(57)【要約】  本開示の液体吐出ヘッドは、吐出孔８は、互いに略平行なｎ行の行上に配置されており、前記ｎ行の行が伸びる方向である第２方向にｘ番目に位置している吐出孔８とｘ＋１番目の吐出孔８の吐出行対７をｘ番目対とし、ｘ番目の吐出孔８に対するｘ＋１番目の吐出孔が前記第２方向に直交する方向の位置の差を、ｘ番目対の対間行差ｄｙ（ｘ）と表すと、吐出孔対７には、前記対間行差の絶対値が所定値以上の遠距離対と、前記対間行差の絶対値が前記所定値未満の近距離対とがあり、前記遠距離対の間には１つ以上の前記近距離対が配置されており、２つの前記遠距離対のうち、前記対間行差が大きい前記遠距離対に隣り合う、前記近距離対は、前記対間行差が大きい前記遠距離対と記対間行差の正負が一致している。  【選択図】  図１０
2018181024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出する複数の吐出孔を有する液体吐出ヘッドであって、
該液体吐出ヘッドを平面視したとき、
前記複数の吐出孔は、互いに略平行なｎ行の行上に配置されており、
前記ｎ行の行を、当該ｎ行の行と交差する方向である第１方向に沿って順に、１行目の行、２行目の行、・・・ｎ行目の行とし、前記ｎ行の行が伸びる方向である第２方向においてｘ番目に位置している前記吐出孔が配置されている行である所属行をｙ（ｘ）と表し、前記第２方向にｘ番目に位置している前記吐出孔とｘ＋１番目に位置している前記吐出孔の吐出行対をｘ番目対とし、前記第２方向にｘ番目に位置している前記吐出孔の所属行ｙ（ｘ）に対する、前記第２方向にｘ＋１番目に位置している前記吐出孔の所属行ｙ（ｘ＋１）の差ｙ（ｘ＋１）−ｙ（ｘ）を、ｘ番目対の対間行差ｄｙ（ｘ）と表すと、
前記吐出孔対には、前記対間行差の絶対値が所定値以上の遠距離対と、前記対間行差の絶対値が前記所定値未満の近距離対とがあり、
前記第２方向に隣り合って配置されている前記遠距離対の間には１つ以上の前記近距離対が配置されており、
前記第２方向に隣り合って配置されている前記遠距離対をｘ１番目対とｘ２番目対（ｘ２はｘ１より大きい）とすると、
ｄｙ（ｘ１）の絶対値＞ｄｙ（ｘ２）の絶対値である場合、ｄｙ（ｘ１＋１）はｄｙ（ｘ１）と正であるか負であるかが一致しており、
ｄｙ（ｘ１）の絶対値＜ｄｙ（ｘ２）の絶対値である場合、ｄｙ（ｘ２−１）はｄｙ（ｘ２）と正であるか負であるかが一致していることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記所定値が２であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記第２方向に隣り合って配置されている前記遠距離対の間の前記近距離対の前記対間行差はすべて正であるか、すべて負であるかのいずれかであることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記近距離対は、前記第２方向に直交する方向に対して傾斜した複数の仮想直線に沿って配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
各々が複数の加圧室に繋がっている複数の第１共通流路と、前記複数の加圧室をそれぞれ加圧する複数の加圧部と、を有しており、
前記複数の吐出孔は、前記複数の加圧室とそれぞれ繋がっており、
前記液体吐出ヘッドを平面視したとき、
前記複数の第１共通流路の各々は前記仮想直線に沿って延びており、
前記複数の加圧室は、前記仮想直線に沿って並んでいる複数の加圧室列上に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
各々が前記複数の吐出孔に繋がっている複数の第２共通流路を有しており、
前記液体吐出ヘッドを平面視したとき、前記複数の第２共通流路の各々は、前記仮想直線に沿って延びていることを特徴とする請求項５に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項１から６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を制御する制御部を備えていることを特徴とする記録装置。
【請求項８】
位置決め部を有するフレームを有しており、前記液体吐出ヘッドは、長さ方向の寸法が幅方向の寸法よりも大きい形状を有していると共に、前記長さ方向の両端に切り欠き部を有しており、該切り欠き部が前記位置決め部に当接していることを特徴とする請求項７に記載の記録装置。
【請求項９】
前記記録媒体にコーティング剤を塗布する塗布機を有していることを特徴とする請求項７または８に記載の記録装置。
【請求項１０】
前記記録媒体に付着した液体を乾燥させる乾燥機を有していることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、印刷用ヘッドとして、例えば、液体を記録媒体上に吐出することによって、各種の印刷を行なう液体吐出ヘッドが知られている。液体吐出ヘッドには、例えば、液体を吐出する吐出孔が二次元的に広がって多数配置されている。記録媒体には、各吐出孔から吐出された液体が並んで着弾することにより、印刷が行なわれる（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１４３１６８号公報
【発明の概要】
【０００４】
本開示の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数の吐出孔を有する液体吐出ヘッドであって、該液体吐出ヘッドを平面視したとき、前記複数の吐出孔は、互いに略平行なｎ行の行上に配置されており、前記ｎ行の行を、当該ｎ行の行と交差する方向である第１方向に沿って順に、１行目の行、２行目の行、・・・ｎ行目の行とし、前記ｎ行の行が伸びる方向である第２方向においてｘ番目に位置している前記吐出孔が配置されている行である所属行をｙ（ｘ）と表し、前記第２方向にｘ番目に位置している前記吐出孔とｘ＋１番目に位置している前記吐出孔の吐出行対をｘ番目対とし、前記第２方向にｘ番目に位置している前記吐出孔の所属行ｙ（ｘ）に対する、前記第２方向にｘ＋１番目に位置している前記吐出孔の所属行ｙ（ｘ＋１）の差ｙ（ｘ＋１）−ｙ（ｘ）を、ｘ番目対の対間行差ｄｙ（ｘ）と表すと、前記吐出孔対には、前記対間行差の絶対値が所定値以上の遠距離対と、前記対間行差の絶対値が前記所定値未満の近距離対とがあり、前記第２方向に隣り合って配置されている前記遠距離対の間には１つ以上の前記近距離対が配置されており、前記第２方向に隣り合って配置されている前記遠距離対をｘ１番目対とｘ２番目対（ｘ２はｘ１より大きい）とすると、ｄｙ（ｘ１）の絶対値＞ｄｙ（ｘ２）の絶対値である場合、ｄｙ（ｘ１＋１）はｄｙ（ｘ１）と正であるか負であるかが一致しており、ｄｙ（ｘ１）の絶対値＜ｄｙ（ｘ２）の絶対値である場合、ｄｙ（ｘ２−１）はｄｙ（ｘ２）と正であるか負であるかが一致していることを特徴とする。
【０００５】
また、本開示の記録装置は、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を制御する制御部を備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本開示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る。
【図２】本開示の一実施形態に係る液体吐出ヘッドを含む記録装置の平面図である。
【図３】本開示の一実施形態に係る液体吐出ヘッドを含む記録装置における１つの液体吐出ヘッドが取り付けられた部分を拡大して示す平面図である。
【図４】図１の液体吐出ヘッドの要部であるヘッド本体の平面図である。
【図５】図４から第２流路部材を除いた平面図である。
【図６】図５の一部の拡大平面図である。
【図７】図６の一部の拡大平面図である。
【図８】ヘッド本体の、図７のＶ−Ｖ線に沿った部分縦断面図である。
【図９】ヘッド本体の他の部分の縦断面図ある。
【図１０】吐出孔の配置である。
【図１１】本開示の他の吐出孔の配置である。
【図１２】本開示の他の吐出孔の配置である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は、本開示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（以下で単にプリンタと言うことがある）の概略の側面図であり、図２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、画像や文字等のデータである印刷データ等に基づいて、液体吐出ヘッド２を制御して、印刷用紙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。
