JP2019077168A - 液体吐出ヘッド及び液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の着弾形状を得られる液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供する。【解決手段】液体吐出ヘッドは、共通する圧力室に連通する３以上のノズルを有するノズル群を備えるノズルプレート４１と、を備え、ノズル群の中央部に配されるノズルは、ノズル群の端部に配されるノズルよりも、ノズル径が小さい。【選択図】図７

Description

本発明の実施形態は、液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関する。

インクジェットヘッドなどの液体吐出ヘッドは、例えば複数のノズルを有するノズルプレートと、ノズルプレートに対向して配置され、ノズルに連通する複数の圧力室及び複数の圧力室に連通する共通室を構成するベースプレートと、を備える。圧力室に設けられる駆動素子に電圧を印加して圧力室に圧力変動を生じさせることで、ノズルから液体を吐出する。液体吐出ヘッドには液体を収容する液体タンクが接続され、液体吐出ヘッドと液体タンクを通る循環路にて液体を循環している。
このような液体吐出ヘッドにおいて、１つの圧力室に連通するノズルを複数備える構成が知られている。例えば３つ以上の同形状のノズルが並んで配置されている場合、中央に位置するノズルからの液体の吐出速度が遅くなる。このため、液体吐出ヘッドに対して相対的に移動する吐出対象物に、液体を噴射すると、着弾形状が整わない、という課題がある。

特開２０１５−１００９６６号公報

本発明が解決しようとする課題は、所望の着弾形状を得られる液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供することである。

実施形態にかかる液体吐出ヘッドは、共通する圧力室に連通する３以上のノズルを有するノズル群を備えるノズルプレートを備え、前記ノズル群の中央部に配されるノズルは、前記ノズル群の端部に配されるノズルよりも、ノズル径が小さい。

第１実施形態にかかる液体吐出装置の説明図。 同液体吐出装置の液体吐出ヘッドの斜視図。 同液体吐出ヘッドの一部の構成を示す分解斜視図。 同液体吐出ヘッドの構成を示す断面図。 同液体吐出ヘッドの一部の構成を示す断面図。 同液体吐出ヘッドの一部の構成を示す断面図。 同液体吐出ヘッドのノズルの構成を示す説明図。 同液体吐出ヘッドのノズルの構成と着弾の状態を示す説明図。 同液体吐出ヘッドのノズルの構成と着弾の状態を示す説明図。 他の実施形態にかかる液体吐出ヘッドのノズルプレートの構成を示す断面図。 他の実施形態にかかる液体吐出ヘッドのノズルプレートの構成を示す断面図。 他の実施形態にかかる液体吐出ヘッドのノズルプレートの構成を示す下面図。 他の実施形態にかかる液体吐出ヘッドのノズルプレートの構成を示す断面図。

以下に、第１実施形態に係る液体吐出装置であるインクジェット記録装置１及び液体吐出ヘッドであるインクジェットヘッド３１の構成について、図１乃至図９を参照して説明する。図１は、液体吐出装置であるインクジェット記録装置１の説明図である。図２は液体吐出ヘッドであるインクジェットヘッド３１の斜視図であり、図３は分解斜視図である。図４乃至図６はインクジェットヘッド３１の断面図であり、図７はインクジェットヘッド３１のノズルの構成を示す説明図である。図８及び図９はインクジェットヘッド３１のノズルの構成と着弾の状態を示す説明図である。図中Ｘ、Ｙ、Ｚは互いに直交する３方向を示している。なお、本実施形態において、インクジェットヘッド３１のノズル４１ｂ、４１ｃ、４１ｄがＺ方向の一方である下向きに配置される姿勢を基準として方向の説明を記載するが、これに限られるものではない。

図１に示すように、インクジェット記録装置１は、筐体１１と、媒体供給部１２と、画像形成部１３と、媒体排出部１４と、搬送装置１５と、制御部１６と、を備える。

インクジェット記録装置１は、媒体供給部１２から画像形成部１３を通って媒体排出部１４に至る所定の搬送路Ａ１に沿って、吐出対象物である記録媒体として例えば用紙Ｐを搬送しながらインク等の液体を吐出することで、用紙Ｐに画像形成処理を行う液体吐出装置である。

