(57)【要約】  【課題】  メイン液滴が着弾した領域内にサテライト液滴を着弾させることが可能な液滴噴射装置を提供すること。  【解決手段】  インクジェットヘッドは、圧力室１４に夫々連通し、記録用紙に対してメイン液滴を噴射可能であり、さらに、このメイン液滴の噴射動作に伴ってメイン液滴よりも体積の小さいサテライト液滴を噴射する２つのノズル２０を有し、これらノズル２０の出射口２４が形成されたインク吐出面５には、出射口２４から２本の軸線Ｌの内側へ切り欠かれた切欠部２１が形成されている。【選択図】  図５
2006068941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を貯留する貯留室と、
この貯留室内の前記液体に圧力を付与する圧力付与手段と、
前記貯留室に夫々連通し、被噴射体に対してメイン液滴を噴射可能であり、さらに、このメイン液滴の噴射動作に伴って前記メイン液滴よりも体積の小さいサテライト液滴を噴射する複数のノズルと、
各ノズルから噴射される前記サテライト液滴が前記複数のノズルの軸線よりも内側の空間を飛翔するように、その飛翔軌道を設定する飛翔軌道設定手段と、
を有することを特徴とする液滴噴射装置。
【請求項２】
前記飛翔軌道設定手段は、前記ノズルの出射口が形成されたインク吐出面において、前記出射口から複数の前記軸線の内側へ切り欠かれた切欠部であることを特徴とする請求項１に記載の液滴噴射装置。
【請求項３】
前記ノズルの出射口が形成されたインク吐出面には、一部を除いて撥液膜が形成され、
前記飛翔軌道設定手段は、前記インク吐出面において、各ノズルの出射口から複数の前記軸線の内側へ延び且つ前記撥液膜が形成されていない部分である、撥液膜非形成部であることを特徴とする請求項１に記載の液滴噴射装置。
【請求項４】
前記複数のノズルの軸線は、出射口側ほどそれら軸線の内側の方向へ夫々延びていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の液滴噴射装置。
【請求項５】
前記ノズルの数は２つであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の液滴噴射装置。
【請求項６】
液体を貯留する貯留室と、
この貯留室内の前記液体に圧力を付与する圧力付与手段と、
前記貯留室に夫々連通し、被噴射体に対してメイン液滴を噴射可能であり、さらに、このメイン液滴の噴射動作に伴って前記メイン液滴よりも体積の小さいサテライト液滴を噴射する複数のノズルと、
各ノズルから噴射される前記サテライト液滴が、前記２つのノズルの軸線を夫々含み且つ互いに向かい合う２つの面に挟まれた空間を飛翔するように、その飛翔軌道を設定する飛翔軌道設定手段と、
を有することを特徴とする液滴噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録用紙等の被噴射体に液滴を噴射する液滴噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被噴射体に液滴を噴射する液滴噴射装置としては種々のものがあるが、その中に、ノズルから記録用紙等の被記録媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドがある。一般的なインクジェットヘッドは、ノズルに連通する圧力室を備えており、アクチュエータで圧力室内のインクに圧力を付与することによりノズルからインクを吐出するように構成されている。ところで、このようなインクジェットヘッドにおいて、圧力室に圧力が付与されたときには、この圧力室に連通するノズルから、比較的大きな体積を有するインク滴（メイン液滴）がまず吐出され、さらに、このメイン液滴から分離した複数のサテライト液滴が続いて吐出される。ここで、通常、サテライト液滴のインク量はメイン液滴よりも少ないことが多く、そのため、ノズルから記録用紙等に到達するまでにサテライト液滴が受ける空気抵抗がその飛翔速度に及ぼす影響はメイン液滴と比較して大きくなり、サテライト液滴の飛翔速度はメイン液滴の飛翔速度よりも小さくなる。そして、この飛翔速度の差に起因してメイン液滴とサテライト液滴の着弾位置がヘッドの走査方向にずれてしまい、メイン液滴により形成される線や文字の輪郭がぼやけて印字品質が低下してしまう。
【０００３】
そこで、このような問題を解決するために、サテライト液滴のインク量がメイン液滴のインク量よりも多くなるように圧力室内のインクの圧力を変動させることにより、メイン液滴とサテライト液滴の飛翔速度の差を小さくして、メイン液滴とサテライト液滴の着弾位置を走査方向に関して近づけることが可能なインクジェットヘッドが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】２００２−１１３８６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、メイン液滴が噴射されたときのノズル出射口におけるメニスカスの乱れ等により、サテライト液滴の飛翔方向が、メイン液滴の飛翔方向に対して、ヘッドの走査方向だけでなく、この走査方向に直交する方向（紙送り方向）にもずれることがある。しかし、前記特許文献１に記載のインクジェットヘッドでは、メイン液滴とサテライト液滴の、紙送り方向に関する着弾位置を揃えることはできないため、メイン液滴により形成されたドットの外側にサテライト液滴が着弾し、印字品質が低下してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、メイン液滴が着弾した領域内にサテライト液滴を着弾させることが可能な液滴噴射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
