JP2012171255A - インクジェットヘッド及び記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】共通流路における圧力分布に起因する吐出速度のばらつきを緩和できるインクジェットヘッドを提供する。
【解決手段】インクジェットヘッド５は、複数の個別流路２５と、２つの共通流路２７とが形成された基体２１を有する。各個別流路２５は、加圧室３１と、加圧室３１に通じ、２つの共通流路２７にそれぞれ開口する２つの供給孔３４とを含む。複数の個別流路２５間において、第１共通流路２７Ａにおける第１供給孔３４Ａの上流側からの順番と、第２共通流路２７Ｂにおける第２供給孔３４Ｂの上流側からの順番とが逆になっている。
【選択図】図４

Description

本発明は、インクジェットヘッド及び記録装置に関する。

複数の吐出孔に通じる複数の加圧室と、当該複数の加圧室に通じる複数の供給孔と、当該複数の供給孔が内周面に開口する共通流路とを有するインクジェットヘッドが知られている（例えば特許文献１）。共通流路から複数の吐出孔に至る空間にはインクが満たされている。そして、複数の加圧室の容積が変化してインクに圧力が付与されることにより、複数の加圧室から複数の吐出孔へインクが送出され、複数のインク滴が複数の吐出孔から吐出される。また、複数の加圧室へは複数の供給孔を介して共通流路からインクが補充される。

特開２００８−２００９０２号公報

共通流路においては、圧力損失等によって下流側ほど圧力が低くなる圧力分布が生じる。一方、複数の供給孔は、共通流路の流れ方向に沿って配列されており、複数の加圧室は、共通流路から互いに異なる圧力を受けることになる。従って、共通流路の圧力分布に起因して、インク滴の吐出速度にばらつきが生じる。

本発明の目的は、共通流路における圧力分布に起因する吐出速度のばらつきを緩和できるインクジェットヘッド及び記録装置を提供することにある。

本発明の一態様に係るインクジェットヘッドは、複数の個別流路と、ｎ（ｎ≧２）個の共通流路と、が形成された基体を有し、各個別流路は、加圧室と、前記加圧室に通じ、ｎ個の前記共通流路にそれぞれ開口するｎ個の供給孔と、を含み、ｎ個の前記共通流路のうち所定の２つの前記共通流路に関しては、前記複数の個別流路間において、一の前記共通流路における前記供給孔の上流側からの順番と、他の前記共通流路における前記供給孔の上流側からの順番とが逆になっている。

好適には、ｎは偶数であり、第ｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）の前記共通流路に開口する第ｉ番目の前記供給孔の上流側からの順番をｍ（ｉ）としたときに、前記複数の個別流路間において、ｉ＝１からｉ＝ｎまでのｍ（ｉ）の総和が互いに等しい。

好適には、前記所定の２つの前記共通流路の少なくとも一の前記共通流路において、流路に直交する断面の面積は、上流側が下流側よりも大きい。

好適には、前記所定の２つの前記共通流路は、折り返すように延びる１本の流路の往路と復路とにより構成されている。

好適には、各個別流路は、前記所定の２つの前記共通流路にそれぞれ開口する２つの前記供給孔を連通する連通部と、前記連通部と前記加圧室とを連通するしぼりと、を更に有する。

本発明の一態様に係る記録装置は、前記インクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを制御する制御部と、メディアを前記インクジェットヘッドに対して相対的に搬送する搬送部とを有する。

上記の構成によれば、共通流路における圧力分布に起因する吐出速度のばらつきを緩和できる。

本発明の第１の実施形態に係る記録装置の要部を模式的に示す斜視図。 図１の記録装置のヘッドの一部の模式的な断面図。 図１の記録装置のヘッドの一部の流路を模式的に示す平面図。 図１の記録装置のヘッドの作用を説明する図。 本発明の第２の実施形態に係る吐出素子を示す断面図。 図６（ａ）〜図６（ｆ）は共通流路のパターン例を模式的に示す図。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は個別流路に付与される圧力の分布を示す図。 図８（ａ）〜図８（ｃ）はヘッドの流路の変形例を示す模式図。 ヘッドの流路の他の変形例を模式的に示す平面図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、説明の対象となる実施形態において、既に説明された実施形態の構成と同一又はまたは類似する構成については、既に説明された実施形態の構成と同一の符号を付すことがあり、また、説明を省略することがある。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る記録装置１の要部を模式的に示す斜視図である。

なお、記録装置１及び後述するインクジェットヘッド５は、いずれの方向が上方または下方とされてもよいものであるが、以下では、便宜的に、直交座標系ｘｙｚを定義するとともに、ｚ方向の正側（図１の紙面上方）を上方として、上面、下面等の用語を用いることがあるものとする。

記録装置１は、例えば、メディア（例えば紙）１０１を矢印ｙ１で示す方向へ搬送する搬送部３と、搬送されているメディア１０１に向けてインク滴を吐出するヘッド５と、ヘッド５にインクを供給するインクタンク６と、搬送部３及びヘッド５の動作を制御する制御部７とを有している。

搬送部３は、例えば、不図示の供給スタックに積層された複数のメディア１０１を一ずつ不図示の排出スタックへ搬送する。搬送部３は、公知の適宜な構成とされてよい。図１では、搬送経路がストレートパスとされ、メディア１０１に当接するローラ９と、ローラ９を回転させるモータ１１とが設けられた搬送部が例示されている。

ヘッド５は、メディア１０１の搬送経路の途中に配置されており、ｚ方向の正側からメディア１０１に対向する。ヘッド５は、メディア１０１の印画面及び搬送方向に直交する方向（主走査方向、ｘ方向）にシャトル運動を行うシリアルヘッドであってもよいし、当該直交する方向に（ほぼ）固定されたラインヘッドであってもよい。なお、本実施形態においては、ヘッド５がラインヘッドである場合を例に挙げて説明するものとする。

