JP2002292862A

JP2002292862A - インクヘッド

Info

Publication number: JP2002292862A
Application number: JP2001101702A
Authority: JP
Inventors: Motoharu Miki; 基晴三木; Kaoru Horie; かおる堀江; Masanobu Shimizu; 正信清水
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2002-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、１つのインク室に設けられ
ている複数のノズルから吐出されるインクが、隣接する
ノズルから吐出されるインクと飛行中に接触することな
く、記録媒体に記録され得るインクヘッドを提供するこ
とである。【解決手段】本発明のインクヘッド１０は、自身の長
手方向に沿って複数のインク室２１を有しているインク
ヘッドモジュール２０と、前記各インク室の記録媒体と
対面する側の面（前面）にノズル３１，３１’を提供す
るノズルプレート３０とを有している。ノズル３１は、
ノズル３１’よりも記録媒体と対面する側と反対側の開
口が大きい開口面積を有するように構成されている。上
記構成により、ノズル３１から吐出されるインクは、ノ
ズル３１’から吐出されるインクよりも、飛行速度が速
く吐出され得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタに取り付けられているインクヘッド関しており、
特に、１つのインク室に対して複数のノズルが設けられ
ているインクヘッドに関している。

【０００２】

【従来の技術】画像記録装置は種々のものが知られてい
るが、近年では比較的安価で小型であるという理由で、
インクジェット記録方式を採用したインクジェットプリ
ンタが広く使用されるようになっている。インクジェッ
トプリンタは、インクを吐出するインクヘッドと、画像
が記録される記録媒体に対して相対的にインクヘッドを
移動させる移動機構と、前記インクヘッドに対して相対
的に前記記録媒体を移動させる搬送機構とを有してい
る。

【０００３】前記インクヘッドは、自身の長手方向に沿
って所定のピッチで離間されて配置されているインク室
を複数有しているインクヘッドモジュールと、前記イン
ク室の記録媒体と対面する側の面（前面）に配置される
ノズルプレートと、を有している。

【０００４】前記ノズルプレートは、前記複数のインク
室の各々にインクを外方に吐出可能とさせるノズルを提
供している。

【０００５】前記各インク室は、例えばピエゾ素子のよ
うな、インク吐出時にインクに対して吐出に必要な力を
印加する公知のエネルギー発生素子が配設されており、
前記ノズルから、インク滴を吐出し得るように構成され
ている。

【０００６】上述のインクジェットプリンタは、前記搬
送機構の駆動により、前記記録媒体を間欠搬送する。そ
して、インクジェットプリンタは、前記間欠搬送におい
て、前記記録媒体が停止している間にインクヘッドを駆
動させるとともに、複数のノズルからインク滴の吐出を
させることで、前記記録媒体上に所望の画像を形成する
ものである。

【０００７】近年、インクジェットプリンタは、画像記
録速度の高速化が望まれている。上記画像記録速度の高
速化のための方法には、記録周波数の高周波数化があ
る。記録周波数を高周波数化するには、前記インクヘッ
ド全体の吐出するインクの量を少なくする必要がある。
従って、各ノズルから吐出されるインクの量を少なくす
る必要がある。そして、各ノズルから吐出されるインク
の量を減少させるには、ノズルの開口の口径を小さくす
ることが有効である。しかしなが、単にノズルの開口の
口径を小さくした場合、各ノズルから吐出されたインク
滴、即ち１つのインク室から吐出されたインク滴によっ
て記録媒体に記録されるインクドットの面積も小さくな
ってしまい、所望のインクドット毎の記録面積を達成し
得ない。このため、図１０中に示すように、インクヘッ
ドモジュール１０２０の各インク室１０２１に対して複
数のノズル１０３１、１０３１’を設け、同一のインク
室１０２１から射出された２つのインク滴８０，８０’
により記録される２つのインクドットを合わせた面積
が、上述の１つのノズルのみを有している１つのインク
室からのインクドットの面積と同一になるようにするこ
とで、高記録周波数でありながら１つのインク室１０２
１により記録されるインクドットの記録面積を所望の面
積にしようとする試みがなされている。

【０００８】このインクヘッド１０１０では、吐出する
インク滴の総数を、インク室に対応するノズル数を増や
すことにより、個々のインク室の間隔を狭くしてインク
室の個数を増やすことなく、ノズルの数に対応した複数
のインクドットを記録することが出来ることから、高解
像度の画像を記録することが可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような、各インク室１０２１に対して複数のノズル１０
３１、１０３１’が設けられているインクヘッド１０１
０は、ノズル１０３１、からインク滴８０が、隣接する
ノズル１０３１’から吐出されたインク滴８０’と、吐
出され記録媒体に接触する前の飛行中に接触する可能性
を有している。インク滴８０が、飛行中にインク滴８
０’と接触すると、インク滴８０とインク滴８０’と
は、一体化し、１つのインク滴の状態になってから記録
媒体に記録される。このインクヘッド１０１０は、高記
録周波数化のために、吐出されるインク滴の量が少なく
なるように構成されているため、前述の一体化したイン
ク滴によって記録されるインクドットでは、所望の記録
面積にならず、所望の画像を記録することが困難である
という課題を有している。詳細を述べると、１つのドロ
ップ（インク滴）によるインクドットで記録面積を２倍
にしようとした場合、インクドロップの量は２倍以上に
しなければならない。即ち、２つのドロップが１つに合
体した場合のインクドットの記録面積が、２つのインク
ドットによる記録面積よりも小さくなってしまう欠点が
ある。