第１の発明の液滴噴射装置は、液体を貯留する貯留室と、この貯留室内の前記液体に圧力を付与する圧力付与手段と、前記貯留室に夫々連通し、被噴射体に対してメイン液滴を噴射可能であり、さらに、このメイン液滴の噴射動作に伴って前記メイン液滴よりも体積の小さいサテライト液滴を噴射する複数のノズルと、各ノズルから噴射される前記サテライト液滴が前記複数のノズルの軸線よりも内側の空間を飛翔するように、その飛翔軌道を設定する飛翔軌道設定手段とを有することを特徴とするものである。
【０００８】
この液滴噴射装置において、貯留室内の液体に対して圧力付与手段により圧力が付与されると、貯留室に連通する複数のノズルから被噴射体に対して夫々液滴が噴射される。このとき、各ノズルからは、まず、体積の大きいメイン液滴が噴射される。さらに、このメイン液滴の基端部（液滴噴射方向と反対側の部分）がノズル側に引っ張られ、この部分がメイン液滴から分離してメイン液滴よりも体積の小さいサテライト液滴が形成され、サテライト液滴はメイン液滴に続いてノズルから吐出される。ここで、飛翔軌道設定手段により、各ノズルから噴射されるサテライト液滴の飛翔軌道が、複数のノズルの軸線よりも内側の空間を飛翔するように設定されるため、メイン液滴が着弾して形成されたドット内にサテライト液滴が着弾しやすくなる。
【０００９】
特に、この液滴噴射装置が被噴射体に記録する記録装置である場合には、メイン液滴により形成される線や文字の輪郭が鮮明になり、印字品質が向上する。また、複数のノズルから被噴射体に対して液滴が噴射されるため、１つのノズルから液滴が噴射される場合と比較して、印字濃度にあまり寄与しない被噴射体の厚み方向への液体の浸透量が少なくなり、被噴射体の表面に液体を溜めることができるため、印字濃度を高くすることができる。さらに、被噴射体の面に沿って液体が浸透しやすくなり、広い面積に亙って液体を浸透させることができるため、線幅を太くすることができる。また、複数のノズルにより液滴を分割して被噴射体に着弾させるため、ドットの径を小さくすることができる。
【００１０】
第２の発明の液滴噴射装置は、前記第１の発明において、前記飛翔軌道設定手段は、前記ノズルの出射口が形成されたインク吐出面において、前記出射口から複数の前記軸線の内側へ切り欠かれた切欠部であることを特徴とするものである。体積の大きなメイン液滴はノズルの軸線に沿って噴射されるが、このとき、メイン液滴の基端部が、複数の軸線の内側へ切り欠かれた切欠部に引っ張られた状態でメイン液滴から分離してサテライト液滴が形成されるため、このサテライト液滴は、切欠部を起点として複数のノズルの軸線の内側の方向に噴射される。従って、このような簡単な構成により、複数のノズルの軸線よりも内側の空間に向けてサテライト液滴を飛翔させることができる。
【００１１】
第３の発明の液滴噴射装置は、前記第１の発明において、前記ノズルの出射口が形成されたインク吐出面には、一部を除いて撥液膜が形成され、前記飛翔軌道設定手段は、前記インク吐出面において、各ノズルの出射口から複数の前記軸線の内側へ延び且つ前記撥液膜が形成されていない部分である、撥液膜非形成部であることを特徴とするものである。撥液膜非形成部においては液体の濡れ性が高くなるため、ノズルから噴出されるメイン液滴の基端部は複数の軸線の内側へ延びる撥液膜非形成部に引っ張られ、この部分がメイン液滴から分離してサテライト液滴が形成される。そのため、このサテライト液滴は撥液膜非形成部を起点として複数のノズルの軸線の内側の方向に噴射される。従って、このような簡単な構成により、複数のノズルの軸線よりも内側の空間に向けてサテライト液滴を飛翔させることができる。
【００１２】
第４の発明の液滴噴射装置は、前記第１〜第３の何れかの発明において、前記複数のノズルの軸線は、出射口側ほどそれら軸線の内側の方向へ夫々延びていることを特徴とするものである。従って、メイン液滴が着弾して形成されたドット内にサテライト液滴がより着弾しやすくなる。また、複数のノズルの出射口を互いに近接した位置に配置することが比較的容易になり、ノズルを高密度に配置して液滴噴射装置を小型化することも可能になる。
【００１３】
第５の発明の液滴噴射装置は、前記第１〜第４の何れかの発明において、前記ノズルの数は２つであることを特徴とするものである。ノズルの数を最小にして液滴噴射装置の構成を簡単にしつつも、メイン液滴が着弾して形成されたドット内にサテライト液滴を着弾させることが可能になる。
【００１４】
第６の発明の液滴噴射装置は、液体を貯留する貯留室と、この貯留室内の前記液体に圧力を付与する圧力付与手段と、前記貯留室に夫々連通し、被噴射体に対してメイン液滴を噴射可能であり、さらに、このメイン液滴の噴射動作に伴って前記メイン液滴よりも体積の小さいサテライト液滴を噴射する複数のノズルと、各ノズルから噴射される前記サテライト液滴が、前記２つのノズルの軸線を夫々含み且つ互いに向かい合う２つの面に挟まれた空間を飛翔するように、その飛翔軌道を設定する飛翔軌道設定手段とを有することを特徴とするものである。このように、貯留室内の液体がこの貯留室に連通する２つのノズルから噴射される場合に、飛翔軌道設定手段により、各ノズルから噴射されるサテライト液滴の飛翔軌道が２つのノズルの軸線を夫々含み且つ互いに向かい合う２つの面に挟まれた空間を飛翔するように設定されて、一方のノズルから噴射されたサテライト液滴は、他方のノズルの軸線に近づくように飛翔するため、軸線に沿って飛翔するメイン液滴が着弾して形成されたドット内にサテライト液滴が着弾しやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、記録用紙に対してインクを噴射するインクジェットヘッドに本発明を適用した一例である。
まず、インクジェットヘッド１を備えたインクジェットプリンタ１００について簡単に説明する。図１に示すように、インクジェットプリンタ１００は、図１の左右方向に移動可能なキャリッジ１０１と、このキャリッジ１０１に設けられて記録用紙Ｐ（被噴射体）に対してインクを噴射するシリアル式のインクジェットヘッド１と、記録用紙Ｐを図１の前方へ搬送する搬送ローラ１０２等を備えている。インクジェットヘッド１は、キャリッジ１０１と一体的に左右方向（走査方向）へ移動して、その下面のインク吐出面５に形成されたノズルの出射口から記録用紙Ｐに対してインクを噴射する。そして、インクジェットヘッド１により記録された記録用紙Ｐは、搬送ローラ１０２により前方（紙送り方向）へ排出される。
