以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
(プリンタの全体構成)
図1に示すように、本実施の形態に係るプリンタ1は、キャリッジ2、インクジェットヘッド3、2つの用紙搬送ローラ4、プラテン5などを備えている。キャリッジ2は、走査方向に延びた2本のガイドレール11に支持され、これら2本のガイドレール11に沿って走査方向に往復移動する。なお、以下では、図1に示すように、走査方向の右側及び左側を定義して説明を行う。
インクジェットヘッド3は、キャリッジ2に搭載され、その下面に形成された複数のノズル45からインクを吐出させる。また、インクジェットヘッド3は、供給チューブ12及び還流チューブ13を介して、インクカートリッジ14と接続されている。また、供給チューブ12には、ポンプ15が設けられている。ポンプ15を駆動すると、インクカートリッジ14に貯留されたインクが、供給チューブ12を介してインクジェットヘッド3に供給されるとともに、インクジェットヘッド3内のインクが還流チューブ13を介してインクカートリッジ14に還流される。これにより、インクジェットヘッド3とインクカートリッジ14との間でインクが循環する。
2つの用紙搬送ローラ4は、走査方向と直交する搬送方向におけるキャリッジ2の両側に配置され、記録用紙Sを搬送方向に搬送する。プラテン5は、搬送方向における2つの用紙搬送ローラ4の間に、インクジェットヘッド3と対向するように配置されている。プラテン5は、用紙搬送ローラ4によって搬送される記録用紙Sを下側から支持する。
そして、プリンタ1では、用紙搬送ローラ4によって記録用紙Sを搬送方向に搬送しつつ、キャリッジ2とともに走査方向に移動するインクジェットヘッド3からインクを吐出させることによって、記録用紙Sに印刷を行う。
(インクジェットヘッド)
次に、インクジェットヘッド3について詳細に説明する。インクジェットヘッド3は、図2〜図4に示すように、ノズル45や後述の圧力室40などのインク流路が形成された流路ユニット21と、圧力室40内のインクに圧力を付与する圧電アクチュエータ22とを備えている。なお、図2では、後述の圧力室40、絞り流路42、ディセンダ流路44及び個別電極64の図示を省略している。また、図2、図3では、後述するマニホールド流路41の各部分を上下方向に仕切る壁となる部分の図示を省略している。
(流路ユニット)
流路ユニット21は、7枚のプレート31〜37が積層されることによって形成されている。これら7枚のプレート31〜37のうち上側6枚のプレート31〜36は、ステンレスなどの金属材料からなる。最も下側のプレート37は、ポリイミドなどの合成樹脂、あるいは、プレート31〜36と同様の金属材料からなる。
プレート37には、複数のノズル45が形成されている。複数のノズル45は、搬送方向に配列されることによってノズル列39を形成している。プレート37には、12列のノズル列39が走査方向に並んでいる。また、走査方向の左側から数えて奇数番目のノズル列39を構成する複数のノズル45と、偶数番目のノズル列39を構成する複数のノズル45とは、搬送方向に、各ノズル列39におけるノズル45同士の間隔の半分の長さだけずれている。また、12列のノズル列39のうち、走査方向の左側から1番目と2番目、3番目と4番目、5番目と6番目、7番目と8番目、9番目と10番目、及び11番目と12番目のノズル列39の間隔は、走査方向の左側から2番目と3番目、4番目と5番目、6番目と7番目、8番目と9番目及び10番目と11番目のノズル列39の間隔よりも大きくなっている。
プレート31には、複数の圧力室40が形成されている。複数の圧力室40は、複数のノズル45に対して個別に設けられ、走査方向を長手方向とする略楕円の平面形状を有している。走査方向の左側から奇数番目のノズル列39に対応する圧力室40は、走査方向の左端部において対応するノズル45と重なっている。走査方向の左側から偶数番目のノズル列39に対応する圧力室40は、走査方向における右端部において対応するノズル45と重なっている。
プレート32には、複数の絞り流路42が形成されている。複数の絞り流路42は、複数の圧力室40に対して個別に設けられており、走査方向に延びている。各絞り流路42の走査方向における片側の端部は、上面が開口して圧力室40の走査方向におけるノズル45と反対側の端部と接続された連通口42aとなっている。また、各絞り流路42の走査方向における連通口42aと反対側の端部は、下側に開口して後述の第1インク流路51〜53及び第2インク流路54〜56と接続される連通口42bとなっている。
(マニホールド流路)
プレート33〜35には、マニホールド流路41が形成されている。マニホールド流路41は、3つの第1インク流路51〜53と、3つの第2インク流路54〜56と、1つの第3インク流路57とを有している。
第1インク流路51は、平面視で、左側から1番目と2番目のノズル列39の間に配置され、搬送方向に延びている。第1インク流路51は、搬送方向における下流側の端部の、搬送方向に長さL1にわたって延びた部分が、第3インク流路57との接続部分である出口流路51aとなっている。また、第1インク流路51は、出口流路51aよりも上流側の部分の幅がW0となっているのに対して、出口流路51aの幅W1が、上記幅W0よりも狭くなっている。
第1インク流路52は、平面視で、左側から3番目と4番目のノズル列39の間に配置され、搬送方向に延びている。第1インク流路52は、搬送方向における下流側の端部の、搬送方向に長さL1にわたって延びた部分が、第3インク流路57との接続部分である出口流路52aとなっている。また、第1インク流路52は、出口流路52aよりも搬送方向における上流側の部分の幅がW0となっているのに対して、出口流路52aの幅W2が、上記幅W0よりも狭くなっている。また、出口流路52aの幅W2は、出口流路51aの幅W1よりもさらに狭くなっている。
第1インク流路53は、平面視で、左側から5番目と6番目のノズル列39の間に配置され、搬送方向に延びている。第1インク流路53は、搬送方向における下流側の端部の、搬送方向に長さL1にわたって延びた部分が、第3インク流路57との接続部分を形成する出口流路53aとなっている。また、第1インク流路53は、出口流路53aよりも搬送方向における上流側の部分の幅がW0となっているのに対して、出口流路53aの幅W3が、上記幅W0よりも狭くなっている。また、出口流路53aの幅W3は、出口流路52aの幅W2よりもさらに狭くなっている。
