JP6267027B2 - 液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置に関するものである。

インクジェット方式の印刷に用いられる液体吐出ヘッドしては、共通流路であるマニホールドおよびマニホールドから複数の加圧室をそれぞれ介して繋がった複数の吐出孔を有した、複数のプレートを積層してなる流路部材と、前記加圧室をそれぞれ覆うように設けられた複数の変位素子を有するアクチュエータユニットとを積層して構成したものが知られている（例えば、特許文献１を参照。）。この液体吐出ヘッドでは、複数の吐出孔にそれぞれ繋がった複数の加圧室がマトリックス状に配置され、それを覆うように設けられたアクチュエータユニットの変位素子を変位させることで、各吐出孔からインクを吐出させ、所定の解像度で印刷が可能とされている。

特開２００３−３０５８５２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の液体吐出ヘッドでは、印刷精度が充分でない。

したがって、本発明の目的は、印刷精度を高くできる液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置を提供することにある。

本発明の液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔、該複数の吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の加圧室、および前記複数の加圧室に共通して繋がっている共通流路を備えている流路部材と、前記複数の加圧室内の液体をそれぞれ加圧する複数の加圧部とを備えている液体吐出ヘッドであって、前記共通流路は、仕切りにより２つ以上の部分共通流路に仕切られており、該部分共通流路には、前記加圧室から繋がっている個別供給路開口が配置されている第１部分共通流路と、前記個別供給路開口が配置されていない第２部分共通流路とが存在しており、前記仕切りには、前記第１部分共通流路と前記第２部分共通流路とを繋いでいる貫通孔が配置されており、前記個別供給路開口から見たときの前記貫通孔の立体角が、０．２６〜３．２３ステラジアンであることを特徴とする。

本発明の記録装置は、前記液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドの駆動を制御する制御部とを備えていることを特徴とする。

本発明の液体吐出ヘッドでは、吐出された液体により形成される画素サイズのばらつきが小さくなり、印刷精度を高くできる。

（ａ）は、本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドを含む記録装置の側面図であり、（ｂ）は平面図である。 図１（ａ）の液体吐出ヘッドを構成する流路部材および圧電アクチュエータの平面図である。 図２の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。 図２の一点鎖線に囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した図である。 （ａ）は、図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図であり、（ｂ）は、図３の流路部材の開口５ａ付近縦断面図である。 実施例における貫通孔の立体角と画素サイズのばらつきの関係を示したグラフである。

図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッド２を含む記録装置である（カラーインクジェット）プリンタ１の概略の側面図であり、図１（ｂ）は、概略の平面図である。プリンタ１は、記録媒体である印刷用紙Ｐを搬送ローラ８０ａから搬送ローラ８０ｂへと搬送することにより、印刷用紙Ｐを液体吐出ヘッド２に対して相対的に移動させる。制御部８８は、画像や文字のデータに基づいて、液体吐出ヘッド２を制御して、記録媒体Ｐに向けて液体を吐出させ、印刷用紙Ｐに液滴を着弾させて、印刷用紙Ｐに印刷などの記録を行なう。

本実施形態では、液体吐出ヘッド２はプリンタ１に対して固定されており、プリンタ１はいわゆるラインプリンタとなっている。本発明の記録装置の他の実施形態としては、液体吐出ヘッド２を、印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向、例えば、ほぼ直交する方向に往復させるなどして移動させる動作と、印刷用紙Ｐの搬送を交互に行なう、いわゆるシリアルプリンタが挙げられる。

プリンタ１には、印刷用紙Ｐとほぼ平行するように平板状の（ヘッド搭載）フレーム７０が固定されている。フレーム７０には図示しない２０個の孔が設けられており、２０個の液体吐出ヘッド２がそれぞれの孔の部分に搭載されていて、液体吐出ヘッド２の、液体を吐出する部位が印刷用紙Ｐに面するようになっている。液体吐出ヘッド２と印刷用紙Ｐとの間の距離は、例えば０．５〜２０ｍｍ程度とされる。５つの液体吐出ヘッド２は、１つのヘッド群７２を構成しており、プリンタ１は、４つのヘッド群７２を有している。

液体吐出ヘッド２は、図１（ａ）の手前から奥へ向かう方向、図１（ｂ）の上下方向に細長い長尺形状を有している。この長い方向を長手方向と呼ぶことがある。１つのヘッド群７２内において、３つの液体吐出ヘッド２は、印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向、例えば、ほぼ直交する方向に沿って並んでおり、他の２つの液体吐出ヘッド２は搬送方向に沿ってずれた位置で、３つ液体吐出ヘッド２の間にそれぞれ一つずつ並んでいる。液体吐出ヘッド２は、各液体吐出ヘッド２で印刷可能な範囲が、印刷用紙Ｐの幅方向に（印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向に）繋がるように、あるいは端が重複するように配置されており、印刷用紙Ｐの幅方向に隙間のない印刷が可能になっている。

４つのヘッド群７２は、記録用紙Ｐの搬送方向に沿って配置されている。各液体吐出ヘッド２には、図示しない液体タンクから液体（インク）が供給される。１つのヘッド群７２に属する液体吐出ヘッド２には、同じ色のインクが供給されるようになっており、４つのヘッド群で４色のインクが印刷できる。各ヘッド群７２から吐出されるインクの色は、例えば、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）である。このようなインクを、制御部８８で制御して印刷すれば、カラー画像が印刷できる。

プリンタ１に搭載される液体吐出ヘッド２の個数は、単色で、１つの液体吐出ヘッド２で印刷可能な範囲を印刷するのなら１つでもよい。ヘッドの群７２に含まれる液体吐出ヘ
ッド２の個数や、ヘッド群７２の個数は、印刷する対象や印刷条件により適宜変更できる。例えば、さらに多色の印刷をするためにヘッドの群７２の個数を増やしてもよい。また、同色で印刷するヘッド群７２を複数配置して、搬送方向に交互に印刷することで、印刷速度（搬送速度）を速くすることができる。また、同色で印刷するヘッド群７２を複数準備して、搬送方向と交差する方向にずらして配置して、印刷用紙Ｐの幅方向の解像度を高くしてもよい。

さらに、色の付いたインクを印刷する以外に、印刷用紙Ｐの表面処理をするために、コーティング剤などの液体を印刷してもよい。

プリンタ１は、記録媒体である印刷用紙Ｐに印刷を行なう。印刷用紙Ｐは、給紙ローラ８０ａに巻き取られた状態になっており、２つのガイドローラ８２ａの間を通った後、フレーム７０に搭載されている液体吐出ヘッド２の下側を通り、その後２つの搬送ローラ８２ｂの間を通り、最終的に回収ローラ８０ｂに回収される。印刷する際には、搬送ローラ８２ｂを回転させることで印刷用紙Ｐは、一定速度で搬送され、液体吐出ヘッド２によって印刷される。回収ローラ８０ｂは、搬送ローラ８２ｂから送り出された印刷用紙Ｐを巻き取る。搬送速度は、例えば、７５ｍ／分とされる。各ローラは、制御部８８によって制御されてもよいし、人によって手動で操作されてもよい。

