(57)【要約】  【課題】  記録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。  【解決手段】  本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出する複数の吐出孔８が互いに略平行なｎ行の行（吐出孔行９Ｂ）上に配置されており、１行目の行上に、第１吐出孔８−１と第３吐出孔８−３とが存在し、ｎ行目の行上に、第２吐出孔８−２と第４吐出孔８−４が存在し、２〜ｎ−１行目の行に属する吐出孔８は、第１吐出孔８−１から第４吐出孔８−４に向かう直線状の吐出孔列９Ａに配置されており、吐出孔列９Ａは、第２方向に関して、第１吐出孔８−１と第２吐出孔８−２の間の第１配列９Ａ−１、第２吐出孔８−２と第３吐出孔８−３の間の第２配列９Ａ−２、第３吐出孔８−３と第４吐出孔８−４の間の第３配列９Ａ−３からなっている。  【選択図】  図６
2015198944.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（ｎは５以上の整数）行の行上に配置されており、前記ｎ行の行は、当該ｎ行の行と交差する方向である第１方向に、１行目の行、２行目の行、・・・ｎ行目の行の順に配置されており、
前記１行目の行に属する１の前記吐出孔を第１吐出孔とし、前記ｎ行目の行に属する前記吐出孔のうちで前記第１吐出孔からの距離が２番目に短い前記吐出孔を第２吐出孔、４番目に短い前記吐出孔を第４吐出孔とし、
前記第２吐出孔から前記第４吐出孔に向かう方向を第２方向とし、
前記１行目の行に属していて、前記第１吐出孔に対して前記第２方向に位置している前記吐出孔のうちで、前記第１吐出孔からの距離が最も短い前記吐出孔を第３吐出孔とするとき、
前記第１〜４吐出孔は、前記第２方向に関して、前記第１吐出孔、前記第２吐出孔、前記第３吐出孔、前記第４吐出孔の順に配置されており、
前記２〜ｎ−１行目の行に属する前記吐出孔は、前記第１吐出孔から前記第４吐出孔に向かう直線状の吐出孔列に配置されており、
該吐出孔列は、前記２〜ｎ−１行目の各行に属する前記吐出孔を一つずつ含んでおり、かつ
前記吐出孔列は、前記第２方向に関して、前記第１吐出孔から前記第２吐出孔までの間に配置されている前記吐出孔からなる第１配列、前記第２吐出孔から前記第３吐出孔までの間に配置されている前記吐出孔からなる第２配列、および前記第３吐出孔から前記第４吐出孔までの間に配置されている前記吐出孔からなる第３配列からなっていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
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（ｎは５以上の整数）行の行上に配置されており、前記ｎ行の行は、当該ｎ行の行と交差する方向である第１方向に、１行目の行、２行目の行、・・・ｎ行目の行の順に配置されており、
前記１行目の行に属する１の前記吐出孔を第１吐出孔とし、前記ｎ行目の行に属する前記吐出孔のうちで前記第１吐出孔からの距離が３番目に短い前記吐出孔を第２吐出孔、５番目に短い前記吐出孔を第４吐出孔とし、
前記第２吐出孔から前記第４吐出孔に向かう方向を第２方向とし、
前記１行目の行に属していて、前記第１吐出孔に対して前記第２方向に位置している前記吐出孔のうちで、前記第１吐出孔からの距離が最も短い前記吐出孔を第３吐出孔とするとき、
前記第１〜４吐出孔は、前記第２方向に関して、前記第１吐出孔、前記第３吐出孔、前記第２吐出孔、前記第４吐出孔の順に配置されており、
前記２〜ｎ−１行目の行に属する前記吐出孔は、前記第１吐出孔から前記第４吐出孔に向かう直線状の吐出孔列に配置されており、
該吐出孔列は、前記２〜ｎ−１行目の各行に属する前記吐出孔を一つずつ含んでおり、かつ
前記吐出孔列は、前記第２方向に関して、前記第１吐出孔から前記第３吐出孔までの間に配置されている前記吐出孔からなる第１配列、前記第３吐出孔から前記第２吐出孔までの間に配置されている前記吐出孔からなる第２配列、および前記第２吐出孔から前記第４吐出孔までの間に配置されている前記吐出孔からなる第３配列からなっていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記第３配列全体が、前記第２配列よりも前記第１方向に位置し、前記第２配列全体が、前記第１配列よりも前記第１方向に位置してい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】
ｎが偶数の場合は、前記第２配列に属する前記吐出孔の個数が２であり、ｎが奇数の場合は、前記第２配列に属する前記吐出孔の個数が１であって、
さらに、前記第１配列に属する前記吐出孔の個数と前記第３配列に属する前記吐出孔の個数とが等しい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。
【請求項５】
複数の加圧室、複数の第１共通流路および前記複数の加圧室をそれぞれ加圧する複数の加圧部を含んでおり、
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共通流路は、前記吐出孔列に沿って伸びており、
前記複数の加圧室は、前記加圧室が前記吐出孔列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とともに、当該加圧室の属する前記加圧室列と並んで配置されている前記第１共通流路と繋がっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項６】
前記第１方向に沿って伸びている複数の第２共通流路を含んでおり、
前記液体吐出ヘッドを平面視したとき、
前記第２共通流路は、当該第２共通流路と並んで配置されている前記加圧室列に属しており、前記第１共通流路と繋がっている加圧室、もしくは前記第１共通流路と繋がっている前記加圧室と前記吐出孔とを繋いでいる部分流路と繋がっていることを特徴とする請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項１〜６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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【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。液体吐出ヘッドは、例えば、液体を吐出する吐出孔と、吐出孔から液体が吐出されるように液体が加圧される加圧室と、加圧室に液体を供給する共通流路とを備えたものが知られている。