【０００８】
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。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、その途中で液滴を吐出する動作と、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。
【０００９】
プリンタ１には、印刷用紙Ｐとほぼ平行となるように、４つの平板状のヘッド搭載フレーム７０（以下で単にフレームと言うことがある）が固定されている。各フレーム７０には図示しない５個の孔が設けられており、５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る。１つのフレーム７０に搭載されている５つの液体吐出ヘッド２は、１つのヘッド群７２を構成している。プリンタ１は、４つのヘッド群７２を有しており、合計２０個の液体吐出ヘッド２が搭載されている。
【００１０】
フレーム７０に搭載された液体吐出ヘッド２は、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。
【００１１】
２０個の液体吐出ヘッド２は、制御部８８と直接繋がっていてもよいし、間に印刷データを分配する分配部を介して接続してもよい。例えば、制御部８８が印刷データを１つの分配部へ送付し、１つの分配部が印刷データを２０個の液体吐出ヘッド２に分配してもよい。また、例えば、４つのヘッド群７２に対応する４つの分配部へ制御部８８が印刷データを分配し、各分配部は、対応するヘッド群７２内の５つの液体吐出ヘッド２に印刷データを分配してもよい。  液体吐出ヘッド２は、図１の手前から奥へ向かう方向、図２の上下方向に細長い長尺形状を有している。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つの液体吐出ヘッド２の間にそれぞれ一つずつ並んでいる。別の表現をすれば、１つのヘッド群７２において、液体吐出ヘッド２は、千鳥状に配置されている。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、すなわち、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。
【００１２】
４つのヘッド群７２は、印刷用紙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、図示しない液体供給タンクから液体、例えば、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７２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。
【００１３】
プリンタ１に搭載されている液体吐出ヘッド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であれば、１つでもよい。ヘッド群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れば、同じ性能の液体吐出ヘッド２を使用しても搬送速度を速くできる。これにより、時間当たりの印刷面積を大き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。
【００１４】
さらに、色のある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、液体吐出ヘッド２で、一様に、あるいはパターンニングして印刷してもよい。コーティング剤としては、例えば、記録媒体として液体が浸み込み難いものを用いる場合において、液体が定着し易いように、液体受容層を形成するものが使用できる。他に、コーティング剤としては、記録媒体として液体が浸み込み易いものを用いる場合において、液体のにじみが大きくなり過ぎたり、隣に着弾した別の液体とあまり混じり合わないように、液体浸透抑制層を形成するものが使用できる。コーティング剤は、液体吐出ヘッド２で印刷する以外に、制御部８８が制御する塗布機７６で一様に塗布してもよい。
【００１５】
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、給紙ローラ８０Ａから送り出された印刷用紙Ｐは、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８２Ｃ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８２Ｃ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。
【００１６】
続いて、プリンタ１の詳細について、印刷用紙Ｐが搬送される順に説明する。給紙ローラ８０Ａから送り出された印刷用紙Ｐは、２つのガイドローラ８２Ａの間を通った後、塗布機７６の下を通る。塗布機７６は、印刷用紙Ｐに、上述のコーティング剤を塗布する。
【００１７】
印刷用紙Ｐは、続いて、液体吐出ヘッド２が搭載されたフレーム７０を収納した、ヘッド室７４に入る。ヘッド室７４は、印刷用紙Ｐが出入りする部分などの一部において外部と繋がっているが、概略、外部と隔離された空間である。ヘッド室７４は、必要に応じて、制御部８８等によって、温度、湿度、および気圧等の制御因子が制御される。ヘッド室７４では、プリンタ１が設置されている外部と比較して、外乱の影響を少なくできるので、上述の制御因子の変動範囲を外部よりも狭くできる。
【００１８】
ヘッド室７４には、５個のガイドローラ８２Ｂが配置されており、印刷用紙Ｐは、ガイドローラ８２Ｂの上を搬送される。５個のガイドローラ８２Ｂは、側面から見て、フレーム７０が配置されている方向に向けて、中央が凸になるように配置されている。これにより、５個のガイドローラ８２Ｂの上を搬送される印刷用紙Ｐは、側面から見て円弧状になっており、印刷用紙Ｐに張力を加えることで、各ガイドローラ８２Ｂ間の印刷用紙Ｐが平面状になるように張られる。２つのガイドローラ８２Ｂの間には、１つのフレーム７０が配置されている。各フレーム７０は、その下を搬送される印刷用紙Ｐと平行になるように、設置される角度が少しずつ変えられている。
【００１９】
ヘッド室７４から外に出た印刷用紙Ｐは、２つの搬送ローラ８２Ｃの間を通り、乾燥機７８の中を通り、２つのガイドローラ８２Ｄの間を通り、回収ローラ８０Ｂに回収される。印刷用紙Ｐの搬送速度は、例えば、１００ｍ／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。
【００２０】
印刷用紙Ｐに付着した液体を乾燥機７８で乾燥することにより、回収ローラ８０Ｂにおいて、重なって巻き取られる印刷用紙Ｐ同士が接着したり、未乾燥の液体が擦れることが起き難くできる。高速で印刷するためには、乾燥も速く行なう必要がある。乾燥を速くするため、乾燥機７８では、複数の乾燥方式により順番に乾燥してもよいし、複数の乾燥方式を併用して乾燥してもよい。そのような際に用いられる乾燥方式としては、例えば、温風の吹き付け、赤外線の照射、加熱したローラへの接触などがある。赤外線を照射する場合は、印刷用紙Ｐへのダメージを少なくしつつ乾燥を速くできるように、特定の周波数範囲の赤外線を当ててもよい。印刷用紙Ｐを加熱したローラに接触させる場合は、印刷用紙Ｐをローラの円筒面に沿って搬送させことで、熱が伝わる時間を長くしてもよい。ローラの円筒面に沿って搬送させる範囲は、ローラの円筒面の１／４周以上がよく、さらにローラの円筒面の１／２周以上にするのがよい。ＵＶ硬化インク等を印刷する場合には、乾燥機７８の代わりに、あるいは乾燥機７８に追加してＵＶ照射光源を配置してもよい。ＵＶ照射光源は、各フレーム７０の間に配置してもよい。
【００２１】