【００１０】また、前述のようにインク滴が飛行中に一
体化されてしまうと、意図した数のインクドットを記録
することが出来ず、記録された画像は、低解像度の低画
質の画像になってしまうという課題を有している。

【００１１】本発明は、上記課題を解決するためのもの
であり、本発明の目的は、１つのインク室に設けられて
いる複数のノズルから吐出されるインク滴が、隣接する
ノズルから吐出されるインク滴と飛行中に接触すること
なく、記録媒体に記録され得るインクヘッドを提供する
ことである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、本発明のインクヘッドは、下記の如く
構成されている。

【００１３】本発明のインクヘッドは、インクを吐出す
る複数のインク室を有しているインクヘッドモジュール
と、前記インク室の夫々にインクを通過させるノズルを
提供するためにインクヘッドモジュールに取り付けられ
ているノズルプレートと、を有しているインクヘッドで
あって、前記インクヘッドモジュールは、前記インク室
の一部を構成するとともに前記インクに対して吐出に必
要な吐出エネルギーを与えるエネルギー発生素子を有し
ており、前記ノズルは、前記各インク室に対して複数形
成されているインクヘッドにおいて、前記各ノズルから
吐出されるインク滴が、隣接するノズルから吐出される
インク滴の吐出タイミングと異なる吐出タイミングで吐
出されることを特徴とする。

【００１４】上記構成により、各ノズルから吐出される
インク滴が、隣接するノズルから吐出されるインク滴の
吐出タイミングと異なる吐出タイミングで吐出されるた
め、飛行中のインク滴が、隣接するノズルから吐出され
インク滴と接触することなく、記録媒体に記録され得
る。従って、高記録周波数でありながら１つのインク室
により記録されるインクドットの記録面積を所望の面積
にすることが可能なインクヘッドを提供し得る。また、
構造が簡単でありながら高解像度の画像を記録し得るイ
ンクヘッドを提供し得る。

【００１５】また、前記各ノズルは、前記エネルギー発
生素子の駆動によって発生する前記インク室内の吐出エ
ネルギーの中心からの距離が、隣接ノズルと異なるよう
に、配置され得る。

【００１６】上記構成により、各ノズルは、隣接するノ
ズルと前記吐出エネルギーの中心から距離が異なるよう
に構成されているため、前記吐出エネルギーの中心から
吐出エネルギーを伝播する圧力波が、各ノズルと、この
ノズルに隣接するノズルとに到達する時間が異なる。そ
して、先に圧力波が到達したノズルからインク滴を吐出
する。このため、各ノズルと、隣接するノズルとは、イ
ンク滴を吐出するタイミングを異ならせ得る。

【００１７】また、本発明の別の態様のインクヘッド
は、インクを吐出する複数のインク室を有しているイン
クヘッドモジュールと、前記インク室の夫々にインクを
通過させるノズルを提供するためにインクヘッドモジュ
ールに取り付けられているノズルプレートと、を有して
いるインクヘッドであって、前記インクヘッドモジュー
ルは、前記インク室の一部を構成するとともに前記イン
クに対して吐出に必要な吐出エネルギーを与えるエネル
ギー発生素子を有しており、前記ノズルは、前記各イン
ク室に対して複数形成されているインクヘッドにおい
て、前記各ノズルから吐出されるインク滴が、隣接する
インク滴の吐出スピードと異なる吐出スピードで吐出さ
れることを特徴とする。

【００１８】上記構成により、各ノズルから吐出される
インク滴が、隣接するインク滴の吐出スピードと異なる
吐出スピードで吐出されるため、飛行中のインク滴が、
隣接するノズルから吐出されインク滴と接触することな
く、記録媒体に記録され得る。従って、高記録周波数で
ありながら１つのインク室により記録されるインクドッ
トの記録面積を所望の面積にすることが可能なインクヘ
ッドを提供し得る。また、構造が簡単でありながら高解
像度の画像を記録し得るインクヘッドを提供し得る。

【００１９】また、前記ノズルは、前記隣接するノズル
と開口面積が異なって形成され得る。

【００２０】上記構成により、前記ノズルは、隣接する
ノズルと開口面積が異なって形成されるため、各ノズル
と隣接するノズルとの吐出スピードを異ならせ得る。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明する。

【００２２】（第１の実施の形態）まず、本発明の第一
の実施の形態に従ったインクヘッド１０について、図１
（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。図１（ａ）は、
本実施の形態に従ったインクヘッド１０を示す斜視図で
ある。図１（ｂ）は、図１（ａ）の切断線Ｘ−Ｘに沿っ
た拡大した断面図である。

【００２３】（構成）インクヘッド１０は、公知のイン
クジェットプリンタに搭載され、画像が記録される記録
媒体に対して、主、副走査方向に相対的に移動されると
ともに、インクを噴射することで画像の記録を行う。

【００２４】インクヘッド１０は、自身の長手方向に沿
って複数のインク室２１を有しているインクヘッドモジ
ュール２０と、前記各インク室２１の記録媒体と対面す
る側の面（前面）にノズル３１，３１’を提供するノズ
ルプレート３０とを有している。

【００２５】インクヘッドモジュール２０には、所定の
ピッチで自身の長手方向に沿って複数のインク室２１が
設けられている。インクヘッドモジュール２０は、各イ
ンク室２１にインクを供給し得るように、インクジェッ
トプリンタ内のインクタンク（図示せず）に液路である
チューブ（図示せず）を介して接続されている。各イン
ク室２１は、例えばピエゾ素子のような、インク噴射時
にインクに対して噴射に必要な力を印加する公知のエネ
ルギー発生素子である圧電駆動素子により側壁２２が形
成されており、前面からノズル３１，３１’を介してイ
ンクを吐出し得るように構成されている。

