インクジェット式記録ヘッドユニット及びその製造方法並びにインクジェット式記録装置
【課題】高速で高品質な印刷を低コストで行うことができるインクジェット式記録ヘッドユニット及びその製造方法並びにインクジェット式記録装置を提供する。
【解決手段】インクを吐出するノズル開口２１が並設されたノズル列２１Ａが複数設けられたインクジェット式記録ヘッドユニット１であって、同一色のインクが吐出される一対のノズル列２１Ａを具備し、同一の駆動信号に基づいて前記ノズル開口２１から吐出されるインク滴のインク吐出量がノズル列２１Ａの一端部側から他端部側に向かって漸小する傾向を有するノズル列２１Ａが、前記ノズル列２１Ａのインク吐出量の漸小する傾向が互いに反転するように前記一対のノズル列２１Ａが配置されている。
【解決手段】インクを吐出するノズル開口２１が並設されたノズル列２１Ａが複数設けられたインクジェット式記録ヘッドユニット１であって、同一色のインクが吐出される一対のノズル列２１Ａを具備し、同一の駆動信号に基づいて前記ノズル開口２１から吐出されるインク滴のインク吐出量がノズル列２１Ａの一端部側から他端部側に向かって漸小する傾向を有するノズル列２１Ａが、前記ノズル列２１Ａのインク吐出量の漸小する傾向が互いに反転するように前記一対のノズル列２１Ａが配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出するノズル開口が並設された複数のノズル列から異なる色のインクを吐出させて、印刷を行うインクジェット式記録ヘッドユニット及びその製造方法並びにインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドを具備するインクジェット式記録ヘッドユニット（以下、ヘッドユニットとも言う）としては、インクを吐出するノズル開口が開口するインク吐出面を有するインクジェット式記録ヘッドと、インクジェット式記録ヘッドのインク吐出面に接着剤を介して接着される固定板等の保持部材とを具備するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、インクジェット式記録ヘッドに圧力発生室の圧力変動特性を調整するための補正回路を設け、補正回路によって圧力発生室の圧力変動特性のばらつきを防止して印刷品質を向上するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−０９６４１９号公報（第７〜１２頁、第１〜３図）
【特許文献２】特開２０００−３５１２０９号公報（第６〜１０頁、第１〜３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、インクジェット式記録ヘッドは、製造時の成膜ばらつきや圧力発生室の形成時のばらつきなどにより、圧電素子等の圧力発生手段の変位特性や圧力発生室の容積などにばらつきが生じ、１つのノズル列においてノズル開口から吐出されるインク滴のインク吐出量が当該ノズル列の一端部側から他端部側に向かって漸小する傾向が生じてしまうという問題がある。
【０００６】
そして、ノズル列のインク吐出量が漸小する傾向を揃えてインクジェット式記録ヘッドを複数配置したインクジェット式記録ヘッドユニットでは、例えば、インクジェット式記録ヘッドユニットを主走査方向に移動させて印刷を行う１パス印刷を行った後、記録用紙を副走査方向に移動させてさらに１パス印刷を行う、いわゆるマイクロフィードやバインド印刷を行うと、各パスの間で色濃度が急激に変化して、印刷品質が劣化してしまうという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２のように、補正回路を設けることで、インク吐出特性のばらつきを防止することができるが、補正回路が必要で部品点数が多くなりコストが増大してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑み、高速で高品質な印刷を低コストで行うことができるインクジェット式記録ヘッドユニット及びその製造方法並びにインクジェット式記録装置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】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の態様は、インクを吐出するノズル開口が並設されたノズル列が複数設けられたインクジェット式記録ヘッドユニットであって、
同一色のインクが吐出される一対のノズル列を具備し、
同一の駆動信号に基づいて前記ノズル開口から吐出されるインク滴のインク吐出量がノズル列の一端部側から他端部側に向かって漸小する傾向を有するノズル列が、前記ノズル列のインク吐出量の漸小する傾向が互いに反転するように前記一対のノズル列が配置されていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドユニットにある。
かかる態様では、例えば、異なる色を重ね合わせて各種色を１パス印刷した際に、色濃度をノズル列のノズル開口の並設方向で平均化又は濃度ムラを目立たなくさせることができる。また、マイクロフィード印刷やバインド印刷を行った際にパス間の濃度ムラを防止又は目立たなくさせることができるため、高速で高品質な印刷を行わせることができる。また、インクジェット式記録ヘッドの配置だけで濃度ムラを防止又は目立たなくさせることができるため、駆動波形の補正を行う補正回路等が不要となり、低コストで高速で高品質な印刷を行わせることができる。
【００１０】
ここで、同一色のインクが吐出される一対のノズル列が、当該ノズル列の方向で、一方のノズル列の並設されたノズル開口のピッチの半ピッチ分ずれた位置に他方のノズル列のノズル開口が設けられていることが好ましい。これによれば、１パス印刷時のインク吐出量を平均化して、濃度ムラを防止することができると共に、マイクロフィード印刷やバインド印刷時のパス間の濃度ムラを防止できる。
【００１１】
また、同一色のインクが吐出される一対のノズル列が、一方のノズル列の一端のノズル開口と他方のノズル列の他端のノズル開口とが、前記ノズル開口の並設方向で同一位置となるように配置されていることが好ましい。これによれば、１パス印刷時の一対のノズル列の境界で、濃度ムラを目立たなくさせることができると共に、マイクロフィード印刷やバインド印刷時のパス間の濃度ムラを目立たなくさせることができる。
【００１２】
また、前記インクジェット式記録ヘッドが、前記ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、該流路形成基板の前記圧力発生室に相対向する領域に設けられた下電極、圧電体層及び上電極とからなる圧電素子とを具備することが好ましい。これによれば、圧電素子の特性によるばらつきや圧力発生室の形成時のばらつきなどにより、ノズル列のインク吐出量にばらつき傾向が生じたインクジェット式記録ヘッドを用いても、高速で高品質な印刷を行わせることができる。
【００１３】
さらに、本発明の他の態様は、上記態様のインクジェット式記録ヘッドユニットを具備することを特徴とするインクジェット式記録装置にある。かかる態様では、高速で高品質な印刷を低コストで行わせることができるインクジェット式記録装置を実現できる。
【００１４】
さらに本発明の他の態様は、インクを吐出するノズル開口が並設されたノズル列を具備するインクジェット式記録ヘッドを複数具備し、同一色のインクが吐出される一対のノズル列を具備するインクジェット式記録ヘッドユニットの製造方法であって、前記インクジェット式記録ヘッドを製造した際に、同一の駆動信号に基づいて前記ノズル開口から吐出されるインク滴のインク吐出量がノズル列の一端部側から他端部側に向かって漸小する傾向を有する前記インクジェット式記録ヘッドが形成された場合に、当該インクジェット式記録ヘッドを、前記一対のノズル列において、前記ノズル列のインク吐出量の漸小する傾向が互いに反転するように配置することを特徴とするインクジェット式記録ヘッドユニットの製造方法にある。
かかる態様では、インクジェット式記録ヘッドの製造時にノズル列のインク吐出量にばらつき傾向が生じたとしても、例えば、異なる色を重ね合わせて各種色を１パス印刷した際に、色濃度をノズル列のノズル開口の並設方向で平均化又は濃度ムラを目立たなくさせることができる。また、マイクロフィード印刷やバインド印刷を行った際にパス間の濃度ムラを防止又は目立たなくさせることができるため、高速で高品質な印刷を行わせることができる。また、インクジェット式記録ヘッドの配置だけで濃度ムラを防止又は目立たなくさせることができるため、駆動波形の補正を行う補正回路等が不要となり、低コストで高速で高品質な印刷を行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、インクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図１に示すように、インクジェット式記録装置Ｉには、インクジェット式記録ヘッドを有するインクジェット式記録ヘッドユニット１（以下、ヘッドユニット１とも言う）が２つ設けられている。２つのヘッドユニット１は、インク供給手段を構成する複数のカートリッジ１Ａが着脱可能に設けられ、キャリッジ３に搭載されている。このヘッドユニット１を搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。各ヘッドユニット１の各インクジェット式記録ヘッドは、詳しくは後述するが、本実施形態では、４色のカラーインクを吐出するものとしており、４色のインクをそれぞれ貯留した４つのインクカートリッジ１Ａが各ヘッドユニット１に設けられている。
【００１６】
そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、ヘッドユニット１を搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上を搬送されるようになっている。
【００１７】
ここで、各ヘッドユニット１について詳細に説明する。なお、図２は、ヘッドユニットの概略構成を示す分解斜視図である。
【００１８】
図２に示すように、ヘッドユニット１のカートリッジケース２１０は、インク供給手段であるインクカートリッジ１Ａがそれぞれ装着されるカートリッジ装着部２１１を有する。また、カートリッジケース２１０の底面には、一端が各カートリッジ装着部２１１に開口し、他端が後述するヘッドケース側に開口する複数のインク連通路（図示なし）が設けられている。さらに、カートリッジ装着部２１１のインク連通路の開口部分には、インクカートリッジのインク供給口に挿入されるインク供給針２１３が、インク内の気泡や異物を除去するためにインク連通路に形成されたフィルタ（図示なし）を介して固定されている。
【００１９】
また、このようなカートリッジケース２１０の底面側には、インクを吐出する複数のインクジェット式記録ヘッド２が固定されている。インクジェット式記録ヘッド２には、詳しくは後述するが、それぞれノズル開口が並設されたノズル列が設けられており、各インクジェット式記録ヘッド２のノズル列からは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインクが吐出される。すなわち、本実施形態では、１つのヘッドユニット１に、４色のインクをそれぞれ吐出するノズル列が設けられた４つのインクジェット式記録ヘッド２が設けられている。そして、上述のように、インクジェット式記録装置Ｉのキャリッジ３には、２つのヘッドユニット１が設けられており、詳しくは後述するが、各ヘッドユニット１から４色のインクが吐出される。
【００２０】
