(57)【要約】      （修正有）【課題】１つの圧力発生室に形成される複数個のノズルから吐出される液体の着弾ドットの領域を小さくして、高濃度印刷あるいは高速印刷を効率的に得る、液体吐出ヘッドを提供する。【解決手段】液体が充填される圧力発生室と、圧力発生室に連通し、軸が液体の着弾領域βの中心Ｃ１方向に向かう複数のノズル２１ａ，２１ｂをノズルプレート２０に設け、圧力発生室の圧力を変動させることで、複数のノズル２１ａ，２１ｂから吐出するインク滴２４ａ，２４ｂを、記録媒体２３の着弾領域βに合体させ、着弾ドット２４を形成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体が充填される圧力発生室と、
前記圧力発生室に連通し、軸が前記液体の着弾領域の中心方向に向かう複数の液体吐出部を備えるプレートと、
前記圧力発生室の圧力を変動する駆動部と、を備えることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記複数の液体吐出部の夫々の前記軸は、前記液体の着弾領域の中心方向に向かって互いに交差す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】
前記複数の液体吐出部の夫々の前記軸は、前記複数の液体吐出部の夫々の入り口側の面積重心と、前記複数の液体吐出部の出口側の面積重心とを結んだ線であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記複数の液体吐出部の夫々の前記軸は、前記複数の液体吐出部から吐出される夫々の前記液体が互いに近づきながら前記着弾領域に着弾する方向に向かうことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記複数の液体吐出部の夫々の前記軸は、前記複数の液体吐出部から吐出される夫々の前記液体が前記着弾領域に合体して着弾する方向に向かうことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、ノズルから液体を吐出する液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
１つの圧力発生室に複数個のノズルを構成して、圧力発生室からの液体の吐出量を増やして、液体を効率的に吐出対象物に着弾させる液体噴射ヘッドがある。しかしながら１つの圧力発生室に構成される複数のノズルから液体を吐出した場合に、液体の着弾ドットが分散して拡大し、高濃度印刷あるいは高速印刷を効率的に得られない恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２３３８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明が解決しようとする課題は、１つの圧力発生室に形成される複数個のノズルから吐出される液体の着弾ドットの領域を小さくして、高濃度印刷あるいは高速印刷を効率的に得る、液体吐出ヘッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を達成するために、実施形態の液体吐出ヘッドヘッドは、液体が充填される圧力発生室と、前記圧力発生室に連通し、軸が前記液体の着弾領域の中心方向に向かう複数の液体吐出部を備えるプレートと、前記圧力発生室の圧力を変動する駆動部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実施形態のインクジェットヘッドを概略的に示す分散斜視図。
【図２】実施形態のインクジェットヘッドのヘッド部を示し（ａ）は側面から見た概略説明図、（ｂ）は平面から見た概略説明図。
【図３】実施形態のノズルの軸の方向及びドット領域を示す概略説明図。
【図４】比較例のノズルの軸の方向及びドット領域を示す概略説明図。
【図５】実施形態の変形例のノズルの軸の方向及びドット領域を示す概略説明図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、実施形態について図１乃至図５を参照して説明する。図１は、実施形態の液体吐出ヘッドであるインクジェットヘッド１を示す。インクジェットヘッド１は、ヘッド部１０、マスクプレート３０、およびホルダ４０を備える。ヘッド部１０は、インク圧力室構造体１１及びプレートであるノズルプレート２０を備える。
【０００８】
