JP3700702B2 - 液体噴射ヘッド - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体を噴射するノズル列の実質的長さを可及的に長く設定した液体噴射ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体をノズル開口から噴射させる液体噴射ヘッドは、種々な液体を対象にしたものが知られているが、そのなかでも代表的なものとして、インクジェット式記録装置に装着される記録ヘッドをあげることができる。そこで、従来の技術を上記インクジェット式記録装置を例にとって説明する。
【０００３】
図１０は、インクジェット式記録装置の周辺構造を示す。
【０００４】
この装置は、インクカートリッジ１が搭載されるとともに、記録ヘッド２が取付けられたキャリッジ３を備えている。装置本体であるインクジェット式記録装置は符号５０で示されている。
【０００５】
上記キャリッジ３は、タイミングベルト４を介してステッピングモータ５に接続され、ガイドバー６に案内されて記録紙である記録媒体７の紙幅方向（主走査方向）に往復移動するようになっている。上記キャリッジ３は、上部に開放する箱型を呈し、記録媒体７と対向する面（この例では下面）に、記録ヘッド２のノズル形成面が露呈するよう取付けられるとともに、インクカートリッジ１が搭載されるようになっている。
【０００６】
そして、上記記録ヘッド２にインクカートリッジ１からインクが供給され、キャリッジ３を移動させながら記録媒体７の上面にインク滴を吐出させて記録媒体７に画像や文字をドットマトリックスにより印刷するようになっている。なお、キャリッジ３は、記録ヘッド２を主走査方向に往復移動させる移動手段として機能している。
【０００７】
上記記録媒体７の移動を案内するために、記録ヘッド２の主走査方向に延びている長尺な案内部材８が配置されている。案内部材８の一端側のとなりには、記録ヘッド２のノズルプレート１７（後述する）を清浄にするワイパー装置９と、ノズル開口部のインクの粘性状態等を正常化するキャッピング装置１０が配置されている。また、案内部材８の他端側のとなりには、フラッシングボックス１１が配置され、そこにフラッシング開口部１２が形成されている。
【０００８】
キャッピング装置１０によるクリーニング動作で吸出された廃インクや、フラッシング開口部１２に対するフラッシング動作で記録ヘッド２から吐出された廃インクは、廃インク貯留部１３に溜められるようになっている。
【０００９】
なお、上記のインクジェット式記録装置５０は、従来技術の一環として説明したが、本発明の液体噴射ヘッドが装着できる構造である。
【００１０】
上記記録ヘッド２に包含されているインク噴射ユニットＵを、図１１〜図１３に基づいて説明する。
【００１１】
このインク噴射ユニットＵは、ヘッドケース１４と、このヘッドケース１４のユニット固着面１５に接着剤等で固着される流路ユニット１６とから構成されている。上記流路ユニット１６は、ノズルプレート１７と、流路形成板１８と、振動板の形態で例示されている封止板１９とが積層され接着されて構成されている。
【００１２】
上記ノズルプレート１７は、ステンレス板からなり、多数のノズル開口２０が列設されてノズル列２１を２列形成している。上記流路形成板１８は、素材板であるシリコン単結晶板からなり、上記ノズル開口２０に連通する圧力発生室２２と、大気に連通（図示していない）しているダンパ用凹部２７が異方性エッチングにより形成されている。２３はインク供給管２６に連通しているインク貯留室であり、封止板１９にあけたインク導入口２５を通じて圧力発生室２２に連通している。
【００１３】
上記振動板１９は、樹脂フィルムとステンレス板がラミネートされており、各圧力発生室２２に対応する部分の裏面に、ステンレス板の島部１９Ａが形成されている。また、後述するインク貯留室２３と略同じ輪郭をした樹脂フィルムのみのコンプライアンス部１９Ｃが形成されている。
【００１４】
上記ヘッドケース１４は、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂の射出成形品であり、インク貯留室２３にインクを導入するインク供給管２６が開口されている。また、流路形成板１８のインク貯留室２３に対応する部分に、インク貯留室２３の形状と略一致する形状の上記ダンパ用凹部２７が形成されている。
【００１５】
２９は圧電振動子３０が固定される固定基板、３１は上記固定基板２９に圧電振動子３０が固定されてなる圧電振動子ユニット３５を収容する収容室である。上記圧電振動子３０は、縦振動モードの圧電振動子３０であり、駆動信号の入力により長手方向に伸縮振動して圧力発生室２２に圧力変動を与えるようになっている。
【００１６】
上記ダンパ用凹部２７は、インク貯留室２３の下側開口を封止する振動板１９と流路形成板１８に設けた凹形状部によって形成された空間であり、インク滴吐出時のインク貯留室２３内の圧力変動を、コンプライアンス部１９Ｃの変形によって吸収するようになっている。このコンプライアンス部１９Ｃの変形時には、ダンパ用凹部２７内の空気が空気抜き穴（図示していない）から外部に抜け、ダンパ用凹部２７内の圧力上昇を防止するようになっている。
【００１７】
上記構成のインク噴射ユニットＵは、例えば、つぎのようにして組立てられる。すなわち、まず、ヘッドケース１４のユニット固着面１５に、インク供給管２６や収容室３１に流れ込まないよう接着剤を塗布したり、あるいは所定形状に打ち抜き形成等された接着シートを貼着し、その上に、あらかじめ接着剤等で接合されて組立てられた流路ユニット１６を載置する。ついで、４０〜１００℃程度の温度に加熱し、必要に応じて押圧等することにより、流路ユニット１６とヘッドケース１４とを固着する。
【００１８】
一方、圧電振動子３０が固定基板２９に固定された圧電振動子ユニット３５を準備し、上記圧電振動子３０の先端に接着剤を塗布しておく。つぎに、流路ユニット１６が下側になるよう上記ヘッドケース１４を反転させ、上記圧電振動子ユニット３５を収容室３１に収容して接着固定する。この状態で、圧電振動子３０の先端を流路ユニット１６の振動板１９に接着固定し、最後に固定基板２９をヘッドケース１４に固定することにより、インク噴射ユニットＵが完成する。
【００１９】
上記インク噴射ユニットＵでは、駆動回路（図示せず）で発生させた駆動信号をフレキシブルケーブル３２を介して圧電振動子３０に入力することにより、圧電振動子３０を長手方向に伸縮させる。この圧電振動子３０の伸縮により、振動板１９の島部１９Ａを振動させて圧力発生室２２内の圧力を変化させ、圧力発生室２２内のインクをノズル開口２０からインク滴として吐出させるようになっている。
【００２０】
上記インク噴射ユニットＵは、ヘッドホルダ３３に接手部材３４等を介して取付けられている。上記ヘッドホルダ３３の形状は各種の機能を付与するために、多数の凹凸形状等が成形されているが、基本的には各図に示すように、板状の形態である。このヘッドホルダ３３にパイプ状のインク接続部３６が取付けられている。上記インク接続部３６は、インク供給源からインクを導く機能を果たし、ヘッドホルダ３３にインクカートリッジ１が装着されるときには、インク供給針（図示していない）となり、インクカートリッジ１の内部に突き刺される状態になる。
【００２１】
上記インク接続部３６の下流側にフィルタ３７が配置され、インク中の不純物等を捕捉して、インク供給管２６へ流下させないようになっている。
【００２２】
ノズル列２１は、上記のように２列配置されているので、それに伴う圧力発生室２２，インク貯留室２３，圧電振動子ユニット３５等も２組ずつ配置されている。
【００２３】
【特許文献１】
特開平１０−２１７４５２号公報
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、印刷速度の向上すなわち単位時間当たりの印刷面積を増大するためには、装置本体の主走査方向に直交しているノズル列の長さを長くすることが有力な方法とされている。しかし、１つのインク噴射ユニットＵにおけるノズル列２１の長さを長尺化することは、流路ユニット１６におけるノズル開口２０，圧力発生室２２，圧電振動子３０等の相対位置を高精度に維持すること等の課題があるので、妥当な方策とすることができない。
【００２５】
そこで、図１３（Ｃ）に示すように、インク噴射ユニットＵを縦に並べることが考えられるが、ノズル列２１が連続しないで不連続な間隔Ｌができてしまう。このような問題は、上記圧電振動子ユニット３５を収容室３１に挿入する構造形式が、間隔Ｌの発生要因になっている。
【００２６】
すなわち、圧電振動子ユニット３５を正確な位置に取付けるために、固定基板２９と収容室３１との密着関係が必須なものとされている。そのために、固定基板２９の端部が、収容室３１の位置決め用の内壁３１Ｘ，３１Ｙ，３１Ｚの３者と挿入方向に配置されたストッパ壁３１Ｄに密着することにより、圧電振動子３０と圧力発生室２２との相対位置が正確に維持されている。このように固定基板２９の端部が位置決め機能を果たすために所要の長さを必要としているので、圧電振動子３０のノズル列２１方向の長さは、固定基板２９よりも短くする必要がある。それと同時に、ヘッドケース１４の肉厚も加算されて図１３（Ｂ）に示すように、インク噴射ユニットＵのユニット端とノズル列２１の端部とのあいだにＬ／２なる間隔ができてしまうのである。
【００２７】
換言すると、固定基板２９のノズル列方向の長さは、ノズル列２１の長さよりも長く設定されていることになり、この長さの差が上記のＬ／２なる間隔を生んでいるのである。
【００２８】
そこで、インク噴射ユニットＵを図１４に示すように、千鳥状に配列して上述のような間隔Ｌのない状態で各ノズル列２１を連続させ、ノズル列２１の実質的な長尺化を図ることが知られている。これは、各インク噴射ユニットＵのノズル列２１を千鳥状に連ねて、副走査方向で見て切れ目のない長いノズル列を形成したもので、隣合うインク噴射ユニットＵは間隔Ｌに相当する長さにわたって重複した配列とされている。
【００２９】
したがって、図１４に示すように、長いノズル列が形成できても、インク噴射ユニットＵの幅が単純に加算されたような状態になるので、装置本体の主走査方向の寸法が著しく大きなものとなり、インク噴射ヘッドが大型になる。また、主走査方向のストローク長さも記録媒体７を越えてさらにインク噴射ヘッドの長さ分だけオーバーストロークをさせる必要があり、このような面においても装置本体のコンパクト化にとって逆行する面がある。
【００３０】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、装置本体の主走査方向の寸法を可及的に小さくしてノズル列の長尺化を実現する液体噴射ヘッドの提供をその目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の液体噴射ヘッドは、ノズル開口が列設されることによりノズル列が形成されたノズルプレートと、上記ノズル開口に連通する圧力発生室が形成された流路形成板と、上記圧力発生室の開口を塞ぐ弾性板とを含む積層体から形成された流路ユニットがヘッドケースに接合され、上記圧力発生室に圧力変動を与える縦振動モードの圧電振動子が固定基板に固定され、上記ヘッドケースに設けた収容室内に圧力発生室に対応させた状態で少なくとも圧電振動子と固定基板が挿入され、固定基板を収容室内で固定状態にして液体噴射ユニットが構成され、上記液体噴射ユニットが液体供給源からの液体を導くヘッドホルダに取付けられている液体噴射ヘッドであって、上記液体噴射ユニットには、第１ノズル列と、上記第１ノズル列に対してノズル列方向にずれた第２ノズル列とが略平行な状態で配置され、第１ノズル列と第２ノズル列とがずれていることにより液体噴射ユニットの外形部に傾斜面が形成され、複数の液体噴射ユニットを上記傾斜面が対向した状態で配列して、隣合う一方の液体噴射ユニットの第１ノズル列と隣合う他方の液体噴射ユニットの第１ノズル列および隣合う一方の液体噴射ユニットの第２ノズル列と隣合う他方の液体噴射ユニットの第２ノズル列により各ノズル列が同種の液体を噴射するノズル群となるよう単位ユニットを形成したことを要旨とする。
【００３２】
すなわち、上記液体噴射ユニットには、第１ノズル列と、上記第１ノズル列に対してノズル列方向にずれた第２ノズル列とが略平行な状態で配置され、第１ノズル列と第２ノズル列とがずれていることにより液体噴射ユニットの外形部に傾斜面が形成され、複数の液体噴射ユニットを上記傾斜面が対向した状態で配列して、隣合う一方の液体噴射ユニットの第１ノズル列と隣合う他方の液体噴射ユニットの第１ノズル列および隣合う一方の液体噴射ユニットの第２ノズル列と隣合う他方の液体噴射ユニットの第２ノズル列により各ノズル列が同種の液体を噴射するノズル群となるよう単位ユニットを形成している。
【００３３】
このため、第１，第２ノズル列をずらすことにより液体噴射ユニットの外形部に傾斜面が形成できる。このようにしてえられた傾斜面を対向させて上記単位ユニットを構成することにより、傾斜面の箇所で両液体噴射ユニットが重複し、単位ユニットが占める主走査方向の寸法は、この重複に相当する寸法分の縮小が図られ、可及的に縮小することができる。上記のように傾斜面の対向により、ノズル群を構成するノズル列同士において、ノズル列よりも長い固定基板の部分が主走査方向で見て重複するので、ノズル列を適正に連続させることができる。上記単位ユニットを複数備えた液体噴射ヘッドを構成した場合には、上記の寸法縮小効果が一層大きくなる。さらに、２つの液体噴射ユニットの各ノズル列が同種の液体を噴射するノズル群を形成し、有効なノズル列の長さが見かけ上長尺化され、定められた領域への液体噴射が短時間で実行される。
【００３４】
とくに、両液体噴射ユニットの第１ノズル列同士および第２ノズル列同士が、副走査方向に機能的に連続した状態になってノズル群を形成しているのであるが、この場合には各ノズル列の長さが積算されたノズル群の長さが確保できる。このようなノズル群の長さの確保に対して、単位ユニットの主走査方向の幅寸法の増大がわずかな寸法で済むので、ノズル群の長さを十分に確保しつつ主走査方向にはコンパクトな液体噴射ヘッドが構成できる。