【００１６】
次に、インクジェットヘッド１について図２〜図５を参照して詳細に説明する。
図２〜図４に示すように、インクジェットヘッド１は、内部に圧力室１４を含む個別インク流路が形成された流路ユニット２と、この流路ユニット２の上面に積層された圧電アクチュエータ３とを備えている。
【００１７】
まず、流路ユニット２について説明する。図４に示すように、流路ユニット２はキャビティプレート１０、ベースプレート１１、マニホールドプレート１２、及びノズルプレート１３を備えており、これら４枚のプレート１０〜１３が積層状態で接着されている。このうち、キャビティプレート１０、ベースプレート１１及びマニホールドプレート１２はステンレス鋼製の板であり、これら３枚のプレート１０〜１２に、後述するマニホールド１７や圧力室１４等のインク流路をエッチングにより容易に形成することができるようになっている。また、ノズルプレート１３は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂材料により形成され、マニホールドプレート１２の下面に接着される。あるいは、このノズルプレート１３も、３枚のプレート１０〜１２と同様にステンレス鋼等の金属材料で形成されていてもよい。
【００１８】
図２〜図４に示すように、キャビティプレート１０には、平面に沿って配列された複数の圧力室１４（貯留室）が形成されている。これら複数の圧力室１４は、流路ユニット２の表面（後述の振動板３０が接合されるキャビティプレート１０の上面）において開口している。各圧力室１４は、平面視で略楕円形状に形成されており、その長軸方向が左右方向（走査方向）となるように配置されている。また、キャビティプレート１０には、図示外のインクタンクに連なるインク供給口１８が形成されている。
【００１９】
図３、図４に示すように、ベースプレート１１の平面視で圧力室１４の長軸方向両端部に重なる位置には、夫々連通孔１５，１６が形成されている。また、マニホールドプレート１２には、紙送り方向（図２の上下方向）に延び、平面視で圧力室１４の図２における右半分と重なるマニホールド１７が形成されている。このマニホールド１７には、インクタンクからインク供給口１８を介してインクが供給される。さらに、平面視で圧力室１４の図３における左端部と重なる位置には、連通孔１９も形成されている。
【００２０】
図３、図４に示すように、ノズルプレート１３において、平面視で各圧力室１４の左端部に重なる位置には、紙送り方向に並ぶ２つのノズル２０が形成されており、１つの圧力室１４にこれら２つのノズル２０が連通している。ノズル２０は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂の基板にエキシマレーザー加工を施すことにより形成される。これら２つのノズル２０は、夫々、水平断面形状が略円形で且つ鉛直断面形状が先細りのテーパー状に形成されている。図５（ａ），（ｂ）に示すように、ノズル２０の出射口２４が形成されたインク吐出面５（ノズルプレート１３の下面）には、出射口２４から２つのノズル２０の軸線Ｌの内側へ切り欠かれた切欠部２１が形成されている。つまり、下方から見て、ノズル２０は、円形形状の出射口２４の縁部から２本の軸線Ｌの内側へ部分的に膨らんだ形状に形成されている。また、切欠部２１はノズル２０の下端の出射口２４からノズル２０の上端にかけて切欠量が徐々に減少する形状に形成されている。尚、インク吐出面５の全面には、出射口２４付近におけるインクの濡れを防止する為の高い撥液性を有する撥液膜２５が形成されている。
【００２１】
そして、図４に示すように、マニホールド１７は連通孔１５を介して圧力室１４に連通し、さらに、圧力室１４は、連通孔１６，１９を介してノズル２０に連通している。このように、流路ユニット２内には、マニホールド１７から圧力室１４を経てノズル２０に至る個別インク流路が形成されている。
【００２２】
次に、圧電アクチュエータ３について説明する。図２〜図４に示すように、圧電アクチュエータ３は、流路ユニット２の表面に配置された導電性を有する振動板３０と、この振動板３０の表面に複数の圧力室１４に跨って連続的に形成された圧電層３１と、この圧電層３１の表面に複数の圧力室１４に夫々対応して形成された複数の個別電極３２とを備えている。この圧電アクチュエータ３は、圧力室１４の容積を変化させることにより圧力室１４内のインクに圧力を付与するものであり、本願発明の圧力付与手段に相当する。
【００２３】
振動板３０は、平面視で略矩形状のステンレス鋼製の板であり、複数の圧力室１４の開口を塞ぐ状態でキャビティプレート１０の上面に積層されて接合されている。また、この振動板３０は、複数の個別電極３２に対向して個別電極３２と振動板３０との間の圧電層３１に電界を作用させる共通電極を兼ねている。
【００２４】
振動板３０の表面には、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電層３１が形成されている。この圧電層３１は、複数の圧力室１４に跨って連続的に形成されている。この圧電層３１は、例えば、超微粒子材料を高速で衝突させて堆積させるエアロゾルデポジション法（ＡＤ法）を用いて形成できる。その他、ゾルゲル法、スパッタ法、水熱合成法、あるいは、ＣＶＤ（化学蒸着）法を用いることもできる。さらに、ＰＺＴのグリーンシートを焼成することにより得られた圧電シートを振動板３０の表面に貼り付けて圧電層３１を形成することもできる。
【００２５】