【００２６】ノズルプレート３０は、平板状に形成され
ており、インク室２１中のインクをインク滴として噴出
させるために各インク室２１毎に２つのノズル３１，３
１’を提供している。

【００２７】ノズル３１は、外気と接触する側、即ち前
面、の開口の直径が、参照符号ａで示す寸法を有するよ
うに構成されており、インク室２１と対面する側（背
面）の開口の直径が、参照符号ｃで示す寸法を有するよ
うに構成されている。同様にノズル３１’は、前面の開
口の直径が、参照符号ｂで示す寸法を有するように構成
されており、背面の開口の直径が、参照符号ｄで示す寸
法を有するように構成されている。なお、前記寸法ａと
寸法ｂとは、同一の寸法（寸法ａ＝寸法ｂ）であり、寸
法ｃと寸法ｄとは、寸法ｃの方が大きい寸法（寸法ｃ＞
寸法ｄ）である。即ち、ノズル３１は、ノズル３１’よ
りも背面の開口が大きい開口面積を有するように構成さ
れている。

【００２８】（動作）以下に本実施の形態のインクヘッ
ド１０の動作について説明する。

【００２９】インクヘッド１０は、図示しない制御部の
命令により、インクをノズルから吐出させるようにイン
ク吐出動作を行う。インクヘッド１０は、前記インク吐
出動作により、前記インク室内の１点から放射状に拡が
る放射状圧力波を発生し、そして、放射状圧力波が、ノ
ズル３１，３１’に到達すると、各ノズル３１，３１’
からインク滴が吐出されると考えられる。なお、放射状
圧力波の発生する中心を図１（ｂ）中に参照符号Ｐで指
摘している。

【００３０】本実施の形態のインクヘッド１０の各ノズ
ル３１，３１’には、放射状圧力波が同時に到達する。
しかし、上述した構成に示すように、ノズル３１は、ノ
ズル３１’よりも背面の開口面積が大きく形成されてい
るため、ノズル３１の前面に達する放射状圧力波から受
けるエネルギーは、ノズル３１’の前面に達する放射状
圧力波から受けるエネルギーよりも大きい。そのため、
ノズル３１は、ノズル３１’から吐出されるインク滴８
０’よりも飛行速度を速くインク滴８０を吐出する。こ
のため、各ノズル３１，３１’から吐出されたインク滴
８０，８０’は、飛行速度の差により、並行して飛ば
ず、インク吐出方向に沿って距離をおいて飛行する。具
体的には、インク滴８０が先行し、その後に続くように
インク滴８０’が飛行する。インク滴８０，８０’は、
飛行中に自身の表面張力により球体状になるが、前述の
ように２つのインク滴８０，８０’とは距離をおいて飛
行しているため、飛行中に接触することがなく、２つの
インク滴が一体化することなく、記録媒体に個々に着弾
し得る。

【００３１】従って、本実施の形態のインクヘッド１０
は、１つのインク室に設けられている複数のノズルから
吐出されるインク滴が、飛行速度に差を有しているた
め、互いに飛行中に接触することなく、記録媒体に記録
され得る。

【００３２】なお、本実施の形態のインクヘッド１０
は、各インク室２１に対して２つのノズル３１，３１’
を設けるように構成されているが、各ノズルが隣接する
ノズルの背面の開口面積を異なるように構成され得れ
ば、ノズル数において限定されることはない。例えば、
図２に示すように３つのノズルを有するように構成する
ことも可能である。

【００３３】図２中のインクヘッド１０は、インク室２
１の両側壁側のノズル３１’は、同一の形状を有してい
る。しかしながら、インク室２１の両側壁２２を結ぶ方
向の中央に配置されているノズル３１は、ノズル３１’
と前面の開口面積が同一（寸法ａ＝寸法ｂ）であるが、
背面の開口面積が大きく形成されている（寸法ｃ＞寸法
ｄ）。このため、ノズル３１は、自身と隣接するノズル
３１’と異なる背面の開口面積を有しており、吐出する
インク滴の飛行速度を異ならせ得る。従って、１つのイ
ンク室２１に設けられている３つのノズルから吐出され
るインク滴が、互いに隣接するノズルから吐出されるイ
ンク滴と飛行中に接触することなく、記録媒体に記録さ
れ得る。

【００３４】（第２の実施の形態）以下に、本発明の第
２の実施の形態に従ったインクヘッド１０を図３を参照
して説明する。なお、本実施の形態において、前述した
本発明の第１の実施の形態に従ったインクヘッド１０と
同じ構成部材は、このインクヘッド１０の同じ構成部材
を指摘した参照符号を使用して指摘し、詳細な説明は省
略する。図３は、本実施の形態に従ったインクヘッド１
０を示す拡大された断面図である。

【００３５】本実施の形態のインクヘッド１０は、ノズ
ル３１の形状が第１の実施の形態のインクヘッド１０と
異なっている。本実施の形態のノズル３１は、隣接する
ノズル３１と背面の開口面積は同一（寸法ｃ＝寸法ｄ）
であるが、前面の開口面積が小さく形成されている（寸
法ａ＜寸法ｂ）。また、ノズル３１は、ノズル３１’よ
りもテーパー角が大きく構成されている。