なお、図4の、上記長さL1の範囲の、搬送方向における下流側の端を示す点線が、搬送方向に出口流路51a〜53aと第3インク流路57との境界である。また、図4の上記長さL1の範囲の、搬送方向における上流側の端を示す点線が、第1インク流路51の、出口流路51a〜53aとそれ以外の部分との境界である。
また、流路ユニット21には、3つの第1インク流路51〜53の搬送方向における上流側の端部にまたがって延び、流路ユニット21の上面に開口したインク供給流路46が形成されている。インク供給流路46は、供給チューブ12と接続されている。これにより、供給チューブ12を介してインクカートリッジ14からインクジェットヘッド3に供給されたインクは、インク供給流路46から3つの第1インク流路51〜53に流れ込む。
第2インク流路54は、平面視で、左側から7番目と8番目のノズル列39の間に配置され、搬送方向に延びている。第2インク流路54は、搬送方向における下流側の端部の、搬送方向に長さL2にわたって延びた部分が、第3インク流路57との接続部分を形成する入口流路54aとなっている。入口流路54aの走査方向における中央部には、幅がV4の隔壁54bが配置されている。隔壁54bは、第2インク流路54の、上下方向における全長にわたって延びている。これにより、入口流路54aは、隔壁54bにより、走査方向に並んだ2つの分配流路54cに仕切られている。ここで、2つの分配流路54cの幅はともにW4となっている。また、第2インク流路54において、左側の分配流路54cの左端と、分配流路54cよりも搬送方向における上流側の部分の左端とで、走査方向の位置が同じとなっている。また、第2インク流路54において、右側の分配流路54cの右端と、分配流路54cよりも搬送方向における上流側の部分の右端とで、走査方向の位置が同じとなっている。すなわち、2つの分配流路54cは、第2インク流路54の、入口流路54aよりも搬送方向の上流側に位置する部分の、走査方向における両端部に接続されている。また、第2インク流路54の、入口流路54aよりも搬送方向における上流側の部分の幅は、第1インク流路51〜53と同様、W0となっている。
また、第2インク流路54と接続される絞り流路42の連通口42bは、隔壁54bと走査方向の位置が重なり、且つ、分配流路54cとは走査方向の位置が重ならないように配置されている。また、隔壁54bは、搬送方向において、第2インク流路54と接続された複数の連通口42bのうち、最も下流側の連通口42bよりもさらに下流側に配置されている。
第2インク流路55は、平面視で、左側から9番目と10番目のノズル列39の間に配置され、搬送方向に延びている。第2インク流路55は、搬送方向における下流側の端部の、搬送方向に長さL2にわたって延びた部分が、第3インク流路57との接続部分を形成する入口流路55aとなっている。入口流路55aの走査方向における中央部には、幅がV5(<V4)の隔壁55bが配置されている。隔壁55bは、第2インク流路55の、上下方向における全長にわたって延びている。これにより、入口流路55aは、隔壁55bにより、走査方向に並んだ2つの分配流路55cに仕切られている。ここで、2つの分配流路の幅はともにW5(>W4)となっている。また、第2インク流路55において、左側の分配流路55cの左端と、分配流路55cよりも搬送方向における上流側の部分の左端とで、走査方向の位置が同じとなっている。また、第2インク流路55において、右側の分配流路55cの右端と、分配流路55cよりも搬送方向における上流側の部分の右端とで、走査方向の位置が同じとなっている。すなわち、2つの分配流路55cは、第2インク流路55の、入口流路55aよりも搬送方向の上流側に位置する部分の、走査方向における両端部に接続されている。また、第2インク流路55の、入口流路55aよりも搬送方向における上流側の部分の幅は、第1インク流路51〜53と同様、W0となっている。
また、第2インク流路55と接続される絞り流路42の連通口42bは、隔壁55bと走査方向の位置が重なり、且つ、分配流路55cとは走査方向の位置が重ならないように配置されている。また、隔壁55bは、搬送方向において、第2インク流路55と接続された複数の連通口42bのうち、最も下流側の連通口42bよりもさらに下流側に配置されている。
第2インク流路56は、平面視で、左側から11番目と12番目のノズル列39の間に配置され、搬送方向に延びている。第2インク流路56は、搬送方向における下流側の端部の、搬送方向に長さL2にわたって延びた部分が、第3インク流路57との接続部分を形成する入口流路56aとなっている。入口流路56aの走査方向における中央部には、幅がV6(<V5)の隔壁56bが配置されている。隔壁56bは、第2インク流路56の、上下方向における全長にわたって延びている。これにより、入口流路56aは、隔壁56bにより、走査方向に並んだ2つの分配流路56cに仕切られている。ここで、2つの分配流路56cの幅はともにW6となっている。また、第2インク流路56において、左側の分配流路56cの左端と、分配流路56cよりも搬送方向における上流側の部分の左端とで、走査方向の位置が同じとなっている。また、第2インク流路56において、右側の分配流路56cの右端と、分配流路56cよりも搬送方向における上流側の部分の右端とで、走査方向の位置が同じとなっている。すなわち、2つの分配流路56cは、第2インク流路56の、入口流路56aよりも搬送方向の上流側に位置する部分の、走査方向における両端部に接続されている。また、第2インク流路56の、入口流路56aよりも搬送方向における上流側の部分の幅は、第1インク流路51〜53と同様、W0となっている。
また、第2インク流路56と接続される絞り流路42の連通口42bは、隔壁56bと走査方向の位置が重なり、且つ、分配流路56cとは走査方向の位置が重ならないように配置されている。また、隔壁56bは、搬送方向において、第2インク流路56と接続された複数の連通口42bのうち、最も下流側の連通口42bよりもさらに下流側に配置されている。
