インクジェットヘッドおよびインクジェット装置
【課題】解像度が高く、かつ各インク室のノズルから吐出されるインクの量が一定であるインクジェットヘッドを提供すること。
【解決手段】インク供給流路と；前記インク供給流路の両側部に交互に配置され、２以上のインク室を有するインク室群と；前記インク室のそれぞれに配置されたアクチュエータと；を有するインクジェットヘッドであって、それぞれの前記インク室群は、互いに平行な２以上のインク室列と、互いに平行な２以上のノズル列とを有し、それぞれの前記インク室群では、前記インク室群内の前記インク室は、隣接するインク室と連通し、前記インク供給流路に最も近いインク室列を第１インク室列とし、前記インク供給流路から最も遠いインク室列を第ｎインク室列としたとき、前記第１インク室列が有する前記インク室の数は、前記第ｎインク室列が有する前記インク室の数よりも多い、インクジェットヘッド。
【解決手段】インク供給流路と；前記インク供給流路の両側部に交互に配置され、２以上のインク室を有するインク室群と；前記インク室のそれぞれに配置されたアクチュエータと；を有するインクジェットヘッドであって、それぞれの前記インク室群は、互いに平行な２以上のインク室列と、互いに平行な２以上のノズル列とを有し、それぞれの前記インク室群では、前記インク室群内の前記インク室は、隣接するインク室と連通し、前記インク供給流路に最も近いインク室列を第１インク室列とし、前記インク供給流路から最も遠いインク室列を第ｎインク室列としたとき、前記第１インク室列が有する前記インク室の数は、前記第ｎインク室列が有する前記インク室の数よりも多い、インクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドおよびそれを備えるインクジェット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドは、インク供給源からインクが供給されるインク供給流路と；インクを吐出するためのノズルを有し、かつインク供給流路に沿って配列された複数のインク室と；インク室のそれぞれに配置されたアクチュエーター（例えばピエゾ素子）とを有することがある。インク供給流路に沿って配列された１列のインク室をインク室列とも称することがある。また、ノズルを有するインク室がインク供給流路に沿って配列されることで、ノズルもインク供給流路に沿って配列される。インク供給流路に沿って配列された一列のノズルを、ノズル列と称することがある。
【０００３】
このようなインクジェットヘッドでは、アクチュエータがインク室内のインクに圧力を与えることで、ノズルからインクが吐出される。このようなインクジェットヘッドの解像度は、ノズルの配置ピッチ（以下単に「ノズルピッチ」とも称する）によって決定される。
【０００４】
また、複数のインク室列を有し、平面形状が台形のインク室群を、交互に設ける技術が知られている（例えば特許文献１参照）。図１は、特許文献１に開示されたインクジェットヘッド７０の平面図である。
【０００５】
図１に示されるように、インクジェットヘッド７０は、マトリクス状に配置されたインク室を有するインク室群２１が交互に配置されている。インク室群２１とインク室群２１との間にはインク供給流路５が形成されている。また、各インク室群２１は、平面形状が台形状の圧電素子ユニットを１つ有する。
【０００６】
また、インクジェットヘッドの内部のインクにエアーが混入したり、インクジェットヘッドのノズルが目詰まりしたりして、適切なインク吐出ができないことがある。そこで、インクジェットヘッドのインクを循環させる（外部からインクジェットヘッドにインクを供給し、インクジェットヘッドからインクを排出する）ことで、エアー混入やノズルつまりを低減させることが提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特願２００４−１３６６６８号公報
【特許文献２】特開２００８−２５４１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年プリンタの解像度を上げるため、ノズル間のピッチが小さいインクジェットヘッドの開発が求められている。上述のようにノズルはインク室ごとに配置されるので、ノズルピッチを縮めるには、インク室を小型化し、ノズル列（インク室列）におけるノズルピッチを小さくすればよい。しかし、アクチュエータやインク室に求められる容積の関係上、インク室の小型化には限界があるため、ノズル列におけるノズルピッチを縮めるには限界がある。
【０００９】
インクジェットヘッドのノズルピッチをノズル列におけるノズルピッチの限界よりも小さくするために、インクジェットヘッドに複数のインク室列（ノズル列）を設け、ノズルの位置をずらすことが考えられる。図２Ａは、複数のインク室列およびノズル列を有するインクジェットヘッド１０の斜視図である。また、図２Ｂはインクジェットヘッド１０のノズル形成面からの平面図である。
【００１０】
図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、インクジェットヘッド１０は、インク供給流路１０１と、第１インク室列１１１と、第２インク室列１１２と、第１ノズル列１２１と、第２ノズル列１２２とを有する。第１インク室列１１１のインク室１１３は、インク供給流路１０１と接続する。また、図２Ａおよび図２Ｂに示されたインクジェットヘッド１０では、第２インク室列１１２のインク室１１３にもインクを供給できるように、第１インク室列１１１のインク室１１３と第２インク室列１１２のインク室１１３とは連通している。このため、インクは、インク供給流路１０１から、第１インク室列１１１を通って第２インク室列１１２に供給されることができる。
【００１１】
図２Ｂに示されるように、第１ノズル列１２１のノズル１２３と、第２ノズル列１２２のノズル１２３とは、重ならない。具体的には、第１ノズル列１２１のノズル１２３は、第２ノズル列１２２における隣接する２つのノズル１２３の間に位置する。このように、複数のノズル列を設け、互いのノズルの位置が重ならないようにすることで、インクジェットヘッドのノズルピッチＰ１を、ノズル列におけるノズルピッチＰ２の１／２にすることができ、解像度の高いインクジェットヘッドを提供することができる。
【００１２】
次にインクジェットヘッド１０内におけるインクの流れについて説明する。インクジェットヘッド１０では、インクはまずインク供給流路１０１から第１インク室列１１１のインク室１１３に供給される。上述のように第１インク室列１１１のインク室１１３と、第２インク室列１１２のインク室１１３とは連通しているので、インクは、第１インク室列１１１のインク室１１３を通って、第２インク室列１１２のインク室１１３に供給される。
【００１３】
一方、第１インク室列１１１のインク室１１３に供給されたインクの一部は、第１インク室列１１１のインク室１１３が有するノズル１２３（第１ノズル列１２１のノズル１２３）から吐出される。したがって、第２インク室列１１２のインク室１１３に供給されるインクの量は、第１インク室列１１１のインク室１１３に供給されるインクの量よりも少なくなる。
【００１４】
このため、図２Ａおよび図２Ｂに示されるインクジェットヘッド１０では、第１インク室列１１１のインク室でインクの圧力が高くなり、第２インク室列１１２のインク室でインクの圧力が低くなる。
【００１５】
このように、各インク室のインク圧力が一定でなくなると、各ノズルから吐出されるインクの量および速度も一定でなくなる。各ノズルから吐出されるインクの量および速度がばらつくと正確な印刷ができなくなる。
【００１６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、解像度が高く、かつ各インク室のノズルから吐出されるインクの量や、吐出速度が一定であるインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の第１は、以下に示すインクジェットヘッドに関する。
