JP5732905B2 - 液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体噴射ヘッドを複数配列した液体噴射装置に関し、特に、各液体噴射ヘッド内の液体を循環させる液体噴射装置に関する。

圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることでノズルから液滴として噴射させる液体噴射ヘッドとしては、例えば、インクジェット式記録装置（以下、単にプリンターという）などの画像記録装置に用いられるインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）、液晶ディスプレイなどのカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）など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（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッドなどがある。

また、着弾対象（記録媒体）により効率よく且つより高速に液体を噴射（吐出）するために、記録ヘッドと着弾対象とが相対的に移動する方向（着弾対象の搬送方向）に対して直交する方向に、記録ヘッドを複数配列した記録ヘッド群（ライン型記録ヘッド）を備えたものがある。例えば、このようなライン型記録ヘッドを構成する記録ヘッドでは、リザーバーから圧力室を経てノズルに至る一連の液体流路が形成された流路ユニットや圧力室の容積を変動可能な圧電振動子を有する振動子ユニットなどを備えたものがある。そして、各記録ヘッド内のゴミ、気泡等を排出する目的やインクの増粘を防止する目的等のために、各記録ヘッドのリザーバー内の液体を循環させるように構成したライン型記録ヘッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１６７８３９号公報

ところで、図８（ａ）に示すように、記録ヘッド１００のリザーバー内の液体を循環させると、上流側の方で圧力が相対的に高く、下流側で圧力が相対的に低くなるため、リザーバーの上流側に位置する圧力室の方が下流側に位置する圧力室よりも高圧力になる傾向となる。そのため、上流側に位置する圧力室に連通したノズルから噴射される液滴の量が、下流側に位置する圧力室に連通したノズルから噴射される液滴の量よりも多くなる傾向があった。そして、上記のようなライン型記録ヘッドでは、各記録ヘッド１００におけるリザーバー内の液体の流れる方向が同じであるため、ノズルから噴射される液滴量の差が、隣り合う記録ヘッド間において最大になっていた（図８（ａ）参照）。なお、図８（ａ）における記録ヘッド１００の下方の矢印がノズルから噴射される液滴量をイメージしており、矢印の長さが長いほど液滴量が多いことを示している）。即ち、例えば、１つの記録ヘッドに１８０個のノズルが設けられている構成では、隣り合う記録ヘッドのうちの一方の記録ヘッドの１８０番ノズルと、他方の記録ヘッドの１番ノズルとで、噴射される液滴量の差が最大となる。このため、例えば、インクを噴射する場合には、噴射される液滴量の差が記録紙（着弾対象）上の液体の濃度差として認識され、図８（ｂ）に示すように、記録ヘッド間における濃度差がムラとして顕著になっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、隣り合う液体噴射ヘッド間において両者のノズルから噴射される液滴量の差を低減することができるライン型記録ヘッドを備えた液体噴射装置を提供することにある。

本発明の液体噴射装置は、上記目的を達成するために提案されたものであり、ノズル列を構成する複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室、および、該複数の圧力室に共通の液体を供給する共通液室を備えた液体噴射ヘッドを前記ノズル列方向に複数配列した液体噴射装置であって、
該液体噴射装置は、液体を貯留した液体貯留槽、および、該液体貯留槽から前記各液体噴射ヘッド側に液体を送り出す送液手段を備え、
前記各液体噴射ヘッドは、前記共通液室の前記ノズル列方向における一方の端部に連通し、前記送液手段によって前記液体貯留槽から当該共通液室に向けて液体を供給する液体供給路、および、該共通液室の前記ノズル列方向における他方の端部に連通し、前記送液手段によって当該共通液室から前記液体貯留槽に向けて液体を排出する液体排出路を備え、
前記液体供給路から前記共通液室を通って前記液体排出路に向かう当該共通液室における液体の流れが、隣り合う液体噴射ヘッド同士で互いに反対方向であることを特徴とする。

この構成によれば、隣り合う液体噴射ヘッド間において隣り合うノズルから噴射される液滴量の差を小さくすることが出来る。これにより、着弾対象上において液体の濃度差から生じるムラを抑制することが出来る。

上記構成において、前記隣り合う液体噴射ヘッド間において隣り合う前記ノズルのノズル列方向に対するノズル間距離を、前記ノズル列のノズルピッチに揃えた構成を採用することが望ましい。
この構成によれば、液体噴射ヘッド間において切れ目なく液体を噴射でき、ムラをより抑制することが出来る。