なお、図4の、上記長さL2の範囲の、搬送方向における下流側の端を示す点線が、搬送方向における、入口流路54a〜56aと第3インク流路57との境界である。また、図4の上記長さL2の範囲の、搬送方向における上流側の端を示す点線が、第2インク流路54〜56の、入口流路54a〜56aとそれ以外の部分との境界である。
また、流路ユニット21には、3つの第2インク流路54〜56の搬送方向における上流側の端部にまたがって延び、流路ユニット21の上面に開口したインク排出流路47が形成されている。インク排出流路47は、還流チューブ13と接続されている。これにより、3つの第2インク流路54〜56内のインクは、インク排出流路47から排出され、還流チューブ13を介してインクカートリッジ14に還流される。
第3インク流路57は、走査方向に延びて、3つの第1インク流路51〜53の出口流路51a〜53a及び3つの第2インク流路54〜56の入口流路54a〜56aと接続されている。これにより、第3インク流路57は、3つの第1インク流路51〜53と3つの第2インク流路54〜56とを繋いでいる。これにより、インク供給流路46から第1インク流路51〜53にインクが流れ込むと、第1インク流路51〜53内のインクは、出口流路51a〜53aから第3インク流路57にインクが流出する。出口流路51a〜53aから第3インク流路57にインクが流入すると、第3インク流路57内のインクは、入口流路54a〜56aから第2インク流路54〜56に流入する。そして、第2インク流路54〜56にインクが流入すると、第2インク流路54〜56内のインクが、インク排出流路47から流出する。
ここで、上述したようなマニホールド流路41が形成された3つのプレート33〜35の構造について詳細に説明する。プレート33には、図6(a)、(b)に示すように、マニホールド流路41の上側の部分となる流路形成部33aが形成されている。流路形成部33aは、出口流路51a〜53aの搬送方向における下流側の部分、及び、分配流路54c〜56cに対応する部分が、上側に開口した凹部33bとなっている。また、流路形成部33aの上記凹部33b以外の部分は、プレート33を厚み方向に貫通する貫通部33cとなっている。これにより、プレート33の、インク流路51〜56を仕切る壁を形成する5つの部分33dの搬送方向における下流側の端部、及び、隔壁54b〜56bを形成する3つの部分33eは、互いに接続されるとともに、プレート33の走査方向における両端部に接続されている。
プレート34には、図6(c)、(d)に示すように、マニホールド流路41の上下方向における中央の部分となる流路形成部34aが形成されている。流路形成部34aは、第3インク流路57を形成する部分のうち、インク流路51〜56を仕切る壁を形成する部分34bと走査方向の位置が重なる部分、及び、隔壁54b〜56bを形成する部分34cと走査方向の位置が重なる部分が、上側に開口した凹部34dとなっている。また、流路形成部34aの上記凹部34d以外の部分は、プレート34を厚み方向に貫通する貫通部34eとなっている。これにより、プレート34の、インク流路51〜56を仕切る壁を形成する5つの部分34bの搬送方向における下流側の端部、及び、隔壁54b〜56bに対応する3つの部分34cは、それぞれ、プレート33の搬送方向における下流側の端部と接続される。
プレート35には、図6(e)、(f)に示すように、マニホールド流路41の下側の部分となる流路形成部35aが形成されている。流路形成部35aは、出口流路51a〜53aの搬送方向における下流側の部分、及び、分配流路54c〜56cに対応する部分が、下側に開口した凹部35bとなっている。また、流路形成部35aの上記凹部35b以外の部分は、プレート35を厚み方向に貫通する貫通部35cとなっている。これにより、プレート35の、インク流路51〜56を仕切る壁を形成する5つの部分35dの搬送方向における下流側の端部、及び、隔壁54b〜56bを形成する3つの部分35eは、互いに接続されるとともに、プレート35の走査方向における両端部に接続される。
なお、プレート33〜35の凹部33b、34d、35bは、ハーフエッチング等によって形成することができる。また、プレート33〜35の貫通部33c、34e、35cはエッチング等によって形成することができる。
そして、このような流路形成部33a〜35aが形成されたプレート33〜35が積層されることによって、マニホールド流路41が形成される。そのため、本実施の形態では、図7(a)に示すように、出口流路51a〜53a、及び、分配流路54c〜56cは、厳密には、それぞれ上下方向に3つに仕切られた流路となっている。また、図7(b)に示すように、第3インク流路57は、インク流路51〜56の間を仕切る壁と走査方向の位置が重なる部分、及び、隔壁54b〜56bと走査方向の位置が重なる部分において、上下方向に2つに仕切られている。
プレート36には、第1インク流路51〜53及び第2インク流路54〜56と重なる部分の下面に、それぞれ凹部36aが形成されている。これにより、プレート36のインク流路51〜56の下側の壁を形成する部分が弾性変形可能となり、プレート36のこれらの部分が弾性変形することにより、インク流路51〜56内のインクの圧力変動が抑えられる。
また、プレート32〜36には、各圧力室40の走査方向におけるノズル45側の端部と重なる部分に、上下方向に延びて圧力室40とノズル45とを接続するディセンダ流路44が形成されている。なお、図6(a)〜(f)では、ディセンダ流路44を形成するための貫通孔の図示を省略している。
そして、このような構造の流路ユニット21には、絞り流路42、圧力室40及びディセンダ流路44によって構成され、マニホールド流路41とノズル45とを連通させる個別インク流路50が複数形成されている。
(圧電アクチュエータ)
次に、圧電アクチュエータ22について説明する。圧電アクチュエータ22は、振動板61と、圧電層62と、共通電極63と、複数の個別電極64とを備えている。振動板61は、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電材料からなる。振動板61は、流路ユニット21の上面に配置され、複数の圧力室40を覆っている。なお、振動板61は、次に説明する圧電層62とは異なり、圧電材料以外の絶縁材料によって構成されていてもよい。
