JP2007152665A - 液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１には、クロストークの問題を生じることなく液滴の噴射範囲を広げることができる液体噴射装置等を提供することにあり、第２には、副走査方向に隣り合う画素間の隙間に起因する白筋の発生を抑制し、記録品質を向上させることが可能な液体噴射ヘッド、及び、これを備える液体噴射装置を提供する。
【解決手段】ノズル開口に通じる圧力室２６をヘッド走査方向に直交する副走査方向に複数列設する圧力室形成基板２７（圧力室形成基板）と、圧力室内のインク（液体）に圧力変動を生じさせ得る圧電振動子２０（圧力発生手段）とを備える記録ヘッドにおいて、隣り合う複数のノズル開口１５の組をノズルセット３３とし、当該ノズルセット３３を各圧力室２６に１セットずつ対応させて配置し、圧電振動子２０を駆動することにより、駆動対象の圧力室２６に対応するノズルセット３３の各ノズル開口１５から同時に液滴を吐出するように構成した。
【選択図】図６

Description

本発明は、インクジェット式記録ヘッドなどの液体噴射ヘッド、及び、液体噴射装置に関し、特に、ノズル開口に通じる圧力室を形成する圧力室形成基板と、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ得る圧力発生手段を備え、圧力発生源を作動して圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることでこの圧力室内の液体をノズル開口から液滴として吐出させる液体噴射ヘッド、及び、これを備える液体噴射装置に関する。

液体噴射装置は、液体を液滴として吐出可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を吐出する装置である。この液体噴射装置の代表的なものとして、例えば、液体噴射ヘッドとしてのインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという）を備え、この記録ヘッドのノズル開口から液体状のインクをインク滴として記録紙等の吐出対象物に対して吐出・着弾させてドットを形成することで記録を行うインクジェット式プリンタ等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、この画像記録装置に限らず、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造装置等、各種の製造装置にも液体噴射装置が応用されている。

上記インクジェット式プリンタ（以下、単にプリンタという）では、記録ヘッドを主走査方向に、記録媒体（吐出対象物）としての記録紙を副走査方向にそれぞれ移動させ、これらの移動に連動してインク滴を吐出させる。このインク滴の吐出は、複数の吐出パルスを一連に含む駆動信号の中から吐出パルスを選択的に圧力発生手段（例えば、圧電振動子）に供給してこれを駆動することにより、圧力室内のインクに圧力変動を生じさせ、この圧力変動を制御することで行われる。そして、この種のプリンタには、圧力発生手段に供給する吐出パルスの数に応じて、記録紙に形成するドットの大きさを変えることにより、多階調記録を行うように構成されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１のプリンタでは、所定間隔で発生される吐出パルスを一記録周期（一吐出周期）内に複数含ませて一連の駆動信号を構成する。そして、大ドットを形成する場合は記録周期内の３つの吐出パルスを圧力発生手段に供給する。また、中ドットを形成する場合は２つの吐出パルスを圧力発生手段に供給する。さらに、小ドットを形成する場合は１つの吐出パルスを圧力発生手段に供給する。これにより、「大ドット」、「中ドット」、「小ドット」、「非記録」の４階調での記録を行う。
特開２００２−１０３６１９号公報

ところが、上記特許文献１の構成では、大ドットや中ドットを記録する場合のように、複数の吐出パルスを用いて連続的にインク滴を吐出して１つの画素領域にドットを形成する際には、記録ヘッドの主走査方向に複数のインク滴（ドット要素）を着弾させるため、ドット要素ｅの集合体として形成された画素は、図１２に示す大ドットＬのように、主走査方向に長く副走査方向に短い横長な形状となる。このため、特許文献１の構成では、副走査方向に隣り合う画素間に隙間Ｇが生じ、この隙間によって記録画像上にざらつきや白筋が発生したりする等、記録画像の画質の低下を招く虞があった。

隙間Ｇを小さくするためには記録紙などの記録媒体の送り量を小さくすることも考えられるが、これでは記録時間が長くなるので採用できない。また、副走査方向のノズル開口のピッチを小さく設定して複数のノズルから噴射を拡げることも考えられる。しかしながら、これでは隣り合う圧力室を仕切る隔壁の厚みが不足してしまい、クロストークという新たな問題が発生する。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、第１には、クロストークの問題を生じることなく液滴の噴射範囲を広げることができる液体噴射装置等を提供することにあり、第２には、副走査方向に隣り合う画素間の隙間に起因する白筋の発生を抑制し、記録品質を向上させることが可能な液体噴射ヘッド、及び、これを備える液体噴射装置を提供することにある。