上記構成において、前記隣り合う液体噴射ヘッドが、前記ノズル列に対して直交する方向にずれて配置された構成を採用することが望ましい。
例えば、ノズル列のノズルピッチが狭ピッチの場合でも、隣り合う液体噴射ヘッド間において隣り合うノズルのノズル列方向に対するノズル間距離を、ノズルピッチに揃えることができる。
また、上記目的を達成するために提案される本発明の液体噴射装置は、以下であってもよい。
すなわち、ノズル列を構成する複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室、および、該複数の圧力室に共通の液体を供給する共通液室を備えた液体噴射ヘッドを前記ノズル列方向に複数配列した液体噴射装置であって、
該液体噴射装置は、液体を貯留した液体貯留槽、および、該液体貯留槽から前記各液体噴射ヘッド側に液体を送り出す送液手段を備え、
前記各液体噴射ヘッドは、前記共通液室の前記ノズル列方向における一方の端部に連通し、前記送液手段によって前記液体貯留槽から当該共通液室に向けて液体を供給する液体供給路、および、該共通液室の前記ノズル列方向における他方の端部に連通し、前記送液手段によって当該共通液室から前記液体貯留槽に向けて液体を排出する液体排出路を備え、
前記共通液室は、その内部の液体の流れによって上流側の圧力が相対的に高く、下流側の圧力が相対的に低くなるように構成され、
前記液体供給路から前記共通液室を通って前記液体排出路に向かう当該共通液室における液体の流れが、隣り合う液体噴射ヘッド同士で互いに反対方向であることを特徴とする。
この構成によれば、隣り合う液体噴射ヘッド間において隣り合うノズルから噴射される液滴量の差を小さくすることが出来る。これにより、着弾対象上において液体の濃度差から生じるムラを抑制することが出来る。
さらに、ノズル列を構成する複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室、および、該複数の圧力室に共通の液体を供給する共通液室を備えた液体噴射ヘッドを前記ノズル列方向に複数配列した液体噴射装置であって、
該液体噴射装置は、液体を貯留した液体貯留槽、および、該液体貯留槽から前記各液体噴射ヘッド側に液体を送り出す送液手段を備え、
前記各液体噴射ヘッドは、前記液体貯留槽から前記共通液室に向けて液体を供給する液体供給路、および、前記共通液室から前記液体貯留槽に向けて液体を排出する液体排出路を備え、
前記共通液室内の液体は、前記共通液室内を、前記ノズル列方向における一方側から他方側へ向けて流れ、
前記共通液室内の液体の流れによって、前記共通液室内の上流側の圧力は相対的に高く、前記共通液室内の下流側の圧力は相対的に低くなり、
前記共通液室における液体の流れが、隣り合う液体噴射ヘッド同士で互いに反対方向であることを特徴とする。
この構成によれば、隣り合う液体噴射ヘッド間において隣り合うノズルから噴射される液滴量の差を小さくすることが出来る。これにより、着弾対象上において液体の濃度差から生じるムラを抑制することが出来る。
そして、上記各構成において、前記隣り合う液体噴射ヘッド間において隣り合う前記ノズルのノズル列方向に対するノズル間距離を、前記ノズル列のノズルピッチに揃えた構成を採用することが望ましい。
この構成によれば、液体噴射ヘッド間において切れ目なく液体を噴射でき、ムラをより抑制することが出来る。
また、前記隣り合う液体噴射ヘッドが、前記ノズル列に対して直交する方向にずれて配置された構成を採用することが望ましい。
例えば、ノズル列のノズルピッチが狭ピッチの場合でも、隣り合う液体噴射ヘッド間において隣り合うノズルのノズル列方向に対するノズル間距離を、ノズルピッチに揃えることができる。

プリンターの構成を説明する平面図である。 プリンターの構成を説明する側面図である。 記録ヘッドの要部断面図である。 ライン型記録ヘッドの流路ユニットを模式的に表した平面図である。 プリンターのインクの循環を説明する模式図である。 （ａ）ライン型記録ヘッドのインクの噴射を説明するイメージ図、（ｂ）（ａ）におけるインクの噴射を記録紙上のインクの濃度として表したグラフである。 第２実施形態におけるライン型記録ヘッドの流路ユニットを模式的に表した平面図である。 従来のライン型記録ヘッドを説明する図であり、（ａ）ライン型記録ヘッドのインクの噴射を説明するイメージ図、（ｂ）（ａ）におけるインクの噴射を記録紙上のインクの濃度として表したグラフである。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、液体噴射装置として、図１に示すインクジェット式記録装置１（以下、単にプリンターという）を例示する。