また、共通流路および加圧室内の液体が滞留することで流路のつまり等が生じ難いように、吐出を行なわないときにも、共通流路および加圧室内の液体が流れるように、外部も含めて液体を循環させる液体吐出ヘッドも知られている（例えば、特許文献１を参照。）。特許文献１の液体吐出ヘッドは一方方向に長く、共通流路は、液体吐出ヘッドの短手方向に沿って伸びており、吐出孔は、共通流路に沿って配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２００９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されている吐出孔の配置では、記録媒体に印刷した場合に、短手方向の一方の端に位置する吐出孔から吐出された液滴と、他方の端に位置する吐出孔から吐出された液滴とが、記録媒体上で隣り合って印刷されることになる。記録媒体の移動方向に対する、液体吐出ヘッドの設置角度がずれた状態で、液体吐出ヘッドが設置された場合、上述した、隣り合って印刷された画素の間の距離は、本来の距離からずれてしまう。この距離のずれは、設置角度のずれ、および隣り合って印刷される画素となる液滴が吐出された吐出孔同士の間の短手方向の距離に比例して大きくなる。したがって、特許文献１に記載されている吐出孔の配置では、画素間の距離のばらつきが大きくなり、記録精度が低くなってしまう。【０００５】
したがって、本発明の目的は、記録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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明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（ｎは５以上の整数）行の行上に配置されており、前記ｎ行の行は、当該ｎ行の行と交差する方向である第１方向に、１行目の行、２行目の行、・・・ｎ行目の行の順に配置されており、前記１行目の行に属する１の前記吐出孔を第１吐出孔とし、前記ｎ行目の行に属する前記吐出孔のうちで前記第１吐出孔からの距離が２番目に短い前記吐出孔を第２吐出孔、４番目に短い前記吐出孔を第４吐出孔とし、前記第２吐出孔から前記第４吐出孔に向かう方向を第２方向とし、前記１行目の行に属していて、前記第１吐出孔に対して前記第２方向に位置している前記吐出孔のうちで、前記第１吐出孔からの距離が最も短い前記吐出孔を第３吐出孔とするとき、前記第１〜４吐出孔は、前記第２方向に関して、前記第１吐出孔、前記第２吐出孔、前記第３吐出孔、前記第４吐出孔の順に配置されており、前記２〜ｎ−１行目の行に属する前記吐出孔は、前記第１吐出孔から前記第４吐出孔に向かう直線状の吐出孔列に配置されており、該吐出孔列は、前記２〜ｎ−１行目の各行に属する前記吐出孔を一つずつ含んでおり、かつ前記吐出孔列は、前記第２方向に関して、前記第１吐出孔から前記第２吐出孔までの間に配置されている前記吐出孔からなる第１配列、前記第２吐出孔から前記第３吐出孔までの間に配置されている前記吐出孔からなる第２配列、および前記第３吐出孔から前記第４吐出孔までの間に配置されている前記吐出孔からなる第３配列からなっていることを特徴とする。【０００７】
また、本発明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（ｎは５以上の整数）行の行上に配置されており、前記ｎ行の行は、当該ｎ行の行と交差する方向である第１方向に、１行目の行、２行目の行、・・・ｎ行目の行の順に配置されており、前記１行目の行に属する１の前記吐出孔を第１吐出孔とし、前記ｎ行目の行に属する前記吐出孔のうちで前記第１吐出孔からの距離が３番目に短い前記吐出孔を第２吐出孔、５番目に短い前記吐出孔を第４吐出孔とし、前記第２吐出孔から前記第４吐出孔に向かう方向を第２方向とし、前記１行目の行に属していて、前記第１吐出孔に対して前記第２方向に位置している前記吐出孔のうちで、前記第１吐出孔からの距離が最も短い前記吐出孔を第３吐出孔とするとき、前記第１〜４吐出孔は、前記第２方向に関して、前記第１吐出孔、前記第３吐出孔、前記第２吐出孔、前記第４吐出孔の順に配置されており、前記２〜ｎ−１行目の行に属する前記吐出孔は、前記第１吐出孔から前記第４吐出孔に向かう直線状の吐出孔列に配置されており、該吐出孔列は、前記２〜ｎ−１行目の各行に属する前記吐出孔を一つずつ含んでおり、かつ前記吐出孔列は、前記第２方向に関して、前記第１吐出孔から前記第３吐出孔までの間に配置されている前記吐出孔からなる第１配列、前記第３吐出孔から前記第２吐出孔までの間に配置されている前記吐出孔からなる第２配列、および前記第２吐出孔から前記第４吐出孔までの間に配置されている前記吐出孔からなる第３配列からなっていることを特徴とする。【０００８】
さらに、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を制御する制御部を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のノズルプレート、液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置は、記録精度を高くできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（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２】（ａ）は、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り、（ｂ）は、（ａ）から第２流路部材を除いた平面図である。
【図３】図２（ｂ）の一部の拡大平面図である。
【図４】図２（ｂ）の一部の拡大平面図である。
【図５】（ａ）は、図４のＶ−Ｖ線に沿った部分縦断面図あり、（ｂ）は、図２（ａ）のヘッド本体の部分縦断面図ある。
【図６】本発明の一実施形態における吐出孔配置である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、発明の他の実施形態における吐出孔配置である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、発明の他の実施形態における吐出孔配置である。
【図９】吐出孔配置を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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（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をガイドローラ８２Ａから搬送ローラ８２Ｂ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。
【００１２】
