JP2019206148A - 液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置、ならびに液体吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】濃淡の差の目立ちにくい液体吐出ヘッドおよびその製造方法を提供する。【解決手段】複数の吐出孔、複数の加圧室、および複数の共通流路を有する流路部材と、複数の加圧部とを含んでいる液体吐出ヘッドであって、流路部材は、少なくとも１枚のプレート４ｅを含んでおり、プレートには、複数の加圧室の一部となる複数の第１孔１０ｃと、複数の共通流路の一部となる複数の第２孔２０ｃと、が配置されており、第１孔からもっとも近い第２孔までの距離を距離Ｌとしたとき、複数の第１孔１０ｃの中には前記距離Ｌの異なるものが存在し、前記距離Ｌが短い第１孔からなる第１孔群３６と、前記距離Ｌが、第１孔群よりも長い第２孔群３７とに分けたときに、第１孔群に属する第１孔と、第２孔群に属する第１孔とが交互に配置されている。これにより第１孔群及び第２孔群に属する第１孔から吐出された液滴とが交互に着弾するため、濃淡の差が目立ちにくくなる。【選択図】図５

Description

本開示は、液体吐出ヘッド、およびそれを用いた記録装置、ならびに液体吐出ヘッドの製造方法に関する。

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。）。

特開２００９−１４３１６８号公報

本開示の液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔、該複数の吐出孔と繋がっている複数の加圧室、および複数の共通流路を有する流路部材と、前記複数の加圧室を加圧する複数の加圧部とを含んでいる液体吐出ヘッドであって、前記複数の加圧室は、少なくとも１つの前記共通流路と繋がっており、前記流路部材は、少なくとも１枚のプレートを含んでおり、該プレートには、前記複数の加圧室の一部となる複数の第１孔と、前記複数の共通流路の一部となる複数の第２孔と、が配置されており、前記プレートを平面視したときに、前記複数の第２孔は、第１方向に沿って配置されており、かつ前記第１方向と交差する方向である第２方向に並んで配置されており、前記複数の第１孔は、当該複数の第１孔が前記第１方向に並んで配置されている複数の第１孔行を構成しており、前記複数の第１孔行は前記第２方向に並んで配置されており、前記第１孔からもっとも近い前記第２孔までの距離を距離Ｌとしたとき、前記複数の第１孔の中には前記距離Ｌの異なるものが存在し、前記距離Ｌが短い前記第１孔からなる第１孔群と、前記距離Ｌが、前記第１群よりも長い第２群とに分けたときに、前記第１方向に関して、前記第１群に属する前記第１孔と、前記第２群に属する前記第１孔とが交互に配置されている。

また、本開示の液体吐出ヘッドは、複数の吐出孔、該複数の吐出孔と繋がっている複数の加圧室、複数の共通流路、および少なくとも１つのダミー共通流路を有する流路部材と、前記複数の加圧室を加圧する複数の加圧部とを含んでいる液体吐出ヘッドであって、前記流路部材は、少なくとも１枚のプレートを含んでおり、該プレートには、前記加圧室の一部となる複数の第１孔と、前記複数の共通流路の一部となる複数の第２孔と、前記ダミー共通流路の一部となる少なくとも１つの第３孔と、が配置されており、前記プレートを平面視したときに、前記複数の第２孔は、第１方向に沿って配置されており、かつ前記第１方向と交差する方向である第２方向に並んで配置されており、前記複数の第１孔は、当該複数の第１孔が前記第１方向に並んで配置されている複数の第１孔行を構成しており、前記複数の第１孔のうち、前記第２孔同士の間に配置されていない前記第１孔の少なくとも一部は、前記第２孔と前記第３孔の間、もしくは、前記第３孔同士の間に配置されている。

さらに、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。

また、本開示の液体吐出ヘッドの製造方法は、複数の吐出孔、該複数の吐出孔と繋がっている複数の加圧室、および複数の共通流路を有する流路部材を含む液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記流路部材は、エッチング工程により加工された金属のプレートを含んでおり、前記エッチング工程において、前記プレートに形成される、前記複数の加圧室の一部となる複数の第１孔、および前記複数の共通流路の一部となる複数の第２孔の配置が、前記プレートを平面視したときに、前記複数の第２孔は、第１方向に沿って配置されており、かつ前記第１方向と交差する方向である第２方向に並んで配置されており、前記複数の第１孔は、当該複数の第１孔が前記第１方向に並んで配置されている複数の第１孔行を構成しており、前記複数の第１孔行は前記第２方向に並んで配置されており、前記第１孔からもっとも近い前記第２孔までの距離を距離Ｌとしたとき、前記複数の第１孔の中には前記距離Ｌの異なるものが存在し、前記距離Ｌが短い前記第１孔からなる第１孔群と、前記距離Ｌが、前記第１群よりも長い第２群とに分けたときに、前記第１方向に関して、前記第１群に属する前記第１孔と、前記第２群に属する前記第１孔とが交互に配置されている、配置である。

また、本開示の液体吐出ヘッドの製造方法は、複数の吐出孔、該複数の吐出孔と繋がっている複数の加圧室、複数の共通流路、および少なくとも１つのダミー共通流路を有する流路部材を含む液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記流路部材は、エッチング工程により加工された金属のプレートを含んでおり、前記エッチング工程において、前記プレートに形成される、前記複数の加圧室の一部となる複数の第１孔、前記複数の共通流路の一部となる複数の第２孔、および前記ダミー共通流路の一部となる少なくとも１つの第３孔の配置が、前記プレートを平面視したときに、前記複数の第２孔は、第１方向に沿って配置されており、かつ前記第１方向と交差する方向である第２方向に並んで配置されており、前記複数の第１孔は、当該複数の第１孔が前記第１方向に並んで配置されている複数の第１孔行を構成しており、前記複数の第１孔のうち、前記第２孔同士の間に配置されていない前記第１孔の少なくとも一部は、前記第２孔と前記第３孔の間、もしくは、前記第３孔同士の間に配置されている、配置である。