記録媒体は、印刷用紙Ｐ以外に、布などでもよい。また、プリンタ１を、印刷用紙Ｐの代わりに搬送ベルトを搬送する形態にし、記録媒体は、ロール状のもの以外に、搬送ベルト上に置かれた、枚葉紙や裁断された布、木材、タイルなどにしてもよい。さらに、液体吐出ヘッド２から導電性の粒子を含む液体を吐出するようにして、電子機器の配線パターンなどを印刷してもよい。またさらに、液体吐出ヘッド２から反応容器などに向けて所定量の液体の化学薬剤や化学薬剤を含んだ液体を吐出させて、反応させるなどして、化学薬品を作製してもよい。

また、プリンタ１に、位置センサ、速度センサ、温度センサなどを取り付け、制御部８８が、各センサからの情報から分かるプリンタ１各部の状態に応じて、プリンタ１の各部を制御してもよい。特に、液体吐出ヘッド２から吐出される液体の吐出特性（吐出量や吐出速度など）が外部の影響を受けるようであれば、液体吐出ヘッド２の温度や液体タンクの液体の温度、液体タンクの液体が液体吐出ヘッド２に加えている圧力に応じて、液体吐出ヘッド２において液体を吐出させる駆動信号を変えるようにしてもよい。

また、引用用紙Ｐは図１（ａ）に示されているように平面上を搬送する以外に、円筒形上のドラムの上を搬送してもよい。

次に、本発明の液体吐出ヘッド２について説明する。図２は、ヘッド本体２ａの平面図である。図３は、図２の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図であり、説明のため一部の流路を省略した平面図である。図４は、図２の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図であり、説明のため図３とは異なる一部の流路を省略した図である。なお、図３および図４において、図面を分かりやすくするために、圧電アクチュエータ基板２１の下方にあって破線で描くべきしぼり６、吐出孔８、加圧室１０などを実線で描いている。また、図４の吐出孔８は、位置を分かりやすくするため、実際の径よりも大きく描いてある。図５（ａ）は、図３のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図であり、図５（ｂ）は、流路部材４の開口５ａ付近の縦断面図である。

液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体２ａ以外にリザーバや、金属製の筐体を含んでいてもよい。また、ヘッド本体２ａは、流路部材４と、変位素子（加圧部）３０が作り込まれている圧電アクチュエータ基板２１とを含んでいる。

ヘッド本体２ａを構成する流路部材４は、共通流路であるマニホールド５と、マニホールド５と繋がっている複数の加圧室１０と、複数の加圧室１０とそれぞれ繋がっている複数の吐出孔８とを備え、加圧室１０は流路部材４の上面に開口しており、流路部材４の上面が加圧室面４−２となっている。また、流路部材４の上面にはマニホールド５と繋がる開口５ａを有し、この開口５ａより液体が供給されるようになっている。

また、流路部材４の上面には、変位素子３０を含む圧電アクチュエータ基板２１が接合されており、各変位素子３０が加圧室１０上に位置するように設けられている。また、圧電アクチュエータ基板２１には、各変位素子３０に信号を供給するためのＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などの信号伝達部６０が接続されている。図２には、２つの信号伝達部６０が圧電アクチュエータ基板２１に繋がる状態が分かるように、信号伝達部６０の圧電アクチュエータ基板２１に接続される付近の外形を点線で示した。圧電アクチュエータ基板２１に電気的に接続されている、信号伝達部６０に形成されている電極は、信号伝達部６０の端部に、矩形状に配置されている。２つの信号伝達部６０は、圧電アクチュエータ基板２１の短手方向の中央部にそれぞれの端がくるように接続されている。２つの信号伝達部６０は、中央部から圧電アクチュエータ基板２１の長辺に向かって伸びている。

ヘッド本体２ａは、平板状の流路部材４と、流路部材４上に接続された変位素子３０を含む圧電アクチュエータ基板２１を１つ有している。圧電アクチュエータ基板２１の平面形状は長方形状であり、その長方形の長辺が流路部材４の長手方向に沿うように流路部材４の上面に配置されている。

流路部材４の内部には２つのマニホールド５が形成されている。マニホールド５は流路部材４の長手方向の一端部側から、他端部側に延びる細長い形状を有しており、その両端部において、流路部材４の上面に開口しているマニホールドの開口５ａが形成されている。

また、マニホールド５は、長さ方向の中央部分、少なくとも加圧室１０に繋がる流路が配置されている範囲において、幅方向に間隔を開けて設けられた隔壁１５で仕切られている。隔壁１５は、加圧室１０に繋がっている領域である長さ方向の中央部分では、マニホールド５と同じ高さを有し、マニホールド５を複数の副マニホールド５ｂに完全に仕切っている。このようにすることで、平面視したときに、隔壁１５と重なるように、吐出孔８および吐出孔８から加圧室１０に繋がっている流路を設けることができる。

複数に分けられた部分のマニホールド５を副マニホールド５ｂと呼ぶことがある。本実施形態においては、マニホールド５は独立して２本設けられており、それぞれの両端部に開口５ａが設けられている。また、１つのマニホールド５には、７つの隔壁１５が設けられており、８つの副マニホールド５ｂに分けられている。副マニホールド５ｂの幅は、隔壁１５の幅より大きくなっており、これにより副マニホールド５ｂに多くの液体を流すことができる。また、７つの隔壁１５は、幅方向の中央に近いほど、長さが長くなっており、マニホールド５の両端において、幅方向の中央に近い隔壁１５ほど、隔壁１５の端がマニホールド５の端に近くなっている。これにより、マニホールド５の外側の壁により生じる流路抵抗と、隔壁１５により生じる流路抵抗との間のバランスがとれ、各副マニホールド５ｂのうち、加圧室１０に繋がる部分である個別供給流路１４が形成されている領域の端における液体の圧力差を少なくできる。この個別供給流路１４での圧力差は、加圧室１０内の液体に加わる圧力差につながるため、個別供給流路１４での圧力差を少なくすれば、吐出ばらつきを低減できる。

各副マニホールド５ｂは、長さ方向の中央部分、少なくとも加圧室１０に繋がる流路が
配置されている範囲において、仕切り板１８で上下に仕切られている。仕切られた上側（加圧室１０に繋がっている流路が繋がっている側）の部分を上側マニホールド５ｂ−１、下側（加圧室１０に繋がっている流路が繋がっていない側）の部分を下側マニホールド５ｂ−２と呼ぶ。これらについては後で詳述する。

流路部材４は、複数の加圧室１０が２次元的に広がって形成されている。加圧室１０は、角部にアールが施されたほぼ菱形あるいは楕円形状の平面形状を有する中空の領域である。