図１は、プリンター１の構成を説明する平面図、図２は、プリンター１の構成を説明する側面図である。このプリンター１は、記録ヘッド２（液体噴射ヘッドの一種）を例えばロール紙等の記録紙３（記録媒体或いは着弾対象物の一種）の紙幅方向（記録紙３の搬送方向に対して直交する方向）に沿って複数配列したライン型記録ヘッド４と、ライン型記録ヘッド４に供給するインクを貯留しておくインクタンク５（本発明の液体貯留槽に相当）と、記録紙３を搬送ベルト６に供給する給紙ローラー８と、給紙ローラー８を駆動する給紙モーター９と、搬送ベルト６によって記録紙３を搬送する搬送機構１０と、リニアースケール１１と検出ヘッド１２からなるリニアーエンコーダーと、を備えている。本実施形態におけるプリンター１は、記録動作の際に記録紙３の搬送のみを行い、記録ヘッド２の移動を伴わない所謂ラインヘッド型インクジェット記録装置である。

給紙ローラー８は、搬送機構１０の上流側に配設され、図示しない給紙部から給紙された記録紙３を狭持した状態で互いに反対方向に同期回転可能な上下一対のローラー８ａ、８ｂにより構成されている。この給紙ローラー８は、給紙モーター９からの動力で駆動され、図示しないスキュー補正ローラーと共働して記録紙３の搬送方向に対する傾き及び搬送方向に直行する方向の位置ずれを補正してから、この記録紙３を搬送機構１０側に供給するように構成されている。

搬送機構１０は、搬送ベルト６の駆動源である搬送モーター１５と、搬送モーター１５から動力が伝達される駆動ローラー１６と、駆動ローラー１６よりも上流側に配設された従動ローラー１７と、駆動ローラー１６及び従動ローラー１７の間に張設される無端状の搬送ベルト６と、搬送ベルト６に張力を付与するテンションローラー１８と、記録紙３を搬送ベルト６側に押圧する圧接ローラー１９と、搬送ベルト６を帯電させるベルト帯電部２１とにより構成されている（図２参照）。テンションローラー１８は、駆動ローラー１６と、従動ローラー１７との間に配設され、搬送ベルト６に内接し、ばね等の付勢部材の付勢力により搬送ベルト６に張力を付与している。また、圧接ローラー１９は、搬送ベルト６を挟んで従動ローラー１７の直上に配設され、搬送ベルト６に当設している。

ベルト帯電部２１は、帯電ローラー２２と、帯電用電源２３とを備えている。帯電ローラー２２は搬送ベルト６を挟んで従動ローラー１７の上流側下方に配設され、搬送ベルト６に当接している。帯電用電源２３は、帯電ローラー２２と導通接続されており、帯電ローラー２２に交流電圧を印加する。なお、従動ローラー１７は、図２に示すように接地されており、搬送ベルト６を挟んで対向する帯電ローラー２２に対する対向電極となっている。このベルト帯電部２１は、帯電用電源２３が帯電ローラー２２を介して搬送ベルト６に電荷を供給し搬送ベルト６を帯電させる。そして、帯電された搬送ベルト６に載置される記録紙３には、誘電分極が発生し、搬送ベルト６との間に静電吸着力が作用する。さらに、圧接ローラー１９は、帯電された搬送ベルト６に載置される記録紙３を搬送ベルト６に押し付けて、記録紙３の搬送ベルト６に対する密着性を高める。

図１に示すように、搬送ベルト６の外周面には、リニアースケール１１がベルト全周に渡って配設されている。このリニアースケール１１は、スリット状の検出用パターンを搬送ベルト６の搬送方向に一定間隔（例えば、１８０ｄｐｉ）で複数配列して構成されている。このリニアースケール１１の検出用パターンは、検出ヘッド１２によって光学的に検出され、検出信号がエンコーダー信号として、プリンター１の制御部（図示せず）に出力される。したがって、制御部は、このエンコーダー信号に基づいて、搬送機構１０（搬送ベルト６）による記録紙３の搬送量を把握することができる。また、このエンコーダー信号は、記録ヘッド２の圧力発生手段（駆動源）を駆動するための駆動信号の発生タイミングを規定する。