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。
【００１３】
プリンタ１には、印刷用紙Ｐとほぼ平行となるように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。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。
【００１４】
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。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。
【００１５】
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、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。
【００１６】
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なら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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、５０ｍ／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。
【００１９】
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。
【００２０】
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に加えている圧力などが、吐出される液体の吐出量や吐出速度などの吐出特性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。
【００２１】
次に、本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッド２について説明する。図２（ａ）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２（ｂ）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３および図４は、図２（ｂ）の拡大平面図である。図５（ａ）は、図４のＶ−Ｖ線に沿った縦断面図である。図５（ｂ）は、ヘッド本体２ａの、第１共通流路２０の開口２０ａ付近における、第１共通流路２０に沿った部分縦断面図である。
【００２２】
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２〜４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２（ａ）では、第１流路部材４内の流路は省略し、個別電極本体４４ａの配置のみを示している。
【００２３】
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、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。
【００２４】
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。以下において、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ものとして説明をする。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
以上のような構成により、第１流路部材４においては、第１共通流路２０に供給された液体は、第１共通流路２０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１共通流路２０と反対側に位置している第２共通流路２４に流れ込み、第１流路部材４から外部に排出される。
【００２９】
第１共通流路２０の両側に第２共通流路２４が、第２共通流路２４の両側に第１共通流路２０が配置されていることにより、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が繋がっており、別の加圧室列１１Ａに対して、別の第１共通流路２０および別の第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の数を増やして高解像度化したり、第１共通流路２０や第２共通流路２４を太くして、吐出孔８から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。
【００３０】
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方向の他方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。
【００３１】
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。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、液体はあふれ出し、負圧が大きくなれば、液体が第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い。そのため、第１共通流路２０から第２共通流路２４に液体を流した際における、吐出孔８での液体の圧力の差が大きくなり過ぎないようにする必要がある。
【００３２】
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の下から吐出孔面４−２に開口している吐出孔８に繋が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内に納まっている。ディセンダ１０ｂは、吐出孔８側に向かって断面積の小さくなる円錐形状や台形円錐形状でもよい。ディセンダ１０ｂの断面形状が加圧室本体１０ａより小さくなっているので、その分、第１共通流路２０および第２共通流路２４の幅を大きくでき、上述の圧力損失の差を小さくできる。
【００３３】
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を構成しているとともに、第１方向と交差する方向である第２方向に沿った複数の加圧室行１１Ｂを構成している。各吐出孔８は、対応する加圧室１０の中心に位置している。複数ある吐出孔８も、加圧室１０と同様に、第１方向に沿った複数の吐出孔列９Ａを構成しているとともに、第２方向に沿った複数の吐出孔行９Ｂを構成している。
【００３４】