ヘッド５は、ｘ方向の複数位置においてインク滴をメディア１０１に吐出、付着させる。当該動作が、メディア１０１の搬送に伴って繰り返し行なわれることにより、メディア１０１には２次元画像が形成される。

インクタンク６は、ヘッド５にインクを供給する機能に加え、ヘッド５内部のインクを一定範囲の負圧に保持する機能を有している。ヘッド５内部のインクは、一定範囲の負圧に保持されることにより漏れ等が抑制される。なお、インクを負圧に保持する方法は、多孔質体の毛管力を利用したり、インクタンク６として、ヘッド５と分離していて、チューブを介してヘッド５と繋がっているのものを用いて、インクタンク６内のインクの液面を吐出孔２９ａよりも低くするなど、公知の適宜な方法とされてよい。また、インクタンク６は、ヘッド５と共に配置されてもよいし、ヘッド５とは別の位置に配置されてもよい。

制御部７は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び外部記憶装置を含んで構成されている。制御部７は、モータ用ドライバ１３に制御信号を出力することにより、所望の電圧をモータ１１に印加して、モータ１１を制御する。同様に、制御部７は、ヘッド用ドライバ１５に制御信号を出力することにより、所望の電圧をヘッド５に印加して、ヘッド５を制御する。

図２は、ヘッド５の一部を拡大して示す模式的な断面図である。なお、図２の下方がメディア１０１に対向する側である。

ヘッド５は、例えば、圧電素子の機械的歪によりインクに圧力を付与するピエゾ式のヘッドである。ヘッド５は、インク滴を吐出する複数の吐出素子１９を有し、図２は一の吐出素子１９を示している。複数の吐出素子１９は、ｘｙ平面において配列されており（図３参照）、各吐出素子１９は、メディア１０１上の１ドットに対応している。

また、別の観点では、ヘッド５は、インクを貯留する空間を形成する基体２１と、基体２１に貯留されているインクに圧力を付与するためのアクチュエータ２３（一部基体２１に兼用）とを有している。複数の吐出素子１９は、基体２１及びアクチュエータ２３により構成されている。

基体２１の内部には、複数の個別流路２５（図２では１つを図示）と、当該複数の個別流路２５に通じる第１共通流路２７Ａ及び第２共通流路２７Ｂ（以下、単に「共通流路２７」ということがある。）とが形成されている。個別流路２５は、吐出素子１９毎に設けられ、共通流路２７は、複数の吐出素子１９に共通に設けられている。

各個別流路２５は、メディア１０１に対向する吐出孔２９ａを含むディセンダ（部分流路）２９と、ディセンダ２９に通じる加圧室３１と、加圧室３１と共通流路２７とを連通する供給路３３とを有している。

複数の個別流路２５及び共通流路２７にはインクが満たされている。複数の加圧室３１の容積が変化してインクに圧力が付与されることにより、複数の加圧室３１から複数のディセンダ２９へインクが送出され、複数の吐出孔２９ａからは複数のインク滴が吐出される。また、複数の加圧室３１へは複数の供給路３３を介して共通流路２７からインクが補充される。

２つの共通流路２７は、例えば、ｚ方向において積層的に配置され、ｘ方向に互いに平行に延びている。ただし、２つの共通流路２７におけるインクの流れ方向は、互いに逆方向である。具体的には、例えば、マークＭＡによって示すように、第１共通流路２７Ａにおいては、インクは、紙面奥手側から紙面手前側に流れ、マークＭＢによって示すように、第２共通流路２７Ｂにおいては、インクは、紙面手前側から紙面奥手側に流れる。

なお、２つの共通流路２７は、互いに同一の形状（断面形状及び平面形状）及び大きさ（幅、高さ及び長さ）とされることなどにより、上流側から下流側へかけての圧力低下の勾配が概ね互いに同一とされることが好ましい。共通流路２７の流路方向に直交する断面形状は例えば矩形である。

加圧室３１は、例えば、ｚ方向において一定の厚さに形成されるとともに、ｚ方向に見てｘ方向及びｙ方向を対角線方向とする菱形（図３参照）とされている。その菱形のｙ方向の一方の角部はディセンダ２９と連通され、他方の角部は供給路３３と連通されている。

加圧室３１は、第１共通流路２７Ａ及び第２共通流路２７Ｂの双方に通じている。具体的には、例えば、加圧室３１は、供給路３３が共通流路２７側において分岐して、２つの共通流路２７の双方に通じることによって、２つの共通流路２７の双方に通じている。

供給路３３は、例えば、第１共通流路２７Ａに開口する第１供給孔３４Ａと、第２共通流路２７Ｂに開口する第２供給孔３４Ｂ（以下、単に「供給孔３４」といい、これらを区別しないことがある。）と、これらを連通する連通部３３ａと、連通部３３ａに連続するしぼり３３ｂと、しぼり３３ｂに連続するとともに加圧室３１に開口する開口部３３ｃとを含んでいる。なお、しぼり３３ｂよりも加圧室３１側の部分（開口部３３ｃ）は、加圧室３１の一部と捉えられてもよい。

各供給孔３４は、例えば、２つの共通流路２７を仕切る壁面から共通流路２７内に（ｚ方向に）開口している。２つの供給孔３４は、例えば、２つの共通流路２７の流路方向（ｘ方向）及び幅方向（ｙ方向）において互いに同一の位置に配置されており、ｚ方向において重なっている。連通部３３ａは、２つの共通流路２７を仕切る壁面をｚ方向に貫通して、２つの供給孔３４を連通している。しぼり３３ｂは、連通部３３ａの内周面に（ｙ方向に）開口している。

しぼり３３ｂは、供給路３３の、インクの流れ方向に直交する断面の面積が縮小された部分であり、例えば、共通流路２７、供給孔３４、連通部３３ａ、開口部３３ｃ及び加圧室３１よりもインクの流れ方向に直交する断面の面積が小さい。なお、ここでいう連通部３３ａの流れ方向は２つの供給孔３４間の方向（ｚ方向）である。しぼり３３ｂは、例えば、ｙ方向に延びるように形成されている。