筐体１１は、インクジェット記録装置１の外郭を構成する。筐体１１の所定箇所に、用紙Ｐを外部に排出する排出口１１ａを備える。

媒体供給部１２は複数の給紙カセット１２ａを備える。給紙カセット１２ａは、筐体１１内に複数設けられている。複数の給紙カセット１２ａは、例えば、上側が開口する所定のサイズの箱状に構成され、各種サイズの用紙Ｐを複数枚積層して保持可能に構成される。

媒体排出部１４は、排紙トレイ１４ａを備える。排紙トレイ１４ａは、筐体１１の排出口１１ａの近傍に設けられている。排紙トレイ１４ａは、排出口１１ａから排出される用紙Ｐを保持可能に構成されている。

画像形成部１３は、用紙Ｐを支持する支持部１７と、支持部１７の上方に対向配置された複数のヘッドユニット３０と、を備える。

支持部１７は、画像形成を行う所定領域にループ状に備えられる搬送ベルト１８と、搬送ベルト１８を裏側から支持する支持プレート１９と、搬送ベルト１８の裏側に備えられた複数のベルトローラ２０と、を備える。

支持部１７は、画像形成の際に、搬送ベルト１８の上面である保持面１８ａに用紙Ｐを支持するとともに、ベルトローラ２０の回転によって所定のタイミングで搬送ベルト１８を送ることにより、用紙Ｐを下流側へ搬送する。

ヘッドユニット３０は、複数（４色）のインクジェットヘッド３１と、各インクジェットヘッド３１上にそれぞれ搭載された液体タンクとしてのインクタンク３２と、インクジェットヘッド３１とインクタンク３２とを接続する接続流路３３と、循環部である循環ポンプ３４と、を備える。ヘッドユニット３０は、インクタンク３２と、図４に示すようにインクジェットヘッド３１の内部に作りこまれた圧力室Ｃ１及び共通室Ｃ２において液体を常時循環させる循環型のヘッドユニットである。

本実施形態において、インクジェットヘッド３１としてシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックの４色のインクジェットヘッド３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｙ、３１Ｋと、これらの各色のインクをそれぞれ収容するインクタンク３２として、インクタンク３２Ｃ、３２Ｍ、３１Ｙ、３１Ｋを備える。インクタンク３２は接続流路３３によってインクジェットヘッド３１に接続される。接続流路３３は、インクジェットヘッド３１の供給口に接続される供給流路３３ａと、インクジェットヘッド３１の排出口に接続される回収流路３３ｂと、を備える。

また、インクタンク３２には、図示しないポンプなどの負圧制御装置が連結されている。そして、インクジェットヘッド３１とインクタンク３２との水頭値に対応して、負圧制御装置によりインクタンク３２内を負圧制御することで、インクジェットヘッド３１の各ノズル４１ｂ、４１ｃ、４１ｄに供給されたインクを所定形状のメニスカスに形成させている。

循環ポンプ３４は、例えば圧電ポンプで構成される送液ポンプである。循環ポンプ３４は、供給流路３３ａに設けられている。循環ポンプ３４は、配線により制御部１６の駆動回路に接続され、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１６ａの制御によって制御可能に構成されている。循環ポンプ３４は、インクジェットヘッド３１とインクタンク３２を含む循環流路で液体を循環させる。

搬送装置１５は、媒体供給部１２の給紙カセット１２ａから画像形成部１３を通って媒体排出部１４の排紙トレイ１４ａに至る搬送路Ａ１に沿って、用紙Ｐを搬送する。搬送装置１５は、搬送路Ａ１に沿って配置される複数のガイドプレート対２１ａ〜２１ｈと、複数の搬送用ローラ２２ａ〜２２ｈと、を備えている。