本実施形態では、第１共通流路２０は５０本、第２共通流路２４は５１本であり、加圧室列１１Ａおよび吐出孔列９Ａは１００列ある。１つの加圧室列１１Ａには、１６個の加圧室１０が含まれており、１つの吐出孔列９Ａには、１６個の吐出孔８が含まれている。つまり、加圧室行１１Ｂは、１６行あり、吐出孔行９Ｂは、１６行ある。
【００３５】
なお、隣り合う加圧室列１１Ａにおいて、加圧室１０を第１方向にずらして千鳥状に配置すれば、隣り合う加圧室列１１Ａに属する加圧室１０の距離を大きくできるので好ましい。その場合、加圧室行１１Ｂは、３２行になり、吐出孔行９Ｂは、３２行になる。
【００３６】
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おり、これにより、吐出し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。
【００３７】
図３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。  第１共通流路２０および第２共通流路２４は、吐出孔８が直線上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。
【００３８】
第２方向の両端に位置する加圧室列１１Ｂに属する加圧室１０は、ダミー加圧室である。ダミー加圧室に対する、第２方向の端側には第１共通流路２０もしくは第２共通流路２４が設けられる。配置される流路は、ダミー加圧室に対して第２方向の中央側に配置されているのが第２共通流路２４であれば、第１共通流路２０となり、ダミー加圧室に対して第２方向の中央側に配置されているのが第１共通流路２０であれば、第２共通流路２４となる。ダミー加圧室も、通常の加圧室１０と同様に、第１個別流路１２を介して第１共通流路２０と繋がっており、第２個別流路１４を介して第２共通流路２４と繋がっている。
【００３９】
第２方向の端に位置する共通流路は、第１共通流路２０および第２共通流路２４のどちらであっても、供給もしくは回収する加圧室列１１Ａが１列になり、そのためその１列の加圧室列１１Ａに属する加圧室１０からの吐出の吐出特性が、他の加圧室１０からの吐出特性に対して変動するおそれがある。そこでその加圧室列１１Ａに属する加圧室１０は、印刷に使わないダミー加圧室とする。ダミー加圧室は、基本的な形状は通常の加圧室１０と同じであり、吐出孔面４−２側に吐出孔８を配置しなくてもよいし、吐出孔８を配置してもよい。
【００４０】
上述のように、第２方向の両端に位置する加圧室列１１Ａに属する加圧室１０をダミー加圧室とすれば、第２方向の両端から２番目に位置する加圧室列１１Ａに属する加圧室１０に液体を供給する第１共通流路２０が他の通常の第１共通流路２０と同様に、２列の加圧室列１１Ａに液体を供給するものとなる。また、第２方向の両端から２番目に位置する加圧室列１１Ａに属する加圧室１０の液体を回収する第２共通流路２４が他の通常の第２共通流路２４と同様に、２列の加圧室列１１Ａの液体を回収するものとなる。このため、吐出特性の差が生じ難くなる。
【００４１】
第２方向の端から２番目に位置する吐出孔列９Ａに属する吐出孔８のうち、第２方向の端に近い８個の吐出孔８は、第２方向の間隔が３６０ｄｐｉとなっていないので、その位置には吐出孔８を設けず、対応する位置にある加圧室１０をダミー加圧室としてもよい。
【００４２】
第２流路部材６は、第１流路部材４の加圧室面４−１に接合されており、第１共通流路２０に液体を供給する第１統合流路２２と、第２共通流路２４の液体を回収する第２統合流路２６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。
【００４３】
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で接合されている。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、共振などが生じるのを抑制できる。
【００４４】
また、第２流路部材６には、貫通孔６ｃが上下に貫通している。貫通孔６ｃ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）などの信号伝達部が通される。なお、貫通孔６ｃの第１流路部材４側は、短手方向の幅が広くなっている拡幅部６ｃａとなっており、圧電アクチュエータ基板４０から短手方向の両側に伸びる信号伝達部は、拡幅部６ｃａで曲げられて上方に向かい、貫通孔６を抜ける。なお、拡幅部６ｃａに広がる部分の凸部は、信号伝達部を傷つけるおそれがあるので、Ｒ形状にしておくのが好ましい。
【００４５】
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の流路抵抗は、第１共通流路２０の１／１００以下にするのが好ましい。ここで、第１統合流路２２の流路抵抗とは、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のことである。
【００４６】
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の流路抵抗は、第２共通流路２４の１／１００以下にするのが好ましい。ここで、第２統合流路２６の流路抵抗とは、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のことである。
【００４７】
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。このような構造にすることで、第１統合流路２２および第２統合流路２６の断面積を大きくして、流路抵抗を小さくすることができる。またこのような構造にすることで、第１流路部材４は、外周が第２流路部材６で固定されるので剛性を高くできる。さらに、このような構造にすることで、信号伝達部の通る貫通孔６ｃを設けることができる。
【００４８】
第２流路部材６は、第２流路部材のプレート６ａと６ｂとが積層されて構成されている。プレート６ｂの上面には、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。
【００４９】
第１統合流路本体２２ａとなる溝から、下方（第１流路部材４の方向）に向かって複数の第１接続流路２２ｂが伸びており、加圧室面４−１上に開口している第１共通流路の開口２０ａに繋がっている。各第１接続流路２２ｂの間は仕切り６ｂａで区切られている（つまり、第１接続流路２２ｂの第１共通流路２０側は分岐している）。これにより、第２流路部材６と第１流路部材４との接続の剛性を高くできる。さらに、第２方向において、仕切り６ｂａの長さは、第１接続流路２２ｂの長さより長くなっていることで、第２流路部材６と第１流路部材４との接続の剛性をより高くできる。
【００５０】