また、インクジェット式記録ヘッド２のノズル開口が開口するインク吐出面側には、複数のインクジェット式記録ヘッド２のインク吐出面側を保護するカバーヘッド２４０が設けられている。なお、インクジェット式記録ヘッド２のインク吐出面は、詳しくは後述するが、インクを吐出するノズル開口が開口する面のことであり、カバーヘッド２４０は、各インクジェット式記録ヘッド２のインク吐出面のノズル列２１Ａをそれぞれ開口する露出開口部２４１が設けられている。
【００２１】
具体的には、カバーヘッド２４０は、ノズル開口２１を露出する露出開口部２４１と、露出開口部２４１を画成すると共にインクジェット式記録ヘッド２のインク吐出面Ａに接合される接合部２４２とを具備する。
【００２２】
接合部２４２は、本実施形態では、複数のインクジェット式記録ヘッド２に亘ってインク吐出面Ａの外周に沿って設けられた固定用枠部２４３と、隣接するインクジェット式記録ヘッド２の間に延設されて露出開口部２４１を分割する固定用梁部２４４とで構成されている。そして、固定用枠部２４３及び固定用梁部２４４からなる接合部２４２が複数のインクジェット式記録ヘッド２のインク吐出面Ａに同時に接合されている。
【００２３】
ここで、インクジェット式記録ヘッド２の一例について説明する。なお、図３は、インクジェット式記録ヘッドの平面図及びそのＡ−Ａ′断面図である。
【００２４】
図示するように、インクジェット式記録ヘッド２を構成する流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には二酸化シリコンからなる厚さ０．５〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。
【００２５】
流路形成基板１０には、他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２がその幅方向（短手方向）に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向一端部側には、インク供給路１４と連通路１５とが隔壁によって区画されている。また、連通路１５の一端には、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００の一部を構成する連通部１３が形成されている。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５からなるインク流路が設けられている。なお、インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
【００２６】
また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート２０のノズル開口２１は、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側で連通する位置に穿設されている。本実施形態では、流路形成基板１０に圧力発生室１２が並設された列を１列設けたため、１つのインクジェット式記録ヘッド２にはノズル開口２１の並設されたノズル列２１Ａが１列設けられている（図８参照）。そして、本実施形態では、このノズルプレート２０のノズル開口２１が開口する面がインク吐出面Ａとなっている。このようなノズルプレート２０としては、例えば、シリコン単結晶基板やステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属基板などが挙げられる。
【００２７】
また、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド２は、ノズル開口２１の並設方向が、ヘッドユニット１の主走査方向（キャリッジ３の移動方向）とは交差する方向、すなわち、副走査方向（記録シートＳの搬送方向）となるようにヘッドユニット１に搭載される。すなわち、複数のインクジェット式記録ヘッド２は、ノズル列２１Ａが、ヘッドユニット１の主走査方向に並列されている。
【００２８】
さらに、インクジェット式記録ヘッド２には、それぞれノズルプレート２０が設けられており、当該ノズルプレート２０はカバーヘッド２４０の露出開口部２４１よりも若干広い面積を有してカバーヘッド２４０と重畳する領域で接着剤によって固定されている。
【００２９】
一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、厚さが例えば約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１．１μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部３２０という。本実施形態では、詳しくは後述するが、下電極膜６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせてアクチュエータ装置と称する。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。
【００３０】
圧電体層７０は、下電極膜６０上に形成されるペロブスカイト構造の結晶膜である。圧電体層７０としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電体材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したもの等が好適である。圧電体層７０の厚さについては、製造工程でクラックが発生しない程度に厚さを抑え、且つ十分な変位特性を呈する程度に厚く形成する。例えば、本実施形態では、圧電体層７０を１〜２μｍ前後の厚さで形成した。
【００３１】
また、圧電素子３００の個別電極である各上電極膜８０には、インク供給路１４側の端部近傍から引き出された引き出し配線として、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が設けられている。そして、このリード電極９０は、詳しくは後述する貫通孔３３で駆動回路１２０と接続配線１２１を介して電気的に接続されている。
【００３２】
さらに、圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、連通部１３に対向する領域にリザーバ部３１が設けられた保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。このリザーバ部３１は、上述したように、流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。また、流路形成基板１０の連通部１３を圧力発生室１２毎に複数に分割して、リザーバ部３１のみをリザーバとしてもよい。さらに、例えば、流路形成基板１０に圧力発生室１２のみを設け、流路形成基板１０と保護基板３０との間に介在する部材（例えば、弾性膜５０、絶縁体膜５５等）にリザーバと各圧力発生室１２とを連通するインク供給路１４を設けるようにしてもよい。
【００３３】
また、保護基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３２が設けられている。圧電素子保持部３２は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。
【００３４】
このような保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００３５】
また、保護基板３０には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。そして、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０の端部近傍（接続層３０１）は、貫通孔３３内に露出するように設けられている。
【００３６】
また、保護基板３０上には、並設された圧電素子３００を駆動するための駆動回路１２０が固定されている。この駆動回路１２０としては、例えば、回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）等を用いることができる。そして、駆動回路１２０とリード電極９０とは、ボンディングワイヤ等の導電性ワイヤからなる接続配線１２１を介して電気的に接続されている。なお、接続配線１２１は、上述のように接続層３０１上のリード電極９０に電気的に接続されている。また、接続配線１２１とリード電極９０との接続は、例えば、ワイヤボンディング等が挙げられる。
【００３７】
また、このような保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００３８】
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッド２では、図２に示すインクカートリッジとカートリッジケース２１０のインク連通路を介して接続されたインク導入口からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路１２０からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００３９】
以下、このようなインクジェット式記録ヘッド２の製造方法について、図４〜図７を参照して説明する。なお、図４〜図７は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す圧力発生室の長手方向の断面図である。まず、図４（ａ）に示すように、シリコンウェハである流路形成基板用ウェハ１１０の表面に弾性膜５０を構成する二酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる二酸化シリコン膜５１を形成する。次いで、図４（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５１）上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。
【００４０】
次に、図４（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の絶縁体膜５５上の全面に亘って白金（Ｐｔ）とイリジウム（Ｉｒ）とからなる下電極膜６０を形成すると共に所定形状にパターニングする。
【００４１】
次に、図５（ａ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０と、例えば、イリジウムからなる上電極膜８０とを流路形成基板用ウェハ１１０の全面に形成した後、図５（ｂ）に示すように、各圧力発生室１２に対向する領域にパターニングして圧電素子３００を形成する。圧電素子３００を構成する圧電体層７０の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電性材料や、これにニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。また、圧電体層７０の形成方法は、本実施形態では、金属有機物を溶媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層７０を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層７０を形成した。なお、圧電体層７０の形成方法は、特に限定されず、例えば、ＭＯＤ法やスパッタリング法等を用いるようにしてもよい。
【００４２】
次に、図５（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って金（Ａｕからなるリード電極９０を形成後、各圧電素子３００毎にパターニングする。
【００４３】