しぼり３３ｂが形成されていることによって、加圧室３１の容積が縮小したときに、インクの加圧室３１から共通流路２７への逆流が抑制される等の作用が奏される。なお、本実施形態においては、各しぼり３３ｂは、２つの共通流路２７に対して共通に設けられているので、空間の利用効率が高くなり、ヘッド５を小型化できる。

基体２１は、例えば、複数の基板が積層されることにより構成されている。具体的には、基体２１は、複数の個別流路２５及び共通流路２７を構成する貫通孔が形成された複数の基板３５と、複数の加圧室３１の上面開口を塞ぐ振動板３７とを有している。

複数の基板３５の厚み及び積層数は、複数の個別流路２５及び共通流路２７の形状等に応じて適宜に設定されてよい。複数の基板３５は、適宜な材料により形成されてよく、例えば、金属、セラミック若しくはシリコンにより形成されている。

アクチュエータ２３は、例えば、撓みモードで変位する、ユニモルフ型の圧電素子により構成されている。具体的には、例えば、アクチュエータ２３は、加圧室３１側から順に積層された、振動板３７、共通電極３９、圧電体４１及び複数の個別電極４３を有している。個別電極４３は、吐出素子１９毎に設けられている。

振動板３７、共通電極３９及び圧電体４１は、例えば、複数の加圧室３１を覆うように複数の加圧室３１に共通に設けられている。一方、個別電極４３は、加圧室３１毎に設けられている。より具体的には、個別電極４３は、概ね、加圧室３１と相似形（本実施形態では概ね菱形）で、加圧室３１の広さよりも若干小さい個別電極本体とその個別電極本体の角部に接続されている引出電極（不図示）とを含んでいる。

振動板３７、共通電極３９、圧電体４１及び複数の個別電極４３は、適宜な材料により形成されてよい。例えば、振動板３７は、セラミック、酸化シリコン若しくは窒化シリコンにより形成されている。共通電極３９及び複数の個別電極４３は、例えば、白金若しくはパラジウムにより形成されている。圧電体４１は、例えば、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等のセラミックにより形成されている。

圧電体４１は、厚さ方向（ｚ方向）を分極方向とされている。従って、共通電極３９及び個別電極４３に電圧を印加して、圧電体４１に対して分極方向に電界を作用させると、圧電体４１は面内で収縮する。この収縮により振動板３７は、加圧室３１側に凸となるように撓み、その結果、加圧室３１の体積は変化する。

なお、吐出素子１９の駆動方式は、引き打ち方式、押し打ち方式等の公知の駆動方式から適宜に選択されてよい。また、１ドットの記録に対してインク滴の数が増減されることや、インク滴の量を変えることにより、階調が表現されてよい。複数の吐出素子１９の駆動（加圧室３１への圧力付与）開始タイミングは、互いに同時とされてもよいし、隣接する複数の加圧室３１同士において、吐出孔２９ａからしぼり３３ｂまでの流路の中のインクの固有振動周期よりも短い時間差で互いにずらされてもよい。

図３は、ヘッド５の一部の流路を模式的に示す平面図である。図３では、ディセンダ２９、加圧室３１、しぼり３３ｂ、連通部３３ａ、第１供給孔３４Ａ及び第１共通流路２７Ａが示されている。

複数の加圧室３１は、共通流路２７に沿って（ｘ方向に）配列されて加圧室列Ｆを構成している。加圧室列Ｆは、例えば、第１共通流路２７Ａ及び第２共通流路２７Ｂに対して、その両側に２列配置されている。２つの加圧室列Ｆは、ｘ方向の位置が互いに同一（図３の例）であっても互いに異なっていてもよい。

なお、第１共通流路２７Ａ、第２共通流路２７Ｂ及び加圧室列Ｆの組み合わせは、ｙ方向に適宜な数で配列されてよい。また、この場合において、各共通流路２７は、マニホルド状に形成された流路の分岐部分であってもよい。

各加圧室列Ｆに繋がっている個別流路２５において、複数の吐出孔２９ａは、ｘ方向のピッチが一定とされている。そのｘ方向のピッチを幅とし、ｙ方向に延びる帯状領域Ｒにおいては、加圧室列Ｆのｙ方向の数と同数の吐出孔２９ａが含まれている。帯状領域Ｒに含まれる全ての吐出孔２９ａは、ｘ方向の位置が互いに異なるとともにそのｘ方向のピッチが一定である。

従って、ヘッド５においては、ｘ方向及びｙ方向に配列された複数の吐出素子１９全体として、ｘ方向において所望の解像度が実現されている。一例として、加圧室列Ｆのｙ方向の数が１６とされ（帯状領域Ｒに１６個の吐出孔２９ａが含まれ）、帯状領域Ｒの幅が１／３７．５インチである場合には、ヘッド５は、６００ｄｐｉ（＝１６／（１／３７．５））の解像度を実現する。

なお、ｙ方向に配列された複数の加圧室３１を含む個別流路２５間においては、ディセンダ２９が、ｘ方向およびｙ方向に位置をずらしながら、加圧室３１から吐出孔２９ａに向かうように構成されることなどにより、吐出孔２９ａのｘ方向の位置が互いに異なるものとされる。

複数の加圧室３１が共通流路２７に沿って配列されていることに対応して、複数の供給孔３４も共通流路２７に沿って配列されている。一の加圧室列Ｆに対応する複数の供給孔３４は、例えば、一定のピッチで配列されている。ただし、複数の供給孔３４は、共通流路２７の上流側から下流側への圧力勾配を考慮して、ピッチが変化するように配列されてもよい。

図４は、ヘッド５の作用を説明する図である。より具体的には、図４は、図３の領域ＩＶに相当する部分を抽出した模式図であり、図４では、第１共通流路２７Ａ、第２共通流路２７Ｂ、及び、これらに通じる３個の個別流路２５の一部（加圧室３１、第１供給孔３４Ａ及び第２供給孔３４Ｂ）が模式的に示されている。