プリンター１の搬送機構１０の外部（例えばプリンター１の筐体等）には、インクタンク５が備えられており、このインクタンク５には、インクタンク５とライン型記録ヘッド４とを繋ぐチューブ等の供給路２５および排出路２６が連通されている。また、供給路２５の途中には、ポンプ２７（本発明の送液手段に相当。図５参照）が備えられており、インクタンク５内のインクをライン型記録ヘッド４に向けて送り出すことができる。本実施形態におけるライン型記録ヘッド４は、図１等に示すように、インクタンク５の側方において、同色のインクを噴射（吐出）する記録ヘッド２ａ〜２ｄを４つ紙幅方向（後述するノズル列方向）に配列して構成されている。そして、供給路２５は、記録ヘッド２ａ〜２ｄの手前（上流側）で４つに分岐し、分岐した各供給路２５ａ〜２５ｄがそれぞれ各記録ヘッド２ａ〜２ｄのノズル列方向における一側の端部に連通している。一方、各記録ヘッド２ａ〜２ｄには、ノズル列方向における他側の端部に排出路２６ａ〜２６ｄがそれぞれ接続されており、各排出路２６ａ〜２６ｄは記録ヘッド２ａ〜２ｄの下流側で１つにまとまって、インクタンク５に連通している（図５参照）。このため、インクタンク５内のインクは、ポンプ２７の駆動により、供給路２５、各記録ヘッド２内の流路、および排出路２６を通じてインクタンク５に戻る循環経路内を循環する。なお、各記録ヘッド２と供給路２５および排出路２６の接続、並びにインクの循環に関しては、後で詳述する。

次に記録ヘッド２の構成について詳しく説明する。図３は、記録ヘッド２の要部断面図である。本実施形態における記録ヘッド２は、ノズル列２９を構成する複数のノズル３０にそれぞれ連通する複数の圧力室３１、および、該複数の圧力室３１に共通の液体を供給するリザーバー３２（本発明の共通液室に相当）を備えた流路ユニット３３と、圧力室３１内に圧力変動を生じさせる圧電振動子３５を有する振動子ユニット３６と、この振動子ユニット３６の一部を内部に収容する収容空部３８を有するヘッドケース３９と、を備えている。なお、後述するように、隣り合う記録ヘッド２のケース供給流路４２およびケース排出流路４３の位置を逆にして形成している点以外は、各記録ヘッド２ａ〜２ｄの構造が共通であるため、以下では１つの記録ヘッド２を代表して説明する。

まず、ヘッドケース３９について説明する。ヘッドケース３９は、例えば、エポキシ系樹脂などの樹脂により作製された中空箱体状部材であり、その先端側には、後述するノズルプレート４１を露出させた状態で流路ユニット３３を固定している。また、ヘッドケース３９の内部には、振動子ユニット３６を収容するための収容空部３８、供給路２５からのインクをリザーバー３２に供給するためのケース供給流路４２、およびリザーバー３２からのインクを排出路２６に排出するためのケース排出流路４３がその高さ方向を貫通して形成されている。詳しく説明すると、ケース供給流路４２は、一端が振動板４４のインク導入口（後述）を介してリザーバー３２と液密に連通すると共に、他端が供給路２５と液密に連通している。また、ケース排出流路４３は、一端が振動板４４のインク導出口（後述）を介してリザーバー３２と液密に連通すると共に、他端が排出路２６と液密に連通している。

次に、振動子ユニット３６について説明する。振動子ユニット３６は、複数の圧電振動子３５（圧力発生手段の一種）からなる圧電振動子群、フレキシブルケーブル４５（配線部材）等から構成されている。圧電振動子群を構成する圧電振動子３５は、縦方向に細長い櫛歯状に形成されており、数十μｍ程度の極めて細い幅に切り分けられている。そして、この圧電振動子３５は縦方向に伸縮可能な縦振動型の圧電振動子３５として構成されている。各圧電振動子３５は、固定端部を固定板４８上に接合することにより、自由端部を固定板４８の先端縁よりも外側に突出させて所謂片持ち梁の状態で固定されている。そして、各圧電振動子３５における自由端部の先端は、後述するように、それぞれ流路ユニット３３におけるダイヤフラム部４６を構成する島部４７に接合される。フレキシブルケーブル４５は、一端が固定板４８とは反対側となる固定端部の側面で圧電振動子３５と接続され、他端がプリンター１の制御部に接続されている。また、各圧電振動子３５を支持する固定板４８は、圧電振動子３５からの反力を受け止め得る剛性を備えた金属製の板材によって構成される。本実施形態では、厚さが１ｍｍ程度のステンレス鋼板によって作製されている。