【００３６】ノズル３１並びにノズル３１’に同時に到
達した放射状圧力波は、上記構成により、ノズル３１の
前面の開口に到達する放射状圧力波から受ける単位面積
当たりのエネルギーは、ノズル３１’の前面開口に到達
する放射状圧力波よりも、大きくなる。従って、ノズル
３１は、ノズル３１’から吐出されるインク滴８０’よ
りも飛行速度が速いインク滴８０を吐出し得る。

【００３７】従って、１つのインク室２１に設けられて
いる２つのノズル３１，３１’から吐出されるインク滴
が、飛行速度に差を有しているため、互いに飛行中に接
触することなく、記録媒体に記録され得る。

【００３８】（第３の実施の形態）以下に、本発明の第
３の実施の形態に従ったインクヘッド１０を図４を参照
して説明する。なお、本実施の形態において、前述した
本発明の第１の実施の形態に従ったインクヘッド１０と
同じ構成部材は、このインクヘッド１０の同じ構成部材
を指摘した参照符号を使用して指摘し、詳細な説明は省
略する。図４は、本実施の形態に従ったインクヘッド１
０を示す拡大された断面図である。

【００３９】本実施の形態のインクヘッド１０は、ノズ
ル３１の形状が第１の実施の形態のインクヘッド１０と
異なっている。本実施の形態のインクヘッド１０は、ノ
ズル３１とノズル３１’とが、互いの前面の開口面積が
同一であると共に、互いの背面の開口面積も同一に形成
されている。しかし、ノズル３１と隣接するノズル３
１’とは、インクの吐出方向に沿った長さが異なって形
成されている。

【００４０】ノズル３１’は、ノズルプレート３０の前
面から突出して形成されており、ノズル３１に比べてイ
ンクの突出方向に沿った長さが長く構成されている。こ
れにより、ノズル３１’は、ノズル３１よりもノズル内
を通過する放射状圧力波のエネルギー損失が大きくな
る。そのため、ノズル３１並びにノズル３１’に同時に
到達した放射状圧力波から受けるエネルギーは、ノズル
３１’の前面の開口に到達する放射状圧力波から受ける
エネルギーの方が、ノズル３１の前面開口に到達する放
射状圧力波よりも、小さくなる。従って、ノズル３１’
は、ノズル３１から吐出されるインク滴８０’よりも飛
行速度が遅くインク滴８０を吐出する。

【００４１】従って、１つのインク室２１に設けられて
いる２つのノズル３１，３１’から吐出されるインク
が、飛行速度に差を有しているため、互いに飛行中に接
触することなく、記録媒体に記録され得る。

【００４２】また、本実施の形態のノズル３１’は、平
板状のノズルプレート３０から突出して形成されている
ため、ノズル３１’の前面開口の周りにインクが付着す
ることを防止し得、吐出されるインクの直進性を向上さ
せ得る。

【００４３】（第４の実施の形態）以下に、本発明の第
４の実施の形態に従ったインクヘッド１０を図５を参照
して説明する。なお、本実施の形態において、前述した
本発明の第３の実施の形態に従ったインクヘッド１０と
同じ構成部材は、このインクヘッド１０の同じ構成部材
を指摘した参照符号を使用して指摘し、詳細な説明は省
略する。図５は、本実施の形態に従ったインクヘッド１
０を示す拡大された断面図である。

【００４４】本実施の形態のインクヘッド１０は、ノズ
ル３１の突出方向が第３の実施の形態のインクヘッド１
０と異なっている。本実施の形態のインクヘッド１０
は、ノズル３１’が、ノズルプレート３０の背面に突出
して形成されており、ノズル３１に比べてインクの突出
方向に沿った長さが長く構成されている。これにより、
第３の実施の形態のインクヘッド１０と同様に、ノズル
３１’は、ノズル３１から吐出されるインク滴８０’よ
りも飛行速度が遅くインク滴８０を吐出し得る。

【００４５】従って、１つのインク室２１に設けられて
いる２つのノズル３１，３１’から吐出されるインク滴
が、飛行速度に差を有しているため、互いに飛行中に接
触することなく、記録媒体に記録され得る。

【００４６】また、本実施の形態のノズル３１’は、背
面方向に突出して構成されているため、前面を平面で構
成することが出来る。このため、ノズルのメンテナンス
動作において、ノズル付近に付着するインクをふき取る
ワイプ動作を効率よく行い得る。また、ワイパーブレー
ドが破損してしまうことを防止出来る。

【００４７】（第５の実施の形態）以下に、本発明の第
５の実施の形態に従ったインクヘッド１０を図６を参照
して説明する。なお、本実施の形態において、前述した
本発明の第１の実施の形態に従ったインクヘッド１０と
同じ構成部材は、このインクヘッド１０の同じ構成部材
を指摘した参照符号を使用して指摘し、詳細な説明は省
略する。図６は、本実施の形態に従ったインクヘッド１
０を示す拡大された断面図である。

【００４８】本実施の形態のインクヘッド１０は、ノズ
ル３１並びにノズル３１’の配置が第１の実施の形態の
インクヘッド１０と異なっている。本実施の形態のイン
クヘッド１０のノズル３１とノズル３１’とは、同一の
形状を有している。しかしながら、ノズル３１と、ノズ
ル３１’とは、第１の実施の形態で説明した吐出エネル
ギーのエネルギー中心、即ち放射状圧力波Ｗの中心Ｐ、
からの距離が異なるように配置されている。

【００４９】以下に、放射状圧力波Ｗについて詳しく説
明する。

【００５０】放射状圧力波Ｗは、第１の実施の形態で述
べたように、前記インク吐出動作により発生する。

【００５１】前記インク吐出動作は、インク室拡大動作
と、インク室縮小動作と、基準位置復帰動作とを有して
おり、前記インク室拡大動作を行ったのち、インク室縮
小動作を行い、続いて基準位置復帰動作を行うように動
作する。