矢印ｙ１１は、第１共通流路２７Ａにおけるインクの流れ方向を示し、矢印ｙ１２は、第２共通流路２７Ｂにおけるインクの流れ方向を示している。各共通流路２７の流れ方向両側において矩形で囲って示す「高」「低」は、各共通流路２７における圧力の相対的な高低を示している。すなわち、上流側において圧力が高くなり、下流側において圧力が低くなることを示している。

各第１供給孔３４Ａの付近にて矩形で囲って示す数字（１〜３）は、３つの第１供給孔３４Ａ間における、上流側からの順番を示している。同様に、各第２供給孔３４Ｂの付近にて矩形で囲って示す数字（１〜３）は、３つの第２供給孔３４Ｂ間における、上流側からの順番を示している。各加圧室３１にて矩形で囲って示す数字（４）は、各加圧室３１に通じる第１供給孔３４Ａ及び第２供給孔３４Ｂの上流側からの順番の合計を示している。

上述のように、第１共通流路２７Ａ及び第２共通流路２７Ｂは、互いに平行に延びるとともに、インクの流れが互いに逆方向である。そして、各加圧室３１に通じる第１供給孔３４Ａ及び第２供給孔３４Ｂは、第１共通流路２７Ａ及び第２共通流路２７Ｂの延びる方向（ｘ方向）において互いに同一位置に開口している。

従って、複数の加圧室３１間において、対応する第１供給孔３４Ａが複数の第１供給孔３４Ａ間において上流側となる加圧室３１ほど、対応する第２供給孔３４Ｂが複数の第２供給孔３４Ｂ間において下流側となっている。そして、各加圧室３１にて矩形で囲って示す数字に示されるように、複数の加圧室３１間において、２つの供給孔３４の上流側からの順番の合計は、互いに同一となっている。

ここで、共通流路２７の圧力分布が吐出孔２９ａからのインク滴の吐出速度に及ぼす影響について説明する。まず、各加圧室３１が一の共通流路２７のみに通じ、他の共通流路２７に通じていない場合について考える。

共通流路２７は、上述したように、インクタンク６によって一定範囲の負圧に維持されている。また、共通流路２７は、圧力損失によって、下流側ほど圧力が低くなっている（上流側ほど圧力が高くなる。）。

従って、加圧室３１の容積が拡大し、加圧室３１の圧力が低下する（負圧が更に低くなる）ときにおいては、共通流路２７の上流側に通じる加圧室３１ほど、共通流路２７と加圧室３１との圧力差が大きい。その結果、上流側に通じる加圧室３１ほど、共通流路２７から加圧室３１へのインクの流入量が多く、ひいては、インク流入後における加圧室３１内の圧力上昇が大きい（第１の影響）。

また、加圧室３１の容積が縮小し、加圧室３１の圧力が上昇する（正圧になる）ときにおいては、共通流路２７の上流側に通じる加圧室３１ほど、共通流路２７と加圧室３１との圧力差が小さい。その結果、上流側に通じる加圧室３１ほど、共通流路２７へのインクの逆流が生じにくくなり、ディセンダ２９にインクが流れやすくなる（第２の影響）。

従って、加圧室３１の容積を縮小させてインク滴を吐出するときには、上記の第２の影響により、共通流路２７の上流側に通じる加圧室３１を有する吐出素子１９ほど、吐出速度が速くなる。さらに、加圧室３１の容積を拡大してから加圧室３１の容積を縮小してインク滴を吐出する引き打ち式においては、上記の第２の影響だけでなく、上記の第１の影響によっても、上流側に通じる加圧室３１を有する吐出素子１９ほど、吐出速度が速くなる。

一方、本実施形態の複数の加圧室３１においては、第１共通流路２７Ａの上流側に通じる加圧室３１ほど、第２共通流路２７Ｂの下流側に通じている。従って、第１共通流路２７Ａの圧力分布の影響と第２共通流路２７Ｂの圧力分布の影響とは相殺され、複数の吐出素子１９の吐出速度のばらつきが緩和される。

さらに、基体２１には、複数の第１供給孔３４Ａと複数の第２供給孔３４Ｂとの、互いに同一の加圧室３１に通じるもの同士をそれぞれ連通する複数の連通部３３ａと、複数の連通部３３ａと複数の加圧室３１とをそれぞれ連通するしぼり３３ｂとが形成されている。換言すれば、２つの共通流路２７は、流れ方向の複数位置において、第１供給孔３４Ａ及び第２供給孔３４Ｂによって、加圧室３１を介さずに連通されている。従って、共通流路２７の圧力勾配が緩和され、吐出速度のばらつきが一層緩和される。しかも、２つの共通流路２７の連通は、加圧室３１を２つの共通流路２７に通じさせるための２つの供給孔３４によりなされることから、構造の簡素化が図られる。

＜第２の実施形態＞
図５は、第２の実施形態に係る吐出素子２１９を示す、図２に相当する断面図である。

吐出素子２１９の基体２２１においては、２つの共通流路２７の配置が第１の実施形態の吐出素子１９の基体２１と相違する。また、基体２２１は、当該共通流路２７の配置の相違に起因して、共通流路２７と加圧室３１とを連通する供給路２３３の構成が基体２１と相違する。なお、アクチュエータ２３、ディセンダ２９及び加圧室３１の構成は、第１の実施形態と同様である。

２つの共通流路２７は、ｙ方向に並んでｘ方向に延びている。各供給孔３４は、例えば、対応する共通流路２７の上面において開口しており、好ましくは、当該上面の、２つの共通流路２７の互いに隣接する側に位置している。個別流路２２５の連通部２３３ａは、２つの供給孔３４をその上方側においてｙ方向に連通している。しぼり３３ｂは、連通部２３３ａの上面に開口して、連通部２３３ａと加圧室３１とを連通している。