（ａ）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の側面図であり、（ｂ）は平面図である。 （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２（ｂ）の一部の拡大平面図である。 図２（ｂ）の一部の拡大平面図である。 （ａ）は、流路部材の一部を構成するプレートの平面図であり、（ｂ）は（ａ）の一部の拡大平面図である。 （ａ）は、流路部材の一部を構成する他のプレートの平面図であり、（ｂ）は（ａ）の一部の拡大平面図である。 （ａ）は、ヘッド本体の模式的な部分縦断面図であり、（ｂ）は、ヘッド本体の他の部分の縦断面図あり、流路部材の一部を構成するプレートの縦断面図である。 本開示の第１孔の配置である。

図１（ａ）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１（ｂ）は、概略の平面図である。プリンタ１は、液体を吐出する液体吐出ヘッド２と、液体吐出ヘッド２に対して記録媒体を相対的に移動させる可動部を含んでいる。プリンタ１では、可動部は、搬送ローラ８２Ａ、８２Ｂ、８２Ｃ、８２Ｄなどの各搬送ロ
ーラやそれらを駆動するモータ等である。可動部は、記録媒体である印刷用紙Ｐを搬送ローラ８２Ａから搬送ローラ８２Ｃへと搬送する。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に液体を着弾させて、印刷用紙Ｐに印刷などの記録を行なう。

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、その途中で液体を吐出する動作と、印刷用紙Ｐの搬送とを交互に行なう、いわゆるシリアルプリンタが挙げられる。シリアルプリンタでは、可動部は、液体吐出ヘッド２が搭載されたキャリッジ、およびキャリッジを印刷用紙Ｐの搬送方向に交差する方向に往復させるモータを含んでいる。可動部には、印刷用紙Ｐを搬送するローラや、そのローラを駆動するモータ等を含んでもよい。

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。

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。

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。分配部は、例えば、制御部８８から送られた印刷データを、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つの分配部を用いて、制御部８８から、４つの分配部に送られた印刷データを、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に分配してもよい。

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。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。

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。

印刷するために液体供給タンクに収容される液体の粘度は、例えば５ｍＰａ・ｓ以上１５ｍＰａ・ｓ以下とされる。液体供給タンクには、収容された液体の粘度が高くなったり、成分の沈降など起き難いように、液体を攪拌させる攪拌部を設けてもよい。

プリンタ１では、液体吐出ヘッド２で吐出しなかった液体の液体吐出ヘッド２から回収してもよい。回収した液体は、液体吐出ヘッド２に液体を供給する液体供給タンクに戻してもよいし、液体回収タンクに溜めてもよい。液体回収タンクに溜めた液体は、必要応じて、フィルタを通したり、粘度調整などをして、印刷に使用することができる。

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。

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が制御する塗布部７５で一様に塗布してもよい。

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。

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つの搬送ローラ８２Ａの間を通った後、塗布部７５の下を通る。塗布部７５は、印刷用紙Ｐに、上述のコーティング剤を塗布する。

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７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。

ヘッド室７４には、５個の搬送ローラ８２Ｂが配置されており、印刷用紙Ｐは、搬送ローラ８２Ｂの上を搬送される。５個の搬送ローラ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
個の搬送ローラ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、各搬送ローラ８２Ｂ間の印刷用紙Ｐが平面状になるように張られる。２つの搬送ローラ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。

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、乾燥部７６の中を通り、２つの搬送ローラ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、１００〜２００ｍ／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。

乾燥部７６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、乾燥部７６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。赤外線の照射する場合は、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。搬送させる範囲は、１／４周以上がよく、さらに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、乾燥部７６の代わりに、あるいは乾燥部７６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。

回収ローラ８０Ｂに回収可能なように、印刷された液体を、乾燥あるいは硬化させられた印刷用紙Ｐは、撮像部７７により撮像され、印刷状態を確認される。印刷状態の確認は、テストパターンを印刷して行なってもよいし、印刷する目的の印刷データを印刷して行なってもよい。撮像は、印刷用紙Ｐを搬送しながら、すなわち、印刷用紙Ｐの他の部分を印刷しながら行なってもよいし、搬送を停止して行なってもよい。

撮像された撮像データは、制御部８８により、印刷されていない部分や、印刷精度が低い部分がないかを評価される。具体的には、液体が吐出されなかったために印刷されていない画素がないか、あるいは、吐出された液体の吐出量、吐出速度、および吐出方向が、目標としている値からずれたり、飛翔中の液体が、気体の流動等の影響を受けることで、着弾位置がずれたり、着弾後の画素の広がりが小さくなったり、大きくなったりしていないかが評価される。

制御部８８は、撮像データに、設定された閾値以上のずれ等を検出した場合は、その結果を報知してもよい。また、印刷中であれば、印刷を停止したり、再開予定の印刷を再開しなくてもよい。

また、制御部８８は、撮像データから検出されたずれを補正するように、印刷データを改変して、改変した印刷データに基づいて、液体吐出ヘッド２から液体を吐出させるようにしてもよい。具体的には、制御部８８は、印刷されない画素、大きさの小さい画素、濃度の薄い画素があった場合、元の印刷データに対して、その画素の周囲に着弾する液体の量を増やした印刷データを作成し、印刷してもよい。同様に、画素の大きさが大きかったり、画素の濃度が濃かった場合には、その画素の周囲に着弾する液体の量を減らした印刷データを作成してもよい。着弾位置がある方向にずれていた場合は、ずれた方向の周囲に着弾する液体の量を減らし、ずれた方向と反対の方向の周囲に着弾する液体の量を増やした印刷データを作成してもよい。印刷データを改変する範囲は、ズレが検出された画素に
隣り合った画素だけでなく、それよりも広い範囲としてもよい。