圧電層３１の表面には、圧力室１４よりも一回り小さい楕円形の平面形状を有する複数の個別電極３２が形成されている。これら個別電極３２は、平面視で対応する圧力室１４の中央部に重なる位置に夫々形成されている。また、個別電極３２は金などの導電性材料からなる。さらに、圧電層３１の表面において、複数の個別電極３２の一端部（図２における左端部又は右端部）には、夫々、複数の端子部３５が形成されている。これら複数の端子部３５は、フレキシブルプリント配線板等の可撓性を有する配線部材を介してドライバＩＣ３７と電気的に接続されて、ドライバＩＣ３７から端子部３５を介して複数の個別電極３２に対して選択的に駆動電圧が供給されるように構成されている。
【００２６】
次に、圧電アクチュエータ３の作用について説明する。
複数の個別電極３２に対してドライバＩＣ３７から選択的に駆動電圧が供給されると、駆動電圧が供給された圧電層３１上側の個別電極３２とグランド電位に保持されている圧電層３１下側の共通電極としての振動板３０の電位が異なる状態となり、個別電極３２と振動板３０の間に挟まれた圧電層３１の部分に上下方向の電界が生じる。すると、駆動電圧が印加された個別電極３２の直下の圧電層３１の部分が分極方向である上下方向と直交する水平方向に収縮する。このとき、この圧電層３１の収縮に伴って振動板３０が圧力室１４側に凸となるように変形するため、圧力室１４内の容積が減少して圧力室１４内のインクに圧力が付与され、圧力室１４に連通するノズル２０からインクが噴射される。
【００２７】
さらに、図６を参照して、ノズル２０からのインクの噴射動作について詳細に説明する。まず、図６（ａ）のようにノズル２０の出射口２４付近にメニスカスが形成された状態から、圧電アクチュエータ３により圧力室内１４のインクに圧力が付与されると、図６（ｂ）に示すように、まず、２つのノズル２０から、体積が比較的大きいメイン液滴Ｉａが、夫々ノズル２０の軸線Ｌに沿って下方へ同時に噴射される。このとき、図６（ｃ）に示すように、メイン液滴Ｉａの基端部（以下、テール部Ｉｔという）がノズル２０側に引っ張られ、図６（ｄ）に示すように、テール部Ｉｔがメイン液滴Ｉａから分離する。そして、メイン液滴Ｉａよりも体積の小さいサテライト液滴Ｉｂや、さらに、サテライト液滴Ｉｂよりも体積の小さいミスト状のサテライト液滴Ｉｃが複数形成され、これらの複数のサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃが、メイン液滴Ｉａに続いて記録用紙Ｐに対して噴射される。
【００２８】
ここで、ノズルプレート１３のインク吐出面５には、ノズル２０の出射口２４から２本の軸線Ｌの内側へ切り欠かれた切欠部２１が形成されている。インク中の固体成分の大きさやその位置によってメニスカスの状態、テール部Ｉｔの分離の仕方、サテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃの状態にはばらつきが生じるが、メイン液滴Ｉａの噴射によりメニスカスに多少の乱れが生じても、図６（ｃ）に示すように、メイン液滴Ｉａのテール部Ｉｔが切欠部２１に引っ張られることから、図６（ｄ）に示すように、このテール部Ｉｔがメイン液滴Ｉａから分離して形成されたサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃは、切欠部２１を起点として２本の軸線Ｌの内側の空間（２本の軸線Ｌを夫々含み且つ互いに平行な２つの鉛直面に挟まれた空間Ｖ）へ向けて噴射され、一方のノズル２０から噴射されたサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃは、他方のノズル２０の軸線Ｌに近づくように飛翔する。そのため、図６（ｅ），（ｆ）に示すように、２つのメイン液滴Ｉａが記録用紙Ｐに着弾した位置にサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃも着弾しやすくなる。即ち、図７に示すように、サテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃが２つのメイン液滴Ｉａにより形成されるドットＤ内に着弾するため、複数のドットＤにより形成される線や文字の輪郭がぼやけず鮮明になり、印字品質が向上する。
【００２９】
また、２つのノズル２０から記録用紙Ｐに対して夫々インクが噴射されて１つのドットが形成されるため、印字濃度にあまり寄与しない記録用紙Ｐの厚み方向へのインクの浸透が少なくなり、記録用紙Ｐの表面にインクを溜めることができるため、同じインク量で印字濃度（特に、ベタ塗り部分の濃度）を高くできる。さらに、記録用紙Ｐの面に沿ってインクが広がりやすくなり、広い面積に亙って液体を浸透させることができるため、線幅を太くすることができる。また、複数のノズル２０により液滴を分割して記録用紙Ｐに着弾させるため、ドットの径を小さくすることができ、粒状感を抑えることができる。尚、図６に示すように、切欠部２１は、ノズルプレート１３の厚み方向において、ほぼ全域に形成されていてもよいし、出射口２４付近にのみ形成されていてもよい。
【００３０】
次に、前述のインクジェットヘッド１に対して、１つの圧力室１４に切欠部２１のない１つのノズルが連通している形態（比較形態１：図８参照）と、１つの圧力室１４に切欠部２１のない２つのノズルが連通している形態（比較形態２：図１１参照）の、２つの比較形態を挙げて比較説明する。尚、これら比較形態１，２に関する以下の説明において、前述のインクジェットヘッド１と略同様の構成を有するものについては、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３１】
まず、比較形態１について説明する。図８（ａ），（ｂ）に示すように、この比較形態１のノズル４０は、その水平断面形状が円形で且つその鉛直断面形状が先細りのテーパー状に形成され、さらに、その軸線Ｌが上下方向に延びる、一般的なノズル形状を有するものである。そして、前述したインクジェットヘッド１のノズル２０（図５参照）とは異なり、この比較形態１のノズル４０には切欠部２１が形成されていない。
【００３２】