特に図示しないが、加圧室３１及び供給孔３４等の個別流路２２５の各部は、第１の実施形態と同様に、共通流路２７に沿って（ｘ方向に）複数配列されている。また、第１の実施形態と同様に、２つの共通流路２７は、インクの流れ方向が互いに逆方向とされている。従って、第２の実施形態においても、複数の加圧室３１間において、対応する第１供給孔３４Ａが複数の第１供給孔３４Ａ間において上流側となる加圧室３１ほど、対応する第２供給孔３４Ｂが複数の第２供給孔３４Ｂ間において下流側となっている。

なお、図５では、共通流路２７の側方一方側に位置する個別流路２２５のみが図示されているが、図２と同様に、共通流路２７の側方両側に個別流路２２５が形成されてよい。なお、この場合、共通流路２７の側方一方側の個別流路２２５と、共通流路２７の側方他方側の個別流路２２５とは、供給孔３４及び連通部２３３ａのｘ方向の位置を互いにずらして形成される。

第２の実施形態においても、第１の実施形態と同様に、複数の加圧室３１において、第１共通流路２７Ａの上流側に通じる加圧室３１ほど、第２共通流路２７Ｂの下流側に通じていることにより、第１共通流路２７Ａの圧力分布の影響と第２共通流路２７Ｂの圧力分布の影響とが相殺され、吐出速度のばらつきが緩和される効果が奏される。また、供給孔３４により２つの共通流路２７が連通されることによる圧力勾配の緩和の効果が奏される。

なお、第１の実施形態は、第２の実施形態に比較して、ヘッドのｙ方向の小型化や吐出孔２９ａのｙ方向における集積に有利である。第２の実施形態は、第１の実施形態に比較して、ヘッド（基体）のｚ方向の小型化（薄型化）に有利である。基体２１が薄型化されると、ディセンダ２９が短くなり、インク滴の吐出の周期を短くすることができるから、印刷の高速化に有利である。

＜共通流路のパターン例＞
互いに平行に延び、且つ、インクの流れ方向が互いに逆方向の複数（２つ）の共通流路２７については、共通流路２７にインクが流れ込む流入口等の配置等の具体的構成に関して、種々のパターンが考えられる。以下では、その数パターンについて例示する。

図６（ａ）〜図６（ｆ）は、共通流路２７を模式的に示す図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、比較例の共通流路２７を示し、図６（ｃ）〜図６（ｆ）は、実施形態に係る例の共通流路２７を示している。

これらの図は、平面図と捉えられてもよいし、側面図と捉えられてもよい。これらの図においては、共通流路２７と、共通流路２７にインクが流れ込む流入口４５とが示されている。また、矢印によって、共通流路２７におけるインクの流れ方向が示されるとともに、図４と同様に、矩形により囲まれた「高」「低」によって、圧力の相対的な高さが示されている。

図６（ａ）及び図６（ｂ）においては、一の共通流路２７に重なる一の丸により一の供給孔３４が示され、図６（ｃ）〜図６（ｆ）においては、２つの共通流路２７に重なる一の丸により１組の第１供給孔３４Ａ及び第２供給孔３４Ｂが示されている。供給孔３４は、共通流路２７に沿って複数配置されるが、これらの図においては、一の供給孔３４若しくは１組の第１供給孔３４Ａ及び第２供給孔３４Ｂのみを示している。

なお、流入口４５は、ヘッド５の表面に開口してインクタンク６からインクが供給されるものであってもよいし、共通流路２７がマニホルド状の流路の分岐部分である場合には、マニホルド状の流路の分岐点であってもよい。

図６（ａ）の比較例においては、共通流路２７の両端に流入口４５が位置し、インクは、共通流路２７の両端側から中央側へ流れる。すなわち、共通流路２７の圧力は、共通流路２７の両側において相対的に高くなっている。また、各加圧室３１は、一の供給孔３４を介して一の共通流路２７のみに通じている。従って、吐出速度は共通流路２７の圧力分布の影響を受け、共通流路２７の両端側に通じる加圧室３１を含む吐出素子ほど、吐出速度が速くなる。

図６（ｂ）の比較例においては、共通流路２７の一端に流入口４５が位置し、インクは、共通流路２７の一端側から他端側へ流れる。すなわち、共通流路２７の圧力は、共通流路２７の一端側において相対的に高くなっている。また、各加圧室３１は、一の供給孔３４を介して一の共通流路２７のみに通じている。従って、吐出速度は共通流路２７の圧力分布の影響を受け、共通流路２７の一端側に通じる加圧室３１を含む吐出素子ほど、吐出速度が速くなる。

図６（ｃ）の実施形態の例においては、第１共通流路２７Ａにおいては、その中央に流入口４５が位置し、インクは、第１共通流路２７Ａの中央側から両端側へ流れる。すなわち、第１共通流路２７Ａの圧力は、第１共通流路２７Ａの中央側において相対的に高くなっている。一方、第２共通流路２７Ｂにおいては、図６（ａ）の共通流路２７と同様に、その両端に流入口４５が位置し、第２共通流路２７Ｂの圧力は、第２共通流路２７Ｂの両端側において相対的に高くなっている。

従って、第１共通流路２７Ａ及び第２共通流路２７Ｂは、インクの流れ方向が互いに逆向きであり、ひいては、圧力の高低が流路方向に関して互いに逆になっている。そして、各加圧室３１は、２つの供給孔３４を介して２つの共通流路２７に通じ、上述したように、共通流路２７の圧力分布の影響は緩和される。なお、図６（ｃ）の例は、中央の流入口４５を境にして紙面左側と紙面右側とのそれぞれに、第１共通流路２７Ａ及び第２共通流路２７Ｂが形成されている（全体として２組の第１共通流路２７Ａ及び第２共通流路２７Ｂが形成されている）と捉えられてもよい。

