JPH1081015A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 副走査方向に関するヘッドの占有スペースを
小さくすると共に、高解像度でかつ階調性の高い画像が
得られるインクジェット記録ヘッドを提供する。 【解決手段】 走査方向６と斜めに交差する第１の線３
４ａに沿って所定の間隔を置いて複数の第１ノズル３２
を配置した第１ヘッド部１２と、第１ノズルよりも大径
のインク滴を吐出し得る第２ノズル３２を第１の線と平
行な第２の線３４ｂに沿って第１ノズルと同一間隔に配
置した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット記録ヘッドとして
図９に示すものが知られている。このインクジェット記
録ヘッド１００は４つのヘッド部１０２とこれらのヘッ
ド部１０２を保持する基板１０４とを備えている。各ヘ
ッド部１０２は、ヘッド１００の主走査方向１０６（ス
キャン方向）に直交する副走査方向１０８（記録媒体の
移動方向）に延びる線１１０に沿って等間隔に複数のノ
ズル１１２が設けてあり、これらのノズル１１２からイ
ンク（図示せず）が吐出するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記インク
ジェット記録ヘッド１００ではヘッド部１０２が副走査
方向１０８に長く、その方向の占有スペースが大きいと
いう問題があった。また、上記インクジェット記録ヘッ
ド１００では、ノズル１１２のピッチは製造上の制約か
ら小さくするにも限界があり、ノズルピッチをさらに小
さくして高密度の画像を得るにも限界があった。さら
に、階調性の再現も十分でなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は上記問
題点を解消するためになされたもので、インクジェット
記録ヘッドに、走査方向と斜めに交差する第１の線に沿
って所定の間隔を置いて複数の第１ノズルを配置した第
１ヘッド部と、上記第１ノズルよりも大径の第２ノズル
を上記線と平行な第２の線に沿って上記第１ノズルと同
一間隔に配置した第２ヘッド部とを設けたものである。

【０００５】

【発明の効果】上記インクジェット記録ヘッドでは、第
１ヘッド部と第２ヘッド部は共に走査方向と斜めに交差
する線に沿って配置されているので、従来のインクジェ
ット記録ヘッドに比べて、記録媒体の移動方向に関する
記録ヘッドの長さが短く、その方向の占有スペースが小
さい。また、副走査方向に関するノズルピッチが狭いの
で、従来のヘッドに比べて高密度の画像が得られる。さ
らに、第２ヘッド部のノズルは第１ヘッド部のそれより
も大きなインク滴を吐出可能であるから、これら２種類
のノズルから大きさの異なるインク滴を吐出して高密度
で階調性に優れた画像を得ることができる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態について説明する。図１においてイ
ンクジェット記録ヘッド２は、プリンタなどの印字部に
おいて、記録媒体である用紙などの搬送方向（副走査方
向４）と直交する方向（主走査方向６）に往復移動する
キャリッジ（図示せず）に取り付けられる。ヘッド２
は、基台８と、これに固定した４つのヘッドアセンブリ
１０からなる。各ヘッドアセンブリ１０は、所定の大き
さのインク滴を吐出する第１のインク滴吐出用ヘッド部
１２と、これよりも大径のインク滴を吐出する第２のイ
ンク滴吐出用ヘッド部１４とを一体的に組み合わせて構
成されている。以下、第１のインク滴吐出用ヘッド部１
２を「小径ヘッド部１２」、第２のインク滴吐出用ヘッ
ド部１４を「大径ヘッド部１４」という。また、これら
小径ヘッド部１２と大径ヘッド部１４は実質的に同一の
構成を有するので、同一部分については同一符号を付し
て説明の重複は避ける。