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。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。

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。

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。

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は、図２（ｂ）の一点鎖線の範囲のヘッド本体２ａの拡大平面図である。図４は、図３の一点鎖線の範囲のヘッド本体２ａの拡大平面図である。図５（ａ）は、流路部材４の一部を構成するプレート４ｅの平面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の一部の拡大平面図である。図６（ａ）は、流路部材４の一部を構成するプレート４ｉの平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の一部の拡大平面図である。図７（ａ）は、ヘッド本体２ａの、模式的な部分縦断面図である。図７（ａ）では、流路の繋がっている状態を示すために、実際には、同一の縦断面に存在しない流路を、同一の縦断面に存在するかのように描いている。より詳細には、プレート４ｇから上と、プレート４ｈから上とは別の部位の縦断面である。図７（ｂ）は、ヘッド本体２ａの、他の部分の縦断面図である。ただし、図５（ｂ）には、図２（ａ）には描いていない信号伝達部６０も描いてある。図７（ｃ）は、流路部材４の一部を構成するプレート４ｅの縦断面図である。

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４においては、図を左右に分けている中央の２点鎖線の左側では、加圧室本体１０ｂおよび第１流路１２などを省
略して描いている。個別電極４４および接続電極４６は図の左上部分の４つの加圧室１０に対応するもののみを描いている。

液体吐出ヘッド２は、ヘッド本体２ａ以外に、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。

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の一つの面である加圧室面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、加圧室面４−１とは反対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。

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２２が、第１方向に沿って伸びるように配置されている。以下で、第１共通流路２０と第２共通流路２２とを合わせて、共通流路と言うことがある。第１共通流路２０と第２共通流路２２とは重なって配置されている。第１方向と交差する方向を第２方向とする。第１共通流路２０および第２共通流路２２は、それぞれ８本あり、第２方向に並んで配置されている。なお、第１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。一部の図には、第１〜４方向を、Ｄ１〜４で示した。

第１共通流路２０および第２共通流路２２の両側に沿って、第１共通流路２０および第２共通流路２２と繋がっている加圧室１０、および加圧室１０と繋がっている吐出孔８が並んでいる。第１共通流路２０および第２共通流路２２と繋がっている加圧室１０は、共通流路の片側にそれぞれ２行ずつ、両側を合わせて４行の加圧室行１１Ａを構成している。また、第１共通流路２０および第２共通流路２２と繋がっている吐出孔８は、共通流路の片側にそれぞれ２行ずつ、両側を合わせて４行の吐出孔行９Ａを構成している。第１共通流路２０および第２共通流路２２は８本あるので、加圧室行１１Ａは全体で３２行あり、吐出孔行９Ａも全体で３２行ある。

第１共通流路２０とその両側に並んでいる４行の加圧室１０とは、第１流路１２を介して繋がっている。第２共通流路２２とその両側に並んでいる４行の加圧室１０とは、第２流路１４を介して繋がっている。

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に流れ込む。加圧室１０に流れ込んだ液体の一部は、吐出孔８から吐出され、他の一部は、第１共通流路２０と重なって配置されている第２共通流路２２に流れ込み、第１流路部材４から外部に排出される。なお、以下でする説明も含めて、液体の供給および回収の流れは、逆にしてもよい。

第１共通流路２０は、第２共通流路２２の上に重なるように配置されている。第１共通流路２０は、第１流路１２が繋がっている範囲の外側において、第１方向および第３方向の両方の端部に配置されている開口２０ｂで第１流路部材４の外部に開口している。第２共通流路２２は、第２流路１４が繋がっている範囲の外側で、かつ第１共通流路２０の開
口２０ｂよりも外側において、第１方向および第３方向の両方の端部に配置されている開口２２ｂで第１流路部材４の外部に開口している。下側に配置されている第２共通流路２２の開口２２ｂが、上側に配置されている第１共通流路２０の開口２０ｂの外側に配置されていることで、空間効率がよくなる。なお、両端部を除いた第２共通流路本体２２ａの全体が、両端部を除いた第１共通流路本体２０ａ全体よりも下側に配置されている。

第１共通流路２０の第１方向側の開口２０ａと第３方向側の開口２０ａとからは、ほぼ同量の液体が供給され、第１共通流路２０の中央に向かって流れていく。１つの第１共通流路２０および１つ第２共通流路２２に繋がっている吐出孔８からの液体の吐出量が、場所によらずほぼ一定の場合、第１共通流路２０の流れは、中央に向かうにしたがって遅くなり、ほぼ中央で０（ゼロ）になる。第２共通流路２２における流れはこれと逆で、ほぼ中央で０（ゼロ）であり、外側に向かうにしたがって流れは速くなる。

液体吐出ヘッド２では、様々なものを記録するので、１つの第１共通流路２０および１つの第２共通流路２２に繋がっている吐出孔８からの液体の吐出量は、様々な分布になる。第１方向側の吐出孔８からの吐出量が多い場合、流れが０（ゼロ）となる場所は、中央よりも第１方向側になる。逆に、第３方向側の吐出孔８からの吐出量が多い場合、流れが０（ゼロ）となる場所は、中央よりも第３方向側になる。このように、記録するものによって吐出の分布が変わることにより、流れが０（ゼロ）となる場所が移動する。これにより、ある瞬間に、流れが０（ゼロ）となって液体が滞留したとしても、吐出の分布が変わることにより、その場所での滞留は解消されるので、同じ場所で液体が滞留し続けることによる、顔料の沈降や、液体の固着などを起き難くできる。

