JP2017196847A - 液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドの製造方法、液体吐出ユニット、および液体を吐出する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】時間周期的に吐出特性が不安定になってしまうことを抑制する。【解決手段】液体を吐出する複数のノズル２０２が配列された少なくとも２つのノズル列２０２Ａ，２０２Ｂと、ノズル２０２が通じる個別液室に液体を供給する共通液室と、を有する液体吐出ヘッドにおいて、複数のノズル列２０２Ａ，２０２Ｂのノズル列間隔Ｐが、共通液室の振動周波数と、該液体吐出ヘッドと該液体吐出ヘッドから液体を着弾させる対象物との相対速度と、に基づいて算出された値で設けられている。【選択図】図７

Description

本発明は、液体吐出ヘッド、液体吐出ヘッドの製造方法、液体吐出ユニット、および液体を吐出する装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、プロッタ、複写装置、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば、記録液（液体）の液滴（インク滴）を吐出する液体吐出ヘッドを含む液体を吐出する装置を用いて、記録媒体（以下、用紙ともいうが材質を限定するものではなく、対象物、印刷媒体、被記録媒体、記録用紙、転写材、記録紙なども同義で使用する）を搬送しながら、記録液を記録媒体に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる）を行なうものがある。

液体吐出ヘッドは、例えば、液体を吐出する複数のノズルを複数のノズル列として有し、各ノズルが通じる個別液室と、各個別液室に液体を供給する比較的容積の大きな共通液室を有し、個別液室に選択的にエネルギーを印加することにより個別液室を変形させ、液体を吐出させて任意の画像を形成する。個別液室内の液体を加圧する圧力発生手段としては、圧電アクチュエータ、サーマルアクチュエータ、静電アクチュエータなどが知られている。

液体吐出ヘッドでは、液体を高速で連続して吐出させる際、圧力発生手段を高速で駆動させるが、この時、共通液室内は固有周期（例えば、１ＫＨｚ程度）で共振する。共通液室が共振すると、連通している個別液室まで振動が伝播し、ノズル孔近傍の液挙動（メニスカス）が不安定になり、共振の周期で吐出状態（吐出特性）の不安定化を誘発し、その結果、高品位な画像出力が得られなくなることがある。

このため、液体吐出ヘッドと記録媒体とを相対的に速度を保ちながら、かつ、一様に液体を記録媒体へ連続で着弾させる場合、着弾状態に周期的なムラが生じて品質が劣化してしまうおそれがあった。

例えば、特許文献１には、各ノズル列を複数ブロックで構成するとともに、ブロック内で吐出液滴量が変化する吐出特性であっても、着弾状態の品質を劣化させないようにするために、複数のノズル列が互いのブロックの境界が重ならないよう配置された記録ヘッドが開示されている。

しかしながら、特許文献１の技術は、ノズル列の位置によって吐出特性が異なってしまうことで生じる品質劣化の抑制を図るものであって、時間周期的に吐出特性が不安定になってしまうことで品質劣化については、解消することができない。

そこで本発明は、時間周期的に吐出特性が不安定になってしまうことを抑制することができる液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数のノズルが配列された少なくとも２つのノズル列と、前記ノズルが通じる個別液室に液体を供給する共通液室と、を有する液体吐出ヘッドにおいて、複数の前記ノズル列のノズル列間隔が、前記共通液室の振動周波数と、該液体吐出ヘッドと該液体吐出ヘッドから液体を着弾させる対象物との相対速度と、に基づいて算出された値で設けられているものである。

本発明によれば、時間周期的に吐出特性が不安定になってしまうことを抑制することができる。

画像形成装置の機構部の斜視説明図である。 液体吐出ヘッドの外観斜視説明図である。 液体吐出ヘッドの分解斜視説明図である。 液体吐出ヘッドの一部部品を除去した状態の分解斜視説明図である。 液体吐出ヘッドの分解側面説明図である。 液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う要部断面説明図である。 液体吐出ヘッドのノズル面の説明図である。 液体吐出ヘッドの側面説明図である。 第１ノズル列と第２ノズル列との位相が一致する場合の共通液室の振動周期の説明図である。 第１ノズル列と第２ノズル列との位相が反転する場合の共通液室の振動周期の説明図である。 ２列のノズル列から同一種のインクを吐出させる場合の説明図である。 第１ノズル列と第２ノズル列との位相がずれている場合の共通液室の振動周期の説明図である。 第１ノズル列と第２ノズル列との周期が異なるとともに位相がずれる場合の共通液室の振動周期の説明図である。