複数のガイドプレート対２１ａ〜２１ｈは、それぞれ、搬送される用紙Ｐを挟んで対向配置される一対のプレート部材を備え、用紙Ｐを搬送路Ａ１に沿って案内する。

搬送用ローラ２２ａ〜２２ｈは、給紙ローラ２２ａ、搬送ローラ対２２ｂ〜２２ｇ、排出ローラ対２２ｈを備える。これらの搬送用ローラ２２ａ〜２２ｈが制御部１６のＣＰＵ１６ａの制御によって駆動されて回転することで、用紙Ｐを搬送路Ａ１に沿って下流側に送る。なお、搬送路Ａ１には用紙の搬送状況を検出するセンサが各所に配置されている。

制御部１６は、コントローラであるＣＰＵ１６ａと、各種のプログラムなどを記憶するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、各種の可変データや画像データなどを一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、外部からのデータの入力及び外部へのデータの出力をするインターフェイス部と、を備える。

図２乃至図７に示すように、インクジェットヘッド３１は、液体吐出ヘッドであり、ノズルプレート４１と、ベースプレート４２と、フレーム４３と、マニフォルド４４と、を備える。

ノズルプレート４１は、矩形の板状に構成されている。ノズルプレート４１は、各圧力室Ｃ１に連通する複数のノズル４１ｂ、４１ｃ、４１ｄを有するノズル群４１ａを複数備えている。

本実施形態において、２列に配列された圧力室Ｃ１の各列に対して、それぞれ３つのノズルを有するノズル群４１ａが、複数並列して形成されている。各ノズル群４１ａは、１つの圧力室Ｃ１に連通する複数のノズル４１ｂ、４１ｃ、４１ｄを備える。各ノズル群４１ａにおいて、第１方向であるＸ方向に沿って３つのノズル４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが並列して設けられている。

図６及び図７に示すように、ノズル４１ｂ、４１ｃ、４１ｄは吐出面側のノズル径が小さくなるテーパ状の円錐台状である。共通の圧力室Ｃ１に対向して配置される一対のノズル４１ｂ、４１ｃ、４１ｄは、吐出面からの液体の吐出速度が揃うように、ノズル群４１ａの中央部に配されるノズル４１ｄと、ノズル群４１ａの端部に配されるノズル４１ｂ，４１ｃの形状または大きさが異なっている。すなわち、３つ以上のノズル４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが並び、中央部のノズル４１ｄは、並列方向の両端部のノズル４１ｂ、４１ｃよりも小径に構成され、吐出速度が均一となる形状に構成されている。言い換えれば、後述する供給路４４ａ及び回収路４４ｂから、遠い位置にあるノズル４１ｄが、供給路４４ａ及び回収路４４ｂに近い位置にあるノズル４１ｂ，４１ｃよりも、小径に構成されている。

具体的には中央部に配置されるノズル４１ｄの開口の面積が、両端部のノズル４１ｂ、４１ｃの開口の面積よりも、小さく構成されている。すなわち、円筒状のノズル４１ｄの最小径となる吐出面側のノズル径Ｄｎ１が、ノズル４１ｂ、４１ｃの最小径となる吐出面側のノズル径Ｄｎ２よりも小さく構成されている。例えばノズル４１ｄの直径は２７μｍ、ノズル４１ｂ，４１ｃの直径はそれぞれ３０μｍに構成されている。この例では、ノズル群４１ａの直径の比は、中央部のノズルの直径：両端部のノズルの直径＝９：１０である。

例えば、ノズル４１ｂ、４１ｃ、４１ｄの間の距離であるノズル間距離をそれぞれＰｔ、用紙Ｐとの相対移動速度である送り速度をｖ、ノズル４１ｂ、４１ｃ、４１ｄの吐出口が配される吐出面と用紙Ｐとの距離をＧ、ノズル４１ｄから吐出する液滴の吐出速度をｖ１、ノズル４１ｂ及び４１ｃから吐出する液滴の吐出速度の平均をｖ２、としたとき、Ｐｔ／２＞ｖ＊Ｇ（ｖ２−ｖ１）／ｖ１＊ｖ２＞−Ｐｔ／２ （式１）の関係を満たすように構成されている。この関係式１を満たす場合、インクジェットヘッド３１は、中央部のノズル４１ｄからの液滴Ｉｄの着弾位置のずれ量がＰｔ／２以内となる。