次に、流路ユニット３３について説明する。流路ユニット３３は、ノズルプレート４１、流路形成基板５０、及び振動板４４から構成され、ノズルプレート４１を流路形成基板５０の一方の表面に、振動板４４をノズルプレート４１とは反対側となる流路形成基板５０の他方の表面にそれぞれ配置して積層し、接着等により一体化することで形成される。

ノズルプレート４１は、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル３０を列状に開設したステンレス鋼製の薄いプレートである。本実施形態では、ノズルプレート４１は紙幅方向に沿う長辺を有する長方形状に形成されており、この長辺のうち一側の端部に、例えば、１８０個のノズル３０を紙幅方向に沿って、１列開設している。そして、これら列状に開設したノズル３０によってノズル列２９を構成している。

流路形成基板５０は、リザーバー３２、インク供給口５３、及び圧力室３１からなる一連のインク流路を形成する板状部材である。本実施形態の流路形成基板５０は、シリコンウェハーをエッチング処理することで作製されている。上記の圧力室３１は、ノズル列方向に対して直交する方向に細長い室であり、隔壁で区画された状態で各ノズル３０に対応して複数列状に形成されている。インク供給口５３は、圧力室３１とリザーバー３２との間を連通する流路幅の狭い狭窄部として形成されている。また、リザーバー３２は、複数の圧力室３１に共通なインクを導入する空部である。このリザーバー３２のノズル列方向における一方の端部には、振動板４４のインク導入口を介してケース供給流路４２が連通しており、このケース供給流路４２に供給路２５が連通している。このため、インクタンク５からインクをインク導入口、ケース供給流路４２、および供給路２５からなる一連の流路（本発明の液体供給路に相当）を介してリザーバー３２に供給することができる。一方、リザーバー３２のノズル列方向における他方の端部には、振動板４４のインク導出口を介してケース排出流路４３が連通しており、このケース排出流路４３に排出路２６が連通している。このため、リザーバー３２内のインクをインク導出口、ケース排出流路４３、および排出路２６からなる一連の流路（本発明の液体排出路に相当）を介してインクタンク５に向けて排出することができる。

振動板４４は、ステンレス鋼等の金属製の支持板５４上にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂フィルム５５をラミネート加工した二重構造の複合板材であり、リザーバー３２とケース供給流路４２を繋げるインク導入口、およびリザーバー３２とケース排出流路４３を繋げるインク導出口を上下方向に貫通させている。また、振動板４４は、圧力室３１の一方の開口面（ノズルプレート４１とは反対側の面）を封止して、この圧力室３１の容積を変動させるためのダイヤフラム部４６を形成すると共に、リザーバー３２の一方の開口面（ノズルプレート４１とは反対側の面）を封止するコンプライアンス部５６を形成している。詳しくは、ダイヤフラム部４６は、圧力室３１に対応した部分の支持板５４にエッチング加工を施し、当該部分を環状に除去して圧電振動子３５の自由端部の先端を接合するための島部４７を複数形成することで構成されている。この島部４７は、圧力室３１の平面形状と同様に、ノズル３０の列方向と直交する方向に細長いブロック状であり、この島部４７の周りの樹脂フィルム５５が弾性体膜として機能する。また、コンプライアンス部５６として機能する部分、すなわちリザーバー３２に対応する部分は、このリザーバー３２の開口形状に倣って支持板５４がエッチング加工で除去されて樹脂フィルム５５のみとなっている。

このように、上記島部４７には圧電振動子３５の先端面が接合されているので、フレキシブルケーブル４５を介して制御部から送られてくる駆動信号等に対応して、圧電振動子３５の自由端部を伸縮させることで圧力室３１の容積を変動させることができる。この容積変動に伴って圧力室３１内のインクに圧力変動が生じる。この圧力変動を利用することで、記録ヘッド２はノズル３０からインク滴を噴射（吐出）させている。