第１共通流路２０に繋がっている第１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２２に繋がっている第２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２２に第２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。１つの吐出孔８における液体の圧力をほぼ０（ゼロ）にすれば、上述の圧力変化は対称に変化するので、すべての吐出孔８で液体の圧力をほぼ０（ゼロ）にできる。

第１共通流路２０の下側の面はダンパ２８Ａになっている。ダンパ２８Ａの第１共通流路２０に面している面と反対側の面は、ダンパ室２９Ａに面している。ダンパ室２９Ａは、空気などの気体が入っており、その体積は、第１共通流路２０から加わる圧力によって変化する。ダンパ２８Ａは、ダンパ室２９Ａの体積が変わることで振動することができ、その振動が減衰することで、第１共通流路２０に生じた圧力変動を減衰させることできる。ダンパ２８Ａを設けることで、第１共通流路２０中の液体の共振等の圧力変動を小さくすることができる。

第２共通流路２２の下側の面はダンパ２８Ｂになっている。ダンパ２８Ｂの第２共通流路２２に面している面と反対側の面は、ダンパ室２９Ｂに面している。第１共通流路の場合と同様に、ダンパ２８Ｂを設けることで、第２共通流路２２中の液体の共振等の圧力変動を小さくすることができる。

１つの吐出孔行９Ａでは、吐出孔８は５０ｄｐｉ（約２５．４ｍｍ／５０）の間隔で配置されている。３２行の吐出孔行９Ａがあり、それらに含まれる吐出孔８が、第１方向に互いにずれて配置されていることにより、全体で１６００ｄｐｉの間隔で吐出孔８が配置されている。

より具体的には、図３において、吐出孔８を第１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１２００ｄｐｉ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、１２００ｄｐｉの解像度で印刷できる。

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２４と、第２共通流路２２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。

第２流路部材６は、第１流路部材４の加圧室面４−１における、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、圧電アクチュエータ基板４０を囲むように、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、起きる共振を小さくできる。

第１統合流路２４の第３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２４ｂが配置されている。第１統合流路２４は途中で２つに分岐して、一方は第３方向側の第１共通流路２０の開口２０ｂに繋がっており、もう一方は第１方向側の第１共通流路２０の開口２０ｂに繋がっている。第２統合流路２６の第１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。第２統合流路２６は途中で２つに分岐して、一方は第１方向側の第２共通流路２２の開口２２ｂに繋がっており、もう一方は第３方向側の第１共通流路２２の開口２２ｂに繋がっている。印刷をする場合には、外部から第１統合流路２４の開口２４ｂに液体を供給し、吐出しなかった液体は、第２統合流路２６の開口２６ｂから回収する。

また、第２流路部材６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には、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。

第１統合流路２４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２４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２４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２４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２４の流路抵抗とは、より正確には第１統合流路２４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。

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２２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２２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２４と繋がっている範囲の流路抵抗のことである。

第１統合流路２４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２２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２４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６０の通る貫通孔６ａを設けることができる。

第２流路部材６の下面には、第１統合流路２４となる溝と、第２統合流路２６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２２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と繋がることで、第１統合流路２２となっている。第２流路部材６の第２統合流路２６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２２の開口２２ａと繋がることで、第２統合流路２６となっている。

第１統合流路２４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２４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２共通流路２２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。

第２流路部材６の上面は、金属製の筐体などで塞がれる。信号伝達部６０は、例えば筐体に収められた配線基板に電気的に接続される。配線基板と制御部８８とは、ケーブルなどで電気的に接続される。信号伝達部６０には変異素子５０を駆動するドライバＩＣを実装してもよい。ドライバＩＣを、金属製の筐体あるいはその筐体に熱が伝わりやすくしてある部材に接触させることで、ドライバＩＣで発生した熱を外部に放出することができる。

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によって構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。

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６ａがあり、信号伝達部６０は貫通孔６ａ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６０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。

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。

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側にはプレート４ａが配置されており、プレート４ａから下には、プレート４ｂ〜４ｌが順に積層されている。なお、加圧室１０の側壁となる孔が形成されているプレート４ａをキャビティプレート４ａと呼び、共通流路の側壁となる孔が形成されているプレート４ｅ、ｆ、ｉ、ｊをマニホールドプレート４ｅ、ｆ、ｉ、ｊと呼び、吐出孔８が開口しているプレート４ｌをノズルプレート４ｌと呼ぶことがある。各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。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。

平板状の流路部材４の加圧室面４−１には、加圧室本体１０ａが開口していつおり、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２２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。

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と吐出孔を繋いでいる部分流路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、部分流路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。

加圧室本体１０ａには、第１流路１２が繋がっており、第１流路１２は、第１共通流路２０に繋がっている。第１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を平面方向に伸びる細長い貫通溝と、プレート４ｄを貫通する円形状の孔とを含んでいる。

部分流路１０ｂには、第２流路１４が繋がっており、第２流路１４は、第２共通流路２２に繋がっている。第２流路１４は、１つの加圧室１０に繋がっている個別流路１４ａと、他の加圧室１０とも繋がっている接続流路１４ｂとを含んでいる。本実施形態では、２つの加圧室１０にそれぞれ繋がっている２つの個別流路１４ａが合わさって１つの接続流路１４ｂとなった後、第２共通流路２２に繋がっている。１つの第２共通流路２２に繋がっている接続流路１４ｂの数は複数である。１つの第２共通流路２２に繋がっている接続流路１４ｂの数は、１つの第２共通流路２２に繋がっている加圧室１０の数の半分である。複数の個別流路１４ａを接続流路１４ｂに束ねた後で第２共通流路２２に繋げることで、空間効率をよくしている。なお、接続流路１４ｂに繋げる個別流路１４ａの数は３以上でもよい。