ベースプレート４２は、矩形状に構成され、フレーム４３を挟んでノズルプレート４１に対向して接合される。ベースプレート４２は、ノズルプレート４１との間に共通室Ｃ２を形成する。

ベースプレート４２のノズルプレート４１に対向する面には、駆動素子となる複数の圧電素子４５ａを並列して備える圧電ブロック４５が設けられている。圧電ブロック４５はその長手方向が第１方向に延びる細長形状であり、第２方向に複数の圧電素子４５ａを並列して備えている。第２方向において、隣接する圧電素子４５ａ間に、圧力室Ｃ１を構成する溝が形成されている。圧電素子４５ａは例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等の圧電セラミック材料等で構成される。圧電素子４５ａの並列方向における両端面には電極４７が形成されている。電極４７は配線パターン４８を介して回路基板５０に電気的に接続されている。

一対の圧電ブロック４５は、各圧電素子４５ａの位置が、圧電素子４５ａの配列ピッチの１／２倍、第２方向において、ずらして配列されている。すなわち、図５に示す様に、２列に形成される圧力室Ｃ１は、第２方向において圧力室Ｃ１の１／２倍の距離、位置がずれている。このため、用紙Ｐにおいて液滴Ｉｄは圧力室Ｃ１ピッチの１／２倍の間隔で着弾されることになる。

ベースプレート４２は、供給孔４６ａ及び回収孔４６ｂを有する。供給孔４６ａはベースプレート４２を厚さ方向に貫通する貫通孔であり、マニフォルド４４の供給路４４ａに連通する。回収孔４６ｂはベースプレート４２を厚さ方向に貫通する貫通孔であり、マニフォルド４４の回収路４４ｂに連通する。すなわち、供給孔４６ａ及び回収孔４６ｂは、ノズル４１ｂ，４１ｃ，４１ｄが並ぶ並列方向である第１方向において、ノズル群４１ａの外側に、接続される
フレーム４３は、矩形の枠状に構成され、ベースプレート４２とノズルプレート４１との間に配される。フレーム４３は所定の厚さを有し、ベースプレート４２とノズルプレート４１との間に共通室Ｃ２を形成する。

マニフォルド４４は、矩形のブロック状に構成され、ベースプレート４２に接合される。マニフォルド４４は、共通室Ｃ２に連通する流路である供給路４４ａ及び回収路４４ｂを有し、所定のインク流路を形成する形状に構成されている。供給路４４ａは供給流路３３ａに連通し、回収路４４ｂは回収流路３３ｂに連通している。マニフォルド４４の外面には回路基板５０が設けられている。回路基板５０は駆動ＩＣ５１を搭載している。駆動ＩＣ５１はＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｉｕｔｓ）５２及び配線パターン４８を介して、圧電素子４５ａの電極４７に電気的に接続されている。

以上のように構成されたインクジェットヘッド３１は、ノズルプレート４１とベースプレート４２とフレーム４３とマニフォルド４４とを組み付けた状態で、内部に隔壁となる圧電素子４５ａによって仕切られた複数の圧力室Ｃ１を形成するとともに、各圧力室Ｃ１に連通するインク流路を構成する。

以上のように構成されたインクジェット記録装置１の動作について説明する。ＣＰＵ１６ａは、例えばインターフィースにおいてユーザが操作入力部の操作による印刷指示を検出する。そして、印刷指示を検出すると、ＣＰＵ１６ａは搬送装置１５を駆動して用紙Ｐを搬送するとともに、所定のタイミングでヘッドユニット３０に対して印字信号を出力することで、インクジェットヘッド３１を駆動する。インクジェットヘッド３１は吐出動作として、画像データに応じた画像信号により、圧電素子４５ａを選択的に駆動してノズル４１ｂ、４１ｃ、４１ｄからインクを吐出して、搬送ベルト１８上に保持された用紙Ｐに画像を形成する。