［１］外部から供給されるインクが流れるインク供給流路と；前記インク供給流路内をインクが流れる方向に沿って、前記インク供給流路の両側部に交互に配置され、インクを吐出するためのノズルを有する２以上のインク室を有するインク室群と；前記インク室のそれぞれに配置されたアクチュエータと；を有するインクジェットヘッドであって、それぞれの前記インク室群は、互いに平行で、かつ前記インク供給流路内をインクが流れる方向に平行な２以上のインク室列と、互いに平行で、かつ前記インク供給流路内をインクが流れる方向に平行な２以上のノズル列とを有し、前記インク室列は、前記インク室が一列に配列されることで構成され、前記ノズル列は、前記ノズルが一列に配列されることで構成され、それぞれの前記インク室群では、前記インク室群内の前記インク室は、隣接するインク室と連通し、前記インク供給流路に最も近いインク室列を第１インク室列とし、前記インク供給流路から最も遠いインク室列を第ｎインク室列としたとき、前記第１インク室列が有する前記インク室の数は、前記第ｎインク室列が有する前記インク室の数よりも多い、インクジェットヘッド。
［２］１の前記ノズル列が有するノズルの前記インク供給流路内をインクが流れる方向の位置は、他の前記ノズル列が有するノズルの前記インク供給流路内をインクが流れる方向の位置と重ならない、［１］に記載のインクジェットヘッド。
［３］前記インク供給流路の一方の側部に配置された前記インク室群と、前記インク供給流路の他方の側部に配置された前記インク室群とは、一部オーバーラップし、２以上の前記インク室群が、前記インク供給流路内をインクが流れる方向に沿って、前記インク供給流路の両側部に交互に配置された領域のインクジェットヘッドを、前記インク供給流路内をインクが流れる方向に対して垂直かつ等間隔に複数のピースに分割したとき、全ての前記ピースが有する前記インク室および前記ノズルの数は同じである、［１］または［２］に記載のインクジェットヘッド。
［４］前記インク供給流路内をインクが流れる方向に平行であり、かつ前記インク室から排出されたインクが流れるインク排出流路をさらに有し、前記インク排出流路は、前記第ｎインク室列のインク室と接続する、［１］〜［３］のいずれか一つに記載のインクジェットヘッド。
【００１８】
本発明の第２は以下に示すインクジェット装置に関する。
［５］［１］〜［４］のいずれか一つに記載のインクジェットヘッドを具備するインクジェット装置。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のインクジェットヘッドは、複数のインク室列が有するインク室内のインク圧力を一定にすることができ、各インク室のノズルから吐出される液滴の量、および吐出速度を一定にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来のインクジェットヘッドの平面図
【図２】２列のインク室列およびノズル列を有するインクジェットヘッドの平面図
【図３】実施の形態１のインクジェットヘッドの斜視図
【図４】実施の形態１のインクジェットヘッドの平面図
【図５】実施の形態１のインクジェットヘッドにおけるピエゾ素子を示す図
【図６】実施の形態１のインクジェットヘッドにおけるインクの流れを示す図
【図７】実施の形態２のインクジェットヘッドの平面図
【図８】インク室群がオーバーラップしないインクジェットヘッドの平面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
１．本発明のインクジェットヘッドについて
本発明のインクジェットヘッドは、１）インク供給流路と、２）インク室群と、３）アクチュエータとを有する。
【００２２】
本発明は、複数のインク室を含むインク室群の構造を工夫することで、各インク室のノズルから吐出されるインクの量および速度を一定にしたことを特徴とする。以下、本発明の構成要素について説明する。
【００２３】
１）インク供給流路
インク供給流路は、外部から供給されるインクが流れる流路である。インク供給流路を流れるインクは、後述するインク室群のインク室に供給される。インク供給流路は、外部からインクが供給される導入口を有する。インク供給流路に供給されるインク供給量は、特に限定されず、数ｍｌ/ｍｉｎであっても、それ以上であってもよい。
【００２４】
２）インク室群
インク室群は、インクを吐出するためのノズルを有する複数のインク室を含む領域である。インク室群は、インク供給流路内をインクが流れる方向（以下単に「インクの流れ方向」とも称する）に沿って、インク供給流路の両側部に交互に配置される（図４Ａ、図７参照）。
【００２５】
インク室は、ノズルから吐出させるインクを収容するための空間である。本発明のインクジェットヘッドが有するインク室の寸法は、通常全て同じである。インク室に収容されるインクの種類は、特に限定されず、印刷対象物の種類によって適宜選択される。
【００２６】
ノズルとはインク室からインクを吐出するための吐出孔である。通常インクジェットヘッドは、１つのインク室に対して、１つのノズルを有する。インク室内のインクは、ノズルから外部に吐出される。ノズルの径は、特に限定されず、例えば１０〜１００μｍ程度であればよい。
【００２７】
本発明では、インク室群は、互いに平行な複数のインク室列と、互いに平行な複数のノズル列とを有する。
【００２８】
インク室列は、インク室が一列に配列されることで構成される。１つのインク室列が有するインク室の数は、例えば、２〜１０である。またインク室列はインクの流れ方向に平行である。以下、インク室列のうちインク供給流路に最も近いインク室列を「第１インク室列」と称し、インク室列のうち、インク供給流路から最も遠いインク室列を「第ｎ（ｎは２以上の整数）インク室列」とも称する。インク供給流路は、第１インク室列のインク室に接続している。一方、第ｎインク室列のインク室は、インク供給流路とは接続していない。
【００２９】
ノズル列はインク室が有するノズルが一列に配列されることで構成される。またノズル列はインクの流れ方向に平行である。以下、ノズル列のうちインク供給流路に最も近いノズル列を「第１ノズル列」と称し、ノズル列のうち、インク供給流路から最も遠いノズル列を「第ｎノズル列」とも称する。
【００３０】
上述のようにインク室は、通常１つのノズルを有するので、インク室列とノズル列との数は、通常同じである。インク室群が有するインク室列およびノズル列の数は特に限定されないが、例えば２〜１０である。また、各インク室群が有するインク室列、インク室およびノズル列の数は通常同じである。
【００３１】
１のノズル列が有するノズルのインクの流れ方向の位置（以下単に「ノズルの位置」とも称する）と、他のノズル列が有するノズルの位置とは重ならないことが好ましい（図４Ａ、図７参照）。このように、ノズルの位置を重ならせないことで、インク室群におけるノズルピッチを、ノズル列におけるノズルピッチよりも小さくすることができ、解像度を向上させることができる。
【００３２】
上述のように、本発明のインクジェットヘッドは、インク室群の構造に特徴を有する。本発明の特徴であるインク室群の特徴については、後述する「２．インク室群の構造について」で詳細に説明する。
【００３３】
３）アクチュエータ
本発明のインクジェットヘッドは、各インク室に配置されたアクチュエータを有する。本発明では各インク室に１つまたは複数のアクチュエータが配置される。アクチュエータとは、制御信号を物理的な力に変換する作動装置であって、ヒータ（発熱体）であったり、ピエゾ素子（圧電素子）であったりするが、ピエゾ素子であることが好ましい。アクチュエータがヒータの場合は、サーマル方式と称され、ヒータが発熱することでインク室内のインク中に気泡を発生させて圧力を加え、インクを吐出させる。そのため、インクの種類によっては、熱によって劣化する恐れがある。一方、アクチュエータがピエゾ素子の場合は、圧電方式と称され、ピエゾ素子が歪むことでインク室の容量を変化させてインクに圧力を加え、インクを吐出させる。
【００３４】
また、アクチュエータであるピエゾ素子は、出力形態（歪み方）によって、シェアモードと、プッシュモードと、ベンドモードとに大別されうる。本発明のインクジェットヘッドは、いずれのモードのピエゾ素子を採用してもよい。