圧電層62は、圧電材料からなる。圧電層62は、振動板61の上面に配置され、複数の圧力室40にまたがって連続的に延びている。共通電極63は、振動板61と圧電層62との間にそのほぼ全域にわたって配置されている。共通電極63は、常にグランド電位に保持されている。複数の個別電極64は、複数の圧力室40に対して個別に設けられている。個別電極64は、圧力室40よりも一回り小さい楕円の平面形状を有し、圧電層62の上面に、対応する圧力室40の中央部と重なるように配置されている。また、個別電極64の走査方向におけるノズル45と反対側の端部は、圧力室40と重ならない部分まで延び、その先端部が、図示しない配線部材との接続を行うための端子64aとなっている。個別電極64は、図示しない配線部材を介して図示しないドライバICに接続されており、ドライバICにより、グランド電位、及び、例えば20V程度の所定の駆動電位のいずれかが選択的に付与される。
また、共通電極63及び複数の個別電極64がこのように配置されているのに対応して、圧電層62の共通電極63と各個別電極64とに挟まれた部分は、厚み方向に分極されている。
次に、圧電アクチュエータ22を駆動して、ノズル45からインクを吐出させる方法について説明する。圧電アクチュエータ22では、予め、全ての個別電極64がグランド電位に保持されている。あるノズル45からインクを吐出させるためには、そのノズル45に対応する個別電極64の電位をグランド電位から駆動電位に切り換える。すると、圧電層62のこの個別電極64と共通電極63とに挟まれた部分に、分極方向と平行な電界が発生し、圧電層62のこの部分が分極方向と直交する面方向に収縮する。これにより、圧電層62及び振動板61の圧力室40に対向する部分が全体として圧力室40側に凸となるように変形する。その結果、圧力室40の容積が低下することで圧力室40内のインクの圧力が上昇し、圧力室40に連通するノズル45からインクが吐出される。
以上に説明した実施の形態では、第1インク流路51〜53から第3インク流路57に流出し、第3インク流路57から第2インク流路54〜56にインクが流入する。そのため、第2インク流路54〜56のうち、第1インク流路51〜53から遠い第2インク流路に流入するインクほど、第3インク流路57を流れる距離が長い。したがって、本実施の形態と異なり、分配流路54c〜56cの流路抵抗が同じであるとすると、第2インク流路54〜56の第3インク流路57との接続部分の流路抵抗が同じとなり、第1インク流路51〜53から遠い第2インク流路ほど、インクの流入量が少なくなる。すなわち、第2インク流路54〜56間で、インクの流入量に差が生じる。
これに対して、本実施の形態では、分配流路55cの幅W5が分配流路54cの幅W4よりも広くなっている。また、分配流路56cの幅W6が分配流路55cの幅W5よりも広くなっている。これにより、分配流路55cの流路抵抗が分配流路54cの流路抵抗よりも小さくなる。また、分配流路56cの流路抵抗が分配流路55cの流路抵抗よりも小さくなる。すなわち、第1インク流路51〜53から遠い第2インク流路ほど、第3インク流路57との接続部分における流路抵抗が小さくなる。これにより、第2インク流路54〜56間でのインクの流入量の差を抑えることができる。
ここで、本実施の形態と異なり、隔壁54bを設けずに、入口流路54aを、隔壁54bがなく、2つの分配流路54cに仕切られていない流路とすることも考えられる。この場合には、出口流路51a〜53aと同様、入口流路54aの幅が、第2インク流路54の入口流路54aよりも搬送方向の上流側の部分の幅W0よりも狭くなる。そのため、第3インク流路57から第2インク流路54にインクが流入したときに、第2インク流路54の、入口流路54a付近に位置する部分において、インクの流速のばらつきが生じる。具体的には、第2インク流路54の、入口流路54aと走査方向の位置が重なる部分において、この部分よりも走査方向の外側に位置する部分と比較して、インクの流速が大きくなる。
そして、このような流速のばらつきが生じると、第2インク流路54において、搬送方向における下流側の絞り流路42の連通口42b付近でのインクの流速が過剰に大きくなって、連通口42bから個別インク流路50にインクが流れ込みにくくなる。その結果、一部の個別インク流路50においてインクの供給不足が生じる。一部の個別インク流路50にインクの供給不足が生じると、インクの供給不足が生じた個別インク流路50と、インクが十分に供給された個別インク流路50との間で、ノズル45から吐出されるインクのサイズや吐出速度にばらつきが生じる虞がある。
これに対して、本実施の形態では、第2インク流路54の入口流路54aが、隔壁54bによって2つの分配流路54cに仕切られている。そのため、第3インク流路57から第2インク流路54にインクが流入する際に、インクが2つの分配流路54cに分かれて流入する。これにより、第2インク流路54の入口流路54aを、隔壁54bがなく、2つの分配流路54cに仕切られてない流路とする場合と比較して、第2インク流路54の入口流路54aの付近におけるインクの流速のばらつきを抑えることができる。その結果、第2インク流路54において、連通口42b付近でのインクの流速が過度に大きくなって、個別インク流路50へのインクの供給不足が生じてしまうのを防止することができる。
なお、第2インク流路55、56においても、上述したような問題が生じるが、第2インク流路55、56においても、第2インク流路54と同様の構造により、個別インク流路50へのインクの供給不足が生じてしまうのを防止している。
また、第2インク流路54のインクの流速が小さい部分では、インクが淀みやすい。例えば、インクが白インクである場合には、その主成分である酸化チタン(TiO2)の粒子が、一般的な顔料インクや染料インクの粒子よりも密度が高い。そのため、第2インク流路54にインクの淀みが生じる部分があると、その部分では白インクの粒子が沈んでしまう。さらに、淀み部分には新たに流れ込んでくるインクの量も少ないため、淀み部分の上側は常に周囲と比べて濃度が薄いインクが滞在することとなる。本実施の形態では、絞り流路42の連通口42bが、第2インク流路54の上端部と接続されている。そのため、第2インク流路54において、白インクの粒子が沈んでしまうと、ノズル45から吐出されるインクの濃度が印刷に必要な濃度よりも薄くなってしまう。