第１共通流路２０はプレート４ｅ、ｆに形成された孔が重ねられ、さらに上側をプレート４ｄで、下側をプレート４ｇで塞がれて成っている。第２共通流路２２はプレート４ｉ、ｊに形成された孔が重ねられ、さらに上側をプレート４ｈで、下側をプレート４ｋで塞がれて成っている。

液体の流れについてまとめると、第１統合流路２４に供給された液体は、第１共通流路２０および第１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流路１４を通って、第２共通流路２２に入った後、第２統合流路２６に入り、ヘッド本体２ａの外部に排出される。

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、ＮａＮｂＯ_３系、ＢａＴｉＯ_３系、（ＢｉＮａ）ＮｂＯ_３系、ＢｉＮａＮｂ_５Ｏ_１５系などのセラミックス材料からなる。

圧電セラミック層４０ｂは、次で説明する電極等に挟まれた構造になっていない。すなわち、圧電セラミック層４０ｂは、変異素子５０に駆動信号を加えても、自発的な圧電変形は、実質的に起こらず、圧電セラミック層４０ｂは、振動板として働いている。そのため、圧電セラミック層４０ｂは、圧電性のない他のセラミックや、金属板に変えることができる。また、圧電セラミック層４０ｂの下に金属板を積層して、圧電セラミック層４０ｂおよびその金属板の両方を振動板としてもよい。なお、そのような構造の場合、その金属板は、第１流路部材４の一部とみなすこともできる。また、そのような構成の場合、圧電セラミック層４０ｂと液体とは直接接触しないので、圧電アクチュエータ基板４０の信頼性を高くできる。

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。

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。

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、印刷媒体Ｐの搬送速度と同期して一定の周期で供給される。

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。

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。

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。

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。この圧力が部分流路１０ｂ内を伝搬し、吐出孔８から液体を吐出させる。

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。

各吐出孔８から吐出される液体の量に影響の大きい因子は加圧室１０の形状であり、特に部分流路１０ｂの形状の影響が大きい。部分流路１０ｂの断面の寸法が大きいと、加圧室本体１０ａに加わった圧力が吐出孔８に伝わり易くなり、基本的には、液体の吐出量が多くなり、吐出速度は速くなる。逆に、部分流路１０ｂの断面の寸法が小さいと、加圧室本体１０ａに加わった圧力が吐出孔８に伝わり難くなり、基本的には、液体の吐出量が少なくなり、吐出速度は遅くなり。吐出を行なう駆動波形によっては、上述の関係が変わることもあるが、そのような場合であっても、部分流路１０ｂに圧力が伝わり易いかどうかは、吐出特性に影響を与える。

部分流路１０ｂの断面の寸法は、基本的には同じ寸法で設計されるが、製造工程によりばらつきが生じる。設計によっては、そのばらつきが目立ちやすくなるおそれがある。具体的には、ばらつきにより断面の寸法が大きくなった部分流路１０ｂから吐出した液体が、記録媒体に並んで着弾とすると、その部分は通常よりも濃く見える。ばらつきにより断面の寸法が小さくなった部分流路１０ｂから吐出した液体が、記録媒体に並んで着弾とすると、その部分は通常よりも薄く見える。人が見たときに、濃度差が目立たなくするには、ばらつきにより断面の寸法が大きくなった部分流路１０ｂかたの吐出と、断面の寸法が小さくなった部分流路１０ｂからの吐出とが並んで着弾しないようにすればよい。

部分流路１０ｂは、プレート４ｂ〜ｋに形成されているが、これらのうち、第１共通流路２０となる第２孔２０ｃが形成されているプレート４ｅ、ｆおよび第２共通流路２２となる第２孔２２ｃが形成されているプレート４ｉ、ｊにおいて、部分流路１０ｃを構成している第１孔１０ｃのばらつきが大きくなることがある。

これは、プレートをエッチング加工する際に生じるエッチング液の流れが、開口の大きな第２孔２０ｃ、２２ｃの近いと場所と、遠い場所とで差があるためと考えられる。開口の大きな第２孔２０ｃ、２２ｃの近くでは、エッチング液の流れに乱れが生じ、新たなエッチング液が供給され易いため、エッチングが進み易く、第１孔１０ｃが大きくなり易い
。

第１孔１０ｃからもっとも近い第２孔２０ｃ、２２ｃまでの距離を距離Ｌとしたとき、第１孔１０ｃを、距離Ｌが短い第１孔１０ｃからなる第１孔群３６と、距離Ｌが、第１群３６よりも長い第２群３７とに分ける（図５、図６参照）。本実施形態では、距離Ｌは、距離の短いＬ１と、Ｌ１よりも長いＬ２の２種類になる。詳細は後述するが、第１群３６に属する第１孔１０ｃと、第２群３７に属する第１孔１０ｃとは、第１方向に交互に配置されている。これにより記録媒体には、第１群３６に属する第１孔１０ｃから吐出された液滴と、第２群３７に属する第１孔１０ｃから吐出された液滴とが交互に着弾するため、濃淡の差が目立ち難くなる。