加圧室１０は、１つの副マニホールド５ｂと個別供給流路１４を介して繋がっている。１つの副マニホールド５ｂに沿うようにして、この副マニホールド５ｂに繋がっている加圧室１０の行である加圧室行１１が、副マニホールド５ｂの両側に１列ずつ、合計２列設けられている。したがって、１つのマニホールド５に対して、１６行の加圧室１１が設けられており、ヘッド本体２ａ全体では３２行の加圧室行１１が設けられている。各加圧室行１１における加圧室１０の長手方向の間隔は同じであり、例えば、３７．５ｄｐｉの間隔となっている。

個別供給流路１４の副マニホールド５ｂ側の開口は、個別供給流路開口１４ａであり、仕切り板１８における、個別供給流路開口１４ａと対向する位置には貫通孔１８ａが配置されている。

各加圧室行１１の端にはダミー加圧室１６が設けられている。このダミー加圧室１６は、マニホールド５とは繋がっているが、吐出孔８とは繋がっていない。また、３２行の加圧室行１１の外側には、ダミー加圧室１６が直線状に並んだダミー加圧室行が設けられている。このダミー加圧室１６は、マニホールド５および吐出孔８のいずれとも繋がっていない。これらのダミー加圧室１６により、端から１つ内側の加圧室１０の周囲の構造（剛性）が他の加圧室１０の構造（剛性）と近くなることで、液体吐出特性の差を少なくできる。なお、周囲の構造の差の影響は、距離の近い、長さ方向に隣接する加圧室１０の影響が大きいため、長さ方向には、両端にダミー加圧室１６を設けてある。幅方向については、影響が比較的小さいため、ヘッド本体２１ａの端に近い方のみに設けている。これにより、ヘッド本体２１ａの幅を小さくできる。

１つのマニホールド５に繋がっている加圧室１０は、矩形状の圧電アクチュエータ基板２１の各外辺に沿った行および列をなす格子上に配置されている。これにより、圧電アクチュエータ基板２１の外辺から、加圧室１０の上に形成されている個別電極２５が等距離に配置されることになるので、個別電極２５を形成する際に、圧電アクチュエータ基板２１に変形が生じ難くできる。圧電アクチュエータ基板２１と流路部材４とを接合する際に、この変形が大きいと外辺に近い変位素子３０に応力が加わり、変位特性にばらつきが生じるおそれがあるが、変形を少なくすることで、そのばらつきを低減できる。また、最も外辺に近い加圧室行１１の外側にダミー加圧室１６のダミー加圧室行が設けられているために、変形の影響をより受け難くできる。加圧室行１１に属する加圧室１０は等間隔で配置されており、加圧室行１１に対応する個別電極２５も等間隔で配置されている。加圧室行１１は短手方向に等間隔で配置されており、加圧室行１１に対応する個別電極２５の行も短手方向に等間隔で配置されている。これにより、特にクロストークの影響が大きくなる部位をなくすことができる。

本実施形態では、加圧室１０は格子状に配置したが、隣接する加圧室列１１に属する加圧室１０の間に角部が位置するように千鳥状に配置してもよい。このようにすると、隣接加する圧室行１１に属する加圧室１０の間の距離がより長くなるので、よりクロストークを抑制できる。

加圧室行１１をどのように並べるかによらず、流路部材４を平面視したとき、１つの加圧室行１１に属する加圧室１０が、隣接する加圧室行１１に属する加圧室１０と、液体吐出ヘッド２の長手方向において、重ならないように配置することにより、クロストークを抑制できる。一方、加圧室行１１の間の距離を離すと、液体吐出ヘッド２の幅が大きくなるので、プリンタ１に対する液体吐出ヘッド２の設置角度の精度や、複数の液体吐出ヘッド２を使用する際の、液体吐出ヘッド２の相対位置の精度が印刷結果に与える影響が大きくなる。そこで、隔壁１５の幅を副マニホールド５ｂよりも小さくすることで、それらの精度が印刷結果に与える影響を少なくできる。

１つの副マニホールド５ｂに繋がっている加圧室１０は、２列の加圧室行１１を成しており、１つの加圧室行１１に属する加圧室１０から繋がっている吐出孔８は、１つの吐出孔行９を成している。２列の加圧室行１１に属する加圧室１０に繋がっている吐出孔８はそれぞれ、副マニホールド５ｂの異なる側に開口している。図４では、隔壁１５には、２行の吐出孔行９が設けられているが、それぞれの吐出孔行９に属する吐出孔８は、吐出孔８に近い側の副マニホールド５ｂに加圧室１０を介して繋がっている。隣接する副マニホールド５ｂに加圧室行１１を介して繋がっている吐出孔８と液体吐出ヘッド２の長手方向において重ならないように配置されていると、加圧室１０と吐出孔８とを繋ぐ流路間のクロストークが抑制できるので、さらにクロストークを少なくすることができる。加圧室１０と吐出孔８とを繋ぐ流路全体が、液体吐出ヘッド２の長手方向において重ならないように配置されていると、さらにクロストークを少なくすることができる。

また、平面視において、加圧室１０と副マニホールド５ｂとが重なるように配置することにより、液体吐出ヘッド２の幅を小さくできる。加圧室１０の面積に対する、重なっている面積の割合が８０％以上、さらに９０％以上にすることで、液体吐出ヘッド２の幅をより小さくできる。また、加圧室１０と副マニホールド５ｂとが重なっている部分の加圧室１０の底面は、副マニホールド５ｂと重なっていない場合と比較して剛性が低くなっており、その差により吐出特性がばらつくおそれがある。加圧室１０全体の面積に対する、副マニホールド５ｂと重なっている加圧室１０の面積の割合を、各加圧室１０で略同じにすることで、加圧室１０を構成する底面の剛性が変わることによる吐出特性のばらつきを少なくすることができる。ここで略同じとは、面積の割合の差が、１０％以下、特に５％以下であることを言う。

１つのマニホールド５に繋がっている複数の加圧室１０により加圧室群が構成されており、マニホールド５が２つあるため、加圧室群は２つある。各加圧室群内における吐出に関わる加圧室１０の配置は同じで、短手方向に平行移動させたに配置されている。これらの加圧室１０は、流路部材４の上面における圧電アクチュエータ基板２１に対向する領域に、加圧室群間などの少し間隔が広くなった部分があるものの、ほぼ全面にわたって配列されている。つまり、これらの加圧室１０によって形成された加圧室群は圧電アクチュエータ基板２１とほぼ同一の形状の領域を占有している。また、各加圧室１０の開口は、流路部材４の上面に圧電アクチュエータ基板２１が接合されることで閉塞されている。

加圧室１０の個別供給流路１４が繋がっている角部と対向する角部からは、流路部材４の下面の吐出孔面４−１に開口している吐出孔８に繋がる流路が伸びている。流路は、平面視において、加圧室１０から離れる方向に伸びている。より具体的には、加圧室１０の長い対角線に沿う方向に離れつつ、その方向に対して左右にずれながら伸びている。これにより、加圧室１０は各加圧室行１１内での間隔が３７．５ｄｐｉになっている格子状の配置にしつつ、吐出孔８は、全体で１２００ｄｐｉの間隔で配置することができる。