【００３５】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記傾斜面が、ヘッドケースの対角方向の角部を切除した状態で両傾斜面が略平行となるよう上記収容室の深さ方向と同方向に形成されている場合には、液体噴射ユニットの傾斜面が画一的に形成され、液体噴射ユニットを複数連ねて単位ユニットを構成するときに、各液体噴射ユニットを整然と配列することができ、これにともなってノズル群も各ノズル列が正確に連続した状態のもとで確保することができる。
【００３６】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記ヘッドケースの外形が、収容室の深さ方向で見て略平行四辺形である場合には、液体噴射ユニットを複数連ねて単位ユニットを構成するときに、略平行四辺形を基礎にした配列で各液体噴射ユニットを整然と配列することができ、これにともなってノズル群も各ノズル列が正確に連続した状態のもとで確保することができる。
【００３７】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、ノズル列方向で見た固定基板の長さが、第１ノズル列および第２ノズル列の長さよりも長く設定されている場合には、固定基板の端部が各ノズル列よりも突出した長さになって収容室内面との密着が果たされ、この長くなっている固定基板の端部が、上記のいわゆる「ずらし配置」や「傾斜面対向」により主走査方向で見て重複するので、固定基板の端部が突出しているにもかかわらず、各ノズル列が正確に連続した状態のもとでノズル群を確保することができる。
【００３８】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、１つの液体噴射ユニットにおける第１ノズル列と第２ノズル列の長さが同じである場合には、両ノズル列をずらしたとき、ノズル列端部にできる「ずれ量」が両側において均一に確保できることから、上記傾斜面の平行配置やヘッドケースの平行四辺形の形成が確実に達成できる。また、第１，第２ノズル列は、液体噴射性能が最も安定した長さのいわゆる標準性能のものとし、全体として安定した液体噴射性能となる。
【００３９】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、２つの液体噴射ユニットにおける各第１ノズル列と各第２ノズル列の長さが同じである場合には、各液体噴射ユニットの第１，第２ノズル列をずらしたときに、ノズル列端部にできる「ずれ量」が両側において均一に確保できることから、上記傾斜面の平行配置やヘッドケースの平行四辺形の形成が確実に達成できる。そして、均一な「ずれ量」により、第１ノズル列同士および第２ノズル列同士の連続性が適正に確保でき、ノズル群の構成にとって好適である。また、第１，第２ノズル列は、液体噴射性能が最も安定した長さのいわゆる標準性能のものとし、全体として安定した液体噴射性能となる。
【００４０】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、装置本体の主走査方向における２つの上記液体噴射ユニットの幅寸法が、１つの上記液体噴射ユニットのユニット幅の２倍未満である場合には、２つの液体噴射ユニットの傾斜面を対向させて配列し、ノズル列の長さを長くしつつ主走査方向の寸法が小さくされたコンパクトな液体噴射ヘッドがえられて、インクジェット式記録装置に適用した場合等には印刷の高速化が実現する。
【００４１】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、第１ノズル列に対応する第１液体貯留室は第１ノズル列から見て第２ノズル列と反対側に配置され、第２ノズル列に対応する第２液体貯留室は第２ノズル列から見て第１ノズル列と反対側に配置されている場合には、第１ノズル列と第２ノズル列は、そのあいだに所定幅のノズルプレートを存置させて直接隣合った状態になる。したがって、第１ノズル列と第２ノズル列との間隔は最小化されることとなり、両第１，第２ノズル列に対応するメンテナンス等のキャップ類を小型化することができ、装置本体のコンパクト化にとっても有効である。
【００４２】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、装置本体の主走査方向で見て隣合うノズル群のノズル列は、一方のノズル群のノズル列の開口ピッチに対して他方のノズル群のノズル列の開口ピッチが副走査方向にずれるように配置してあり、上記ずれ量は、上記開口ピッチの半分の量である場合には、副走査方向にずらされた関係にある両ノズル群のノズル列を主走査方向に複合すると、開口ピッチが実質的に小さな開口ピッチとなる。ここで、開口ピッチが小さくされたノズル列において、上記のようにいわゆるハーフピッチにすれば、液体噴射を受ける部材に対する単位面積当たりの液体噴射が、きわめて緻密な状態になる。他方、開口ピッチが比較的大きくされたノズル列において、上記のようにハーフピッチにすれば、このハーフピッチを記録解像度の整数倍にしておくことにより、液体噴射ヘッドの主走査方向のストローク回数を低減させることができる。これらの利点は、インクジェット式記録装置において、前者は精緻な噴射品質の確保に有効であり、後者は噴射時間の短縮や使用電力の節減等において有用である。
【００４３】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記液体噴射ユニットにおいて、上記第１ノズル列と第２ノズル列に加えられた所要列数の第３ノズル列が、第１ノズル列，第２ノズル列に対してノズル列方向にずれた状態で配置されている場合には、１つの液体噴射ユニットに含まれるノズル列の本数が増加する。このように増加したノズル列を有する液体噴射ユニットを組みあわせて単位ユニットを構成することにより、ノズル群の数量を増加することができ、各ノズル群から多種多様な液体噴射が可能となる。上記のような単位ユニットをインクジェット式記録装置に適用した場合等には、印刷の高速化と多彩な印刷品質がえられる。
【００４４】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記第３ノズル列が１つまたは２つである場合には、追加列数が少なくて主走査方向の液体噴射ユニットの寸法が最小化されるとともに、ノズル列方向には十分な長さが確保できる。例えば、１対の液体噴射ユニットにそれぞれ４本のノズル列を配置して単位ユニットを構成した場合には、４本のノズル群が、１つの液体噴射ユニットの主走査方向の寸法にわずかな寸法増加だけで成立し、同時にノズル列長さが２倍の長さとして確保できる。
【００４５】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記第３ノズル列が３つ以上である場合には、３つ以上増加したノズル列を有する液体噴射ユニットを組みあわせて単位ユニットを構成することにより、ノズル群の数量を必要かつ十分に増加することができ、各ノズル群から多種多様な液体噴射が可能となる。上記のような単位ユニットをインクジェット式記録装置に適用した場合等には、より一層の印刷の高速化と多彩な印刷品質がえられる。
【００４６】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記ヘッドホルダに液体噴射ユニットの位置決め用凸部が設けられている場合には、各液体噴射ユニットを上記位置決め用凸部に接触させてヘッドホルダに取付けることにより、単位ユニット乃至はノズル群が高い精度の下に形成でき、長尺化されたノズル群から良好な液体噴射がえられる。また、上記のように、ノズル列を副走査方向にずらしてノズル開口をハーフピッチにするような場合においても、精度の高い開口ピッチが確保できる。
【００４７】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記ヘッドホルダに液体噴射ユニットの位置決め用外周壁部材が設けられている場合には、各液体噴射ユニットを上記位置決め用外周壁部材に接触させてヘッドホルダに取付けることにより、単位ユニット乃至はノズル群が高い精度の下に形成でき、長尺化されたノズル群から良好な液体噴射がえられる。また、上記のように、ノズル列を副走査方向にずらしてノズル開口をハーフピッチにするような場合においても、精度の高い開口ピッチが確保できる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００４９】
本発明の液体噴射ヘッドは、上述のように種々な液体を対象にして機能させることができ、図示の実施の形態においてはその代表的な事例として、インクジェット式記録装置に採用される記録ヘッドを実施の形態の対象にしている。
【００５０】
本実施の形態における装置本体すなわちインクジェット式記録装置５０は、通常の形式のものであり、図１０に示したものと同じである。
【００５１】
本発明の液体噴射ヘッドの重要な構成要素となる液体噴射ユニットすなわちインク噴射ユニットの構造は図１に示されている。このインク噴射ユニットＵには、第１ノズル列２１Ａと、第１ノズル列２１Ａに対してノズル列方向にずれた第２ノズル列２１Ｂとが略平行な状態で配置されている。そして、第１ノズル列２１Ａと第２ノズル列２１Ｂの長さは同じにしてある。後述の各部の構成は上記両ノズル列２１Ａ，２１Ｂに対応したものとされている。
【００５２】
図１および図２において、インク噴射ユニットＵは、ヘッドケース１４と、このヘッドケース１４のユニット固着面１５に接着剤等で固着される流路ユニット１６とから構成されている。上記流路ユニット１６は、ノズルプレート１７と、流路形成板１８と、振動板の形態で例示されている封止板１９とが積層され接着されて構成されている。なお、図２は第２ノズル列２１Ａ側の部分だけを破断した断面図である。
【００５３】
上記ノズルプレート１７は、ステンレス板からなり、多数のノズル開口２０が図２の紙面に垂直な方向に列設されて、第１ノズル列２１Ａと第２ノズル列２１Ｂを形成している。上記第１ノズル列２１Ａと第２ノズル列２１Ｂは、上記のように略平行な状態で配列され、しかも両ノズル列の長さは同じである。
【００５４】
以下の説明において、「Ａ」が付された番号は第１ノズル列２１Ａに対応し、「Ｂ」が付された番号は第２ノズル列２１Ｂに対応している。
【００５５】
上記流路形成板１８は、素材板であるシリコン単結晶板からなり、上記ノズル開口２０に連通する第１圧力発生室２２Ａと第２圧力発生室２２Ｂ、大気に連通（図示していない）している第１ダンパ用凹部２７Ａ，第２ダンパ用凹部２７Ｂが異方性エッチングにより形成されている。２３Ａと２３Ｂはインク供給管２６Ａと２６Ｂに連通している第１および第２インク貯留室であり、封止板１９にあけたインク導入口２５Ａ，２５Ｂを通じて第１圧力発生室２２Ａおよび第２圧力発生室２２Ｂに連通している。
【００５６】
第１ノズル列２１Ａに対応する第１インク貯留室２３Ａは第１ノズル列２１Ａから見て第２ノズル列２１Ｂと反対側に配置され、第２ノズル列２１Ｂに対応する第２インク貯留室２３Ｂは第２ノズル列２１Ｂから見て第１ノズル列２１Ａと反対側に配置されている。つまり、図５（Ａ）に示すように、第１インク貯留室２３Ａと第２インク貯留室２３Ｂのあいだに第１ノズル列２１Ａと第２ノズル列２１Ｂが配置されている。上記配置により、第１ノズル列２１Ａと第２ノズル列２１Ｂは、そのあいだに所定幅のノズルプレート１７を存置させて直接隣合った状態になる。したがって、第１ノズル列２１Ａと第２ノズル列２１Ｂとの間隔は最小化されることとなり、両第１，第２ノズル列２１Ａ，２１Ｂに対応するキャッピング装置１０やフラッシング開口部１２等を小型化することができ、装置本体のコンパクト化によっても有効である。
【００５７】
上記振動板１９は、樹脂フィルムとステンレス板がラミネートされており、各圧力発生室２２Ａ，２２Ｂに対応する部分の裏面に、ステンレス板の島部１９Ａ，１９Ｂが形成されている。また、上記第１，第２インク貯留室２３Ａ，２３Ｂと略同じ輪郭をした樹脂フィルムのみのコンプライアンス部１９Ｃ，１９Ｄが形成されている。
【００５８】
上記ヘッドケース１４は、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂の射出成形品であり、ユニット固着面１５に第１インク貯留室２３Ａ，第２インク貯留室２３Ｂにインクを導入するインク供給管２６Ａ，２６Ｂが開口されている。また、第１インク貯留室２３Ａと第２インク貯留室２３Ｂに対応する部分に、両インク貯留室２３Ａ，２３Ｂの形状と略一致する形状の上記第１，第２ダンパ用凹部２７Ａ，２７Ｂが形成されている。
【００５９】
２９Ａ，２９Ｂは圧電振動子３０Ａ，３０Ｂが固定される固定基板、３１Ａ，３１Ｂは上記固定基板２９Ａ，２９Ｂに圧電振動子３０Ａ，３０Ｂが固定されてなる圧電振動子ユニット３５Ａ，３５Ｂを収容する収容室である。この収容室３１Ａ，３１Ｂの深さ方向は、図１および図２の上下方向であり、主走査方向が水平方向であるとすれば、上記深さ方向はそれと直交する方向となる。上記圧電振動子３０Ａ，３０Ｂは、縦振動モードの圧電振動子３０Ａ，３０Ｂであり、駆動信号の入力により長手方向に伸縮振動して第１圧力発生室２２Ａ，第２圧力発生室２２Ｂに圧力変動を与えるようになっている。
【００６０】
上記第１，第２ダンパ用凹部２７Ａ，２７Ｂは、第１，第２インク貯留室２３Ａ，２３Ｂの下側開口を封止する振動板１９と流路形成板１８に設けた凹形状部によって形成された空間であり、インク滴吐出時の第１，第２インク貯留室２３Ａ，２３Ｂ内の圧力変動を、コンプライアンス部１９Ｃ，１９Ｄの変形によって吸収するようになっている。このコンプライアンス部１９Ｃ，１９Ｄの変形時には、第１，第２ダンパ用凹部２７Ａ，２７Ｂ内の空気が空気抜き穴（図示していない）から外部に抜け、第１，第２ダンパ用凹部２７Ａ，２７Ｂ内の圧力上昇を防止するようになっている。
【００６１】
上記構成のインク噴射ユニットＵは、例えば、つぎのようにして組立てられる。すなわち、まず、ヘッドケース１４のユニット固着面１５に、インク供給管２６Ａ，２６Ｂや収容室３１Ａ，３１Ｂに流れ込まないよう接着剤を塗布したり、あるいは所定形状に打ち抜き形成等された接着シートを貼着し、その上に、あらかじめ接着剤等で接合されて組立てられた流路ユニット１６を載置する。ついで、４０〜１００℃程度の温度に加熱し、必要に応じて押圧等することにより、流路ユニット１６とヘッドケース１４とを固着する。