この比較形態１におけるノズル４０からのインクの噴射動作について図９を参照して説明する。まず、図９（ａ）に示すように、ノズル４０の出射口４４付近にメニスカスが形成された状態から、圧電アクチュエータ３により圧力室内１４のインクに圧力が付与されると、図９（ｂ）に示すように、まず、ノズル４０から、体積が比較的大きい１つのメイン液滴Ｉａが軸線Ｌに沿って下方へ噴射される。さらに、図９（ｃ）に示すように、メイン液滴Ｉａのテール部Ｉｔがノズル４０側へ引っ張られ、図９（ｄ）に示すように、テール部Ｉｔがメイン液滴Ｉａから分離して複数のサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃが形成される。
【００３３】
ここで、ノズル４０には前述の切欠部２１（図５参照）が形成されておらず、ノズル４０の出射口４４が円形に形成されているため、メイン液滴Ｉａが噴射されたときのメニスカスの乱れ等に起因して、複数のサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃは夫々別々の方向に飛翔してしまう。そのため、図９（ｄ），（ｅ），（ｆ）に示すように、複数のサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃの一部が軸線Ｌから離れる方向に飛翔して、メイン液滴Ｉａの着弾位置から離れた位置に着弾してしまう場合がある。この場合には、図１０に示すように、サテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃの一部がメイン液滴Ｉａにより形成されるドットＤ１の外側に着弾して、複数のドットＤ１により形成される線や文字の輪郭がぼやけてしまうため、印字品質が低下する。
【００３４】
また、１つのノズル４０のみからインクが噴射されて１つのドットＤ１が形成されるため、印字濃度にあまり寄与しない、記録用紙Ｐの厚み方向にインクがすぐに浸透してしまい、印字濃度が十分に高くならない。また、記録用紙Ｐの面に沿ってインクが広がりにくいため、線や文字の幅を太くすることが困難であり、粒状感も目立つ。さらに、記録用紙Ｐの厚み方向に浸透したインクが記録用紙Ｐの裏面まで達する、いわゆる、裏抜けも生じやすい。
【００３５】
次に、比較形態２について説明する。図１１（ａ），（ｂ）に示すように、比較形態２の２つのノズル５０は、夫々、その水平断面形状が円形で且つその鉛直断面形状が先細りのテーパー状に形成され、さらに、それらの軸線Ｌが上下方向に延びる、一般的なノズル形状を有する。そして、比較形態１と同様に、この比較形態２のノズル５０にも前述の切欠部２１（図５参照）は形成されていない。
【００３６】
この比較形態２におけるノズル５０からのインクの噴射動作について図１２を参照して説明する。図１２（ａ）に示すように、ノズル５０の出射口５４付近にメニスカスが形成されている状態から、圧電アクチュエータ３により圧力室内１４のインクに圧力が付与されると、図１２（ｂ）に示すように、まず、２つのノズル５０から、体積が比較的大きい２つのメイン液滴Ｉａが夫々軸線Ｌに沿って下方へ噴射される。さらに、図１２（ｃ）に示すように、メイン液滴Ｉａのテール部Ｉｔがノズル５０側へ引っ張られ、図１２（ｄ）に示すように、テール部Ｉｔがメイン液滴Ｉａから分離して複数のサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃが形成される。
【００３７】
ここで、ノズル５０には前述の切欠部２１（図５参照）が形成されておらず、ノズル５０の出射口５４が円形に形成されているため、比較形態１と同様に、メイン液滴Ｉａが噴射されたときのメニスカスの乱れ等に起因して、複数のサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃは夫々別々の方向に飛翔する。そのため、図１２（ｄ），（ｅ），（ｆ）に示すように、複数のサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃの一部が軸線Ｌから離れる方向に飛翔して、メイン液滴Ｉａの着弾位置から離れた位置に着弾してしまう場合がある。この場合には、図１３に示すように、サテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃの一部がメイン液滴Ｉａにより形成されるドットＤ２の外側に着弾して、複数のドットＤ２により形成される線や文字の輪郭がぼやけてしまうため、印字品質が低下する。
【００３８】
但し、この比較形態２においては、前記実施形態のインクジェットヘッド１と同様に、２つのノズル５０からインクが噴射されることから、広い範囲に亙ってインクを浸透させることができる。従って、前述の比較形態１と比較して、印字濃度を高くでき、また、線幅を太くできるという効果は得られる。
【００３９】
以上説明したインクジェットヘッド１によれば、次のような効果が得られる。
比較形態１，２との比較から分かるように、本実施形態のインクジェットヘッド１においては、メイン液滴Ｉａに続いてノズル２０から噴射されるサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃは、切欠部２１を起点として２本の軸線Ｌの内側の空間（２本の軸線を夫々含み且つ互いに平行な２つの面に挟まれた空間）へ噴射されるため、軸線Ｌに沿って飛翔する２つのメイン液滴Ｉａが記録用紙Ｐに着弾した位置にサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃも着弾しやすくなる。従って、サテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃが２つのメイン液滴Ｉａにより形成されるドットＤ内に着弾するため、複数のドットＤにより形成される線や文字の輪郭が鮮明になり、印字品質が向上する。また、切欠部２１のみで、２本の軸線Ｌよりも内側の空間においてサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃを飛翔させることができるため、サテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃをメイン液滴Ｉａにより形成されたドットＤ内に着弾させるための構成が簡単なものとなる。