しかしながら、本実施の形態では、上述したように、第2インク流路54の入口流路54aの付近におけるインクの流速のばらつきが抑えられるため、第2インク流路54において、インクの淀みが発生しにくくなる。これにより、第2インク流路54に白インクの粒子が沈みにくくなる。その結果、ノズル45から吐出されるインクの濃度が印刷に必要な濃度よりも薄くなってしまうのを防止することができる。第2インク流路55、56においても同様である。
ただし、上述したように、第2インク流路54において、2つの分配流路54cからインクが流入する場合でも、第2インク流路54の入口流路54a付近でのインクの流速は、入口流路54aと走査方向の位置が重なる部分において、それ以外の部分よりも多少大きくなる。そこで、本実施の形態では、第2インク流路54に接続される複数の絞り流路42の連通口42bを、隔壁54bと走査方向の位置が重なり、且つ、入口流路54aとは走査方向の位置が重ならないように配置している。これにより、第2インク流路54に接続される複数の絞り流路42の連通口42bの少なくとも一部分が、入口流路54aと走査方向の位置が重なる場合と比較して、第2インク流路54の連通口42b付近でのインクの流速を小さくすることができる。第2インク流路55、56においても同様である。
また、第2インク流路54に2つの分配流路54cが設けられている場合であっても、分配流路54cが、本実施の形態の位置よりも、第2インク流路54の走査方向における中央側に配置されていると、走査方向において、分配流路54cの外側の端の位置が、第2インク流路54の、入口流路54aよりも搬送方向における上流側の部分の端の位置よりも内側に位置することになる。そのため、入口流路54a付近において、第2インク流路54の走査方向における入口流路54aよりも外側の部分でのインクの流速が小さくなってインクが淀みやすい。これに対して、本実施の形態では、第2インク流路54において、左側の分配流路54cの左端の位置と、入口流路54aよりも搬送方向における上流側の部分の左端とで、走査方向の位置が同じとなっている。また、第2インク流路54において、右側の分配流路54cの右端と、入口流路54aよりも搬送方向における上流側の部分の右端とで、走査方向の位置が同じとなっている。これにより、入口流路54a付近における、第2インク流路54の走査方向における両端部でのインクの流速を速くして、インクの淀みが発生するのを防止することができる。
また、本実施の形態では、上記のとおり、第1インク流路51〜53から第3インク流路57に流出し、第3インク流路57から第2インク流路54〜56にインクが流入する。そのため、第1インク流路51〜53のうち、第2インク流路54〜56から遠い第1インク流路から流出するインクほど、第3インク流路57を流れる距離が長い。そのため、本実施の形態と異なり、出口流路51a〜53aの流路抵抗が同じであるとすると、第2インク流路54〜56から遠い第1インク流路ほど、インクの流出量が少なくなる。すなわち、第1インク流路51〜53間で、インクの流出量に差が生じる。
これに対して、本実施の形態では、出口流路52aの幅W2が出口流路51aの幅W1よりも狭くなっている。また、出口流路53aの幅W3が出口流路52aの幅W2よりも狭くなっている。これにより、出口流路52aの流路抵抗が出口流路53aの流路抵抗よりも小さくなる。また、出口流路51aの流路抵抗が、出口流路52aの流路抵抗よりも小さくなる。すなわち、第2インク流路54〜56から遠い第1インク流路ほど、第3インク流路57との接続部分における流路抵抗が小さくなる。これにより、第1インク流路51〜53間でのインクの流出量の差を抑えることができる。
ここで、第1インク流路51〜53の出口流路51a〜53aに、第2インク流路54〜56と同様の隔壁を設けて、出口流路51a〜53aを、それぞれ、走査方向に並んだ2つの分配流路に仕切ることも考えられる。しかしながら、出口流路51a〜53aを2つの分配流路に仕切ると、各分配流路の幅が、隔壁を設けない場合の出口流路51a〜53aの幅よりも狭くなる。幅の狭い分配流路を形成するためには、プレート33〜35に高い部品精度が要求される。さらに、プレート33〜35を接合する際に、高い位置合わせ精度が要求される。
本実施の形態では、第1インク流路51〜53の出口流路51a〜53aが、隔壁によって走査方向に仕切られていない流路となっているが、各第1インク流路51〜53において、連通口42b付近でインクの流速が過剰に大きくなることは起こらない。なぜなら、インクの流速が過剰に大きくなるのは、インクの流れの方向に関して、幅の狭い流路の下流側に位置する部分であるのに対して、各第1インク流路51〜53において、連通口42bは、出口流路51a〜53aよりも、インクの流れの上流側に位置しているからである。そのため、出口流路51a〜53aでは、隔壁を設けて2つの分配流路に仕切らなくてもよい。
そこで、本実施の形態では、必要性のある第2インク流路54では、入口流路54aに隔壁54bを設けることによって、入口流路54aを走査方向に並ぶ2つの分配流路54cに仕切っている。第2インク流路55、56についても同様である。また、必要性のない第1インク流路51〜53では、それぞれ、出口流路51a〜53aに、走査方向に仕切るための隔壁を設けていない。
なお、本実施の形態では、第1インク流路51〜53が本発明の第1液体流路に相当し、第2インク流路54〜56が本発明の第2液体流路に相当し、第3インク流路57が本発明の第3液体流路に相当する。また、個別インク流路50が、本発明の個別流路に相当する。また、絞り流路42の連通口42bが、本発明の連通口に相当する。また、搬送方向が本発明の第1方向に相当し、走査方向が本発明の第2方向、及び、第1、第2液体流路の幅方向に相当し、上下方向が本発明の第3方向に相当する。