【００３５】
アクチュエータであるピエゾ素子は、薄膜ピエゾ素子と積層ピエゾ素子とに分類されうる。薄膜ピエゾ素子は、入力に対する出力応答が速いが、出力が低くなりがちである。そのため薄膜ピエゾ素子は、吐出するべきインク室内のインク圧力や粘度によって吐出がばらつきやすい。そのため、インクの種類によっては適切な吐出ができない場合がある。一方、積層ピエゾ素子は、入力に対する出力応答が遅いが、出力を高めやすい。そのため積層ピエゾ素子は、吐出するべきインク室内のインク圧力に影響を受けにくく、安定した吐出を実現しうる。よって、本発明のインクジェットヘッドのアクチュエータは、積層ピエゾ素子が好ましい場合がある。
【００３６】
アクチュエータとして、積層ピエゾ素子を用いる場合、積層ピエゾ素子の平面形状は、６角形であることが好ましい（図５Ａおよび図５Ｂ参照）。積層ピエゾ素子の平面形状を６角形とすれば、積層ピエゾ素子の駆動面（インクを押す面）の面積が増加し、より強い圧力をインクに加えることが可能になるからである。
【００３７】
また、本発明のインクジェットヘッドは、インク排出流路を有していてもよい（図３参照）。インク排出流路は、インク室群のインク室から排出されたインクが流れる流路であり、インクの流れ方向に平行な流路である。インク排出流路は、外部にインクを排出するための排出口を有する。インク排出流路には、第ｎインク室列のインク室が接続する。インク排出流路を設けることで、インク室内に常に新しいインクを供給することができ、エアーの混入やインクよどみによる吐出不良を防止することができる。
【００３８】
インクジェットヘッドがインク排出流路を有する場合、インクジェットヘッドは、１つのインク供給流路に対して２つのインク排出流路を有する（図３参照）。
【００３９】
２．インク室群の構造について
本発明では、インク室群内のインク室が隣接するインク室と連通していることを特徴とする（図４Ｂ参照）。より具体的には、インク室列内で隣接する２つのインク室は連通し、かつ隣接する２つのインク室列のインク室同士も連通する（図４Ｂ参照）。このため、インク室群内に別途インク流路を設けなくても、インク供給流路から、全てのインク室列のインク室にインクを供給することができる。
【００４０】
また、本発明では、インク室列の位置に応じて、インク室列が有するインク室の数が異なることを特徴とする。具体的には、第１インク室列が有するインク室の数が最も多く、第ｎインク室列が有するインク室が最も少ない。このため、第１インク室列が有するインク室の数は、第ｎインク室列が有するインク室の数よりも多い。また、インク室列が有するインク室の数は、第１インク室列から第ｎインク室列にかけて徐々に減少することが好ましい。このように、インク室の列に応じて、インク室列が有するインク室の数を調節することで、インク室群が有する全てのノズルから吐出されるインクの量を均一にすることができる。
【００４１】
また、本発明では、インクジェットヘッドのノズルピッチが一定になるよう、インク供給流路の一方の側部に配置されたインク室群と、インク供給流路の他方の側部に配置されたインク室群とを、一部オーバーラップさせることが好ましい（図７参照）。このように、ノズルピッチが一定になるよう、インク室群同士を一部オーバーラップさせた結果、ノズル形成領域（複数のインク室群が、インクの流れ方向に沿って、インク供給流路の両側部に交互に配置された領域）のインクジェットヘッドをインクの流れ方向に対して垂直方向に等間隔に複数のピースに分割したとき、全てのピースが有するインク室およびノズルの数が同じになる（図７参照）。
【００４２】
３．本発明のインクジェット装置について
本発明のインクジェット装置は、前述のインクジェットヘッドを具備することを特徴とするが、それ以外は公知のインクジェット装置の部材を適宜有する。例えば、インクジェットヘッドを固定する部材や、インクを塗布する対象物を載置して移動するための移動ステージなどを有する。
【００４３】
インクジェット装置は、インク循環装置を具備してもよい。インク循環装置は、インクに駆動圧力を供給することでインクを循環させる。インクに駆動圧力を供給するには、ポンプを用いてもよいが、圧縮空気を利用して圧力を供給するレギュレータを用いることが好ましい。レギュレータを用いることで駆動圧力が一定になり、インクの循環速度が安定するからである。
【００４４】
インクジェット装置は、インクジェットヘッドのインクを、装置作動中に絶えず循環させてもよいし、断続的に循環させてもよい。
【００４５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明はこれらの実施の形態により限定されない。
【００４６】
（実施の形態１）
実施の形態１では各インク室群が２列のインク室列とノズル列とを有する形態について説明する。
【００４７】
図３は、本発明の実施の形態１のインクジェットヘッド１００の斜視図である。図３に示されるようにインクジェットヘッド１００は、インク供給流路１０１と、２つのインク排出流路１０２と、インク室群１１０と、アクチュエータ（不図示）とを有する。
【００４８】
インク供給流路１０１は、インクタンク１０５と連結したインク導入口１０３を有する。また、インク排出流路１０２は、インク排出口１０４を有する。またインクジェットヘッド１００は、底面プレート１５０と、スペーサ１６０と、上面プレート１７０とを積層することで構成される。
【００４９】
図４Ａは、図３に示されたインクジェットヘッド１００の底面プレート１５０側からの平面図である。図４Ａに示されるように、インクジェットヘッド１００は、インクの流れ方向Ｘに沿って、インク供給流路１０１の両側部に交互に配置された複数のインク室群１１０を有する。
【００５０】
それぞれのインク室群１１０は、第１インク室列１１１および第２インク室列１１２ならびに第１ノズル列１２１および第２ノズル列１２２を有する。
【００５１】
図４Ａに示されるように第１ノズル列１２１のノズル１２３のＸ方向の位置と、第２ノズル列１２２のノズル１２３のＸ方向の位置とは、重ならない。具体的には、第２ノズル列１２２のノズル１２３は、第１ノズル列１２１において隣接する２つのノズル１２３間に位置する。このため、インク室群におけるノズルピッチＰ１は、ノズル列におけるノズルピッチＰ２の１／２となり、解像度を向上させることができる。
【００５２】
また、図４Ａに示されるように、第１インク室列１１１が有するインク室１１３の数は、第２インク室列１１２が有するインク室１１３の数よりも多い。具体的には、第１インク室列１１１が５個のインク室１１３を有するのに対し、第２インク室列１１２は、４個のインク室１１３しか有さない。このように、第１インク室列１１１が有するインク室１１３の数を、第２インク室列１１２が有するインク室１１３の数よりも多くすることで、インク室列が有するインク室１１３内のインク圧力を一定にすることができ、各インク室１１３のノズルから吐出されるインクの量、および吐出速度を一定にすることができる。
【００５３】
図４Ｂは、上面プレート１７０を省略したインクジェットヘッド１００におけるインク室群１１０の斜視図である。図４Ｂに示されるように、インク室群１１０内では、各インク室１１３は柱１１５によって区画されているだけであり、壁によって区切られていない。このため、インク室群１１０内では、各インク室１１３は、隣接するインク室１１３と連通する。柱１１５は円柱であっても角柱であってもよいが、円柱であることが好ましい。インク室を区画する柱が円柱であるとインク室間をインクがスムーズに流れることができるからである。
【００５４】
また、図４Ｂに示されるように、第１インク室列１１１のインク室１１３は、インク供給流路１０１に接続し、第２インク室列１１２のインク室１１３は、インク排出流路１０２に接続する。
【００５５】