プリンタ１は、液体吐出ヘッド２をクリーニングするクリーニング部を備えていてもよい。クリーニング部は、例えば、ワイピングや、キャッピングして洗浄を行なう。ワイピングは、例えば、柔軟性のあるワイパーで、液体が吐出される部位の面、例えば後述のノズル面４−２を擦ることで、その面に付着していた液体を取り除く。キャッピングしての洗浄は、例えば、次のように行なう。まず、液体を吐出される部位、例えば後述のノズル面４−２を覆うようにキャップを被せる（これをキャッピングと言う）ことで、ノズル面４−２とキャップとで、ほぼ密閉されて空間が作られる。そのような状態で、液体の吐出を繰り返すことで、吐出孔８に詰まっていた、標準状態よりも粘度が高くなっていた液体や、異物等を取り除く。キャッピングしてあることで、洗浄中の液体がプリンタ１に飛散し難く、液体が、印刷用紙Ｐやローラ等の搬送機構に付着し難くできる。洗浄を終えたノズル面４−２を、さらにワイピングしてもよい。ワイピングや、キャッピングしての洗浄は、プリンタ１に取り付けられているワイパーやキャップを人が手動で操作して行なってもよいし、制御部８８によって自動で行なってもよい。
【００２２】
記録媒体は、印刷用紙Ｐ以外に、ロール状の布などでもよい。また、プリンタ１は、印刷用紙Ｐを直接搬送する代わりに、搬送ベルトを直接搬送して、記録媒体を搬送ベルトに置いて搬送してもよい。そのようにすれば、枚葉紙や裁断された布、木材、タイルなどを記録媒体にできる。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。
【００２３】
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て、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。例えば、液体吐出ヘッド２の温度や、液体吐出ヘッド２に液体を供給する液体供給タンクの液体の温度、液体供給タンクの液体が液体吐出ヘッド２に加えている圧力などが、吐出される液体の吐出特性、すなわち、吐出量や吐出速度などに影響を与えている場合などに、それらの情報に応じて、液体を吐出させる駆動信号を変えるようにしてもよい。
【００２４】
図３は、本開示の一実施形態に係る液体吐出ヘッドを含む記録装置における１つの液体吐出ヘッドが取り付けられた部分を拡大して示す平面図である。液体吐出ヘッド２は、長さ方向（印刷用紙Ｐの搬送方向にほぼ直交する方向）の寸法が幅方向（長さ方向に直交する方向）の寸法よりも大きい形状を有していると共に、長さ方向の両端に切り欠き部２１を有している。また、フレーム７０は複数の位置決め部７１を有している。そして、液体吐出ヘッド２の切り欠き部２１がフレーム７０の位置決め部７１に当接している。このようにして、液体吐出ヘッド２がフレーム７０に対して位置決めされている。切り欠き部２１の形状は、例えば、三角形状や矩形状など、種々の形状とすることができる。位置決め部７１は、円柱状や角柱状など、種々の形状とすることができる。１つの液体吐出ヘッドに当接する複数の位置決め部の形状が互いに異なっていても良い。また、１つの液体吐出ヘッドに当接する複数の位置決め部の少なくとも１つが可動であると良い。
【００２５】
次に、本開示の一実施形態の液体吐出ヘッド２について説明する。図４は、図１に示された液体吐出ヘッド２の要部であるヘッド本体２ａを示す平面図である。図５は、ヘッド本体２ａから第２流路部材６を除いた状態の平面図である。図６および図７は、図５の拡大平面図である。図８は、ヘッド本体２ａの、図７のＶ−Ｖ線に沿った部分縦断面図である。図９は、ヘッド本体２ａの、第１共通流路２０に沿った縦断面図である。ただし、図９には、図４には描いていない信号伝達部６０も描いてある。
【００２６】
各図は、図面を分かり易くするために次のように描いている。図４〜図７では、他のものの下方にあって破線で描くべき流路などを実線で描いている。図４では、第１流路部材４内の流路については、ほとんど省略し、加圧室１０の配置のみを示している。また、図４では、第２流路部材６の長手方向の両端部に形成された切り欠き部２１の図示も省略している。
【００２７】
液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体２ａ以外に、金属製の筐体や、ドライバＩＣ、配線基板などを含んでいてもよい。また、ヘッド本体２ａは、第１流路部材４と、第１流路部材４に液体を供給する第２流路部材６と、加圧部である変位素子５０が作り込まれている圧電アクチュエータ基板４０とを含んでいる。ヘッド本体２ａは、一方方向に長い平板形状を有しており、その方向を長手方向と言うことがある。また、第２流路部材６は、ヘッド本体２ａの構造を支持する支持部材の役割を果たしており、ヘッド本体２ａは、第２流路部材６の長手方向の両端部のそれぞれでフレーム７０に固定される。
【００２８】
ヘッド本体２ａを構成する第１流路部材４は、平板状の形状を有しており、その厚さは０．５〜２ｍｍ程度である。第１流路部材４の第１の主面である加圧室面４−１には、加圧室１０が平面方向に多数並んで配置されている。第１流路部材４の第２の主面であり、加圧室面４−１の反対側の面である吐出孔面４−２には、液体が吐出される吐出孔８が平面方向に多数並んで配置されている。吐出孔８は、それぞれ加圧室１０と繋がっている。以下では、加圧室面４−１は、吐出孔面４−２に対して、上方に位置しているとして説明をする。
【００２９】
第１流路部材４には、複数の第１共通流路２０および複数の第２共通流路２４が、第１方向に沿って伸びるように配置されている。また、第１共通流路２０と第２共通流路２４とは、第１方向と交差する方向である第２方向に交互に並んでいる。なお、第２方向は、ヘッド本体２ａの長手方向と同じ方向である。また、第１方向と反対の方向を第３方向とし、第２方向の反対の方向を第４方向とする。
【００３０】
第１共通流路２０の両側に沿って加圧室１０が並んでおり、片側１列ずつ、合計２列の加圧室列１１Ａを構成している。第１共通流路２０とその両側に並んでいる加圧室１０とは、第１個別流路１２を介して繋がっている。
【００３１】
第２共通流路２４の両側に沿って加圧室１０が並んでおり、片側１列ずつ、合計２列の加圧室列１１Ａを構成している。第２共通流路２４とその両側に並んでいる加圧室１０とは、第２個別流路１４を介して繋がっている。なお、以下で、第１共通流路２０と第２共通流路２４とを合わせて、共通流路と言うことがある。
【００３２】
別の表現をすれば、加圧室１０は仮想線上に並んで配置されており、仮想線の一方の側に沿って第１共通流路２０が伸びており、仮想線の他方の側に沿って第２共通流路２４が伸びている。本実施形態では、加圧室１０が並んでいる仮想線は直線状であるが、曲線状や折れ線状であってもよい。
【００３３】
以上のような構成により、第１流路部材４においては、第２共通流路２４に供給された液体は、第２共通流路２４に沿って並んでいる加圧室１０に流れ込み、一部の液体は吐出孔８から吐出され、他の一部の液体は、加圧室１０に対して第２共通流路２４と反対側に位置している第１共通流路２０に流れ込み、第１流路部材４の外に排出される。
【００３４】
第１共通流路２０の両側に第２共通流路２４が配置されており、第１共通流路２０は、当該第１共通流路２０の両側に配置されている２列の加圧室列１１Ａと繋がっている。そして、第２共通流路２４の両側に第１共通流路２０が配置されており、第２共通流路２４は、当該第２共通流路２４の両側に配置されている２列の加圧室列１１Ａと繋がっている。
このように配置することで、１つの加圧室列１１Ａに対して、１つの第１共通流路２０および１つの第２共通流路２４が繋がっている場合と比較して、第１共通流路２０および第２共通流路２４の数を約半分にできるので好ましい。第１共通流路２０および第２共通流路２４の数が少なくて済む分、加圧室１０の数を増やしてヘッド本体２ａの印刷解像度を高解像度化したり、第１共通流路２０および第２共通流路２４の少なくとも一方の断面を大きくして、複数ある吐出孔８の間の吐出特性の差を小さくしたり、ヘッド本体２ａの平面方向の大きさを小さくすることができる。
【００３５】
第１共通流路２０に繋がっている第１個別流路１２の第１共通流路２０側の部分に加わる圧力は、圧力損失の影響で、第１共通流路２０に第１個別流路１２が繋がっている位置（主に第１方向における位置）により変わる。第２共通流路２４に繋がっている第２個別流路１４側の部分に加わる圧力は、圧力損失の影響で、第２共通流路２４に第２個別流路１４が繋がっている位置（主に第１方向における位置）により変わる。第１共通流路２０の外部への開口２０ａを第１方向の一方の端部に配置し、第２共通流路２４の外部への開口２４ａを第１方向と反対の方向である第３方向の端部に配置すれば、各第１個別流路１２および各第２個別流路１４の配置による圧力の差が打ち消されるように作用し、各吐出孔８に加わる圧力の差を小さくできる。なお、第１共通流路２０の開口２０ａ、および第２共通流路２４の開口２４ａはともに、加圧室面４−１に開口している。