本発明の液体噴射ヘッドは、上記目的を達成するために提案されたものであり、ヘッド走査方向に直交する副走査方向に複数のノズル開口を列設するノズル形成基板と、ノズル開口に通じる圧力室を副走査方向に複数列設する圧力室形成基板と、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ得る圧力発生手段とを備える液体噴射ヘッドであって、
隣り合う複数のノズル開口の組をノズルセットとし、当該ノズルセットを各圧力室に１セットずつ対応させて配置し、
前記圧力発生手段を駆動することにより、駆動対象の圧力室に対応するノズルセットの各ノズル開口から同時に液滴を吐出するように構成したことを特徴とする。

この構成によれば、各圧力室に複数のノズル開口の組をノズルセットとして配置するので、隣り合う圧力室を区画する隔壁を薄くする必要がなくクロストークの問題が生じない。そして、１回の吐出動作で形成される単位ドットは、複数のドット要素から構成され、これにより液滴の噴射範囲が広がる。

また、この構成において、前記ノズルセットをドット形成密度に対応した規定ピッチで配設する一方、当該ノズルセットを構成する各ノズル開口を前記規定ピッチよりも小さいピッチで配列することが望ましい。
なお、ノズルセットのピッチは、当該ノズルセットの中心と、その隣のノズルセットの中心までの距離を意味する。

また、上記構成において、前記ノズルセットを構成する各ノズル開口を、副走査方向に配列することが望ましい。

この様な構成においては、１回の吐出動作で形成される単位ドットは、副走査方向に並ぶ複数のドット要素から構成され、これにより、従来よりも副走査方向に長い形状となるので、例えば、液滴を複数回連続的に吐出して単位ドットよりも大きなドットを形成する際には、従来と比較してドット形状を副走査方向に広げることができ、ドット形状のヘッド走査方向と副走査方向のバランスを向上させることができる。つまり、ドット形状のアスペクト比をより１に近づけることができる。このため、本発明をインクジェット式プリンタなどの画像記録装置に適用した場合には、副走査方向に隣り合う画素同士の隙間を抑制することができ、その結果、記録画像におけるざらつきや白筋等の発生を抑えて画質の向上を図ることができる。また、副走査方向のドット（ドット要素を含む。以下、同様）形成密度が高まるので、所定の領域をドットで隙間無く埋める所謂ベタ記録の際には、ヘッドの走査回数、すなわち、パスを低減することが可能となり、その結果、記録速度を高めることができる。

この構成において、前記ノズルセットを構成する各ノズル開口を、前記規定ピッチの１／２のピッチで配列する構成を採用することができる。

この構成によれば、副走査方向のドット形成密度が、見かけ上、従来の２倍になるので、吐出対象物の所定の領域をドットで隙間無く埋める際には、ヘッドの走査回数を半分にすることが可能となり、その結果、吐出動作速度をより高めることができる。

さらに、前記ノズルセットを構成する各ノズル開口を、前記規定ピッチの１／２よりも小さいピッチで配列する構成を採用することができる。
また、前記ノズルセットを構成する各ノズル開口を、ヘッド走査方向のドット形成密度に対応したピッチよりも小さいピッチで列設する構成を採用することが望ましい。

これらの構成によれば、各ドットを構成するドット要素が副走査方向に接近するので、白筋の発生を効果的に抑制することができる。これにより、ベタ記録時に必要なドット量を低減することが可能となり、その結果、パスを少なく抑えて記録速度を向上させることができる。

また、本発明の液体噴射装置は、上記何れかの構成の液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射装置として、図１に示すインクジェット式プリンタ（以下、プリンタと略記する）を例示する。

プリンタ１は、液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッド２が取り付けられると共に、インクカートリッジ３が着脱可能に取り付けられるキャリッジ４と、記録ヘッド２の下方に配設されたプラテン５と、記録ヘッド２が搭載されたキャリッジ４を記録紙６（吐出対象物）の紙幅方向に移動させるキャリッジ移動機構７と、紙幅方向に直交する方向である紙送り方向に記録紙６を搬送する紙送り機構８等を備えて概略構成されている。ここで、紙幅方向とは、主走査方向（ヘッド走査方向）であり、紙送り方向とは、副走査方向（すなわち、ヘッド走査方向に直交する方向）である。なお、インクカートリッジ３としては、キャリッジ４に装着するタイプでも、或いはプリンタ１の筐体側に装着してインク供給チューブを介して記録ヘッド２に供給するタイプでもよい。