図５Ａは、本実施の形態のアクチュエータである積層ピエゾ素子１０７の平面図を示し；図５Ｂは、図５Ａに示された積層ピエゾ素子１０７の斜視図を示す。図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、積層ピエゾ素子１０７の平面形状は６角形であることが好ましい。積層ピエゾ素子１０７の平面形状を６角形とすれば、積層ピエゾ素子１０７の駆動面（インクを押す面）１０７ａの面積が増加し、より強い圧力をインクに加えることが可能になるからである。
【００５６】
次にインクジェットヘッド１００内におけるインクの流れについて、図６を参照しながら説明する。図６は、図４Ａに示されたインクジェットヘッド１００の平面図に矢印でインクの流れを追加した図である。
【００５７】
図６に示されるように、インクはまずインク供給流路１０１から第１インク室列１１１のインク室１１３に供給される。また、上述のように第１インク室列１１１のインク室１１３と、第２インク室列１１２のインク室１１３とは連通しているので、インクは、第１インク室列１１１のインク室１１３を通って、第２インク室列１１２のインク室１１３に供給され、最終的にインク排出流路１０２に流入する。
【００５８】
一方、第１インク室列１１１のインク室１１３に供給されたインクの一部は、第１インク室列１１１のインク室１１３が有するノズル１２３（第１ノズル列１２１のノズル１２３）から吐出される。したがって、第２インク室列１１２のインク室１１３に供給されるインクの量は、第１インク室列１１１のインク室１１３に供給されるインクの量よりも少なくなる。このため、仮に第１インク室列１１１と、第２インク室列１１２とが、同じ数のインク室１１３を有すると、第１インク室列１１１で、インクの圧力が高くなり、第２インク室列１１２でインクの圧力が低くなる。
【００５９】
このように、第１インク室列１１１と、第２インク室列１１２とでインク圧力がばらつくと、各ノズルから液滴として吐出されるインクの量および速度も一定でなくなる。つまり、第１ノズル列１２１のノズル１２３からは、相対的に、多量のインクが高速で吐出され；第２ノズル列１２２のノズル１２３からは、相対的に、少量のインクが低速で吐出される。
【００６０】
これに対して本発明では、第２インク室列１１２が有するインク室１１３の数は、第１インク室列１１１が有するインク室１１３の数よりも少ない。このため、第２インク室列１１２のインク室１１３に供給されるインクの量が、第１インク室列１１１のインク室１１３に供給されるインクの量よりも少なくなったとしても、第２インク室列１１２のインク室１１３でインク圧力が低下することが防止される。その結果、各インク室のノズルから吐出されるインクの量および速度も一定となる。
【００６１】
（実施の形態２）
実施の形態２では、１つのインク室群が２列のインク室群およびノズル列を有する形態について説明した。実施の形態２では、１つのインク室群が４列のノズル列を有する形態について説明する。
【００６２】
図７は、実施の形態２のインクジェットヘッド２００の、底面プレートからの平面図である。実施の形態２のインクジェットヘッド２００は、インク室群２１０が４列のノズル列およびインク室列を有する以外は、実施の形態１のインクジェットヘッド１００と基本構造が同じである。したがって、実施の形態１のインクジェットヘッド１００と同一の構成要素については、同一の符号を付し説明を省略する。
【００６３】
図７に示されるようにインクジェットヘッド２００におけるインク室群２１０は、４列のインク室列（第１インク室列２１１、第２インク室列２１２、第３インク室列２１３および第４インク室列２１４）と、４列のノズル列（第１ノズル列２２１、第２ノズル列２２２、第３ノズル列２２３および第４ノズル列２２４）とを有する。
【００６４】
また図７に示されるように、４列のノズル列が有するノズル１２３の位置は、重ならない。このため、インク室群におけるノズルピッチは、ノズル列におけるノズルピッチの、１／４になる。このため、本実施の形態のインクジェットヘッド２００は、実施の形態１のインクジェットヘッド１００よりもさらに高い解像度を有する。
【００６５】
また、本実施の形態では、インクジェットヘッド２００のノズルピッチＰが一定になるよう、インク供給流路１０１の一方の側部に配置されたインク室群２１０Ａと、インク供給流路１０１の他方の側部に配置されたインク室群２１０Ｂとを一部オーバーラップさせる。このように、ノズルピッチＰが一定になるよう、インク室群２１０Ａと、インク室群２１０Ｂとを一部オーバーラップさせた結果、ノズル形成領域のインクジェットヘッドをインクの流れ方向Ｘに対して垂直方向かつ等間隔Ｄに複数のピースに分割したとき、全てのピースが有するインク室およびノズルの数が同じになる。
【００６６】
一方、図８に示されるようにインク室群２１０Ａと、インク室群２１０Ｂとをオーバーラップさせなかった場合、インクジェットヘッドのノズルピッチＰが、ばらつく領域が発生してしまい、インクジェットヘッドの解像度がばらついてしまう。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明のインクジェットヘッドは、各ノズルから液滴として吐出されるインク量および吐出速度が、ノズルごとに一定にすることができる。よって、インクを塗布される被塗布物に、均一にインクを塗布することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１００、２００、インクジェットヘッド
１０１ インク供給流路
１０２ インク排出流路
１０３ インク導入口
１０４ インク排出口
１０５ インクタンク
１０７ 積層ピエゾ素子
１１０、２１０ インク室群
１１１、２１１ 第１インク室列
１１２、２１２ 第２インク室列
２１３ 第３インク室列
２１４ 第４インク室列
１１３ インク室
１１５ 柱
１２１、２２１ 第１ノズル列
１２２、２２２ 第２ノズル列
２２３ 第３ノズル列
２２４ 第４ノズル列
１２３ ノズル
１０７ 積層ピエゾ素子
１５０ 底面プレート
１６０ スペーサ
１７０ 上面プレート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドおよびそれを備えるインクジェット装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドは、インク供給源からインクが供給されるインク供給流路と；インクを吐出するためのノズルを有し、かつインク供給流路に沿って配列された複数のインク室と；インク室のそれぞれに配置されたアクチュエーター（例えばピエゾ素子）とを有することがある。インク供給流路に沿って配列された１列のインク室をインク室列とも称することがある。また、ノズルを有するインク室がインク供給流路に沿って配列されることで、ノズルもインク供給流路に沿って配列される。インク供給流路に沿って配列された一列のノズルを、ノズル列と称することがある。
【０００３】
このようなインクジェットヘッドでは、アクチュエータがインク室内のインクに圧力を与えることで、ノズルからインクが吐出される。このようなインクジェットヘッドの解像度は、ノズルの配置ピッチ（以下単に「ノズルピッチ」とも称する）によって決定される。
【０００４】
また、複数のインク室列を有し、平面形状が台形のインク室群を、交互に設ける技術が知られている（例えば特許文献１参照）。図１は、特許文献１に開示されたインクジェットヘッド７０の平面図である。
【０００５】
図１に示されるように、インクジェットヘッド７０は、マトリクス状に配置されたインク室を有するインク室群２１が交互に配置されている。インク室群２１とインク室群２１との間にはインク供給流路５が形成されている。また、各インク室群２１は、平面形状が台形状の圧電素子ユニットを１つ有する。
【０００６】
また、インクジェットヘッドの内部のインクにエアーが混入したり、インクジェットヘッドのノズルが目詰まりしたりして、適切なインク吐出ができないことがある。そこで、インクジェットヘッドのインクを循環させる（外部からインクジェットヘッドにインクを供給し、インクジェットヘッドからインクを排出する）ことで、エアー混入やノズルつまりを低減させることが提案されている（例えば、特許文献２を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特願２００４−１３６６６８号公報