以下、本発明に係る構成を図１から図１３に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。

（画像形成装置）
まず、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える液体を吐出する装置である画像形成装置の一例について図１を参照して説明する。図１は画像形成装置の機構部の斜視説明図である。

この画像形成装置１は、板状部材からなるガイド部材３にてキャリッジ４を主走査方向に移動可能に支持し、主走査モータ５によって駆動プーリ６と従動プーリとの間に張った状態で掛け回されたタイミングベルト８を介してキャリッジ４を主走査方向に移動走査する。

キャリッジ４には、液体吐出ヘッドとヘッドタンクを一体化した液体吐出ユニットである記録ヘッド１１Ａ，１１Ｂ（区別しないときは、「記録ヘッド１１」という。以下、同様）を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド１１のヘッドタンクには、装置本体側の液体カートリッジ（メインタンク、以下「インクカートリッジ」という。）から供給チューブを介して所要の色のインクが供給される。

キャリッジ４の主走査方向に沿ってエンコーダスケール１５が配置され、キャリッジ４側にはエンコーダスケール１５の目盛り（スケール：位置識別部）を読み取る図示しない透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサが取り付けられている。

キャリッジ４には、装置本体の制御部を実装した制御基板とＦＦＣ１６（フレキシブルフラットケーブル）を介して接続されたキャリッジ側基板（以下、「中継基板」という。）１７が搭載されている。

中継基板１７には、エンコーダセンサや記録ヘッド１１側の駆動回路（ドライバＩＣ）との信号伝達を行う回路が実装されている。中継基板１７と記録ヘッド１１とはフレキシブル配線部材を介して接続される。

キャリッジ４の下方側には、用紙１０を副走査方向に搬送する搬送手段としての搬送ベルト２１を配置している。この搬送ベルト２１は、無端状ベルトであり、搬送ローラとテンションローラとの間に掛け回されて、副走査モータによってタイミングベルト及びタイミングプーリを介して搬送ローラが回転駆動されることによって副走査方向に周回移動される。

このように構成したこの画像形成装置１においては、給紙された用紙を搬送ベルト２１で間歇的に搬送し、キャリッジ４を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１１を駆動することにより、停止している用紙に液体を吐出して１行分を記録し、用紙を所定量搬送後、次の行の記録を行なう動作を繰り返して用紙１０上に画像を形成し、画像形成後、用紙１０を排紙する。

（液体吐出ヘッド）
次に、液体吐出ヘッドの一例の全体構成について図２〜図８を参照して説明する。図２液体吐出ヘッドの外観斜視説明図、図３は分解斜視説明図、図４は一部部品を除去した状態の分解斜視説明図、図５は分解側面説明図である。また、図６は液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う要部断面説明図、図７は液体吐出ヘッドのノズル面の説明図、図８は液体吐出ヘッドの側面説明図である。

この液体吐出ヘッド１００は、ノズル板、流路板および振動板部材から構成される液室部材１０１と、共通液室部材を兼ねるフレーム部材１０２とを有し、フレーム部材１０２の液体供給経路上流側にはフィルタユニット１０３が配置されている。

フィルタユニット１０３とフレーム部材１０２との間の液体供給経路の境界面には、パッキン部材１０４が設けられ、組立時はフレーム部材１０２に形成されたパッキン部材設置用窪み１２１にパッキン部材１０４を嵌め込んだ後、フィルタユニット１０３を上から設置しビス締めで固定して液体供給経路をシールする。また、フレーム部材１０２と液室部材１０１とは接着剤により固定されている。

フィルタユニット１０３には、メインタンクから供給される液体（インク）中の不純物をろ過するためのフィルタ部材１３１が設けられている。このフィルタ部材１３１は、例えば、ＳＵＳ材質からなり、焼結工程を経て形成される。フィルタ部材１３１は例えば熱可塑性樹脂からなるフィルタケース１３２に周囲を熱で溶かして接着され、フィルタケース１３２にフィルタ部材１３１を取り付けた後、フィルタケース１３３を嵌め込んでフィルタケース１３２との間を締結する。