【００３６】
吐出しない状態では、吐出孔８には液体のメニスカスが保持されている。吐出孔８において液体の圧力が負圧（液体を第１流路部材４に引き込もうとする状態）になっていることで、液体の表面張力とつり合ってメニスカスを保持できる。液体の表面張力は、液体の表面積を小さくしようとするので、正圧であっても圧力が小さければ、メニスカスを保持できる。正圧が大きくなれば、液体は吐出孔８からあふれ出し、負圧が大きくなれば、液体は第１流路部材４内に引き込まれてしまい、液体が吐出可能な状態を維持できなくなる。そのため、第２共通流路２４から第１共通流路２０に液体を流した際における、各吐出孔８液体の圧力差が大きくなり過ぎないようにする必要がある。
【００３７】
第１共通流路２０の吐出孔面４−２側の壁面は、第１ダンパ２８Ａとなっている。第１ダンパ２８Ａの一方の面は、第１共通流路２０に面しており、他方の面はダンパ室２９に面している。ダンパ室２９があることにより、第１ダンパ２８Ａは変形可能になっており、変形することで第１共通流路２０の体積を変えることができる。液体を吐出させるために加圧室１０内の液体が加圧されると、その圧力の一部は、液体を通じて第１共通流路２０に伝わってくる。これにより、第１共通流路２０内の液体が振動し、その振動が、元の加圧室１０や、他の加圧室１０に伝わって、液体の吐出特性を変動させる流体クロストークが生じることがある。第１ダンパ２８Ａが存在すると、第１共通流路２０に伝わってきた液体の振動で第１ダンパ２８Ａが振動し、減衰することで、第１共通流路２０内の液体の振動は持続され難くなるので、流体クロストークの影響を小さくできる。また、第１ダンパ２８Ａは、液体の給排を安定化させる役目も果たす。
【００３８】
第２共通流路２４の加圧室面４−１側の壁面は、第２ダンパ２８Ｂとなっている。第２ダンパ２８Ｂの一方の面は、第２共通流路２４に面しており、他方の面はダンパ室２９に面している。第２ダンパ２８Ｂも、第１ダンパ２８Ａと同様に、流体クロストークの影響を小さくできる。また、第２ダンパ２８Ｂは、液体の給排を安定化させる役目も果たす。
【００３９】
加圧室１０は、加圧室面４−１に面して配置されており、変位素子５０からの圧力を受ける加圧室本体１０ａと、加圧室本体１０ａから下方に伸びており、吐出孔面４−２に開口している吐出孔８に繋がっている部分流路であるディセンダ１０ｂとを含んだ中空の領域である。加圧室本体１０ａは、直円柱形状であり、平面形状は円形状である。平面形状が円形状であることにより変位素子５０が同じ力で変形させた場合の変位量、および変位により生じる加圧室１０の体積変化を大きくできる。ディセンダ１０ｂは、直径が加圧室本体１０ａより小さい、直円柱形状であり、断面形状は円形状である。また、ディセンダ１０ｂは、加圧室面４−１から見たときに、加圧室本体１０ａ内に納まる位置に配置されている。
【００４０】
複数ある加圧室１０は、加圧室面４−１において、千鳥状に配置されている。複数ある加圧室１０は、第１方向に沿った複数の加圧室列１１Ａを構成している。各加圧室列１１Ａにおいて、加圧室１０は、ほぼ等しい間隔で配置されている。隣り合っている加圧室列１１Ａに属する加圧室１０は、第１方向に前記間隔の約半分ずれて配置されている。別の表現をすれば、ある加圧室列１１Ａに属する加圧室１０は、その隣に位置する加圧室列１１Ａに属する、連続する２つの加圧室１０に対して、第１方向のほぼ中央に位置している。
【００４１】
これにより、１つ置きの加圧室列１１Ａに属している加圧室１０は、第２方向に沿って配置されることになり、加圧室行１１Ｂを構成している。
【００４２】
本実施形態では、第１共通流路２０は５１本、第２共通流路２４は５０本であり、加圧室列１１Ａは１００列である。なお、ここでは、後述のダミー加圧室１０Ｄのみで構成されているダミー加圧室列１１Ｄは、上述の加圧室列１１Ａの数に含めていない。また、直接的に繋がっているのがダミー加圧室１０Ｄだけである第２共通流路２４は、上述の第２共通流路２４の数に含めていない。また、各加圧室列１１Ａには１６個の加圧室１０が含まれている。ただし、第２方向およびその反対方向の端に位置する加圧室列１１Ａには、８個の加圧室１０および８個のダミー加圧室１０Ｄが含まれている。また、上述のように、加圧室１０は千鳥状に配置されているため、加圧室行１１Ｂの行数は、３２行である。
【００４３】
複数ある吐出孔８は、吐出孔面４−２において、第１方向および第２方向に沿った格子状に配置されている。複数ある吐出孔８は、第１方向に沿った複数の吐出孔列９Ａを構成している。吐出孔列９Ａと加圧室列１１Ａとは、ほぼ同じ位置に配置されている。また、加圧室１０の面積重心と、加圧室１０と繋がっている吐出孔８とは第３方向にずれて配置されている。したがって、本実施形態では、吐出孔列９Ａは１００列であり、吐出孔行９Ｂは３２行である。
【００４４】
加圧室本体１０ａの面積重心と、加圧室本体１０ａから繋がっている吐出孔８とは、ほぼ第１方向または第３方向に位置がずれている。ディセンダ１０ｂは、加圧室本体１０ａに対して、吐出孔８がずれている方向と同じ方向にずれた位置に配置されている。加圧室本体１０ａの側壁と、ディセンダ１０ｂの側壁とは接するように配置されており、これにより加圧室本体１０ａ内での液体の滞留を起き難くすることができる。
【００４５】
吐出孔８は、ディセンダ１０ｂの中央部に配置されている。ここで中央部とは、ディセンダ１０ｂの面積重心を中心とする、ディセンダ１０ｂの直径の半分の円内の領域のことである。別の表現では、中央部とは、ディセンダ１０ｂの断面と相似で面積が１／４の図形を、その図形の面積重心とディセンダ１０ｂの断面の面積重心とが合うように配置した領域のことである。
【００４６】
第１個別流路１２と加圧室本体１０ａとの接続部は、加圧室本体１０ａの面積重心に対して、ディセンダ１０ｂとは反対側に配置されている。これにより、ディセンダ１０ｂから流れ込んだ液体は、加圧室本体１０ａ全体に広がった後、第１個別流路１２に向かうように流れるため、加圧室本体１０ａ内に液体の滞留が生じ難い。
【００４７】
第２個別流路１４は、ディセンダ１０ｂの吐出孔面４−２側の面から、平面方向に引き出されて第２共通流路２４と繋がっている。引き出される方向は、加圧室本体１０ａに対して、ディセンダ１０ｂがずらされる方向と同じである。
【００４８】
第１方向と第２方向とが成す角度は直角からずれている。このため、第１方向に沿って配置されている吐出孔列９Ａに属する吐出孔８同士は、その直角からのずれた角度の分、第２方向にずれて配置される。そして、吐出孔列９Ａが第２方向に並んで配置されるので、異なる吐出孔列９Ａに属する吐出孔８は、その分、第２方向にずれて配置される。これらが合わさって、第１流路部材４の吐出孔８は、第２方向に一定間隔で並んで配置されている。これにより、吐出孔８から吐出された液体により形成される画素で所定の範囲を埋めるように印刷ができる。
【００４９】
１つの吐出孔列９Ａに属する吐出孔８の配置は、第１方向に沿って完全に一直線上に配置し、異なる吐出孔列９Ａが、それぞれ異なる領域を印刷するようにすれば、上述のように所定範囲を埋め尽くすように印刷が可能である。ただし、そのように配置した場合に、プリンタ１に液体吐出ヘッド２を設置する際に生じる第２方向に直交する方向と搬送方向とのずれが、印刷精度に与える影響が大きくなる。そのため、ある領域を印刷するのに、複数の吐出孔列９Ａに属する吐出孔８から吐出される液体が混在して着弾するようにするのが良い。また、そのようにするため、吐出孔列９Ａに属する吐出孔８は、完全な直線上には配置されておらず、直線から少しずれて配置されている。
【００５０】
本実施形態では、吐出孔８の配置は次のようになっている。図６において、吐出孔８を第２方向と直交する方向に投影すると、仮想直線Ｒの範囲に３２個の吐出孔８が投影され、仮想直線Ｒ内で各吐出孔８は３６０ｄｐｉの間隔に並ぶ。これにより、仮想直線Ｒに直交する方向に印刷用紙Ｐを搬送して印刷すれば、３６０ｄｐｉの解像度で印刷できる。仮想直線Ｒ内に投影される吐出孔８は、１列の吐出孔列９Ａに属する吐出孔８すべて（１６個）と、その吐出孔列９Ａの両隣に位置する２つの吐出孔列９Ａに属する吐出孔８の半分（８個）ずつである。このような構成にするために、各吐出孔行９Ｂでは、吐出孔８は、２２．５ｄｐｉの間隔で並んでいる。これは、３６０／１６＝２２．５であるからである。
【００５１】