次に、本実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。
上述の実施の形態では、出口流路52aの幅W2が出口流路51aの幅W1よりも狭く、出口流路53aの幅W3が出口流路52aの幅W2よりも狭く、搬送方向における出口流路51a〜53aの長さが全てL1となっていたが、これには限られない。また、分配流路55cの幅W5が入口流路54aの幅W4よりも広く、分配流路56cの幅W6が分配流路55cの幅W5よりも広く、搬送方向における分配流路54c〜56cの長さが全て同じL2となっていたが、これには限られない。
(変形例1)
変形例1では、図8に示すように、出口流路51a〜53aの幅が全て同じW7となっている。また、搬送方向において、出口流路52aの長さL12が出口流路51aの長さL11よりも長く、出口流路53aの長さL13が出口流路52aの長さL12よりも長くなっている。また、分配流路54c〜56cの幅が全てW8となっている。一方、搬送方向において、分配流路55cの長さL22が分配流路54cの長さL21よりも短く、分配流路56cの長さL23が分配流路55cの長さL22よりも短くなっている。
この場合でも、第1インク流路51〜53のうち、第2インク流路54〜56から遠い第1インク流路ほど、第3インク流路57との接続部分における流路抵抗を小さくすることができる。また、第2インク流路54〜56のうち、第1インク流路51〜53から遠い第2インク流路ほど、第3インク流路57との接続部分における流路抵抗を小さくすることができる。
また、変形例1では、出口流路51a〜53aにおいて、幅を全て同じW7とするとともに、搬送方向の長さを互いに異ならせ、分配流路54c〜56cにおいて、幅を全て同じW8とするとともに、搬送方向の長さを互いに異ならせたが、これには限られない。
出口流路51a〜53aにおいて、変形例1と同様に、幅を全て同じとするとともに、搬送方向の長さを互いに異ならせ、分配流路54c〜56cにおいて、上述の実施の形態と同様に、搬送方向の長さを全て同じとし、幅を互いに異ならせてもよい。
あるいは、分配流路54c〜56cにおいて、変形例1と同様に、幅を全て同じとするとともに、搬送方向の長さを互いに異ならせ、出口流路51a〜53aにおいて、上述の実施の形態と同様に、搬送方向の長さを全て同じとし、幅を互いに異ならせてもよい。
また、上述の実施の形態では、出口流路51a〜53a間、及び、分配流路54c〜56c間で、幅のみを異ならせ、変形例1では、出口流路51a〜53a間、及び、分配流路54c〜56c間で、走査方向の長さのみを異ならせたが、これには限られない。
例えば、変形例1において、搬送方向における出口流路51a〜53aの長さL11〜L13の差を小さくし、その代わりに、出口流路52aの幅を出口流路51aの幅よりも狭くし、出口流路53aの幅を出口流路52aの幅よりも狭くしてもよい。ただし、この場合には、出口流路51a〜53a間での幅の差を上述の実施の形態の場合よりも小さくする。
同様に、変形例1において、搬送方向における分配流路54c〜56cの長さL21〜L23の差を小さくし、その代わりに、分配流路55cの幅を入口流路54aの幅よりも広くし、分配流路56cの幅を分配流路55cの幅よりも広くしてもよい。ただし、この場合には、分配流路54c〜56c間での幅の差を上述の実施の形態の場合よりも小さくする。
あるいは、変形例1において、搬送方向における出口流路51a〜53aの長さL11〜L13の差をさらに大きくし、出口流路52aの幅を出口流路51aの幅よりも広くし、出口流路53aの幅を出口流路52aの幅よりも広くしてもよい。
同様に、変形例1において、搬送方向における分配流路54c〜56cの長さL21〜L23の差をさらに大きくし、分配流路55cの幅を分配流路54cの幅よりも狭くし、分配流路56cの幅を分配流路55cの幅よりも狭くしてもよい。
また、以上の例では、第1インク流路51〜53のうち、第2インク流路54〜56から遠い第1インク流路ほど、出口流路の流路抵抗を小さくしたが、これには限られない。出口流路51a〜53aを全て、幅及び搬送方向の長さが同じ流路とするなど、出口流路51a〜53aの流路抵抗を全て同じとしてもよい。
同様に、分配流路54c〜56cを全て、幅及び搬送方向の長さが同じ流路とするなど、分配流路54c〜56cの流路抵抗を全て同じとしてもよい。この場合には、第1インク流路51〜53に近い第2インク流路ほどインクの流入量は多くなる。しかしながら、この場合でも、第3インク流路57から第2インク流路54〜56にインクが流入する際に、それぞれ、インクが2つの分配流路54c〜56cに分かれて流入する。これにより、第2インク流路54〜56の入口流路54a〜56aの付近でのインクの流速のばらつきを抑えることができる。
また、出口流路51a〜53a間、及び、分配流路54c〜56c間で、高さを異ならせることによって、出口流路51a〜53a間、及び、分配流路54c〜56c間の流路抵抗を異ならせてもよい。例えば、上述の実施の形態において、分配流路54c〜56cに対応する部分間で、プレート33、35の凹部33b、35bの高さを異ならせてもよい。ただし、ハーフエッチングによって凹部33b、35bを形成する場合に、分配流路54c〜56cに対応する部分間で凹部33b、35bに上述したような高さの差を出すためには、プレート33、35をある程度厚みの大きなものとする必要がある。そのため、プレート33、35の厚みがそれほど大きくない場合には、上述の実施の形態や変形例1のように、出口流路51a〜53a間、及び、分配流路54c〜56c間で、幅や搬送方向の長さを異ならせるほうが好ましい。
また、上述の実施の形態では、2つの分配流路54cの幅が同じW4となっていたが、2つの分配流路54cの幅は互いに異なっていてもよい。同様に、2つの分配流路55cの幅が互いに異なっていてもよいし、2つの分配流路56cの幅が互いに異なっていてもよい。
(変形例2)