液体吐出動作として、ＣＰＵ１６ａは、駆動回路により配線パターン４８を介して圧電素子４５ａ上の電極４７に駆動電圧を印加することで、圧電素子４５ａを変形させる。例えば、駆動する圧力室Ｃ１の容積を増大させる方向に変形させ、圧力室Ｃ１内を負圧にすることで、インクが圧力室Ｃ１内に導かれる。一方、圧力室Ｃ１の容積が減少する方向に変形させ、圧力室Ｃ１内を加圧することで、ノズル４１ｂ、４１ｃ、４１ｄからインク滴が吐出する。この圧力室Ｃ１の容積の変動により、圧力室Ｃ１に対向配置された一対のノズル４１ｂ、４１ｃ、４１ｄから、液滴Ｉｄが吐出される。そして、対向配置された用紙Ｐに液滴Ｉｄが噴射される。

ＣＰＵ１６ａは、循環ポンプ３４を駆動することで、インクタンク３２とインクジェットヘッド３１とを通る循環流路で液体を循環させる。循環動作により、インクタンク３２内のインクは、図示しない供給口を通って、流路部で構成される共通室Ｃ２に流入し、複数の圧力室Ｃ１に供給される。

図７は、インクジェットヘッド３１の液体吐出動作を示す説明図であり、ノズルプレート４１の構成と、着弾した液滴Ｉｄの形状を示す。図８は、用紙Ｐの移動方向が第１方向であるＸ方向に沿う場合の、インクジェットヘッド３１と、比較例１にかかるインクジェットヘッド５３１について、液体吐出動作及び着弾形状を示す。図９は、用紙Ｐの移動方向が第２方向であるＹ方向に沿う場合の、インクジェットヘッド３１と、比較例１にかかるインクジェットヘッド５３１について、液体吐出動作及び着弾形状を示す。比較例１は、円筒状のノズル５４１ｂ、５４１ｃ、５４１ｄは同形状であり、最小径となる吐出面側のノズル径が同じである。
吐出動作において、本実施形態にかかるノズル４１ｂ，４１ｃ，４１ｄの吐出口が配される吐出面と用紙Ｐとの距離Ｇは０．５ｍｍ〜５ｍｍに設定し、好ましくは２ｍｍ〜３ｍｍとする。また、用紙Ｐの搬送速度は０．４ｍ／ｓｅｃ〜１．０ｍ／ｓｅｃとする。
なお、図７乃至図９に示される液体吐出動作の条件として、吐出面と用紙Ｐとの距離Ｇは２ｍｍまたは３ｍｍ、用紙Ｐの搬送速度は０．４ｍ／ｓｅｃに設定した。

図７乃至図９に示すように、インクジェットヘッド３１は、共通する圧力室Ｃ１に連通する一対のノズル４１ｂ、４１ｃ、４１ｄの形状は吐出速度が揃うように構成されている。したがって液滴の着弾のタイミングが揃う。

一方、図８、及び図９に比較例１として示すように、同形状のノズル５４１ｂ、５４１ｃ、５４１ｄを有するノズルプレート５４１を用いた場合、中央部に位置するノズル５４１ｄの着弾のタイミングが遅くなるため、着弾位置がずれる。

例えば図８に示す様に、用紙Ｐがインクジェットヘッド５３１に対してノズル５４１ｂ、５４１ｃ、５４１ｄの並列方向である第１方向に沿って相対的に移動する場合には、中央部のノズル５４１ｄからの液滴Ｉｄは、他の両端部のノズル５４１ｂ、５４１ｃの液滴Ｉｄの中間位置よりも、用紙Ｐの移動方向の後方に位置し、着弾間隔がずれる。

一方、図９に示すように、インクジェットヘッド５３１において、用紙Ｐが並列方向である第１方向に直交する第２方向に、相対的移動する場合には、中央部のノズル５４１ｄからの液滴Ｉｄは、他の両端部のノズル５４１ｂ、５４１ｃの液滴Ｉｄよりも、用紙Ｐの移動方向の後方に、着弾位置がずれる。
これに対し、本実施形態にかかるインクジェットヘッド３１は、吐出速度が遅くなる傾向にある中央部のノズル４１ｄを両端部のノズルと比較して小径とすることで、吐出速度を上げたことにより、結果的に、複数のノズル４１ｂ、４１ｃ、４１ｄの吐出速度を均一に揃えることができる。このため、着弾間隔及び着弾位置が揃い、望ましい着弾形状が得られる。また、インクジェットヘッド３１は、吐出時に、３つのノズル４１ｂ、４１ｃ、４１ｄのうち、中央のノズル４１ｄの圧力が両隣のノズル４１ｂ、４１ｃの圧力よりも高くなる。よって、所望の着弾形状が得られる。