これは別の言い方をすると、流路部材４の長手方向に平行な仮想直線に対して直交する
ように吐出孔８を投影すると、図４に示した仮想直線のＲの範囲に、各マニホールド５に繋がっている１６個の吐出孔８、全部で３２個の吐出孔８が、１２００ｄｐｉの等間隔となっているということである。これにより、すべてのマニホールド５に同じ色のインクを供給することで、全体として長手方向に１２００ｄｐｉの解像度で画像が形成可能となる。また、１つのマニホールド５に繋がっている１個の吐出孔８は、仮想直線のＲの範囲で６００ｄｐｉの等間隔になっている。これにより、各マニホールド５に異なる色のインクを供給することで、全体として長手方向に６００ｄｐｉの解像度で２色の画像が形成可能となる。この場合、２つの液体吐出ヘッド２を用いれば、６００ｄｐｉの解像度で４色の画像が形成可能となり、６００ｄｐｉで印刷可能な液体吐出ヘッドを用いるよりも、印刷精度が高くなり、印刷のセッティングも簡単にできる。なお、ヘッド本体２ａの短手方向に並んでいる１列の加圧室列に属する加圧室１０から繋がっている吐出孔８で、仮想直線のＲの範囲がカバーされている。

圧電アクチュエータ基板２１の上面における各加圧室１０に対向する位置には個別電極２５がそれぞれ形成されている。個別電極２５は、加圧室１０より一回り小さく、加圧室１０とほぼ相似な形状を有している個別電極本体２５ａと、個別電極本体２５ａから引き出されている引出電極２５ｂとを含んでおり、個別電極２５は、加圧室１０と同じように、個別電極列および個別電極群を構成している。また、圧電アクチュエータ基板２１の上面には、共通電極２４とビアホールを介して電気的に接続されている共通電極用表面電極２８が形成されている。共通電極用表面電極２８は、圧電アクチュエータ基板２１の短手方向の中央部に、長手方向に沿うように２列形成され、また、長手方向の端近くで短手方向に沿って１列形成されている。図示した、共通電極用表面電極２８は直線上に断続的に形成されたものであるが、直線上に連続的に形成してもよい。

圧電アクチュエータ基板２１は、後述のようにビアホールを形成した圧電セラミック層２１ａ、共通電極２４、圧電セラミック層２１ｂを積層し、焼成した後、個別電極２５および共通電極用表面電極２８を同一工程で形成するのが好ましい。個別電極２５と加圧室１０との位置ばらつきは吐出特性に大きく影響を与えること、個別電極２５を形成した後、焼成すると圧電アクチュエータ基板２１に反りが生じるおそれがあり、反りが生じた圧電アクチュエータ基板２１を流路部材４に接合すると、圧電アクチュエータ基板２１に応力が加わった状態になり、その影響で変位がばらつくおそれがあることから、個別電極２５は、焼成後に形成される。共通電極用表面電極２８も同様に反りを生じされるおそれがあることと、個別電極２５と同時に形成した方が、位置精度が高くなり、工程も簡略化できるので、個別電極２５と共通電極用表面電極２８は同一工程で形成される。

このような圧電アクチュエータ基板２１を焼成する際に生じるおそれのある、焼成収縮によるビアホールの位置ばらつきは、主に圧電アクチュエータ基板２１の長手方向に生じるので、共通電極用表面電極２８が偶数個あるマニホールド５の中央、別の言い方をすれば、圧電アクチュエータ基板２１の短手方向の中央に設けられており、共通電極用表面電極２８が圧電アクチュエータ基板２１の長手方向に長い形状をしていることにより、ビアホールと共通電極用表面電極２８とが位置ずれにより電気的に接続されなくなることを抑制できる。

圧電アクチュエータ基板２１には、２枚の信号伝達部６０が、圧電アクチュエータ基板２１の２つの長辺側から、それぞれ中央に向かうように配置され、接合される。その際、圧電アクチュエータ基板２１の引出電極２５ｂおよび共通電極用表面電極２８の上に、それぞれ、接続電極２６および共通電極用接続電極を形成して接続することで、接続が容易になる。また、その際、共通電極用表面電極２８および共通電極用接続電極の面積を接続電極２６の面積よりも大きくすれば、信号伝達部６０の端部（先端および圧電アクチュエータ基板２１の長手方向の端）における接続が、共通電極用表面電極２８上の接続により
強くできるので、信号伝達部６０が端からはがれ難くできる。

また、吐出孔８は、流路部材４の下面側に配置されたマニホールド５と対向する領域を避けた位置に配置されている。さらに、吐出孔８は、流路部材４の下面側における圧電アクチュエータ基板２１と対向する領域内に配置されている。これらの吐出孔８は、１つの群として圧電アクチュエータ基板２１とほぼ同一の形状の領域を占有しており、対応する圧電アクチュエータ基板２１の変位素子３０を変位させることにより吐出孔８から液滴が吐出できる。

ヘッド本体２ａに含まれる流路部材４は、複数のプレートが積層された積層構造を有している。これらのプレートは、流路部材４の上面から順に、キャビティプレート４ａ、ベースプレート４ｂ、アパーチャ（しぼり）プレート４ｃ、サプライプレート４ｄ、マニホールドプレート４ｅ〜ｊ、カバープレート４ｋおよびノズルプレート４ｌである。これらのプレートには多数の孔が形成されている。各プレートの厚さは１０〜３００μｍ程度であることにより、形成する孔の形成精度を高くできる。各プレートは、これらの孔が互いに連通して個別流路１２およびマニホールド５を構成するように、位置合わせして積層されている。加圧室１０は流路部材４の上面に、マニホールド５は流路部材４の内部の下面側に、吐出孔８は流路部材４の下面にと、個別流路１２を構成する各部分が異なる位置に互いに近接して配設され、ヘッド本体２ａには、加圧室１０を介してマニホールド５と吐出孔８とが繋がる構成を有している。

各プレートに形成された孔について説明する。これらの孔には、次のようなものがある。第１に、キャビティプレート４ａに形成された加圧室１０である。第２に、加圧室１０の一端からマニホールド５へと繋がる個別供給流路１４を構成する連通孔である。この連通孔は、ベースプレート４ｂ（詳細には加圧室１０の入り口）からサプライプレート４ｃ（詳細にはマニホールド５の出口）までの各プレートに形成されている。なお、この個別供給流路１４には、アパーチャプレート４ｃに形成されている、流路の断面積が小さくなっている部位であるしぼり６が含まれている。