そして、上記した記録ヘッド２をノズル列方向に４つ配列することで、ライン型記録ヘッド４を構成している。ここで、ケース供給流路４２からリザーバー３２を通ってケース排出流路４３に向かうリザーバー３２における液体の流れが、隣り合う記録ヘッド２同士で互いに反対方向になるように、各記録ヘッド２ａ〜２ｄを配置している。詳しくは、図４等に示すように、隣り合う各記録ヘッド２ａ〜２ｄにおいてノズル列方向におけるケース供給流路４２側の側面同士、または、ノズル列方向におけるケース排出流路４３側の側面同士がそれぞれ対向するように、記録ヘッド２ａ〜２ｄを直線状に配列している。例えば、図５に示すように、インクタンク５に近い方から順に配置した４つの記録ヘッド２ａ〜２ｄのうち、インクタンク５側の端部に位置する記録ヘッド２ａ（図５中、右端に位置する記録ヘッド２）、およびインクタンク５とは反対側の端部に位置する記録ヘッド２ｄの隣りに位置する記録ヘッド２ｃ（図５中、右端から３番目に位置する記録ヘッド２）は、インクタンク５側にケース供給流路４２を、インクタンク５とは反対側にケース排出流路４３を、それぞれ備え、インクタンク５とは反対側の端部に位置する記録ヘッド２ｄ（図５中、左端に位置する記録ヘッド２）、およびインクタンク５側の端部に位置する記録ヘッド２ａの隣りに位置する記録ヘッド２ｂ（図５中、右端から２番目に位置する記録ヘッド２）は、インクタンク５側にケース排出流路４３を、インクタンク５とは反対側にケース供給流路４２を、それぞれ備えている。また、本実施形態では、並列した各記録ヘッド２ａ〜２ｄは、各記録ヘッド２ａ〜２ｄのノズル列２９が１列（即ち、一直線上）に揃うように配置されている。また、各記録ヘッド２は、隣り合う記録ヘッド２間において、隣り合うノズル３０のノズル列方向に対するノズル間距離Ｌ１を、ノズル列２９のノズルピッチＰに揃えて形成されている（図４参照）。つまり、隣り合う記録ヘッド２の一方（本実施形態では、インクタンク５側）の１８０番のノズル３０と他方の１番のノズル３０と間隔が、ノズルピッチＰに揃えられている。このため、ライン型記録ヘッド４における一方の端部に位置する記録ヘッド２から、他方の端部に位置する記録ヘッド２まで、ノズルピッチが揃えられた一連のノズル列２９が形成される。そして、この一連のノズル列２９が記録紙３の紙幅以上の長さに亘って形成されている。なお、この場合は、記録ヘッド２が、隣の記録ヘッド２に対向する側の側面からこの側面側のノズル列２９端部に位置するノズル３０の中心までの距離Ｌ２を、ノズルピッチＰの半分以下になるように形成される。

次にインクの循環について説明する。このインクの循環は、各記録ヘッド２内のゴミ、気泡等を排出する目的やインクの増粘、インクに含まれる顔料粒子の沈降を防止する目的等のために行われる。具体的には、ポンプ２７の駆動により供給路２５内を加圧し、インクタンク５内に貯留されたインクを各記録ヘッド２ａ〜２ｄに向けて供給路２５内へ流入させる。流入したインクは、供給路２５内を流れ、記録ヘッド２ａ〜２ｄの上流側で４つに分岐して各記録ヘッド２ａ〜２ｄに流入する。なお、供給路２５および排出路２６の内部の流路抵抗は、記録ヘッド２内の流路抵抗に比べて十分に低く設定されているため、各記録ヘッド２ａ〜２ｄ内の流路（リザーバー３２）にかかる圧力は、同程度に揃っている。そして、記録ヘッド２に流入したインクは、ケース供給流路４２、およびインク導入口を介してリザーバー３２に流入し、リザーバー３２内を流下する。ここで、リザーバー３２内の圧力は、上流側（ケース供給流路４２側）から下流側（ケース排出流路４３側）に向かうにしたがって次第に減少する。そして、リザーバー３２を流下したインクは、インク導出口、ケース排出流路４３を介して排出路２６内に流入する。各記録ヘッド２ａ〜２ｄから排出されたインクは、排出路２６内で合流して流下し、インクタンク５内に流入する。なお、このようなインクの循環動作において、循環流路内にかかる圧力は、この圧力によって各記録ヘッド２のノズル３０からインクが噴射されない程度に調整されている。

次に、このようなプリンター１のインクの記録動作について説明する。まず、制御部から送られてくる駆動信号等に対応して、圧電振動子３５を伸縮させる。これにより、圧力室３１の容積を変動させ、圧力室３１内の圧力を変化させる。この圧力変動を利用することで、ノズル３０からインクを噴射させている。ところで、上記したように、リザーバー３２内のインクは循環しており、リザーバー３２内には圧力がかかっているため、このリザーバー３２内の圧力がノズル３０から液体を噴射する際の背圧として圧力室３１の圧力に影響を与える。そして、リザーバー３２には、上流側（ケース供給流路４２側）から下流側（ケース排出流路４３側）に向けて圧力勾配が発生しているため、上流側の圧力室３１には下流側の圧力室３１に比べて大きな圧力変動が生じる。これに伴い、インクの噴射量も上流側から下流側に向けて次第に減少する（図６（ａ）参照。なお、図６（ａ）における記録ヘッド２の下方の矢印の長さがノズル３０から噴射されるインク量をイメージしており、矢印の長さが長いほど液滴量が多いことを示している）。

