり、製造コストの低減を図ることができる。また、多数の吐出機構部を配列したヘッドチップ７を複数並べて、記録領域の幅が広い液体吐出ヘッドを構成する場合、斜めに傾いた矩形状のヘッドチップ７を規則的に並べることで（図８（ｂ））、ｘ方向のサイズを比較的小さくすることができる。

１ 記録紙
２ 紙送りローラー
３ プラテン
４ 液体吐出ヘッド
５ 駆動手段
６ コントローラー
７ ヘッドチップ
１０ 液体吐出ヘッド
１１ 圧力室
１２ 吐出口
１３ 流路
１５ 吐出機構部
１６，１９ 供給部
１７ バンプ
１８ 個別配線
２０ 基板
２３ ピエゾ素子
２４ 吐出口列

Claims (7)

1. 二次元状に配列された複数の圧力室と、前記複数の圧力室それぞれに対応する複数の吐出口とを備える液体吐出ヘッドを備え、前記液体吐出ヘッドと被記録体とを相対移動させながら前記吐出口から液体を吐出して前記被記録体に記録を行う液体吐出装置であって、
   前記吐出口を配列した面における、前記被記録体の相対移動方向をｘ方向とし、前記相対移動方向と直交する方向をｙ方向とし、記録すべき画素の前記ｙ方向のピッチをｄとし、ｍ，ｎをそれぞれ３以上の異なる奇数とすると、
   前記複数の吐出口は、前記ｙ方向に隣接する吐出口の間隔がｍｄとｎｄとが交互に繰り返されるとともに、前記ｘｙ平面において前記ｘ方向及びｙ方向の各々に対して斜め方向に略直線状に延びる複数の吐出口列を形成するように配列され、前記吐出口列は（ｍ＋ｎ）／２個の吐出口で構成され、前記吐出口列上で隣接する吐出口のｙ方向の位置は２ｄずつずれていることを特徴とする液体吐出装置。
2. 請求項１記載の液体吐出装置において、
   ｍ＞ｎとすると、前記ｙ方向に隣接する吐出口の間隔がｍｄである領域に設けられ、前記圧力室に液体を供給する第１の供給部を備え、
   前記第１の供給部を挟んでｙ方向に隣接する吐出口に対応する圧力室がそれぞれ、前記第１の供給部に接続されていることを特徴とする液体吐出装置。
3. 請求項１または２記載の液体吐出装置において、
   前記複数の圧力室それぞれに対応して、前記圧力室内の液体を前記吐出口から吐出させるための圧力を発生させる複数の圧力発生手段が設けられ、
   前記複数の圧力発生手段をそれぞれ独立に駆動するための配線が前記ｘ方向に向けて引き出されていることを特徴とする液体吐出装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の液体吐出装置において、
   ｍ＞ｎとすると、前記ｙ方向の最端の吐出口列を構成する吐出口と前記最端の吐出口列に隣接する吐出口列を構成する吐出口との前記ｙ方向の間隔はｎｄであることを特徴とする液体吐出装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の液体吐出装置において、
   前記ｙ方向の最端の吐出口列を構成する吐出口と前記吐出口および前記圧力室が形成されたヘッドチップの前記ｙ方向の端部との間に設けられ、前記ｙ方向の最端の吐出口列を構成する吐出口に対応する圧力室に液体を供給する第２の供給部を備え、
   前記第２の供給部は、前記第１の供給部よりも前記ｙ方向の幅が小さいことを特徴とする液体吐出装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の液体吐出装置において、
   前記複数の吐出口は、前記ｘ方向および前記ｙ方向に対して斜めの矩形状の領域に配列されていることを特徴とする液体吐出装置。
7. 二次元状に配列された複数の圧力室と、前記複数の圧力室それぞれに対応する複数の吐出口とを備える液体吐出ヘッドであって、
   前記吐出口を配列した面における、第１の方向をｘ方向とし、前記第１の方向に直交する方向をｙ方向とし、記録すべき画素の前記ｙ方向のピッチをｄとし、ｍ，ｎをそれぞれ３以上の異なる奇数とすると、
   前記複数の吐出口は、前記ｙ方向に隣接する吐出口の間隔がｍｄとｎｄとが交互に繰り返されるとともに、前記ｘｙ平面において前記ｘ方向及びｙ方向の各々に対して斜め方向に略直線状に延びる複数の吐出口列を形成するように配列され、前記吐出口列は（ｍ＋ｎ）／２個の吐出口で構成され、前記吐出口列上で隣接する吐出口のｙ方向の位置は２ｄずつずれていることを特徴とする液体吐出ヘッド。

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