第２統合流路本体２６ａとなる溝から、下方（第１流路部材４の方向）に向かって複数の第２接続流路２６ｂが伸びており、加圧室面４−１上に開口している第２共通流路の開口２４ａに繋がっている。各第２接続流路２６ｂの間は仕切り６ｂｂで区切られている（つまり、第２接続流路２６ｂの第２共通流路２４側は分岐している）。これにより、第２流路部材６と第１流路部材４との接続の剛性を高くできる。さらに、第２方向において、仕切り６ｂｂの長さは、第２続流路２６ｂの長さより長くなっていることで、第２流路部材６と第１流路部材４との接続の剛性をより高くできる。
【００５１】
プレート６ａには、第１統合流路２２の第２の方向の両端それぞれに開口２２ｃ、２２ｄが設けられている。プレート６ａには、第２統合流路２６の第２の方向の両端それぞれに開口２６ｃ、２６ｄが設けられている。液体の入っていない液体吐出ヘッド２に液体を供給するとき、第１統合流路２２内の液体が外部に排出され易いように、一方の開口（例えば開口２２ｃ）から液体を供給し、第１流路部材４に液体を供給するとともに、空気および溢れた液体を他の開口（例えば２２ｄ）から排出することで、第１流路部材４に気体が入り込み難くできる。第２統合流路２６についても同様に、一方の開口（例えば開口２６ｃ）から液体を供給し、他方の開口（例えば開口２６ｄ）から液体を排出するようにすればよい。
【００５２】
印刷をする場合の、液体の供給および回収にはいくつかの方法がある。一つは、第１統合流路２２に供給した液体のすべてが、第１流路部材４に入り、さらに第２統合流路２６入って外部に排出される。この際、第２統合流路２６へは外部から液体は供給されない。この場合さらに、２つの開口２２ｃ、２２ｄから液体を供給し、２つの開口２６ｃ、２６ｄから回収する方法と、開口２２ｃ、２２ｄのどちらか一方から液体を供給し、他方は閉じておき、開口２６ｃ、２６ｄのどちらか一方から液体を回収し、他方は閉じておく方法があり、さらに、この２つの組み合わせを逆にした方法がある。圧力損失による圧力の差を小さくするには、２つの開口から供給し、２つの開口から回収するのが好ましいが、液体を給排するチューブの接続や、圧力の制御が煩雑になる。１つの開口から供給し、１つの開口から回収すると、接続や圧力の制御が簡単になる。その場合、供給と回収は、第２方向に関して反対側の位置にある開口を組にして行なえば、圧力損失の影響が相殺するようになるので好ましい。具体的には、開口２２ｃから供給し開口２６ｄから回収する、あるいは開口２２ｄから供給し開口２６ｃから回収するようにすればよい。
【００５３】
給排の他の方法は、第１統合流路２２の一方の開口（例えば２２ｃ）から液体を供給し、他方の開口（例えば２２ｄ）から回収し、第２統合流路２６の一方の開口（例えば２６ｄ）から液体を供給し、他方の開口（例えば２６ｃ）から回収する。それぞれの給排の圧力を調節して、第１統合流路２２の圧力が、第２統合流路２６の圧力より高くなるようにすれば、第１流路部材４に液体が流れるようになる。このようにすると、各吐出孔８のメニスカスに加わる圧力の差は一番小さくなる。
【００５４】
上述の２つの方法を組み合わせて、第１統合流路２２に対して給排を行なって、第２統合流路２６からは回収だけにしてもよい。逆に、第１統合流路２２に対しては供給だけを行ない、第２統合流路２６には給排を行なってもよい。
【００５５】
またさらに、以上で説明した供給と回収の関係を逆にしてもよい。例えば、第２統合流路２６の２つの開口２６ｃ、２６ｄの両方から液体を供給し、第２排出流路２２の２つの開口２２ｃ、２２ｄの両方から液体を回収してもよい。
【００５６】
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内に、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。
【００５７】
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が配置されており、信号伝達部は貫通孔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しやすくなり、好ましい。
【００５８】
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。
【００５９】
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の加圧室面４−１側から順に、キャビティプレート４ａ、供給プレート４ｂ、マニホールドプレート４ｃ〜ｅ、回収プレート４ｆおよびノズルプレート４ｇである。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、形成する孔の形成精度を高くできる。マニホールドプレート４ｃ〜ｅは、同じ形状をしており、１枚のプレートで構成してもよいが、孔を精度よく形成するため、３枚のプレートで構成している。各プレートは、これらの孔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。
【００６０】
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１共通流路２０に液体を供給する開口２０ａ、および第２共通流路２４から液体を回収する開口２４ａ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。
【００６１】
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、キャビティプレート４ａに形成されており、ディセンダ１０ｂは、プレート４ｂ〜ｆに形成された孔が重ねられ、さらにノズルプレート４ｇで（吐出孔８以外の部分を）塞がれて成っている。
【００６２】
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は供給プレート４ｂを貫通する円形状の孔であり、液体は上下方向に流れる。第１共通流路２０はプレート４ｃ〜ｅに形成された孔が重ねられ、さらに上側を供給プレート４ｂで、下側をノズルプレート４ｇで塞がれて成っている。
【００６３】
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は回収プレート４ｆを貫通している貫通溝であり、液体は溝に沿って流れる。第２共通流路２４はプレート４ｃ〜ｈに形成された孔が重ねられ、さらに上側を供給プレート４ｂで、下側をノズルプレート４ｇで塞がれて成っている。
【００６４】
液体の流れについて、まとめると、第１統合流路２２に供給された液体は、第１共通流路２０および第１個別流路１２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２個別流路１４を通って、第２共通流路２４に入った後、第２統合流路２６に入り、ヘッド本体２の外部に排出される。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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、信号伝達部に設けられた電極と電気的に接合されている。