図６（ｄ）の実施形態の例においては、各共通流路２７においては、図６（ｂ）の例と同様に、その一端側に流入口４５が位置し、圧力は、共通流路２７の一端側において高くなっている。ただし、２つの共通流路２７は、互いに逆側の端部において流入口４５が開口しており、これによって、圧力の高低が流路方向に関して互いに逆になっている。そして、各加圧室３１は、２つの供給孔３４を介して２つの共通流路２７に通じ、上述したように、共通流路２７の圧力分布の影響は緩和される。

なお、図６（ｃ）の例は、図６（ｄ）の例に比較して、流入口４５の数が多いことから、共通流路２７の圧力分布における最大値と最小値との差を小さくし、ひいては、吐出速度のばらつきを抑制しやすい。一方、図６（ｄ）の例は、図６（ｃ）の例に比較して、共通流路２７の端部に流入口４５を形成すればよいことから（共通流路２７の中央に流入口を形成する必要がないことから）、設計が容易である。

図６（ｅ）の実施形態の例においては、流入口４５の位置は図６（ｃ）と同様である。ただし、各共通流路２７において、流路に直交する断面の面積は、上流側が下流側よりも大きくなっている。より具体的には、例えば、共通流路２７の断面積は、上流側から下流側に行くにつれて連続的に小さくなっている。その変化率は、適宜に設定されてよく、例えば一定である。

流入口４５付近においては流量が多いことから、圧力勾配は、流入口４５に近いほど急になる。そこで、流入口４５付近において共通流路２７の断面積を大きくすることにより、圧力勾配を直線に近づけることができる。その結果、圧力分布を平滑化して、吐出速度のばらつきを一層抑制することができる。

図６（ｆ）の実施形態の例においては、１組の第１共通流路２７Ａ及び第２共通流路２７Ｂは、流路方向の一方の端部同士が接続されている。換言すれば、一の共通流路２８が折り返されるように延び、その往路と復路とにより、第１共通流路２７Ａ及び第２共通流路２７Ｂが構成されている。また、流入口４５は、共通流路２８の一端に開口している。これによって、第１共通流路２７Ａ及び第２共通流路２７Ｂは、インクの流れ方向が互いに逆方向とされ、圧力の高低が流路方向に関して互いに逆になっている。そして、各加圧室３１は、２つの供給孔３４を介して２つの共通流路２７に通じ、上述したように、共通流路２７の圧力分布の影響は緩和される。

図６（ｆ）の例は、一の流入口４５で２つの共通流路２７にインクを供給できることなどから、他の例に比較して、コンパクト化が図られる。ただし、広い範囲に加圧室３１を分布させる場合には、共通流路２８が長くなり過ぎないように、図６（ｆ）に示すように、複数の共通流路２８が配置されることが好ましい。

＜実施例＞
（圧力分布の算出）
比較例及び実施形態のヘッドに対して具体的な寸法等を設定し、共通流路２７から個別流路２５（２２５）に付与される圧力の分布（厳密には、比較例においては供給孔３４における圧力、実施例においては連通部３３ａ（２３３ａ）における圧力）を算出した。具体的には、以下のとおりである。

（計算ケース）
以下の４つのケースについて計算を行った。
比較例：
比較例１：図６（ａ）の共通流路２７を想定
比較例２：図６（ｂ）の共通流路２７を想定
実施例
実施例１：図６（ｃ）の共通流路２７を想定
実施例２：図６（ｄ）の共通流路２７を想定

（計算条件）
計算条件は、以下のとおりである。
実施例においては、図３と同様の構成を想定した。すなわち、複数の第１供給孔３４Ａが第１共通流路２７Ａにおいて２列で第１共通流路２７Ａに沿って配置されるとともに、複数の第２供給孔３４Ｂが第２共通流路２７Ｂにおいて２列で第２共通流路２７Ｂに沿って配置された構成を想定した。供給孔３４の各列における数は８０個とした（第１供給孔３４Ａは８０個の列が２列で計１６０個、第２供給孔３４Ｂは８０個の列が２列で計１６０個）。

比較例においては、実施例から複数の第２供給孔３４Ｂ及び第２共通流路２７Ｂを省略した構成を想定した。すなわち、一の共通流路２７に対して、供給孔３４が２列で配列され、各列における供給孔３４の数が８０個（２列で計１６０個）である構成を想定した。

その他の計算条件は、以下のとおりである。
共通流路の流体抵抗：２．２０×１０^１１（Ｎｓ／ｍ^５）
インク滴量：１０．０（ｐｌ）
駆動周波数：３０．０（ｋＨｚ）

（計算結果）
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、全ての吐出孔２９ａから駆動周期（上述の駆動周波数の逆数）毎に、上述のインク滴量のインクを吐出した場合の計算結果を示す図である。これらの図において、横軸は、共通流路２７の流路方向（ｘ方向）における位置を供給孔３４の数により示し、縦軸は、共通流路２７から個別流路２５に付与される圧力の、共通流路２７における圧力損失が無いと仮定した場合の圧力（流入口４５における圧力）に対する圧力差を示している。

図７（ａ）において、線Ｌ１は、比較例１の計算結果を示し、線Ｌ３は、実施例１の計算結果を示している。この計算結果から、比較例１においては、共通流路２７の両端側に通じる個別流路２５ほど高い圧力が付与される分布となっており、実施例１においては、そのような分布が平坦化されていることが確認された。

図７（ｂ）において、線Ｌ５は、比較例２の計算結果を示し、線Ｌ７は、実施例２の計算結果を示している。この計算結果から、比較例２においては、共通流路２７の一端側に通じる個別流路２５ほど高い圧力が付与される分布となっており、実施例２においては、そのような分布が平坦化されていることが確認された。

（吐出速度のばらつき）
上述した共通流路２７から個別流路２５に付与される圧力を吐出孔２９ａからのインク滴の吐出速度に換算した。そして、各計算ケースについて、最大吐出速度と最小吐出速度との差を算出した。