キャリッジ４は、主走査方向に架設されたガイドロッド９に軸支された状態で取り付けられており、キャリッジ移動機構７の作動により、ガイドロッド９に沿って主走査方向に移動するように構成されている。キャリッジ４の主走査方向の位置は、リニアエンコーダ１０によって検出され、検出信号が位置情報としてプリンタコントローラ１２（図４参照）に送信される。これにより、プリンタコントローラ１２はこのリニアエンコーダ１０からの位置情報に基づいてキャリッジ４（記録ヘッド２）の走査位置を認識しながら、記録ヘッド２による記録動作（吐出動作）等を制御することができる。

また、記録ヘッド２の移動範囲内であってプラテン５よりも外側には、記録ヘッド２の走査起点となるホームポジションが設定してある。このホームポジションには、キャッピング機構１３が設けられている。このキャッピング機構１３は、キャップ部材１４によって記録ヘッド２のノズル面を封止し、ノズル開口１５（図２参照）からのインク溶媒の蒸発を防止する。また、このキャッピング機構１３は、封止状態のノズル面に負圧を与えてノズル開口１５からインクを強制的に吸引排出するクリーニング動作に用いられる。

図２は、上記記録ヘッド２の構成を説明する要部断面図である。この記録ヘッド２は、ヘッドケース１６と、このヘッドケース１６内に収納されるアクチュエータユニット１７と、ヘッドケース１６の底面（先端面）に接合される流路ユニット１８等を備えている。上記ヘッドケース１６は、例えば、エポキシ系樹脂により作製され、その内部にはアクチュエータユニット１７を収納するための収納空部１９が形成されている。アクチュエータユニット１７は、櫛歯状に切り分けられた複数の圧電振動子２０（本発明における圧力発生手段の一種）と、この圧電振動子２０が接合される固定板２１とを備えている。また、アクチュエータユニット１７の各圧電振動子２０には、フレキシブルケーブル２２が接続されており、駆動信号発生回路２４（図４参照）からの駆動信号がこのフレキシブルケーブル２２を通じて供給されるようになっている。

本実施形態における圧電振動子２０は、電界方向に直交する方向に変位する所謂縦振動モードの圧電振動子であり、駆動信号が供給されると圧電体及び電極の積層方向とは直交する方向に変位（伸縮）する。また、各圧電振動子２０は、流路ユニット１８の圧力室２６の形成ピッチと同じピッチで切り分けられており、１つの圧力室２６（図６参照）に対して１つずつ対応するように構成されている。

図３は、本実施形態における流路ユニット１８の構成を説明する分解斜視図である。この流路ユニット１８は、圧力室形成基板２７の一方の面にノズルプレート２８（ノズル形成基板の一種）を、圧力室形成基板２７の他方の面に振動板２９を、それぞれ接合して一体化することにより作製されており、図２に示すように、リザーバ３０から、インク供給口３１、圧力室２６、ノズル連通口３２、及びノズル開口１５に至るまでの一連のインク流路を形成する。

上記ノズルプレート２８は、副走査方向に複数のノズル開口１５を列状に穿設した金属製の薄いプレートである。本実施形態では、このノズルプレート２８をステンレス製の板材によって構成し、ノズル開口１５の列（ノズル列）を複数設けている。そして、１つのノズル列は、３６０個のノズル開口１５によって構成され、隣り合う複数のノズル開口１５の組、例えば、副走査方向に隣り合う２つのノズル開口１５の組をノズルセット３３とし、各ノズルセット３３は圧力室２６（圧力室形成基板２７の空部３８）にそれぞれ１対１に対応して副走査方向に１８０ｄｐｉで配置されている。したがって、本実施形態においては、１つの圧力室２６に対して、１セットのノズルセット３３、すなわち、２つのノズル開口１５の組を配置するように構成されている。この点の詳細については後述する。

ノズルプレート２８と振動板２９との間に配置される圧力室形成基板２７は、インク流路となる部分、具体的には、リザーバ３０となる開口部３６、インク供給口３１となる溝部３７、及び、圧力室２６となる空部（圧力室空部）３８が区画形成された板状の部材であり、本実施形態においては、結晶性を有する基材であるシリコンウェハーを異方性エッチング処理することによって作製されている。上記の空部３８は、主走査方向に細長い凹部であり、一端が溝部３７を介して開口部３６と連通すると共に、他端はノズル連通口３２を通じてノズルプレート２８のノズル開口１５に連通するように構成されている。そして、この空部３８は、圧力室形成基板２７において副走査方向に複数列設されている。