【特許文献２】特開２００８−２５４１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年プリンタの解像度を上げるため、ノズル間のピッチが小さいインクジェットヘッドの開発が求められている。上述のようにノズルはインク室ごとに配置されるので、ノズルピッチを縮めるには、インク室を小型化し、ノズル列（インク室列）におけるノズルピッチを小さくすればよい。しかし、アクチュエータやインク室に求められる容積の関係上、インク室の小型化には限界があるため、ノズル列におけるノズルピッチを縮めるには限界がある。
【０００９】
インクジェットヘッドのノズルピッチをノズル列におけるノズルピッチの限界よりも小さくするために、インクジェットヘッドに複数のインク室列（ノズル列）を設け、ノズルの位置をずらすことが考えられる。図２Ａは、複数のインク室列およびノズル列を有するインクジェットヘッド１０の斜視図である。また、図２Ｂはインクジェットヘッド１０のノズル形成面からの平面図である。
【００１０】
図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、インクジェットヘッド１０は、インク供給流路１０１と、第１インク室列１１１と、第２インク室列１１２と、第１ノズル列１２１と、第２ノズル列１２２とを有する。第１インク室列１１１のインク室１１３は、インク供給流路１０１と接続する。また、図２Ａおよび図２Ｂに示されたインクジェットヘッド１０では、第２インク室列１１２のインク室１１３にもインクを供給できるように、第１インク室列１１１のインク室１１３と第２インク室列１１２のインク室１１３とは連通している。このため、インクは、インク供給流路１０１から、第１インク室列１１１を通って第２インク室列１１２に供給されることができる。
【００１１】
図２Ｂに示されるように、第１ノズル列１２１のノズル１２３と、第２ノズル列１２２のノズル１２３とは、重ならない。具体的には、第１ノズル列１２１のノズル１２３は、第２ノズル列１２２における隣接する２つのノズル１２３の間に位置する。このように、複数のノズル列を設け、互いのノズルの位置が重ならないようにすることで、インクジェットヘッドのノズルピッチＰ１を、ノズル列におけるノズルピッチＰ２の１／２にすることができ、解像度の高いインクジェットヘッドを提供することができる。
【００１２】
次にインクジェットヘッド１０内におけるインクの流れについて説明する。インクジェットヘッド１０では、インクはまずインク供給流路１０１から第１インク室列１１１のインク室１１３に供給される。上述のように第１インク室列１１１のインク室１１３と、第２インク室列１１２のインク室１１３とは連通しているので、インクは、第１インク室列１１１のインク室１１３を通って、第２インク室列１１２のインク室１１３に供給される。
【００１３】
一方、第１インク室列１１１のインク室１１３に供給されたインクの一部は、第１インク室列１１１のインク室１１３が有するノズル１２３（第１ノズル列１２１のノズル１２３）から吐出される。したがって、第２インク室列１１２のインク室１１３に供給されるインクの量は、第１インク室列１１１のインク室１１３に供給されるインクの量よりも少なくなる。
【００１４】
このため、図２Ａおよび図２Ｂに示されるインクジェットヘッド１０では、第１インク室列１１１のインク室でインクの圧力が高くなり、第２インク室列１１２のインク室でインクの圧力が低くなる。
【００１５】
このように、各インク室のインク圧力が一定でなくなると、各ノズルから吐出されるインクの量および速度も一定でなくなる。各ノズルから吐出されるインクの量および速度がばらつくと正確な印刷ができなくなる。
【００１６】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、解像度が高く、かつ各インク室のノズルから吐出されるインクの量や、吐出速度が一定であるインクジェットヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の第１は、以下に示すインクジェットヘッドに関する。
［１］外部から供給されるインクが流れるインク供給流路と；前記インク供給流路内をインクが流れる方向に沿って、前記インク供給流路の両側部に交互に配置され、インクを吐出するためのノズルを有する２以上のインク室を有するインク室群と；前記インク室のそれぞれに配置されたアクチュエータと；を有するインクジェットヘッドであって、それぞれの前記インク室群は、互いに平行で、かつ前記インク供給流路内をインクが流れる方向に平行な２以上のインク室列と、互いに平行で、かつ前記インク供給流路内をインクが流れる方向に平行な２以上のノズル列とを有し、前記インク室列は、前記インク室が一列に配列されることで構成され、前記ノズル列は、前記ノズルが一列に配列されることで構成され、それぞれの前記インク室群では、前記インク室群内の前記インク室は、隣接するインク室と連通し、前記インク供給流路に最も近いインク室列を第１インク室列とし、前記インク供給流路から最も遠いインク室列を第ｎインク室列としたとき、前記第１インク室列が有する前記インク室の数は、前記第ｎインク室列が有する前記インク室の数よりも多い、インクジェットヘッド。
［２］１の前記ノズル列が有するノズルの前記インク供給流路内をインクが流れる方向の位置は、他の前記ノズル列が有するノズルの前記インク供給流路内をインクが流れる方向の位置と重ならない、［１］に記載のインクジェットヘッド。
［３］前記インク供給流路の一方の側部に配置された前記インク室群と、前記インク供給流路の他方の側部に配置された前記インク室群とは、一部オーバーラップし、２以上の前記インク室群が、前記インク供給流路内をインクが流れる方向に沿って、前記インク供給流路の両側部に交互に配置された領域のインクジェットヘッドを、前記インク供給流路内をインクが流れる方向に対して垂直かつ等間隔に複数のピースに分割したとき、全ての前記ピースが有する前記インク室および前記ノズルの数は同じである、［１］または［２］に記載のインクジェットヘッド。
［４］前記インク供給流路内をインクが流れる方向に平行であり、かつ前記インク室から排出されたインクが流れるインク排出流路をさらに有し、前記インク排出流路は、前記第ｎインク室列のインク室と接続する、［１］〜［３］のいずれか一つに記載のインクジェットヘッド。
【００１８】
本発明の第２は以下に示すインクジェット装置に関する。
［５］［１］〜［４］のいずれか一つに記載のインクジェットヘッドを具備するインクジェット装置。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のインクジェットヘッドは、複数のインク室列が有するインク室内のインク圧力を一定にすることができ、各インク室のノズルから吐出される液滴の量、および吐出速度を一定にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来のインクジェットヘッドの平面図
【図２】２列のインク室列およびノズル列を有するインクジェットヘッドの平面図
【図３】実施の形態１のインクジェットヘッドの斜視図
【図４】実施の形態１のインクジェットヘッドの平面図
【図５】実施の形態１のインクジェットヘッドにおけるピエゾ素子を示す図
【図６】実施の形態１のインクジェットヘッドにおけるインクの流れを示す図
【図７】実施の形態２のインクジェットヘッドの平面図
【図８】インク室群がオーバーラップしないインクジェットヘッドの平面図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
１．本発明のインクジェットヘッドについて
本発明のインクジェットヘッドは、１）インク供給流路と、２）インク室群と、３）アクチュエータとを有する。
【００２２】
本発明は、複数のインク室を含むインク室群の構造を工夫することで、各インク室のノズルから吐出されるインクの量および速度を一定にしたことを特徴とする。以下、本発明の構成要素について説明する。