【００５２】前記インク室拡大動作は、前記制御部の命
令により、インク室２１の容積を動作前の初期の容積で
ある基準容積より拡大するように、側壁２２を動作前の
基準位置からインク室２１の外方（図６（ｂ）中の矢印
ｆで指摘する方向）に曲げる。

【００５３】インク室縮小動作は、前記インク室拡大動
作により、側壁２２を、前記基準位置より外方に曲がっ
ている状態から、前記基準位置より内方（図６（ｂ）中
の矢印ｇで指摘する方向）に曲がった状態にさせ、イン
ク室の容積を基準容積より小さい容積にする。なお、こ
のインク室縮小動作により、各側壁２２がインクを圧縮
し、各側壁２２から中央に向かう圧力波である圧縮圧力
波が発生する。そして、各側壁２２から発生された圧縮
圧力波は、各側壁２２から同距離の最初に遭遇する一点
である遭遇点（実質的にインク室の略幾何学的中心）で
遭遇し、両圧縮圧力波は合成され、前述の遭遇点から放
射状に拡がる放射状圧力波Ｗになると考えられる。そし
て、放射状圧力波Ｗが、ノズル３１，３１’に到達する
と、各ノズル３１，３１’からインク滴が吐出される。
従って、放射状圧力波Ｗは、インクの吐出に寄与するエ
ネルギーである吐出エネルギーと考えられ、吐出エネル
ギーの中心Ｐとする。

【００５４】ノズル３１は、インク室２１の両側壁２２
を結ぶ方向の中央に配置されており、ノズル３１’は、
側壁２２の近傍に配置されている。このため、ノズル３
１は、ノズル３１’よりも前述の放射状圧力波Ｗの中心
Ｐからの距離が短い。そのため、図６中に示されている
単位時間当たりの放射状圧力波の移動距離を模式的に示
す矢印ｊ１，ｊ２に示すように、前述のインク吐出動作
により発生する放射状圧力波Ｗがノズル３１に先に到達
し（矢印ｊ１で指摘）、ノズル３１’よりも先にインク
を吐出する。言い換えると、ノズル３１は、ノズル３
１’よりも吐出タイミングが早い。このとき、ノズル３
１’には、放射状圧力波Ｗは到達していない（矢印ｊ２
で指摘）。

【００５５】上記構成により、本実施の形態のインクヘ
ッド１０は、１つのインク室２１に設けられている２つ
のノズル３１，３１’から吐出されるインクが、異なる
吐出タイミングで吐出され得るため、互いに飛行中に接
触することなく、記録媒体に記録され得る。

【００５６】なお、本実施の形態のインクヘッド１０
は、各インク室２１に対して２つのノズル３１，３１’
を設けるように構成されているが、各ノズルが隣接する
ノズルと前記中心Ｐからの距離を異なって配置され得れ
ば、ノズル数において限定されることはない。例えば、
図７に示すように３つのノズルを有するように構成する
ことも可能である。

【００５７】図７中のインクヘッド１０は、インク室２
１の両側壁側にノズル３１’が配置されており、インク
室２１の両側壁２２を結ぶ方向の中央にノズル３１が配
置されている。ノズル３１とノズル３１’とは、同一の
形状を有しているが、上記配置により、中心Ｐからの距
離が、ノズル３１とノズル３１’とは異なっている。ノ
ズル３１は、２つのノズル３１’に比べて中心Ｐからの
距離が短い。従って、各ノズル３１，３１’は、隣接す
るノズルと中心Ｐからの距離が異なるように構成されて
いると言える。このため、図７中のインクヘッド１０
は、最初にノズル３１からインクを吐出し、続いてイン
ク室２１の両側壁側に配置されている２つのノズル３
１’から吐出される。従って、図７中のインクヘッド１
０は、１つのインク室２１に設けられている２つのノズ
ル３１，３１’から吐出されるインクが、異なる吐出タ
イミングで吐出され得るため、互いに飛行中に接触する
ことなく、記録媒体に記録され得る。

【００５８】なお、前述の放射状圧力波Ｗの中心Ｐから
の距離は、中心Ｐが実質的にインク室の中心点であると
考えられるため、インク室２１の略中心から距離と考え
ることが出来る。このインク室２１の中心とは、インク
室２１の幾何学的中心を指している。

【００５９】さらに、前述の中心Ｐからの距離は、本実
施の形態のインクヘッド１０のように、Ｘ−Ｘ断面が矩
形形状のインク室を有している場合、インクヘッド１０
の前面の開口の中心に対する距離と考えることが出来
る。即ち、前述の中心Ｐからの距離は、側壁２２が互い
に平行に形成されており、前記側壁と直交する壁面も平
行に形成されている場合、インクヘッド１０の前面の開
口の中心に対する距離と考えることが出来る。

【００６０】（第６の実施の形態）以下に、本発明の第
６の実施の形態に従ったインクヘッド１０を図８（ａ）
および（ｂ）を参照して説明する。なお、本実施の形態
において、前述した本発明の第５の実施の形態に従った
インクヘッド１０と同じ構成部材は、このインクヘッド
１０の同じ構成部材を指摘した参照符号を使用して指摘
し、詳細な説明は省略する。図８（ａ）は、本実施の形
態に従ったインクヘッド１０を示す斜視図である。図８
（ｂ）は、図８（ａ）の切断線Ｘ−Ｘに沿った拡大した
断面図である。