上記振動板２９は、例えばステンレス鋼等の金属製の支持板３９の表面にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂フィルムを弾性薄膜部４０としてラミネートした複合板材によって構成されている。この振動板２９には、圧電振動子２０の伸縮駆動に応じて変形して圧力室２６内のインク（液体の一種）に圧力変動を生じさせ得るダイヤフラム部４１が形成されている。このダイヤフラム部４１は、圧電振動子２０の先端面が接続される部分を島部４２として残した状態でその周囲の支持板３９をエッチング処理で除去して弾性薄膜部４０のみとすることで構成されている。

また、この振動板２９には、圧力室形成基板２７の開口部３６の一方の開口面を封止し、リザーバ３０の一部を区画するコンプライアンス部４３が形成されている。このコンプライアンス部４３は、リザーバ３０（開口部３６）に対応する領域の支持板３９を、エッチング加工によって除去することにより、弾性薄膜部４０のみとされている。そして、このコンプライアンス部４３は、圧電振動子２０の駆動時のリザーバ３０内のインクの圧力変動を緩和するダンパーとして機能する。

上記流路ユニット構成部材、すなわち、振動板２９、圧力室形成基板２７、及びノズルプレート２８には、位置決めピン（図示せず）に挿通可能な基準穴４４（４４ａ，４４ｂ，４４ｃ）が各部材の板厚方向を貫通してそれぞれ開設されている。そして、各流路ユニット構成部材は、各々の基準穴４４に位置決めピンを挿通することで相対的な位置が合わされた上で接着剤等によって接合され、ノズルプレート２８を下側にした姿勢でヘッドケース１６に固定される。

図４はプリンタの電気的な構成を示すブロック図である。本実施形態におけるプリンタ１は、プリンタコントローラ１２とプリントエンジン４５とで概略構成されている。プリンタコントローラ１２は、ホストコンピュータ等の外部装置からの印刷データ等が入力される外部インタフェース（外部Ｉ／Ｆ）４６と、各種データ等を一時的に記憶するワークメモリとして利用されるＲＡＭ４７と、各種データ処理のための制御プログラムやフォントデータ及びグラフィック関数等を記憶したＲＯＭ４８と、各部の制御を行う制御部４９と、クロック信号を発生する発振回路５０と、記録ヘッド２へ供給する駆動信号を発生する駆動信号発生回路２４と、印刷データをドット毎に展開することで得られた吐出データや駆動信号等を記録ヘッド２に出力するための内部インタフェース（内部Ｉ／Ｆ）５２とを備えている。

制御部４９は、ＲＯＭ４８に記憶されている制御プログラムに基づいて、各部の統合的な制御を行うほか、外部装置から外部Ｉ／Ｆ４６を通じて受信した印刷データを、記録ヘッド２で用いられる吐出データ（ドットパターンデータ）に変換する。具体的には、制御部４９は、ＲＡＭ４７の受信バッファに一旦記憶された印刷データを読み出し、中間コードデータに変換してＲＡＭ４７の中間バッファに記憶させる。そして、変換した中間コードデータを、フォントデータ及びグラフィック関数等を参照してドットパターンに対応した吐出データに変換し、ＲＡＭ４７の出力バッファに格納する。そして、記録ヘッド２の１回の主走査で記録可能な１行分の吐出データが得られたならば、制御部４９は、出力バッファに格納されている１行分の吐出データを内部Ｉ／Ｆ５２を通じて記録ヘッド２に出力する。

上記プリントエンジン４５は、記録ヘッド２、キャリッジ移動機構７、紙送り機構８、及び、リニアエンコーダ１０を備えている。キャリッジ移動機構７は、記録ヘッド２が取り付けられたキャリッジ４と、このキャリッジ４をタイミングベルト等を介して走行させる駆動モータ（例えば、ＤＣモータ）等からなり、記録ヘッド２を主走査方向に移動させる。紙送り機構８は、紙送りモータ及び紙送りローラ等からなり、記録紙６を順次送り出して副走査を行う。また、リニアエンコーダ１０は、キャリッジ４に搭載された記録ヘッド２の走査位置に応じたエンコーダパルスを、主走査方向における位置情報として内部Ｉ／Ｆ５２を通じて制御部４９に出力する。これにより制御部４９は、リニアエンコーダ１０側から受信したエンコーダパルスに基づいて記録ヘッド２の主走査方向の位置を把握することができる。