【００２３】
１）インク供給流路
インク供給流路は、外部から供給されるインクが流れる流路である。インク供給流路を流れるインクは、後述するインク室群のインク室に供給される。インク供給流路は、外部からインクが供給される導入口を有する。インク供給流路に供給されるインク供給量は、特に限定されず、数ｍｌ/ｍｉｎであっても、それ以上であってもよい。
【００２４】
２）インク室群
インク室群は、インクを吐出するためのノズルを有する複数のインク室を含む領域である。インク室群は、インク供給流路内をインクが流れる方向（以下単に「インクの流れ方向」とも称する）に沿って、インク供給流路の両側部に交互に配置される（図４Ａ、図７参照）。
【００２５】
インク室は、ノズルから吐出させるインクを収容するための空間である。本発明のインクジェットヘッドが有するインク室の寸法は、通常全て同じである。インク室に収容されるインクの種類は、特に限定されず、印刷対象物の種類によって適宜選択される。
【００２６】
ノズルとはインク室からインクを吐出するための吐出孔である。通常インクジェットヘッドは、１つのインク室に対して、１つのノズルを有する。インク室内のインクは、ノズルから外部に吐出される。ノズルの径は、特に限定されず、例えば１０〜１００μｍ程度であればよい。
【００２７】
本発明では、インク室群は、互いに平行な複数のインク室列と、互いに平行な複数のノズル列とを有する。
【００２８】
インク室列は、インク室が一列に配列されることで構成される。１つのインク室列が有するインク室の数は、例えば、２〜１０である。またインク室列はインクの流れ方向に平行である。以下、インク室列のうちインク供給流路に最も近いインク室列を「第１インク室列」と称し、インク室列のうち、インク供給流路から最も遠いインク室列を「第ｎ（ｎは２以上の整数）インク室列」とも称する。インク供給流路は、第１インク室列のインク室に接続している。一方、第ｎインク室列のインク室は、インク供給流路とは接続していない。
【００２９】
ノズル列はインク室が有するノズルが一列に配列されることで構成される。またノズル列はインクの流れ方向に平行である。以下、ノズル列のうちインク供給流路に最も近いノズル列を「第１ノズル列」と称し、ノズル列のうち、インク供給流路から最も遠いノズル列を「第ｎノズル列」とも称する。
【００３０】
上述のようにインク室は、通常１つのノズルを有するので、インク室列とノズル列との数は、通常同じである。インク室群が有するインク室列およびノズル列の数は特に限定されないが、例えば２〜１０である。また、各インク室群が有するインク室列、インク室およびノズル列の数は通常同じである。
【００３１】
１のノズル列が有するノズルのインクの流れ方向の位置（以下単に「ノズルの位置」とも称する）と、他のノズル列が有するノズルの位置とは重ならないことが好ましい（図４Ａ、図７参照）。このように、ノズルの位置を重ならせないことで、インク室群におけるノズルピッチを、ノズル列におけるノズルピッチよりも小さくすることができ、解像度を向上させることができる。
【００３２】
上述のように、本発明のインクジェットヘッドは、インク室群の構造に特徴を有する。本発明の特徴であるインク室群の特徴については、後述する「２．インク室群の構造について」で詳細に説明する。
【００３３】
３）アクチュエータ
本発明のインクジェットヘッドは、各インク室に配置されたアクチュエータを有する。本発明では各インク室に１つまたは複数のアクチュエータが配置される。アクチュエータとは、制御信号を物理的な力に変換する作動装置であって、ヒータ（発熱体）であったり、ピエゾ素子（圧電素子）であったりするが、ピエゾ素子であることが好ましい。アクチュエータがヒータの場合は、サーマル方式と称され、ヒータが発熱することでインク室内のインク中に気泡を発生させて圧力を加え、インクを吐出させる。そのため、インクの種類によっては、熱によって劣化する恐れがある。一方、アクチュエータがピエゾ素子の場合は、圧電方式と称され、ピエゾ素子が歪むことでインク室の容量を変化させてインクに圧力を加え、インクを吐出させる。
【００３４】
また、アクチュエータであるピエゾ素子は、出力形態（歪み方）によって、シェアモードと、プッシュモードと、ベンドモードとに大別されうる。本発明のインクジェットヘッドは、いずれのモードのピエゾ素子を採用してもよい。
【００３５】
アクチュエータであるピエゾ素子は、薄膜ピエゾ素子と積層ピエゾ素子とに分類されうる。薄膜ピエゾ素子は、入力に対する出力応答が速いが、出力が低くなりがちである。そのため薄膜ピエゾ素子は、吐出するべきインク室内のインク圧力や粘度によって吐出がばらつきやすい。そのため、インクの種類によっては適切な吐出ができない場合がある。一方、積層ピエゾ素子は、入力に対する出力応答が遅いが、出力を高めやすい。そのため積層ピエゾ素子は、吐出するべきインク室内のインク圧力に影響を受けにくく、安定した吐出を実現しうる。よって、本発明のインクジェットヘッドのアクチュエータは、積層ピエゾ素子が好ましい場合がある。
【００３６】
アクチュエータとして、積層ピエゾ素子を用いる場合、積層ピエゾ素子の平面形状は、６角形であることが好ましい（図５Ａおよび図５Ｂ参照）。積層ピエゾ素子の平面形状を６角形とすれば、積層ピエゾ素子の駆動面（インクを押す面）の面積が増加し、より強い圧力をインクに加えることが可能になるからである。
【００３７】
また、本発明のインクジェットヘッドは、インク排出流路を有していてもよい（図３参照）。インク排出流路は、インク室群のインク室から排出されたインクが流れる流路であり、インクの流れ方向に平行な流路である。インク排出流路は、外部にインクを排出するための排出口を有する。インク排出流路には、第ｎインク室列のインク室が接続する。インク排出流路を設けることで、インク室内に常に新しいインクを供給することができ、エアーの混入やインクよどみによる吐出不良を防止することができる。
【００３８】
インクジェットヘッドがインク排出流路を有する場合、インクジェットヘッドは、１つのインク供給流路に対して２つのインク排出流路を有する（図３参照）。
【００３９】
２．インク室群の構造について
本発明では、インク室群内のインク室が隣接するインク室と連通していることを特徴とする（図４Ｂ参照）。より具体的には、インク室列内で隣接する２つのインク室は連通し、かつ隣接する２つのインク室列のインク室同士も連通する（図４Ｂ参照）。このため、インク室群内に別途インク流路を設けなくても、インク供給流路から、全てのインク室列のインク室にインクを供給することができる。
【００４０】
また、本発明では、インク室列の位置に応じて、インク室列が有するインク室の数が異なることを特徴とする。具体的には、第１インク室列が有するインク室の数が最も多く、第ｎインク室列が有するインク室が最も少ない。このため、第１インク室列が有するインク室の数は、第ｎインク室列が有するインク室の数よりも多い。また、インク室列が有するインク室の数は、第１インク室列から第ｎインク室列にかけて徐々に減少することが好ましい。このように、インク室の列に応じて、インク室列が有するインク室の数を調節することで、インク室群が有する全てのノズルから吐出されるインクの量を均一にすることができる。
【００４１】
また、本発明では、インクジェットヘッドのノズルピッチが一定になるよう、インク供給流路の一方の側部に配置されたインク室群と、インク供給流路の他方の側部に配置されたインク室群とを、一部オーバーラップさせることが好ましい（図７参照）。このように、ノズルピッチが一定になるよう、インク室群同士を一部オーバーラップさせた結果、ノズル形成領域（複数のインク室群が、インクの流れ方向に沿って、インク供給流路の両側部に交互に配置された領域）のインクジェットヘッドをインクの流れ方向に対して垂直方向に等間隔に複数のピースに分割したとき、全てのピースが有するインク室およびノズルの数が同じになる（図７参照）。
【００４２】
３．本発明のインクジェット装置について