第１共通流路２０および第２共通流路２４は、吐出孔８が直線状に並んでいる範囲では、直線になっており、直線がずれる吐出孔８の間で平行にずれている。第１共通流路２０および第２共通流路２４において、このずれる箇所が少ないので、流路抵抗が小さくなっている。また、この平行にずれる部分は、加圧室１０と重ならない位置に配置されているので、加圧室１０毎に吐出特性の変動を小さくできる。
【００５２】
第２方向およびその反対の第４方向の端の１列、すなわち両端で合わせて２列の加圧室列１１Ａには、通常の加圧室１０とダミー加圧室１０Ｄとが含まれている（そのため、この加圧室列１１Ａをダミー加圧室列１１Ｄ１と言うことがある）。また、ダミー加圧室列１１Ｄ１のさらに外側には、ダミー加圧室１０Ｄのみが並んでいる１列、すなわち両端で合わせて２列のダミー加圧室列１１Ｄ２が配置されている。第２方向およびその反対の第４方向の端に１本ずつ、すなわち両端で合わせて２列ある流路は、通常の第１共通流路２４と同じ形状をしているが、直接的には加圧室１０とは繋がっておらず、ダミー加圧室１０Ｄとしか繋がっていない。
【００５３】
ダミー加圧室１０Ｄは、液体の吐出には用いない。もっとも端に位置する第２共通流路２４に加圧室１０を繋げると、その第２共通流路２４に繋がっている加圧室１０は１列だけになり、その列の加圧室１０は、他の加圧室１０と吐出特性が変わるおそれがある。そのため、ダミー加圧室１０Ｄを配置する。ダミー加圧室１０Ｄおよびダミー加圧室１０Ｄと共通流路とを繋いでいる流路の基本的な構造は、加圧室１０および加圧室１０と共通流路とを繋いでいる流路と同じであり、そのようなダミー加圧室１０Ｄを配置することで、もっとも端に位置する第２共通流路２４の内側に隣り合って配置されている第１共通流路２０に流れる液体の状態を、他の第１共通流路２０とほぼ同じにできる。それにより、もっとも端に位置する第２共通流路２４に対してヘッド本体２ａの内側に隣り合って配置されている第１共通流路２０に対してヘッド本体２ａの内側に隣り合って配置されている加圧室１０の吐出特性を、他の加圧室１０の吐出特性とほぼ同じにできる。
【００５４】
本実施形態では、ダミー加圧室１０Ｄには、対応した吐出孔８設けていない。また、一部のダミー加圧室１０Ｄの上部には圧電アクチュエータ基板４０が配置されていない。そのようなダミー加圧室１０Ｄは、加圧室１０となる孔が配置されているプレート４ａではなく、プレート４ａの下に配置されているプレート４ｂの孔をプレート４ａで塞ぐことで構成されている。なお、ダミー加圧室１０Ｄは、例えば、加圧室１０と全く同じ構造にして、単に駆動信号を供給しないことで、液体の吐出には用いないようにしてもよい。
【００５５】
第１流路部材４は、第１共通流路２０および第２共通流路２４からなる共通流路群の第２方向の外側に位置していて、第１方向に伸びている、端部流路３０を有している。端部流路３０は、加圧室面４−１に並んでいる第１共通流路２０の開口２０ａのさらに外側に配置されている開口３０ｃと、加圧室面４−１に並んでいる第２共通流路２４の開口２４ａのさらに外側に配置されている開口３０ｄとを繋いでいる流路である。
【００５６】
液体の吐出特性を安定させるために、ヘッド本体２ａは、温度を一定にするようコントロールされる。また、液体の粘度が低くなる方が、吐出や液体の循環が安定するため、温度は、基本的には常温以上にされる。そのため、基本的には加熱することになるが、環境温度が高い場合は、冷却することもある。
【００５７】
温度を一定に保つためには、液体吐出ヘッド２にヒータを設けたり、供給する液体を温度調節したものにする。いずれにしても、環境温度と、目標とする温度に差がある場合、ヘッド本体２ａの長手方向（第２方向および第４方向）の端部からの放熱が多くなるため、第２方向の中央部に位置する加圧室１０の中の液体の温度に対して、第２方向および第４方向の端に位置する加圧室１０の温度は低くなりやすい。端部流路３０を設けることにより、第２方向および第４方向の端に位置する加圧室１０の温度が下がり難くなり、各加圧室１０から吐出される液体の吐出特性のばらつきを小さくでき、印刷精度を向上させることができる。
【００５８】
端部流路３０は、第１統合流路２２と第２統合流路２６とを繋いでいる流路である。端部流路３０の流路抵抗が、第１共通流路２０および第２共通流路２４の流路抵抗よりも小さいときには、端部流路３０に流れる液体の量が多くなり、端部流路３０より内側での温度低下をより抑制できる。
【００５９】
端部流路３０には、流路の幅が、共通流路の幅よりも広い幅広部３０ａが設けられており、幅広部３０ａの加圧室側４−１にはダンパが設けられている。このダンパは、一方の面が幅広部３０ａに面しており、他方の面がダンパ室に面していて変形可能になっている。ダンパのダンピング能力は、変形可能な領域の差し渡しが一番狭い部分の影響が大きい。そのため、幅広部３０ａに面してダンパを設けることで、ダンピング能力の高いダンパとすることができる。幅広部３０ａの幅は、共通流路の幅の２倍以上、特に３倍以上であるのが好ましい。幅広部３０ａを設けることで、流路抵抗が低くなり過ぎるようであれば、狭窄部３０ｄを設けて、流路抵抗を調整してもよい。
【００６０】
第２流路部材６は、第１流路部材４の加圧室面４−１に接合されている。第２流路部材６は、第２共通流路２４に液体を供給する第２統合流路２６と、第１共通流路２０の液体を回収する第１統合流路２２とを有している。第２流路部材６の厚さは、第１流路部材４よりも厚く、５〜３０ｍｍ程度である。
【００６１】
第２流路部材６は、第１流路部材４の加圧室面４−１の圧電アクチュエータ基板４０が接続されていない領域に接合されている。より具体的には、圧電アクチュエータ基板４０を囲むように接合されている。このようにすることで、圧電アクチュエータ基板４０に、吐出した液体の一部がミストとなって付着するのを抑制できる。また、第１流路部材４を外周で固定することになるので、第１流路部材４が変位素子５０の駆動にともなって振動して、共振などが生じることを抑制できる。
【００６２】
また、第２流路部材６の中央部には、第２流路部材６を上下に貫通している貫通孔６ａが配置されている。貫通孔６ａは、圧電アクチュエータ基板４０を駆動する駆動信号を伝達するＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）などの信号伝達部６０が通される。
【００６３】
第１統合流路２２を、第１流路部材４とは別の、第１流路部材４より厚い第２流路部材６に配置することで、第１統合流路２２の断面積を大きくすることができ、それにより第１統合流路２２と第１共通流路２０とが繋がっている位置の差による圧力損失の差を小さくできる。第１統合流路２２の流路抵抗（より正確には第１統合流路２２のうちで、第１共通流路２０と繋がっている範囲の流路抵抗）は、第１共通流路２０の１／１００以下にするのが好ましい。
【００６４】
第２統合流路２６を、第１流路部材４とは別の、第１流路部材４より厚い第２流路部材６に配置することで、第２統合流路２６の断面積を大きくすることができ、それにより第２統合流路２６と第２共通流路２４とが繋がっている位置の差による圧力損失の差を小さくできる。第２統合流路２６の流路抵抗（より正確には第２統合流路２６のうちで、第１統合流路２２と繋がっている範囲の流路抵抗）は、第２共通流路２４の１／１００以下にするのが好ましい。
【００６５】
第１統合流路２２を第２流路部材６の短手方向の一方の端に配置し、第２統合流路２６を第２流路部材６の短手方向の他方の端に配置し、それぞれの流路を第１流路部材４側に向かわせて、それぞれ第１共通流路２０および第２共通流路２４と繋げる構造にする。このようにすることで、第１統合流路２２および第２統合流路２６の断面積を大きく、すなわち流路抵抗を小さくできるともに、第２流路部材６で、第１流路部材４の外周を固定して剛性を高くし、さらに、信号伝達部６０の通る貫通孔６ａを設けることができる。
【００６６】
第２流路部材６の下面には、第１統合流路２２のうち第２方向に伸びている流路抵抗の低い部分である第１統合流路本体２２ａとなる溝と、第２統合流路２６のうち第２方向に伸びている流路抵抗の低い部分である第２統合流路本体２６ａとなる溝が配置されている。第２流路部材６の第１統合流路本体２２ａとなる溝は、下面の一部は流路部材４の上面で塞がれ、下面の他の部分は流路部材４の上面に配置されている、第１共通流路２０の開口２０ａおよび端部流路３０の開口３０ｃと繋がることで、第１統合流路本体２２ａとなっている。第２流路部材６の第２統合流路本体２６ａとなる溝は、下面の一部は流路部材４の上面で塞がれる、下面の他の部分は流路部材４の上面に配置されている、第２共通流路２４の開口２４ａおよび端部流路３０の開口３０ｄと繋がることで、第１統合流路本体２２ａとなっている。
