JP2018099859A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルの吐出特性のばらつきを低減しつつ、媒体への液滴の着弾位置のずれを抑制する。【解決手段】複数のノズルを有するノズル板と、ノズルに連通する圧力室と、圧力室内の液体に圧力変化を生じさせてノズルから吐出させる圧力発生素子と、を備え、ノズルの各々は、液体の吐出側の第１開口部と、圧力室側の第２開口部とを連通して成り、ノズルのうち、互いに隣り合う２つのノズルを第１ノズルと第２ノズルとすると、第１ノズルの第２開口部と第２ノズルの第２開口部とは、第１方向に沿って配置され、各第２開口部は第１方向に直交する第２方向に延び、その第２方向の内径は第１開口部の内径よりも大きく、第１ノズルの第１開口部と第２ノズルの第１開口部は、互いに第２方向にずらして配置される液体吐出装置。【選択図】図１

Description

本発明は、インク等の液体を吐出する技術に関する。

ノズルからインク等の液体を吐出する液体吐出装置では、ノズルの位置精度や加工精度、メンテナンス時（例えばフラッシング）の吐出量の制御性などを向上させるため、特許文献１のように、互いに連通する第１開口部（第１円筒部）と第２開口部（第２円筒部）とで１つのノズルを構成し、第２開口部の内径を第１開口部よりも大きくする場合がある。

特開２０１６−１７９６２２号公報

ところが、特許文献１の構成では、第１開口部を直線状に高密度に配置すると、複数のノズルの配置間隔が短くなってしまう。このため、ノズルから吐出された液体の液滴が、他のノズルからの液体の吐出や自己噴流に伴って発生する渦流の影響を受け易くなるので、媒体への着弾位置がずれて風紋などが発生する虞がある。他方、第２開口部を含めてノズル全体を千鳥状に配列すれば、ノズルの配置密度を低下することはできるが、第１開口部と第２開口部の位置によってはノズルの吐出特性への影響が大きくなり、吐出特性のばらつきが発生する虞がある。以上の事情を考慮して、本発明は、ノズルの吐出特性のばらつきを低減しつつ、媒体への液滴の着弾位置のずれを抑制することを目的とする。

以上の課題を解決するために、本発明の液体吐出装置は、複数のノズルを有するノズル板と、ノズルに連通する圧力室と、圧力室内の液体に圧力変化を生じさせてノズルから吐出させる圧力発生素子と、を備え、ノズルの各々は、液体の吐出側の第１開口部と、圧力室側の第２開口部とを連通して成り、ノズルのうち、互いに隣り合う２つのノズルを第１ノズルと第２ノズルとすると、第１ノズルの第２開口部と第２ノズルの第２開口部とは、第１方向に沿って配置され、各第２開口部は第１方向に直交する第２方向に延び、その第２方向の内径は第１開口部の内径よりも大きく、第１ノズルの第１開口部と第２ノズルの第１開口部は、互いに第２方向にずらして配置される。以上の構成によれば、互いに隣り合う第１ノズルと第２ノズルにおいて、第２開口部は第１方向に沿って配置され、第１開口部は第２方向にずらして配置される。したがって、第１開口部だけでなく第２開口部まで第２方向にずらす場合に比較して、ノズルの吐出特性を抑えることができる。しかも、第１開口部が第２方向にずらして配置されるから、ノズルから吐出される液体の液滴が渦流による影響を受けにくくなる。したがって、媒体への液滴の着弾位置のずれを抑制できるので、風紋などの発生を抑えることができる。このように本構成によれば、ノズルの吐出特性のばらつきを低減しつつ、媒体への液滴の着弾位置のずれを抑制することができる。

本発明の好適な態様において、互いに隣り合う第１ノズルの第１開口部と第２ノズルの第１開口部との配列には、第１ノズルと第２ノズルのうち、一方では第２開口部の長手方向の中心部に第１開口部が配置され、他方では第２開口部の長手方向の最端部に第１開口部が配置される配列を含まない。以上の構成によれば、互いに隣り合う第１ノズルの第１開口部と第２ノズルの第１開口部との配列には、第２開口部の長手方向の中心部に第１開口部が配置され、第２開口部の長手方向の最端部に第１開口部が配置される配列、すなわちイナータンスの差が最も大きくなる配列を含まない。したがって、互いに隣り合う第１ノズルと第２ノズルのイナータンスの差による吐出特性のばらつきを低減できる。