なお、フィルタケース１３３とフィルタケース１３２間の締結は、双方の部品を加圧して密着させた状態でフィルタケース１３２に形成された熱加締用突起を熱により加締めることにより行っている。

また、フィルタケース１３３は、構造体及び流路形成部材としての熱可塑性樹脂とパッキン部材としてのエラストマーを２色成形プロセスで一体成形している。これにより、フィルタケース１３３とフィルタケース１３２間の締結時にはパッキン部材としてのエラストマーが部品境界面のシールを行うことになる。

液室部材１０１は、ノズル板２１２と、流路板２１３と、振動板部材２１４と、を接合している。

ノズル板２１２には、図７にも示すように、液体を吐出する複数のノズル２０２が千鳥状に２列配列された２列のノズル列２０２Ａ（第１ノズル列ともいう）、２０２Ｂ（第２ノズル列ともいう）を有している。このノズル板２１２は、例えば、ステンレスを用いてプレス加工でノズル２０２を形成できる。

流路板２１３は、ノズル２０２に通じる個別液室２０３を形成している。この流路板２１３は、例えばシリコンの異方性エッチングで形成しているが、ステンレスなどの金属材料を使用することもできる。

振動板部材２１４は、個別液室２０３の一部の壁面を変位可能な振動領域２１４ａとして形成する。この振動板部材２１４はＮｉ電鋳で形成している。

フレーム部材１０２には、各個別液室２０３に液体を供給する共通液室２１０が形成されている。

また、振動板部材２１４の振動領域２１４ａの個別液室２０３とは反対側に圧電アクチュエータ２２０を配置している。圧電アクチュエータ２２０は、２列のノズル列に合わせて１つのベース部材２１９に例えばノズルピッチの２倍のピッチで柱状の圧電素子（圧電柱）を形成した２つの圧電部材２１８を接合している。圧電部材２１８の各圧電柱は振動板部材２１４の振動領域２１４ａと接合されて、ＦＰＣ（フレキシブルプリント回路基板（Flexible printed circuits））やＦＦＣなどのフレキシブル配線部材２２１が接続され、フレキシブル配線部材２２１に搭載された駆動回路（ドライバＩＣ））によって駆動信号が与えられる。

フレキシブル配線部材２２１は、フレーム部材１０２の内部空間１１３から液体吐出ヘッド１００の外側に向かって配置される。

液体吐出ヘッド１００は、圧電アクチュエータ２２０を駆動することで振動板部材２１４の振動領域２１４ａが変位して、個別液室２０３の液体が加圧されてノズル２０２から液体が吐出される。

また、液体吐出ヘッド１００は、ノズル列２０２Ａに対応する複数の個別液室２０３に液体を供給する共通液室２１０Ａと、ノズル列２０２Ｂに対応する複数の個別液室２０３に液体を供給する共通液室２１０Ｂとを有している。

共通液室２１０Ａは、ノズル配列方向一端部側に外部（本実施形態では「フィルタユニット１０３側」）から液体を供給する供給口部２３１が形成され、ノズル配列方向他端部側に端部に向かうに従ってノズル配列方向と直交する方向の断面積が減少する絞り部２３２が形成されている。また、共通液室２１０Ｂは、ノズル配列方向他端部側に外部（インクカートリッジ）から液体を供給する供給口部２３１が形成され、ノズル配列方向一端部側に端部に向かうに従ってノズル配列方向と直交する方向の断面積が減少する絞り部２３２が形成されている。

一方のノズル列２０２Ａに対応する一方の共通液室２１０Ａの供給口部２３１及び絞り部２３２の位置関係と、他方のノズル列２０２Ｂに対応する他方の共通液室２１０Ｂの供給口部２３１及び絞り部２３２の位置関係とは、図８の左右方向において逆になっている。

［第１の実施形態］
ここで、圧電アクチュエータ２２０を高速で駆動させると、共通液室２１０内は、所定の固有周期（例えば、１ｋＨｚ程度）で共振する。共通液室２１０が共振すると、個別液室２０３まで振動が伝播し、ノズル２０２近傍のメニスカスが不安定になり、共振の周期で吐出状態が変化してしまう。