【００６２】
一方、圧電振動子３０Ａ，３０Ｂが固定基板２９Ａ，２９Ｂに固定された圧電振動子ユニット３５Ａ，３５Ｂを準備し、上記圧電振動子３０Ａ，３０Ｂの先端に接着剤を塗布しておく。つぎに、流路ユニット１６が下側になるよう上記ヘッドケース１４を反転させ、上記圧電振動子ユニット３５Ａ，３５Ｂをそれぞれ収容室３１Ａと３１Ｂに収容して接着固定する。この状態で、圧電振動子３０Ａ，３０Ｂの先端を流路ユニット１６の振動板１９に接着固定し、最後に固定基板２９Ａ，２９Ｂをヘッドケース１４に固定することにより、インク噴射ユニットＵが完成する。
【００６３】
上記インク噴射ユニットＵでは、駆動回路（図示せず）で発生させた駆動信号をフレキシブルケーブル３２Ａ，３２Ｂを介して圧電振動子３０Ａ，３０Ｂに入力することにより、圧電振動子３０Ａ，３０Ｂを長手方向に伸縮させる。この圧電振動子３０Ａ，３０Ｂの伸縮により、振動板１９の島部１９Ａ，１９Ｂを振動させて第１，第２圧力発生室２２Ａ，２２Ｂ内の圧力を変化させ、第１，第２圧力発生室２２Ａ，２２Ｂ内のインクをノズル開口２０からインク滴として吐出させるようになっている。
【００６４】
上記インク噴射ユニットＵは、ヘッドホルダ３３に接手部材３４Ａ，３４Ｂ等を介して取付けられている。上記ヘッドホルダ３３の形状は各種の機能を付与するために、多数の凹凸形状等が成形されているが、基本的には各図に示すように、板状の形態である。このヘッドホルダ３３にパイプ状のインク接続部３６Ａ，３６Ｂが取付けられている。上記インク接続部３６Ａ，３６Ｂは、インク供給源からインクを導く機能を果たし、ヘッドホルダ３３にインクカートリッジ１が装着されるときには、インク供給針（図示していない）となり、インクカートリッジ１の内部に突き刺される状態になる。
【００６５】
上記インク接続部３６Ａ，３６Ｂの下流側にフィルタ３７Ａ，３７Ｂが配置され、インク中の不純物等を捕捉して、インク供給管２６Ａ，２６Ｂへ流下させないようになっている。
【００６６】
インク噴射ユニットＵの組立て順序は上述のとおりであるが、その組立てに際して活用されるのが基準穴である。１７Ｈはノズルプレート１７の基準穴、１８Ｈは流路形成板１８の基準穴、１９Ｈは封止板１９の基準穴、１４Ｈはヘッドケース１４の基準穴である。基準穴１７Ｈ，１８Ｈ，１９Ｈはノズルプレート１７，流路形成板１８，封止板１９を積層体にして流路ユニット１６を完成させるときに、位置決めピン（図示していない）を挿入して位置決め用として使用される。したがって、流路ユニット１６の組立て精度を適正に維持し、正常なインク吐出機能を有する流路ユニット１６が構成される。
【００６７】
また、流路ユニット１６をヘッドケース１４のユニット固着面１５に接合するときにも、流路ユニット１６に連通した状態になっている基準穴１７Ｈ，１８Ｈ，１９Ｈとヘッドケース１４側の基準穴１４Ｈを合致させて、位置決めピン（図示していない）を用いて両者の一体化が図られる。ノズルプレート１７，流路形成板１８，封止板１９およびヘッドケース１４には一貫したボルト穴（図示していない）がそれぞれにあけられ、ここを貫通させたボルト（図示していない）でインク噴射ユニットＵをヘッドホルダ３３に固定するようになっている。なお、インク噴射ユニットＵをヘッドホルダ３３に固定するときにも基準穴１４Ｈを利用することができる。このとき、ヘッドホルダ３３側の基準穴または基準ピン（図示していない）にヘッドケース１４の基準穴１４Ｈを合致させて、複数のインク噴射ユニットＵ相互間の位置関係を正常に設定するときにも活用できる。
【００６８】
上記のインク噴射ユニットＵの外形を変形させて、複数のインク噴射ユニットＵを所定の形態で組合すようになっている。このようにして組合わせた複数のインク噴射ユニットＵにより、単位ユニット３９を構成し同時に長尺なノズル列であるノズル群３８を構成している。
【００６９】
第１ノズル列２１Ａと第２ノズル列２１Ｂとは、上記のようにノズル列方向にずれているので、それに伴って第１，第２圧力発生室２２Ａ，２２Ｂ、第１，第２ダンパ用凹部２７Ａ，２７Ｂ、第１，第２インク貯留室２３Ａ，２３Ｂ、島部１９Ａ，１９Ｂ、コンプライアンス部１９Ｃ，１９Ｄ，収容室３１Ａ，３１Ｂ等はすべて上記ノズル列と同様にずれている。
【００７０】
上記の「ずれ」により、インク噴射ユニットＵの外形が変形可能となっている。すなわち、寸法的に見てインク噴射ユニットＵの大部分を占めるヘッドケース１４に傾斜面４０，４１が形成してある。この傾斜面４０，４１は、略直方体の形状をしたヘッドケース１４の対角方向の角部を切除した状態で、両傾斜面４０，４１が平行となるよう上記収容室３１Ａ，３１Ｂの深さ方向に形成されている。そして、傾斜面４０，４１の配置によりヘッドケース１４は、収容室３１Ａ，３１Ｂの深さ方向で見て略平行四辺形になっている。
【００７１】
ヘッドケース１４に上記のような傾斜面４０，４１が形成されるのに伴って、ノズルプレート１７，流路形成板１８，封止板１９にもそれぞれ傾斜面４０，４１と同様な斜め方向の切除が施され、流路ユニット１６全体がヘッドケース１４と略同じ形状となっている。
【００７２】
傾斜面４０，４１が形成されたインク噴射ユニットＵを組みあわせて単位ユニット３９が構成され、これに伴って連続状態とされた第１ノズル列２１Ａ，２１Ａ同士および第２ノズル列２１Ｂ，２１Ｂ同士がそれぞれノズル群３８を形成している。一方のノズル群３８を構成する第１ノズル列２１Ａからは同色のインクが吐出されて、１つのノズル群３８から１色のインクが吐出される。同様に、他方のノズル群３８を構成する第２ノズル列２１Ｂから同色のインクが吐出されて、もう１つのノズル群３８からも１色のインクが吐出される。両ノズル群３８からのインク色は同色にしてもよく、あるいはノズル群３８毎に異色にしてもよい。
【００７３】
図３は、インク噴射ユニットＵを圧電振動子ユニット３５Ａ，３５Ｂの側から見た平面図であり、理解しやすくするために、見えない箇所にある第１，第２インク貯留室２３Ａ，２３Ｂ等も透視的に実線で図示してある。同図は、一方のインク噴射ユニットＵの傾斜面４０と、他方のインク噴射ユニットＵの傾斜面４１とを、主走査方向にオフセットさせて両傾斜面４０，４１が対向させた状態を示している。オフセット長さは、符号Ｌ１で示されている。図３に示すように、一方の第１ノズル列２１Ａと他方の第１ノズル列２１Ａは、副走査方向において機能上連続した一連のノズル列すなわちノズル群３８を形成している。
【００７４】
一方のインク噴射ユニットＵの第１ノズル列２１Ａと他方のインク噴射ユニットＵの第１ノズル列２１Ａを主走査方向で見ると、図４（Ａ）に示すように、一方の第１ノズル列２１Ａの端部のノズル開口２０と、他方の第１ノズル列２１Ａの端部のノズル開口２０との間隔は、両ノズル列２１Ａ，２１Ａの開口ピッチＰと同じ間隔とされている。
【００７５】
機能上連続するノズル列２１Ａ，２１Ａ（あるいは２１Ｂ，２１Ｂ）同士の端部の状態を拡大してみると、図４（Ａ）に示すような場合がある。すなわち、ノズル列２１Ａ，２１Ａ（あるいは２１Ｂ，２１Ｂ）の端部近傍のノズル開口２０は、ノズル開口２０やそれに対応する第１圧力発生室２２Ａ（あるいは第２圧力発生室２２Ｂ）は存在していても、吐出特性を安定させるために、図中に黒丸で示した１〜２個のノズル開口２０を使用しないことがある。したがって、一方の第１ノズル列２１Ａと他方の第１ノズル列２１Ａとは、ノズル開口２０のピッチＰ分の間隔をとるのであるが、黒丸図示のノズル開口２０は考慮しない有効ノズル開口２０により、両ノズル列２１Ａ，２１Ａの機能的な連続性を求めるのである。
【００７６】
図４（Ｂ）に示したように、装置本体の主走査方向で見て隣合うノズル群３８のノズル列は、一方のノズル群３８の第１ノズル列２１Ａ，２１Ａの開口ピッチに対して、他方のノズル群３８の第２ノズル列２１Ｂ，２１Ｂの開口ピッチが副走査方向にずれるように配置してあり、上記ずれ量は、上記開口ピッチＰの半分の量である場合には、副走査方向にずらされた関係にある両ノズル群３８，３８の第１ノズル列２１Ａ，２１Ａと第２ノズル列２１Ｂ，２１Ｂを主走査方向に複合すると、開口ピッチが実質的に小さな開口ピッチとなる。
【００７７】
ここで、開口ピッチＰが小さくされたノズル列２１Ａ，２１Ｂにおいて、上記のようにいわゆるハーフピッチにすれば、インク滴吐出を受ける記録媒体７に対する単位面積当たりのインク滴吐出が、きわめて緻密な状態になる。他方、開口ピッチＰが比較的大きくされたノズル列２１Ａ，２１Ｂにおいて、上記のようにハーフピッチにすれば、このハーフピッチを記録解像度の整数倍にしておくことにより、インク噴射ヘッド２の主走査方向のストローク回数を低減させることができる。これらの利点は、前者は精緻な印刷品質の確保に有効であり、後者は印刷時間の短縮や使用電力の節減等において有用である。
【００７８】
本発明における液体噴射ユニットは、つぎのような概念で把握される。すなわち、「１つのノズル列に対応する圧力発生室，流路形成板，封止板，圧力発生素子等の組合わせによる構造物がずれた状態で対をなし、これらの構造物がヘッドケースに集約されて１つの液体噴射ユニットが構成される」という概念である。
【００７９】
図５は、２つのインク噴射ユニットＵからなる単位ユニット３９が、ヘッドホルダ３３に取付けられている場合を示し、（Ａ）はノズルプレート１７側から見た平面図、（Ｂ）はノズル開口側から見た透視図である。また、図６（Ａ）は図５（Ａ）の〔６Ａ〕−〔６Ａ〕断面、図６（Ｂ）は図５（Ａ）の〔６Ｂ〕−〔６Ｂ〕断面を示している。
【００８０】
長方形のヘッドホルダ３３の周囲には位置決め用外周壁部材４２が形成され、その内面にインク噴射ユニットＵの外壁面が接触している。したがって、インク噴射ユニットＵを上記位置決め用外周壁部材４２に接触させてヘッドホルダ３３に取付けることから、取付けられた複数のインク噴射ユニットＵの相対位置が正確に設定され、各インク噴射ユニットＵ間の第１ノズル列２１Ａ，２１Ａおよび第２ノズル列２１Ｂ，２１Ｂの相対位置が高精度の下で確保できる。
【００８１】
さらに、ヘッドホルダ３３のインク噴射ユニットＵを取付ける側の面には、位置決め用凸部４３がヘッドホルダ３３と一体的に設けてある。この凸部４３はブロックのような形状であり、主走査方向に直交する向き（副走査方向）の各ユニットＵの移動を拘束する基準面４４と、主走査方向の各ユニットＵの移動を拘束する基準面４５とが形成されている。インク噴射ユニットＵの外壁面が基準面４４，４５に当接している。
【００８２】
上記構成により、単位ユニット３９乃至はノズル群３８が高い精度の下に形成でき、長尺化されたノズル群３８から良好なインク滴吐出がえられる。さらに、上記のように、隣合う単位ユニット３９のノズル列２１Ａ，２１Ｂを副走査方向にずらしてノズル開口２０をハーフピッチにするような場合においても、精度の高いピッチＰ／２が確保できる。
【００８３】
上記の実施の形態の作用効果として、すでに述べた事項以外に、つぎのようなものがある。
【００８４】
第１，第２ノズル列２１Ａ，２１Ｂをずらすことによりインク噴射ユニットＵの外形部に傾斜面４０，４１が形成できる。このようにしてえられた傾斜面４０，４１を対向させて上記単位ユニット３９を構成することにより、傾斜面４０，４１の箇所で両インク噴射ユニットＵが重複し、単位ユニット３９が占める主走査方向の寸法は、この重複に相当する寸法分の縮小が図られ、可及的に縮小することができる。上記のように傾斜面４０，４１の対向により、ノズル群３８を構成するノズル列２１Ａ，２１Ａ同士および２１Ｂ，２１Ｂ同士において、ノズル列２１Ａ，２１Ｂよりも長い固定基板２９Ａ，２９Ｂの部分が主走査方向で見て重複するので、ノズル列２１Ａ，２１Ａおよび２１Ｂ，２１Ｂを適正に連続させることができる。上記単位ユニット３９を複数備えたインク噴射ヘッド２を構成した場合には、上記の寸法縮小効果が一層大きくなる。さらに、２つのインク噴射ユニットＵの各ノズル列２１Ａ，２１Ａおよび２１Ｂ，２１Ｂがそれぞれ同色のインクを吐出するノズル群３８，３８を形成し、有効なノズル列３８，３８の長さが見かけ上長尺化され、定められた領域へのインク滴吐出が短時間で実行される。
【００８５】
とくに、両インク噴射ユニットＵの第１ノズル列２１Ａ，２１Ａ同士および第２ノズル列２１Ｂ，２１Ｂ同士が、副走査方向に機能的に連続した状態になってノズル群３８，３８を形成しているのであるが、この場合には各ノズル列２１Ａ，２１Ｂの長さが積算されたノズル群３８，３８の長さが確保できる。このようなノズル群３８，３８の長さの確保に対して、主走査方向の単位ユニット３９の幅寸法の増大がわずかな寸法で済むので、ノズル群３８，３８の長さを十分に確保しつつ主走査方向にはコンパクトなインク噴射ヘッドＵが構成できる。
【００８６】
インク噴射ユニットＵの傾斜面４０，４１が略平行にしかも上記収容室３１Ａ，３１Ｂの深さ方向と同方向に画一的に形成されているので、インク噴射ユニットＵを複数連ねて単位ユニット３９を構成するときに、各インク噴射ユニットＵを整然と配列することができ、これにともなってノズル群３８も各ノズル列２１Ａ，２１Ａおよび２１Ｂ，２１Ｂが正確に連続した状態のもとで確保することができる。
【００８７】
略平行四辺形を基礎にした配列で各インク噴射ユニットＵを整然と配列することができ、これにともなってノズル群３８も各ノズル列２１Ａ，２１Ａおよび２１Ｂ，２１Ｂが正確に連続した状態のもとで確保することができる。
【００８８】
固定基板２９Ａ，２９Ｂの端部が各ノズル列２１Ａ，２１Ｂよりも突出した長さになって収容室３１Ａ，３１Ｂの内面との密着が果たされ、この長くなっている固定基板２９Ａ，２９Ｂの端部が、上記のいわゆる「ずらし配置」や「傾斜面対向」により主走査方向で見て重複するので、固定基板２９Ａ，２９Ｂの端部が突出しているにもかかわらず、各ノズル列２１Ａ，２１Ａおよび２１Ｂ，２１Ｂが正確に連続した状態のもとでノズル群３８，３８を確保することができる。
【００８９】
１つの液体噴射ユニットＵにおける第１ノズル列２１Ａと第２ノズル列２１Ｂの長さが同じであるから、両ノズル列２１Ａ，２１Ｂをずらしたとき、ノズル列端部にできる「ずれ量」が両側において均一に確保できる。したがって、上記傾斜面４０，４１の平行配置やヘッドケース１４の平行四辺形の形成が確実に達成できる。また、第１，第２ノズル列２１Ａ，２１Ｂは、インク吐出性能が最も安定した長さのいわゆる標準性能のものとし、全体として安定したインク吐出性能となる。