次に、図６（ａ）に示すように、保護基板用ウェハ１３０を、流路形成基板用ウェハ１１０上に接着剤３５を介して接着する。ここで、この保護基板用ウェハ１３０は、保護基板３０が複数一体的に形成されたものであり、保護基板用ウェハ１３０には、リザーバ部３１及び圧電素子保持部３２が予め形成されている。
【００４４】
次いで、図６（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚みに薄くする。次いで、図６（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０上にマスク膜５２を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図７に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０をマスク膜５２を介してＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング（ウェットエッチング）することにより、圧電素子３００に対応する圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５等を形成する。
【００４５】
そして、流路形成基板用ウェハ１１０及び保護基板用ウェハ１３０の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、流路形成基板用ウェハ１１０の保護基板用ウェハ１３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板用ウェハ１３０にコンプライアンス基板４０を接合し、流路形成基板用ウェハ１１０等を図３に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０等に分割することによって、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド２とする。
【００４６】
このような工程により製造されたインクジェット式記録ヘッド２には、１つのノズル列２１Ａ（図８参照）において、同一の駆動信号に基づいてノズル開口２１から吐出されるインク滴のインク吐出量が、当該ノズル列２１Ａの一端部側に設けられたノズル開口２１から他端部側に設けられたノズル開口２１に向かって漸小する傾向を有するインクジェット式記録ヘッド２が製造される場合がある。これは、例えば、上述した製造方法によりインクジェット式記録ヘッド２を製造した際の圧電素子３００の成膜時の膜厚や焼成温度等のばらつきや、流路形成基板１０を異方性エッチングする際のエッチング量のばらつきなどによって発生する。なお、ノズル列２１Ａにおけるインク吐出量のばらつき傾向は、ノズル開口２１の開口面積のばらつきなど他の要因によっても発生するため、これらの製造方法に限定されるものではない。
【００４７】
このように、１つのノズル列２１Ａにおいて、ノズル開口２１から吐出されるインク吐出量が漸小する傾向を有するインクジェット式記録ヘッド２は、使用頻度の高いインクを吐出する一対のノズル列２１Ａで、ノズル列２１Ａのインク吐出量の漸小する傾向が互いに反転するように配置されている。
【００４８】
なお、インクジェット式記録ヘッド２の各ノズル開口２１から吐出されるインク吐出量は、例えば、ノズル開口２１に対応する圧電素子３００（圧電体層７０）の静電容量を測定し、圧電素子３００の変位量を把握することで圧電素子３００に対応するインク吐出量を把握することができる。また、圧力発生室１２の共振周波数を測定することでも、インク吐出量を把握することができる。このようなノズル列２１Ａにおけるインク吐出量の傾向の測定は、複数個に１つの割合でノズル開口２１に対応する圧電素子３００を測定することで把握することができる。
【００４９】
このようにインクジェット式記録ヘッド２のインク吐出量を測定することで、インクジェット式記録ヘッド２のインク吐出量の傾向を取得し、インク吐出量の傾向に基づいてインクジェット式記録ヘッド２を分類する。ちなみに、インクジェット式記録ヘッド２のインク吐出量の傾向に基づく分類は、複数のインクジェット式記録ヘッド２を組み合わせてヘッドユニット１を製造する際に、インクジェット式記録ヘッド２のカートリッジケース２１０等への取り付け向き（ノズル列２１Ａの向き）はその形状により規定されるため、インクジェット式記録ヘッド２自体の形状とインク吐出量の傾向とに基づいて行われる。なお、ヘッドユニット１を製造する際には、インク吐出量の傾向が詳しくは後述する配置となるように、インクジェット式記録ヘッド２を配置する。このため、予めインクジェット式記録ヘッド２をインク吐出量の傾向に基づいて分類しておくことで、ヘッドユニット１の製造工程を簡略化することができる。
【００５０】
ここで、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドユニット２における複数のインクジェット式記録ヘッド２の配置について詳細に説明する。なお、図８は、ヘッドユニットのインクジェット式記録ヘッドの配置を示す平面図である。
【００５１】
図８に示すように、本実施形態では、１つのヘッドユニット１に４個のインクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄ、２Ｅ〜２Ｈがそれぞれ設けられている。本実施形態では、２つのヘッドユニット１の一方のヘッドユニット１の各インクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄのノズル列２１Ａからは、それぞれ異なる色、すなわち、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）が吐出される。また、２つのヘッドユニット１の他方のヘッドユニットの各インクジェット式記録ヘッド２Ｅ〜２Ｈのノズル列２１Ａからも同様にそれぞれ異なる色が吐出される。すなわち、２つのヘッドユニット１には、各色のインクを吐出するノズル列２１Ａが２列ずつ設けられていることになる。
【００５２】
また、２つのヘッドユニット１は、同一色のインクが吐出される一対のノズル列２１Ａが、当該ノズル列２１Ａの並列方向とは交差する方向で、並設されたノズル開口２１のピッチの半ピッチ分ずれた位置となるように設けられている。すなわち、２つのヘッドユニット１は、各ノズル列２１Ａが、副走査方向でノズル開口２１の半ピッチ分ずれた位置となるように配置されている。このような配置とすることにより、１つのノズル列２１Ａで並設されたノズル開口２１のピッチの倍の解像度で印刷を行うことができる。なお、一対のノズル列２１Ａは、一方のノズル列２１Ａに対して、他方のノズル列２１Ａがノズル開口２１の１．５ピッチずれた位置となるように配置されていてもよい。
【００５３】
そして、同一色を吐出するインクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄ、２Ｅ〜２Ｈの一対のノズル列２１Ａは、当該ノズル列２１Ａのインク吐出量の傾向が互いに反転するように配置されている。
【００５４】
すなわち、ブラックインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド２Ａ、２Ｅの一対のノズル列２１Ａは、インク吐出量の傾向が互いに反転するように配置されている。同様に、シアンインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド２Ｂ、２Ｆの一対のノズル列２１Ａ、マゼンダインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド２Ｃ、２Ｇの一対のノズル列２１Ａ、イエローインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド２Ｄ、２Ｈの一対のノズル列２１Ａも、インク吐出量の傾向が互いに反転するように配置されている。
【００５５】
本実施形態では、一方のヘッドユニット１のインクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄは、ノズル列２１Ａのインク吐出量が図８中下側に向かって漸小するように配置されている。そして、他方のヘッドユニット１のインクジェット式記録ヘッド２Ｅ〜２Ｈは、ノズル列２１Ａのインク吐出量がインクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄとは逆の図８中上側に向かって漸小するように配置されている。
【００５６】
このように、同一色のインクを吐出する一対のノズル列２１Ａを、当該ノズル列２１Ａのインク吐出量の傾向が互いに反転するように配置することで、これらのインクを用いて重ねることで、各種の色を印刷させた際に、色濃度をノズル列２１Ａのノズル開口２１が並設された方向で平均化させることができる。
【００５７】
すなわち、例えば、図８中上側では、シアンインクを吐出する一方のヘッドユニット１のインクジェット式記録ヘッド２Ｂから吐出されるインク吐出量は比較的多くなり、他方のヘッドユニット１のインクジェット式記録ヘッド２Ｆから吐出されるインク吐出量は比較的少なくなる。また、逆に、図８中下側では、シアンインクを吐出する一方のヘッドユニット２のインクジェット式記録ヘッド２Ｂから吐出されるインク吐出量は比較的少なくなり、他方のヘッドユニット１のインクジェット式記録ヘッド２Ｆから吐出されるインク吐出量は比較的多くなる。したがって、２つのヘッドユニット１を主走査方向に移動させながらインクを吐出させて印刷を行う１パス印刷を行うと、図９（ａ）に示すように、濃度が平均化されて印刷される。
【００５８】
また、図９（ａ）に示すように、１パス印刷を行ってから、記録シートＳを副走査方向に１パス分移動し、その後、さらに１パス印刷を行う、いわゆるマイクロフィード印刷やバインド印刷を行った際に、１パス印刷と１パス印刷との間２００に濃度ムラが生じるのを防止することができる。
【００５９】
ちなみに、同一色のインクを吐出する一対のノズル列２１Ａで、当該ノズル列２１Ａのインク吐出量の傾向が同一となるように配置した場合、図９（ｂ）に示すように、１パス印刷で、濃度ムラが生じると共に、１パス印刷と１パス印刷との間２０１で濃度の差が大きくなり、ムラが目立つようになってしまう。
【００６０】
このように、同一色のインクを吐出する一対のノズル列２１Ａをインク吐出量の傾向が互いに反転するように配置することで、マイクロフィード印刷やバインド印刷という高速な印刷方向で印刷したとしても、１パス印刷での濃度ムラが発生するのを防止することができると共に、パス間の濃度ムラが生じるのを防止して、印刷品質を向上することができる。
【００６１】
（実施形態２）
図１０は、本発明の実施形態２に係るヘッドユニットの平面図であり、図１１は、本発明の実施形態２の印刷時の濃度ムラを示す図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６２】
図１０に示すように、２つのヘッドユニット１は、同一色のインクを吐出する一対のノズル列２１Ａが、一方のノズル列２１Ａの一端部と、他方のノズル列の他端部とが副走査方向で同一位置となるように配置されている。すなわち、一方のヘッドユニット１と、一方のヘッドユニット１に対して、ノズル列２１Ａの長さ分だけ副走査方向にずらして設けられた他方のヘッドユニット１とが設けられている。
【００６３】
このような２つのヘッドユニット１によれば、１パス印刷で、２つのノズル列２１Ａの長さを同時に印刷できるため、高速印刷を行わせることができる。
【００６４】
そして、各ヘッドユニット１の各インクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｈは、同一色のインクを吐出する一対のノズル列２１Ａが、インク吐出量の傾向が互いに反転するように設けられている。