インク圧力室構造体１１は、例えば、アルミナなどのセラミックスまたはガラス等から形成される。インク圧力室構造体１１の枠体１２で囲まれた内側に、駆動部である複数の圧電部材隔壁１３が形成される。複数の圧電部材隔壁１３は、インク圧力室構造体１１の枠体１２で囲まれた内側に、２列配列される。圧電部材隔壁１３は、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛（（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）等の電歪定数の大きな圧電材料からなる。
【０００９】
インク圧力室構造体１１に形成される複数の圧電部材隔壁１３の配列は２列に限定されるものではなく、１列あるいは３列以上であっても良い。
【００１０】
ノズルプレート２０は、例えばポリイミド等の樹脂、あるいは、ニッケル合金やステンレスなどの耐熱性を有する金属からなる。ノズルプレート２０には、ノズルプレート２０の厚さ方向に貫通する液体吐出部である複数のノズル２１が形成される。ノズルプレート２０は、枠体１２および圧電部材隔壁１３と接着される。
【００１１】
枠体１２及び圧電部材隔壁１３並びにノズルプレート２０で囲まれた空間は、圧力発生室であるインク圧力室１４を構成する。ノズルプレート２０に形成されるノズル２１は、インク圧力室１４に連通する。ヘッド部１０は、インク圧力室１４毎にノズル２１ａとノズル２１ｂの２個のノズル２１を備える。インクジェットヘッド１は、インク圧力室１４毎に２個のノズル２１を備えることにより、記録媒体に、液体であるインクを所望の量、効率的に吐出する。インクは例えば有機溶媒や水溶液等からなる。
【００１２】
インク圧力室構造体１１は、インク供給口１７及びインク排出口１８を備える。インク供給口１７は、ホルダ４０のインク導入路４１からインク圧力室構造体１１にインクを供給する。インク排出口１８は、インク圧力室構造体１１内のインクをホルダ４０のインク回収路４２に排出する。インク導入路４１は、外部からインクを導入する導入パイプ５１に接続し、インク回収路４２は、外部にインクを回収する回収パイプ５２に接続する。
【００１３】
ヘッド部１０は、導入パイプ５１、インク導入路４１を経たインクをインク供給口１７からインク圧力室構造体１１に供給して、インク圧力室１４にインクを充填する。ヘッド部１０はインク圧力室構造体１１内のインクをインク排出口１８、インク回収路４２を経て回収パイプ５２に回収してインク圧力室１４に充填されるインクを循環する。インクを循環して、インク圧力室１４内のインクの温度を一定に保持する。
【００１４】
インク圧力室１４内の圧電部材隔壁１３の側面には、電極１６が配置される。電極１６に電圧が印加されると圧電部材隔壁１３が変形し、インク圧力室１４の圧力を変動し、インク圧力室１４毎に２個のノズル２１からインク滴を吐出する。マスクプレート３０は、例えば金属製であり、枠体１２に接着されてノズルプレート２０周囲をマスクする。
【００１５】
ノズルプレート２０を貫通する２個のノズル２１ａ、２１ｂは、同じ形状を備える。２個のノズル２１ａ、２１ｂの夫々の軸２２ａ、２２ｂは、図３に示すように、記録媒体２３上のインクの着弾領域であるドット領域βの中心Ｃ１方向に向かう。ノズル２１ａの軸２２ａは、ノズル２１ａの入り口側の面積重心ｗ１と、出口側の面積重心ｗ２とを結んだ線である。ノズル２１ｂの軸２２ｂは、ノズル２１ｂの入り口側の面積重心ｗ３と、出口側の面積重心ｗ４とを結んだ線である。軸２２ａ、２２ｂは、記録媒体２３上のドット領域βの中心Ｃ１方向に向かう様、記録媒体２３の表面２３ａに垂直なα方向に対して傾斜する。
【００１６】
このような構成からなるインクジェットヘッド１で、電極１６に電圧が印加されると、圧電部材隔壁１３が変形して、インク圧力室１４の圧力が変動する。インク圧力室１４の圧力の変動により、ノズル２１ａおよびノズル２１ｂから、ほぼ同量のインク滴２４ａとインク滴２４ｂが夫々吐出される。ノズル２１ａ及びノズル２１ｂから夫々吐出されたインク滴２４ａ、２４ｂは、ノズル２１ａ及びノズル２１ｂの夫々の軸２２ａ、２２ｂの傾斜により、記録媒体２３上のドット領域βの中心Ｃ１方向に向かって結集する。吐出された夫々のインク滴２４ａ、２４ｂは、記録媒体２３に着弾した時には合体していて、ドット領域βの着弾ドット２４を形成する。吐出された夫々のインク滴２４ａ、２４ｂは、分散されずに記録媒体２３上で合体していることから、所望の高濃度印刷あるいは高速印刷を効率的に実現する。軸２２ａ、２２ｂが、記録媒体２３上のドット領域βの中心Ｃ１方向に向かうノズル２１ａおよびノズル２１ｂは、記録媒体２３上のドット領域βが拡大するのを防止する。