【００４０】
さらに、２つのノズル２０から記録用紙Ｐに対して夫々インクが噴射されて１つのドットＤが形成されるため、印字濃度にあまり寄与しない記録用紙Ｐの厚み方向へのインクの浸透が少なくなり、記録用紙Ｐの表面付近にインクを溜めることができるため、印字濃度を高くすることができる。さらに、記録用紙Ｐの面に沿う方向によりインクが浸透しやすくなるため、線幅を太くできる。そのため、複数の線を形成することで所定の領域を塗りつぶす場合には、キャリッジ１０１の送り量に多少のばらつきがあったとしても、隣り合う線の間の隙間を目立たなくすることができる。また、２つのノズル２０により液滴を分割して噴射し、記録用紙Ｐに着弾させるため、ドットの径を小さくすることができ、粒状感を抑えることができる。
【００４１】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
１］１つのドットを記録用紙Ｐ上に形成する１印字周期の間に、圧電アクチュエータ３による１又は複数回の駆動を行うことにより、ノズル２０から噴射される液滴の体積を変化させる（記録用紙Ｐ上のドットＤの大きさを変化させる）、いわゆる液滴階調が可能なインクジェットヘッドに本発明を適用することもできる。
【００４２】
図１４に示すように、この変更形態１のインクジェットヘッドのノズルプレート１３には、２つのノズル２０を夫々有する複数のノズル組（６０Ａ〜６０Ｄ）が形成されている。そして、前記実施形態と同様に、各ノズル２０には切欠部２１が形成されている。尚、図１４においては、複数組のノズル組のうちの４組のノズル組６０Ａ〜６０Ｄだけが示されている。
【００４３】
ここで、４組のノズル組６０Ａ〜６０Ｄに夫々対応する圧電アクチュエータ３の個別電極３２（図２〜図４参照）には、ドライバＩＣ３７（図４参照）から、図１５（ａ）〜（ｄ）に示すような駆動信号が夫々供給される。そして、図１６に示すように、これらの駆動信号が供給されたノズル組６０Ａ〜６０Ｄは、記録用紙Ｐ上に液滴を着弾させ、記録用紙Ｐにドットが形成される。尚、図１５（ａ）〜（ｄ）は、４組のノズル組６０Ａ〜６０Ｄに夫々対応する駆動信号の波形を示しており、図１５（ａ）〜（ｄ）において、縦軸は駆動電圧Ｖ、横軸は時間Ｔを夫々示している。図１５（ａ）〜（ｄ）に示された駆動信号は、いわゆる引き打ちによりノズル２０からインクを噴射させる信号である。即ち、ノズル組６０Ａ〜６０Ｄに対応する個別電極３２は、ノズル２０からインクが噴射されない状態では常に駆動電圧が印加されてＨの状態になっている。つまり、振動板３０（図４参照）が圧力室１４側に凸に変形して圧力室１４内の容積が減少した状態である。この状態から、インクがノズル２０から噴射される場合には、まず、個別電極３２の電位が共通電極としての振動板３０と同じグランド電位になり（Ｌの状態）、振動板３０の変形状態が一旦解除されて圧力室１４の容積が増大するため、マニホールド１７（図２〜図４参照）から圧力室１４内にインクが流入する。そして、再び、個別電極３２に駆動電圧が印加されてＨの状態になり、圧力室１４の容積が減少して内部のインクが加圧されて、ノズル２０からインクが噴射される。
【００４４】
ここで、例えば、図１５（ａ）に示すように、１番目のノズル組６０Ａにおいては、まず、最初の印字周期Ｔ0において、個別電極３２に２つのパルス信号が供給されてノズル２０から２回の噴射動作が短い間隔で続けて行われる。即ち、この１回の印字周期Ｔ0の間に２つのノズル２０から夫々２つのパルス信号分のメイン液滴（中玉のメイン液滴Ｉａｍ）が噴射されて、ドットＤｍが形成される。次の印字周期Ｔ0においては、１つのパルス信号が個別電極３２に供給され、１つのパルス信号分のメイン液滴（小玉のメイン液滴Ｉａｓ）がノズル２０から噴射されてドットＤｓが形成される。さらに次の印字周期Ｔ0においては、パルス信号が供給されないため、ノズル２０からインクが噴射されない。このように、図１５（ａ）に示す駆動信号が個別電極３２に供給されることにより、このノズル組６０Ａにおいては、図１６の上から１段目に示すように、左方（走査方向上流側）から、中玉→小玉→噴射なし→小玉→噴射なし→噴射なし、の順でメイン液滴Ｉａの噴射が行われる。
【００４５】
また、図１５（ｂ）に示すように、２番目のノズル組６０Ｂにおいては、まず、最初の印字周期Ｔ0において、３つのパルス信号が供給されて３回の噴射動作が行われ、この１回の印字周期Ｔ0の間にノズル組６０Ｂから３つのパルス信号分のメイン液滴（大玉のメイン液滴Ｉａｂ）が噴射される。そして、図１５（ｂ）に示す駆動信号が個別電極３２に供給されることにより、このノズル組６０Ｂにおいては、図１６の上から２段目に示すように、左方から、大玉→中玉→小玉→噴射なし→小玉→噴射なし、の順でメイン液滴Ｉａの噴射が行われる。
【００４６】
また、３番目のノズル組６０Ｃにおいては、図１５（ｃ）に示す駆動信号が個別電極３２に供給されることにより、図１６の上から３段目に示すように、左方から、大玉→大玉→中玉→中玉→小玉→小玉、の順でメイン液滴Ｉａの噴射が行われる。さらに、４番目のノズル組６０Ｄにおいては、図１５（ｄ）に示す駆動信号が個別電極３２に供給されることにより、図１６の上から４段目に示すように、左方から、中玉→大玉→大玉→大玉→中玉→小玉、の順でメイン液滴Ｉａの噴射が行われる。このようにして、各ノズル組６０Ａ〜６０Ｄから噴射されるメイン液滴Ｉａの体積を変化させることにより、この変更形態１のインクジェットヘッドは液滴階調が可能に構成されている。
【００４７】