【００６８】
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。
【００６９】
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（不図示）に、圧電セラミック層４０ａを貫通して形成された貫通導体を介して繋がっている。また、共通電極４２は、共通電極用表面電を介して接地され、グランド電位に保持されている。共通電極用表面電極は、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。
【００７０】
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。
【００７１】
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、いわゆる引き打ち駆動方法について説明する。
【００７２】
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と、次に加えた振動とが重なり、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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
本発明の吐出孔８の配置について説明する。図６は、本発明の一実施形態に係る吐出孔８の配置である。図６では、吐出孔８の行上および列上の位置が分かり易いように、行および列に区切ったマス目の中で、吐出孔８が存在する位置を塗りつぶしている。以降の説明において、ｘ列目、ｙ行目の位置を（ｘ、ｙ）と表すことがある。図６で示されている第１方向および第２方向は、図３で示されている第１方向および第２方向と、それぞれ同じ方向である。図６では、図の縦方向と横方向とで拡大率が異なっていて、横方向の拡大率が大きいため、第１方向と第２方向との成す角度が、図３とは異なっているように見える。
【００７６】
吐出孔８は、第２方向に沿っている１６行の行上に配置されている。つまり、吐出孔８は、１６行の吐出孔行９Ｂを構成している。また、各吐出孔行９Ｂにおいては、吐出孔８は第２方向に同じ間隔で並んでいる。さらに、吐出孔８全体でも、吐出孔８は第２方向に同じ間隔で並んでおり、その間隔は、各吐出孔行９Ｂにおける間隔の１／１６となっている。
【００７７】
吐出孔行９Ｂは、吐出孔８が第２方向に等間隔に並んでいる行である。実際には吐出孔行９Ｂは、図６の左右にさらに、吐出孔８が連なっている。吐出孔行９Ｂは、１６行存在しており、それらは第１方向に並んでいる。第１方向に並んでいる順に、１行目の行、２行目の行、・・・・１６行目の行と呼ぶ。上述の実施形態では、各吐出孔行９Ｂの間の距離は同じになっているが、これは必ずしもその必要はない。各吐出孔行９Ｂ間の距離が異なっている場合、以下の説明では、その割合を保った状態で縮小した図などを用いて理解する必要がある。
【００７８】
記録媒体は、ヘッド本体２ａの短手方向に移動させながら記録を行なう。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。つまり、隣り合う列の吐出孔８から吐出された液体が、記録媒体上で隣り合う画素となる。
【００７９】
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。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、ずれの角度とそれらの画素を吐出した吐出孔８のヘッド本体２ａの短手方向の距離に比例する。そのため、行方向に隣り合っている吐出孔８が、短手方向に離れて配置されていると、画素間の距離のずれは大きくなる。
【００８０】
また、吐出孔８は、第１方向に並んで配置されており、吐出孔列９Ａを構成している。さらに、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。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。
【００８１】
第２方向に対する第１方向の角度が小さくなると、第１共通流路２０および第２共通流路２４がヘッド本体２ａを斜めに横切るようになり、断面積が小さくなってしまう。断面積を大きくするには、例えば、（１、１）、（２、２）、・・・（１６、１６）の各位置に吐出孔８を配置することが考えられる。しかし、このような配置では、（１６、１６）の行方向の隣が（１７、１）になり、短手方向に１５単位離れた配置になってしまう。このような配置は、１６行の吐出孔配置において、最も離れた配置であり、ヘッド本体２ａの設置角度ずれの影響が大きくなってしまう。
【００８２】
そこで、１６行目から１行目に直接戻るのではなく、間に吐出孔８を配置する。図６では、第２方向における、第２吐出孔８−２（４６、１６）と第３吐出孔８−３（４９、１）との間には、第２配列９Ａ−２に属する吐出孔８（４７、８）および吐出孔８（４８、９）が存在する。これにより、第２吐出孔８−２（４６、１６）と吐出孔８（４７、８）との短手方向の距離は８単位、吐出孔８（４８、９）と第３吐出孔８−３（４９、１）との短手方向の距離は８単位と、上述した配置と比較して約半分の距離になっている。これにより、上述した配置と比較して、角度ずれに対する影響は約半分になる。また、第２方向に対する第１方向の角度もあまり小さくならないため、第１共通流路２０および第２共通流路２４の断面積を大きくできる。
【００８３】
吐出孔８の配置は、次のようになっている。１行目の行に属する１つの吐出孔８に注目し、それを第１吐出孔８−１（３３、１）とする。１６行目の行に属する吐出孔８の中で、第１吐出孔８−１から距離が最も近いのは吐出孔８−Ａ（３０、１６）であり、２番目が第２吐出孔８−２（４６、１６）、３番目が吐出孔８−Ｂ（１４、１６）、４番目が第４吐出孔８−４（６２、１６）である。第２吐出孔８−２から第４吐出孔８−４に向かう方向は第２方向と一致している。１行目の行に属していて、第１吐出孔８−１に対して第２方向側に位置している吐出孔８のうちで、第１吐出孔８−１からの距離が最も短い吐出孔８を第３吐出孔８−３とする。そうすると、第１〜４吐出孔８−１〜８−４は、第２方向に関して、第１吐出孔８−１、第２吐出孔８−２、第３吐出孔８−３、第４吐出孔８−４の順に配置されていることになる。
【００８４】