本発明の好適な態様において、第１ノズルの第１開口部と第２ノズルの第１開口部が、それぞれの第２開口部の長手方向の中心を通る第１方向に沿った仮想直線を挟んでその長手方向の両側に線対称に配置される。以上の構成によれば、第１開口部が第２開口部の長手方向の中心に対してその長手方向の両側に対象に配置された２つの第１ノズルと第２ノズルに、イナータンスの差がほとんどないので、イナータンスの差による吐出特性のばらつきを効果的に低減できる。

本発明の好適な態様において、複数のノズルの配列は、１つのノズルおきに、第１開口部が線対称に配置される第１ノズルと第２ノズルとが１つずつ交互に配置される配列である。以上の構成によれば、１つのノズルおきに、イナータンスの差がほとんどない２つの第１ノズルと第２ノズルとが１つずつ交互に配置されるので、イナータンスの差による吐出特性のばらつきを低減できる。

本発明の好適な態様において、複数のノズルの第１開口部は、第１方向に交差する直線状に配置される。以上の構成によれば、複数のノズルの第１開口部は、第１方向に交差する直線状に配置されるから、第２開口部の長手方向の中心部に第１開口部が配置され、最端部に第１開口部が配置される配列に比較して、互いに隣り合うノズルのイナータンスの差が少なくなるので、吐出特性のばらつきを低減できる。

本発明の好適な態様において、複数のノズルの第１開口部は、第２方向に凸または凹となる曲線状に配置される。以上の構成によれば、複数のノズルの第１開口部は、第２方向に凸または凹となる曲線状に配置されるから、第２開口部の長手方向の中心部に第１開口部が配置され、最端部に第１開口部が配置される配列に比較して、互いに隣り合うノズルのイナータンスの差が少なくなるので、吐出特性のばらつきを低減できる。

本発明の第１実施形態に係る液体吐出装置の構成図である。 液体吐出部の断面図である。 ノズル板の第１ノズルを圧力室側から見た拡大図である。 図３ＡのIII−III断面図である。 第１開口部が第２開口部の中心部に位置する場合の流れを説明する断面図である。 第１開口部が第２開口部の最端部に位置する場合の流れを説明する断面図である。 第１開口部の位置と圧力室の固有振動周期の関係をグラフで示す図である。 第１開口部の位置とインクの液滴の速度の関係をグラフで示す図である。 ノズル板のノズルの配列を説明するための平面図である。 第１変形例におけるノズルの配列を説明するための平面図である。 第２変形例におけるノズルの配列を説明するための平面図である。 第３変形例におけるノズルの配列を説明するための平面図である。 第４変形例におけるノズルの配列を説明するための平面図である。 第５変形例におけるノズルの配列を説明するための平面図である。 本発明の第２実施形態に係る液体吐出装置の構成図である。 第２実施形態におけるノズルの配列を説明するための平面図である。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る液体吐出装置１０の部分的な構成図である。第１実施形態の液体吐出装置１０は、液体の例示であるインクを印刷用紙等の媒体１１に吐出するインクジェット方式の印刷装置である。図１に示す液体吐出装置１０は、制御装置１２と搬送機構１５とキャリッジ１８と液体吐出ヘッド２０とを具備する。液体吐出装置１０にはインクを貯留する液体容器１４が装着される。

液体容器１４は、液体吐出装置１０の本体に着脱可能な箱状の容器からなるインクタンクタイプのカートリッジである。なお、液体容器１４は、箱状の容器に限られず、袋状の容器からなるインクパックタイプのカートリッジであってもよい。液体容器１４には、インクが貯留される。インクは、黒色インクであってもよく、カラーインクであってもよい。液体容器１４に貯留されるインクは、液体吐出ヘッド２０にポンプ（図示略）で圧送される。

制御装置１２は、液体吐出装置１０の各要素を統括的に制御する。搬送機構１５は、制御装置１２による制御のもとで媒体１１をＹ方向に搬送する。液体吐出ヘッド２０は、液体容器１４から供給されるインクを制御装置１２による制御のもとで複数のノズルＮの各々から媒体１１に吐出する。液体吐出ヘッド２０は、液体吐出部７０を備える。液体吐出部７０は、媒体１１に対向するノズル板７６を有する。複数のノズルＮは、ノズル板７６に形成されている。