【００６５】
本実施形態では、上述した実施形態１と同様に、一方のヘッドユニット１のインクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄを、ノズル列２１Ａのインク吐出量が図１０中下側に向かって漸小するように配置し、他方のヘッドユニット１のインクジェット式記録ヘッド２Ｅ〜２Ｈを、ノズル列２１Ａのインク吐出量がインクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄとは逆の図１０中上側に向かって漸小するように配置した。
【００６６】
このようなヘッドユニット１を用いて１パス印刷を行うと、例えば、シアンインクを吐出する一対のノズル列２１Ａを有するインクジェット式記録ヘッド２Ｂ、２Ｅにおいて、一方のインクジェット式記録ヘッド２Ｂでは、図１１（ａ）に示すように、図１１中上側から下側に向かってインク吐出量が徐々に漸小するように印刷され、他方のインクジェット式記録ヘッド２Ｆでは、図１１中下側から上側に向かってインク吐出量が徐々に漸小するように印刷される。したがって、インクジェット式記録ヘッド２Ｂとインクジェット式記録ヘッド２Ｅの１パス印刷では、各インクジェット式記録ヘッド２Ｂ、２Ｅのノズル列２１Ａ間２０３で、濃度ムラが目立たないように印刷することができる。
【００６７】
また、このようなヘッドユニット１を用いて、マイクロフィード印刷やバインド印刷を行うと、図１１（ａ）に示すように、１パス印刷と１パス印刷との間２０３は、濃い濃度同士又は薄い濃度同士など同じ濃度で隣り合うため、濃度ムラが目立たないように印刷することができる。
【００６８】
これに対して、同一色のインクを吐出する一対のノズル列２１Ａをインク吐出量の傾向が同一となるように配置した場合、図１１（ｂ）に示すように、１パス印刷で、一対のノズル列２１Ａによる印刷の間２０４で濃度の差が大きくなり濃度ムラが目立つようになると共に、１パス印刷と１パス印刷との間２０５で濃度の差が大きくなり濃度ムラが目立つようになってしまう。
【００６９】
このように、同一色のインクを吐出する一対のノズル列２１Ａをインク吐出量の傾向が互いに反転するように配置することで、マイクロフィード印刷やバインド印刷という高速な印刷方向で印刷したとしても、１パス印刷での濃度ムラを目立たないようにすることができると共に、パス間の濃度ムラを目立たないようにして、印刷品質を向上することができる。
【００７０】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１及び２では、１つのヘッドユニット１に４色のインクを吐出する４つのインクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄ、２Ｅ〜２Ｈをそれぞれ設けた例を示したが、特にこれに限定されず、例えば、ヘッドユニットに４色より多いインク、例えば、ブラック（Ｋ）、ライトブラック（ＬＫ）、ライトライトブラック（ＬＬＫ）、シアン（Ｃ）、ライトシアン（ＬＣ）、マゼンダ（Ｍ）、ライトマゼンダ（ＬＣ）、イエロー（Ｙ）の８色のインクを吐出する８つのインクジェット式記録ヘッドを設けるようにしてもよい。なお、ライトブラック（ＬＫ）、ライトシアン（ＬＣ）及びライトマゼンダ（ＬＭ）は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）及びマゼンダ（Ｍ）よりも高明度なものを言い、ライトライトブラック（ＬＬＫ）は、ライトブラック（ＬＫ）よりも高明度なものを言う。また、上述した実施形態１では、各ヘッドユニット１に異なる色のインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄ、２Ｅ〜２Ｈをそれぞれ設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、１つのヘッドユニットに同一色のインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド２を複数設けるようにしてもよい。さらに、上述した実施形態１では、２つのヘッドユニット１を設けた例を示したが、ヘッドユニット１の数も特にこれに限定されるものではなく、３つ以上のヘッドユニットを設けるようにしてもよい。
【００７１】
また、上述した実施形態１及び２では、同一色のインクを吐出するノズル列２１Ａ（インクジェット式記録ヘッド２）を一対設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、３つ以上設けるようにしてもよい。例えば、同一色のインクを吐出するノズル列２１Ａを偶数個設けた場合には、対となるノズル列２１Ａでインク吐出量の傾向が互いに反転するように配置すればよい。もちろん、同一色のインクを吐出するノズル列２１Ａを奇数個設けた場合であっても、インク吐出量の傾向が同一傾向となる複数のノズル列２１Ａと、反転した傾向となる複数のノズル列２１Ａとが同数に近くなるように配置すれば、印刷品質を向上することができる。
【００７２】
さらに、上述した実施形態１及び２では、各ヘッドユニット１において、各インクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄ、２Ｅ〜２Ｈで、インク吐出量の漸小する傾向が、同一傾向となるように配置したが、特にこれに限定されず、各ヘッドユニット１において、各インクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄ、２Ｅ〜２Ｈで、インク吐出量の漸小する傾向が、混在するように配置されていてもよい。いずれにしても同一色のインクを吐出する一対のノズル列２１Ａが、インク吐出量の漸小する傾向が互いに反転するように配置されていればよい。
【００７３】
また、上述した実施形態１及び２では、インク流路である圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、薄膜型の圧電素子３００を有するアクチュエータ装置を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型のアクチュエータ装置や、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型のアクチュエータ装置などを使用することができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエータなどを使用することができる。すなわち、本発明は、ノズル列の一端部側から他端部側に向かってインク吐出量が漸小する傾向を有するインクジェット式記録ヘッドであれば、何れの圧力発生手段を用いたものであってもよい。
【００７４】
また、上述した実施形態１及び２では、ヘッドユニット２を保持したキャリッジ３が、主走査方向に移動するインクジェット式記録装置Ｉを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、ヘッドユニット１を移動させることなく、複数のヘッドユニット１を主走査方向に亘って配置して、記録シートＳを副走査方向に移動させて印刷する所謂ライン式のインクジェット式記録装置に用いられるヘッドユニットであっても、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態１に係る記録装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るヘッドユニットの分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態１に係るヘッドユニットの平面図である。
【図９】本発明の実施形態１に係る印刷時の濃度ムラを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態２に係るヘッドユニットの平面図である。
【図１１】本発明の実施形態２に係る印刷時の濃度ムラを示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
Ｉ インクジェット式記録装置、 １ インクジェット式記録ヘッドユニット、 ２、２Ａ〜２Ｈ インクジェット式記録ヘッド、 １０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室 １３ インク供給路、 １４ 連通路、 １５ 連通部、 ２０ ノズルプレート、 ２１ ノズル開口、 ２１Ａ ノズル列、 ３０ 保護基板、 ４０ コンプライアンス基板、 ５０ 弾性膜、 ５５ 絶縁体膜、 ６０ 下電極膜、 ７０ 圧電体層、 ８０ 上電極膜、 ９０ リード電極、 ３００ 圧電素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクを吐出するノズル開口が並設された複数のノズル列から異なる色のインクを吐出させて、印刷を行うインクジェット式記録ヘッドユニット及びその製造方法並びにインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドを具備するインクジェット式記録ヘッドユニット（以下、ヘッドユニットとも言う）としては、インクを吐出するノズル開口が開口するインク吐出面を有するインクジェット式記録ヘッドと、インクジェット式記録ヘッドのインク吐出面に接着剤を介して接着される固定板等の保持部材とを具備するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、インクジェット式記録ヘッドに圧力発生室の圧力変動特性を調整するための補正回路を設け、補正回路によって圧力発生室の圧力変動特性のばらつきを防止して印刷品質を向上するものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−０９６４１９号公報（第７〜１２頁、第１〜３図）
【特許文献２】特開２０００−３５１２０９号公報（第６〜１０頁、第１〜３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、インクジェット式記録ヘッドは、製造時の成膜ばらつきや圧力発生室の形成時のばらつきなどにより、圧電素子等の圧力発生手段の変位特性や圧力発生室の容積などにばらつきが生じ、１つのノズル列においてノズル開口から吐出されるインク滴のインク吐出量が当該ノズル列の一端部側から他端部側に向かって漸小する傾向が生じてしまうという問題がある。
【０００６】
そして、ノズル列のインク吐出量が漸小する傾向を揃えてインクジェット式記録ヘッドを複数配置したインクジェット式記録ヘッドユニットでは、例えば、インクジェット式記録ヘッドユニットを主走査方向に移動させて印刷を行う１パス印刷を行った後、記録用紙を副走査方向に移動させてさらに１パス印刷を行う、いわゆるマイクロフィードやバインド印刷を行うと、各パスの間で色濃度が急激に変化して、印刷品質が劣化してしまうという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２のように、補正回路を設けることで、インク吐出特性のばらつきを防止することができるが、補正回路が必要で部品点数が多くなりコストが増大してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑み、高速で高品質な印刷を低コストで行うことができるインクジェット式記録ヘッドユニット及びその製造方法並びにインクジェット式記録装置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】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の態様は、インクを吐出するノズル開口が並設されたノズル列が複数設けられたインクジェット式記録ヘッドユニットであって、