【００６１】本実施の形態のインクヘッド１０は、ノズ
ルプレート３０とインクヘッドモジュール２０との構成
が、第５の実施の形態のインクヘッド１０と異なってい
る。本実施の形態のインクヘッド１０は、自身の長手方
向に沿って等ピッチでノズル３１，３１’が設けられて
いるノズルプレートを有しており、インクヘッドモジュ
ールが切断線Ｘ−Ｘでの断面が台形形状を有するように
構成されている。また、インクヘッド１０には、前記台
形の斜面部分にノズルプレート３０が配置されている。
言い換えると、インクヘッドモジュール２０のインク室
２１が、ノズルプレート３０に対して非垂直に延びるよ
うに、インクヘッドモジュール２０とノズルプレート３
０とが構成されている。

【００６２】上記構成により、図８（ｂ）中に示されて
いるように、ノズルプレート３０には、等ピッチでノズ
ル３１，３１’配置されているにも関わらず、ノズル３
１とノズル３１’とが、中心Ｐからの距離が異なるよう
に配置され得る。従って、インクヘッド１０からの吐出
タイミングをずらすために、ノズル３１とノズル３１’
との位置を中心Ｐからの距離を異ならせるうえで、ノズ
ルプレート３０へのノズル３１，３１’の加工時にこれ
らのノズルの配置を考慮することなく、ノズル３１とノ
ズル３１’との配置を所望の位置に調整し得る。このた
め、ノズルプレート３０に対するノズル３１，３１’の
加工を容易に行い得るにもかかわらず、２つのノズル３
１，３１’から吐出されるインクが、異なる吐出タイミ
ングで吐出され得るため、互いに飛行中に接触すること
なく、記録媒体に記録され得るように構成し得る。

【００６３】なお、本実施の形態において、ノズル３
１，３１’とは、等ピッチでノズルプレートに設けられ
ているが、ノズルプレート３０とインクヘッドモジュー
ル２０との配置により所望の位置に調整し得るため、ノ
ズルプレート３０に対するノズル３１，３１’配置にお
いて限定されることはない。

【００６４】以下に本実施の形態の変形例を説明する。

【００６５】（変形例）また、本実施の形態において、
インクヘッド１０は、図８（ａ）中に示される切断線Ｘ
−Ｘでの断面が台形形状を有するように構成されている
が、本実施の形態の変形例のインクヘッド１０は、図９
（ａ）中に示されるように、前記切断線Ｘ−Ｘと直交す
る方向である切断線Ｙ−Ｙでの断面が台形形状を有する
ように構成されている。また、インクヘッド１０には、
前記台形の斜面部分にノズルプレート３０が配置されて
いる。

【００６６】上記構成により、各インク室２１の容積を
同一に保ちながら、本実施の形態と同様に、ノズルプレ
ート３０上のノズル３１，３１’の加工後に、中心Ｐに
対するノズル３１とノズル３１’との配置を所望の位置
に調整し得る。このため、ノズルプレート３０に対する
ノズル３１，３１’の加工を容易に行い得るにもかかわ
らず、２つのノズル３１，３１’から吐出されるインク
が、異なる吐出タイミングで吐出され得るため、互いに
飛行中に接触することなく、記録媒体に記録され得るよ
うに構成し得る。

【００６７】なお、本変形例において、前述の位置調整
のためには、各インク室毎の隣接するノズル同士が、図
９（ｂ）中に示されるように、互いの中心を結ぶ線Ｒ
が、インク室２１の側壁２２を結ぶ線Ｑに対して角度を
有する必要がある。ノズル３１，３１’を上記配置にす
ることにより、前記斜面部分の角度であるノズルプレー
ト３０に対するインク室２１の延出方向の角度の変化
で、中心Ｐに対するノズル３１とノズル３１’との配置
を所望の位置に調整し得る。

【００６８】これまで、いくつかの実施の形態について
図面を参照しながら具体的に説明したが、本発明は、上
述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨
を逸脱しない範囲で行なわれるすべての実施を含む。

【００６９】なお、上述した各実施の形態のインクヘッ
ド１０は、１つのインク室に設けられている複数のノズ
ルから吐出されるインクが、隣接するノズルから吐出さ
れるインクと飛行中に接触することなく、記録媒体に記
録され得るならば、組み合わせて構成されることが可能
である。具体的には、ノズル３１の前面並びに背面の開
口面積を共に、ノズル３１’に対して異ならせることも
可能であるし、ノズル３１とノズル３１’の形状を異な
らせると共に、前記中心Ｐからの距離を異ならせること
も可能である。

【００７０】なお、本発明のインクヘッド１０を説明す
るために、各実施の形態において、吐出エネルギー発生
素子としてピエゾのような圧電駆動素子を挙げている
が、これに限定されることはなく、ヒーターのような電
気熱変換素子を吐出エネルギー発生素子として用いて駆
動させるヘッドに対しても、本発明は適用し得る。

【００７１】さらに、吐出エネルギー発生素子には、圧
電駆動素子タイプであった場合においても、各実施の形
態において説明した、インク室の側壁に電極を積層し前
記側壁を駆動させてインクを吐出させるＸＡＡＲ方式に
限らず、ノズルに対向する面を駆動させるいわゆるＭＡ
ＣＨ−ＪＥＴ方式の圧電駆動素子も適用し得る。