このため、キャリッジ４を走査して、液体吐出ヘッド１００と用紙１０とを相対的に速度を保ちながら、かつ、一様に液体を用紙１０へ連続で着弾させる場合、着弾状態に周期的なムラ（周期ムラ）が生じて品質が劣化してしまうおそれがある。例えば、ハーフトーン画像のような一様な中間色を印刷した場合に、用紙１０上に周期的な濃度ムラ（濃淡ムラ）が発生し、画像品質が劣化してしまうことが考えられる。

図９は、液体吐出ヘッド１００における共通液室２１０の振動周期を示す図であって、ノズル列２０２Ａ（第１ノズル列）とノズル列２０２Ｂ（第２ノズル列）との位相が一致する場合を示している。

図９において、２点鎖線はノズル列２０２Ａの圧電アクチュエータ２２０の駆動により生じる共通液室２１０Ａの振動周期、点線はノズル列２０２Ｂの圧電アクチュエータ２２０の駆動により生じる共通液室２１０Ｂの振動周期を示している。

図９に示すように、ノズル列２０２が２列配置であって、ノズル列２０２Ａおよびノズル列２０２Ｂの駆動により生じる共通液室２１０の振動周期が一致すると、各々のノズル列２０２から吐出したインクにより生じた周期ムラの位相が一致し、濃度ムラがより顕著となる。

そこで、本実施形態に係る液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数のノズル（ノズル２０２）が配列された少なくとも２つのノズル列（ノズル列２０２Ａ，２０２Ｂ）と、ノズルが通じる個別液室（個別液室２０３）に液体を供給する共通液室（共通液室２１０）と、を有する液体吐出ヘッド（液体吐出ヘッド１００）において、複数のノズル列のノズル列間隔が、共通液室の振動周波数と、該液体吐出ヘッドと該液体吐出ヘッドから液体を着弾させる対象物との相対速度と、に基づいて算出された値で設けられているものである。また、この液体吐出ヘッドは、このように算出されたノズル列間隔でノズル列を形成する工程を含んで製造される。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。

図１０は、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１００における共通液室２１０の振動周期を示す図であって、ノズル列２０２Ａ（第１ノズル列）とノズル列２０２Ｂ（第２ノズル列）との位相が反転する場合（逆位相）を示している。

図１０も同様に、２点鎖線はノズル列２０２Ａの圧電アクチュエータ２２０の駆動により生じる共通液室２１０Ａの振動周期、点線はノズル列２０２Ｂの圧電アクチュエータ２２０の駆動により生じる共通液室２１０Ｂの振動周期を示している。

図１０に示すように、ノズル列２０２が２列配置である場合に、ノズル列２０２Ａおよびノズル列２０２Ｂの駆動により生じる共通液室２１０の振動周期を逆位相とすると、各々のノズル列２０２から吐出したインクにより生じた周期ムラの位相が逆位相となり、濃度ムラを相殺して、画像品質が向上させることができる。

ノズル列間で周期ムラの位相が反転するノズル列間の距離（配列ピッチＰ、図７）は、例えば、次式（１）により求めることができる。
Ｐ≒［（Ｎ＋１／ｎ）×（１／ｆ）］×Ｖ ・・・（１）
ただし、
ｆ：共通液室の振動周波数（固有振動数）［Ｈｚ］
Ｖ：液体吐出ヘッドと液体が着弾する対象物（記録媒体）との相対速度［ｍｍ／ｓ］
ｎ：ノズル列数（２以上の整数）
Ｎ：０以上の整数
である。

例えば、ｆ＝１０００［Ｈｚ］（１ｋＨｚ）、Ｖ＝１０００［ｍｍ／ｓ］（１ｍ／ｓ）、ｎ＝２とすると、配列ピッチＰは、０．５ｍｍ（Ｎ＝０），１．５ｍｍ（Ｎ＝１），２．５（Ｎ＝２），・・・となる。

これは、キャリッジ４に設けられた１ＫＨｚの固有周期の共通液室２１０を有する液体吐出ヘッド１００が、１ｍ／ｓで主走査方向に移動しながら、液体を吐出する場合に相当する。