液体吐出ヘッド２０はキャリッジ１８に搭載される。制御装置１２は、Ｙ方向に交差（図１では直交）するＸ方向にキャリッジ１８を往復させる。媒体１１の搬送とキャリッジ１８の往復との反復に並行して液体吐出ヘッド２０が媒体１１にインクを吐出することで媒体１１の表面に所望の画像が形成される。なお、キャリッジ１８には、複数の液体吐出ヘッド２０を搭載してもよい。Ｘ−Ｙ平面（媒体１１の表面に平行な平面）に垂直な方向をＺ方向と表記する。第１実施形態では、Ｙ方向が第１方向に相当し、Ｘ方向が第２方向に相当する。

＜液体吐出ヘッド＞
図２は、任意の１つのノズルＮに着目した液体吐出部７０の断面図である。図２に示すように、液体吐出部７０は、流路基板７１の一方側に圧力室基板７２と振動板７３と圧電素子７４と支持体７５とが配置されるとともに他方側にノズル板７６が配置された構造体である。流路基板７１と圧力室基板７２とノズル板７６とは例えばシリコンの平板材で形成され、支持体７５は例えば樹脂材料の射出成形で形成される。複数のノズルＮはノズル板７６に形成される。

流路基板７１には、開口部７１２と分岐流路７１４と連通流路７１６とが形成される。分岐流路７１４および連通流路７１６はノズルＮごとに形成された貫通孔であり、開口部７１２は複数のノズルＮにわたり連続する開口である。支持体７５に形成された収容部（凹部）７５２と流路基板７１の開口部７１２とを相互に連通させた空間は、支持体７５の導入流路７５４を介して液体容器１４から供給されるインクを貯留する共通液室（リザーバー）ＳRとして機能する。

圧力室基板７２には開口部７２２がノズルＮごとに形成される。振動板７３は、圧力室基板７２のうち流路基板７１とは反対側の表面に設置された弾性変形可能な平板材である。圧力室基板７２の各開口部７２２の内側で振動板７３と流路基板７１とに挟まれた空間は、共通液室ＳRから分岐流路７１４を介して供給されるインクが充填される圧力室（キャビティ）ＳCとして機能する。各圧力室ＳCは、流路基板７１の連通流路７１６を介してノズルＮに連通する。圧力室ＳCと共通液室ＳRと、これらを連通する開口部７１２および分岐流路７１４と、連通流路７１６とで構成される空間が、液体吐出ヘッド２０の内部空間ＳDを構成する。

振動板７３のうち圧力室基板７２とは反対側の表面にはノズルＮごとに圧電素子７４が形成される。各圧電素子７４は、第１電極７４２と第２電極７４６との間に圧電体７４４を介在させた駆動素子（圧力発生素子）である。第１電極７４２および第２電極７４６の一方に駆動信号が供給され、所定の基準電位が他方に供給される。駆動信号の供給により圧電素子７４が変形することで振動板７３が振動すると、圧力室ＳC内の圧力が変動して圧力室ＳC内のインクがノズルＮから吐出される。具体的には、駆動信号の振幅に応じた吐出量のインクがノズルＮから吐出される。なお、圧電素子７４の構成は、上述したものに限られない。

図１および図２に示すように、第１実施形態のノズル板７６に形成される各ノズルＮは、互いに連通する第１開口部Ｎａと第２開口部Ｎｂとから成る。以下では、複数のノズルＮのうち、互いに隣り合う任意の２つのノズルＮを第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２とする。ノズル板７６は、第１面７６２と第１面７６２の反対側の第２面７６４とを含む平板材である。第１面７６２はインクが吐出される吐出側の平面であり、第２面７６４は圧力室ＳC側の平面である。

図３Ａは、ノズル板７６の第１ノズルＮ１を圧力室ＳC側から見た拡大図である。図３Ｂは、図３ＡのIII−III断面図である。図３Ａに示すように、各ノズルＮの第１開口部Ｎａは円筒状の開口である。第２開口部ＮｂはＸ方向に延びる長円状の開口であり、そのＸ方向の内径Ｗ２は第１開口部Ｎａの内径Ｗ１よりも大きい。図３Ｂに示すように、第１開口部Ｎａは、インク吐出側の第１面７６２に開口し、第２開口部Ｎｂは、圧力室ＳC側の第２面７６４に開口する開口する。第１ノズルＮ１は、第２開口部Ｎｂの長手方向のＸ方向の負側の最端部に第１開口部Ｎａが配置される配列である。他方、図１に示す第２ノズルＮ２は、第２開口部Ｎｂの長手方向のＸ方向の正側の最端部（第１ノズルＮ１とは反対側の最端部）に第１開口部Ｎａが配置される配列である。図１に示すように、第１実施形態の液体吐出ヘッド２０では、第１ノズルＮ１のような配列と、第２ノズルＮ２のような配列とが、Ｙ方向に沿って直線上に交互に配列している。