例えば、変形例2では、図9に示すように、隔壁54b〜56bが、それぞれ、上述の実施の形態の位置よりも、第2インク流路54〜56の走査方向における左側に偏って配置されている。これにより、第2インク流路54において、右側の分配流路54c2の幅W42が、左側の分配流路54c1の幅W41よりも広くなっている。同様に、第2インク流路55において、右側の分配流路55c2の幅W52が、左側の分配流路55c1の幅W51よりも広くなっている。同様に、第2インク流路56において、右側の分配流路56c2の幅W62が、左側の分配流路56c1の幅W61よりも広くなっている。また、変形例2では、左側の分配流路55c1の幅W51は、右側の分配流路54c2の幅W42よりも広くなっている。また、左側の分配流路55c1の幅W51は、右側の分配流路55c2の幅W52よりも広くなっている。
ここで、変形例2では、第1インク流路51〜53から第3インク流路57にインクが流出し、第3インク流路57から第2インク流路54の2つの分配流路54c1、54c2にインクが流入する。この場合には、第1インク流路51〜53から遠い分配流路54c2に流入するインクは、第1インク流路51〜53に近い分配流路54c1に流入するインクよりも、第3インク流路57を流れる距離が長い。そのため、分配流路54c1と分配流路54c2の流路抵抗が同じであると、分配流路54c2からのインクの流入量が、分配流路54c1からのインクの流入量よりも少なくなる。分配流路55c1、55c2からのインクの流入量、及び、分配流路56c1、56c2からのインクの流入量についても同様である。
これに対して、変形例2では、分配流路54c2の幅W42が分配流路54c1の幅W41よりも広くなっている。これにより、分配流路54c2の流路抵抗が、分配流路54c1の流路抵抗よりも小さくなっている。そして、これにより、分配流路54c1と分配流路54c2との間でのインクの流入量の差を抑えることができる。同様に、分配流路55c2の幅W52を分配流路55c1の幅W51よりも広くすることにより、分配流路55c1と分配流路55c2との間でのインクの流入量の差を抑えることができる。また、分配流路56c2の幅W62を分配流路56c1の幅W61よりも広くすることにより、分配流路56c1と分配流路56c2との間でのインクの流入量の差を抑えることができる。
また、上述の実施の形態では、入口流路54a〜56aにそれぞれ隔壁54b〜56bを設けたが、これには限られない。少なくとも、第1インク流路51〜53に最も近い入口流路54aが、隔壁54bによって2つの分配流路54cに仕切られていれば、入口流路55aを2つの分配流路55cに仕切る隔壁55bや、入口流路56aを2つの分配流路56cに仕切る隔壁56bはなくてもよい。
また、上述の実施の形態では、入口流路54aが1つの隔壁54bによって2つの分配流路54cに仕切られていたが、これには限られない。入口流路54aが、走査方向に並んだ2以上の隔壁54bによって、走査方向に並んだ3以上の分配流路54cに仕切られていてもよい。入口流路55a、56aについても同様である。
また、上述の実施の形態では、第2インク流路54において、左側の分配流路54cの左端と、分配流路54cよりも搬送方向における上流側の部分の左端とで、走査方向の位置が同じとなっている。また、第2インク流路54において、右側の分配流路54cの右端と、分配部分54cよりも搬送方向における上流側の部分の右端とで、走査方向の位置とが同じとなっている。しかしながら、これには限られない。分配流路54cは、上述の実施の形態の位置よりも、第2インク流路54の走査方向における中央側に配置されていてもよい。すなわち、第2インク流路54において、分配流路54cの外側の端が、第2インク流路54の分配流路54cよりも搬送方向における上流側の部分の外側の端よりも、走査方向の内側に位置してもよい。分配流路55c、56cについても同様である。
また、上述の実施の形態では、隔壁54b〜56bが、第2インク流路54〜56の上下方向の全長にわたって延びていたが、これには限られない。例えば、隔壁54b〜56bは、下端において第2インク流路54〜56の底面を形成するプレート36とつながっており、且つ、上端において第2インク流路54〜56の天井面を形成するプレート32から離れたものであってもよい。この場合でも、入口流路54aは、隔壁54bによって2つの分配流路54cに仕切られる。ただし、この場合には、2つの分配流路54cの上端部同士が、入口流路54aの隔壁54bの真上に位置する部分を介して接続される。入口流路55a、56aについても同様である。
あるいは、これとは逆に、隔壁54b〜56bは、上端において第2インク流路54〜56の天井面を形成するプレート32とつながっており、且つ、下端において第2インク流路54〜56の底面を形成するプレート36から離れたものであってもよい。この場合でも、入口流路54aは、隔壁54bによって2つの分配流路54cに仕切られる。ただし、この場合には、2つの分配流路54cの下端部同士が、入口流路54aの隔壁54bの真上に位置する部分を介して接続される。入口流路55a、56aについても同様である。
(変形例3)
また、上述の実施の形態では、3つの第2インク流路54〜56の全てについて、絞り流路42の連通口42bは、隔壁54b〜56bと走査方向の位置が重なり、且つ、入口流路54a〜56aとは走査方向の位置が重ならないように配置されていたが、これには限られない。変形例3では、図10に示すように、走査方向において、絞り流路101の長さが、上述の実施の形態の絞り流路42よりも長くなっている。そして、第2インク流路54については、上述の実施の形態と同様、絞り流路101の連通口101bは、隔壁54bと走査方向の位置が重なり、且つ、分配流路54cとは走査方向の位置が重ならない。
第2インク流路55については、絞り流路101の連通口101bは、その一部分において、入口流路55aと走査方向の位置が重なるように配置されている。ただし、これらの連通口101bは、走査方向において、分配流路54cの中心線C11、C12からずれて配置されている。また、第2インク流路56においては、絞り流路101の連通口101bは、隔壁56bとは走査方向の位置が重ならず、且つ、入口流路56aと走査方向の位置が重なるように配置されている。ただし、これらの連通口101bは、走査方向において分配流路56cの中心線C21、C22からずれて配置されている。