上記の駆動信号発生回路２４は、複数の吐出パルス（吐出波形）を含んだ一連の駆動信号を発生する。この吐出パルスは、圧電振動子２０を伸縮駆動してノズル開口１５からインク滴（液滴の一種）を吐出させ得るパルスであり、図５に例示した駆動信号ＣＯＭは、一記録周期Ｔ内に３つの吐出パルス（第１吐出パルスＰ１，第２吐出パルスＰ２，第３吐出パルスＰ３）を含んでいる。そして、駆動信号発生回路２４は、この駆動信号ＣＯＭを記録周期Ｔ毎に繰り返し発生する。これらの第１吐出パルスＰ１〜第３吐出パルスＰ３は、何れも同じ波形の信号によって構成されており、中間電位ＶＭから最高電位ＶＨまでインク滴を吐出させない程度の一定勾配で電位を上昇させる膨張要素ｐ１と、最高電位ＶＨを所定時間保持する膨張ホールド要素ｐ２と、最高電位ＶＨから最低電位ＶＬまで急勾配で電位を下降させる吐出要素ｐ３と、最低電位ＶＬを所定時間保持する収縮ホールド要素ｐ４と、最低電位ＶＬから中間電位ＶＭまで電位を復帰させる制振要素ｐ５とを含んで構成されている。

これらの第１吐出パルスＰ１〜第３吐出パルスＰ３を圧電振動子２０に供給すると、各吐出パルスＰ１〜Ｐ３が供給される毎に規定量のインク滴がノズル開口１５から吐出される。そして、一記録周期Ｔ内に供給する吐出パルス信号の数を変えることで、１つの画素形成領域（記録紙６における仮想上の領域）中に記録されるドットの大きさを異ならせることができる。本実施形態では、吐出データ（１１）の場合には、一記録周期Ｔ内の３つの吐出パルスＰ１〜Ｐ３を圧電振動子２０に連続的に供給することでインク滴の吐出動作を３回連続して行い、画素形成領域に大ドットを記録する。吐出データ（１０）の場合には、一記録周期Ｔ内の第１吐出パルスＰ１と第２吐出パルスＰ３との計２つの吐出パルスを圧電振動子２０に供給することで、インク滴の吐出動作を２回連続して行い、画素形成領域に中ドットを記録する。吐出データ（０１）の場合には、一記録周期Ｔ内の第２吐出パルスＰ２を圧電振動子２０に供給することで、画素形成領域に小ドットを記録する。なお、吐出データ（００）の場合には、吐出パルスが圧電振動子２０に供給されないため、画素形成領域にはドットが形成されない。

このように、上記プリンタ１は、大ドット或いは中ドットを形成する場合に、複数の吐出パルスを用いて連続的にインク滴を吐出することで、記録紙６に対して主走査方向に複数のインク滴を着弾させるように構成されている。なお、本実施形態において、主走査方向の設計上の解像度（基本解像度）は、３６０ｄｐｉに設定されている。したがって、例えば、大ドットを形成する３つのインク滴（単位ドット）が主走査方向に３６０ｄｐｉで並ぶ（図８（ｂ）参照）。

次に、上記のプリンタ１における記録ヘッド２の第１の実施形態について説明する。本実施形態における記録ヘッド２は、隣り合う複数のノズル開口１５の組をノズルセット３３とし、当該ノズルセット３３を各圧力室２６に１セットずつ対応させて配置し、圧電振動子２０を駆動することにより、駆動対象の圧力室２６に対応するノズルセット３３の各ノズル開口１５から同時にインク滴を吐出するように構成していることに特徴を有する。この様にすると、各圧力室２６に複数のノズル開口１５の組をノズルセット３３として配置するので、隣り合う圧力室２６を区画する隔壁（区画壁５４）を薄くする必要がなくクロストークの問題が生じない。そして、１回の吐出動作で形成される単位ドットは、複数のドット要素ｅから構成され、これによりインク滴の噴射範囲が広がる。以下、この点について詳細に説明する。