【００１７】
実施形態のヘッド部１０に対して、比較例として、２個のノズルの軸を傾斜しないヘッド部によるインクの着弾領域について述べる。図４に示す比較例のヘッド部６０では、ノズルプレート６０ａに形成される、インク圧力室毎の２個のノズル６１ａ、６１ｂの夫々の軸６２ａ、６２ｂを、記録媒体２３の表面２３ａに垂直なα方向と平行にする。
【００１８】
比較例のヘッド部６０のノズル６１ａ及びノズル６１ｂから夫々吐出されるインク滴６４ａ及びインク滴６４ｂは、記録媒体２３の表面２３ａに対して垂直なα方向に直進する。記録媒体２３の表面２３ａに対して垂直なα方向に直進したインク滴６４ａ及びインク滴６４ｂは、合体することなく、夫々記録媒体２３に着弾して、着弾ドット６５ａ及び着弾ドット６５ｂを形成する。比較例では、ノズル６１ａ及びノズル６１ｂから夫々吐出されるインク滴６４ａ及びインク滴６４ｂは、記録媒体２３上で２個の着弾ドット６５ａ、６５ｂに分散し、ドット領域もγと拡大する。比較例では、着弾ドット６５ａ、６５ｂが分
散し、ドット領域が拡大することから、効率的な高濃度印刷あるいは高速印刷が妨げられる。
【００１９】
実施形態によれば、インク圧力室１４毎の２個のノズル２１ａ、２１ｂの夫々の軸２２ａ、２２ｂは、記録媒体２３上のドット領域βの中心Ｃ１方向に向かう。ノズル２１ａ及びノズル２１ｂから吐出される所望量のインク滴２４ａ、２４ｂは、記録媒体２３上のドット領域βの中心Ｃ１方向に向かって結集して記録媒体２３上で合体する。所望の量のインク２４をドット領域βで合体出来ることから、高濃度印刷あるいは高速印刷を効率的に得ることが可能となる。
【００２０】
この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。圧力発生室毎の液体吐出部の数あるいは配置等は限定されない。圧力発生室毎に複数配置される液体吐出部は、２次元に配置されていても良い。
【００２１】
また例えば図５に示す変形例のように、インク圧力室毎に、ノズルプレート７０を貫通する３個のノズル７１ａ、７１ｂ、７１ｃを設けて、高濃度印刷あるいは高速印刷を得るようにしても良い。変形例にあっては、３個のノズル７１ａ、７１ｂ、７１ｃの夫々の軸７２ａ、７２ｂ、７２ｃは、記録媒体２３上のインクドット領域δの中心Ｃ３方向に向かう。軸７２ａ、７２ｃは、記録媒体２３上のドット領域δの中心Ｃ３方向に向かう様、記録媒体２３の表面２３ａに垂直なα方向に対して傾斜する。軸７２ｂは、α方向と平行する。ノズル７１ａ、７１ｂ、７１ｃから夫々吐出されるインク滴７４ａ、７４ｂ、７４ｃは、記録媒体２３上のドット領域δの中心Ｃ３方向に向かう。吐出されたインク滴７４ａ、７４ｂ、７４ｃは、記録媒体２３上で合体して、ドット領域δの着弾ドット７４を形成する。吐出された夫々のインク滴７４ａ、７４ｂ、７４ｃは、分散されずに記録媒体２３上で合体していることから、所望の高濃度印刷あるいは高速印刷を効率的に実現する。
【００２２】
また複数の液体吐出部の軸の方向は、着弾領域の中心方向に向かっていれば、その傾斜角度等限定されず、吐出された夫々の液体が互いに近づいていれば、着弾領域で合体されなくても良い。  更に駆動部の構造も限定されず、例えば、液体吐出部が形成されるプレート上に駆動部として圧電素子を配置しても良い。更に液体の種類及び記録媒体の種類等も限定されない。液体はインクに限らず、例えば配線パターン等を形成するための導電性粒子を含む液体であっても良い。記録媒体は、普通紙、プラスチックフィルム、セラミック等任意である。
【００２３】
この発明の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことが出来る。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００２４】
１…インクジェットヘッド
１１…インク圧力室構造体
１３…圧電部材隔壁
１４…インク圧力室
２０…ノズルプレート
２１ａ、２１ｂ…ノズル
【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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