同一色のインクが吐出される一対のノズル列を具備し、
同一の駆動信号に基づいて前記ノズル開口から吐出されるインク滴のインク吐出量がノズル列の一端部側から他端部側に向かって漸小する傾向を有するノズル列が、前記ノズル列のインク吐出量の漸小する傾向が互いに反転するように前記一対のノズル列が配置されていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドユニットにある。
かかる態様では、例えば、異なる色を重ね合わせて各種色を１パス印刷した際に、色濃度をノズル列のノズル開口の並設方向で平均化又は濃度ムラを目立たなくさせることができる。また、マイクロフィード印刷やバインド印刷を行った際にパス間の濃度ムラを防止又は目立たなくさせることができるため、高速で高品質な印刷を行わせることができる。また、インクジェット式記録ヘッドの配置だけで濃度ムラを防止又は目立たなくさせることができるため、駆動波形の補正を行う補正回路等が不要となり、低コストで高速で高品質な印刷を行わせることができる。
【００１０】
ここで、同一色のインクが吐出される一対のノズル列が、当該ノズル列の方向で、一方のノズル列の並設されたノズル開口のピッチの半ピッチ分ずれた位置に他方のノズル列のノズル開口が設けられていることが好ましい。これによれば、１パス印刷時のインク吐出量を平均化して、濃度ムラを防止することができると共に、マイクロフィード印刷やバインド印刷時のパス間の濃度ムラを防止できる。
【００１１】
また、同一色のインクが吐出される一対のノズル列が、一方のノズル列の一端のノズル開口と他方のノズル列の他端のノズル開口とが、前記ノズル開口の並設方向で同一位置となるように配置されていることが好ましい。これによれば、１パス印刷時の一対のノズル列の境界で、濃度ムラを目立たなくさせることができると共に、マイクロフィード印刷やバインド印刷時のパス間の濃度ムラを目立たなくさせることができる。
【００１２】
また、前記インクジェット式記録ヘッドが、前記ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、該流路形成基板の前記圧力発生室に相対向する領域に設けられた下電極、圧電体層及び上電極とからなる圧電素子とを具備することが好ましい。これによれば、圧電素子の特性によるばらつきや圧力発生室の形成時のばらつきなどにより、ノズル列のインク吐出量にばらつき傾向が生じたインクジェット式記録ヘッドを用いても、高速で高品質な印刷を行わせることができる。
【００１３】
さらに、本発明の他の態様は、上記態様のインクジェット式記録ヘッドユニットを具備することを特徴とするインクジェット式記録装置にある。かかる態様では、高速で高品質な印刷を低コストで行わせることができるインクジェット式記録装置を実現できる。
【００１４】
さらに本発明の他の態様は、インクを吐出するノズル開口が並設されたノズル列を具備するインクジェット式記録ヘッドを複数具備し、同一色のインクが吐出される一対のノズル列を具備するインクジェット式記録ヘッドユニットの製造方法であって、前記インクジェット式記録ヘッドを製造した際に、同一の駆動信号に基づいて前記ノズル開口から吐出されるインク滴のインク吐出量がノズル列の一端部側から他端部側に向かって漸小する傾向を有する前記インクジェット式記録ヘッドが形成された場合に、当該インクジェット式記録ヘッドを、前記一対のノズル列において、前記ノズル列のインク吐出量の漸小する傾向が互いに反転するように配置することを特徴とするインクジェット式記録ヘッドユニットの製造方法にある。
かかる態様では、インクジェット式記録ヘッドの製造時にノズル列のインク吐出量にばらつき傾向が生じたとしても、例えば、異なる色を重ね合わせて各種色を１パス印刷した際に、色濃度をノズル列のノズル開口の並設方向で平均化又は濃度ムラを目立たなくさせることができる。また、マイクロフィード印刷やバインド印刷を行った際にパス間の濃度ムラを防止又は目立たなくさせることができるため、高速で高品質な印刷を行わせることができる。また、インクジェット式記録ヘッドの配置だけで濃度ムラを防止又は目立たなくさせることができるため、駆動波形の補正を行う補正回路等が不要となり、低コストで高速で高品質な印刷を行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、インクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図１に示すように、インクジェット式記録装置Ｉには、インクジェット式記録ヘッドを有するインクジェット式記録ヘッドユニット１（以下、ヘッドユニット１とも言う）が２つ設けられている。２つのヘッドユニット１は、インク供給手段を構成する複数のカートリッジ１Ａが着脱可能に設けられ、キャリッジ３に搭載されている。このヘッドユニット１を搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。各ヘッドユニット１の各インクジェット式記録ヘッドは、詳しくは後述するが、本実施形態では、４色のカラーインクを吐出するものとしており、４色のインクをそれぞれ貯留した４つのインクカートリッジ１Ａが各ヘッドユニット１に設けられている。
【００１６】
そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、ヘッドユニット１を搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上を搬送されるようになっている。
【００１７】
ここで、各ヘッドユニット１について詳細に説明する。なお、図２は、ヘッドユニットの概略構成を示す分解斜視図である。
【００１８】
図２に示すように、ヘッドユニット１のカートリッジケース２１０は、インク供給手段であるインクカートリッジ１Ａがそれぞれ装着されるカートリッジ装着部２１１を有する。また、カートリッジケース２１０の底面には、一端が各カートリッジ装着部２１１に開口し、他端が後述するヘッドケース側に開口する複数のインク連通路（図示なし）が設けられている。さらに、カートリッジ装着部２１１のインク連通路の開口部分には、インクカートリッジのインク供給口に挿入されるインク供給針２１３が、インク内の気泡や異物を除去するためにインク連通路に形成されたフィルタ（図示なし）を介して固定されている。
【００１９】
また、このようなカートリッジケース２１０の底面側には、インクを吐出する複数のインクジェット式記録ヘッド２が固定されている。インクジェット式記録ヘッド２には、詳しくは後述するが、それぞれノズル開口が並設されたノズル列が設けられており、各インクジェット式記録ヘッド２のノズル列からは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインクが吐出される。すなわち、本実施形態では、１つのヘッドユニット１に、４色のインクをそれぞれ吐出するノズル列が設けられた４つのインクジェット式記録ヘッド２が設けられている。そして、上述のように、インクジェット式記録装置Ｉのキャリッジ３には、２つのヘッドユニット１が設けられており、詳しくは後述するが、各ヘッドユニット１から４色のインクが吐出される。
【００２０】
また、インクジェット式記録ヘッド２のノズル開口が開口するインク吐出面側には、複数のインクジェット式記録ヘッド２のインク吐出面側を保護するカバーヘッド２４０が設けられている。なお、インクジェット式記録ヘッド２のインク吐出面は、詳しくは後述するが、インクを吐出するノズル開口が開口する面のことであり、カバーヘッド２４０は、各インクジェット式記録ヘッド２のインク吐出面のノズル列２１Ａをそれぞれ開口する露出開口部２４１が設けられている。
【００２１】
具体的には、カバーヘッド２４０は、ノズル開口２１を露出する露出開口部２４１と、露出開口部２４１を画成すると共にインクジェット式記録ヘッド２のインク吐出面Ａに接合される接合部２４２とを具備する。
【００２２】
接合部２４２は、本実施形態では、複数のインクジェット式記録ヘッド２に亘ってインク吐出面Ａの外周に沿って設けられた固定用枠部２４３と、隣接するインクジェット式記録ヘッド２の間に延設されて露出開口部２４１を分割する固定用梁部２４４とで構成されている。そして、固定用枠部２４３及び固定用梁部２４４からなる接合部２４２が複数のインクジェット式記録ヘッド２のインク吐出面Ａに同時に接合されている。
【００２３】
ここで、インクジェット式記録ヘッド２の一例について説明する。なお、図３は、インクジェット式記録ヘッドの平面図及びそのＡ−Ａ′断面図である。
【００２４】
図示するように、インクジェット式記録ヘッド２を構成する流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には二酸化シリコンからなる厚さ０．５〜２μｍの弾性膜５０が形成されている。
【００２５】
流路形成基板１０には、他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２がその幅方向（短手方向）に並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向一端部側には、インク供給路１４と連通路１５とが隔壁によって区画されている。また、連通路１５の一端には、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００の一部を構成する連通部１３が形成されている。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５からなるインク流路が設けられている。なお、インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
【００２６】
また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が、接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート２０のノズル開口２１は、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側で連通する位置に穿設されている。本実施形態では、流路形成基板１０に圧力発生室１２が並設された列を１列設けたため、１つのインクジェット式記録ヘッド２にはノズル開口２１の並設されたノズル列２１Ａが１列設けられている（図８参照）。そして、本実施形態では、このノズルプレート２０のノズル開口２１が開口する面がインク吐出面Ａとなっている。このようなノズルプレート２０としては、例えば、シリコン単結晶基板やステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属基板などが挙げられる。
【００２７】
また、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド２は、ノズル開口２１の並設方向が、ヘッドユニット１の主走査方向（キャリッジ３の移動方向）とは交差する方向、すなわち、副走査方向（記録シートＳの搬送方向）となるようにヘッドユニット１に搭載される。すなわち、複数のインクジェット式記録ヘッド２は、ノズル列２１Ａが、ヘッドユニット１の主走査方向に並列されている。
【００２８】
さらに、インクジェット式記録ヘッド２には、それぞれノズルプレート２０が設けられており、当該ノズルプレート２０はカバーヘッド２４０の露出開口部２４１よりも若干広い面積を有してカバーヘッド２４０と重畳する領域で接着剤によって固定されている。
【００２９】