２〜１５行目の行に属する吐出孔８は、第１吐出孔８−１から第４吐出孔８−４に向かう直線状の吐出孔列９Ａに配置されている。吐出孔列９Ａは、２〜１５行目の行の吐出孔８を一つずつ含んでいる。また、吐出孔列９Ａは、第２方向に関して、第１吐出孔８−１から第２吐出孔８−２までの間に位置している吐出孔８からなる第１配列９Ａ−１、第２吐出孔８−２から第３吐出孔８−３までの間に位置している吐出孔８からなる第２配列９Ａ−２、第３吐出孔８−３から第４吐出孔８−４までの間に位置している吐出孔８からなる第３配列９Ａ−３からなっている。なお、第１配列９Ａ−１には、第１吐出孔８−１が含まれており、第３配列９Ａ−３には、第４吐出孔８−４が含まれている。また、第２吐出孔８−２および第３吐出孔８−３は、ここで対象としている第１吐出孔８−１から第４吐出孔８−４に向かう直線状の吐出孔列９Ａには含まれておらず、他の吐出孔列９Ａに含まれている。また、第２配列９Ａ−２は、属する吐出孔８の個数が１つであっても構わない。
【００８５】
なお、図６においては、吐出孔列９Ａ、第１配列９Ａ−１、第２配列９Ａ−２、第３配列９Ａ−３を同じ吐出孔８の配列に対して示すと、分かり難くなるため、異なる吐出孔８の配列に対して示している。
【００８６】
上述のように配置された吐出孔列９Ａが、第２方向に並んで配置されることで、吐出孔を、第２方向に等間隔で配置することができる。なお、第２方向の端部、および第２方向と反対方向の端部の吐出孔列９Ａは、完全な形状ではないが、他の吐出孔列９Ａの一部と同じ形状になっている。
【００８７】
上述の関係を、吐出孔行９Ｂの数がｎ行である場合に一般化すると次のようになる。２〜ｎ−１行目の行に属する吐出孔８は、第１吐出孔８−１から第４吐出孔８−４に向かう直線状の吐出孔列９Ａに配置されている。吐出孔列９Ａは、２〜ｎ−１行目の行の吐出孔８を一つずつ含んでいる。吐出孔列９Ａは、第２方向に関して、第１吐出孔８−１から第２吐出孔８−２までの間に位置している吐出孔８からなる第１配列９Ａ−１、第２吐出孔８−２から第３吐出孔８−３までの間に位置している吐出孔８からなる第２配列９Ａ−２、および第３吐出孔８−３から第４吐出孔８−４までの間に位置している吐出孔８からなる第３配列９Ａ−３から成っている。
【００８８】
第１配列９Ａ−１、第２配列９Ａ−２、および第３配列９Ａ−３に配置されている、２〜ｎ−１行目の行に属する吐出孔８の個数は、最少で１つである。したがって、ｎ−１は最小で４であり、ｎは５以上となる。
【００８９】
第１吐出孔８−１の位置を（１、１）として、第１吐出孔８−１から連なっている吐出孔列９Ａが、ｎ行目の行のｍ列目、すなわち（ｍ、ｎ）にまで連なている場合において、ｍの値として適切な範囲について考察する。
【００９０】
吐出孔列９Ａには、ｎ個の吐出孔８が含まれるので、ｍはｎ以上になる。ｍ＝ｎとすると、吐出孔８の配置は、例えば、（１、１）、（２、２）、・・・・（ｎ、ｎ）となるが、この配置では、ヘッド本体２ａの角度ずれの影響が大きくなってしまう。
【００９１】
ｍの値を２×ｎ程度にして、第２吐出孔８−２と第３吐出孔８−３の間に第２配列９Ａ−２を配置すれば、角度ずれの影響を小さくしつつ、第１共通流路２０および第２共通流路２４の断面積を大きくできる。
【００９２】
ｍの値を大きくして、３×ｎ程度以上にすると、第１共通流路２０および第２共通流路２４の断面積が小さくなってしまう。また、その場合、第２方向に関して、ｎ行目吐出孔列に属する吐出孔８と１行目吐出孔列に属する吐出孔８との間に、第２配列９Ａ−２のような配列が配置されることになるが、そのような配列の中には、短手法方向の位置が第１方向の中央付近ではなく、１行目吐出孔列に近い位置あるいはｎ行目吐出孔列に近い位置に配置しなければならず、そのような配置にすると、ｎ行目吐出孔列あるいは１行目吐出孔列からの距離が大きくなり、角度ずれに対する影響が大きくなってしまう。
【００９３】
ｍの値としてｎ＋２〜２×ｎ−１の範囲（ｎ＋１および２×ｎ−１が含まれていないのは、それらの値では１行目の行に属する吐出孔８と行方向に隣り合うことになるからである）の中では、１．５×ｎより大きく２×ｎ−１以下が適切である。ｍの値が、ｎ＋２〜２×ｎ−１の範囲内でｎに近づくと、第２配列９Ａ−２は、第２方向に長くなる。第２配列９Ａ−２が、第２方向に長くなると第２配列９Ａ−２の第２吐出孔８−２側の端は、第２吐出孔８−２との短手方向の距離が大きくなり、次第に角度ずれに対する影響が大きくなっていく。また、第１配列９Ａ−１と第２方向との成す角度が次第に小さくなっていくので、第２配列９Ａ−２との角度の差が大きくなり、第１共通流路２０および第２共通流路２４の断面積が一定にならなくなってしまう。第１個別流路１２や第２個別流路１４が繋がっている部分の断面積が異なると吐出特性がばらつく可能性がある。また、第１共通流路２０および第２共通流路２４の断面積をほぼ一定にしようとすると、一番断面の小さいところに合わせなければならないので、結果的に断面積が小さくなってしまう。このような影響を小さくするためには、ｍの値は、１．５×ｎより大きく２×ｎ−１以下の範囲のいずれかであるのが好ましい。
【００９４】
ｍの値をこの範囲にするためには、吐出孔列９Ａは、第１吐出孔８−１と、ｎ行目吐出孔列９Ｂに属する吐出孔８の中で、第１吐出孔８−１から４番目に近い吐出孔８とを繋ぐように配置すればよく、そのようにすると上述の吐出孔８の配置となる。
【００９５】
ｍの値が２×ｎ＋２〜３×ｎ−１の範囲の場合の挙動については後述する。
【００９６】
第３配列９Ａ−３全体が、第２配列９Ａ−２よりも第１方向に位置し、第２配列９Ａ−２全体が、第１配列９Ａ−１よりも第１方向に位置していると次の点で好ましい。第２吐出孔８−２と、第２吐出孔８−２の第２方向に隣り合う第１配列９Ａ−１内の吐出孔８との短手方向の距離、および第２吐出孔８−２と、第２吐出孔８−２の第２方向に隣り合う第１配列９Ａ−１内の吐出孔８との短手方向の距離を短くできる。さらに、第３吐出孔８−３と、第３吐出孔８−３の第２方向に隣り合う第２配列９Ａ−２内の吐出孔８との短手方向の距離を短くできる。またさらに、第３吐出孔８−３と、第３吐出孔８−３の第２方向に隣り合う第３配列９Ａ−３内の吐出孔８との短手方向の距離を短くできる。
【００９７】
また、ｎが偶数の場合、第２配列９Ａ−２に属する吐出孔８の個数を２にするのが好ましい。そのようにすると、第１配列９Ａ−１と第２方向との成す角が大きくできる。さらに、第１配列９Ａ−１に属する吐出孔８の個数と第３配列９Ａ−３に属する吐出孔８の個数とを同じにすれば、吐出孔列９Ａを直線に近い配置にできるので、第１共通流路２０および第２共通流路２４の断面積を大きく、直線に近い形状にすることができる。
【００９８】