ここで、特に、大玉のメイン液滴Ｉａｂが噴射されたときに、メイン液滴Ｉａｂにより形成されたドットＤｂの外側にサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃが着弾してしまうと、これらサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃにより、複数の大玉のドットＤｂで形成される太い線や文字の輪郭がぼやけて鮮明にならず、印字品質が著しく低下する。しかし、ノズル２０には切欠部２１が形成されているため、大玉のメイン液滴Ｉａｂから分離して噴射されるサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃは、切欠部２１を起点としてノズル２０の軸線Ｌの内側へ飛翔することになり、サテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃが大玉のメイン液滴Ｉａｂにより形成されたドットＤｂ内に着弾しやすくなる。また、メイン液滴Ｉａの体積が大きいほど、このメイン液滴Ｉａが着弾して形成されるドットＤの面積は大きくなるため、サテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃが大玉のメイン液滴Ｉａｂにより形成されたドットＤ内に着弾する確率は高くなる。従って、大玉のメイン液滴Ｉａｂが噴射されたときに、サテライト液滴Ｉｂ，ＩｃがドットＤｂの外側の領域に着弾してしまうことはほとんどない。
【００４８】
尚、小玉のメイン液滴Ｉａｓが噴射されたときには、このメイン液滴Ｉａｓにより形成されるドットＤｓの面積は小さいため、図１６に示すように、サテライト液滴Ｉｂ，ＩｃがドットＤｓの外側に着弾してしまう場合もある。しかし、この場合には、小さなドットＤｓにより形成される非常に細い線や小さな点の外側にサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃによるドットが形成されることになるため、前述の大玉の場合と比較して、このサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃによるドットにより線や文字の輪郭がぼやけて感じられることは少なく、印字品質の低下は軽微なものとなる。
【００４９】
この理由は以下の通りである。サテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃによるドットが複数個形成された領域は、肉眼では薄い灰色のハーフトーン領域として認識されるが、大玉の場合は、このハーフトーン領域の近傍に、比較的面積が広い、黒く塗りつぶされた領域が（複数の大玉のドットＤｂで形成される領域）と白いままの領域とが存在することが多いため、これらの領域との比較により、ハーフトーン領域の視覚感度が高まる。一方、小玉の場合には、ハーフトーン領域の近傍には、面積が広い、黒く塗りつぶされた領域が存在しないことが多いため、大玉の場合ほどハーフトーン領域の視覚感度が高まらない。
【００５０】
そして、本実施形態においては、大玉の場合には、サテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃのドットからなるハーフトーン領域が形成されにくくなり、一方、小玉の場合には、ハーフトーン領域の視覚感度が高まらないため、総じて、サテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃの印字品質に対する悪影響は抑えられる。
また、メイン液滴Ｉａの体積が小さい場合（小玉、中玉）には、２つのメイン液滴ＩａによりドットＤｍ，Ｄｓが夫々独立して形成され、１つのノズルから液滴が噴射された場合と比較して、粒状感があまり感じられなくなる。
【００５１】
２］図１７（ａ），（ｂ）に示すように、ノズルプレート７３において、２つのノズルが、その水平断面形状が円形で且つ鉛直断面形状が先細りのテーパー状に形成されており（つまり、切欠部２１が形成されておらず）、さらに、インク吐出面７５に、ノズル７０の出射口７４から２本の軸線Ｌの内側へ延び且つ撥液膜２５が部分的に形成されていない、撥液膜非形成部７１が設けられていてもよい（変更形態２）。この撥液膜非形成部７１のインクの濡れ性は撥液膜２５が形成された部分よりも高くなるため、メイン液滴Ｉａがノズル７０から噴射されるときに、そのテール部Ｉｔが撥液膜非形成部７１に引っ張られる。そして、このテール部Ｉｔがメイン液滴Ｉａから分離して形成されたサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃは撥液膜非形成部７１を起点に２本の軸線Ｌの間の空間に向けて飛翔する。このように、撥液膜非形成部７１のみで、２本の軸線Ｌよりも内側の空間においてサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃを飛翔させることができるため、サテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃをメイン液滴Ｉａの着弾位置に着弾させるための構成が簡単なものとなる。尚、この撥液膜非形成部７１を形成するには、インク吐出面７５の全面に撥液膜２５を形成してから撥液膜２５をエキシマレーザー等により部分的に除去するようにしてもよいし、あるいは、レジスト法等を用いて撥液膜非形成部７１以外の領域にのみ撥液膜２５を形成するようにしてもよい。
【００５２】
３］図１８に示すように、ノズルプレート８３において、２本の軸線Ｌ’が出射口８４側ほどそれら２本の軸線Ｌ’の内側の方向へ夫々傾斜するような形状に、２つのノズル８０が形成されていてもよい（変更形態３）。即ち、この変更形態３では、２本の軸線Ｌ’がインク吐出面７５に対して傾斜しており、さらに、出射口８４側ほど互いに近接するように形成されている。より具体的には、図１８に示すように、２本の軸線Ｌ’はインク吐出面７５に垂直な線分に対し、線対称の位置にある。この場合には、サテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃが確実に２本の軸線Ｌ’の内側（２つの軸線Ｌ’を夫々含み且つ互いに向かい合う２つの平面の間の空間）へ向けて飛翔するため、メイン液滴Ｉａが着弾して形成されたドット内にサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃがより着弾しやすくなる。また、複数のノズル８０を互いに近接した位置に配置することが比較的容易になり、ノズル８０を高密度に配置してインクジェットヘッドを小型化することが可能になる。