本発明のインクジェット装置は、前述のインクジェットヘッドを具備することを特徴とするが、それ以外は公知のインクジェット装置の部材を適宜有する。例えば、インクジェットヘッドを固定する部材や、インクを塗布する対象物を載置して移動するための移動ステージなどを有する。
【００４３】
インクジェット装置は、インク循環装置を具備してもよい。インク循環装置は、インクに駆動圧力を供給することでインクを循環させる。インクに駆動圧力を供給するには、ポンプを用いてもよいが、圧縮空気を利用して圧力を供給するレギュレータを用いることが好ましい。レギュレータを用いることで駆動圧力が一定になり、インクの循環速度が安定するからである。
【００４４】
インクジェット装置は、インクジェットヘッドのインクを、装置作動中に絶えず循環させてもよいし、断続的に循環させてもよい。
【００４５】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明するが、本発明はこれらの実施の形態により限定されない。
【００４６】
（実施の形態１）
実施の形態１では各インク室群が２列のインク室列とノズル列とを有する形態について説明する。
【００４７】
図３は、本発明の実施の形態１のインクジェットヘッド１００の斜視図である。図３に示されるようにインクジェットヘッド１００は、インク供給流路１０１と、２つのインク排出流路１０２と、インク室群１１０と、アクチュエータ（不図示）とを有する。
【００４８】
インク供給流路１０１は、インクタンク１０５と連結したインク導入口１０３を有する。また、インク排出流路１０２は、インク排出口１０４を有する。またインクジェットヘッド１００は、底面プレート１５０と、スペーサ１６０と、上面プレート１７０とを積層することで構成される。
【００４９】
図４Ａは、図３に示されたインクジェットヘッド１００の底面プレート１５０側からの平面図である。図４Ａに示されるように、インクジェットヘッド１００は、インクの流れ方向Ｘに沿って、インク供給流路１０１の両側部に交互に配置された複数のインク室群１１０を有する。
【００５０】
それぞれのインク室群１１０は、第１インク室列１１１および第２インク室列１１２ならびに第１ノズル列１２１および第２ノズル列１２２を有する。
【００５１】
図４Ａに示されるように第１ノズル列１２１のノズル１２３のＸ方向の位置と、第２ノズル列１２２のノズル１２３のＸ方向の位置とは、重ならない。具体的には、第２ノズル列１２２のノズル１２３は、第１ノズル列１２１において隣接する２つのノズル１２３間に位置する。このため、インク室群におけるノズルピッチＰ１は、ノズル列におけるノズルピッチＰ２の１／２となり、解像度を向上させることができる。
【００５２】
また、図４Ａに示されるように、第１インク室列１１１が有するインク室１１３の数は、第２インク室列１１２が有するインク室１１３の数よりも多い。具体的には、第１インク室列１１１が５個のインク室１１３を有するのに対し、第２インク室列１１２は、４個のインク室１１３しか有さない。このように、第１インク室列１１１が有するインク室１１３の数を、第２インク室列１１２が有するインク室１１３の数よりも多くすることで、インク室列が有するインク室１１３内のインク圧力を一定にすることができ、各インク室１１３のノズルから吐出されるインクの量、および吐出速度を一定にすることができる。
【００５３】
図４Ｂは、上面プレート１７０を省略したインクジェットヘッド１００におけるインク室群１１０の斜視図である。図４Ｂに示されるように、インク室群１１０内では、各インク室１１３は柱１１５によって区画されているだけであり、壁によって区切られていない。このため、インク室群１１０内では、各インク室１１３は、隣接するインク室１１３と連通する。柱１１５は円柱であっても角柱であってもよいが、円柱であることが好ましい。インク室を区画する柱が円柱であるとインク室間をインクがスムーズに流れることができるからである。
【００５４】
また、図４Ｂに示されるように、第１インク室列１１１のインク室１１３は、インク供給流路１０１に接続し、第２インク室列１１２のインク室１１３は、インク排出流路１０２に接続する。
【００５５】
図５Ａは、本実施の形態のアクチュエータである積層ピエゾ素子１０７の平面図を示し；図５Ｂは、図５Ａに示された積層ピエゾ素子１０７の斜視図を示す。図５Ａおよび図５Ｂに示されるように、積層ピエゾ素子１０７の平面形状は６角形であることが好ましい。積層ピエゾ素子１０７の平面形状を６角形とすれば、積層ピエゾ素子１０７の駆動面（インクを押す面）１０７ａの面積が増加し、より強い圧力をインクに加えることが可能になるからである。
【００５６】
次にインクジェットヘッド１００内におけるインクの流れについて、図６を参照しながら説明する。図６は、図４Ａに示されたインクジェットヘッド１００の平面図に矢印でインクの流れを追加した図である。
【００５７】
図６に示されるように、インクはまずインク供給流路１０１から第１インク室列１１１のインク室１１３に供給される。また、上述のように第１インク室列１１１のインク室１１３と、第２インク室列１１２のインク室１１３とは連通しているので、インクは、第１インク室列１１１のインク室１１３を通って、第２インク室列１１２のインク室１１３に供給され、最終的にインク排出流路１０２に流入する。
【００５８】
一方、第１インク室列１１１のインク室１１３に供給されたインクの一部は、第１インク室列１１１のインク室１１３が有するノズル１２３（第１ノズル列１２１のノズル１２３）から吐出される。したがって、第２インク室列１１２のインク室１１３に供給されるインクの量は、第１インク室列１１１のインク室１１３に供給されるインクの量よりも少なくなる。このため、仮に第１インク室列１１１と、第２インク室列１１２とが、同じ数のインク室１１３を有すると、第１インク室列１１１で、インクの圧力が高くなり、第２インク室列１１２でインクの圧力が低くなる。
【００５９】
このように、第１インク室列１１１と、第２インク室列１１２とでインク圧力がばらつくと、各ノズルから液滴として吐出されるインクの量および速度も一定でなくなる。つまり、第１ノズル列１２１のノズル１２３からは、相対的に、多量のインクが高速で吐出され；第２ノズル列１２２のノズル１２３からは、相対的に、少量のインクが低速で吐出される。
【００６０】
これに対して本発明では、第２インク室列１１２が有するインク室１１３の数は、第１インク室列１１１が有するインク室１１３の数よりも少ない。このため、第２インク室列１１２のインク室１１３に供給されるインクの量が、第１インク室列１１１のインク室１１３に供給されるインクの量よりも少なくなったとしても、第２インク室列１１２のインク室１１３でインク圧力が低下することが防止される。その結果、各インク室のノズルから吐出されるインクの量および速度も一定となる。
【００６１】
（実施の形態２）
実施の形態２では、１つのインク室群が２列のインク室群およびノズル列を有する形態について説明した。実施の形態２では、１つのインク室群が４列のノズル列を有する形態について説明する。
【００６２】
図７は、実施の形態２のインクジェットヘッド２００の、底面プレートからの平面図である。実施の形態２のインクジェットヘッド２００は、インク室群２１０が４列のノズル列およびインク室列を有する以外は、実施の形態１のインクジェットヘッド１００と基本構造が同じである。したがって、実施の形態１のインクジェットヘッド１００と同一の構成要素については、同一の符号を付し説明を省略する。
【００６３】
図７に示されるようにインクジェットヘッド２００におけるインク室群２１０は、４列のインク室列（第１インク室列２１１、第２インク室列２１２、第３インク室列２１３および第４インク室列２１４）と、４列のノズル列（第１ノズル列２２１、第２ノズル列２２２、第３ノズル列２２３および第４ノズル列２２４）とを有する。
【００６４】
また図７に示されるように、４列のノズル列が有するノズル１２３の位置は、重ならない。このため、インク室群におけるノズルピッチは、ノズル列におけるノズルピッチの、１／４になる。このため、本実施の形態のインクジェットヘッド２００は、実施の形態１のインクジェットヘッド１００よりもさらに高い解像度を有する。