この場合、濃度ムラが主走査方向に１ｍｍピッチで発生するので、複数のノズル列間ピッチは０．５ｍｍ，１．５ｍｍ，２．５ｍｍ・・・ピッチとすれば濃度ムラが相殺され画像品質を向上させることができる。

以上説明した本実施形態に係る液体吐出ヘッド１００は、液体吐出ヘッド１００内の共通液室２１０が固有振動してしまうと、ノズル列２０２の間隔によっては形成した画像に濃度ムラが生じてしまうことを防止するため、固有振動による濃度ムラの影響が相殺されるようなノズル列間隔とするものである。

例えば、ノズル列を２列有し、記録媒体と相対的に速度を保ちながら液体を吐出すると、各々のノズル列から吐出した液体は記録媒体上で周期的に着弾品質の劣化を発生させるが、記録媒体上で生じる品質劣化の周期を第１ノズル列と第２ノズル列間で位相をずらすことにより、着弾状態に周期的なムラが生じることを防ぎ、着弾を均一化させて品質の劣化を抑えることができる。

また、以上説明した液体吐出ヘッド１００を備えた液体吐出ユニット、液体を吐出する装置（画像形成装置１）とすることで、高品位の画像を形成することができる液体吐出ユニット、液体を吐出する装置とすることができる。

［第２の実施形態］
以下、本発明に係る液体吐出ヘッドの他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は適宜省略する。

上述したノズル列の配列ピッチＰの値は、次式（２）
Ｐ＝［（Ｎ＋１／ｎ）×（１／ｆ）］×Ｖ ・・・（２）
により求めた値とすることが最も好ましいが、設計上の制約などにより、逆位相の関係とすることができない場合も考えられる。このとき、半位相分のシフトまでは、画像品質の向上を図ることができるため、配列ピッチＰの値は、次式（３）で示すような許容範囲（最適値に対して、７５％〜１２５％の範囲）を持つものであってもよい。
０．７５×［（Ｎ＋１／ｎ）×（１／ｆ）］×Ｖ≦Ｐ≦１．２５×［（Ｎ＋１／ｎ）×（１／ｆ）］×Ｖ ・・・（３）

［第３の実施形態］
また、第１の実施形態において、ノズル列２０２の間隔を共振周期の位相がずれるように配置することで、濃度ムラを抑制することを説明した。この時、さらに双方のノズル列２０２Ａ，２０２Ｂから吐出する液体の種別（インク種）も同一とすることがより好ましい。例えば、図１１に示すように、インク経路上流から同一液種のインク（ここでは黒（Ｂｋ））を充填したものである。これにより、さらに濃度ムラを抑制することができる。

［第４の実施形態］
また、第１の実施形態では、ノズル列２０２の間隔を共振周期の位相がずれるように配置することで、濃度ムラを抑制することが可能となるが、設計上の制約などにより、位相のずれを十分確保できない場合も考えられる。この場合、濃度ムラを十分に解消することができないことが考えられる。

そこで、このような場合には、各ノズル列２０２Ａ，２０２Ｂが連通する共通液室２１０Ａ，２１０Ｂの体積を異なるものとし、各共通液室２１０の固有周期を意図的に変更することにより、より好適に濃度ムラを解消することが好ましい。

図１２は、液体吐出ヘッド１００における共通液室２１０の振動周期を示す図であって、ノズル列２０２Ａとノズル列２０２Ｂとの位相がずれている場合の振動周期を示している。

図１３は、さらに、共通液室２１０Ａ，２１０Ｂの体積を異なるものとして、ノズル列２０２Ａとノズル列２０２Ｂとの周期が異なる場合の振動周期を示している。

共通液室２１０Ａ，２１０Ｂの体積が異なるため、上記式（１）〜（３）での共振周期はｆ１、ｆ２となる。この場合、濃度ムラは各共通液室２１０が有する共振周期では発生せず、替わりにｆ１、ｆ２双方の位相が一致するより大きな周期で発生し、濃度ムラの発生頻度が少なくなる。このため、本実施形態は、例えば、一様のハーフトーン画像ではなく、数ｍｍ幅の太線などで構成された線画などを形成する場合に好適である。