また、上記第１実施形態にかかるインクジェットヘッド３１は、Ｐｔ／２＞ｖ＊Ｇ（ｖ２−ｖ１）／ｖ１＊ｖ２＞−Ｐｔ／２ （式１）の関係式を満たす設定としたことにより、中央部のノズル４１ｄからの液滴Ｉｄの着弾位置のずれ量がＰｔ／２以内になるため、着弾間隔が揃い、望ましい着弾形状が得られる。

上記第１実施形態にかかるインクジェットヘッド３１は、共通する圧力室Ｃ１に連通する３つのノズル４１ｂ、４１ｃ、４１ｄを有するノズル群４１ａを備えるノズルプレートを備えることで、１回の吐出駆動で多量の液の吐出が可能となる。つまり、第１実施形態にかかるインクジェットヘッド３１は、多量の液の吐出が可能で、着弾間隔及び着弾位置が揃い、望ましい着弾形状が得られる。

また、上記第１実施形態にかかるインクジェットヘッド３１には液体を収容するインクタンク３２が接続され、インクジェットヘッド３１と液体タンクを通る循環路にて液体を循環している。つまり、第１実施形態にかかるインクジェットヘッド３１は、比重が高い液体や、粘度の高い液体であっても多量、且つ、着弾間隔及び着弾位置が揃い、望ましい着弾形状が得られる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

例えば上記第１実施形態においては、吐出速度を調整するために形状を異ならせる例として、ノズル４１ｂ、４１ｃ、４１ｄの吐出面におけるノズル径を異ならせた例を示したが、これに限られるものではない。例えば他の実施形態として図１０に示すノズルプレート１４１のように、中央部のノズル１４１ｄが両端部のノズル１４１ｂ、１４１ｃよりも絞り量が大きい構成としてもいい。すなわち、例えば吐出面の開口面積が同じであっても、絞り量が大きい方が、吐出速度が速くなる。すなわち、ノズルプレート１４１はノズル１４１ｂ、１４１ｃと、ノズル１４１ｄとのテーパ角が異なり、ノズルプレート１４１のノズル１４１ｄのベースプレート４２側の開口径Ｄｎ３が、ノズル１４１ｂ、１４１ｃの開口径Ｄｎ４よりも大きく構成されている。この場合にあっても、複数のノズル１４１ｂ、１４１ｃ、１４１ｄの吐出速度を均一化することができるため、上記第１実施形態と同様に複数のノズル１４１ｂ、１４１ｃ、１４１ｄから吐出される液滴の着弾位置を揃えることにより所望の着弾形状が得られる。またノズルプレート１４１は、吐出時に、３つのノズル１４１ｂ、１４１ｃ、１４１ｄのうち、中央のノズル１４１ｄの圧力が両隣のノズル１４１ｂ、１４１ｃの圧力よりも高くなる。よって、所望の着弾形状が得られる。

また、ノズル径を異ならせる位置は吐出面に限られるものではなく、ノズルの中途部であってもよい。例えば他の実施形態として図１１に示すノズルプレート２４１において、ノズル２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄはその中途部に最小径となる絞り部を有する。この場合に、中央部のノズル２４１ｄの絞り量を大きくする。すなわち、中央部のノズル２４１ｄの絞り部の開口径であるノズル径を、両端部のノズル２４１ｂ，２４１ｃの絞り部の開口径であるノズル径よりも小さくし、絞り部の開口径であるノズル径をＤｎ１＜Ｄｎ２とすることで、複数のノズル２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄにおいて吐出速度を均一化にすることができるため、上記第１実施形態と同様に着弾位置を揃えることができ、所望の着弾形状が得られる。またノズルプレート２４１は、吐出時に、３つのノズル２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄのうち、中央のノズル２４１ｄの圧力が両隣のノズル２４１ｂ、２４１ｃの圧力よりも高くなる。よって、所望の着弾形状が得られる。