ところで、もし第１開口部Ｎａのみを直線状に高密度に配置すると、例えば第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２のうちインクが吐出される第１開口部Ｎａ同士の配置間隔が短くなってしまう。このため、例えば第１ノズルＮ１の第１開口部Ｎａから吐出されたインクの液滴が、他の第２ノズルＮ２の第１開口部Ｎａからのインクの吐出や自己噴流に伴って発生する渦流の影響を受け易くなるので、媒体１１への着弾位置がずれて風紋などが発生する虞がある。他方、第２開口部Ｎｂを含めてノズル全体を千鳥状に配列すれば、ノズルＮの配置密度を低下することはできるが、第１開口部Ｎａと第２開口部Ｎｂの位置によってはノズルの吐出特性への影響が大きくなり、吐出特性のばらつきが発生する虞がある。

以下、第２開口部Ｎｂに対する第１開口部Ｎａの位置とノズルＮの吐出特性について、詳細に説明する。ここでは、ノズルＮの吐出特性として、圧力室ＳCの固有振動周期Ｔｃとインクの液滴の速度Ｖｍを例示する。図４および図５は、第２開口部Ｎｂに対する第１開口部Ｎａの位置の相違によるインクの流れの相違を説明するための断面図である。図４は、第２開口部Ｎｂの長手方向（Ｘ方向）の負側の最端部に第１開口部Ｎａが配置される場合であり、図５は、第２開口部Ｎｂの長手方向の中心部に第１開口部Ｎａが配置される場合である。

図６は、第２開口部Ｎｂに対する第１開口部Ｎａの位置と圧力室ＳCの固有振動周期Ｔｃ［ｍ／ｓ］との関係をグラフで示す図である。図７は、第２開口部Ｎｂに対する第１開口部Ｎａの位置とインクの液滴の速度Ｖｍ[ｍ／ｓ]との関係をグラフで示す図である。図６および図７の横軸は、第２開口部Ｎｂの中心からの第１開口部Ｎａの位置をとっている。図６における固有振動周期Ｔｃは、イナータンスをＭ、コンプライアンスをＣとすると、下記数式（１）で表される。図７におけるインクの液滴の速度Ｖｍは、Ｋを係数、Ａを第１開口部Ｎａの断面積、Ｑをインク流量とすると、下記数式（２）で表される。

Ｔｃ＝２π・（ＭＣ）^１／２ ・・・（１）

Ｖｍ＝（Ｋ・π^２・Ｑ）／Ｔｃ・Ａ ・・・（２）

図４の位置（最端部）に第１開口部Ｎａが配置される場合と、図５の位置（中心部）に第１開口部Ｎａが配置される場合とでは、第２開口部Ｎｂから第１開口部Ｎａに流れるインクの流れが異なるので、イナータンスＭも異なる。上記数式（１）および図６のとおり、イナータンスＭが大きくなるほど、圧力室ＳCの固有振動周期Ｔｃが大きくなるので、上記数式（２）および図７のとおり、インクの液滴の速度Ｖｍは小さくなる。

このように、第２開口部Ｎｂに対する第１開口部Ｎａの位置によって、圧力室ＳCの固有振動周期Ｔｃやインクの液滴の速度ＶｍなどのノズルＮの吐出特性が変わることが分かる。このため、第１開口部Ｎａと第２開口部Ｎｂの位置によってはノズルの吐出特性への影響が大きくなり、吐出特性のばらつきが発生する虞がある。逆に、吐出特性のばらつきが発生しないように第２開口部Ｎｂに対する第１開口部Ｎａの位置を変えれば、ノズルＮを千鳥配置にしても、ノズルの吐出特性への影響を抑えることができる。

そこで、第１実施形態においては、第２開口部Ｎｂに対する第１開口部Ｎａの位置によってノズルＮの吐出特性が変わることを利用して、吐出特性のばらつきも抑制されるように第１開口部Ｎａと第２開口部Ｎｂを配列する。