一方、このような流路形成基板１０の開口面とは反対側には、上述したように、厚さが例えば約１．０μｍの弾性膜５０が形成され、この弾性膜５０上には、厚さが例えば、約０．４μｍの絶縁体膜５５が形成されている。さらに、この絶縁体膜５５上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１．１μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部３２０という。本実施形態では、詳しくは後述するが、下電極膜６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせてアクチュエータ装置と称する。なお、上述した例では、弾性膜５０、絶縁体膜５５及び下電極膜６０が振動板として作用するが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、弾性膜５０及び絶縁体膜５５を設けずに、下電極膜６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。
【００３０】
圧電体層７０は、下電極膜６０上に形成されるペロブスカイト構造の結晶膜である。圧電体層７０としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電体材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したもの等が好適である。圧電体層７０の厚さについては、製造工程でクラックが発生しない程度に厚さを抑え、且つ十分な変位特性を呈する程度に厚く形成する。例えば、本実施形態では、圧電体層７０を１〜２μｍ前後の厚さで形成した。
【００３１】
また、圧電素子３００の個別電極である各上電極膜８０には、インク供給路１４側の端部近傍から引き出された引き出し配線として、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０が設けられている。そして、このリード電極９０は、詳しくは後述する貫通孔３３で駆動回路１２０と接続配線１２１を介して電気的に接続されている。
【００３２】
さらに、圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、連通部１３に対向する領域にリザーバ部３１が設けられた保護基板３０が接着剤３５を介して接合されている。このリザーバ部３１は、上述したように、流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。また、流路形成基板１０の連通部１３を圧力発生室１２毎に複数に分割して、リザーバ部３１のみをリザーバとしてもよい。さらに、例えば、流路形成基板１０に圧力発生室１２のみを設け、流路形成基板１０と保護基板３０との間に介在する部材（例えば、弾性膜５０、絶縁体膜５５等）にリザーバと各圧力発生室１２とを連通するインク供給路１４を設けるようにしてもよい。
【００３３】
また、保護基板３０の圧電素子３００に対向する領域には、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有する圧電素子保持部３２が設けられている。圧電素子保持部３２は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を有していればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。
【００３４】
このような保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料等を用いることが好ましく、本実施形態では、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００３５】
また、保護基板３０には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。そして、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０の端部近傍（接続層３０１）は、貫通孔３３内に露出するように設けられている。
【００３６】
また、保護基板３０上には、並設された圧電素子３００を駆動するための駆動回路１２０が固定されている。この駆動回路１２０としては、例えば、回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）等を用いることができる。そして、駆動回路１２０とリード電極９０とは、ボンディングワイヤ等の導電性ワイヤからなる接続配線１２１を介して電気的に接続されている。なお、接続配線１２１は、上述のように接続層３０１上のリード電極９０に電気的に接続されている。また、接続配線１２１とリード電極９０との接続は、例えば、ワイヤボンディング等が挙げられる。
【００３７】
また、このような保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３１の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００３８】
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッド２では、図２に示すインクカートリッジとカートリッジケース２１０のインク連通路を介して接続されたインク導入口からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路１２０からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に電圧を印加し、弾性膜５０、絶縁体膜５５、下電極膜６０及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００３９】
以下、このようなインクジェット式記録ヘッド２の製造方法について、図４〜図７を参照して説明する。なお、図４〜図７は、本発明の実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す圧力発生室の長手方向の断面図である。まず、図４（ａ）に示すように、シリコンウェハである流路形成基板用ウェハ１１０の表面に弾性膜５０を構成する二酸化シリコン（ＳｉＯ2）からなる二酸化シリコン膜５１を形成する。次いで、図４（ｂ）に示すように、弾性膜５０（二酸化シリコン膜５１）上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５５を形成する。
【００４０】
次に、図４（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の絶縁体膜５５上の全面に亘って白金（Ｐｔ）とイリジウム（Ｉｒ）とからなる下電極膜６０を形成すると共に所定形状にパターニングする。
【００４１】
次に、図５（ａ）に示すように、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０と、例えば、イリジウムからなる上電極膜８０とを流路形成基板用ウェハ１１０の全面に形成した後、図５（ｂ）に示すように、各圧力発生室１２に対向する領域にパターニングして圧電素子３００を形成する。圧電素子３００を構成する圧電体層７０の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電性材料や、これにニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等が用いられる。また、圧電体層７０の形成方法は、本実施形態では、金属有機物を溶媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層７０を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層７０を形成した。なお、圧電体層７０の形成方法は、特に限定されず、例えば、ＭＯＤ法やスパッタリング法等を用いるようにしてもよい。
【００４２】
次に、図５（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０の全面に亘って金（Ａｕからなるリード電極９０を形成後、各圧電素子３００毎にパターニングする。
【００４３】
次に、図６（ａ）に示すように、保護基板用ウェハ１３０を、流路形成基板用ウェハ１１０上に接着剤３５を介して接着する。ここで、この保護基板用ウェハ１３０は、保護基板３０が複数一体的に形成されたものであり、保護基板用ウェハ１３０には、リザーバ部３１及び圧電素子保持部３２が予め形成されている。
【００４４】
次いで、図６（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０を所定の厚みに薄くする。次いで、図６（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０上にマスク膜５２を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図７に示すように、流路形成基板用ウェハ１１０をマスク膜５２を介してＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング（ウェットエッチング）することにより、圧電素子３００に対応する圧力発生室１２、連通部１３、インク供給路１４及び連通路１５等を形成する。
【００４５】
そして、流路形成基板用ウェハ１１０及び保護基板用ウェハ１３０の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、流路形成基板用ウェハ１１０の保護基板用ウェハ１３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板用ウェハ１３０にコンプライアンス基板４０を接合し、流路形成基板用ウェハ１１０等を図３に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０等に分割することによって、本実施形態のインクジェット式記録ヘッド２とする。
【００４６】
このような工程により製造されたインクジェット式記録ヘッド２には、１つのノズル列２１Ａ（図８参照）において、同一の駆動信号に基づいてノズル開口２１から吐出されるインク滴のインク吐出量が、当該ノズル列２１Ａの一端部側に設けられたノズル開口２１から他端部側に設けられたノズル開口２１に向かって漸小する傾向を有するインクジェット式記録ヘッド２が製造される場合がある。これは、例えば、上述した製造方法によりインクジェット式記録ヘッド２を製造した際の圧電素子３００の成膜時の膜厚や焼成温度等のばらつきや、流路形成基板１０を異方性エッチングする際のエッチング量のばらつきなどによって発生する。なお、ノズル列２１Ａにおけるインク吐出量のばらつき傾向は、ノズル開口２１の開口面積のばらつきなど他の要因によっても発生するため、これらの製造方法に限定されるものではない。
【００４７】
このように、１つのノズル列２１Ａにおいて、ノズル開口２１から吐出されるインク吐出量が漸小する傾向を有するインクジェット式記録ヘッド２は、使用頻度の高いインクを吐出する一対のノズル列２１Ａで、ノズル列２１Ａのインク吐出量の漸小する傾向が互いに反転するように配置されている。
【００４８】
なお、インクジェット式記録ヘッド２の各ノズル開口２１から吐出されるインク吐出量は、例えば、ノズル開口２１に対応する圧電素子３００（圧電体層７０）の静電容量を測定し、圧電素子３００の変位量を把握することで圧電素子３００に対応するインク吐出量を把握することができる。また、圧力発生室１２の共振周波数を測定することでも、インク吐出量を把握することができる。このようなノズル列２１Ａにおけるインク吐出量の傾向の測定は、複数個に１つの割合でノズル開口２１に対応する圧電素子３００を測定することで把握することができる。