そして、本発明のプリンター１は、ケース供給流路４２からリザーバー３２を通ってケース排出流路４３に向かうリザーバー３２における液体の流れを、隣り合う記録ヘッド２同士で互いに反対方向にしているため、隣り合う記録ヘッド２間において、隣り合う圧力室３１の圧力差を抑えることが出来る。これにより、図６（ａ）に示すように、隣り合う記録ヘッド２間において、隣り合うノズル３０から噴射されるインク量の差を小さくすることができる。その結果、記録紙３上においてインクの濃度差から生じるムラを抑制することが出来る。具体的には、図６（ｂ）に示すように、記録紙３上において各ノズル３０から噴射されたインクの濃度差が隣り合う記録ヘッド２間において急激に変化することを抑制し、この濃度の変化が視覚的にムラとして認識されることを抑制できる。また、隣り合う記録ヘッド２間において、隣り合うノズル３０のノズル列方向に対するノズル間距離Ｌ１を、ノズル列２９のノズルピッチＰに揃えたので、記録ヘッド２間において、切れ目なくインクを噴射でき、ムラをより抑制することが出来る。

ところで、例えば、ノズルピッチＰが狭ピッチの記録ヘッドでは、製造上の理由や強度の確保等により、ノズル列の一側端部に位置するノズルの中心から、記録ヘッドのノズル列方向における同側の側面までの距離Ｌ２の長さがノズルピッチＰの半分よりも長くなる場合がある。このような場合には、記録ヘッドを直線状に配列すると、隣り合う記録ヘッド間において、隣り合うノズルのノズル列方向に対するノズル間距離Ｌ１が、ノズル列のノズルピッチＰよりも広くなっていた。その結果、記録ヘッド間において、インクの濃度差が生じ、ムラとして認識される虞があった。

このため、図７に示す、第２の実施形態のライン型記録ヘッド４′では、隣り合う記録ヘッド２′を、ノズル列２９に対して直交する方向に交互にずらした状態に配列している。本実施形態の記録ヘッド２′では、ノズル列２９の一側端部に位置するノズル３０の中心から、記録ヘッド２′のノズル列方向における同側の側面までの距離Ｌ２の長さがノズルピッチＰの半分よりも長くなるように形成されているが、隣り合う記録ヘッド２′を、ノズル列２９に対して直交する方向に交互にずらして配列しているため、隣り合う記録ヘッド２′間において、隣り合うノズル３０のノズル列方向に対するノズル間距離Ｌ１を、ノズル列２９のノズルピッチＰに揃えることができる。なお、各記録ヘッド２′は、隣り合う記録ヘッド２′の端部同士が干渉しないように配置されている。また、本実施形態では、記録紙３の搬送方向（ノズル列２９に対して直交する方向）に対するノズル列間のオフセット距離をできるだけ小さくするために、各記録ヘッド２′は、ノズル列２９に平行な側面のうちノズル列２９が近い側の側面の端武同士を近づけると共に、内側に向いて対向するように配置されている。

そして、各記録ヘッド２′は、リザーバー３２における液体の流れが、隣り合う記録ヘッド２′同士で互いに反対方向になるように、配置されている。詳しくは、図７に示すように、隣り合う各記録ヘッド２′においてケース供給流路４２同士、または、ケース排出流路４３同士を、ノズル列方向に対して隣り合わせて配置している。また、本実施形態では、ケース供給流路４２およびケース排出流路４３は、ノズル列２９に対して直交する方向において記録ヘッド２の外側に配置されている。なお、その他の構成は、第１の実施形態と同じであるため、説明を省略する。