【００９０】
２つの液体噴射ユニットＵにおける各第１ノズル列２１Ａと各第２ノズル列２１Ｂの長さが同じであるから、各液体噴射ユニットＵの第１，第２ノズル列２１Ａ，２１Ｂをずらしたときに、ノズル列端部にできる「ずれ量」が両側において均一に確保できる。上記傾斜面４０，４１の平行配置やヘッドケース１４の平行四辺形の形成が確実に達成できる。そして、均一な「ずれ量」により、第１ノズル列２１Ａ，２１Ａ同士および第２ノズル列２１Ｂ，２１Ｂ同士の連続性が適正に確保でき、ノズル群３８，３８の構成にとって好適である。また、第１，第２ノズル列２１Ａ，２１Ｂは、インク吐出性能が最も安定した長さのいわゆる標準性能のものとし、全体として安定したインク吐出性能となる。
【００９１】
装置本体５０の主走査方向における２つの上記液体噴射ユニットＵの幅寸法を、１つの上記液体噴射ユニットＵのユニット幅の２倍未満にして、２つの液体噴射ユニットＵの傾斜面４０，４１を対向させて配列し、ノズル列の長さを長くしつつ主走査方向の寸法が小さくされたコンパクトなインク噴射ヘッド２がえられる。
【００９２】
各インク噴射ユニットＵを上記位置決め用凸部４３に接触させてヘッドホルダ３３に取付けることにより、単位ユニット３９乃至はノズル群３８が高い精度の下に形成でき、長尺化されたノズル群３８から良好なインク滴吐出がえられる。また、上記のように、ノズル列２１Ａ，２１Ｂを副走査方向にずらしてノズル開口２０をハーフピッチにするような場合においても、精度の高い開口ピッチが確保できる。
【００９３】
各インク噴射ユニットＵを上記位置決め用外周壁部材４２に接触させてヘッドホルダ３３に取付けることにより、単位ユニット３９乃至はノズル群３８が高い精度の下に形成でき、長尺化されたノズル群３８から良好なインク滴吐出がえられる。また、上記のように、ノズル列２１Ａ，２１Ｂを副走査方向にずらしてノズル開口２０をハーフピッチにするような場合においても、精度の高い開口ピッチが確保できる。
【００９４】
図７（Ａ）（Ｂ）は、本発明の液体噴射ヘッドの第２の実施の形態を示す。
【００９５】
（Ａ）に示す実施の形態は、上記のインク噴射ユニットＵを構成する第１ノズル列２１Ａ，第２ノズル列２１Ｂの２つのノズル列をさらに増加したもので、ここでは２つのノズル列が増設されている。したがって、１つのインク噴射ユニットＵの中に４本のノズル列２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄが組み込まれている。そして、このようなインク噴射ユニットＵが対になって単位ユニット３９が構成され、それに伴ってノズル群３８が４本構成されている。４本のノズル列２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄは、均等なずれ量が付与され、それによって長い傾斜面４０，４１が構成されている。また、（Ｂ）は増設されたノズル列が１つの場合である。それ以外は、上記実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００９６】
上記構成により、ノズル群３８毎に異なったインクを吐出させて印刷色を一層多彩にすることができる。追加列数が少なくて主走査方向のインク噴射ユニットＵの寸法が最小化されるとともに、ノズル列方向には十分な長さが確保できる。例えば、１対の液体噴射ユニットＵにそれぞれ４本のノズル列２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄを配置して単位ユニット３９を構成した場合には、４本のノズル群３８が、１つの液体噴射ユニットＵの主走査方向の寸法にわずかな寸法増加だけで成立し、同時にノズル列長さが２倍の長さとして確保できる。それ以外は、上記実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００９７】
図８は、本発明の液体噴射ヘッドの第３の実施の形態を示す。
【００９８】
この実施の形態は、上記の４本のノズル列２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄに対して、さらにノズル列２１Ｅ，２１Ｆを加えた６列で１つのインク噴射ユニットＵを構成している。６本のノズル列２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆは、均等なずれ量が付与され、それによって長い傾斜面４０，４１が構成されている。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００９９】
上記構成により、多数のノズル群３８毎に異なったインクを吐出させて印刷色をより一層多彩にすることができる。追加列数が増加しても主走査方向のインク噴射ユニットＵの寸法が最小化されるとともに、ノズル列方向には十分な長さが確保できる。それ以外は、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【０１００】
図９は、本発明の液体噴射ヘッドの第４の実施の形態を示す。
【０１０１】
この実施の形態は、上記６本のノズル列２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆを含むインク噴射ユニットＵが３層になって配置されて、単位ユニット３９が構成されている。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【０１０２】
上記構成により、インク噴射ユニットＵの３層化によりさらに長尺化されたノズル群３８が構成でき、印刷の高速化が一層促進される。一方、液体噴射ヘッド２の主走査方向の幅寸法の増大の度合いすなわちノズル群３８の長尺化に対する幅寸法の増大がきわめて少なくて済み、結果的にはインク噴射ヘッドの小型化が図れたことになる。それ以外は、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【０１０３】
上述の実施の形態は、インクジェット式記録装置を対象にしたものであるが、本発明によってえられた液体噴射ヘッドは、インクジェット式記録装置用のインクだけを対象にするのではなく、グルー，マニキュア，導電性液体（液体金属）等を噴射することができる。さらに、上記実施の形態では、液体の一つであるインクを用いたインクジェット式記録装置について説明したが、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド，液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド，有機ＥＬディスプレー，ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド，バイオチップ製造に用いられる生体有機噴射ヘッド等の液体を吐出する液体噴射ヘッド全般に適用することも可能である。
【０１０４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の液体噴射ヘッドによれば、第１，第２ノズル列をずらすことにより液体噴射ユニットの外形部に傾斜面が形成できる。このようにしてえられた傾斜面を対向させて上記単位ユニットを構成することにより、傾斜面の箇所で両液体噴射ユニットが重複し、単位ユニットが占める主走査方向の寸法は、この重複に相当する寸法分の縮小が図られ、可及的に縮小することができる。上記のように傾斜面の対向により、ノズル群を構成するノズル列同士において、ノズル列よりも長い固定基板の部分が主走査方向で見て重複するので、ノズル列を適正に連続させることができる。上記単位ユニットを複数備えた液体噴射ヘッドを構成した場合には、上記の寸法縮小効果が一層大きくなる。さらに、２つの液体噴射ユニットの各ノズル列が同種の液体を噴射するノズル群を形成し、有効なノズル列の長さが見かけ上長尺化され、定められた領域への液体噴射が短時間で実行される。
【０１０５】
とくに、両液体噴射ユニットの第１ノズル列同士および第２ノズル列同士が、副走査方向に機能的に連続した状態になってノズル群を形成しているのであるが、この場合には各ノズル列の長さが積算されたノズル群の長さが確保できる。このようなノズル群の長さの確保に対して、単位ユニットの主走査方向の幅寸法の増大がわずかな寸法で済むので、ノズル群の長さを十分に確保しつつ主走査方向にはコンパクトな液体噴射ヘッドが構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の液体噴射ヘッドを示す分解斜視図である。
【図２】図１のものの断面図である。
【図３】インク噴射ユニットの対向部分を示す拡大平面図である。
【図４】ノズル列の連続箇所の拡大平面図である。
【図５】単位ユニットをヘッドホルダに取付けた状態を示す図であり、（Ａ）はノズルプレート側から見た平面図、（Ｂ）はノズル開口側から見た透視図である。
【図６】（Ａ）は図５（Ａ）の〔６Ａ〕−〔６Ａ〕断面図、（Ｂ）は図５（Ａ）の〔６Ｂ〕−〔６Ｂ〕断面図である。
【図７】本発明の液体噴射ヘッドの第２の実施の形態を示す平面図である。
【図８】本発明の液体噴射ヘッドの第３の実施の形態を示す平面図である。
【図９】本発明の液体噴射ヘッドの第４の実施の形態を示す平面図である。
【図１０】本発明が適用されるインクジェット式記録装置の斜視図である。
【図１１】従来のインク噴射ヘッドを示す分解斜視図である。
【図１２】図１１のものの断面図である。
【図１３】（Ａ）はヘッドケースの一部を破断して示した平面図、（Ｂ）はヘッドケースをノズルプレート側から見た平面図、（Ｃ）はインク噴射ユニットを配列した状態を示す平面図である。
【図１４】複数のインク噴射ユニットがヘッドホルダに組みつけられた状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１ インクカートリッジ
２ 記録ヘッド，インク噴射ヘッド
３ キャリッジ
４ タイミングベルト
５ ステッピングモータ
６ ガイドバー
７ 記録媒体
８ 案内部材
９ ワイパー装置
１０ キャッピング装置
１１ フラッシングボックス
１２ フラッシング開口部
１３ 廃インク貯留部
１４ ヘッドケース
１４Ｈ 基準穴
１５ ユニット固着面
１６ 流路ユニット
１７ ノズルプレート
１７Ｈ 基準穴
１８ 流路形成板
１８Ｈ 基準穴
１９ 封止板，振動板
１９Ａ 島部
１９Ｂ 島部
１９Ｃ コンプライアンス部
１９Ｄ コンプライアンス部
１９Ｈ 基準穴
２０ ノズル開口
２１ ノズル列
２１Ａ 第１ノズル列
２１Ｂ 第２ノズル列
２１Ｃ 第３ノズル列
２１Ｄ 第３ノズル列
２１Ｅ 第３ノズル列
２１Ｆ 第３ノズル列
２２ 圧力発生室
２２Ａ 第１圧力発生室
２２Ｂ 第２圧力発生室
２３ インク貯留室
２３Ａ 第１インク貯留室
２３Ｂ 第２インク貯留室
２５ インク導入口
２５Ａ インク導入口
２５Ｂ インク導入口
２６ インク供給管
２６Ａ インク供給管
２６Ｂ インク供給管
２７ ダンパ用凹部
２７Ａ 第１ダンパ用凹部
２７Ｂ 第２ダンパ用凹部
２８ ボルト穴
２９ 固定基板
２９Ａ 固定基板
２９Ｂ 固定基板
３０ 圧電振動子
３０Ａ 圧電振動子
３０Ｂ 圧電振動子
３１ 収容室
３１Ａ 収容室
３１Ｂ 収容室
３１Ｘ 内壁
３１Ｙ 内壁
３１Ｚ 内壁
３１Ｄ ストッパ壁
３２ フレキシブルケーブル
３２Ａ フレキシブルケーブル
３２Ｂ フレキシブルケーブル
３３ ヘッドホルダ
３４ 接手部材
３４Ａ 接手部材
３４Ｂ 接手部材
３５ 圧電振動子ユニット
３５Ａ 圧電振動子ユニット
３５Ｂ 圧電振動子ユニット
３６ インク接続部
３６Ａ インク接続部
３６Ｂ インク接続部
３７ フィルタ
３７Ａ フィルタ
３７Ｂ フィルタ
３８ ノズル群
３９ 単位ユニット
４０ 傾斜面
４１ 傾斜面
４２ 位置決め用外周壁部材
４３ 位置決め用凸部
４４ 基準面
４５ 基準面
５０ インクジェット式記録装置
Ｕ インク噴射ユニット
Ｌ 間隔
Ｌ１ オフセット長さ
Ｐ ノズル開口ピッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体を噴射するノズル列の実質的長さを可及的に長く設定した液体噴射ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体をノズル開口から噴射させる液体噴射ヘッドは、種々な液体を対象にしたものが知られているが、そのなかでも代表的なものとして、インクジェット式記録装置に装着される記録ヘッドをあげることができる。そこで、従来の技術を上記インクジェット式記録装置を例にとって説明する。
【０００３】
図１０は、インクジェット式記録装置の周辺構造を示す。
【０００４】
この装置は、インクカートリッジ１が搭載されるとともに、記録ヘッド２が取付けられたキャリッジ３を備えている。装置本体であるインクジェット式記録装置は符号５０で示されている。
【０００５】
上記キャリッジ３は、タイミングベルト４を介してステッピングモータ５に接続され、ガイドバー６に案内されて記録紙である記録媒体７の紙幅方向（主走査方向）に往復移動するようになっている。上記キャリッジ３は、上部に開放する箱型を呈し、記録媒体７と対向する面（この例では下面）に、記録ヘッド２のノズル形成面が露呈するよう取付けられるとともに、インクカートリッジ１が搭載されるようになっている。
【０００６】
そして、上記記録ヘッド２にインクカートリッジ１からインクが供給され、キャリッジ３を移動させながら記録媒体７の上面にインク滴を吐出させて記録媒体７に画像や文字をドットマトリックスにより印刷するようになっている。なお、キャリッジ３は、記録ヘッド２を主走査方向に往復移動させる移動手段として機能している。
【０００７】
上記記録媒体７の移動を案内するために、記録ヘッド２の主走査方向に延びている長尺な案内部材８が配置されている。案内部材８の一端側のとなりには、記録ヘッド２のノズルプレート１７（後述する）を清浄にするワイパー装置９と、ノズル開口部のインクの粘性状態等を正常化するキャッピング装置１０が配置されている。また、案内部材８の他端側のとなりには、フラッシングボックス１１が配置され、そこにフラッシング開口部１２が形成されている。