第１孔１０ｃの配置について、図８を用いて説明する。ここで説明する第１孔１０ｃの配置は、第１共通流路２０となる第２孔２０ｃが形成されているプレート４ｅ、ｆおよび第２共通流路２２となる第２孔２２ｃが形成されているプレート４ｉ、ｊにおける配置である。本実施形態では、ここで説明する第１孔１０ｃと同じ位置に吐出孔８が配置されているが、吐出孔８は第１孔１０ｃと異なった位置に配置してもよい。異なった位置への配置としては、例えば、第１孔１０ｃと繋がる範囲で、第１孔１０ｃの中心とは異なる位置に設けてもよい。また、ここで説明する第１孔１０ｃと同じ位置から吐出孔８までに間に平面位置がずれるような流路を設けてもよい。

図８では、第１孔１０ｃは黒丸で表している。第１方向である、図８の左右方向の升目の１つは、液体吐出ヘッド２の解像度に相当し、１／１６００インチ（１インチの１６００分の１）である。第１孔１０ｃは、第１孔１０ｃが第１方向に３２／１６００インチ毎に並んだ第１孔行３４ｃを構成している。第１孔１０ｃは、３２／１６００インチ毎に同じパターンを繰り返して配置されており、図８の右側および左側にパターンは連なっている。ただし、第１孔１０ｃが吐出孔８に対してずれて配置する場合は、上述の位置とは異なる配置にしてもよい。

図８では、８本ある共通流路をＭ１〜８で表している。各第１孔行３４ｃに対して、その行に属する第１孔１０ｃが、第１群３６に属する場合はＧ１と記載し、第２群３７に属する場合はＧ２と記載している。

図８では、第１孔１０ｃは、第１群３６（図８ではＧ１）に属する第１孔１０ｃと、第２群３７（図８ではＧ２）に属する第１孔１０ｃとは、第１方向に交互に配置されている。このように配置すれば、上述したように、記録媒体には、第１群３６に属する第１孔１０ｃから吐出された液滴と、第２群３７に属する第１孔１０ｃから吐出された液滴とが交互に着弾するため、濃淡の差が目立ち難くなる。

第１孔１０ｃの形状について、図７（ｃ）を用いて説明する。図７（ａ）には、プレートａ〜ｋの断面を示しているが、これは模式的なものであり、エッチングで加工しているため、実際の断面形状は、図７（ｃ）のようになる。エッチングは、プレート４ｅの上面および下面の、エッチングする以外の部分にレジストを塗布して行なう。レジストの開口部分では、円弧状にエッチングが進み、上面からのエッチング部分と下面からのエッチング部分とが繋がることで、第１孔１０ｃが形成できる。実際には、繋がった後にも、エッチングが続けられ、第１孔１０ｃは所定の形状に近づくようにされる。

プレート４ｅの厚さＴに対して、第１孔１０ｃの径が小さいと、第１孔１０ｃの径のばらつきが大きくなるおそれがある。プレート４ｅの表面（上面およ下面の少なくとも一方）における第１孔１０ｃの半径をＲ１したとき、Ｒ１≧２Ｔ／３とすることにより、第１孔１０ｃの径のばらつきを小さくできる。例えば、Ｔ＝１５０μｍのときは、Ｒ１を１０
０μｍ以上にすればよい。Ｒ１が小さい場合、両側からエッチングされて、厚さの中央付近で繋がった際には、繋がった付近は厚さの薄い突起状になっているため、第１孔１０ｃの間に、エッチングの進み方に差があった際に、その薄い突起がとれだけエッチングされるかが大きく変わり、貫通している部分の孔の径が大きく変わってしまう。そのため、Ｒ１≧２Ｔ／３とするのがよい。

貫通している部分の孔の径、詳細には、第１孔１０ｃの深さ方向の中でもっとも径の小さい位置での第１孔１０ｃの半径をＲ１としたとき、Ｒ１≧０．９Ｒ２とすることにより、Ｒ２のばらつきを少なくできる。上述の厚さの中央付近の突起がエッチングされていけば、その部分の厚さが厚くなるのでエッチングの進み方に差があったとしても、Ｒ２のばらつきを小さくできる。Ｒ１よりも径が大きくなるの孔の形状が崩れることがあるので、Ｒ１≦Ｒ２とするのがよい。

本実施形態では、多くの第１孔１０ｃは、第２孔２０ｃ、２２ｃ同士の間に配置されている。他方、第２方向および第４方向の端では、片側にしか第２孔２０ｃ、２２ｃが配置されていない第１孔１０ｃが存在する。第１孔１０ｃから見て、両側に第２孔２０ｃ、２２ｃがある場合は、片側にだけ第２孔２０ｃ、２２ｃがある場合と比較して、エッチング液の乱れが大きくなり、エッチングが進み易くなる。つまり、第２方向および第４方向の端の第１孔１０ｃは、相対的に第１孔１０ｃが小さくなるおそれがある。

そこで、第３孔３０ｃ、３２ｃを配置して、第２方向および第４方向の端の第１孔１０ｃが、第２孔２０ｃ、２２ｃと第３孔３０ｃ、３２ｃとの間に挟まれるようにする。

第３孔３０ｃは、第２孔２０ｃと同様に第１方向に伸びる孔であり、第２方向に並んでいる第２孔２０ｃの第２方向の端、および第２方向の逆の方向である第４方向の端に配置される。本実施形態では、第３孔３０ｃは、第２孔２０ｃと同じ形状であり、第２孔２０ｃに対して第２孔２０ｃ同士の配置間隔と同じ間隔で配置されている。形状および配置は、必ずしもそのようにする必要はないが、そのようにすれは、第３孔３０ｃと第２孔２０ｃとの間に配置された第１孔１０ｃの形状を、第２孔２０ｃ同士の間に配置された第１孔１０ｃの形状に近づけることができる。