【００４９】
このようにインクジェット式記録ヘッド２のインク吐出量を測定することで、インクジェット式記録ヘッド２のインク吐出量の傾向を取得し、インク吐出量の傾向に基づいてインクジェット式記録ヘッド２を分類する。ちなみに、インクジェット式記録ヘッド２のインク吐出量の傾向に基づく分類は、複数のインクジェット式記録ヘッド２を組み合わせてヘッドユニット１を製造する際に、インクジェット式記録ヘッド２のカートリッジケース２１０等への取り付け向き（ノズル列２１Ａの向き）はその形状により規定されるため、インクジェット式記録ヘッド２自体の形状とインク吐出量の傾向とに基づいて行われる。なお、ヘッドユニット１を製造する際には、インク吐出量の傾向が詳しくは後述する配置となるように、インクジェット式記録ヘッド２を配置する。このため、予めインクジェット式記録ヘッド２をインク吐出量の傾向に基づいて分類しておくことで、ヘッドユニット１の製造工程を簡略化することができる。
【００５０】
ここで、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドユニット２における複数のインクジェット式記録ヘッド２の配置について詳細に説明する。なお、図８は、ヘッドユニットのインクジェット式記録ヘッドの配置を示す平面図である。
【００５１】
図８に示すように、本実施形態では、１つのヘッドユニット１に４個のインクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄ、２Ｅ〜２Ｈがそれぞれ設けられている。本実施形態では、２つのヘッドユニット１の一方のヘッドユニット１の各インクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄのノズル列２１Ａからは、それぞれ異なる色、すなわち、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）が吐出される。また、２つのヘッドユニット１の他方のヘッドユニットの各インクジェット式記録ヘッド２Ｅ〜２Ｈのノズル列２１Ａからも同様にそれぞれ異なる色が吐出される。すなわち、２つのヘッドユニット１には、各色のインクを吐出するノズル列２１Ａが２列ずつ設けられていることになる。
【００５２】
また、２つのヘッドユニット１は、同一色のインクが吐出される一対のノズル列２１Ａが、当該ノズル列２１Ａの並列方向とは交差する方向で、並設されたノズル開口２１のピッチの半ピッチ分ずれた位置となるように設けられている。すなわち、２つのヘッドユニット１は、各ノズル列２１Ａが、副走査方向でノズル開口２１の半ピッチ分ずれた位置となるように配置されている。このような配置とすることにより、１つのノズル列２１Ａで並設されたノズル開口２１のピッチの倍の解像度で印刷を行うことができる。なお、一対のノズル列２１Ａは、一方のノズル列２１Ａに対して、他方のノズル列２１Ａがノズル開口２１の１．５ピッチずれた位置となるように配置されていてもよい。
【００５３】
そして、同一色を吐出するインクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄ、２Ｅ〜２Ｈの一対のノズル列２１Ａは、当該ノズル列２１Ａのインク吐出量の傾向が互いに反転するように配置されている。
【００５４】
すなわち、ブラックインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド２Ａ、２Ｅの一対のノズル列２１Ａは、インク吐出量の傾向が互いに反転するように配置されている。同様に、シアンインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド２Ｂ、２Ｆの一対のノズル列２１Ａ、マゼンダインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド２Ｃ、２Ｇの一対のノズル列２１Ａ、イエローインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド２Ｄ、２Ｈの一対のノズル列２１Ａも、インク吐出量の傾向が互いに反転するように配置されている。
【００５５】
本実施形態では、一方のヘッドユニット１のインクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄは、ノズル列２１Ａのインク吐出量が図８中下側に向かって漸小するように配置されている。そして、他方のヘッドユニット１のインクジェット式記録ヘッド２Ｅ〜２Ｈは、ノズル列２１Ａのインク吐出量がインクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄとは逆の図８中上側に向かって漸小するように配置されている。
【００５６】
このように、同一色のインクを吐出する一対のノズル列２１Ａを、当該ノズル列２１Ａのインク吐出量の傾向が互いに反転するように配置することで、これらのインクを用いて重ねることで、各種の色を印刷させた際に、色濃度をノズル列２１Ａのノズル開口２１が並設された方向で平均化させることができる。
【００５７】
すなわち、例えば、図８中上側では、シアンインクを吐出する一方のヘッドユニット１のインクジェット式記録ヘッド２Ｂから吐出されるインク吐出量は比較的多くなり、他方のヘッドユニット１のインクジェット式記録ヘッド２Ｆから吐出されるインク吐出量は比較的少なくなる。また、逆に、図８中下側では、シアンインクを吐出する一方のヘッドユニット２のインクジェット式記録ヘッド２Ｂから吐出されるインク吐出量は比較的少なくなり、他方のヘッドユニット１のインクジェット式記録ヘッド２Ｆから吐出されるインク吐出量は比較的多くなる。したがって、２つのヘッドユニット１を主走査方向に移動させながらインクを吐出させて印刷を行う１パス印刷を行うと、図９（ａ）に示すように、濃度が平均化されて印刷される。
【００５８】
また、図９（ａ）に示すように、１パス印刷を行ってから、記録シートＳを副走査方向に１パス分移動し、その後、さらに１パス印刷を行う、いわゆるマイクロフィード印刷やバインド印刷を行った際に、１パス印刷と１パス印刷との間２００に濃度ムラが生じるのを防止することができる。
【００５９】
ちなみに、同一色のインクを吐出する一対のノズル列２１Ａで、当該ノズル列２１Ａのインク吐出量の傾向が同一となるように配置した場合、図９（ｂ）に示すように、１パス印刷で、濃度ムラが生じると共に、１パス印刷と１パス印刷との間２０１で濃度の差が大きくなり、ムラが目立つようになってしまう。
【００６０】
このように、同一色のインクを吐出する一対のノズル列２１Ａをインク吐出量の傾向が互いに反転するように配置することで、マイクロフィード印刷やバインド印刷という高速な印刷方向で印刷したとしても、１パス印刷での濃度ムラが発生するのを防止することができると共に、パス間の濃度ムラが生じるのを防止して、印刷品質を向上することができる。
【００６１】
（実施形態２）
図１０は、本発明の実施形態２に係るヘッドユニットの平面図であり、図１１は、本発明の実施形態２の印刷時の濃度ムラを示す図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００６２】
図１０に示すように、２つのヘッドユニット１は、同一色のインクを吐出する一対のノズル列２１Ａが、一方のノズル列２１Ａの一端部と、他方のノズル列の他端部とが副走査方向で同一位置となるように配置されている。すなわち、一方のヘッドユニット１と、一方のヘッドユニット１に対して、ノズル列２１Ａの長さ分だけ副走査方向にずらして設けられた他方のヘッドユニット１とが設けられている。
【００６３】
このような２つのヘッドユニット１によれば、１パス印刷で、２つのノズル列２１Ａの長さを同時に印刷できるため、高速印刷を行わせることができる。
【００６４】
そして、各ヘッドユニット１の各インクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｈは、同一色のインクを吐出する一対のノズル列２１Ａが、インク吐出量の傾向が互いに反転するように設けられている。
【００６５】
本実施形態では、上述した実施形態１と同様に、一方のヘッドユニット１のインクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄを、ノズル列２１Ａのインク吐出量が図１０中下側に向かって漸小するように配置し、他方のヘッドユニット１のインクジェット式記録ヘッド２Ｅ〜２Ｈを、ノズル列２１Ａのインク吐出量がインクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄとは逆の図１０中上側に向かって漸小するように配置した。
【００６６】
このようなヘッドユニット１を用いて１パス印刷を行うと、例えば、シアンインクを吐出する一対のノズル列２１Ａを有するインクジェット式記録ヘッド２Ｂ、２Ｅにおいて、一方のインクジェット式記録ヘッド２Ｂでは、図１１（ａ）に示すように、図１１中上側から下側に向かってインク吐出量が徐々に漸小するように印刷され、他方のインクジェット式記録ヘッド２Ｆでは、図１１中下側から上側に向かってインク吐出量が徐々に漸小するように印刷される。したがって、インクジェット式記録ヘッド２Ｂとインクジェット式記録ヘッド２Ｅの１パス印刷では、各インクジェット式記録ヘッド２Ｂ、２Ｅのノズル列２１Ａ間２０３で、濃度ムラが目立たないように印刷することができる。
【００６７】
また、このようなヘッドユニット１を用いて、マイクロフィード印刷やバインド印刷を行うと、図１１（ａ）に示すように、１パス印刷と１パス印刷との間２０３は、濃い濃度同士又は薄い濃度同士など同じ濃度で隣り合うため、濃度ムラが目立たないように印刷することができる。
【００６８】
これに対して、同一色のインクを吐出する一対のノズル列２１Ａをインク吐出量の傾向が同一となるように配置した場合、図１１（ｂ）に示すように、１パス印刷で、一対のノズル列２１Ａによる印刷の間２０４で濃度の差が大きくなり濃度ムラが目立つようになると共に、１パス印刷と１パス印刷との間２０５で濃度の差が大きくなり濃度ムラが目立つようになってしまう。
【００６９】
このように、同一色のインクを吐出する一対のノズル列２１Ａをインク吐出量の傾向が互いに反転するように配置することで、マイクロフィード印刷やバインド印刷という高速な印刷方向で印刷したとしても、１パス印刷での濃度ムラを目立たないようにすることができると共に、パス間の濃度ムラを目立たないようにして、印刷品質を向上することができる。
【００７０】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明の基本的構成は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態１及び２では、１つのヘッドユニット１に４色のインクを吐出する４つのインクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄ、２Ｅ〜２Ｈをそれぞれ設けた例を示したが、特にこれに限定されず、例えば、ヘッドユニットに４色より多いインク、例えば、ブラック（Ｋ）、ライトブラック（ＬＫ）、ライトライトブラック（ＬＬＫ）、シアン（Ｃ）、ライトシアン（ＬＣ）、マゼンダ（Ｍ）、ライトマゼンダ（ＬＣ）、イエロー（Ｙ）の８色のインクを吐出する８つのインクジェット式記録ヘッドを設けるようにしてもよい。なお、ライトブラック（ＬＫ）、ライトシアン（ＬＣ）及びライトマゼンダ（ＬＭ）は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）及びマゼンダ（Ｍ）よりも高明度なものを言い、ライトライトブラック（ＬＬＫ）は、ライトブラック（ＬＫ）よりも高明度なものを言う。また、上述した実施形態１では、各ヘッドユニット１に異なる色のインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄ、２Ｅ〜２Ｈをそれぞれ設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、１つのヘッドユニットに同一色のインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド２を複数設けるようにしてもよい。さらに、上述した実施形態１では、２つのヘッドユニット１を設けた例を示したが、ヘッドユニット１の数も特にこれに限定されるものではなく、３つ以上のヘッドユニットを設けるようにしてもよい。