【００６７】
第１統合流路２２の第２方向の端部には、第２流路部材６の上面に開口している開口２２ｂが配置されている。第２統合流路２６の第４方向の端部には、第２流路部材６の上面に開口している開口２６ｂが配置されている。印刷をする場合には、外部から第２統合流路２６の開口２６ｂに液体を供給し、吐出しなかった液体は、第１統合流路２２の開口２６ｂから回収する。
【００６８】
第１統合流路２２および第２統合流路２６には、ダンパを設けて、液体の吐出量の変動に対して液体の供給、あるいは排出が安定するようにしてもよい。また、第１統合流路２２および第２統合流路２６の内部や、第１共通流路２０あるいは第１共通流路２４との間に、フィルタを設けることにより、異物や気泡が、第１流路部材４に入り込み難くしてもよい。
【００６９】
第１流路部材４の上面である加圧室面４−１には、変位素子５０を含む圧電アクチュエータ基板４０が接合されており、各変位素子５０が加圧室１０上に位置するように配置されている。圧電アクチュエータ基板４０は、加圧室１０によって形成された加圧室群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の加圧室面４−１に圧電アクチュエータ基板４０が接合されることで閉塞される。圧電アクチュエータ基板４０は、ヘッド本体２ａと同じ方向に長い長方形状である。また、圧電アクチュエータ基板４０には、各変位素子５０に信号を供給するためのＦＰＣなどの信号伝達部６０が接続されている。第２流路部材６には、中央で、上下に貫通している貫通孔６ｃがあり、信号伝達部６０は貫通孔６ｃを通って制御部８８と電気的に繋がれる。信号伝達部６０は、圧電アクチュエータ基板４０の一方の長辺の端から他方の長辺の端に向かうように短手方向に伸びる形状にし、信号伝達部に配置される配線が短手方向に沿って伸び、長手方向に並ぶようにすれば、配線間の距離を大きくできる。
【００７０】
圧電アクチュエータ基板４０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４４がそれぞれ配置されている。
【００７１】
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。流路部材４の加圧室面４−１側から順に、プレート４ａからプレート４ｌまでの１２枚のプレートが積層されている。これらのプレートには多数の孔や溝が形成されている。孔や溝は、例えば、各プレートを金属で作製し、エッチングで形成できる。各プレートの厚さは１０〜３００μｍ程度であることにより、形成する孔や溝の形成精度を高くできる。各プレートは、これらの孔や溝が互いに連通して第１共通流路２０などの流路を構成するように、位置合わせして積層されている。
【００７２】
平板状の流路部材４の加圧室面４−１には、加圧室本体１０ａが開口しており、圧電アクチュエータ基板４０が接合されている。また、加圧室面４−１には、第２共通流路２４に液体を供給する開口２４ａ、および第１共通流路２０から液体を回収する開口２０ａが開口している。流路部材４の、加圧室面４−１と反対側の面である吐出孔面４−２には吐出孔８が開口している。なお、加圧室面４−１にさらにプレートを積層して、加圧室本体１０ａの開口を塞ぎ、その上に圧電アクチュエータ基板４０を接合してもよい。そのようにすれば、吐出する液体が圧電アクチュエータ基板４０に接する可能性を低減することができ、信頼性をより高くできる。
【００７３】
液体を吐出する構造としては、加圧室１０と吐出孔８とがある。加圧室１０は、変位素子５０に面している加圧室本体１０ａと、加圧室本体１０ａより断面積が小さいディセンダ１０ｂから成っている。加圧室本体１０ａは、プレート４ａに形成されており、ディセンダ１０ｂは、プレート４ｂ〜ｋに形成された孔が重ねられ、さらにノズルプレート４ｌで、吐出孔８以外の部分を塞がれて成っている。
【００７４】
加圧室本体１０ａには、第１個別流路１２が繋がっており、第１個別流路１２は、第１共通流路２０に繋がっている。第１個別流路１２は、プレート４ｂを貫通する円形状の孔と、プレート４ｃにおいて平面方向に伸びている貫通溝と、プレート４ｄを貫通する円形状の孔とを含んでいる。第１共通流路２０はプレート４ｆ〜ｉに形成された孔が重ねられ、さらに上側をプレート４ｅで、下側をプレート４ｊで塞がれて成っている。
【００７５】
ディセンダ１０ｂには、第２個別流路１４が繋がっており、第２個別流路１４は、第２共通流路２４に繋がっている。第２個別流路１４は、プレート４ｋにおいて平面方向に伸びている貫通溝である。第２共通流路２４はプレート４ｆ〜ｊに形成された孔が重ねられ、さらに上側をプレート４ｅで、下側をプレート４ｋで塞がれて成っている。
【００７６】
液体の流れについてまとめると、第２統合流路２６に供給された液体は、第２共通流路２４および第２個別流路１４を順に通って加圧室１０に入り、一部の液体は吐出孔８から吐出される。吐出されなかった液体は、第１個別流路１２を通って、第１共通流路２０に入った後、第１統合流路２２に入り、ヘッド本体２の外部に排出される。
【００７７】
圧電アクチュエータ基板４０は、圧電体である２枚の圧電セラミック層４０ａ、４０ｂ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４０ａ、４０ｂはそれぞれ２０μｍ程度の厚さを有している。すなわち、圧電アクチュエータ基板４０の圧電セラミック層４０ａの上面から圧電セラミック層４０ｂの下面までの厚さは４０μｍ程度である。圧電セラミック層４０ａと圧電セラミック層４０ｂの厚さの比は、３：７〜７：３、好ましく４：６〜６：４にされる。圧電セラミック層４０ａ、４０ｂ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４０ａ、４０ｂは、例えば、強誘電性を有する、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系、ＮａＮｂＯ3系、ＢａＴｉＯ3系、（ＢｉＮａ）ＮｂＯ3系、ＢｉＮａＮｂ5Ｏ15系などのセラミックス材料からなる。
【００７８】
圧電アクチュエータ基板４０は、Ａｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる共通電極４２およびＡｕ系などの金属材料からなる個別電極４４を有している。共通電極４２の厚さは２μｍ程度であり、個別電極４４の厚さは１μｍ程度である。
【００７９】
個別電極４４は、圧電アクチュエータ基板４０の上面における各加圧室１０に対向する位置に、それぞれ配置されている。個別電極４４は、平面形状が加圧室本体１０ａより一回り小さく、加圧室本体１０ａとほぼ相似な形状を有している個別電極本体４４ａと、個別電極本体４４ａから引き出されている引出電極４４ｂとを含んでいる。引出電極４４ｂ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４６が形成されている。接続電極４６は、例えば銀粒子などの導電性粒子を含んだ導電性樹脂であり、５〜２００μｍ程度の厚さで形成されている。また、接続電極４６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。
【００８０】
また、圧電アクチュエータ基板４０の上面には、共通電極用表面電極（不図示）が形成されている。共通電極用表面電極と共通電極４２とは、圧電セラミック層４０ａに配置された、図示しない貫通導体を通じて、電気的に接続されている。
【００８１】
詳細は後述するが、個別電極４４には、制御部８８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、印刷用紙Ｐの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。
【００８２】
共通電極４２は、圧電セラミック層４０ａと圧電セラミック層４０ｂ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４２は、圧電アクチュエータ基板４０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４２は、圧電セラミック層４０ａ上に個別電極４４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に、圧電セラミック層４０ａを貫通して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は、複数の個別電極４４と同様に、制御部８８と直接あるいは間接的に接続されている。