さらに、ｎが奇数の場合、第２配列９Ａ−２に属する吐出孔８の個数を１にするのが好ましい。そのようにすると、第１配列９Ａ−１と第２方向との成す角が大きくできる。さらに、第１配列９Ａ−１に属する吐出孔８の個数と第３配列９Ａ−３に属する吐出孔８の個数とを同じにすれば、吐出孔列９Ａを直線に近い配置にできるので、第１共通流路２０および第２共通流路２４の断面積を大きく、直線に近い形状にすることができる。
【００９９】
図７（ａ）、（ｂ）、図８（ａ）、（ｂ）は、本発明の他の実施形態における吐出孔配置である。図６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。
【０１００】
図７（ａ）は、１６行の吐出孔行９Ｂが存在する場合において、第２配列９Ａ−２に属する吐出孔８の個数を１個にする実施形態である。
【０１０１】
図７（ｂ）は、１６行の吐出孔行９Ｂが存在する場合において、第２配列９Ａ−２に属する吐出孔８の個数を４個にする実施形態である。
【０１０２】
図８（ａ）は、１６行の吐出孔行９Ｂが存在する場合において、吐出孔列９Ａが、第１吐出孔８−１と、１６行目吐出孔行に属する吐出孔８の中で、第１吐出孔８−１から５番目に近い吐出孔８とを繋ぐように配置する実施形態である。この実施形態では、１６行目の行に属する吐出孔８のうちで第１吐出孔８−１からの距離が３番目に短い吐出孔８が第２吐出孔８−２であり、５番目に短い吐出孔８が第４吐出孔８−４である。また、第２方向に関して、第１吐出孔８−１、第３吐出孔８−３、第２吐出孔８−２、第４吐出孔８−４の順に配置されている。第１吐出孔８−１から第３吐出孔８−３までの間に位置している吐出孔８からなるのが第１配列９Ａ−１、第３吐出孔８−３から第２吐出孔８−２までの間に位置している吐出孔８からなるのが第２配列９Ａ−２、第２吐出孔８−２から第４吐出孔８−４までの間に位置している吐出孔８からなるのが第３配列である。
【０１０３】
これは前述の説明において、ｍの値として２×ｎ＋２〜３×ｎ−１の範囲にしたものである。この範囲では、ｍの値が３×ｎに近づくと、第１吐出孔８−１と第１配列９Ａ−１の第１吐出孔８−１側の端の吐出孔８を結んだ線と、第１配列９Ａ−１との成す角度の差が大きくなるとともに、第４吐出孔８−４と第３配列９Ａ−３の第４吐出孔８−４側の端の吐出孔８を結んだ線と、第３配列９Ａ−３との成す角度の差が大きくなるので、第１共通流路２０および第２共通流路２４の断面積が一定にならなくなってしまう。また、第１共通流路２０および第２共通流路２４の断面積をほぼ一定にしようとすると、一番断面の小さいところに合わせなければならないので、結果的に断面積が小さくなってしまう。
【０１０４】
このような影響を小さくするためには、ｍの値としては、２×ｎ＋２〜２．５×ｎが適切である。ｍの値をこの範囲するためには、吐出孔列９Ａは、第１吐出孔８−１と、ｎ行目の行に属する吐出孔８の中で、第１吐出孔８−１から５番目に近い吐出孔８とを繋ぐように配置すればよい。そのように配置すると上述の吐出孔８の配置となる。
【０１０５】
図８（ｂ）は、１５行の吐出孔行９Ｂが存在する場合において、第２配列９Ａ−２に属する吐出孔８の個数を１個にする実施形態である。
【０１０６】
続いて、吐出孔列９Ａを直線状に配置する際における、吐出孔８の配置範囲を説明する。図９には、第１〜４吐出孔８−１〜８−４を示してある。第１吐出孔８−１と第４吐出孔８−４とを繋ぐ直線は、仮想直線９ＡＡである。行方向の位置をｘ、列方向の位置をｙで表すと、仮想直線９ＡＡは、y=(((15÷29)×(x−1)) mod 16)＋1で表される。ただし、ｍｏｄは剰余の計算を表し、１５は第１吐出孔８−１と第４吐出孔８−４との間の列方向の差であり、２９は第１吐出孔８−１と第４吐出孔８−４との間の行方向の差である。
【０１０７】
各列において、吐出孔８が配置できる位置の中で、仮想直線９ＡＡに最も近い位置は、斜線でハッチングされた範囲Ａ１である。吐出孔８は、この範囲Ａ１の中に配置するのが最も好ましい。図９において横線でハッチングされている範囲Ａ２は、範囲Ａ１に対して、±２行以内の範囲内である。吐出孔８は、範囲Ａ２の中に配置してもよい。なお、ここで±２行以内、つまり４行の幅以内としているのは、全体の行数の１６行の１／４以内にするためである。全体の行数が１６行以外の場合でも、全体の行数の１／４以内の領域である領域Ａ２に配置するのが好ましい。ただし、行数が７行以下の場合には、領域Ａ２は、領域Ａ１の±１行以内とする。７行以下の場合にも、全体の行数の１／４以内であると、領域Ａ２が領域Ａ１と同じになってしまい、配置が難しくなるからである。また、各行の間の距離が同じではない場合、最も離れた行の間の距離の１／４以内にすればよい。
【符号の説明】
【０１０８】
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
４ａ〜ｇ
４−１・・・加圧室面
４−２・・・吐出孔面
６・・・第２流路部材
６ａ、６ｂ・・・（第２流路部材の）プレート
６ｂａ、６ｂｂ・・・仕切り
６ｃ・・・（第２流路部材の）貫通孔
６ｃ−２・・・貫通孔の拡幅部
８・・・吐出孔
８−１・・・第１吐出孔
８−２・・・第２吐出孔
８−３・・・第３吐出孔
８−４・・・第４吐出孔
９Ａ・・・吐出孔列
９Ａ−１・・・第１配列
９Ａ−２・・・第２配列
９Ａ−３・・・第３配列
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）
１１Ａ・・・加圧室列
１１Ｂ・・・加圧室行
１２・・・第１個別流路（個別供給流路）
１４・・・第２個別流路（個別排出流路）
２０・・・第１共通流路（共通供給流路）
２０ａ・・・（第１共通流路）開口
２２・・・第１統合流路（統合供給流路）
２２ａ・・・第１統合流路本体
２２ｂ・・・第１接続流路（供給接続流路）
２２ｃ、２２ｄ・・・（第１統合流路の）開口
２４・・・第２共通流路（共通排出流路）
２４ａ・・・（第２共通流路の）開口
２６・・・第２統合流路（統合排出流路）
２６ａ・・・第２統合流路本体
２６ｂ・・・第２接続流路
２６ｃ、２６ｄ・・・（第２統合流路の）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）
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
【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】
2015198944.tif 000009
【図８】
2015198944.tif 000010
【図９】
2015198944.tif 000011
【国際調査報告】
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2015198944.tif 000013
2015198944.tif 000014
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