計算条件は、以下のとおりである。
しぼりの流体抵抗：３．０１×１０^１３（Ｎｓ／ｍ^５）
ディセンダ（吐出孔含む）の流体抵抗：２．４３×１０^１４（Ｎｓ／ｍ^５）
共通流路における圧力損失が無いと仮定した場合の吐出速度（流入口４５の近傍に通じる加圧室を含む吐出素子の吐出速度）：８（ｍ／ｓ）
なお、インク滴量及び駆動周波数は、共通流路２７から個別流路２５に付与される圧力の計算条件と同様である。

以下に、計算結果を示す。
比較例１：０．１２６（ｍ／ｓ）
実施例１：０．０２９（ｍ／ｓ）
比較例２：０．５０９（ｍ／ｓ）
実施例２：０．１２６（ｍ／ｓ）

以上のとおり、共通流路２７の圧力分布が複数の加圧室３１間の圧力差に及ぼす影響が緩和されることにより、吐出速度のばらつきが縮小されることが確認された。

本発明は、以上の実施形態に限定されず、種々の態様で実施されてよい。

上述した複数の実施形態等は、適宜に組み合わされてよい。例えば、第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせ、各加圧室が４本の共通流路に通じるようにしてもよい。図６（ｅ）に示した共通流路２７の断面積が上流側において大きくなる形状は、図６（ｃ）の例だけでなく、図６（ｄ）の例又は図６（ｆ）の例に適用されてもよいし、上述したような４本の共通流路に適用されてもよい。なお、共通流路２７を４本とした場合の図４と同様の模式図を図８（ｃ）に示す。

加圧室への圧力付与の方法は、適宜な方法とされてよい。すなわち、インクジェットヘッドは、ピエゾ式ヘッドに限定されず、例えば、インクを加熱して気泡を発生させることによりインクに圧力を付与するサーマル式ヘッドであってもよい。また、ピエゾ式のインクジェットヘッドは、撓みモードヘッドに限定されず、例えば、振動板の振動方向に圧電体を収縮させる縦モードヘッドであってもよいし、圧電体の剪断変形を利用するシアモードヘッドであってもよい。撓みモードヘッドは、ユニモルフ型ヘッドに限定されず、互いに対向する２つの圧電体を有するバイモルフ型ヘッドであってもよい。

各加圧室が通じる共通流路の数（図６（ｆ）のような場合には１本の共通流路の特定部位の数と捉えられてもよい。以下、特に言及しない場合には同様。）は、２つ若しくは上述した４に限定されず、３若しくは５以上であってもよい。

実施形態では、図４において示したように、各加圧室３１は２つの供給孔を介して２つの共通流路２７に通じ、２つの供給孔３４の上流側からの順番の合計は、複数の加圧室間において互いに同一であった。そして、２つの共通流路２７の圧力分布の影響は、各加圧室において好適に相殺（完全に相殺されなくてもよい）された。このような状態を各加圧室が複数（２に限定されない）の共通流路に通じる場合に拡張（一般化）すると、第ｉ番目の共通流路に開口する供給孔を第ｉ供給孔とし（１≦ｉ≦ｎ、ｎは２以上の偶数）、また、各加圧室に対応する第ｉ供給孔の複数の第ｉ供給孔間における上流側からの順番をｍ（ｉ）としたときに、複数の加圧室間において、ｉ＝１からｉ＝ｎまでのｍ（ｉ）の総和（ｍ（１）＋ｍ（２）＋…＋ｍ（ｎ））が互いに等しいということになる（図８（ｃ）参照）。

なお、このときの供給孔の上流側からの順番は、互いに同一の共通流路の組み合わせに通じる複数の加圧室間（後述するように、その一部の加圧室間であってもよい。）において決定される。例えば、図４と同様の模式図である図８（ａ）においては、紙面中央の共通流路２７Ｃに対して、紙面上段の３つの加圧室に通じる３つの供給孔３４、及び、紙面下段の２つの加圧室に通じる２つの供給孔３４（合計５つの供給孔３４）が開口している。しかし、上述のｍ（１）＋ｍ（２）＋…＋ｍ（ｎ）を算出するときにおける、共通流路２７Ｃにおける供給孔３４の順番は、５つの供給孔間において決定されるのではなく、紙面上段の３つの加圧室に通じる３つの供給孔３４間において、又は、紙面下段の２つの加圧室に通じる２つの供給孔３４間において、別個に決定される。

また、供給孔の上流側からの順番は、ｍ（１）＋ｍ（２）＋…＋ｍ（ｎ）が互いに等しいか否かが判定される所定数の加圧室間において決定される。例えば、図３では、互いに同一の２つの共通流路２７の組み合わせに通じる２列の加圧室列Ｆに含まれる多数の加圧室３１を示したが、図４では、図３から３つの加圧室３１を抽出して供給孔３４の順番を決定し、ｍ（１）＋ｍ（２）＋ｍ（３）が互いに等しいことを示した。このように、一部の加圧室間（共通流路の流路方向に連続していても、していなくてもよい）において、供給孔の順番を決定し、ｍ（１）＋ｍ（２）＋…＋ｍ（ｎ）が互いに等しいという関係が成立するか否かが判定されてもよい。

なお、図３の２列の加圧室列Ｆにおいて、ｙ方向に隣接する加圧室３１同士は、供給孔３４の上流側からの位置（ｘ方向の位置）が互いに同一である。このような供給孔の上流側からの順番が互いに等しい加圧室が、ｍ（１）＋ｍ（２）＋…＋ｍ（ｎ）が互いに等しいという関係が成立するか否かが判定される所定数の加圧室（判定対象）に含まれると、当該判定が難しくなることがあるので、供給孔の順番が互いに等しい２つの加圧室の一方は判定対象から除外されることが好ましい。供給孔の順番が互いに等しい３つ以上の加圧室がある場合も同様に、一つの加圧室を除いて判定対象から除外されることが好ましい。ただし、例えば、一の共通流路における上流側からの供給孔の順番が、１番、２番、２番（２番が２つ）、４番となるような４つの加圧室が抽出された場合には、便宜的に、１番、２．５番、２．５番、４番のように順番を決定し、判定が行われてもよい。