第３に、加圧室１０の個別供給路１４が繋がっている端と反対の他端から吐出孔８へと連通する流路を構成する連通孔である。この連通孔は、以下の記載においてディセンダ（部分流路）と呼称されることがある。ディセンダは、ベースプレート４ｂ（詳細には加圧室１０の出口）からノズルプレート４ｌ（詳細には吐出孔８）までの各プレートに形成されている。

第４に、マニホールド５を構成する連通孔である。この連通孔は、マニホールドプレート４ｅ〜ｊに形成されている。マニホールドプレート４ｅ〜ｊには、副マニホールド５ｂを構成するように隔壁１５となる仕切り部が残るように孔が形成されている。各マニホールドプレート４ｅ〜ｊにおける仕切り部は、ハーフエッチングした支持部１７で各マニホールドプレート４ｅ〜ｊと繋がった状態にされる。また、マニホールドプレート４ｇの一部は、マニホールド５を上下に仕切る仕切り板１８となっている。

第１〜４の連通孔が相互に繋がり、マニホールド５からの液体の流入口（マニホールド５の出口）から吐出孔８に至る個別流路１２を構成している。マニホールド５に供給された液体は、以下の経路で吐出孔８から吐出される。まず、マニホールド５から上方向に向かって、個別供給流路１４に入り、しぼり６の一端部に至る。次に、しぼり６の延在方向に沿って水平に進み、しぼり６の他端部に至る。そこから上方に向かって、加圧室１０の一端部に至る。さらに、加圧室１０の延在方向に沿って水平に進み、加圧室１０の他端部に至る。加圧室１０からディセンダに入った液体は、水平方向にも移動しつつ、主に下方に向かい、下面に開口した吐出孔８に至って、外部に吐出される。

図３では、しぼり６となる部位を含むアパーチャプレート４ｃの孔（以下でしぼりとなる孔ということがある）は、同じ副マニホールド５ｂから繋がっている他の加圧室１０とわずかに重なるようになっている。しぼり６となる部位を含むアパーチャプレート４ｃの孔は、平面視した場合に、副マニホールド５ｂ内に含まれるように配置すれば、しぼり６をより密集して配置できるので好ましい。しかし、そのようにするとしぼり６となる孔全体が、副マニホールド５ｂ上の、他の部位と比較して厚さの薄い部分に配置されることになり、周囲からの影響を受け易くなってしまう。そのような場合、平面視したときに、しぼり６となる孔が、該孔に直接的に繋がっている加圧室１０以外の加圧室１０と重ならないようにすれば、しぼり６となる孔が副マニホールド５ｂ上の薄い部位に配置されていても直上にある他の加圧室１０からの振動の影響を直接的に受け難くできる。このような配置は、しぼり６となる孔のあるプレート（複数のプレートで構成されている場合は、それらの内で最も上のプレート）と加圧室１０となる孔のあるプレート（複数のプレートで構成されている場合は、それらの内で最も下のプレート）との間のプレートが１枚であって、振動が伝わり易い場合に、特に必要とされる。また、しぼり６となる孔のあるプレートと加圧室１０となる孔のあるプレートとの間の距離が２００μｍ以下、さらには１００μｍ以下である場合に、特に必要とされる。重ならないように配置するには、例えば、図３に示したしぼり６となる孔の角度をヘッド本体２ａの短手方向に沿った方向に近づけるか、しぼり６となる孔の一端を少し短くするなどすればよい。

圧電アクチュエータ基板２１は、圧電体である２枚の圧電セラミック層２１ａ、２１ｂからなる積層構造を有している。これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂはそれぞれ２０μｍ程度の厚さを有している。圧電アクチュエータ基板２１の圧電セラミック層２１ａの下面から圧電セラミック層２１ｂの上面までの厚さは４０μｍ程度である。圧電セラミック層２１ａ、２１ｂのいずれの層も複数の加圧室１０を跨ぐように延在している。これらの圧電セラミック層２１ａ、２１ｂは、例えば、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなる。

圧電アクチュエータ基板２１は、Ａｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる共通電極２４およびとＡｕ系などの金属材料からなる個別電極２５を有している。個別電極２５は上述のように圧電アクチュエータ基板２１の上面における加圧室１０と対向する位置に配置されている個別電極本体２５ａと、そこから引き出された引出電極２５ｂとを含んでいる。引出電極２５ｂの一端の、加圧室１０と対向する領域外に引き出された部分には、接続電極２６が形成されている。接続電極２６は例えばガラスフリットを含む銀−パラジウムからなり、厚さが１５μｍ程度で凸状に形成されている。また、接続電極２６は、信号伝達部６０に設けられた電極と電気的に接合されている。詳細は後述するが、個別電極２５には、制御部１００から信号伝達部６０を通じて駆動信号が供給される。駆動信号は、印刷媒体Ｐの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。

共通電極２４は、圧電セラミック層２１ａと圧電セラミック層２１ｂとの間の領域に面方向のほぼ全面にわたって形成されている。すなわち、共通電極２４は、圧電アクチュエータ基板２１に対向する領域内のすべての加圧室１０を覆うように延在している。共通電極２４の厚さは２μｍ程度である。共通電極２４は、圧電セラミック層２１ｂ上に個別電極２５からなる電極群を避ける位置に形成されている共通電極用表面電極２８に、圧電セラミック層２１ｂに形成されたビアホールを介して繋がっていて、接地され、グランド電位に保持されている。共通電極用表面電極２８は、多数の個別電極２５と同様に、信号伝達部６０上の別の電極と接続されている。

なお、後述のように、個別電極２５に選択的に所定の駆動信号が供給されることにより、この個別電極２５に対応する加圧室１０の体積が変わり、加圧室１０内の液体に圧力が
加えられる。これによって、個別流路１２を通じて、対応する吐出口８から液滴が吐出される。すなわち、圧電アクチュエータ基板２１における各加圧室１０に対向する部分は、各加圧室１０および吐出口８に対応する個別の変位素子３０に相当する。つまり、２枚の圧電セラミック層２１ａ、２１ｂからなる積層体中には、図５（ａ）に示されているような構造を単位構造とする圧電アクチュエータである変位素子３０が加圧室１０毎に、加圧室１０の直上に位置する振動板２１ａ、共通電極２４、圧電セラミック層２１ｂ、個別電極２５により作り込まれており、圧電アクチュエータ基板２１には加圧部である変位素子３０が複数含まれている。なお、本実施形態において１回の吐出動作によって吐出口８から吐出される液体の量は１．５〜４．５ｐｌ（ピコリットル）程度である。

多数の個別電極２５は、個別に電位を制御することができるように、それぞれが信号伝達部６０および配線を介して、個別に制御部１００に電気的に接続されている。個別電極２５を共通電極２４と異なる電位にして圧電セラミック層２１ｂに対してその分極方向に電界を印加したとき、この電界が印加された部分が、圧電効果により歪む活性部として働く。この構成において、電界と分極とが同方向となるように、制御部１００により個別電極２５を共通電極２４に対して正または負の所定電位にすると、圧電セラミック層２１ｂの電極に挟まれた部分（活性部）が、面方向に収縮する。一方、非活性層の圧電セラミック層２１ａは電界の影響を受けないため、自発的には縮むことがなく活性部の変形を規制しようとする。この結果、圧電セラミック層２１ｂと圧電セラミック層２１ａとの間で分極方向への歪みに差が生じて、圧電セラミック層２１ｂは加圧室１０側へ凸となるように変形（ユニモルフ変形）する。