【００８３】
圧電セラミック層４０ａの個別電極４４と共通電極４２とに挟まれている部分は、厚さ方向に分極されており、個別電極４４に電圧を印加すると変位する、ユニモルフ構造の変位素子５０となっている。より具体的には、個別電極４４を共通電極４２と異なる電位にして圧電セラミック層４０ａ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８８により個別電極４４を共通電極４２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４０ａの電極に挟まれた活性部が、面方向に収縮する。一方、非活性層である圧電セラミック層４０ｂ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４０ａと圧電セラミック層４０ｂ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４０ｂ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。
【００８４】
続いて、液体の吐出動作について説明する。制御部８８からの制御でドライバＩＣなどを介して、個別電極４４に供給される駆動信号により、変位素子５０が駆動（変位）させられる。本実施形態では、様々な駆動信号で液体を吐出させることができるが、ここでは、いわゆる引き打ちの駆動方法について説明する。
【００８５】
あらかじめ個別電極４４を共通電極４２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４４を共通電極４２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４４が低電位になるタイミングで、圧電セラミック層４０ａ、４０ｂが元の（平らな）形状に戻り（始め）、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。これにより、加圧室１０内の液体に負圧が与えられる。そうすると、加圧室１０内の液体が固有振動周期で振動し始める。具体的には、最初、加圧室１０の体積が増加し始め、負圧は徐々に小さくなっていく。次いで加圧室１０の体積は最大になり、圧力はほぼゼロとなる。次いで加圧室１０の体積は減少し始め、圧力は高くなっていく。その後、圧力がほぼ最大になるタイミングで、個別電極４４を高電位にする。そうすると最初に加えた振動による圧力と、次に加えた圧力とが重なり、より大きい圧力が液体に加わる。この圧力がディセンダ内を伝搬し、吐出孔８から液体を吐出させる。
【００８６】
つまり、高電位を基準として、一定期間低電位とするパルスの駆動信号を個別電極４４に供給することで、液滴を吐出できる。このパルス幅は、加圧室１０の液体の固有振動周期の半分の時間であるＡＬ（Acoustic Length）とすると、原理的には、液体の吐出速度および吐出量を最大にできる。加圧室１０の液体の固有振動周期は、液体の物性、加圧室１０の形状の影響が大きいが、それ以外に、圧電アクチュエータ基板４０の物性や、加圧室１０に繋がっている流路の特性からの影響も受ける。
【００８７】
なお、パルス幅は、吐出される液滴を１つにまとめるようにするなど、他に考慮する要因もあるため、実際は、０．５ＡＬ〜１．５ＡＬ程度の値にされる。また、パルス幅は、ＡＬから外れた値にすることで、吐出量を少なくすることができるため、吐出量を少なくするためにＡＬから外れた値にされる。
【００８８】
本開示の吐出孔８の配置について説明する。図１０は、本開示の一実施形態に係る吐出孔８の配置である。図１０には、第１方向と第２方向とを示している。第１方向と第２方向とが成す角度が、図１０と図６等とでは異なるっているが、これは、図１０の縦横の縮尺が異なるからである。図１０では、吐出孔８を黒点で表し、隣り合っている吐出孔８の関係が分かり易いように吐出孔８同士を繋いでいる線を描いている。
【００８９】
吐出孔８は、吐出孔行９Ｂ上に配置されている。吐出孔行９Ｂは１６行あり、第１方向と逆方向に順に１行目の行、２行目の行、・・・・１６行目の行とする。なお、行を第１方向と逆にしたのは、図と対比し易くするためであり、以下の説明は、逆にしなくても同様である。以下では、２つの吐出孔８同士の第２方向と直交する方向の距離について説明するが、本実施形態では、各行の間の距離は同じであるので、その距離を、２つの吐出孔８が何行離れて配置しているかで表している。吐出孔行は８行以上あると良い。
【００９０】
吐出孔８は、第２方向に等間隔で並んでいる。第２方向にｘ番目に位置している吐出孔８が、ｙ行目の行に配置されている場合、この吐出孔８の位置を［ｘ、ｙ］で表すことにする。また、この吐出孔８の所属行はｙであると言う。
【００９１】
図１０には第２方向に１〜３５番目の吐出孔８について、位置ｘおよび所属行ｙを表にして示した。なお、３３番目以降は、１〜３２番目と同じ配置を繰り返す。
【００９２】
ヘッド本体２ａによる記録は、記録媒体を、液体吐出ヘッド２の第２方向に直交する方向に移動させながら行なう。記録媒体上で第２方向に隣り合って着弾する液体は、第２方向に関して隣り合っている吐出孔８から吐出される。逆に言えば、第２方向に関して隣り合っている吐出孔８から吐出された液滴は、記録媒体上で隣り合った画素となる。また、第２方向に関して隣り合っている吐出孔８の対を吐出孔対７と呼ぶことにする。
【００９３】
記録精度を高くするため、液体吐出ヘッド２は、記録媒体の搬送方向と第２方向とが直交するように設置するが、実際にはある程度の角度のずれが生じる。設置角度のずれがあった場合、隣り合っている画素間の距離のずれは、液体吐出ヘッド２の設置角度のずれと、それらの画素を吐出した吐出孔対７の第２方向に直交する方向の距離に比例する。そのため、吐出孔対７が、第２方向に直交する方向に離れて配置されていると、設置角度がずた場合の画素間の距離のずれは大きくなる。
【００９４】
一様な濃度の画像を記録する場合、記録媒体上で隣り合っている画素の距離が近くなると、人には、濃度が濃くなったように認識される。逆に、記録媒体上で隣り合っている画素の距離が遠くなると、人には、濃度が低くなったように認識される。つまり、画素の距離のばらつきは、人には、濃度のばらつきとして認識される。
【００９５】
ここで、吐出孔対７の第２方向に直交する方向の距離を対間行差と呼ぶことにする。さらに、対間行差が所定値以上の吐出孔対７を遠距離対、対間行差が所定値より小さい吐出孔対７を近距離対と呼ぶことにする。所定値は、例えば２である。
【００９６】
遠距離対および近距離対を適切に配置することで、人に濃度差が認識され難くいように記録することが可能である。具体的には、遠距離対は連続して配置せす、遠距離対の間には、近距離対を配置する。そして、遠距離対の間にある近距離対は、遠距離対の濃度差を目立たなくするように配置する。
【００９７】
第２方向にｘ番目の吐出孔８と第２方向にｘ＋１番目の吐出孔８とからなる吐出孔対７をｘ番目対と呼ぶことにする。なお、ｘ番目対と隣り合う吐出孔対７は、ｘ＋１番目対であり、Ｘ＋２番目対ではない。
【００９８】
第２方向にｘ番目の吐出孔８の所属行をｙ（ｘ）と表し、ｘ番目対の対間行差をｄｙ（ｘ）と表すことにする。ｘ番目対は、［ｘ、ｙ（ｘ）］の位置の吐出孔８と［ｘ＋１、ｙ（ｘ＋１）］の位置の吐出孔８との吐出孔対７であるから、ｘ番目対の対間行差ｄｙ（ｘ）は、ｙ（ｘ＋１）−ｙ（ｘ）となる。
【００９９】
対間行差の絶対値が大きいと、液体吐出ヘッド２の設置角度がずれた場合の濃度の変動が大きくなる。また、対間行差が正の吐出孔対７と、負の吐出孔対７とでは、設置角度がずれた場合の濃度の変化が逆になる。対間行差が正の吐出孔対７と、負の吐出孔対７とでは、吐出孔対７の間での吐出孔８同士の傾きが逆になっている。そのため、対間行差が正の吐出孔対７の濃度が濃くなるように、すなわち、画素間の距離が近づくように設置角度がずれた場合、対間行差が負の吐出孔対７では、画素間の距離が遠くなって着弾し、濃度は薄くなる。
【０１００】
遠距離対を隣り合わせて配置すると、対間行差の正負が一致する場合は、濃度の変動の傾向が同じ吐出孔対７が隣り合うので、濃度の変動が目立ちやすくなる。遠距離対を隣り合わせて配置すると、対間行差の正負が逆の場合は、濃度の変動の差が大きくなるので、濃度の変動が目立ちやすくなる。したがって、遠距離対は隣り合わせて配置せず、遠距離対の間には近距離対を配置する。配置する近距離対は複数でもよい。
【０１０１】