【０００８】
キャッピング装置１０によるクリーニング動作で吸出された廃インクや、フラッシング開口部１２に対するフラッシング動作で記録ヘッド２から吐出された廃インクは、廃インク貯留部１３に溜められるようになっている。
【０００９】
なお、上記のインクジェット式記録装置５０は、従来技術の一環として説明したが、本発明の液体噴射ヘッドが装着できる構造である。
【００１０】
上記記録ヘッド２に包含されているインク噴射ユニットＵを、図１１〜図１３に基づいて説明する。
【００１１】
このインク噴射ユニットＵは、ヘッドケース１４と、このヘッドケース１４のユニット固着面１５に接着剤等で固着される流路ユニット１６とから構成されている。上記流路ユニット１６は、ノズルプレート１７と、流路形成板１８と、振動板の形態で例示されている封止板１９とが積層され接着されて構成されている。
【００１２】
上記ノズルプレート１７は、ステンレス板からなり、多数のノズル開口２０が列設されてノズル列２１を２列形成している。上記流路形成板１８は、素材板であるシリコン単結晶板からなり、上記ノズル開口２０に連通する圧力発生室２２と、大気に連通（図示していない）しているダンパ用凹部２７が異方性エッチングにより形成されている。２３はインク供給管２６に連通しているインク貯留室であり、封止板１９にあけたインク導入口２５を通じて圧力発生室２２に連通している。
【００１３】
上記振動板１９は、樹脂フィルムとステンレス板がラミネートされており、各圧力発生室２２に対応する部分の裏面に、ステンレス板の島部１９Ａが形成されている。また、後述するインク貯留室２３と略同じ輪郭をした樹脂フィルムのみのコンプライアンス部１９Ｃが形成されている。
【００１４】
上記ヘッドケース１４は、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂の射出成形品であり、インク貯留室２３にインクを導入するインク供給管２６が開口されている。また、流路形成板１８のインク貯留室２３に対応する部分に、インク貯留室２３の形状と略一致する形状の上記ダンパ用凹部２７が形成されている。
【００１５】
２９は圧電振動子３０が固定される固定基板、３１は上記固定基板２９に圧電振動子３０が固定されてなる圧電振動子ユニット３５を収容する収容室である。上記圧電振動子３０は、縦振動モードの圧電振動子３０であり、駆動信号の入力により長手方向に伸縮振動して圧力発生室２２に圧力変動を与えるようになっている。
【００１６】
上記ダンパ用凹部２７は、インク貯留室２３の下側開口を封止する振動板１９と流路形成板１８に設けた凹形状部によって形成された空間であり、インク滴吐出時のインク貯留室２３内の圧力変動を、コンプライアンス部１９Ｃの変形によって吸収するようになっている。このコンプライアンス部１９Ｃの変形時には、ダンパ用凹部２７内の空気が空気抜き穴（図示していない）から外部に抜け、ダンパ用凹部２７内の圧力上昇を防止するようになっている。
【００１７】
上記構成のインク噴射ユニットＵは、例えば、つぎのようにして組立てられる。すなわち、まず、ヘッドケース１４のユニット固着面１５に、インク供給管２６や収容室３１に流れ込まないよう接着剤を塗布したり、あるいは所定形状に打ち抜き形成等された接着シートを貼着し、その上に、あらかじめ接着剤等で接合されて組立てられた流路ユニット１６を載置する。ついで、４０〜１００℃程度の温度に加熱し、必要に応じて押圧等することにより、流路ユニット１６とヘッドケース１４とを固着する。
【００１８】
一方、圧電振動子３０が固定基板２９に固定された圧電振動子ユニット３５を準備し、上記圧電振動子３０の先端に接着剤を塗布しておく。つぎに、流路ユニット１６が下側になるよう上記ヘッドケース１４を反転させ、上記圧電振動子ユニット３５を収容室３１に収容して接着固定する。この状態で、圧電振動子３０の先端を流路ユニット１６の振動板１９に接着固定し、最後に固定基板２９をヘッドケース１４に固定することにより、インク噴射ユニットＵが完成する。
【００１９】
上記インク噴射ユニットＵでは、駆動回路（図示せず）で発生させた駆動信号をフレキシブルケーブル３２を介して圧電振動子３０に入力することにより、圧電振動子３０を長手方向に伸縮させる。この圧電振動子３０の伸縮により、振動板１９の島部１９Ａを振動させて圧力発生室２２内の圧力を変化させ、圧力発生室２２内のインクをノズル開口２０からインク滴として吐出させるようになっている。
【００２０】
上記インク噴射ユニットＵは、ヘッドホルダ３３に接手部材３４等を介して取付けられている。上記ヘッドホルダ３３の形状は各種の機能を付与するために、多数の凹凸形状等が成形されているが、基本的には各図に示すように、板状の形態である。このヘッドホルダ３３にパイプ状のインク接続部３６が取付けられている。上記インク接続部３６は、インク供給源からインクを導く機能を果たし、ヘッドホルダ３３にインクカートリッジ１が装着されるときには、インク供給針（図示していない）となり、インクカートリッジ１の内部に突き刺される状態になる。
【００２１】
上記インク接続部３６の下流側にフィルタ３７が配置され、インク中の不純物等を捕捉して、インク供給管２６へ流下させないようになっている。
【００２２】
ノズル列２１は、上記のように２列配置されているので、それに伴う圧力発生室２２，インク貯留室２３，圧電振動子ユニット３５等も２組ずつ配置されている。
【００２３】
【特許文献１】
特開平１０−２１７４５２号公報
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、印刷速度の向上すなわち単位時間当たりの印刷面積を増大するためには、装置本体の主走査方向に直交しているノズル列の長さを長くすることが有力な方法とされている。しかし、１つのインク噴射ユニットＵにおけるノズル列２１の長さを長尺化することは、流路ユニット１６におけるノズル開口２０，圧力発生室２２，圧電振動子３０等の相対位置を高精度に維持すること等の課題があるので、妥当な方策とすることができない。
【００２５】
そこで、図１３（Ｃ）に示すように、インク噴射ユニットＵを縦に並べることが考えられるが、ノズル列２１が連続しないで不連続な間隔Ｌができてしまう。このような問題は、上記圧電振動子ユニット３５を収容室３１に挿入する構造形式が、間隔Ｌの発生要因になっている。
【００２６】
すなわち、圧電振動子ユニット３５を正確な位置に取付けるために、固定基板２９と収容室３１との密着関係が必須なものとされている。そのために、固定基板２９の端部が、収容室３１の位置決め用の内壁３１Ｘ，３１Ｙ，３１Ｚの３者と挿入方向に配置されたストッパ壁３１Ｄに密着することにより、圧電振動子３０と圧力発生室２２との相対位置が正確に維持されている。このように固定基板２９の端部が位置決め機能を果たすために所要の長さを必要としているので、圧電振動子３０のノズル列２１方向の長さは、固定基板２９よりも短くする必要がある。それと同時に、ヘッドケース１４の肉厚も加算されて図１３（Ｂ）に示すように、インク噴射ユニットＵのユニット端とノズル列２１の端部とのあいだにＬ／２なる間隔ができてしまうのである。
【００２７】
換言すると、固定基板２９のノズル列方向の長さは、ノズル列２１の長さよりも長く設定されていることになり、この長さの差が上記のＬ／２なる間隔を生んでいるのである。
【００２８】
そこで、インク噴射ユニットＵを図１４に示すように、千鳥状に配列して上述のような間隔Ｌのない状態で各ノズル列２１を連続させ、ノズル列２１の実質的な長尺化を図ることが知られている。これは、各インク噴射ユニットＵのノズル列２１を千鳥状に連ねて、副走査方向で見て切れ目のない長いノズル列を形成したもので、隣合うインク噴射ユニットＵは間隔Ｌに相当する長さにわたって重複した配列とされている。
【００２９】
したがって、図１４に示すように、長いノズル列が形成できても、インク噴射ユニットＵの幅が単純に加算されたような状態になるので、装置本体の主走査方向の寸法が著しく大きなものとなり、インク噴射ヘッドが大型になる。また、主走査方向のストローク長さも記録媒体７を越えてさらにインク噴射ヘッドの長さ分だけオーバーストロークをさせる必要があり、このような面においても装置本体のコンパクト化にとって逆行する面がある。
【００３０】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、装置本体の主走査方向の寸法を可及的に小さくしてノズル列の長尺化を実現する液体噴射ヘッドの提供をその目的とする。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の液体噴射ヘッドは、ノズル開口が列設されることによりノズル列が形成されたノズルプレートと、上記ノズル開口に連通する圧力発生室が形成された流路形成板と、上記圧力発生室の開口を塞ぐ弾性板とを含む積層体から形成された流路ユニットがヘッドケースに接合され、上記圧力発生室に圧力変動を与える縦振動モードの圧電振動子が固定基板に固定され、上記ヘッドケースに設けた収容室内に圧力発生室に対応させた状態で少なくとも圧電振動子と固定基板が挿入され、固定基板を収容室内で固定状態にして液体噴射ユニットが構成され、上記液体噴射ユニットが液体供給源からの液体を導くヘッドホルダに取付けられている液体噴射ヘッドであって、上記液体噴射ユニットには、第１ノズル列と、上記第１ノズル列に対してノズル列方向にずれた第２ノズル列とが略平行な状態で配置され、第１ノズル列と第２ノズル列とがずれていることにより液体噴射ユニットの外形部に傾斜面が形成され、複数の液体噴射ユニットを上記傾斜面が対向した状態で配列して、隣合う一方の液体噴射ユニットの第１ノズル列と隣合う他方の液体噴射ユニットの第１ノズル列および隣合う一方の液体噴射ユニットの第２ノズル列と隣合う他方の液体噴射ユニットの第２ノズル列により各ノズル列が同種の液体を噴射するノズル群となるよう単位ユニットを形成したことを要旨とする。
【００３２】
すなわち、上記液体噴射ユニットには、第１ノズル列と、上記第１ノズル列に対してノズル列方向にずれた第２ノズル列とが略平行な状態で配置され、第１ノズル列と第２ノズル列とがずれていることにより液体噴射ユニットの外形部に傾斜面が形成され、複数の液体噴射ユニットを上記傾斜面が対向した状態で配列して、隣合う一方の液体噴射ユニットの第１ノズル列と隣合う他方の液体噴射ユニットの第１ノズル列および隣合う一方の液体噴射ユニットの第２ノズル列と隣合う他方の液体噴射ユニットの第２ノズル列により各ノズル列が同種の液体を噴射するノズル群となるよう単位ユニットを形成している。
【００３３】
このため、第１，第２ノズル列をずらすことにより液体噴射ユニットの外形部に傾斜面が形成できる。このようにしてえられた傾斜面を対向させて上記単位ユニットを構成することにより、傾斜面の箇所で両液体噴射ユニットが重複し、単位ユニットが占める主走査方向の寸法は、この重複に相当する寸法分の縮小が図られ、可及的に縮小することができる。上記のように傾斜面の対向により、ノズル群を構成するノズル列同士において、ノズル列よりも長い固定基板の部分が主走査方向で見て重複するので、ノズル列を適正に連続させることができる。上記単位ユニットを複数備えた液体噴射ヘッドを構成した場合には、上記の寸法縮小効果が一層大きくなる。さらに、２つの液体噴射ユニットの各ノズル列が同種の液体を噴射するノズル群を形成し、有効なノズル列の長さが見かけ上長尺化され、定められた領域への液体噴射が短時間で実行される。
【００３４】
とくに、両液体噴射ユニットの第１ノズル列同士および第２ノズル列同士が、副走査方向に機能的に連続した状態になってノズル群を形成しているのであるが、この場合には各ノズル列の長さが積算されたノズル群の長さが確保できる。このようなノズル群の長さの確保に対して、単位ユニットの主走査方向の幅寸法の増大がわずかな寸法で済むので、ノズル群の長さを十分に確保しつつ主走査方向にはコンパクトな液体噴射ヘッドが構成できる。
【００３５】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記傾斜面が、ヘッドケースの対角方向の角部を切除した状態で両傾斜面が略平行となるよう上記収容室の深さ方向と同方向に形成されている場合には、液体噴射ユニットの傾斜面が画一的に形成され、液体噴射ユニットを複数連ねて単位ユニットを構成するときに、各液体噴射ユニットを整然と配列することができ、これにともなってノズル群も各ノズル列が正確に連続した状態のもとで確保することができる。
【００３６】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記ヘッドケースの外形が、収容室の深さ方向で見て略平行四辺形である場合には、液体噴射ユニットを複数連ねて単位ユニットを構成するときに、略平行四辺形を基礎にした配列で各液体噴射ユニットを整然と配列することができ、これにともなってノズル群も各ノズル列が正確に連続した状態のもとで確保することができる。
【００３７】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、ノズル列方向で見た固定基板の長さが、第１ノズル列および第２ノズル列の長さよりも長く設定されている場合には、固定基板の端部が各ノズル列よりも突出した長さになって収容室内面との密着が果たされ、この長くなっている固定基板の端部が、上記のいわゆる「ずらし配置」や「傾斜面対向」により主走査方向で見て重複するので、固定基板の端部が突出しているにもかかわらず、各ノズル列が正確に連続した状態のもとでノズル群を確保することができる。
【００３８】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、１つの液体噴射ユニットにおける第１ノズル列と第２ノズル列の長さが同じである場合には、両ノズル列をずらしたとき、ノズル列端部にできる「ずれ量」が両側において均一に確保できることから、上記傾斜面の平行配置やヘッドケースの平行四辺形の形成が確実に達成できる。また、第１，第２ノズル列は、液体噴射性能が最も安定した長さのいわゆる標準性能のものとし、全体として安定した液体噴射性能となる。