具体的には例えば図８に示すように、第１実施形態では、複数のノズルＮのうち、互いに隣り合う任意の第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２において、第２開口部ＮｂはＹ方向に沿って直線状に配置され、第１開口部ＮａはＸ方向にずらして配置される。すなわち、複数のノズルＮの第２開口部ＮｂはＹ方向に沿って直線状に配置され、複数のノズルＮの第１開口部ＮａはＸ方向にずらして配置される。複数の第２開口部Ｎｂの各々は、複数の圧力室ＳCの各々の下方（Ｚ方向）に配置される。すなわち、複数の第２開口部Ｎｂが配列する方向と複数の圧力室ＳCが配列する方向はともにＹ方向である。

このような構成によれば、第１開口部Ｎａだけでなく第２開口部ＮｂまでＸ方向にずらす場合に比較して、千鳥状に配置してもノズルＮの吐出特性を抑えることができる。さらに、第１開口部ＮａがＸ方向にずらして配置されるから、千鳥状に配置することができ、各ノズルＮから吐出されるインクの液滴が渦流による影響を受けにくくなる。したがって、媒体１１へのインクの液滴の着弾位置のずれを抑制できるので、風紋などの発生を抑えることができる。このように第１実施形態の構成によれば、ノズルＮの吐出特性のばらつきを低減しつつ、媒体１１への液滴の着弾位置のずれを抑制することができる。

図８の構成では、互いに隣り合う第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２のうち、一方と他方の第１開口部Ｎａが、第２開口部Ｎｂの長手方向の中心Ｏを通るＹ方向に沿った仮想直線Ｇ−Ｇを挟んでその長手方向の両側に線対称に配置される。このような構成によれば、第１開口部Ｎａが第２開口部Ｎｂの長手方向の中心Ｏに対してその長手方向の両側に対象に配置された２つのノズルＮ１、Ｎ２では、イナータンスＭが異ならない。すなわち、第２開口部Ｎｂの長手方向の中心Ｏより左側でも右側でも、中心Ｏからの第１開口部Ｎａの距離ｔが同じであれば、イナータンスＭも同じになる。したがって、吐出特性のばらつきを効果的に低減できる。

図８の構成では、第２開口部Ｎｂの長手方向の左側（Ｘ方向の負側）の最端部に第１開口部Ｎａを配置した第１ノズルＮ１と、第２開口部Ｎｂの長手方向の右側（Ｘ方向の正側）の最端部に第１開口部Ｎａを配置した第２ノズルＮ２とを、Ｙ方向に交互に配置した場合である。このため、隣り合う２つのノズルＮ同士の第１開口部Ｎａは、左右に最大に離間しているため、インクの吐出や自己噴流に伴って発生する渦流の影響を受け難く、媒体１１への着弾位置のずれを抑制する効果が最も高くなる。

なお、図６における圧力室ＳCの固有振動周期Ｔｃと、図７におけるインクの液滴の速度Ｖｍでは、イナータンスＭの変化に伴って、第２開口部Ｎｂの中心（０μｍ）からの第１開口部Ｎａの距離が２０μｍくらいまでは、それほど大きな変化はない。ところが、２０μｍを超えると大きく変化しはじめ、その後は第２開口部Ｎｂの中心（０μｍ）からの第１開口部Ｎａの距離が大きくなるほど、変化が大きくなる。したがって、第２開口部Ｎｂの長手方向の中心部に第１開口部Ｎａが配置される場合（図４）と最端部に第１開口部Ｎａが配置される場合（図５）とでは、最もイナータンスＭの差が大きくなる。

したがって、互いに隣り合う第１ノズルＮ１の第１開口部Ｎａと第２ノズルＮ２の第１開口部Ｎａとの配列には、第２開口部Ｎｂの長手方向の中心部に第１開口部Ｎａが配置され、最端部に第１開口部Ｎａが配置される配列（例えば図４と図５のノズルの組み合わせ）、すなわちイナータンスＭの差が最も大きくなる配列を含まないようにすることで、第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２のイナータンスＭの差による吐出特性のばらつきを低減できる。