図６は、圧力室形成基板２７の要部平面図、図７は、流路ユニット１８のＹ−Ｙ線断面図である。図６に示すように、本実施形態では、隣り合う２つのノズル開口１５によって１つのノズルセット３３が構成され、このノズルセット３３を構成する各ノズル開口１５は、副走査方向に配列されている。各ノズルセット３３は、例えば、１８０ｄｐｉに対応する規定ピッチＡで副走査方向に配設され、ノズルセット３３を構成する各ノズル開口１５は、規定ピッチＡよりも小さい３６０ｄｐｉに対応するピッチＢで配列されている。すなわち、各ノズル開口１５は、規定ピッチＡの１／２のピッチで配列されている。そして、図７に示すように、振動板２９の島部４２とアクチュエータユニット１７の圧電振動子２０と圧力室２６とは、ノズルセット３３（組となったノズル開口１５）に対して１対１に設けられている。

ノズルセット３３を構成する隣り合うノズル開口１５同士は、１つの圧力室２６に対して１セットずつ配置されている。このノズルセット３３に対応した各圧力室２６同士は、図７に示すように、区画壁５４によって区画されている。この様に、各圧力室２６に対応して複数のノズル開口１５の組となるノズルセット３３を配置することで、従来の様に、１つのノズル開口１５に対して１つずつ圧力室２６を設ける必要が無くなる。すなわち、同じ個数のノズル開口１５で構成したノズル列においては、圧力室２６とノズル開口１５を１対１に対応させる従来の構成と比較して、これらのノズル開口１５に対応した圧力室２６の数を減らすことができる。若しくは、ノズル列に関し、圧電振動子２０や圧力室２６の個数を増やすことなく、ノズル開口１５の個数を増やすことができる。本実施形態においては、１つのノズル列が３６０個のノズル開口１５で構成されているのに対し、これらのノズル開口１５に対応した圧力室２６は、その半分の１８０個で構成される。これにより、各圧力室２６同士を区画する区画壁５４を、圧力室２６をノズル開口１５と同じ数だけ設ける従来構成に比較して、厚くすることができる。この結果、区画壁５４の剛性を従来構成の場合よりも高めることができ、隣り合う各圧力室２６の吐出動作によって発生する圧力波の影響を防止することができる。このことから、クロストークを防止でき、吐出特性を安定させることができる。
また、１つの圧力発生源となる圧電振動子２０に対しても、複数のノズル開口１５を配置しているので、製造上の都合により圧電振動子２０の副走査方向の幅を小さく作成できない場合、すなわち、圧電振動子２０の形成ピッチを縮めることができない場合であっても、副走査方向の圧電振動子２０の個数を増やすことなく、ノズル列におけるノズル開口１５の個数を増やすことができる。

そして、上記構成の記録ヘッド２では、図５に示すように、フレキシブルケーブル２２を通じて圧電振動子２０に吐出パルスが供給されると、まず、膨張要素ｐ１によって圧電振動子２０が素子長手方向に収縮して島部４２が圧力室２６から離隔する方向に変位し、これにより駆動対象の圧力室セット４１を構成する各圧力室２６が、中間電位ＶＭに対応する基準容積から最高電位ＶＨに対応する膨張容積まで膨張する。この圧力室２６の膨張により、各圧力室２６内にはリザーバ３０側からインク供給口３１を通じてインクが供給される。そして、この圧力室２６の膨張状態は、膨張ホールド要素ｐ２の供給期間中に亘って維持される。

その後、吐出要素ｐ３が供給されて圧電振動子２０が伸長して島部４２が圧力室２６に近接する方向に変位する。これにより、圧力室２６は、膨張容積から最低電位ＶＬに対応する収縮容積まで急激に収縮される。圧力室２６の収縮により、内部のインクが加圧され、駆動対象の圧力室２６に対応するノズルセット３３の各ノズル開口１５から同時にインク滴が吐出される。圧力室２６の収縮状態は、収縮ホールド要素ｐ４の供給期間に亘って維持され、この間に、インク滴の吐出によって減少した圧力室２６の内の圧力は、その固有振動によって再び上昇する。この上昇タイミングにあわせて制振要素ｐ５が供給される。この制振要素ｐ５の供給により、圧力室２６が基準容積まで膨張復帰し、圧力室２６内のインクの圧力変動が吸収される。