【００３９】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、２つの液体噴射ユニットにおける各第１ノズル列と各第２ノズル列の長さが同じである場合には、各液体噴射ユニットの第１，第２ノズル列をずらしたときに、ノズル列端部にできる「ずれ量」が両側において均一に確保できることから、上記傾斜面の平行配置やヘッドケースの平行四辺形の形成が確実に達成できる。そして、均一な「ずれ量」により、第１ノズル列同士および第２ノズル列同士の連続性が適正に確保でき、ノズル群の構成にとって好適である。また、第１，第２ノズル列は、液体噴射性能が最も安定した長さのいわゆる標準性能のものとし、全体として安定した液体噴射性能となる。
【００４０】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、装置本体の主走査方向における２つの上記液体噴射ユニットの幅寸法が、１つの上記液体噴射ユニットのユニット幅の２倍未満である場合には、２つの液体噴射ユニットの傾斜面を対向させて配列し、ノズル列の長さを長くしつつ主走査方向の寸法が小さくされたコンパクトな液体噴射ヘッドがえられて、インクジェット式記録装置に適用した場合等には印刷の高速化が実現する。
【００４１】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、第１ノズル列に対応する第１液体貯留室は第１ノズル列から見て第２ノズル列と反対側に配置され、第２ノズル列に対応する第２液体貯留室は第２ノズル列から見て第１ノズル列と反対側に配置されている場合には、第１ノズル列と第２ノズル列は、そのあいだに所定幅のノズルプレートを存置させて直接隣合った状態になる。したがって、第１ノズル列と第２ノズル列との間隔は最小化されることとなり、両第１，第２ノズル列に対応するメンテナンス等のキャップ類を小型化することができ、装置本体のコンパクト化にとっても有効である。
【００４２】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、装置本体の主走査方向で見て隣合うノズル群のノズル列は、一方のノズル群のノズル列の開口ピッチに対して他方のノズル群のノズル列の開口ピッチが副走査方向にずれるように配置してあり、上記ずれ量は、上記開口ピッチの半分の量である場合には、副走査方向にずらされた関係にある両ノズル群のノズル列を主走査方向に複合すると、開口ピッチが実質的に小さな開口ピッチとなる。ここで、開口ピッチが小さくされたノズル列において、上記のようにいわゆるハーフピッチにすれば、液体噴射を受ける部材に対する単位面積当たりの液体噴射が、きわめて緻密な状態になる。他方、開口ピッチが比較的大きくされたノズル列において、上記のようにハーフピッチにすれば、このハーフピッチを記録解像度の整数倍にしておくことにより、液体噴射ヘッドの主走査方向のストローク回数を低減させることができる。これらの利点は、インクジェット式記録装置において、前者は精緻な噴射品質の確保に有効であり、後者は噴射時間の短縮や使用電力の節減等において有用である。
【００４３】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記液体噴射ユニットにおいて、上記第１ノズル列と第２ノズル列に加えられた所要列数の第３ノズル列が、第１ノズル列，第２ノズル列に対してノズル列方向にずれた状態で配置されている場合には、１つの液体噴射ユニットに含まれるノズル列の本数が増加する。このように増加したノズル列を有する液体噴射ユニットを組みあわせて単位ユニットを構成することにより、ノズル群の数量を増加することができ、各ノズル群から多種多様な液体噴射が可能となる。上記のような単位ユニットをインクジェット式記録装置に適用した場合等には、印刷の高速化と多彩な印刷品質がえられる。
【００４４】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記第３ノズル列が１つまたは２つである場合には、追加列数が少なくて主走査方向の液体噴射ユニットの寸法が最小化されるとともに、ノズル列方向には十分な長さが確保できる。例えば、１対の液体噴射ユニットにそれぞれ４本のノズル列を配置して単位ユニットを構成した場合には、４本のノズル群が、１つの液体噴射ユニットの主走査方向の寸法にわずかな寸法増加だけで成立し、同時にノズル列長さが２倍の長さとして確保できる。
【００４５】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記第３ノズル列が３つ以上である場合には、３つ以上増加したノズル列を有する液体噴射ユニットを組みあわせて単位ユニットを構成することにより、ノズル群の数量を必要かつ十分に増加することができ、各ノズル群から多種多様な液体噴射が可能となる。上記のような単位ユニットをインクジェット式記録装置に適用した場合等には、より一層の印刷の高速化と多彩な印刷品質がえられる。
【００４６】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記ヘッドホルダに液体噴射ユニットの位置決め用凸部が設けられている場合には、各液体噴射ユニットを上記位置決め用凸部に接触させてヘッドホルダに取付けることにより、単位ユニット乃至はノズル群が高い精度の下に形成でき、長尺化されたノズル群から良好な液体噴射がえられる。また、上記のように、ノズル列を副走査方向にずらしてノズル開口をハーフピッチにするような場合においても、精度の高い開口ピッチが確保できる。
【００４７】
本発明の液体噴射ヘッドにおいて、上記ヘッドホルダに液体噴射ユニットの位置決め用外周壁部材が設けられている場合には、各液体噴射ユニットを上記位置決め用外周壁部材に接触させてヘッドホルダに取付けることにより、単位ユニット乃至はノズル群が高い精度の下に形成でき、長尺化されたノズル群から良好な液体噴射がえられる。また、上記のように、ノズル列を副走査方向にずらしてノズル開口をハーフピッチにするような場合においても、精度の高い開口ピッチが確保できる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
【００４９】
本発明の液体噴射ヘッドは、上述のように種々な液体を対象にして機能させることができ、図示の実施の形態においてはその代表的な事例として、インクジェット式記録装置に採用される記録ヘッドを実施の形態の対象にしている。
【００５０】
本実施の形態における装置本体すなわちインクジェット式記録装置５０は、通常の形式のものであり、図１０に示したものと同じである。
【００５１】
本発明の液体噴射ヘッドの重要な構成要素となる液体噴射ユニットすなわちインク噴射ユニットの構造は図１に示されている。このインク噴射ユニットＵには、第１ノズル列２１Ａと、第１ノズル列２１Ａに対してノズル列方向にずれた第２ノズル列２１Ｂとが略平行な状態で配置されている。そして、第１ノズル列２１Ａと第２ノズル列２１Ｂの長さは同じにしてある。後述の各部の構成は上記両ノズル列２１Ａ，２１Ｂに対応したものとされている。
【００５２】
図１および図２において、インク噴射ユニットＵは、ヘッドケース１４と、このヘッドケース１４のユニット固着面１５に接着剤等で固着される流路ユニット１６とから構成されている。上記流路ユニット１６は、ノズルプレート１７と、流路形成板１８と、振動板の形態で例示されている封止板１９とが積層され接着されて構成されている。なお、図２は第２ノズル列２１Ａ側の部分だけを破断した断面図である。
【００５３】
上記ノズルプレート１７は、ステンレス板からなり、多数のノズル開口２０が図２の紙面に垂直な方向に列設されて、第１ノズル列２１Ａと第２ノズル列２１Ｂを形成している。上記第１ノズル列２１Ａと第２ノズル列２１Ｂは、上記のように略平行な状態で配列され、しかも両ノズル列の長さは同じである。
【００５４】
以下の説明において、「Ａ」が付された番号は第１ノズル列２１Ａに対応し、「Ｂ」が付された番号は第２ノズル列２１Ｂに対応している。
【００５５】
上記流路形成板１８は、素材板であるシリコン単結晶板からなり、上記ノズル開口２０に連通する第１圧力発生室２２Ａと第２圧力発生室２２Ｂ、大気に連通（図示していない）している第１ダンパ用凹部２７Ａ，第２ダンパ用凹部２７Ｂが異方性エッチングにより形成されている。２３Ａと２３Ｂはインク供給管２６Ａと２６Ｂに連通している第１および第２インク貯留室であり、封止板１９にあけたインク導入口２５Ａ，２５Ｂを通じて第１圧力発生室２２Ａおよび第２圧力発生室２２Ｂに連通している。
【００５６】
第１ノズル列２１Ａに対応する第１インク貯留室２３Ａは第１ノズル列２１Ａから見て第２ノズル列２１Ｂと反対側に配置され、第２ノズル列２１Ｂに対応する第２インク貯留室２３Ｂは第２ノズル列２１Ｂから見て第１ノズル列２１Ａと反対側に配置されている。つまり、図５（Ａ）に示すように、第１インク貯留室２３Ａと第２インク貯留室２３Ｂのあいだに第１ノズル列２１Ａと第２ノズル列２１Ｂが配置されている。上記配置により、第１ノズル列２１Ａと第２ノズル列２１Ｂは、そのあいだに所定幅のノズルプレート１７を存置させて直接隣合った状態になる。したがって、第１ノズル列２１Ａと第２ノズル列２１Ｂとの間隔は最小化されることとなり、両第１，第２ノズル列２１Ａ，２１Ｂに対応するキャッピング装置１０やフラッシング開口部１２等を小型化することができ、装置本体のコンパクト化によっても有効である。
【００５７】
上記振動板１９は、樹脂フィルムとステンレス板がラミネートされており、各圧力発生室２２Ａ，２２Ｂに対応する部分の裏面に、ステンレス板の島部１９Ａ，１９Ｂが形成されている。また、上記第１，第２インク貯留室２３Ａ，２３Ｂと略同じ輪郭をした樹脂フィルムのみのコンプライアンス部１９Ｃ，１９Ｄが形成されている。
【００５８】
上記ヘッドケース１４は、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂の射出成形品であり、ユニット固着面１５に第１インク貯留室２３Ａ，第２インク貯留室２３Ｂにインクを導入するインク供給管２６Ａ，２６Ｂが開口されている。また、第１インク貯留室２３Ａと第２インク貯留室２３Ｂに対応する部分に、両インク貯留室２３Ａ，２３Ｂの形状と略一致する形状の上記第１，第２ダンパ用凹部２７Ａ，２７Ｂが形成されている。
【００５９】
２９Ａ，２９Ｂは圧電振動子３０Ａ，３０Ｂが固定される固定基板、３１Ａ，３１Ｂは上記固定基板２９Ａ，２９Ｂに圧電振動子３０Ａ，３０Ｂが固定されてなる圧電振動子ユニット３５Ａ，３５Ｂを収容する収容室である。この収容室３１Ａ，３１Ｂの深さ方向は、図１および図２の上下方向であり、主走査方向が水平方向であるとすれば、上記深さ方向はそれと直交する方向となる。上記圧電振動子３０Ａ，３０Ｂは、縦振動モードの圧電振動子３０Ａ，３０Ｂであり、駆動信号の入力により長手方向に伸縮振動して第１圧力発生室２２Ａ，第２圧力発生室２２Ｂに圧力変動を与えるようになっている。
【００６０】
上記第１，第２ダンパ用凹部２７Ａ，２７Ｂは、第１，第２インク貯留室２３Ａ，２３Ｂの下側開口を封止する振動板１９と流路形成板１８に設けた凹形状部によって形成された空間であり、インク滴吐出時の第１，第２インク貯留室２３Ａ，２３Ｂ内の圧力変動を、コンプライアンス部１９Ｃ，１９Ｄの変形によって吸収するようになっている。このコンプライアンス部１９Ｃ，１９Ｄの変形時には、第１，第２ダンパ用凹部２７Ａ，２７Ｂ内の空気が空気抜き穴（図示していない）から外部に抜け、第１，第２ダンパ用凹部２７Ａ，２７Ｂ内の圧力上昇を防止するようになっている。
【００６１】
上記構成のインク噴射ユニットＵは、例えば、つぎのようにして組立てられる。すなわち、まず、ヘッドケース１４のユニット固着面１５に、インク供給管２６Ａ，２６Ｂや収容室３１Ａ，３１Ｂに流れ込まないよう接着剤を塗布したり、あるいは所定形状に打ち抜き形成等された接着シートを貼着し、その上に、あらかじめ接着剤等で接合されて組立てられた流路ユニット１６を載置する。ついで、４０〜１００℃程度の温度に加熱し、必要に応じて押圧等することにより、流路ユニット１６とヘッドケース１４とを固着する。
【００６２】
一方、圧電振動子３０Ａ，３０Ｂが固定基板２９Ａ，２９Ｂに固定された圧電振動子ユニット３５Ａ，３５Ｂを準備し、上記圧電振動子３０Ａ，３０Ｂの先端に接着剤を塗布しておく。つぎに、流路ユニット１６が下側になるよう上記ヘッドケース１４を反転させ、上記圧電振動子ユニット３５Ａ，３５Ｂをそれぞれ収容室３１Ａと３１Ｂに収容して接着固定する。この状態で、圧電振動子３０Ａ，３０Ｂの先端を流路ユニット１６の振動板１９に接着固定し、最後に固定基板２９Ａ，２９Ｂをヘッドケース１４に固定することにより、インク噴射ユニットＵが完成する。
【００６３】
上記インク噴射ユニットＵでは、駆動回路（図示せず）で発生させた駆動信号をフレキシブルケーブル３２Ａ，３２Ｂを介して圧電振動子３０Ａ，３０Ｂに入力することにより、圧電振動子３０Ａ，３０Ｂを長手方向に伸縮させる。この圧電振動子３０Ａ，３０Ｂの伸縮により、振動板１９の島部１９Ａ，１９Ｂを振動させて第１，第２圧力発生室２２Ａ，２２Ｂ内の圧力を変化させ、第１，第２圧力発生室２２Ａ，２２Ｂ内のインクをノズル開口２０からインク滴として吐出させるようになっている。
【００６４】
上記インク噴射ユニットＵは、ヘッドホルダ３３に接手部材３４Ａ，３４Ｂ等を介して取付けられている。上記ヘッドホルダ３３の形状は各種の機能を付与するために、多数の凹凸形状等が成形されているが、基本的には各図に示すように、板状の形態である。このヘッドホルダ３３にパイプ状のインク接続部３６Ａ，３６Ｂが取付けられている。上記インク接続部３６Ａ，３６Ｂは、インク供給源からインクを導く機能を果たし、ヘッドホルダ３３にインクカートリッジ１が装着されるときには、インク供給針（図示していない）となり、インクカートリッジ１の内部に突き刺される状態になる。
【００６５】
上記インク接続部３６Ａ，３６Ｂの下流側にフィルタ３７Ａ，３７Ｂが配置され、インク中の不純物等を捕捉して、インク供給管２６Ａ，２６Ｂへ流下させないようになっている。
【００６６】