（第１実施形態の第１変形例）
図９は、第１実施形態の第１変形例におけるノズル板７６のノズルＮの配列を説明するための平面図であり、図８に対応する。以下に例示する各変形例において作用や機能が同様である要素については、図１乃至図８の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。図９の構成では、第２開口部Ｎｂの長手方向の中心Ｏからの第１開口部Ｎａの距離ｔ’を、図８の距離ｔよりも短くしたものである。図９の構成によっても、イナータンスＭが同じになるように第１開口部Ｎａが配置されるので、吐出特性のばらつきを効果的に低減できる。

（第１実施形態の第２変形例）
図１０は、第１実施形態の第２変形例におけるノズル板７６のノズルＮの配列を説明するための平面図である。図１０の構成では、第２開口部Ｎｂの長手方向の中心Ｏを通る仮想直線Ｇ−Ｇよりも左側（Ｘ方向の負側）に、第１ノズルＮ１の第１開口部Ｎａと第２ノズルＮ２の第１開口部Ｎａとを偏らせた場合である。

図１０の構成によれば、各ノズルＮの第１開口部Ｎａを千鳥状に配置することができる。しかも、第２開口部Ｎｂの長手方向の中心部に第１開口部Ｎａが配置され、最端部に第１開口部Ｎａが配置される配列（例えば図４と図５のノズルの組み合わせ）に比較して、互いに隣り合う第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２のイナータンスＭの差が少なくなるので、千鳥状に配置しても吐出特性のばらつきを低減できる。図１０の構成でも、図８の構成と同様に第２開口部ＮｂはＹ方向に沿って直線状に配置され、第１開口部ＮａはＸ方向にずらして配置される。したがって、図１０の構成によっても、ノズルＮの吐出特性のばらつきを低減しつつ、媒体１１への液滴の着弾位置のずれを抑制することができる。なお、仮想直線Ｇ−Ｇよりも右側（Ｘ方向の正側）に第１開口部Ｎａを偏らせてもよい。

（第１実施形態の第３変形例）
図１１は、第１実施形態の第３変形例におけるノズル板７６のノズルＮの配列を説明するための平面図である。図１１の複数のノズルＮの配列は、１つのノズルＮおきに、仮想直線Ｇ−Ｇ線に対して第１開口部Ｎａが線対称に配置される第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２とが１つずつ交互に配置される配列である。具体的には図１１において、上方から下方に連続して配列される任意の４つのノズルＮを、１番目のノズルＮ（１）、２番目のノズルＮ（２）、３番目のノズルＮ（３）、４番目のノズルＮ（４）とすると、１番目のノズルＮ（１）と３番目のノズルＮ（３）については、仮想直線Ｇ−Ｇ線に対して第１開口部Ｎａが線対称に配置される。また２番目のノズルＮ（２）と４番目のノズルＮ（４）については、仮想直線Ｇ−Ｇ線に対して第１開口部Ｎａが線対称に配置される。

１番目のノズルＮ（１）と３番目のノズルＮ（３）において、仮想直線Ｇ−Ｇからの第１開口部Ｎａの距離ｔは等しい。また、２番目のノズルＮ（２）と４番目のノズルＮ（４）において、仮想直線Ｇ−Ｇからの第１開口部Ｎａの距離ｔ’は等しい。距離ｔと距離ｔ’は異なるので、１番目のノズルＮ（１）と２番目のノズルＮ（２）とでは、仮想直線Ｇ−Ｇからの第１開口部Ｎａの距離が異なり、３番目のノズルＮ（３）と４番目のノズルＮ（４）とでも、仮想直線Ｇ−Ｇからの第１開口部Ｎａの距離は異なる。

このような図１１の構成によれば、各ノズルＮの第１開口部Ｎａを千鳥状に配置することができる。しかも、第２開口部Ｎｂの長手方向の中心部に第１開口部Ｎａが配置され、最端部に第１開口部Ｎａが配置される配列（例えば図４と図５のノズルの組み合わせ）に比較して、互いに隣り合う第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２のイナータンスＭの差が少なくなるので、千鳥状に配置しても吐出特性のばらつきを低減できる。図１１の構成でも、図８の構成と同様に第２開口部ＮｂはＹ方向に沿って直線状に配置され、第１開口部ＮａはＸ方向にずらして配置される。したがって、図１１の構成によっても、ノズルＮの吐出特性のばらつきを低減しつつ、媒体１１への液滴の着弾位置のずれを抑制することができる。