このように、第２の実施形態のライン型記録ヘッド４′では、ケース供給流路４２からリザーバー３２を通ってケース排出流路４３に向かうリザーバー３２における液体の流れを、隣り合う記録ヘッド２′同士で互いに反対方向にしているため、隣り合う記録ヘッド２′間において、隣り合う圧力室３１の圧力差を抑えることが出来る。これにより、隣り合う記録ヘッド２′間において、隣り合うノズル３０から噴射されるインク量の差を小さくすることができる。その結果、記録紙３上においてインクの濃度差から生じるムラを抑制することが出来る。具体的には、記録紙３上において各ノズル３０から噴射されたインクの濃度差が隣り合う記録ヘッド２′間において急激に変化することを抑制し、この濃度の変化をムラとして認識することを抑制できる。また、隣り合う記録ヘッド２′間において、隣り合うノズル３０のノズル列方向に対するノズル間距離Ｌ１を、ノズル列のノズルピッチＰに揃えたので、記録ヘッド２′間において、切れ目なくインクを噴射でき、ムラをより抑制することが出来る。そして、隣り合う記録ヘッド２′が、ノズル列２９に対して直交する方向に交互にずれて配置されているため、例えば、ノズル列２９のノズルピッチＰが狭ピッチの場合でも、隣り合う記録ヘッド２′間において隣り合うノズル３０のノズル列方向に対するノズル間距離Ｌ１を、ノズルピッチＰに揃えることができる。

ところで、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態のライン型の記録ヘッドでは、４つの記録ヘッドを紙幅方向に並列させたが、これに限られない。要は、少なくとも２つ以上の記録ヘッドを紙幅方向に並列させればよい。

また、上記実施形態のライン型の記録ヘッドでは、記録ヘッドにノズル列を１本設けたが、これに限られない。例えば、複数本のノズル列を設けても良い。また、ノズル列に対して直交する方向に記録ヘッドを複数配列してもよい。要は、ノズル列方向において、隣り合う各記録ヘッドのリザーバー内の液体の流れを、それぞれ対応するリザーバー同士で互いに反対方向にすれば良い。

そして、本発明は、例えば、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターを製造するディスプレイ製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極を形成する電極製造装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置，ごく少量の試料溶液を正確な量供給するマイクロピペット等の製造方法にも適用することができる。

１…プリンター，２…記録ヘッド，３…記録紙，４…ライン型記録ヘッド，５…インクタンク，２５…供給路，２６…排出路，２７…ポンプ，２９…ノズル列，３０…ノズル，３１…圧力室，３２…リザーバー，３９…ヘッドケース，４２…ケース供給流路，４３…ケース排出流路

Claims (4)

1. ノズル列を構成する複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室、および、該複数の圧力室に共通の液体を供給する共通液室を備えた液体噴射ヘッドを前記ノズル列方向に複数配列した液体噴射装置であって、
   該液体噴射装置は、液体を貯留した液体貯留槽、および、該液体貯留槽から前記各液体噴射ヘッド側に液体を送り出す送液手段を備え、
   前記各液体噴射ヘッドは、前記共通液室の前記ノズル列方向における一方の端部に連通し、前記送液手段によって前記液体貯留槽から当該共通液室に向けて液体を供給する液体供給路、および、該共通液室の前記ノズル列方向における他方の端部に連通し、前記送液手段によって当該共通液室から前記液体貯留槽に向けて液体を排出する液体排出路を備え、
   前記共通液室は、その内部の液体の流れによって上流側の圧力が相対的に高く、下流側の圧力が相対的に低くなるように構成され、
   前記液体供給路から前記共通液室を通って前記液体排出路に向かう当該共通液室における液体の流れが、隣り合う液体噴射ヘッド同士で互いに反対方向であることを特徴とする液体噴射装置。
2. ノズル列を構成する複数のノズルにそれぞれ連通する複数の圧力室、および、該複数の圧力室に共通の液体を供給する共通液室を備えた液体噴射ヘッドを前記ノズル列方向に複数配列した液体噴射装置であって、
   該液体噴射装置は、液体を貯留した液体貯留槽、および、該液体貯留槽から前記各液体噴射ヘッド側に液体を送り出す送液手段を備え、
   前記各液体噴射ヘッドは、前記液体貯留槽から前記共通液室に向けて液体を供給する液体供給路、および、前記共通液室から前記液体貯留槽に向けて液体を排出する液体排出路を備え、
   前記共通液室内の液体は、前記共通液室内を、前記ノズル列方向における一方側から他方側へ向けて流れ、
   前記共通液室内の液体の流れによって、前記共通液室内の上流側の圧力は相対的に高く、前記共通液室内の下流側の圧力は相対的に低くなり、
   前記共通液室における液体の流れが、隣り合う液体噴射ヘッド同士で互いに反対方向であることを特徴とする液体噴射装置。
3. 前記隣り合う液体噴射ヘッド間において隣り合う前記ノズルのノズル列方向に対するノズル間距離を、前記ノズル列のノズルピッチに揃えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 前記隣り合う液体噴射ヘッドが、前記ノズル列に対して直交する方向にずれて配置されたことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。

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