インク噴射ユニットＵの組立て順序は上述のとおりであるが、その組立てに際して活用されるのが基準穴である。１７Ｈはノズルプレート１７の基準穴、１８Ｈは流路形成板１８の基準穴、１９Ｈは封止板１９の基準穴、１４Ｈはヘッドケース１４の基準穴である。基準穴１７Ｈ，１８Ｈ，１９Ｈはノズルプレート１７，流路形成板１８，封止板１９を積層体にして流路ユニット１６を完成させるときに、位置決めピン（図示していない）を挿入して位置決め用として使用される。したがって、流路ユニット１６の組立て精度を適正に維持し、正常なインク吐出機能を有する流路ユニット１６が構成される。
【００６７】
また、流路ユニット１６をヘッドケース１４のユニット固着面１５に接合するときにも、流路ユニット１６に連通した状態になっている基準穴１７Ｈ，１８Ｈ，１９Ｈとヘッドケース１４側の基準穴１４Ｈを合致させて、位置決めピン（図示していない）を用いて両者の一体化が図られる。ノズルプレート１７，流路形成板１８，封止板１９およびヘッドケース１４には一貫したボルト穴（図示していない）がそれぞれにあけられ、ここを貫通させたボルト（図示していない）でインク噴射ユニットＵをヘッドホルダ３３に固定するようになっている。なお、インク噴射ユニットＵをヘッドホルダ３３に固定するときにも基準穴１４Ｈを利用することができる。このとき、ヘッドホルダ３３側の基準穴または基準ピン（図示していない）にヘッドケース１４の基準穴１４Ｈを合致させて、複数のインク噴射ユニットＵ相互間の位置関係を正常に設定するときにも活用できる。
【００６８】
上記のインク噴射ユニットＵの外形を変形させて、複数のインク噴射ユニットＵを所定の形態で組合すようになっている。このようにして組合わせた複数のインク噴射ユニットＵにより、単位ユニット３９を構成し同時に長尺なノズル列であるノズル群３８を構成している。
【００６９】
第１ノズル列２１Ａと第２ノズル列２１Ｂとは、上記のようにノズル列方向にずれているので、それに伴って第１，第２圧力発生室２２Ａ，２２Ｂ、第１，第２ダンパ用凹部２７Ａ，２７Ｂ、第１，第２インク貯留室２３Ａ，２３Ｂ、島部１９Ａ，１９Ｂ、コンプライアンス部１９Ｃ，１９Ｄ，収容室３１Ａ，３１Ｂ等はすべて上記ノズル列と同様にずれている。
【００７０】
上記の「ずれ」により、インク噴射ユニットＵの外形が変形可能となっている。すなわち、寸法的に見てインク噴射ユニットＵの大部分を占めるヘッドケース１４に傾斜面４０，４１が形成してある。この傾斜面４０，４１は、略直方体の形状をしたヘッドケース１４の対角方向の角部を切除した状態で、両傾斜面４０，４１が平行となるよう上記収容室３１Ａ，３１Ｂの深さ方向に形成されている。そして、傾斜面４０，４１の配置によりヘッドケース１４は、収容室３１Ａ，３１Ｂの深さ方向で見て略平行四辺形になっている。
【００７１】
ヘッドケース１４に上記のような傾斜面４０，４１が形成されるのに伴って、ノズルプレート１７，流路形成板１８，封止板１９にもそれぞれ傾斜面４０，４１と同様な斜め方向の切除が施され、流路ユニット１６全体がヘッドケース１４と略同じ形状となっている。
【００７２】
傾斜面４０，４１が形成されたインク噴射ユニットＵを組みあわせて単位ユニット３９が構成され、これに伴って連続状態とされた第１ノズル列２１Ａ，２１Ａ同士および第２ノズル列２１Ｂ，２１Ｂ同士がそれぞれノズル群３８を形成している。一方のノズル群３８を構成する第１ノズル列２１Ａからは同色のインクが吐出されて、１つのノズル群３８から１色のインクが吐出される。同様に、他方のノズル群３８を構成する第２ノズル列２１Ｂから同色のインクが吐出されて、もう１つのノズル群３８からも１色のインクが吐出される。両ノズル群３８からのインク色は同色にしてもよく、あるいはノズル群３８毎に異色にしてもよい。
【００７３】
図３は、インク噴射ユニットＵを圧電振動子ユニット３５Ａ，３５Ｂの側から見た平面図であり、理解しやすくするために、見えない箇所にある第１，第２インク貯留室２３Ａ，２３Ｂ等も透視的に実線で図示してある。同図は、一方のインク噴射ユニットＵの傾斜面４０と、他方のインク噴射ユニットＵの傾斜面４１とを、主走査方向にオフセットさせて両傾斜面４０，４１が対向させた状態を示している。オフセット長さは、符号Ｌ１で示されている。図３に示すように、一方の第１ノズル列２１Ａと他方の第１ノズル列２１Ａは、副走査方向において機能上連続した一連のノズル列すなわちノズル群３８を形成している。
【００７４】
一方のインク噴射ユニットＵの第１ノズル列２１Ａと他方のインク噴射ユニットＵの第１ノズル列２１Ａを主走査方向で見ると、図４（Ａ）に示すように、一方の第１ノズル列２１Ａの端部のノズル開口２０と、他方の第１ノズル列２１Ａの端部のノズル開口２０との間隔は、両ノズル列２１Ａ，２１Ａの開口ピッチＰと同じ間隔とされている。
【００７５】
機能上連続するノズル列２１Ａ，２１Ａ（あるいは２１Ｂ，２１Ｂ）同士の端部の状態を拡大してみると、図４（Ａ）に示すような場合がある。すなわち、ノズル列２１Ａ，２１Ａ（あるいは２１Ｂ，２１Ｂ）の端部近傍のノズル開口２０は、ノズル開口２０やそれに対応する第１圧力発生室２２Ａ（あるいは第２圧力発生室２２Ｂ）は存在していても、吐出特性を安定させるために、図中に黒丸で示した１〜２個のノズル開口２０を使用しないことがある。したがって、一方の第１ノズル列２１Ａと他方の第１ノズル列２１Ａとは、ノズル開口２０のピッチＰ分の間隔をとるのであるが、黒丸図示のノズル開口２０は考慮しない有効ノズル開口２０により、両ノズル列２１Ａ，２１Ａの機能的な連続性を求めるのである。
【００７６】
図４（Ｂ）に示したように、装置本体の主走査方向で見て隣合うノズル群３８のノズル列は、一方のノズル群３８の第１ノズル列２１Ａ，２１Ａの開口ピッチに対して、他方のノズル群３８の第２ノズル列２１Ｂ，２１Ｂの開口ピッチが副走査方向にずれるように配置してあり、上記ずれ量は、上記開口ピッチＰの半分の量である場合には、副走査方向にずらされた関係にある両ノズル群３８，３８の第１ノズル列２１Ａ，２１Ａと第２ノズル列２１Ｂ，２１Ｂを主走査方向に複合すると、開口ピッチが実質的に小さな開口ピッチとなる。
【００７７】
ここで、開口ピッチＰが小さくされたノズル列２１Ａ，２１Ｂにおいて、上記のようにいわゆるハーフピッチにすれば、インク滴吐出を受ける記録媒体７に対する単位面積当たりのインク滴吐出が、きわめて緻密な状態になる。他方、開口ピッチＰが比較的大きくされたノズル列２１Ａ，２１Ｂにおいて、上記のようにハーフピッチにすれば、このハーフピッチを記録解像度の整数倍にしておくことにより、インク噴射ヘッド２の主走査方向のストローク回数を低減させることができる。これらの利点は、前者は精緻な印刷品質の確保に有効であり、後者は印刷時間の短縮や使用電力の節減等において有用である。
【００７８】
本発明における液体噴射ユニットは、つぎのような概念で把握される。すなわち、「１つのノズル列に対応する圧力発生室，流路形成板，封止板，圧力発生素子等の組合わせによる構造物がずれた状態で対をなし、これらの構造物がヘッドケースに集約されて１つの液体噴射ユニットが構成される」という概念である。
【００７９】
図５は、２つのインク噴射ユニットＵからなる単位ユニット３９が、ヘッドホルダ３３に取付けられている場合を示し、（Ａ）はノズルプレート１７側から見た平面図、（Ｂ）はノズル開口側から見た透視図である。また、図６（Ａ）は図５（Ａ）の〔６Ａ〕−〔６Ａ〕断面、図６（Ｂ）は図５（Ａ）の〔６Ｂ〕−〔６Ｂ〕断面を示している。
【００８０】
長方形のヘッドホルダ３３の周囲には位置決め用外周壁部材４２が形成され、その内面にインク噴射ユニットＵの外壁面が接触している。したがって、インク噴射ユニットＵを上記位置決め用外周壁部材４２に接触させてヘッドホルダ３３に取付けることから、取付けられた複数のインク噴射ユニットＵの相対位置が正確に設定され、各インク噴射ユニットＵ間の第１ノズル列２１Ａ，２１Ａおよび第２ノズル列２１Ｂ，２１Ｂの相対位置が高精度の下で確保できる。
【００８１】
さらに、ヘッドホルダ３３のインク噴射ユニットＵを取付ける側の面には、位置決め用凸部４３がヘッドホルダ３３と一体的に設けてある。この凸部４３はブロックのような形状であり、主走査方向に直交する向き（副走査方向）の各ユニットＵの移動を拘束する基準面４４と、主走査方向の各ユニットＵの移動を拘束する基準面４５とが形成されている。インク噴射ユニットＵの外壁面が基準面４４，４５に当接している。
【００８２】
上記構成により、単位ユニット３９乃至はノズル群３８が高い精度の下に形成でき、長尺化されたノズル群３８から良好なインク滴吐出がえられる。さらに、上記のように、隣合う単位ユニット３９のノズル列２１Ａ，２１Ｂを副走査方向にずらしてノズル開口２０をハーフピッチにするような場合においても、精度の高いピッチＰ／２が確保できる。
【００８３】
上記の実施の形態の作用効果として、すでに述べた事項以外に、つぎのようなものがある。
【００８４】
第１，第２ノズル列２１Ａ，２１Ｂをずらすことによりインク噴射ユニットＵの外形部に傾斜面４０，４１が形成できる。このようにしてえられた傾斜面４０，４１を対向させて上記単位ユニット３９を構成することにより、傾斜面４０，４１の箇所で両インク噴射ユニットＵが重複し、単位ユニット３９が占める主走査方向の寸法は、この重複に相当する寸法分の縮小が図られ、可及的に縮小することができる。上記のように傾斜面４０，４１の対向により、ノズル群３８を構成するノズル列２１Ａ，２１Ａ同士および２１Ｂ，２１Ｂ同士において、ノズル列２１Ａ，２１Ｂよりも長い固定基板２９Ａ，２９Ｂの部分が主走査方向で見て重複するので、ノズル列２１Ａ，２１Ａおよび２１Ｂ，２１Ｂを適正に連続させることができる。上記単位ユニット３９を複数備えたインク噴射ヘッド２を構成した場合には、上記の寸法縮小効果が一層大きくなる。さらに、２つのインク噴射ユニットＵの各ノズル列２１Ａ，２１Ａおよび２１Ｂ，２１Ｂがそれぞれ同色のインクを吐出するノズル群３８，３８を形成し、有効なノズル列３８，３８の長さが見かけ上長尺化され、定められた領域へのインク滴吐出が短時間で実行される。
【００８５】
とくに、両インク噴射ユニットＵの第１ノズル列２１Ａ，２１Ａ同士および第２ノズル列２１Ｂ，２１Ｂ同士が、副走査方向に機能的に連続した状態になってノズル群３８，３８を形成しているのであるが、この場合には各ノズル列２１Ａ，２１Ｂの長さが積算されたノズル群３８，３８の長さが確保できる。このようなノズル群３８，３８の長さの確保に対して、主走査方向の単位ユニット３９の幅寸法の増大がわずかな寸法で済むので、ノズル群３８，３８の長さを十分に確保しつつ主走査方向にはコンパクトなインク噴射ヘッドＵが構成できる。
【００８６】
インク噴射ユニットＵの傾斜面４０，４１が略平行にしかも上記収容室３１Ａ，３１Ｂの深さ方向と同方向に画一的に形成されているので、インク噴射ユニットＵを複数連ねて単位ユニット３９を構成するときに、各インク噴射ユニットＵを整然と配列することができ、これにともなってノズル群３８も各ノズル列２１Ａ，２１Ａおよび２１Ｂ，２１Ｂが正確に連続した状態のもとで確保することができる。
【００８７】
略平行四辺形を基礎にした配列で各インク噴射ユニットＵを整然と配列することができ、これにともなってノズル群３８も各ノズル列２１Ａ，２１Ａおよび２１Ｂ，２１Ｂが正確に連続した状態のもとで確保することができる。
【００８８】
固定基板２９Ａ，２９Ｂの端部が各ノズル列２１Ａ，２１Ｂよりも突出した長さになって収容室３１Ａ，３１Ｂの内面との密着が果たされ、この長くなっている固定基板２９Ａ，２９Ｂの端部が、上記のいわゆる「ずらし配置」や「傾斜面対向」により主走査方向で見て重複するので、固定基板２９Ａ，２９Ｂの端部が突出しているにもかかわらず、各ノズル列２１Ａ，２１Ａおよび２１Ｂ，２１Ｂが正確に連続した状態のもとでノズル群３８，３８を確保することができる。
【００８９】
１つの液体噴射ユニットＵにおける第１ノズル列２１Ａと第２ノズル列２１Ｂの長さが同じであるから、両ノズル列２１Ａ，２１Ｂをずらしたとき、ノズル列端部にできる「ずれ量」が両側において均一に確保できる。したがって、上記傾斜面４０，４１の平行配置やヘッドケース１４の平行四辺形の形成が確実に達成できる。また、第１，第２ノズル列２１Ａ，２１Ｂは、インク吐出性能が最も安定した長さのいわゆる標準性能のものとし、全体として安定したインク吐出性能となる。
【００９０】
２つの液体噴射ユニットＵにおける各第１ノズル列２１Ａと各第２ノズル列２１Ｂの長さが同じであるから、各液体噴射ユニットＵの第１，第２ノズル列２１Ａ，２１Ｂをずらしたときに、ノズル列端部にできる「ずれ量」が両側において均一に確保できる。上記傾斜面４０，４１の平行配置やヘッドケース１４の平行四辺形の形成が確実に達成できる。そして、均一な「ずれ量」により、第１ノズル列２１Ａ，２１Ａ同士および第２ノズル列２１Ｂ，２１Ｂ同士の連続性が適正に確保でき、ノズル群３８，３８の構成にとって好適である。また、第１，第２ノズル列２１Ａ，２１Ｂは、インク吐出性能が最も安定した長さのいわゆる標準性能のものとし、全体として安定したインク吐出性能となる。
【００９１】
装置本体５０の主走査方向における２つの上記液体噴射ユニットＵの幅寸法を、１つの上記液体噴射ユニットＵのユニット幅の２倍未満にして、２つの液体噴射ユニットＵの傾斜面４０，４１を対向させて配列し、ノズル列の長さを長くしつつ主走査方向の寸法が小さくされたコンパクトなインク噴射ヘッド２がえられる。
【００９２】
各インク噴射ユニットＵを上記位置決め用凸部４３に接触させてヘッドホルダ３３に取付けることにより、単位ユニット３９乃至はノズル群３８が高い精度の下に形成でき、長尺化されたノズル群３８から良好なインク滴吐出がえられる。また、上記のように、ノズル列２１Ａ，２１Ｂを副走査方向にずらしてノズル開口２０をハーフピッチにするような場合においても、精度の高い開口ピッチが確保できる。
【００９３】
各インク噴射ユニットＵを上記位置決め用外周壁部材４２に接触させてヘッドホルダ３３に取付けることにより、単位ユニット３９乃至はノズル群３８が高い精度の下に形成でき、長尺化されたノズル群３８から良好なインク滴吐出がえられる。また、上記のように、ノズル列２１Ａ，２１Ｂを副走査方向にずらしてノズル開口２０をハーフピッチにするような場合においても、精度の高い開口ピッチが確保できる。