【００７２】また、本発明のインクヘッドについて、以
下のことが言える。

【００７３】（１）インクを吐出する複数のインク室を
有しているインクヘッドモジュールと、前記インク室の
夫々にインクを通過させるノズルを提供するためにイン
クヘッドモジュールに取り付けられているノズルプレー
トと、を有しているインクヘッドであって、前記インク
ヘッドモジュールは、前記インク室の一部を構成すると
ともに前記インクに対して吐出に必要な吐出エネルギー
を与えるエネルギー発生素子を有しており、前記ノズル
は、前記各インク室に対して複数形成されているインク
ヘッドにおいて、前記各ノズルから吐出されるインク滴
が、隣接するノズルから吐出されるインク滴の吐出タイ
ミングと異なる吐出タイミングで吐出されることを特徴
とするインクヘッド。

【００７４】上記構成により、各ノズルから吐出される
インク滴が、隣接するノズルから吐出されるインク滴の
吐出タイミングと異なる吐出タイミングで吐出されるた
め、飛行中のインク滴が、隣接するノズルから吐出され
インク滴と接触することなく、記録媒体に記録され得
る。従って、高記録周波数でありながら１つのインク室
により記録されるインクドットの記録面積を所望の面積
にすることが可能なインクヘッドを提供し得る。また、
構造が簡単でありながら高解像度の画像を記録し得るイ
ンクヘッドを提供し得る。

【００７５】（２）前記各ノズルは、前記エネルギー発
生素子の駆動によって発生する前記インク室内の吐出エ
ネルギーの中心からの距離が、隣接ノズルと異なるよう
に、配置されていることを特徴とする（１）に記載のイ
ンクヘッド。

【００７６】上記構成により、各ノズルは、隣接するノ
ズルと前記吐出エネルギーの中心から距離が異なるよう
に構成されているため、前記吐出エネルギーの中心から
吐出エネルギーを伝播する圧力波が、各ノズルと、この
ノズルに隣接するノズルとに到達する時間が異なる。そ
して、先に圧力波が到達したノズルからインク滴を吐出
する。このため、各ノズルと、隣接するノズルとは、イ
ンク滴を吐出するタイミングを異ならせ得る。

【００７７】（３）前記各ノズルは、前記隣接するノズ
ルから吐出するインク滴と吐出タイミングが互いに異な
るように、前記隣接するノズルと前記インク室の中心か
ら距離を異なるように配置されていることを特徴とする
（１）に記載のインクヘッド。

【００７８】上記構成により、各ノズルは、前記隣接す
るノズルと前記インク室の中心から距離を異なるように
配置されているため、前記吐出エネルギーの中心からの
距離を、隣接するノズルと異ならせ、インク滴を吐出す
るタイミングを異ならせ得る。

【００７９】（４）前記ノズルプレートは、前記インク
室の記録媒体と対面する面に設けられており、前記イン
ク室は、前記ノズルプレートの記録媒体と対面する面に
対して非垂直に延びていることを特徴とする（２）又は
（３）に記載のインクヘッド。

【００８０】上記構成により、ノズルプレートとインク
室とは、所定の角度を有するように連結されているた
め、前記角度を変更することで、ノズルプレートに配置
されたノズルの位置を調節することなく、前記吐出エネ
ルギーの中心からの距離を、隣接するノズルと異ならせ
得る。

【００８１】（５）インクを吐出する複数のインク室を
有しているインクヘッドモジュールと、前記インク室の
夫々にインクを通過させるノズルを提供するためにイン
クヘッドモジュールに取り付けられているノズルプレー
トと、を有しているインクヘッドであって、前記インク
ヘッドモジュールは、前記インク室の一部を構成すると
ともに前記インクに対して吐出に必要な吐出エネルギー
を与えるエネルギー発生素子を有しており、前記ノズル
は、前記各インク室に対して複数形成されているインク
ヘッドにおいて、前記各ノズルから吐出されるインク滴
が、隣接するインク滴の吐出スピードと異なる吐出スピ
ードで吐出されることを特徴とするインクヘッド。

【００８２】上記構成により、各ノズルから吐出される
インク滴が、隣接するインク滴の吐出スピードと異なる
吐出スピードで吐出されるため、飛行中のインク滴が、
隣接するノズルから吐出されインク滴と接触することな
く、記録媒体に記録され得る。従って、高記録周波数で
ありながら１つのインク室により記録されるインクドッ
トの記録面積を所望の面積にすることが可能なインクヘ
ッドを提供し得る。また、構造が簡単でありながら高解
像度の画像を記録し得るインクヘッドを提供し得る。

【００８３】（６）また、前記ノズルは、前記隣接する
ノズルと開口面積が異なって形成されていることを特徴
とする（５）に記載のインクヘッド。

【００８４】上記構成により、前記ノズルは、隣接する
ノズルと開口面積が異なって形成されるため、各ノズル
と隣接するノズルとの吐出スピードを異ならせ得る。

【００８５】（７）前記ノズルの開口面積は、外気と接
触する側の開口面積である（６）に記載のインクヘッ
ド。

【００８６】上記構成により、各ノズルと、隣接するノ
ズルとは、外気と接触する側の開口面積が異なっている
ため、各ノズルと隣接するノズルとの吐出スピードを異
ならせ得る。

【００８７】（８）また、前記ノズルの開口面積は、前
記インク室と対面する側のノズルの開口面積である
（７）に記載のインクヘッド。

【００８８】上記構成により、各ノズルと、隣接するノ
ズルとは、インク室と対面する側のノズルの開口面積が
異なっているため、各ノズルと隣接するノズルとの吐出
スピードを異ならせ得る。