【００５３】
４］１つの圧力室１４に連通するノズルの数は２つに限らない。例えば、図１９に示すように、ノズルプレート９３において、連通孔１９を介して１つの圧力室１４に連通する４つのノズル９０が、連通孔１９の内周面に沿う方向に関して等間隔位置に形成されており、さらに、インク吐出面９５に、４つのノズル９０の出射口９４から４本の軸線Ｌの内側へ夫々切り欠かれた４つの切欠部９１が形成されていてもよい（変更形態４）。そのため、メイン液滴Ｉａに続いてノズル９０から噴出されるサテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃは、切欠部９１から４本の軸線Ｌの内側へ向けて飛翔することになり、サテライト液滴Ｉｂ，Ｉｃがメイン液滴Ｉａにより形成されるドットの内側に着弾しやすい。
但し、１つの圧力室１４に連通するノズルの数を多くしすぎると、ノズルの径が非常に小さいものとなることから、ノズル詰まりが発生しやすくなるし、また、製造が困難になる。そのため、ノズルの数は多すぎない適度な数（例えば、数個程度）とすることが好ましい。
【００５４】
５］前記実施形態は、シリアル式のインクジェットヘッドに本発明を適用した一例であるが、記録用紙の幅方向に長いライン式のインクジェットヘッドに本発明を適用することもできる。
【００５５】
６］インク以外の液体を噴射する他の液滴噴射装置に本発明を適用することもできる。例えば、導電ペーストを噴射して基板上に配線パターンを形成したり、あるいは、有機発光体を基板に噴射して有機エレクトロルミッセンスディスプレイを形成したり、さらには、光学樹脂を基板に噴射して光導波路等の光学デバイスを形成したりする場合などに用いられる、種々の液滴噴射装置にも本発明を適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの概略斜視図である。
【図２】インクジェットヘッドの平面図である。
【図３】図２の一部拡大図である。
【図４】図３のIV-IV線断面図である。
【図５】ノズル周辺の部分拡大図であり、（ａ）は図４のVA-VA線断面図、（ｂ）は底面図である。
【図６】ノズルからのインク滴の噴出動作を説明する説明図であり、（ａ）はインク噴出前の状態、（ｂ）はインク噴出開始時の状態、（ｃ）はテール部の分離直前の状態、（ｄ）はサテライト液滴の噴射直後の状態、（ｅ）はメイン液滴が着弾したときの状態、（ｆ）はサテライト液滴が着弾したときの状態を夫々示す。
【図７】記録用紙上に形成された複数のドットを示す図である。
【図８】比較形態１の図５に相当するノズル周辺の部分拡大図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は底面図である。
【図９】比較形態１の図６相当図であり、（ａ）はインク噴出前の状態、（ｂ）はインク噴出開始時の状態、（ｃ）はテール部の分離直前の状態、（ｄ）はサテライト液滴の噴射直後の状態、（ｅ）はメイン液滴が着弾したときの状態、（ｆ）はサテライト液滴が着弾したときの状態を夫々示す。
【図１０】比較形態１において、記録用紙上に形成された複数のドットを示す図である。
【図１１】比較形態２の図５に相当するノズル周辺の部分拡大図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は底面図である。
【図１２】比較形態２の図６相当図であり、（ａ）はインク噴出前の状態、（ｂ）はインク噴出開始時の状態、（ｃ）はテール部の分離直前の状態、（ｄ）はサテライト液滴の噴射直後の状態、（ｅ）はメイン液滴が着弾したときの状態、（ｆ）はサテライト液滴が着弾したときの状態を夫々示す。
【図１３】比較形態２において、記録用紙上に形成された複数のドットを示す図である。
【図１４】変更形態１のノズルプレートの部分拡大底面図である。
【図１５】駆動信号の波形図である。
【図１６】変更形態１において、記録用紙上に形成された複数のドットを示す図である。
【図１７】変更形態２の図５に相当するノズル周辺の部分拡大図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は底面図である。
【図１８】変更形態３の図５に相当するノズル周辺の部分拡大図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は底面図である。
【図１９】変更形態４のノズルプレートの部分拡大底面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１    インクジェットヘッド
２    流路ユニット
３    圧電アクチュエータ
５    インク吐出面
１４  圧力室
２０  ノズル
２１  切欠部
２４  出射口
２５  撥液膜
７０  ノズル
７１  撥液膜非形成部
７４  出射口
７５  インク吐出面
８０  ノズル
８４  出射口
９０  ノズル
９１  切欠部
９４  出射口
９５  インク吐出面
Ｉａ  メイン液滴
Ｉｂ，Ｉｃ  サテライト液滴
【図１】
2006068941.tif 000003
【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】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2006068941.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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