第３孔３０ｃ、３２ｃは、片側だけに第２孔２０ｃ、３２ｃがある第１孔１０ｃの数を減らすように設ければよい。本実施形態では、すべての第１孔１０ｃが、第２孔２０ｃ、２２ｃ同士の間、または第２孔２０ｃ、２２ｃと第３孔３０ｃ、３２ｃとの間に配置されているので、第１孔１０ｃの形状の差を小さくできる。

プレート４ｄ、ｆに配置された第３孔３０ｃは、積層した状態では上下を他のプレートで塞がれて、第１ダミーマニホールド３０を構成している。第１ダミーマニホールド３０は、密閉された空間であり、液体の吐出に関して直接的に関与はしない。第１ダミーマニホールド３０と外部とを繋ぐ孔を設ければ、積層加工時の空気の抜けがよくなり、積層不良が発生し難くなる。また、第１ダミーマニホールド３０を、第１共通流路２０と繋げて液体を流してもよい。この場合、「ダミー」とは、加圧室１０に直接的に液体を供給あるいは回収することがないことを表している。

第３孔３２ｃは、第２孔２２ｃと同様に第１方向に伸びる孔であり、第２方向に並んでいる第２孔２２ｃの第２方向の端、および第２方向の逆の方向である第４方向の端に配置される。本実施形態では、第３孔３２ｃは、第２孔２２ｃと同じ幅であるが、長さは、第２孔２０ｃと同じである。また、第３孔３２ｃは、第２孔２２ｃに対して、第２孔２２ｃ同士の配置間隔と同じ間隔で配置されている。形状および配置は、必ずしもそのようにする必要はないが、そのようにすれは、第３孔３２ｃと第２孔２２ｃとの間に配置された第
１孔１０ｃの形状を、第２孔２２ｃ同士の間に配置された第１孔１０ｃの形状に近づけることができる。エッチング形状の差を少なくするためには、第３孔３２ｃの長さは、１孔１０ｃの配置されている範囲によりも長くするのが好ましく、長くする量は、両端それぞれで、第３孔３２ｃの幅の長さよりも流するのがよい。本実施形態では、第３孔３２ｃを第２孔２２ｃよりも短くすることで、流路部材の端部での剛性を高くしている。

プレート４ｉ、ｊに配置された第３孔３２ｃは、積層した状態では上下を他のプレートで塞がれて、第２ダミーマニホールド３２を構成している。第２ダミーマニホールド３２は、密閉された空間であり、液体の吐出に関して直接的に関与はしない。第２ダミーマニホールド３２と外部とを繋ぐ孔を設ければ、積層加工時の空気の抜けがよくなり、積層不良が発生し難くなる。また、第２ダミーマニホールド３２を、第２共通流路２２と繋げて液体を流してもよい。この場合、「ダミー」とは、加圧室１０に直接的に液体を供給あるいは回収することがないことを表している。

プレート４ｅ、ｆ、ｉ、ｊの孔は、エッチング液を入れた槽に、加工する部分を除いてレジストを塗布したプレート４ｅ、ｆ、ｉ、ｊを入れて、エッチングにより形成する。槽では、プレート４ｅ、ｆ、ｉ、ｊに新たなエッチング液が当たり易いようにエッチング液が攪拌される。プレート４ｅ、ｆ、ｉ、ｊに形成する孔の配置を上述のようにすれば、加圧室１０の一部となる第１孔１０ｃの形状がばらついたとしても、人の目にばらつきが目立ち難い液体吐出ヘッド２を作製することができる。

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〜ｌ・・・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
８・・・吐出孔
９Ａ・・・吐出孔行
１０・・・加圧室
１０ａ・・・加圧室本体
１０ｂ・・・部分流路
１０ｃ・・・第１孔
１１Ａ・・・加圧室行
１２・・・第１流路
１４・・・第２流路
１４ａ・・・個別流路
１４ｂ・・・接続流路
２０・・・第１共通流路
２０ａ・・・第１共通流路本体
２０ｂ・・・（第１共通流路の）開口
２０ｃ・・・第２孔
２２・・・第２共通流路
２２ａ・・・第２共通流路本体
２２ｂ・・・（第２共通流路の）開口
２２ｃ・・・第２孔
２４・・・第１統合流路
２４ａ・・・第１統合流路本体
２４ｂ・・・（第１統合流路の）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、Ｂ・・・ダンパ
２９Ａ、Ｂ・・・ダンパ室
３０・・・第１ダミーマニホールド
３０ｃ・・・第３孔
３２・・・第２ダミーマニホールド
３２ｃ・・・第３孔
３４Ａ・・・第１孔行
３６・・・第１孔群
３７・・・第２孔群
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
Ｄ１・・・第１方向
Ｄ２・・・第２方向
Ｄ３・・・第３方向
Ｄ４・・・第４方向
Ｐ・・・印刷用紙

Claims (11)