【００８９】（９）前記ノズルは、前記隣接するノズル
と、インクの吐出方向に沿った長さが異なって形成され
ている（７）に記載のインクヘッド。

【００９０】上記構成により、各ノズルと、隣接するノ
ズルとは、インクの吐出方向に沿った長さが異なってい
るため、各ノズルと隣接するノズルとの吐出スピードを
異ならせ得る。

【００９１】（１０）前記ノズルは、前記隣接するノズ
ルと、前記ノズルプレートの記録媒体と対面する面から
の高さが異なっている（９）に記載のインクヘッド。

【００９２】上記構成により、各ノズルと、隣接するノ
ズルとは、ノズルプレートの記録媒体と対面する面から
の高さが異なるため、各ノズルと隣接するノズルとの吐
出スピードを異ならせ得る。

【００９３】（１１）前記ノズルは、前記隣接するノズ
ルと、前記ノズルプレートの前記インク室と対面する面
からの高さが異なっている（９）に記載のインクヘッ
ド。

【００９４】上記構成により、各ノズルと、隣接するノ
ズルとは、ノズルプレートのインク室と対面する面から
の高さが異なるため、各ノズルから吐出されるインク
と、隣接するノズルから吐出されるインクとの飛行速度
を異ならせ得る。

【００９５】（１２）前記インク室と対面する側の前記
ノズル開口面積をＳ１、外気と接触する側の開口面積Ｓ
２とした場合に、前記複数のノズルのうち少なくとも１
つのノズルが他のノズルに対してＳ２／Ｓ１の比が異な
って形成されている（６）に記載のインクヘッド。

【００９６】上記構成により、少なくとも１つのノズル
の前記Ｓ２／Ｓ１の比が異なってため、各ノズルと隣接
するノズルとの吐出スピードを異ならせ得る。

【００９７】

【発明の効果】本発明は、１つのインク室に設けられて
いる複数のノズルから吐出されるインクが、隣接するノ
ズルから吐出されるインクと飛行中に接触することな
く、記録媒体に記録され得るインクヘッドを提供し得
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は、第１の実施の形態に従ったイン
クヘッドを示す斜視図である。図１（ｂ）は、図１
（ａ）の切断線Ｘ−Ｘに沿った拡大した断面図である。

【図２】図２は、第１の実施の形態に従ったインクヘッ
ドの変形例を示す拡大した断面図である。

【図３】図３は、第２の実施の形態に従ったインクヘッ
ドを示す拡大した断面図である。

【図４】図４は、第３の実施の形態に従ったインクヘッ
ドを示す拡大した断面図である。

【図５】図５は、第４の実施の形態に従ったインクヘッ
ドを示す拡大した断面図である。

【図６】図６は、第５の実施の形態に従ったインクヘッ
ドを示す拡大した断面図である。

【図７】図７は、第５の実施の形態に従ったインクヘッ
ドの変形例を示す拡大した断面図である。

【図８】図８（ａ）は、第６の実施の形態に従ったイン
クヘッドを示す斜視図である。図８（ｂ）は、図８
（ａ）の切断線Ｘ−Ｘに沿った拡大した断面図である。

【図９】図９（ａ）は、第６の実施の形態に従ったイン
クヘッドの変形例を示す斜視図である。図９（ｂ）は、
図９（ａ）のノズルの配置を示す拡大した上面図であ
る。

【図１０】図１０は、従来のインクヘッドを示す拡大し
た断面図である。

【符号の説明】

Ｐ放射状圧力波の中心１０インクヘッド２０インクヘッドモジュール２１インク室２２側壁３０ノズルプレート３１、３１’ ノズル８０、８０’ インク滴

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者清水正信東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号オリンパス光学工業株式会社内Ｆターム(参考） 2C057 AG03 AG12 AG13 AG16 AG18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出する複数のインク室を有し
ているインクヘッドモジュールと、前記インク室の夫々にインクを通過させるノズルを提供
するためにインクヘッドモジュールに取り付けられてい
るノズルプレートと、を有しているインクヘッドであって、前記インクヘッドモジュールは、前記インク室の一部を
構成するとともに前記インクに対して吐出に必要な吐出
エネルギーを与えるエネルギー発生素子を有しており、前記ノズルは、前記各インク室に対して複数形成されて
いるインクヘッドにおいて、前記各ノズルから吐出されるインク滴が、隣接するノズ
ルから吐出されるインク滴の吐出タイミングと異なる吐
出タイミングで吐出されることを特徴とするインクヘッ
ド。
【請求項２】前記各ノズルは、前記エネルギー発生素
子の駆動によって発生する前記インク室内の吐出エネル
ギーの中心からの距離が、隣接ノズルと異なるように、
配置されていることを特徴とする請求項１に記載のイン
クヘッド。
【請求項３】インクを吐出する複数のインク室を有し
ているインクヘッドモジュールと、前記インク室の夫々にインクを通過させるノズルを提供
するためにインクヘッドモジュールに取り付けられてい
るノズルプレートと、を有しているインクヘッドであって、前記インクヘッドモジュールは、前記インク室の一部を
構成するとともに前記インクに対して吐出に必要な吐出
エネルギーを与えるエネルギー発生素子を有しており、前記ノズルは、前記各インク室に対して複数形成されて
いるインクヘッドにおいて、前記各ノズルから吐出されるインク滴が、隣接するイン
ク滴の吐出スピードと異なる吐出スピードで吐出される
ことを特徴とするインクヘッド。
【請求項４】前記ノズルは、前記隣接するノズルと開
口面積が異なって形成されている請求項３に記載のイン
クヘッド。