駆動対象の圧力室２６に対応するノズルセット３３の各ノズル開口１５から同時に吐出された２つのインク滴は、図８（ａ）に示すように、副走査方向に並んだ（広がった）状態で記録紙６上にドット要素ｅとして着弾し、これらの２つのドット要素ｅによって１つの小ドットＳ（単位ドット）が形成される。すなわち、本実施形態における小ドットＳは、３６０ｄｐｉで副走査方向に並ぶ２つのドット要素ｅによって構成される。そして、例えば、一記録周期Ｔ内の計３つの吐出パルスＰ１〜Ｐ３を圧電振動子２０に連続的に供給することでインク滴の吐出動作を３回連続して行い、１つの画素形成領域に大ドットを記録する場合には、図８（ｂ）に示すように、単位ドットが主走査方向に３つ並んで１つの大ドットＬが形成される。同図では、ピッチ３６０ｄｐｉで主走査方向に３つ、１８０ｄｐｉで副走査方向に２つそれぞれ並べて合計６つの大ドットＬを示している。

このように、上記のプリンタ１における記録ヘッド２は、副走査方向に隣り合う複数のノズル開口１５を組とするノズルセット３３に対して圧力室２６を１つずつ対応させて設け、圧電振動子２０を駆動することにより、駆動対象の圧力室２６に対応するノズルセット３３の各ノズル開口１５から同時にインク滴を吐出するように構成したので、一記録周期中の複数の吐出パルスを用いて連続的にインク滴を吐出することでより大きいサイズのドットを形成する場合には、従来と比較してドット形状を副走査方向に広げることができ、ドット形状のヘッド走査方向（主走査方向）と副走査方向のバランスを向上させることができる。つまり、アスペクト比をより１に近づけることができる。このため、副走査方向に隣り合う画素同士の隙間を抑制することができ、その結果、記録画像におけるざらつきや白筋等の発生を抑えて画質の向上を図ることができる。本実施形態においては、副走査方向のドット形成密度が、見かけ上、本発明を適用しない場合と比べて２倍になるので、記録紙６の所定の領域をドットで隙間無く埋める所謂ベタ記録の際には、ヘッドの走査回数（パス）を半分にすることが可能となり、その結果、記録速度を高めることができる。

また、本発明は、圧電振動子２０に関し、形成ピッチを変更する必要が無く、従前の構成のものをそのまま流用することができるので簡便であり、個々の圧電振動子２０のサイズも従前と変わらないので、変位効率が低下することもない。

ところで、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変形が可能である。

上記実施形態においては、ノズル開口１５を、ノズルセット３３の形成ピッチの１／２のピッチで配列した構成を例示したが、これには限られない。例えば、ノズルセット３３の各ノズル開口１５を、ノズルセット３３の形成ピッチの１／２よりも小さいピッチで列設する構成や、主走査方向の基本解像度に対応するドット形成密度に基づくピッチよりも小さいピッチで配列する構成を採用することもできる。具体的には、各ノズルセット３３を、上記実施形態と同様に１８０ｄｐｉに対応する規定ピッチＡで副走査方向に配設し、ノズルセット３３の各ノズル開口１５を規定ピッチＡの１／４（主走査方向の基本解像度に対応するドット形成密度に基づくピッチの１／２）のピッチとなる７２０ｄｐｉに対応するピッチＣで配列することもできる（図９参照）。これらの構成によれば、上記実施形態と同様に、各ドットを構成するドット要素が副走査方向に接近するので、白筋の発生を効果的に抑制することができる。これにより、ベタ記録時に必要なドット量を低減することが可能となり、その結果、記録速度を向上させることができる。

次に、上記実施形態の変形例について説明する。上記実施形態における記録ヘッド２は、副走査方向に隣り合う２つのノズル開口１５の組をノズルセット３３とした構成のものを例示したが、これには限られない。例えば、副走査方向と主走査方向との両方向に、隣り合う複数のノズル開口１５の組をそれぞれ配置してノズルセット３３とする構成を採用することができる。具体的には、図１０に示すように、規定ピッチＡの基準となる中心Ｏを中心として、ノズル開口１５を副走査方向と主走査方向とに２つずつ並べて配置し、これら４つのノズル開口１５の組をノズルセット３３とする構成とすることもできる。なお、ノズルセット３３の副走査方向と主走査方向との各方向における各ノズル開口１５を、ノズルセット３３の形成ピッチ、すなわち、規定ピッチＡよりも小さいピッチで配列している。例えば、ノズルセット３３の各ノズル開口１５を、３６０〜７２０ｄｐｉに対応したピッチで適宜設定することが望ましい。この構成によれば、上記実施形態と同様に、各ドットを構成するドット要素が副走査方向に接近するので、白筋の発生を効果的に抑制することができる。また、各ドットを構成するドット要素が副走査方向だけでなく主走査方向にも接近するので、ドット形状を走査方向にも広げることができる。これにより、図１１の上欄に示すように、ドット形状を全体的に従来のドット形状（下欄）と比べてより広げることができるので、特に記録紙６の所定の領域を大ドットで隙間無く埋めるベタ記録に好適である。また、従来と比較して、同じ解像度で記録する場合においては、ドット要素が分散されるため、特に小ドット（低濃度）での記録画像におけるざらつきを抑えることができる。このことにより、基本解像度を低下させた場合においても、記録画像における白筋やざらつきの発生を抑えることができるので、記録画像の画質の低下を抑えつつ、記録の高速化を図ることが可能となる。