（第１実施形態の第４変形例）
図１２は、第１実施形態の第４変形例におけるノズル板７６のノズルＮの配列を説明するための平面図である。図１２に示すように、第２開口部Ｎｂの配列方向であるＹ方向に交差する仮想直線Ｇ’−Ｇ’に重なるように、第１開口部Ｎａを配置してもよい。図１２の構成では、複数のノズルＮの第１開口部Ｎａが、Ｙ方向に交差する直線状に配置されるから、第２開口部Ｎｂの長手方向の中心部に第１開口部Ｎａが配置され、最端部に第１開口部Ｎａが配置される配列（例えば図４と図５のノズルの組み合わせ）に比較して、互いに隣り合うノズルＮのイナータンスＭの差が少なくなるので、吐出特性のばらつきを低減できる。図１２の構成でも、図８の構成と同様に第２開口部ＮｂはＹ方向に沿って直線状に配置され、第１開口部ＮａはＸ方向にずらして配置される。したがって、図１２の構成によっても、ノズルＮの吐出特性のばらつきを低減しつつ、媒体１１への液滴の着弾位置のずれを抑制することができる。

（第１実施形態の第５変形例）
図１３は、第１実施形態の第５変形例におけるノズル板７６のノズルＮの配列を説明するための平面図である。図１３に示すように、Ｘ方向に凸となる仮想曲線Ｇ’’−Ｇ’’に重なるように、第１開口部Ｎａを配置してもよい。図１３の構成によれば、複数のノズルＮの第１開口部Ｎａが、Ｘ方向に凸となる曲線状に配置されるから、第２開口部Ｎｂの長手方向の中心部に第１開口部Ｎａが配置され、最端部に第１開口部Ｎａが配置される配列（例えば図４と図５のノズルの組み合わせ）に比較して、互いに隣り合うノズルＮのイナータンスＭの差が少なくなるので、吐出特性のばらつきを低減できる。また図１３の構成でも、図８の構成と同様に第２開口部ＮｂはＹ方向に沿って直線状に配置され、第１開口部ＮａはＸ方向にずらして配置される。したがって、図１３の構成によっても、ノズルＮの吐出特性のばらつきを低減しつつ、媒体１１への液滴の着弾位置のずれを抑制することができる。なお、複数のノズルＮの第１開口部Ｎａが、Ｘ方向に凹となる曲線状に配置されるようにしてもよい。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態について説明する。以下に例示する各形態において作用や機能が第１実施形態と同様である要素については、第１実施形態の説明で使用した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。第１実施形態では、液体吐出ヘッド２０を搭載したキャリッジ１８がＸ方向に移動するシリアルヘッドを備える液体吐出装置１０を例示したが、第２実施形態では、媒体１１の搬送方向に交差する方向（ここではＸ方向）に長尺なラインヘッドとして構成した液体吐出ヘッド２０を備える液体吐出装置１０を例示する。

図１４は、第２実施形態に係る液体吐出装置１０の部分的な構成図である。図１５は、図１４の液体吐出ヘッド２０におけるノズル板７６のノズルＮの配列を説明するための平面図である。図１４の液体吐出ヘッド２０は、Ｘ方向に長尺なラインヘッドである。液体吐出ヘッド２０には、複数の液体吐出部７０がＸ方向に千鳥状（スタガ状）に配置される。

第２実施形態では、第１実施形態と異なり、Ｘ方向が第１方向に相当し、Ｙ方向が第２方向に相当する。図１５は、図８のノズル板を、反時計回りに９０度回転させたものに相当する。すなわち、互いに隣り合う第１ノズルＮ１と第２ノズルＮ２において、第２開口部ＮｂはＸ方向に沿って直線状に配置され、第１開口部ＮａはＹ方向にずらして配置される。なお、図１５は、図８のノズル板を、時計回りに９０度回転させたものであってもよい。

図１５の構成によれば、各ノズルＮの第１開口部Ｎａを千鳥状に配置することができる。しかも、第１開口部Ｎａだけでなく第２開口部ＮｂまでＹ方向にずらす場合に比較して、千鳥状に配置してもノズルＮの吐出特性を抑えることができる。しかも、第１開口部ＮａがＹ方向にずらして配置されるから、各ノズルＮから吐出されるインクの液滴が渦流による影響を受けにくくなる。したがって、媒体１１へのインクの液滴の着弾位置のずれを抑制できるので、風紋などの発生を抑えることができる。このように第２実施形態の構成によれば、ノズルＮの吐出特性のばらつきを低減しつつ、媒体１１への液滴の着弾位置のずれを抑制することができる。