【００６５】
また、本実施の形態では、インクジェットヘッド２００のノズルピッチＰが一定になるよう、インク供給流路１０１の一方の側部に配置されたインク室群２１０Ａと、インク供給流路１０１の他方の側部に配置されたインク室群２１０Ｂとを一部オーバーラップさせる。このように、ノズルピッチＰが一定になるよう、インク室群２１０Ａと、インク室群２１０Ｂとを一部オーバーラップさせた結果、ノズル形成領域のインクジェットヘッドをインクの流れ方向Ｘに対して垂直方向かつ等間隔Ｄに複数のピースに分割したとき、全てのピースが有するインク室およびノズルの数が同じになる。
【００６６】
一方、図８に示されるようにインク室群２１０Ａと、インク室群２１０Ｂとをオーバーラップさせなかった場合、インクジェットヘッドのノズルピッチＰが、ばらつく領域が発生してしまい、インクジェットヘッドの解像度がばらついてしまう。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明のインクジェットヘッドは、各ノズルから液滴として吐出されるインク量および吐出速度が、ノズルごとに一定にすることができる。よって、インクを塗布される被塗布物に、均一にインクを塗布することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１００、２００、インクジェットヘッド
１０１ インク供給流路
１０２ インク排出流路
１０３ インク導入口
１０４ インク排出口
１０５ インクタンク
１０７ 積層ピエゾ素子
１１０、２１０ インク室群
１１１、２１１ 第１インク室列
１１２、２１２ 第２インク室列
２１３ 第３インク室列
２１４ 第４インク室列
１１３ インク室
１１５ 柱
１２１、２２１ 第１ノズル列
１２２、２２２ 第２ノズル列
２２３ 第３ノズル列
２２４ 第４ノズル列
１２３ ノズル
１０７ 積層ピエゾ素子
１５０ 底面プレート
１６０ スペーサ
１７０ 上面プレート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から供給されるインクが流れるインク供給流路と；
前記インク供給流路内をインクが流れる方向に沿って、前記インク供給流路の両側部に交互に配置され、インクを吐出するためのノズルを有する２以上のインク室を有するインク室群と；
前記インク室のそれぞれに配置されたアクチュエータと；を有するインクジェットヘッドであって、
それぞれの前記インク室群は、互いに平行で、かつ前記インク供給流路内をインクが流れる方向に平行な２以上のインク室列と、互いに平行で、かつ前記インク供給流路内をインクが流れる方向に平行な２以上のノズル列とを有し、前記インク室列は、前記インク室が一列に配列されることで構成され、前記ノズル列は、前記ノズルが一列に配列されることで構成され、
それぞれの前記インク室群では、
前記インク室群内の前記インク室は、隣接するインク室と連通し、
前記インク供給流路に最も近いインク室列を第１インク室列とし、前記インク供給流路から最も遠いインク室列を第ｎインク室列としたとき、
前記第１インク室列が有する前記インク室の数は、前記第ｎインク室列が有する前記インク室の数よりも多い、インクジェットヘッド。
【請求項２】
１の前記ノズル列が有するノズルの前記インク供給流路内をインクが流れる方向の位置は、他の前記ノズル列が有するノズルの前記インク供給流路内をインクが流れる方向の位置と重ならない、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記インク供給流路の一方の側部に配置された前記インク室群と、前記インク供給流路の他方の側部に配置された前記インク室群とは、一部オーバーラップし、
２以上の前記インク室群が、前記インク供給流路内をインクが流れる方向に沿って、前記インク供給流路の両側部に交互に配置された領域のインクジェットヘッドを、前記インク供給流路内をインクが流れる方向に対して垂直かつ等間隔に複数のピースに分割したとき、
全ての前記ピースが有する前記インク室および前記ノズルの数は同じである、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記インク供給流路内をインクが流れる方向に平行であり、かつ前記インク室から排出されたインクが流れるインク排出流路をさらに有し、
前記インク排出流路は、前記第ｎインク室列のインク室と接続する、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
請求項１に記載のインクジェットヘッドを具備するインクジェット装置。
【請求項１】
外部から供給されるインクが流れるインク供給流路と；
前記インク供給流路内をインクが流れる方向に沿って、前記インク供給流路の両側部に交互に配置され、インクを吐出するためのノズルを有する２以上のインク室を有するインク室群と；
前記インク室のそれぞれに配置されたアクチュエータと；を有するインクジェットヘッドであって、
それぞれの前記インク室群は、互いに平行で、かつ前記インク供給流路内をインクが流れる方向に平行な２以上のインク室列と、互いに平行で、かつ前記インク供給流路内をインクが流れる方向に平行な２以上のノズル列とを有し、前記インク室列は、前記インク室が一列に配列されることで構成され、前記ノズル列は、前記ノズルが一列に配列されることで構成され、
それぞれの前記インク室群では、
前記インク室群内の前記インク室は、隣接するインク室と連通し、
前記インク供給流路に最も近いインク室列を第１インク室列とし、前記インク供給流路から最も遠いインク室列を第ｎインク室列としたとき、
前記第１インク室列が有する前記インク室の数は、前記第ｎインク室列が有する前記インク室の数よりも多い、インクジェットヘッド。
【請求項２】
１の前記ノズル列が有するノズルの前記インク供給流路内をインクが流れる方向の位置は、他の前記ノズル列が有するノズルの前記インク供給流路内をインクが流れる方向の位置と重ならない、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記インク供給流路の一方の側部に配置された前記インク室群と、前記インク供給流路の他方の側部に配置された前記インク室群とは、一部オーバーラップし、
２以上の前記インク室群が、前記インク供給流路内をインクが流れる方向に沿って、前記インク供給流路の両側部に交互に配置された領域のインクジェットヘッドを、前記インク供給流路内をインクが流れる方向に対して垂直かつ等間隔に複数のピースに分割したとき、
全ての前記ピースが有する前記インク室および前記ノズルの数は同じである、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記インク供給流路内をインクが流れる方向に平行であり、かつ前記インク室から排出されたインクが流れるインク排出流路をさらに有し、
前記インク排出流路は、前記第ｎインク室列のインク室と接続する、請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
請求項１に記載のインクジェットヘッドを具備するインクジェット装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２３０４１１（Ｐ２０１１−２３０４１１Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１０３９７２（Ｐ２０１０−１０３９７２）
【出願日】平成２２年４月２８日（２０１０．４．２８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１７日（２０１１．１１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月２８日（２０１０．４．２８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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