また、図８（ａ）において、紙面上段の加圧室３１における順番の合計（４）と、紙面下段の加圧室３１における順番の合計（３）とが等しくないことから理解されるように、ｍ（１）＋ｍ（２）＋…＋ｍ（ｎ）が互いに等しいという関係は、互いに同一の共通流路の組み合わせに通じる複数の加圧室間（上述のように、その一部の加圧室間であってもよい。）において成立すればよい。

所定の２つの共通流路に関して、複数の個別流路間において、一の共通流路における供給孔の上流側からの順番と、他の共通流路における供給孔の上流側からの順番とが逆になっているという関係、若しくは、上述のｍ（１）＋ｍ（２）＋…＋ｍ（ｎ）が互いに等しいという関係等は、ヘッドが有する全ての加圧室について、若しくは、互いに同一の共通流路の組み合わせに通じる全ての加圧室について成立する必要はない。例えば、一の共通流路にのみ通じる加圧室が、ヘッド若しくは図８（ａ）等に示した範囲の上流側若しくは下流側に含まれてもよい。具体的な共通流路の配置、若しくは、共通流路の具体的な圧力勾配を考慮して、全体として種々の観点から好適なヘッドが得られるように、一部の加圧室についてのみ、上記の関係が成立してよい。

各加圧室が通じる共通流路の数は、圧力分布の影響を好適に相殺する観点から偶数であることが好ましい。ただし、図４と同様の模式図である図８（ｂ）に示すように、各加圧室３１が通じる共通流路２７の数は奇数であってもよい。

加圧室等を含む個別流路の形状及び共通流路の形状は、実施形態において例示したものに限定されない。例えば、ディセンダ、加圧室及び供給路は、その一部又は全部が一体化されてよく、必ずしもその境界位置が明確でなくてもよい。例えば、サーマルヘッドにおいて、ノズルと加圧室とは一体化されてよい。

また、例えば、共通流路は、搬送方向や搬送方向に斜めに交差する方向に延びてもよいし、湾曲しつつ延びてもよい。複数の共通流路は、断面積、断面形状、長さ等が互いに異なっていてもよい。実施形態では、１組の共通流路の両側に２つの加圧室列が配置されたが、１組の共通流路に対して一つの加圧室列が配置されてもよいし、３以上の加圧室列が配置されてもよい。供給孔は、共通流路の上面、下面に限らず、側面に開口してもよい。

加圧室と複数の共通流路とを連通するための供給路（３３、２３３）の形状は、しぼりよりも共通流路側において分岐する形状に限定されない。

例えば、図３と同様の模式図である図９に示すように、一の加圧室３１に対して２つ（複数）のしぼり３３ｂが設けられ、２つのしぼり３３ｂに２つの供給孔３４が個別に接続されていてもよい。換言すれば、供給路は、しぼり３３ｂよりも加圧室３１側において分岐してもよい。この場合、しぼり３３ｂの断面積に対する内周面の面積が大きくなるので、インクの振動流れを減衰させやすくなる。なお、実施形態のように、１つのしぼり３３ｂである場合においては、２つの供給孔３４がしぼり３３ｂを介さずに連通部３３ａにより連通されるので、図９の変形例に比較して２つの共通流路２７内における圧力勾配を緩和させる効果が高い。

また、特に図示しないが、供給路を分岐させるのではなく、一の加圧室３１に対して２つ（複数）の供給路が設けられることにより、一の加圧室３１が２つの共通流路に通じてもよい。換言すれば、２つの開口部３３ｃが加圧室３１に開口してもよい。また、図９に示されるように、２つの供給孔３４は、共通流路の流路方向の位置が互いに同一でなくてもよい。

上流側の断面積が下流側の断面積よりも大きい共通流路は、２本の共通流路のうちの１本のみなど、複数の共通流路のうちの一部のみでもよい。また、１本の共通流路（２８）が折り返すように延び、往路と復路とにより複数の共通流路（２７）が構成される場合において、共通流路（２７）の数（往路及び復路）の数は２本に限定されず、３本以上であってもよい。

５…インクジェットヘッド、２１…基体、２７Ａ…第１共通流路、２７Ｂ…第２共通流路、２９…ディセンダ、２９ａ…吐出孔、３１…加圧室、３４Ａ…第１供給孔、３４Ｂ…第２供給孔。

Claims (6)

1. 複数の個別流路と、ｎ（ｎ≧２）個の共通流路と、が形成された基体を有し、
   各個別流路は、
   加圧室と、
   前記加圧室に通じ、ｎ個の前記共通流路にそれぞれ開口するｎ個の供給孔と、
   を含み、
   ｎ個の前記共通流路のうち所定の２つの前記共通流路に関しては、前記複数の個別流路間において、一の前記共通流路における前記供給孔の上流側からの順番と、他の前記共通流路における前記供給孔の上流側からの順番とが逆になっている
   インクジェットヘッド。
2. ｎは偶数であり、第ｉ番目（１≦ｉ≦ｎ）の前記共通流路に開口する第ｉ番目の前記供給孔の上流側からの順番をｍ（ｉ）としたときに、前記複数の個別流路間において、ｉ＝１からｉ＝ｎまでのｍ（ｉ）の総和が互いに等しい
   請求項１に記載のインクジェットヘッド。
3. 前記所定の２つの前記共通流路の少なくとも一の前記共通流路において、流路に直交する断面の面積は、上流側が下流側よりも大きい
   請求項１又は２のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
4. 前記所定の２つの前記共通流路は、折り返すように延びる１本の流路の往路と復路とにより構成されている
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
5. 各個別流路は、
   前記所定の２つの前記共通流路にそれぞれ開口する２つの前記供給孔を連通する連通部と、
   前記連通部と前記加圧室とを連通するしぼりと、
   を更に有する
   請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドと、
   前記インクジェットヘッドを制御する制御部と、
   メディアを前記インクジェットヘッドに対して相対的に搬送する搬送部と
   を有する
   記録装置。

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