また、以上では、液体噴射ヘッドとして、インクジェット式記録ヘッド２を例に挙げて説明したが、本発明は他の液体噴射ヘッドにも適用することができる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材噴射ヘッド、バイオチップ（生物化学素子）の製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等にも本発明を適用することができる。

プリンタの構成を説明する斜視図である。 記録ヘッドの構成を説明する要部断面図である。 流路ユニットの構成を説明する分解斜視図である。 プリンタの電気的構成を説明するブロック図である。 駆動信号の構成を説明する図である。 流路形成基板の構成を説明する要部平面図である。 図６におけるＹ−Ｙ線断面図である。 （ａ）は単位ドットの構成を説明する模式図、（ｂ）は大ドットの構成を説明する模式図である。 流路形成基板の構成を説明する要部平面図である。 流路形成基板の構成を説明する要部平面図である。 従来と本実施形態の変形例における各ドットの構成を説明する模式図である。 従来における大ドットの構成を説明する模式図である。

符号の説明

１…プリンタ，２…記録ヘッド，３…インクカートリッジ，４…キャリッジ，５…プラテン，６…記録紙，７…キャリッジ機構，８…紙送り機構，９…ガイドロッド，１０…リニアエンコーダ，１２…プリンタコントローラ，１３…キャッピング機構，１４…キャップ部材，１５…ノズル開口，１６…ヘッドケース，１７…アクチュエータユニット，１８…流路ユニット，１９…収納空部，２０…圧電振動子，２１…固定板，２２…フレキシブルケーブル，２４…駆動信号発生回路，２６…圧力室，２７…圧力室形成基板，２８…ノズルプレート，２９…振動板，３０…リザーバ，３１…インク供給口，３２…ノズル連通口，３３…ノズルセット，３６…開口部，３７…溝部，３８…空部，３９…支持板，４０…弾性薄膜部，４１…ダイヤフラム部，４２…島部，４３…コンプライアンス部，４４…基準穴，４５…プリントエンジン，４６…外部Ｉ／Ｆ，４７…ＲＡＭ，４８…ＲＯＭ，４９…制御部，５０…発振回路，５２…内部Ｉ／Ｆ，５４…区画壁

Claims (7)

1. ヘッド走査方向に直交する副走査方向に複数のノズル開口を列設するノズル形成基板と、ノズル開口に通じる圧力室を副走査方向に複数列設する圧力室形成基板と、圧力室内の液体に圧力変動を生じさせ得る圧力発生手段とを備える液体噴射ヘッドであって、
   隣り合う複数のノズル開口の組をノズルセットとし、当該ノズルセットを各圧力室に１セットずつ対応させて配置し、
   前記圧力発生手段を駆動することにより、駆動対象の圧力室に対応するノズルセットの各ノズル開口から同時に液滴を吐出するように構成したことを特徴とする液体噴射ヘッド。
2. 前記ノズルセットをドット形成密度に対応した規定ピッチで配設する一方、当該ノズルセットを構成する各ノズル開口を前記規定ピッチよりも小さいピッチで配列したことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
3. 前記ノズルセットを構成する各ノズル開口を、副走査方向に配列したことを特徴とする請求項２に記載の液体噴射ヘッド。
4. 前記ノズルセットを構成する各ノズル開口は、前記規定ピッチの１／２のピッチで配列されていることを特徴とする請求項３に記載の液体噴射ヘッド。
5. 前記ノズルセットを構成する各ノズル開口は、前記規定ピッチの１／２よりも小さいピッチで配列されていることを特徴とする請求項３に記載の液体噴射ヘッド。
6. 前記ノズルセットを構成する各ノズル開口は、ヘッド走査方向のドット形成密度に基づくピッチよりも小さいピッチで配列されていることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
7. 請求項１から請求項６の何れかに記載の液体噴射ヘッドを備えることを特徴とする液体噴射装置。

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