間に近距離対を挟んで、２つの遠距離対を配置する場合、遠距離対の対間行差の絶対値が大きい遠距離対の方が、濃度差が目立ち易いので、対間行差の絶対値が大きい遠距離対に隣り合って配置されている近距離対は、対間行差の絶対値が大きい遠距離対と、対間行差の正負を一致させる。このようにすれば、隣にある近距離対の濃度の変動の傾向が同じになるので、濃度差を目立ちに難くできる。
【０１０２】
同じ内容について、より具体的に説明すると次のようになる。間に近距離対を挟んで配置する、２つの遠距離対をｘ１番目対とｘ２番目対（ｘ２はｘ１より大きい）として説明する。ｄｙ（ｘ１）の絶対値＞ｄｙ（ｘ２）の絶対値である場合、ｘ１番目対の方がより濃度の変動が大きいと考えられる。ｘ１番目対の、ｘ２番目側に隣り合って配置されている吐出孔対７は、ｘ１＋１番目対であり、ｘ１＋１番目対の対間行差はｄｙ（ｘ１＋１）である。そこで、ｄｙ（ｘ１＋１）が正であるか負であるかを、ｄｙ（ｘ１）が正であるか負であるかと一致させことで、ｄｙ（ｘ１）の対間行差により生じる濃度差を目立ち難くできる。
【０１０３】
これは、図１０の吐出孔配置では、遠距離対である２番目対と、遠距離対である４番目対との関係に当たる。ｄｙ（２）＝ｙ（３）−ｙ（２）＝１４−３１＝−１７であり、ｄｙ（４）＝ｙ（５）−Ｙ（４）＝２８−１３＝１５であるので、２番目対の方が対間行差の絶対値が大きく、目立ち易いと考えられる。２番目対の、４番目対側に隣り合って配置されている吐出孔対７である、近距離対である３番目対の対間行差ｄｙ（３）＝−１を、２番目対の対間行差ｄｙ（２）＝−１７と同じ負の値にすることで、２番目対の対間行差ｄｙ（２）＝−１７により生じる濃度差を目立たなくさせることができる。
【０１０４】
ｄｙ（ｘ１）の絶対値＜ｄｙ（ｘ２）の絶対値である場合、ｘ２番目対の方がより濃度の変動が大きいと考えられる。ｘ２番目対の、ｘ１番目側に隣り合って配置されている吐出孔対７は、ｘ２−１番目対であり、ｘ２−１番目対の対間行差はｄｙ（ｘ２−１）である。そこで、ｄｙ（ｘ２−１）が正であるか負であるかを、ｄｙ（ｘ２）が正であるか負であるかと一致させことでｄｙ（ｘ２）の対間行差により生じる濃度差を目立ち難くできる。
【０１０５】
これは、図１０の吐出孔配置では、遠距離対である４番目対と、遠距離対である６番目対との関係に当たる。
【０１０６】
吐出孔対７を遠距離対と近距離対とに分ける対間行差の所定値を２にすれば、対間行差が１である、もっとも対間行差の小さい吐出孔対以外が遠距離対となり、そのような遠距離対について、周囲の吐出孔８を上述した配置にすることで、濃度差を認識され難い状態にすることができる。
【０１０７】
なお、吐出孔行９Ｂの行間の距離が異なっている場合、間に１行の吐出孔行９Ｂを挟んで隣り合っている吐出孔行９Ｂのうちで、もっとも距離の離れている吐出孔行９Ｂの間の距離を所定値とすればよい。
【０１０８】
２つの遠距離対の間に、近距離対が２つ以上配置されている場合、それらの近距離対の対間行差は、正であるか負であるか、すべて一致していれば、対間行差の絶対値が大きい遠距離対の濃度差をより目立ち難くできる。
【０１０９】
これは、別の表現をすれば次のようになる。２つの遠距離対をｘ１番目対とｘ２番目対（ｘ２はｘ１より大きい）として説明する。ｄｙ（ｘ１）の絶対値＞ｄｙ（ｘ２）の絶対値である場合、ｘ１番目対の方がより濃度の変動が大きいと考えられる。ｘ１番目対の、ｘ２番目側に配置されている吐出孔対７は、ｘ１＋１番目対からｘ２−１番目対であり、これらの近距離対の対間行差が正であるか負であるかを、すべて、対間行差ｄｙ（ｘ１）が正であるか負であるかと一致させれば、ｄｙ（ｘ１）の対間行差により生じる濃度差を目立ち難くできる。
【０１１０】
ｄｙ（ｘ１）の絶対値＜ｄｙ（ｘ２）の絶対値である場合、ｘ２番目対の方がより濃度の変動が大きいと考えられる。ｘ２番目対の、ｘ１番目側に配置されている吐出孔対７は、ｘ１＋１番目対からｘ２−１番目対であり、これらの近距離対の対間行差が正であるか負であるかを、すべて、対間行差ｄｙ（ｘ２）が正であるか負であるかと一致させれば、ｄｙ（ｘ２）の対間行差により生じる濃度差を目立ち難くできる。
【０１１１】
全体の濃度ばらつきを平均化させるには、遠距離対と近距離対とを交互に配置するのがよい。
【０１１２】
また、吐出孔８は、第１方向に直線状に並んで配置されており、吐出孔列９Ａを構成している。吐出孔列９Ａは、第２方向と交差しており、かつ第２方向と直交していなく、第２方向に対して斜めに配置されている。吐出孔列９Ａに沿って、加圧室１０が並んでいる加圧室列１１Ａが構成されている。そして、加圧室列１１Ａの間に、加圧室列１１Ａに沿って、第１共通流路２０および第２共通流路２４が配置されている。
【０１１３】
第１共通流路２０および第２共通流路２４は、吐出に必要とされる液体を供給するとともに、インクの固形分などの沈降などが生じ難いように液体を流す必要があるので、ある程度以上の断面積が必要にある。なお、循環を行なわず、第２共通流路２４が存在しないヘッド本体２ａであっても、吐出する液体の供給は必要であり、第１共通流路２０の断面積をある程度以上にする必要がある。
【０１１４】
吐出孔列９Ａが第２方向に対して斜めに配置されていることにより、隣り合った吐出孔列９Ａの間に、第１共通流路２０および第２共通流路２４を、吐出孔列９Ａとほぼ平行して斜めに配置することができるようになる。
【０１１５】
図１１、図１２は、本開示の他の実施形態における吐出孔配置である。図１０に示した実施形態と差異が少ない部位については、同じ符号を付けて説明を省略する。
【０１１６】
図１１では、吐出孔行９Ｂは１６行存在しており、第２方向に１番目から１８番目の吐出孔が示されている。第２方向に１７番目以降は、１番目から１６番目の吐出孔８と同様の配置が繰り返される。このような配置すれば、遠距離対の濃度差を目立たなくできる。また、吐出孔列９Ａを第１方向に沿って配置することができるので、共通流路を配置しやすい。
【０１１７】
図１２では、吐出孔行９Ｂは８行存在しており、第２方向に１番目から１０番目の吐出孔が示されている。第２方向に９番目以降は、１番目から８番目の吐出孔８と同様の配置が繰り返される。このような配置すれば、遠距離対の濃度差を目立たなくできる。
【符号の説明】
【０１１８】
１・・・カラーインクジェットプリンタ
２・・・液体吐出ヘッド
２ａ・・・ヘッド本体
４・・・第１流路部材（流路部材）
４ａ〜４ｌ・・・（第１流路部材の）プレート
４−１・・・加圧室面
４−２・・・吐出孔面
６・・・第２流路部材
６ａ・・・（第２流路部材の）貫通孔
７・・・吐出孔対
８・・・吐出孔
９Ａ・・・吐出孔列
９Ｂ・・・吐出孔行
１０・・・加圧室
１０ａ・・・加圧室本体
１０ｂ・・・部分流路（ディセンダ）
１０Ｄ・・・ダミー加圧室
１１Ａ・・・加圧室列
１１Ｂ・・・加圧室行
１２・・・第１個別流路
１４・・・第２個別流路
２０・・・第１共通流路（共通流路）
２０ａ・・・（第１共通流路の）開口
２１・・・切り欠き部
２２・・・第１統合流路
２２ａ・・・第１統合流路本体
２２ｂ・・・（第１統合流路の）開口
２４・・・第２共通流路（共通流路）
２４ａ・・・（第２共通流路の）開口
２６・・・第２統合流路
２６ａ・・・第２統合流路本体
２６ｂ・・・（第２統合流路の）開口
２８Ａ・・・第１ダンパ
２８Ｂ・・・第２ダンパ
２９・・・ダンパ室
３０・・・端部流路
３０ａ・・・幅広部
３０ｂ・・・狭窄部
３０ｃ、３０ｄ・・・（端部流路の）開口
４０・・・圧電アクチュエータ基板
４０ａ・・・圧電セラミック層
４０ｂ・・・圧電セラミック層（振動板）
４２・・・共通電極
４４・・・個別電極
４４ａ・・・個別電極本体
４４ｂ・・・引出電極
４６・・・接続電極
５０・・・変位素子（加圧部）
６０・・・信号伝達部
７０・・・ヘッド搭載フレーム
７１・・・位置決め部
７２・・・ヘッド群
７６・・・塗布機
７８・・・乾燥機
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2018181024.tif 000011
【図１０】
2018181024.tif 000012
【図１１】
2018181024.tif 000013
【図１２】
2018181024.tif 000014
【国際調査報告】
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2018181024.tif 000016
2018181024.tif 000017
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