上記実施形態では、２列のノズル列２０２Ａ，２０２Ｂがそれぞれ共通液室２１０Ａ，２１０Ｂに連通している例について説明したが、本発明に係る液体吐出ヘッドにおいて、ノズル列数および共通液室数はこれに限られないのは勿論である。また、１のノズル列が１の共通液室と対応することは必須ではなく、例えば、２以上のノズル列２０２が１つの共通液室２１０に連通する形態であってもよい。

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

また、「液体吐出ヘッド」とは、ノズルから液体を吐出・噴射する機能部品である。また、「液体吐出ヘッド」は、使用する圧力発生手段が限定されるものではない。例えば、上記実施形態で説明したような圧電アクチュエータ（積層型圧電素子を使用するものでもよい。）以外にも、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものでもよい。

また、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

また、「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに他の機能部品、機構が一体化したものであり、液体を吐出する機能に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。

例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

１ 画像形成装置
３ ガイド部材
４ キャリッジ
５ 主走査モータ
６ 駆動プーリ
８ タイミングベルト
１０ 用紙
１１Ａ，１１Ｂ 記録ヘッド
１５ エンコーダスケール
１６ ＦＦＣ
１７ 中継基板
２１ 搬送ベルト
１００ 液体吐出ヘッド
１０１ 液室部材
１０２ フレーム部材
１０３ フィルタユニット
１０４ パッキン部材
１１３ 内部空間
１２１ パッキン部材設置用窪み
１３１ フィルタ部材
１３２，１３３ フィルタケース
２０２ ノズル
２０２Ａ ノズル列（第１ノズル列）
２０２Ｂ ノズル列（第２ノズル列）
２０３ 個別液室
２１０，２１０Ａ，２１０Ｂ 共通液室
２１２ ノズル板
２１３ 流路板
２１４ 振動板部材
２１４ａ 振動領域
２１８ 圧電部材
２１９ ベース部材
２２０ 圧電アクチュエータ
２２１ フレキシブル配線部材
２３１ 供給口部
２３２ 絞り部

特開平７−１７０３４号公報

Claims (9)

1. 液体を吐出する複数のノズルが配列された少なくとも２つのノズル列と、
   前記ノズルが通じる個別液室に液体を供給する共通液室と、を有する液体吐出ヘッドにおいて、
   複数の前記ノズル列のノズル列間隔が、
   前記共通液室の振動周波数と、
   該液体吐出ヘッドと該液体吐出ヘッドから液体を着弾させる対象物との相対速度と、に基づいて算出された値で設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. ノズル列間隔Ｐが次式（１）で表されることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
   Ｐ≒［（Ｎ＋１／ｎ）×（１／ｆ）］×Ｖ ・・・（１）
   ただし、
   ｆ：共通液室の振動周波数（固有振動数）［Ｈｚ］
   Ｖ：液体吐出ヘッドと液体が着弾する対象物との相対速度［ｍｍ／ｓ］
   ｎ：ノズル列数（２以上の整数）
   Ｎ：０以上の整数
   である。
3. 次式（２）を満たすことを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
   ０．７５×［（Ｎ＋１／ｎ）×（１／ｆ）］×Ｖ≦Ｐ≦１．２５×［（Ｎ＋１／ｎ）×（１／ｆ）］×Ｖ ・・・（２）
4. 前記振動周波数が異なる２以上の前記共通液室を備え、
   前記ノズル列のそれぞれは、いずれかの前記共通液室に連通していることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
5. ２以上の前記共通液室は、体積が同一でないことを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
6. ２以上の前記共通液室に同一液種の液体が充填されることを特徴とする請求項４または５に記載の液体吐出ヘッド。
7. 液体を吐出する複数のノズルが配列された少なくとも２つのノズル列と、
   前記ノズルが通じる個別液室に液体を供給する共通液室と、を有する液体吐出ヘッドの製造方法において、
   複数の前記ノズル列のノズル列間隔を、
   前記共通液室の振動周波数と、
   該液体吐出ヘッドと該液体吐出ヘッドから液体を着弾させる対象物との相対速度と、に基づいて算出された値で設ける工程を有することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
8. 請求項１から６までのいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えることを特徴とする液体吐出ユニット。
9. 請求項１から６までのいずれかに記載の液体吐出ヘッド、または請求項８に記載の液体吐出ユニットを備えることを特徴とする液体を吐出する装置。