また、ノズルの開口の形状は、円形に限られるものではなく、他の形状としてもよい。図１２は他の実施形態にかかるノズルプレート３４１の下面図である。ノズルプレート３４１のノズル３４１ｂ、３４１ｃは楕円状に構成され、ノズル３４１ｄが円形状に構成されている。すなわち、ノズル群３４１ａの中央部に配されるノズル３４１ｄは、両端部に配されるノズル３４１ｂ、３４１ｃよりも開口の真円度が高く構成されている。一例として、ノズル３４１ｂ、３４１ｃは並列方向である第１方向において長い楕円形状であり、第１方向に沿う長径が３３μｍ、第２方向に沿う短径が２７μｍに構成されている。一方、円形のノズル３４１ｄは直径が２７μｍに構成されている。この例では、ノズル３４１ｂ、３４１ｃの楕円の直径の比は、第１方向に沿う直径：第２方向に沿う直径＝１１：９である。
ノズルプレート３４１においては、真円に近い円形の方が、楕円形状よりも吐出速度が大きくなることから、吐出速度が遅くなる中央部のノズル３４１ｄを、真円に近い形にすることで、中央部のノズル３４１ｄの吐出速度を上げ、３つのノズル３４１ｂ、３４１ｃ、３４１ｄの吐出速度を均一化することができる。したがって、上記第１実施形態と同様に着弾位置を揃えることができ、所望の着弾形状が得られる。またノズルプレート３４１は、吐出時に、３つのノズル３４１ｂ、３４１ｃ、３４１ｄのうち、中央のノズル３４１ｄの圧力が両隣のノズル３４１ｂ、３４１ｃの圧力よりも高くなる。よって、所望の着弾形状が得られる。
また、本実施形態においては、端部のノズル３４１ｂ，３４１ｃを、ノズル３４１ｂ，３４１ｃの並び方向において長い楕円にすることで、ノズル３４１ｂ，３４１ｃが溝の縁部に接近しすぎることを抑制でき、狭いスペースにおいて流量及び吐出速度を効率的に調整できるという効果が得られる。なお、楕円形状の第１方向に沿う直径の長さを第２方向に沿う直径の長さよりも短くしても良い。

また、ノズルの数は、３つに限られるものではなく、４以上としてもよい。例えば他の実施形態として図１３に示すノズルプレート４４１は、５つのノズル４４１ｂ、４４１ｃ、４４１ｄ、４４１ｅ、４４１ｆを有する。この場合には、例えば中央部のノズル４４１ｄの直径が、その隣の２つのノズル４４１ｃ、４４１ｂの直径よりも小さく、さらに両端部のノズル４４１ｅ、４４１ｆの直径が、ノズル４４１ｃ、４４１ｂの直径よりも大きくなるように、設定することで、吐出速度を均一化することができる。したがって、上記第１実施形態と同様に着弾位置を揃えることができ、所望の着弾形状が得られる。またノズルプレート４４１は、吐出時に、５つのノズル４４１ｂ、４４１ｃ、４４１ｄ、４４１ｅ、４４１ｆのうち、中央寄りのノズル４４１ｄの圧力が両側のノズル４４１ｃ、４４１ｂの圧力よりも高く、さらにノズル４４１ｃ、４４１ｂの圧力は両端部のノズル４４１ｅ、４４１ｆの圧力よりも高くなる。よって、所望の着弾形状が得られる。

実施形態のインクジェット記録装置１は、画像形成媒体Ｓに、インクによる二次元の画像を形成するインクジェットプリンターである。しかしながら、実施形態のインクジェット記録装置は、これに限られるものではない。実施形態のインクジェット記録装置は、例えば、３Ｄプリンター、産業用の製造機械、又は医療用機械などであっても良い。実施形態のインクジェット記録装置が３Ｄプリンターなどである場合には、実施形態のインクジェット記録装置は、例えば、素材となる物質又は素材を固めるためのバインダーなどをインクジェットヘッドから吐出させることで、立体物を形成する。
また吐出方式も上記に限られるものではない。例えば、バブル方式や圧電素子使用のカイザー方式など、他の方式も適用可能である。