【０００７】上記小径ヘッド部１２と大径ヘッド部１４
は、ヘッドアセンブリ１０の構成部品、及び縦方向と横
方向の断面をそれぞれ表した図２から図４に示すよう
に、基板１６、振動板１８、天板２０を備えている。上
記基板１６は金属又は合成樹脂等の材料で作られてい
る。振動板１８は周知の圧電材料からなり、上面と下面
に電極層（図示せず）を備えている。また、振動板１８
にはその一端側から複数のスリット２２が所定の間隔を
置いて平行に形成され、隣合うスリット２２の間が交互
に圧電部材２４および立壁部２５としてある。圧電部材
２４は高温下で上下の電極間に高圧を印加して分極処理
されており、これら電極間に電圧を印加すると天板２０
との対向方向に膨張できるようになっている。天板２０
は金属又は合成樹脂等の材料からなり、フォトリソグラ
フィ等により微細加工して各圧電部材２４に対向する長
溝状のインクキャビティ２６と、これらインクキャビテ
ィ２６の一端側に配置されたインク分配室２８と、この
インク分配室２８と各インクキャビティ２６とを連通す
る連通口３０とが設けてある。また、天板２０の端部に
は各インクキャビティ２６に連通する複数のノズル３２
がレーザ加工により直線３４（３４ａ、３４ｂ）（図１
参照）に沿って等間隔に形成されている。なお、小径ヘ
ッド部１２のノズル３２と大径ヘッド部１４のそれは大
きさが異なり、大径ヘッド部１４のノズル径が小径ヘッ
ド部１２のノズル径よりも大きくしてある。さらに、図
３に示すように、ノズル側の振動板端部はカバー３６に
より覆われている。

【０００８】以上の構成からなる基板１６、振動板１
８、及び天板２０は、天板２０のインクキャビティ２６
をそれぞれ圧電部材２４に対向させて、接着剤により一
体的に連結固定される。また、図２に最も良く示すよう
に、同一ヘッドアセンブリ１０における小径ヘッド部１
２と大径ヘッド部１４はそれらの基板１６を背中合わせ
にして接着剤等により一体的に連結される。そして、各
ヘッドアセンブリ１０は、図１に示すように、小径ヘッ
ド部１２のノズル配列直線３４（３４ａ）と大径ヘッド
部１４のノズル配列直線３４（３４ｂ）が主走査方向６
と所定の角度θ１をなすように配置され、ねじ又は接着
剤等の適宜の固定手段により基台８に固定される。した
がって、ヘッド２が占める副走査方向４の長さは図９に
示す従来のインクジェット記録ヘッドよりも短くなって
いる。

【０００９】なお、図３に示すように、インクキャビテ
ィ２６の長手方向に関する振動板１８の長さは天板２０
よりも長く、ノズル３２の反対側において圧電部材２４
は天板２０から突出しており、この突出部において圧電
部材２４の一方の面の各電極がアースに接続され、他方
の面の各電極がフレキシブル配線板３８（図２参照）を
介して信号出力部（図示せず）にそれぞれ接続される。
また、インク分配室２８にはインク供給管４０が接続さ
れる。そして、各ヘッドアセンブリ１０ごとに異なる色
のインクがインク供給管４０、インク分配室２８、連通
口３０を介してインクキャビティ２６に供給されて充填
される。例えば、図１に示す４つのヘッドアセンブリ１
０にはそれぞれ左側からイエロー、マゼンタ、シアン、
ブラックのインクが供給される。

【００１０】上記小径ヘッド部１２のそれぞれのノズル
３２と大径ヘッド部１４の対応するノズル３２は、主走
査方向６と平行な同一直線上に配置してもよいし、副走
査方向に若干ずらしてもよいが、本実施形態では、図５
に示すように、小径ヘッド部１２の上から２、３、…番
目のノズル３２がそれぞれ大径ヘッドヘッド部１４の
１、２、…番目のノズル３２と主走査方向に平行な直線
４２上に配置されている。この図５及びその一部を拡大
した図６において、小径ヘッド部１２のノズル配列直線
３４（３４ａ）と大径ヘッド部１４のノズル配列直線３
４（３４ｂ）との間隔をＤ、各ヘッド部１２、１４にお
けるノズルピッチをｎ、配列直線３４ａと３４ｂとの主
走査方向の距離をｍ、そして主走査方向線４２と、小径
ヘッド部１２のノズル配列直線３４ａと、小径ヘッド部
１２のノズル３２とこれに対応する段の大径ヘッド部１
４のノズル３２とを結ぶ線４４とで形成される三角形Ａ
ＢＣを想定した場合に角度ＡＢＣ、ＡＣＢをそれぞれθ
１、θ２とすると、以下の数１から数３の関係を満足す
るように、各ノズル配列直線３４ａ、３４ｂを配置す
る。なお、ｎ＝２５０μｍ（１００ｄｐｉ相当）とした
ときのθ１とＬとの関係を図７に示す。