【００９４】
図７（Ａ）（Ｂ）は、本発明の液体噴射ヘッドの第２の実施の形態を示す。
【００９５】
（Ａ）に示す実施の形態は、上記のインク噴射ユニットＵを構成する第１ノズル列２１Ａ，第２ノズル列２１Ｂの２つのノズル列をさらに増加したもので、ここでは２つのノズル列が増設されている。したがって、１つのインク噴射ユニットＵの中に４本のノズル列２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄが組み込まれている。そして、このようなインク噴射ユニットＵが対になって単位ユニット３９が構成され、それに伴ってノズル群３８が４本構成されている。４本のノズル列２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄは、均等なずれ量が付与され、それによって長い傾斜面４０，４１が構成されている。また、（Ｂ）は増設されたノズル列が１つの場合である。それ以外は、上記実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００９６】
上記構成により、ノズル群３８毎に異なったインクを吐出させて印刷色を一層多彩にすることができる。追加列数が少なくて主走査方向のインク噴射ユニットＵの寸法が最小化されるとともに、ノズル列方向には十分な長さが確保できる。例えば、１対の液体噴射ユニットＵにそれぞれ４本のノズル列２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄを配置して単位ユニット３９を構成した場合には、４本のノズル群３８が、１つの液体噴射ユニットＵの主走査方向の寸法にわずかな寸法増加だけで成立し、同時にノズル列長さが２倍の長さとして確保できる。それ以外は、上記実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【００９７】
図８は、本発明の液体噴射ヘッドの第３の実施の形態を示す。
【００９８】
この実施の形態は、上記の４本のノズル列２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄに対して、さらにノズル列２１Ｅ，２１Ｆを加えた６列で１つのインク噴射ユニットＵを構成している。６本のノズル列２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆは、均等なずれ量が付与され、それによって長い傾斜面４０，４１が構成されている。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【００９９】
上記構成により、多数のノズル群３８毎に異なったインクを吐出させて印刷色をより一層多彩にすることができる。追加列数が増加しても主走査方向のインク噴射ユニットＵの寸法が最小化されるとともに、ノズル列方向には十分な長さが確保できる。それ以外は、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【０１００】
図９は、本発明の液体噴射ヘッドの第４の実施の形態を示す。
【０１０１】
この実施の形態は、上記６本のノズル列２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ，２１Ｅ，２１Ｆを含むインク噴射ユニットＵが３層になって配置されて、単位ユニット３９が構成されている。それ以外は、上記各実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。
【０１０２】
上記構成により、インク噴射ユニットＵの３層化によりさらに長尺化されたノズル群３８が構成でき、印刷の高速化が一層促進される。一方、液体噴射ヘッド２の主走査方向の幅寸法の増大の度合いすなわちノズル群３８の長尺化に対する幅寸法の増大がきわめて少なくて済み、結果的にはインク噴射ヘッドの小型化が図れたことになる。それ以外は、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏する。
【０１０３】
上述の実施の形態は、インクジェット式記録装置を対象にしたものであるが、本発明によってえられた液体噴射ヘッドは、インクジェット式記録装置用のインクだけを対象にするのではなく、グルー，マニキュア，導電性液体（液体金属）等を噴射することができる。さらに、上記実施の形態では、液体の一つであるインクを用いたインクジェット式記録装置について説明したが、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド，液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド，有機ＥＬディスプレー，ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド，バイオチップ製造に用いられる生体有機噴射ヘッド等の液体を吐出する液体噴射ヘッド全般に適用することも可能である。
【０１０４】
【発明の効果】
以上のように、本発明の液体噴射ヘッドによれば、第１，第２ノズル列をずらすことにより液体噴射ユニットの外形部に傾斜面が形成できる。このようにしてえられた傾斜面を対向させて上記単位ユニットを構成することにより、傾斜面の箇所で両液体噴射ユニットが重複し、単位ユニットが占める主走査方向の寸法は、この重複に相当する寸法分の縮小が図られ、可及的に縮小することができる。上記のように傾斜面の対向により、ノズル群を構成するノズル列同士において、ノズル列よりも長い固定基板の部分が主走査方向で見て重複するので、ノズル列を適正に連続させることができる。上記単位ユニットを複数備えた液体噴射ヘッドを構成した場合には、上記の寸法縮小効果が一層大きくなる。さらに、２つの液体噴射ユニットの各ノズル列が同種の液体を噴射するノズル群を形成し、有効なノズル列の長さが見かけ上長尺化され、定められた領域への液体噴射が短時間で実行される。
【０１０５】
とくに、両液体噴射ユニットの第１ノズル列同士および第２ノズル列同士が、副走査方向に機能的に連続した状態になってノズル群を形成しているのであるが、この場合には各ノズル列の長さが積算されたノズル群の長さが確保できる。このようなノズル群の長さの確保に対して、単位ユニットの主走査方向の幅寸法の増大がわずかな寸法で済むので、ノズル群の長さを十分に確保しつつ主走査方向にはコンパクトな液体噴射ヘッドが構成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の液体噴射ヘッドを示す分解斜視図である。
【図２】図１のものの断面図である。
【図３】インク噴射ユニットの対向部分を示す拡大平面図である。
【図４】ノズル列の連続箇所の拡大平面図である。
【図５】単位ユニットをヘッドホルダに取付けた状態を示す図であり、（Ａ）はノズルプレート側から見た平面図、（Ｂ）はノズル開口側から見た透視図である。
【図６】（Ａ）は図５（Ａ）の〔６Ａ〕−〔６Ａ〕断面図、（Ｂ）は図５（Ａ）の〔６Ｂ〕−〔６Ｂ〕断面図である。
【図７】本発明の液体噴射ヘッドの第２の実施の形態を示す平面図である。
【図８】本発明の液体噴射ヘッドの第３の実施の形態を示す平面図である。
【図９】本発明の液体噴射ヘッドの第４の実施の形態を示す平面図である。
【図１０】本発明が適用されるインクジェット式記録装置の斜視図である。
【図１１】従来のインク噴射ヘッドを示す分解斜視図である。
【図１２】図１１のものの断面図である。
【図１３】（Ａ）はヘッドケースの一部を破断して示した平面図、（Ｂ）はヘッドケースをノズルプレート側から見た平面図、（Ｃ）はインク噴射ユニットを配列した状態を示す平面図である。
【図１４】複数のインク噴射ユニットがヘッドホルダに組みつけられた状態を示す平面図である。
【符号の説明】
１ インクカートリッジ
２ 記録ヘッド，インク噴射ヘッド
３ キャリッジ
４ タイミングベルト
５ ステッピングモータ
６ ガイドバー
７ 記録媒体
８ 案内部材
９ ワイパー装置
１０ キャッピング装置
１１ フラッシングボックス
１２ フラッシング開口部
１３ 廃インク貯留部
１４ ヘッドケース
１４Ｈ 基準穴
１５ ユニット固着面
１６ 流路ユニット
１７ ノズルプレート
１７Ｈ 基準穴
１８ 流路形成板
１８Ｈ 基準穴
１９ 封止板，振動板
１９Ａ 島部
１９Ｂ 島部
１９Ｃ コンプライアンス部
１９Ｄ コンプライアンス部
１９Ｈ 基準穴
２０ ノズル開口
２１ ノズル列
２１Ａ 第１ノズル列
２１Ｂ 第２ノズル列
２１Ｃ 第３ノズル列
２１Ｄ 第３ノズル列
２１Ｅ 第３ノズル列
２１Ｆ 第３ノズル列
２２ 圧力発生室
２２Ａ 第１圧力発生室
２２Ｂ 第２圧力発生室
２３ インク貯留室
２３Ａ 第１インク貯留室
２３Ｂ 第２インク貯留室
２５ インク導入口
２５Ａ インク導入口
２５Ｂ インク導入口
２６ インク供給管
２６Ａ インク供給管
２６Ｂ インク供給管
２７ ダンパ用凹部
２７Ａ 第１ダンパ用凹部
２７Ｂ 第２ダンパ用凹部
２８ ボルト穴
２９ 固定基板
２９Ａ 固定基板
２９Ｂ 固定基板
３０ 圧電振動子
３０Ａ 圧電振動子
３０Ｂ 圧電振動子
３１ 収容室
３１Ａ 収容室
３１Ｂ 収容室
３１Ｘ 内壁
３１Ｙ 内壁
３１Ｚ 内壁
３１Ｄ ストッパ壁
３２ フレキシブルケーブル
３２Ａ フレキシブルケーブル
３２Ｂ フレキシブルケーブル
３３ ヘッドホルダ
３４ 接手部材
３４Ａ 接手部材
３４Ｂ 接手部材
３５ 圧電振動子ユニット
３５Ａ 圧電振動子ユニット
３５Ｂ 圧電振動子ユニット
３６ インク接続部
３６Ａ インク接続部
３６Ｂ インク接続部
３７ フィルタ
３７Ａ フィルタ
３７Ｂ フィルタ
３８ ノズル群
３９ 単位ユニット
４０ 傾斜面
４１ 傾斜面
４２ 位置決め用外周壁部材
４３ 位置決め用凸部
４４ 基準面
４５ 基準面
５０ インクジェット式記録装置
Ｕ インク噴射ユニット
Ｌ 間隔
Ｌ１ オフセット長さ
Ｐ ノズル開口ピッチ
Claims (14)
- ノズル開口が列設されることによりノズル列が形成されたノズルプレートと、上記ノズル開口に連通する圧力発生室が形成された流路形成板と、上記圧力発生室の開口を塞ぐ弾性板とを含む積層体から形成された流路ユニットがヘッドケースに接合され、上記圧力発生室に圧力変動を与える縦振動モードの圧電振動子が固定基板に固定され、上記ヘッドケースに設けた収容室内に圧力発生室に対応させた状態で少なくとも圧電振動子と固定基板が挿入され、固定基板を収容室内で固定状態にして液体噴射ユニットが構成され、上記液体噴射ユニットが液体供給源からの液体を導くヘッドホルダに取付けられている液体噴射ヘッドであって、
上記液体噴射ユニットには、第１ノズル列と、上記第１ノズル列に対してノズル列方向にずれた第２ノズル列とが略平行な状態で配置され、第１ノズル列と第２ノズル列とがずれていることにより液体噴射ユニットの外形部に傾斜面が形成され、複数の液体噴射ユニットを上記傾斜面が対向した状態で配列して、隣合う一方の液体噴射ユニットの第１ノズル列と隣合う他方の液体噴射ユニットの第１ノズル列および隣合う一方の液体噴射ユニットの第２ノズル列と隣合う他方の液体噴射ユニットの第２ノズル列により各ノズル列が同種の液体を噴射するノズル群となるよう単位ユニットを形成したことを特徴とする液体噴射ヘッド。 - 上記傾斜面は、ヘッドケースの対角方向の角部を切除した状態で両傾斜面が略平行となるよう上記収容室の深さ方向と同方向に形成されている請求項１記載の液体噴射ヘッド。
- 上記ヘッドケースの外形は、収容室の深さ方向で見て略平行四辺形である請求項１または２記載の液体噴射ヘッド。
- ノズル列方向で見た固定基板の長さは、第１ノズル列および第２ノズル列の長さよりも長く設定されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
- １つの液体噴射ユニットにおける第１ノズル列と第２ノズル列の長さは同じである請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
- ２つの液体噴射ユニットにおける各第１ノズル列と各第２ノズル列の長さは同じである請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
- 装置本体の主走査方向における２つの上記液体噴射ユニットの幅寸法は、１つの上記液体噴射ユニットのユニット幅の２倍未満である請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
- 第１ノズル列に対応する第１液体貯留室は第１ノズル列から見て第２ノズル列と反対側に配置され、第２ノズル列に対応する第２液体貯留室は第２ノズル列から見て第１ノズル列と反対側に配置されている請求項１〜７のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
- 装置本体の主走査方向で見て隣合うノズル群のノズル列は、一方のノズル群のノズル列の開口ピッチに対して他方のノズル群のノズル列の開口ピッチが副走査方向にずれるように配置してあり、上記ずれ量は、上記開口ピッチの半分の量である請求項１〜８のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
- 上記液体噴射ユニットには、上記第１ノズル列と第２ノズル列に加えられた所要列数の第３ノズル列が、第１ノズル列，第２ノズル列に対してノズル列方向にずれた状態で配置されている請求項１〜９のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
- 上記第３ノズル列が１つまたは２つである請求項１０記載の液体噴射ヘッド。
- 上記第３ノズル列が３つ以上である請求項１０記載の液体噴射ヘッド。
- 上記ヘッドホルダに液体噴射ユニットの位置決め用凸部が設けられている請求項１〜１２のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
- 上記ヘッドホルダに液体噴射ユニットの位置決め用外周壁部材が設けられている請求項１〜１３のいずれか一項に記載の液体噴射ヘッド。
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