＜変形例＞
以上に例示した各実施形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲で適宜に併合され得る。

（１）上述した実施形態では、圧力室に機械的な振動を付与する駆動素子（圧力発生素子）として圧電素子を利用した圧電方式の液体吐出ヘッド２０を例示したが、加熱により圧力室の内部に気泡を発生させる発熱素子を利用した熱方式の液体吐出ヘッドを採用することも可能である。

（２）上述した実施形態で例示した液体吐出装置は、印刷に専用される機器のほか、ファクシミリ装置やコピー機等の各種の機器に採用され得る。もっとも、本発明の液体吐出装置の用途は印刷に限定されない。例えば、色材の溶液を吐出する液体吐出装置は、液晶表示装置のカラーフィルターを形成する製造装置として利用される。また、導電材料の溶液を吐出する液体吐出装置は、配線基板の配線や電極を形成する製造装置として利用される。

１０…液体吐出装置、１１…媒体、１２…制御装置、１４…液体容器、１５…搬送機構、１８…キャリッジ、２０…液体吐出ヘッド、７０…液体吐出部、７１…流路基板、７１２…開口部、７１４…分岐流路、７１６…連通流路、７２…圧力室基板、７２２…開口部、７３…振動板、７４…圧電素子、７４２…第１電極、７４４…圧電体、７４６…第２電極、７５…支持体、７５４…導入流路、７６…ノズル板、７６２…第１面、７６４…第２面、ｔ、ｔ’…仮想直線からの距離、Ｗ１…第１開口部の内径、Ｗ２…第２開口部の内径、Ｇ−Ｇ…仮想直線、Ｇ’−Ｇ’…仮想直線、Ｇ’’−Ｇ’’…仮想曲線、Ｍ…イナータンス、Ｎ…ノズル、Ｎ１…第１ノズル、Ｎ２…第２ノズル、Ｎａ…第１開口部、Ｎｂ…第２開口部、Ｏ…中心、ＳC…圧力室、ＳD…内部空間、ＳR…共通液室、Ｔｃ…圧力室の固有振動周期、Ｖｍ…インクの液滴の速度。

Claims (6)

1. 複数のノズルを有するノズル板と、
   前記ノズルに連通する圧力室と、
   前記圧力室内の液体に圧力変化を生じさせて前記ノズルから吐出させる圧力発生素子と、を備え、
   前記ノズルの各々は、前記液体の吐出側の第１開口部と、前記圧力室側の第２開口部とを連通して成り、
   前記ノズルのうち、互いに隣り合う２つのノズルを第１ノズルと第２ノズルとすると、
   前記第１ノズルの第２開口部と前記第２ノズルの第２開口部とは、第１方向に沿って配置され、
   前記各第２開口部は前記第１方向に直交する第２方向に延び、その第２方向の内径は前記第１開口部の内径よりも大きく、
   前記第１ノズルの第１開口部と前記第２ノズルの第１開口部は、互いに前記第２方向にずらして配置される
   液体吐出装置。
2. 互いに隣り合う前記第１ノズルの前記第１開口部と前記第２ノズルの前記第１開口部との配列には、前記第１ノズルと前記第２ノズルのうち、一方では前記第２開口部の長手方向の中心部に前記第１開口部が配置され、他方では前記第２開口部の長手方向の最端部に前記第１開口部が配置される配列を含まない
   請求項１の液体吐出装置。
3. 前記第１ノズルの第１開口部と前記第２ノズルの前記第１開口部が、それぞれの前記第２開口部の長手方向の中心を通る前記第１方向に沿った仮想直線を挟んでその長手方向の両側に線対称に配置される
   請求項２の液体吐出装置。
4. 前記複数のノズルの配列は、１つのノズルおきに、前記第１開口部が線対称に配置される前記第１ノズルと前記第２ノズルとが１つずつ交互に配置される配列である
   請求項３の液体吐出装置。
5. 前記複数のノズルの第１開口部は、前記第１方向に交差する直線状に配置される
   請求項１から請求項４の何れかの液体吐出装置。
6. 前記複数のノズルの第１開口部は、前記第２方向に凸または凹となる曲線状に配置される
   請求項１から請求項４の何れかの液体吐出装置。
   

Images