1. 複数の吐出孔、該複数の吐出孔と繋がっている複数の加圧室、および複数の共通流路を有する流路部材と、前記複数の加圧室を加圧する複数の加圧部とを含んでいる液体吐出ヘッドであって、
   前記複数の加圧室は、少なくとも１つの前記共通流路と繋がっており、
   前記流路部材は、少なくとも１枚のプレートを含んでおり、該プレートには、前記複数の加圧室の一部となる複数の第１孔と、前記複数の共通流路の一部となる複数の第２孔と、が配置されており、
   前記プレートを平面視したときに、
   前記複数の第２孔は、第１方向に沿って配置されており、かつ前記第１方向と交差する方向である第２方向に並んで配置されており、
   前記複数の第１孔は、当該複数の第１孔が前記第１方向に並んで配置されている複数の第１孔行を構成しており、
   前記複数の第１孔行は前記第２方向に並んで配置されており、
   前記第１孔からもっとも近い前記第２孔までの距離を距離Ｌとしたとき、
   前記複数の第１孔の中には前記距離Ｌの異なるものが存在し、
   前記距離Ｌが短い前記第１孔からなる第１孔群と、前記距離Ｌが、前記第１群よりも長い第２群とに分けたときに、
   前記第１方向に関して、前記第１群に属する前記第１孔と、前記第２群に属する前記第１孔とが交互に配置されている、液体吐出ヘッド。
2. 複数の吐出孔、該複数の吐出孔と繋がっている複数の加圧室、複数の共通流路、および少なくとも１つのダミー共通流路を有する流路部材と、前記複数の加圧室を加圧する複数の加圧部とを含んでいる液体吐出ヘッドであって、
   前記流路部材は、少なくとも１枚のプレートを含んでおり、該プレートには、前記加圧室の一部となる複数の第１孔と、前記複数の共通流路の一部となる複数の第２孔と、前記ダミー共通流路の一部となる少なくとも１つの第３孔と、が配置されており、
   前記プレートを平面視したときに、
   前記複数の第２孔は、第１方向に沿って配置されており、かつ前記第１方向と交差する方向である第２方向に並んで配置されており、
   前記複数の第１孔は、当該複数の第１孔が前記第１方向に並んで配置されている複数の第１孔行を構成しており、
   前記複数の第１孔のうち、前記第２孔同士の間に配置されていない前記第１孔の少なくとも一部は、前記第２孔と前記第３孔の間、もしくは、前記第３孔同士の間に配置されている、液体吐出ヘッド。
3. 前記複数の第１孔のうち、前記第２孔同士の間に配置されていない前記第１孔の少なくとも一部は、前記第２孔と前記第３孔の間に配置されている、請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記複数の第１孔のすべては、前記第２孔同士の間、前記第２と前記第３孔の間、および前記第３孔同士の間のいずれかに配置されている、請求項２または３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記プレートを平面視したときに、
   前記複数の第１孔行は前記第２方向に並んで配置されており、
   前記第１孔から、前記第２孔および前記第３孔のうちでもっとも近いものまでの距離を距離Ｌとしたとき、
   前記複数の第１孔の中には前記距離Ｌの異なるものが存在し、
   前記距離Ｌが短い前記第１孔からなる第１孔群と、前記距離Ｌが、前記第１群よりも長い第２群とに分けたときに、
   前記第１方向に関して、前記第１群に属する前記第１孔と、前記第２群に属する前記第１孔とが交互に配置されている、請求項２〜４のいずれかに記載の液体吐ヘッド。
6. 前記第１群に属する前記第１孔の前記距離Ｌはすべて同じであり、前記第２群に属する前記第１孔の前記距離Ｌはすべて同じである、請求項１または５に記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記第１孔の平面形状が円形状であり、前記プレートの表面における前記第１孔の半径をＲ１とし、前記プレートの厚さをＴとしたとき、Ｒ１≧２Ｔ／３である、請求項１〜６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記第１孔の平面形状が円形状であり、前記第１孔の深さ方向の中でもっとも径の小さい位置での前記第１孔の半径をＲ２としたとき、Ｒ２≧０．９Ｒ１である請求項７に記載の液体吐出ヘッド。
9. 請求項１から８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。
10. 複数の吐出孔、該複数の吐出孔と繋がっている複数の加圧室、および複数の共通流路を有する流路部材を含む液体吐出ヘッドの製造方法であって、
    前記流路部材は、エッチング工程により加工された金属のプレートを含んでおり、
    前記エッチング工程において、前記プレートに形成される、前記複数の加圧室の一部となる複数の第１孔、および前記複数の共通流路の一部となる複数の第２孔の配置が、
    前記プレートを平面視したときに、
    前記複数の第２孔は、第１方向に沿って配置されており、かつ前記第１方向と交差する方向である第２方向に並んで配置されており、
    前記複数の第１孔は、当該複数の第１孔が前記第１方向に並んで配置されている複数の第１孔行を構成しており、
    前記複数の第１孔行は前記第２方向に並んで配置されており、
    前記第１孔からもっとも近い前記第２孔までの距離を距離Ｌとしたとき、
    前記複数の第１孔の中には前記距離Ｌの異なるものが存在し、
    前記距離Ｌが短い前記第１孔からなる第１孔群と、前記距離Ｌが、前記第１群よりも長い第２群とに分けたときに、
    前記第１方向に関して、前記第１群に属する前記第１孔と、前記第２群に属する前記第１孔とが交互に配置されている、
    配置である、液体吐出ヘッドの製造方法。
11. 複数の吐出孔、該複数の吐出孔と繋がっている複数の加圧室、複数の共通流路、および少なくとも１つのダミー共通流路を有する流路部材を含む液体吐出ヘッドの製造方法であって、
    前記流路部材は、エッチング工程により加工された金属のプレートを含んでおり、
    前記エッチング工程において、前記プレートに形成される、前記複数の加圧室の一部となる複数の第１孔、前記複数の共通流路の一部となる複数の第２孔、および前記ダミー共通流路の一部となる少なくとも１つの第３孔の配置が、
    前記プレートを平面視したときに、
    前記複数の第２孔は、第１方向に沿って配置されており、かつ前記第１方向と交差する方向である第２方向に並んで配置されており、
    前記複数の第１孔は、当該複数の第１孔が前記第１方向に並んで配置されている複数の第１孔行を構成しており、
    前記複数の第１孔のうち、前記第２孔同士の間に配置されていない前記第１孔の少なくとも一部は、前記第２孔と前記第３孔の間、もしくは、前記第３孔同士の間に配置されている、
    配置である、液体吐出ヘッドの製造方法。

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