実施形態のインクジェット記録装置１は、インクジェットヘッド３１を４つ備え、それぞれのインクジェットヘッド３１が使用するインクの色はシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックである。しかしながら、インクジェット記録装置が備えるインクジェットヘッド３１の数は４つに限定せず、また、複数ではなくても良い。また、それぞれのインクジェットヘッド３１が使用するインクの色及び特性などは限定しない。また、インクジェットヘッド３１は、透明光沢インク、赤外線又は紫外線等を照射したときに発色するインク、又はその他の特殊インクなども吐出可能である。さらに、インクジェットヘッド３１は、インク以外の液体を吐出することができるものであっても良い。なお、インクジェットヘッド３１が吐出する液体は、懸濁液などの分散液であっても良い。インクジェットヘッド３１が吐出するインク以外の液体としては例えば、プリント配線基板の配線パターンを形成するためのレジストなどの液体、人工的に組織又は臓器などを形成するための細胞などを含む液体、接着剤などのバインダー、ワックス、又は液体状の樹脂などが挙げられる。

この他、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…インクジェット記録装置、１３…画像形成部、１６…制御部、１６ａ…ＣＰＵ、３０…ヘッドユニット、３１…インクジェットヘッド、３２…インクタンク、３３…接続流路、３３ａ…供給流路、３３ｂ…回収流路、３４…循環ポンプ、４１、１４１、２４１、３４１、４４１…ノズルプレート、４１ａ…ノズル群、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、１４１ｂ、１４１ｃ、１４１ｄ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄ、３４１ｂ、３４１ｃ、３４１ｄ、４４１ｂ、４４１ｃ、４４１ｄ、４４１ｅ，４４１ｆ…ノズル、４２…ベースプレート、４３…フレーム、４４…マニフォルド、４４ａ…供給路、４４ｂ…回収路、４５…圧電ブロック、４５ａ…圧電素子（駆動素子）、４６ａ…供給孔、４６ｂ…回収孔、４７…電極、Ｃ１…圧力室、Ｃ２…共通室。

Claims (6)

1. 共通する圧力室に連通する３以上のノズルを有するノズル群を備えるノズルプレートを備え、
   前記ノズル群の中央部に配されるノズルは、前記ノズル群の端部に配されるノズルよりも、ノズル径が小さい、液体吐出ヘッド。
2. 絞りを有する流路を有するとともに共通する圧力室に連通する、３以上のノズルを有する、ノズル群を備えるノズルプレートを備え、
   前記ノズル群の中央部に配される前記ノズルは、前記ノズル群の端部に配される前記ノズルよりも、流路の絞り量が大きい、液体吐出ヘッド。
3. 共通する圧力室に連通する３以上のノズルを有するノズル群を備えるノズルプレートを備え、
   前記ノズル群の中央部に配される前記ノズルの開口の形状は円形状であり、前記ノズル群の端部に配される前記ノズルの開口の形状は楕円形状である、液体吐出ヘッド。
4. 前記ノズル群において、複数の前記ノズルは所定の第１方向に並んで配列され、
   前記第１方向において、前記ノズル群の外側に、前記圧力室に液体を供給する供給流路、または前記圧力室からの液体を回収する回収流路が、接続される、請求項１乃至３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドと、
   所定の搬送路に沿って吐出対象物を搬送する搬送装置と、を備える液体吐出装置。
6. 共通する前記圧力室に連通する複数の前記ノズルの間の距離をＰｔ、吐出対象物との相対移動速度をｖ、前記ノズルと前記吐出対象物との距離をＧ、中央部の前記ノズルから吐出する液滴の吐出速度をそれぞれｖ１、端部の前記ノズルから吐出する液滴の吐出速度の平均をｖ２としたとき、Ｐｔ／２＞ｖ＊Ｇ（ｖ２−ｖ１）／ｖ１＊ｖ２＞−Ｐｔ／２ の関係式を満たす、請求項５記載の液体吐出装置。