本実施の形態における実際の駆動手順は、あらかじめ個別電極２５を共通電極２４より高い電位（以下高電位と称す）にしておき、吐出要求がある毎に個別電極２５を共通電極２４と一旦同じ電位（以下低電位と称す）とし、その後所定のタイミングで再び高電位とする。これにより、個別電極２５が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層２１ａ、２１ｂが元の形状に戻り、加圧室１０の容積が初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加する。このとき、加圧室１０内に負圧が与えられ、液体がマニホールド５側から加圧室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極２５を高電位にしたタイミングで、圧電セラミック層２１ａ、２１ｂが加圧室１０側へ凸となるように変形し、加圧室１０の容積減少により加圧室１０内の圧力が正圧となり液体への圧力が上昇し、液滴が吐出される。つまり、液滴を吐出させるため、高電位を基準とするパルスを含む駆動信号を個別電極２５に供給することになる。このパルス幅は、圧力波がしぼり６から吐出孔８まで伝播する時間長さであるＡＬ（Acoustic Length）が理想的である。これによると、加圧
室１０内部が負圧状態から正圧状態に反転するときに両者の圧力が合わさり、より強い圧力で液滴を吐出させることができる。

また、階調印刷においては、吐出孔８から連続して吐出される液滴の数、つまり液滴吐出回数で調整される液滴量（体積）で階調表現が行なわれる。このため、指定された階調表現に対応する回数の液滴吐出を、指定されたドット領域に対応する吐出孔８から連続して行なう。一般に、吐出を連続して行なう場合は、液滴を吐出させるために供給するパルスとパルスとの間隔をＡＬとすることが好ましい。これにより、先に吐出された液滴を吐出させるときに発生した圧力の残余圧力波と、後に吐出させる液滴を吐出させるときに発生する圧力の圧力波との周期が一致し、これらが重畳して液滴を吐出するための圧力を増幅させることができる。なお、この場合後から吐出される液滴の速度が速くなると考えられるが、その方が複数の液滴の着弾点が近くなり、好ましい。

本発明の液体吐出ヘッド２では、副マニホールド５ｂは、仕切り板１８で２つの部分マニホールド（部分共通流路）に仕切られている。部分マニホールドには、加圧室１０から繋がっている個別供給流路１４が配置されている上側マニホールド（第１部分共通流路）
５ｂ−１と、個別供給流路１４が配置されていない下側マニホールド（第２部分共通流路）５ｂ−２とが存在する。仕切り板１８には、上側マニホールド５ｂ−１と下側マニホールド５ｂ−２とを繋いでいる貫通孔１８ａが配置されている。そして、個別供給流路１４の上側マニホールド５ｂ−１側の開口である個別供給流路開口１４ａから見たときの貫通孔１８ａの立体角は、０．２６〜３．２３ステラジアンとなっている。

なお、より詳細には、立体角を見込む点は、個別供給流路開口１４ａの面積重心とすればよい。また、立体角の範囲は、貫通孔１８ａの上側マニホールド５ｂ−１側の開口の範囲とすればよい。

さらに、本実施形態では、副マニホールド５ｂは、仕切り板１８によって２つの部分マニホールドに仕切られているが、それ以上の個数に仕切られていてもよい。その場合でも、部分マニホールドには、個別供給流路１４が配置されている部分マニホールドと、個別供給流路１４が配置されていない部分マニホールドがあり、仕切り板１８には、個別供給流路１４が配置されている部分マニホールドと、個別供給流路１４が配置されていない部分マニホールドとを繋いでいる貫通孔１８ａが存在し、個別供給路開口１４ａから見たときの貫通孔１８ａの立体角が、上述の範囲内であればよい。

本実施形態では、副マニホールド５ｂ、上側マニホールド５ｂ−１および下側マニホールド５ｂ−２の幅は１．２ｍｍであり、上側マニホールド５ｂ−１の高さＨ１は２００μｍ、下側マニホールド５ｂ−２の高さＨ２は３００μｍ、仕切り板１８の厚さは１００μｍである。また、個別供給流路開口１４ａは、円形状であり、直径１８０μｍであり、貫通孔１８ａは、円柱形状であり、直径１８０μｍである。ヘッド本体２ａを平面視したとき、個別供給流路開口１４ａの中心と貫通孔１８ａの中心は、製造精度の範囲内で一致している。

液体を吐出するために、加圧室１０に圧力を加えると、それにより生じる圧力振動の一部が、個別供給路１４を通じて、副マニホールド５ｂに伝わる。副マニホールド５ｂには、多数の加圧室１０からの圧力振動が伝わってくるので、副マニホールド５ｂ中の液体は、それにより振動することなる。副マニホールド５ｂ中の液体が振動すると、その圧力振動が個別供給路１４を通じて加圧室１０に伝わるので、吐出特性を変動させる原因となる。具体的にどのように影響するかは、吐出動作中のどのタイミングでどのような圧力が加わるかによって変わる。基本的には、吐出孔８へ向かう、吐出される液体となる圧力波を強めるような圧力が加われば、吐出量は増え（すなわち画素サイズが大きくなり）、吐出速度は速くなり、吐出孔８へ向かう圧力波を弱めるような圧力が加われば、吐出量は減り（すなわち画素サイズが小さくなり）、吐出速度は遅くなる。

実際に印刷を行なう際には、各変位素子３０は印刷されるパターンに応じて駆動され、その振動が、個別供給路１４を通じて副マニホールド５ｂに伝わるため、副マニホールド５ｂ内の液体の振動は、非常に複雑になる。そして、そのような状態での吐出特性のばらつきは、一つの吐出孔８だけから吐出する場合や、全吐出孔８から同じ駆動波形で吐出する場合（ベタ印刷する場合など）と比較して大きなる。すなわち、いくつかの加圧室１０から伝わってきた圧力振動が合成され、局所的、瞬間的に圧力変動が大きくなりことがあり得るので、そのような圧力変動が個別供給路１４付近に生じると、その影響により吐出特性が大きく変動することがある。

そこで、副マニホールド５ｂ内に仕切り板１８を設け、個別供給流路開口１４ａ付近に、仕切り板１８を貫通する貫通孔１８ａを配置する。個別供給流路開口１４ａから広がる圧力波の一部は、上側マニホールド５ｂ−１内に広がり、他の一部は、貫通孔１８ａを通った後、下側マニホールド５ｂ−２内に広がっていく。上側マニホールド５ｂ−１内に広
がる圧力波のエネルギーは、下側マニホールド５ｂ−２に向かった圧力波の分、少なくなるので、上側マニホールド５ｂ−１内の圧力変動は小さくなる。下側マニホールド５ｂ−２内にも圧力変動が生じるようになるが、上側マニホールド５ｂ−１の圧力振動と、下側マニホールド５ｂ−２の圧力振動が貫通孔１８ａを通って伝わってくる圧力振動とが合成されて圧力が高まることは、確率的に起き難くなるため、吐出特性が極端に変わることが起き難くなる。