変形例3では、上述の実施の形態と比較すると、第2インク流路55、56において、連通口101b付近でのインクの流速が大きくなりやすい。しかしながら、変形例3でも、第2インク流路55、56において、絞り流路101の連通口101bが、入口流路55a、56aの中心線C11、C12、C21、C22と重なる場合と比較すれば、第2インク流路55、56の連通口101b付近でのインクの流速が大きくなりにくい。したがって、上記の場合と比較すれば、第2インク流路55、56において、連通口101b付近でのインクの流速が過剰に大きくなって、個別インク流路50へのインクの供給不足が生じてしまう、という問題は発生しにくい。
また、変形例3では、第2インク流路54については、絞り流路101の連通口101bは、隔壁54bと走査方向の位置が重なり、且つ、入口流路54aとは走査方向の位置が重ならないようにしたが、これには限られない。第2インク流路54においても、絞り流路101の連通口101bは、少なくとも一部分において、入口流路54aと走査方向の位置が重なり、且つ、連通口101bが、走査方向において、入口流路54aの中心線からずれて配置されていてもよい。
さらには、第2インク流路54〜56の少なくとも一部については、絞り流路42の連通口42bが、入口流路54a〜56aの中心線と重なるように配置されていてもよい。
また、上述の実施の形態では、出口流路51a〜53aの幅がほぼ一定の流路であったが、これには限られない。変形例4では、図11に示すように、第1インク流路111の出口流路111aが、搬送方向における上流側の端部において、第1インク流路111の出口流路111aよりも上流側の部分の幅W0と同じで、搬送方向における下流側に向かうほど幅が狭くなるようなテーパ状の流路となっている。第1インク流路112の出口流路112a、及び、第1インク流路113の出口流路113aについても同様である。ただし、出口流路112aの搬送方向における下流側の端部の幅W21は、出口流路111aの搬送方向における下流側の端部の幅W11よりも狭い。また、出口流路113aの搬送方向における下流側の端部の幅W31は、出口流路112aの搬送方向における下流側の端部の幅W21よりも狭い。
また、この場合には、出口流路111a〜113aは、テーパ状の流路となっている分、搬送方向の長さL3が、上述の実施の形態出口流路51a〜53aの搬送方向の長さL1よりも長い。なお、図11の、長さがL3の範囲の、搬送方向における下流側の端を示す点線が、出口流路111a〜113aと第3インク流路57との境界である。また、図11の長さL3の範囲の、搬送方向における上流側の端を示す点線が、第1インク流路111〜113の、出口流路111a〜113aとそれ以外の部分との境界である。
この場合にも、第2インク流路54〜56から遠い第1インク流路ほど、出口流路の流路抵抗が小さくなる。また、出口流路111aがテーパ状に構成されていることにより、第1インク流路111の出口流路111aよりも上流側の部分から、出口流路111aにインクが流れやすく、インクの淀みが発生しにくい。第1インク流路112、113においても同様である。
また、上述の実施の形態では、インクカートリッジ14からインクが流れ込む第1インク流路の数、及び、インクがインクカートリッジ14に向けてインクが排出される第2インク流路の数が、いずれも3つであったが、これには限られない。第1インク流路の数は、1、2あるいは4以上であってもよい。また、第2インク流路の数は2あるいは4以上であってもよい。また、このとき、第1インク流路の数と第2インク流路の数とは異なっていてもよい。
また、上述の実施の形態では、出口流路51aに、出口流路51aを走査方向に仕切る隔壁が設けられていなかったが、これには限られない。出口流路51aに隔壁が設けられ、出口流路51aが、隔壁によって走査方向に並んだ複数の分配流路に仕切られていてもよい。出口流路52a、53aについても同様である。
また、上述の実施の形態では、出口流路51a〜53a、分配流路54c〜56c、及び、第3インク流路57の一部分が、上下方向に仕切られた流路となっていたが、これには限られない。例えば、マニホールド流路41が、厚みの大きい1枚のプレートによって形成される場合等には、これらの流路は上下方向に仕切られていない流路であってもよい。
(変形例5)
また、第1インク流路51〜53から第3インク流路57にインクが流れ込むときには、第3インク流路57内のインクに圧力変動が生じる。第3インク流路57内の圧力変動が生じると、この圧力変動がインク流路51〜56に伝播し、インク流路51〜56に連通するノズル45内のインクのメニスカスが破壊されてしまう虞がある。そこで、変形例5では、図12に示すように、第3インク流路57の搬送方向における下流側の壁に、第1インク流路51〜53にまたがって走査方向に延びた空間121が形成されている。空間121は、プレート33〜35の空間121に対応する部分に貫通孔を形成することによって形成されている。この場合には、第3インク流路57の搬送方向における下流側の壁の、走査方向において、第1インク流路51〜53が配置される範囲内に位置する部分が、ダンパーとなる。これにより、第1インク流路51〜53から第3インク流路のインクが流れ込むときの、第3インク流路57内のインクの圧力変動を抑えることができる。
また、変形例5では、第3インク流路57の壁をダンパーとするための空間121が第1インク流路51〜53にまたがってのみ延びていたが、これには限られない。空間121は、第1インク流路51〜53と第2インク流路54〜56とにまたがって延びていてもよい。
また、変形例5では、第3インク流路57の搬送方向における下流側の壁をダンパーとしたが、これには限られない。例えば、プレート36のインク流路51〜56に対応する6つの凹部36aのうち、少なくとも第1インク流路51〜53に対応する3つの凹部36aを、それぞれ第3インク流路57と重なる位置まで延ばすことによって、第3インク流路57の下側の壁をダンパーとしてもよい。
また、以上では、ノズルからインクを吐出することによって印刷を行うインクジェットプリンタに本発明を適用した例について説明したが、これには限られない。ノズルからインク以外の液体を吐出する、インクジェットプリンタ以外の液体吐出装置に本発明を適用することも可能である。