【００７１】
また、上述した実施形態１及び２では、同一色のインクを吐出するノズル列２１Ａ（インクジェット式記録ヘッド２）を一対設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、３つ以上設けるようにしてもよい。例えば、同一色のインクを吐出するノズル列２１Ａを偶数個設けた場合には、対となるノズル列２１Ａでインク吐出量の傾向が互いに反転するように配置すればよい。もちろん、同一色のインクを吐出するノズル列２１Ａを奇数個設けた場合であっても、インク吐出量の傾向が同一傾向となる複数のノズル列２１Ａと、反転した傾向となる複数のノズル列２１Ａとが同数に近くなるように配置すれば、印刷品質を向上することができる。
【００７２】
さらに、上述した実施形態１及び２では、各ヘッドユニット１において、各インクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄ、２Ｅ〜２Ｈで、インク吐出量の漸小する傾向が、同一傾向となるように配置したが、特にこれに限定されず、各ヘッドユニット１において、各インクジェット式記録ヘッド２Ａ〜２Ｄ、２Ｅ〜２Ｈで、インク吐出量の漸小する傾向が、混在するように配置されていてもよい。いずれにしても同一色のインクを吐出する一対のノズル列２１Ａが、インク吐出量の漸小する傾向が互いに反転するように配置されていればよい。
【００７３】
また、上述した実施形態１及び２では、インク流路である圧力発生室１２に圧力変化を生じさせる圧力発生手段として、薄膜型の圧電素子３００を有するアクチュエータ装置を用いて説明したが、特にこれに限定されず、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型のアクチュエータ装置や、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型のアクチュエータ装置などを使用することができる。また、圧力発生手段として、圧力発生室内に発熱素子を配置して、発熱素子の発熱で発生するバブルによってノズル開口から液滴を吐出するものや、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズル開口から液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエータなどを使用することができる。すなわち、本発明は、ノズル列の一端部側から他端部側に向かってインク吐出量が漸小する傾向を有するインクジェット式記録ヘッドであれば、何れの圧力発生手段を用いたものであってもよい。
【００７４】
また、上述した実施形態１及び２では、ヘッドユニット２を保持したキャリッジ３が、主走査方向に移動するインクジェット式記録装置Ｉを例示したが、特にこれに限定されず、例えば、ヘッドユニット１を移動させることなく、複数のヘッドユニット１を主走査方向に亘って配置して、記録シートＳを副走査方向に移動させて印刷する所謂ライン式のインクジェット式記録装置に用いられるヘッドユニットであっても、本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態１に係る記録装置の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態１に係るヘッドユニットの分解斜視図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態１に係るヘッドユニットの平面図である。
【図９】本発明の実施形態１に係る印刷時の濃度ムラを示す図である。
【図１０】本発明の実施形態２に係るヘッドユニットの平面図である。
【図１１】本発明の実施形態２に係る印刷時の濃度ムラを示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
Ｉ インクジェット式記録装置、 １ インクジェット式記録ヘッドユニット、 ２、２Ａ〜２Ｈ インクジェット式記録ヘッド、 １０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室 １３ インク供給路、 １４ 連通路、 １５ 連通部、 ２０ ノズルプレート、 ２１ ノズル開口、 ２１Ａ ノズル列、 ３０ 保護基板、 ４０ コンプライアンス基板、 ５０ 弾性膜、 ５５ 絶縁体膜、 ６０ 下電極膜、 ７０ 圧電体層、 ８０ 上電極膜、 ９０ リード電極、 ３００ 圧電素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するノズル開口が並設されたノズル列が複数設けられたインクジェット式記録ヘッドユニットであって、
同一色のインクが吐出される一対のノズル列を具備し、
同一の駆動信号に基づいて前記ノズル開口から吐出されるインク滴のインク吐出量がノズル列の一端部側から他端部側に向かって漸小する傾向を有するノズル列が、前記ノズル列のインク吐出量の漸小する傾向が互いに反転するように前記一対のノズル列が配置されていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドユニット。
【請求項２】
同一色のインクが吐出される一対のノズル列が、当該ノズル列の方向で、一方のノズル列の並設されたノズル開口のピッチの半ピッチ分ずれた位置に他方のノズル列のノズル開口が設けられていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット式記録ヘッドユニット。
【請求項３】
同一色のインクが吐出される一対のノズル列が、一方のノズル列の一端のノズル開口と他方のノズル列の他端のノズル開口とが、前記ノズル開口の並設方向で同一位置となるように配置されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット式記録ヘッドユニット。
【請求項４】
前記インクジェット式記録ヘッドが、前記ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、該流路形成基板の前記圧力発生室に相対向する領域に設けられた下電極、圧電体層及び上電極とからなる圧電素子とを具備することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェット式記録ヘッドユニット。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載のインクジェット式記録ヘッドユニットを具備することを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項６】
インクを吐出するノズル開口が並設されたノズル列を具備するインクジェット式記録ヘッドを複数具備し、同一色のインクが吐出される一対のノズル列を具備するインクジェット式記録ヘッドユニットの製造方法であって、
前記インクジェット式記録ヘッドを製造した際に、同一の駆動信号に基づいて前記ノズル開口から吐出されるインク滴のインク吐出量がノズル列の一端部側から他端部側に向かって漸小する傾向を有する前記インクジェット式記録ヘッドが形成された場合に、当該インクジェット式記録ヘッドを、前記一対のノズル列において、前記ノズル列のインク吐出量の漸小する傾向が互いに反転するように配置することを特徴とするインクジェット式記録ヘッドユニットの製造方法。
【請求項１】
インクを吐出するノズル開口が並設されたノズル列が複数設けられたインクジェット式記録ヘッドユニットであって、
同一色のインクが吐出される一対のノズル列を具備し、
同一の駆動信号に基づいて前記ノズル開口から吐出されるインク滴のインク吐出量がノズル列の一端部側から他端部側に向かって漸小する傾向を有するノズル列が、前記ノズル列のインク吐出量の漸小する傾向が互いに反転するように前記一対のノズル列が配置されていることを特徴とするインクジェット式記録ヘッドユニット。
【請求項２】
同一色のインクが吐出される一対のノズル列が、当該ノズル列の方向で、一方のノズル列の並設されたノズル開口のピッチの半ピッチ分ずれた位置に他方のノズル列のノズル開口が設けられていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット式記録ヘッドユニット。
【請求項３】
同一色のインクが吐出される一対のノズル列が、一方のノズル列の一端のノズル開口と他方のノズル列の他端のノズル開口とが、前記ノズル開口の並設方向で同一位置となるように配置されていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット式記録ヘッドユニット。
【請求項４】
前記インクジェット式記録ヘッドが、前記ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板と、該流路形成基板の前記圧力発生室に相対向する領域に設けられた下電極、圧電体層及び上電極とからなる圧電素子とを具備することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェット式記録ヘッドユニット。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載のインクジェット式記録ヘッドユニットを具備することを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項６】
インクを吐出するノズル開口が並設されたノズル列を具備するインクジェット式記録ヘッドを複数具備し、同一色のインクが吐出される一対のノズル列を具備するインクジェット式記録ヘッドユニットの製造方法であって、
前記インクジェット式記録ヘッドを製造した際に、同一の駆動信号に基づいて前記ノズル開口から吐出されるインク滴のインク吐出量がノズル列の一端部側から他端部側に向かって漸小する傾向を有する前記インクジェット式記録ヘッドが形成された場合に、当該インクジェット式記録ヘッドを、前記一対のノズル列において、前記ノズル列のインク吐出量の漸小する傾向が互いに反転するように配置することを特徴とするインクジェット式記録ヘッドユニットの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００９−５１０６１（Ｐ２００９−５１０６１Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２１８８３４（Ｐ２００７−２１８８３４）
【出願日】平成１９年８月２４日（２００７．８．２４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２４日（２００７．８．２４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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