上述のような複数の加圧室１０からの圧力振動が合成されることにより生じる吐出ばらつきは、印刷パターンおよび駆動信号のパターンが複雑であるほど生じ易い。例えば、画素サイズを３段階変えて、諧調表現のある印刷をする場合、副マニホールド８ｂには、大滴（例えば、幅ＡＬのパルス＋幅０．８×ＡＬのパルスで吐出）、中滴（例えば、幅ＡＬのパルスで吐出）、小滴（例えば、幅０．７×ＡＬのパルスで吐出）の駆動信号で生じた圧力波が伝わってくることにより、複雑な圧力振動が生じ、稀に吐出特性が大きくばらつく。このような吐出特性のばらつきが大きくなるかどうかは、単にベタパターンを印刷して、その印刷状態を評価（例えば画素サイズのばらつきを評価）しても分からないことがある。

個別供給流路開口１４ａから広がる圧力波が、上側マニホールド５ｂ−１と下側マニホールド５ｂ−２とに分かれて広がるように、個別供給流路開口１４ａから見た貫通孔１８ａの立体角を規定している。貫通孔１８ａの立体角が０．２６ステラジアンより小さいと、個別供給流路開口１４ａから広がる圧力波のうちで、下側マニホールド５ｂ−２に伝わる圧力波の割合が低くなり、効果が小さくなる。貫通孔１８ａの立体角が３．２３ステラジアンより大きいと、下側マニホールド５ｂ−２に伝わる割合が大きくなり、貫通孔１８ａと個別供給流路開口１４ａとの距離も相対的に短くなるので、下側マニホールド５ｂ−２に生じた圧力振動が個別供給流路１４に伝わって吐出特性に与える影響が大きくなってしまい、効果が小さくなる。

個別供給流路開口１４ａから広がる圧力波のうちで貫通孔１８ａに伝わる割合が、副マニホールド５ｂ内を流れる液体や圧力振動の影響を受け難いように、個別供給流路開口１４ａと貫通孔１８ａとは対向して配置されることが好ましい。さらに、個別供給路開口１４ａが開口している個別供給路開口面４ｄ−１と直交する方向から見たとき、個別供給路開口１４ａと、貫通孔１８ａとが重なっているのが好ましい。特に好ましい状態は、個別供給路開口１４ａの面積重心を通って、個別供給路開口面４ｄ−１に直交する仮想直線を伸ばしたときに、その仮想直線が貫通孔１８ａを通るようになっている状態である。

また、同様の理由で、個別供給路開口面４ｄ−１と仕切り板１８の上側マニホールド５ｂ−１側の面は略平行になっているのが好ましい。ここで略平行とは、基本的に製造精度のばらつきの範囲内で平行という意味であり、例えばそれらの面の成す角度が５度以下ということである。

さらに、上側マニホールド５ｂ−１の個別供給路開口面４ｄ−１に直交する方向の大きさ（すなわち高さ）Ｈ１［μｍ］と、下側マニホールド５ｂ−２の個別供給路開口面４ｄ−１に直交する方向の大きさ（すなわち高さ）Ｈ２［μｍ］とが、０．１１≦Ｈ１／Ｈ２≦１．５の範囲内であれば、圧力振動のエネルギーが、上側マニホールド５ｂ−１と下側マニホールド５ｂ−２とに分散されて、平均化されるので好ましい。

上側マニホールド５ｂ−１と下側マニホールド５ｂ−２とが繋がっている部位が貫通孔１８ａだけであると、液体吐出ヘッド２に最初に液体を供給するときに、下側マニホールド５ｂ−２内に気泡が残らないようにするのが難しかったり、時間がかかってしまう。また、吐出される液体は、主に上側マニホールド５ｂ−１から供給されるので、下側マニホ
ールド５ｂ−２内で液体が滞留し、顔料成分が沈降するなどの問題が生じるおそれがる。

そこで、マニホールド５において、外部から液体が供給される開口５ａが配置されている部位では、上側マニホールド５ｂ−１と下側マニホールド５ｂ−２とが繋がっているようにする。図５（ｂ）は、マニホールド５の開口５ａ付近の縦断面である。開口５ａが配置されている部位のマニホールド５は、仕切り板１８に第２貫通孔１８ｂが開口しており、上側マニホールド５ｂ−１と下側マニホールド５ｂ−２とが繋がっている。これにより、外部から供給された液体は、上側マニホールド５ｂ−１と下側マニホールド５ｂ−２の両方を通って供給されるようになる。これにより、上述した気泡や対流の問題が生じ難くなる。マニホールド５が長い場合は、開口５ａをマニホールの５の両端部の少なくとも一方に配置することで、上述した気泡や対流の問題はより生じ難くなる。さらに好ましくは、開口５ａをマニホールの５の両端部の両方に配置する。

図２〜５に示した基本的な構造を持つ液体吐出ヘッド２を作製して、印刷精度のばらつきを評価した。ただし、マニホールドプレート４ｅ〜ｊについては、厚さや、仕切り板１８の存在する位置（高さ方向の位置）を変えて、液体吐出ヘッド２を作製した。また、仕切り板１８の形成されていない液体吐出ヘッド２を作製した。

各液体吐出ヘッド２に共通する設計は次の通りである。副マニホールド５ｂ、上側マニホールド５ｂ−１および下側マニホールド５ｂ−２の幅は１．２ｍｍであり、副マニホールドのトータル高さ（上側マニホールド５ｂ−１の上端から、下側マニホールド５ｂ−２の下端まで、すなわち仕切り板１８の厚さも含む）は、６００μｍ、仕切り板１８の厚さは１００μｍである。また、個別供給流路開口１４ａは、円形状であり、直径１８０μｍであり、貫通孔１８ａは、円柱形状であり、直径１８０μｍである。ヘッド本体２ａを平面視したとき、個別供給流路開口１４ａの中心と貫通孔１８ａの中心は、製造精度の範囲内で一致している。

各液体吐出ヘッド２で変えた設計は、上側マニホールド５ｂ−１の高さＨ１［μｍ］および下側マニホールド５ｂ−２の高さＨ２［μｍ］である。評価した液体吐出ヘッド２の（Ｈ１、Ｈ２）の組み合わせは、（５０、４５０）、（１００、４００）、（２００、３００）、（３００、２００）、（４００、１００）である。なお、仕切り板１８の形成されていない液体吐出ヘッド２では、副マニホールド５ｂの高さは６００μｍである。