【００１１】

【数１】Ｌ＝ｎ・ｓｉｎ（θ１）

【数２】ｎ＝ｍ・ｓｉｎ（θ２）

【数３】ｓｉｎ（θ１）＋ｓｉｎ（θ２）＝１

【００１２】以上のように構成されたインクジェット記
録ヘッド２は、図示しないキャリッジの移動と共に主走
査方向６に往復移動する。また、紙などの記録媒体は副
走査方向４に搬送される。各ヘッド部１２、１４では、
電極間に印字パルスが印加されると圧電部材２４が振動
してインクキャビティ２６内のインクを加圧する。その
結果、ノズル３２を介してインクが吐出する。なお、本
実施形態においては図１において小径ヘッド部１２の一
番上のノズル３２と、大径ヘッド部１４の一番下のノズ
ル３２とからは、例えば電圧印加を行わないようにする
などして、インク滴が吐出しないようにしてある。

【００１３】また、上記インクジェット記録ヘッド２で
は、ヘッド部１２、１４を主走査方向に対して斜めに配
置することによりノズル３２の副走査方向に関するピッ
チが狭くしてあるので、高密度画像の作成が可能であ
る。また、小径ヘッド部１２と大径ヘッド部１４から異
なる大きさのインク滴を吐出して所望の階調画像を得る
こともできる。

【００１４】なお、上記実施形態では、小径ヘッド部１
２におけるノズル径を大径ヘッド部１４のノズル径より
も小さくすることでそれぞれ小径インク滴と大径インク
滴とを吐出するものとしたが、ノズル３２の大きさは等
しくしておき、圧電部材２４に印加する信号パルスの電
圧及び／又は印加時間を調節することにより大径ヘッド
部１４から小径ヘッド部１２よりも大径のインク滴を吐
出するようにしてもよいし、撥インク性のコーティング
をノズルに施すことで両ヘッド部１２、１４から吐出す
るインク滴の大きさを違えるようにしてもよい。

【００１５】また、上記実施形態のヘッドアセンブリ１
０では、圧電部材２４がインクと接触するようにしてい
るが、図８に示す他の実施形態のように、振動部材１８
と天板２０との間に薄肉の金属フィルム又は樹脂フィル
ムからなる隔壁５０を設け、圧電部材２４がこの隔壁５
０を介してインクを加圧するようにしてもよい。この実
施形態によれば、圧電部材２４とインクが隔壁５０によ
り隔離されるので、圧電部材２４にインクが浸透してそ
の変形能力が低下することがないという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態であるインクジェット記
録ヘッドの正面図である。

【図２】 図１に示すインクジェット記録ヘッドにおけ
るヘッドアセンブリの分解斜視図である。

【図３】 ヘッド部の縦断面図である。

【図４】 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図５】 ヘッドアセンブリにおける小径ノズルと大径
ノズルの配置を示す図である。

【図６】 図５の部分拡大図である。

【図７】 ノズルピッチを２５０μｍとしたときのθ１
とＬとの関係を示す図である。

【図８】 他の実施形態に係るヘッドアセンブリの分解
斜視図である。

【図９】 従来のインクジェット記録ヘッドの正面図で
ある。

【符号の説明】

２…インクジェット記録ヘッド、４…副走査方向、６…
主走査方向、１０…ヘッドアセンブリ、１２…小径ヘッ
ド部、１４…大径ヘッド部、３２…ノズル、３４ａ、３
４ｂ…ノズル配列直線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走査方向と斜めに交差する第１の線に沿
   って所定の間隔を置いて複数の第１ノズルを配置した第
   １ヘッド部と、上記第１ノズルよりも大径のインク滴を
   吐出し得る第２ノズルを上記第１の線と平行な第２の線
   に沿って上記第１ノズルと同一間隔に配置した第２ヘッ
   ド部とを有するインクジェット記録ヘッド。