貫通孔１８ａの立体角は、貫通孔１８ａの直径をＲ［μｍ］とすると、２π（１−Ｈ１／（Ｈ１^２＋（Ｒ／２)^２）^１／２［ステラジアン］となるので、上述の５組の液体吐出
ヘッド２における立体角は順に、３．２３、１．６１、０．５５、０．２６、０．１５（単位はすべてステラジアン）である。

ベタパターンや、単純な評価パターンを印刷して印刷精度を評価すると、人の顔などを実際に印刷した場合の印刷精度の感応評価との相関性の低い結果となるため、次のように評価した。

液体吐出ヘッド２の解像度方向（図２の上下方向）の半分の領域で、人の顔などの画像パターンを印刷し、残りの半分で、印刷した画素サイズが測定できる規則的な評価パターンを印刷した。このようにすると、画像パターンを印刷することで副マニホールド５ｂ内の液体に、実際に印刷を行なわれる場合と同様な複雑な圧力振動を生じさせることができる。そして、同じ副マニホールド５ｂと繋がっている吐出孔８から評価パターンを印刷することで、副マニホールド５ｂ内の液体の圧力振動の影響を受けた際の吐出精度が評価できる。人の顔などの画像パターンは、印刷される濃度の平均が、ベタパターンの約半分程
度になるもので、画素が不規則に分布しているものを使用する。印刷は諧調表現をされて多値画像を印刷する方が吐出ばらつきの影響が分かりやすいため、３段階の諧調で表された画像を印刷した。印刷において、大滴、中滴、小滴の吐出量は、それぞれ約３．０ｐＬ、約２．２ｐＬ、約１．５ｐＬとした。

各液体吐出ヘッド２において、次のようにして、画素サイズのばらつきを評価した。印刷した評価パターンで小滴の画素サイズを測定し、画素サイズの平均を算出した。測定した画素サイズの中から平均画素サイズ＋１μｍ以上のもの抜き出した。そのような画素サイズのものは、副マニホールド５ｂ内の圧力振動が、吐出孔８に向かう圧力波を強めるように働いて吐出された結果と考えられる。それらを平均して、画素サイズ拡大側の平均画素サイズとした。続いて、測定した画素サイズの中から平均画素サイズ−１μｍ以下のもの抜き出した。そのような画素サイズのものは、副マニホールド５ｂ内の圧力振動が、吐出孔８に向かう圧力波を弱めるように働いて吐出された結果と考えられる。それらを平均して、画素サイズ縮小側の平均画素サイズとした。そして、画素サイズ拡大側の平均画素サイズから画素サイズ縮小側の平均画素サイズを引いた値を画素サイズのばらつきの値とした。

各液体吐出ヘッド２の測定結果と貫通孔１８ａの立体角との関係を図６に示した。また、仕切り板１８のない各液体吐出ヘッド２では、画素サイズのばらつきは３．１３μｍであった。本発明の液体吐出ヘッド２である、貫通孔１８ａの立体角が０．２６〜３．２３ステラジアンの液体吐出ヘッド２では、画素サイズのばらつきは２．９７μｍ以下となり、印刷精度を高くすることができた。

１・・・プリンタ
２・・・液体吐出ヘッド
２ａ・・・ヘッド本体
４、４・・・流路部材
４ａ〜ｌ・・・プレート
４ｄ−１・・・個別供給流路開口面
４−１・・・吐出孔面
４−２・・・加圧室面
５・・・マニホールド
５ａ・・・（マニホールドの）開口
５ｂ・・・副マニホールド
５ｂ−１・・・上側マニホールド（第１部分共通流路）
５ｂ−２・・・下側マニホールド（第２部分共通流路）
６・・・しぼり
８・・・吐出孔
９・・・吐出孔行
１０、４１０・・・加圧室
１１・・・加圧室行
１２・・・個別流路
１４・・・個別供給流路
１４ａ・・・個別供給流路開口
１５・・・隔壁
１６・・・ダミー加圧室
１８・・・仕切り板
１８ａ・・・（仕切り板の）貫通孔
１８ｂ・・・（仕切り板の）第２貫通孔
２１・・・圧電アクチュエータ基板
２１ａ・・・圧電セラミック層（振動板）
２１ｂ・・・圧電セラミック層
２４・・・共通電極
２５・・・個別電極
２５ａ・・・個別電極本体
２５ｂ・・・引出電極
２６・・・接続電極
２８・・・共通電極用表面電極
３０・・・変位素子（加圧部）
６０・・・信号伝達部（配線基板）
７０・・・（ヘッド搭載）フレーム
７２・・・ヘッド群
８０ａ・・・給紙ローラ
８０ｂ・・・回収ローラ
８２ａ・・・ガイドローラ
８２ｂ・・・搬送ローラ
８８・・・制御部
Ｐ・・・印刷用紙

Claims (6)

1. 複数の吐出孔、該複数の吐出孔とそれぞれ繋がっている複数の加圧室、および前記複数の加圧室に共通して繋がっている共通流路を備えている流路部材と、前記複数の加圧室内の液体をそれぞれ加圧する複数の加圧部とを備えている液体吐出ヘッドであって、
   前記共通流路は、仕切りにより２つ以上の部分共通流路に仕切られており、
   該部分共通流路には、前記加圧室から繋がっている個別供給路開口が配置されている第１部分共通流路と、前記個別供給路開口が配置されていない第２部分共通流路とが存在しており、
   前記仕切りには、前記第１部分共通流路と前記第２部分共通流路とを繋いでいる貫通孔が配置されており、
   前記個別供給路開口から見たときの前記貫通孔の立体角が、０．２６〜３．２３ステラジアンであり、
   前記個別供給路開口が開口している面と直交する方向から見たとき、前記個別供給路開口と、前記貫通孔とが重なって配置されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記共通流路には、外部から液体が供給される第１開口が配置されており、該第１開口が配置されている部位の前記共通流路で、前記第１部分共通流路と前記第２部分共通流路とが繋がっていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記共通流路が長く、前記共通流路における前記第１開口は、前記共通流路の両端部の少なくとも一方に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記個別供給路開口は、前記第１部分共通流路を構成する一つの平面である個別供給路開口面に配置されており、前記仕切りの前記第１部分共通流路側は、前記個別供給路開口面と略平行な平面であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記共通流路が一方方向に長く、前記第１部分共通流路、前記第２部分共通流路および前記仕切りは、前記一方方向に沿って配置されており、前記第１部分共通流路の前記個別供給路開口面に直交する方向の大きさＨ１［μｍ］と、前記第２部分共通流路の前記個別供給路開口面に直交する方向の大きさＨ２［μｍ］とが、０．１１≦Ｈ１／Ｈ２≦１．５の関係を満たすことを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の液体吐出ヘッドと、記録媒体を前記液体吐出ヘッドに対して搬送する搬送部と、前記液体吐出ヘッドの駆動を制御する制御部とを備えていることを特徴とする記録装置。

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