知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023118643
(43)【公開日】2023-08-25
(54)【発明の名称】液体吐出ヘッド、液体吐出装置
(51)【国際特許分類】
B41J 2/14 20060101AFI20230818BHJP
B41J 2/04 20060101ALI20230818BHJP
【ＦＩ】
B41J2/14 501
B41J2/14
B41J2/04
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022071570
(22)【出願日】2022-04-25
(31)【優先権主張番号】P 2022021088
(32)【優先日】2022-02-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100107423
【弁理士】
【氏名又は名称】城村 邦彦
(72)【発明者】
【氏名】時田 寛也
【テーマコード（参考）】
2C057
【Ｆターム（参考）】
2C057AF23
2C057AG14
2C057AM18
2C057AN07
2C057BF04
2C057DB07
(57)【要約】
【課題】本発明では、吐出口からの液体の吐出圧力の低下を抑制することを課題とする。
【解決手段】インクを吐出する複数のノズル１４と、複数のノズル１４にそれぞれ連通する液体流路４０と、液体流路４０にインクを供給する供給口１６ａと、を備えた液体吐出ヘッド１０であって、液体流路４０は、供給口１６ａに連通する本流部４１と、ノズル１４に連通し、本流部４１から枝分かれした複数の支流部４２とを有し、搬送直交方向Ｂに隣接するノズル１４が二つ以上並べられたノズル列１４１が形成され、ノズル列１４１の配列方向が、搬送直交方向Ｂに対して傾斜することを特徴とする。
【選択図】図３
【解決手段】インクを吐出する複数のノズル１４と、複数のノズル１４にそれぞれ連通する液体流路４０と、液体流路４０にインクを供給する供給口１６ａと、を備えた液体吐出ヘッド１０であって、液体流路４０は、供給口１６ａに連通する本流部４１と、ノズル１４に連通し、本流部４１から枝分かれした複数の支流部４２とを有し、搬送直交方向Ｂに隣接するノズル１４が二つ以上並べられたノズル列１４１が形成され、ノズル列１４１の配列方向が、搬送直交方向Ｂに対して傾斜することを特徴とする。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体を吐出する複数の吐出口と、
前記複数の吐出口のそれぞれに連通する液体流路と、
前記液体流路に液体を供給する供給口と、を備えた液体吐出ヘッドであって、
液体吐出ヘッドと記録媒体との相対移動方向に直交する方向に隣接する吐出口が二つ以上並べられた吐出口の列が形成され、
前記吐出口の列の配列方向が、液体吐出ヘッドと記録媒体との相対移動方向に直交する方向に対して傾斜することを特徴とする液体吐出ヘッド。
前記複数の吐出口のそれぞれに連通する液体流路と、
前記液体流路に液体を供給する供給口と、を備えた液体吐出ヘッドであって、
液体吐出ヘッドと記録媒体との相対移動方向に直交する方向に隣接する吐出口が二つ以上並べられた吐出口の列が形成され、
前記吐出口の列の配列方向が、液体吐出ヘッドと記録媒体との相対移動方向に直交する方向に対して傾斜することを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項2】
全ての前記吐出口の前記相対移動方向の位置が異なる請求項１記載の液体吐出ヘッド。
【請求項3】
複数の前記吐出口が前記相対移動方向に等間隔に配置される請求項１記載の液体吐出ヘッド。
【請求項4】
全ての前記吐出口が前記相対移動方向に等間隔に配置される請求項３記載の液体吐出ヘッド。
【請求項5】
前記吐出口の列として、第１の吐出口の列と、前記第１の吐出口の列の前記相対移動方向一方側で、前記第１の吐出口の列に隣接する第２の吐出口の列とを有し、
前記第１の吐出口の列の最も前記相対移動方向一方側に配置された吐出口が、前記第２の吐出口の列の最も前記相対移動方向他方側に配置された吐出口よりも前記相対移動方向他方側に配置される請求項１記載の液体吐出ヘッド。
前記第１の吐出口の列の最も前記相対移動方向一方側に配置された吐出口が、前記第２の吐出口の列の最も前記相対移動方向他方側に配置された吐出口よりも前記相対移動方向他方側に配置される請求項１記載の液体吐出ヘッド。
【請求項6】
前記液体流路は、前記供給口に連通する本流部と、前記吐出口に連通し、前記本流部から枝分かれした複数の支流部とを有する請求項１記載の液体吐出ヘッド。
【請求項7】
前記液体流路に配置され、対応する前記吐出口を開閉する開閉弁を複数備え、
前記開閉弁が対応する前記吐出口を開くことにより、対応する前記吐出口から液体を吐出する請求項１記載の液体吐出ヘッド。
前記開閉弁が対応する前記吐出口を開くことにより、対応する前記吐出口から液体を吐出する請求項１記載の液体吐出ヘッド。
【請求項8】
請求項１から７いずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドを記録媒体に対して相対的に移動させる移動機構と、を備えた液体吐出装置。
前記液体吐出ヘッドを記録媒体に対して相対的に移動させる移動機構と、を備えた液体吐出装置。
【請求項9】
前記移動機構により、前記液体吐出ヘッドを記録媒体に対して前記相対移動方向へ移動させるとともに、前記吐出口の列を形成する各吐出口に対して、前記各吐出口の前記相対移動方向の位置ズレ量の分だけタイミングをずらして、前記各吐出口から液体を吐出させる請求項８記載の液体吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体吐出ヘッドおよび液体吐出装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液体吐出ヘッドには吐出口が複数設けられる。記録媒体への画像形成時には、この吐出口列から液体を吐出することにより、記録媒体の搬送方向下流側の部分から順次画像を形成していく。
【0003】
しかし、記録媒体の搬送方向の同じ位置に複数の吐出口が並設された構成では、画像形成時に吐出口の列を構成する各吐出口から同じタイミングで液体を吐出する必要がある。
【0004】
例えば特許文献１（特表２０２０－５０１８８９号公報）のプリントヘッドでは、ノズルを回転させるなど、ノズルの位置を調整可能な移動機構を設けた発明が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
各吐出口が共通の液体流路で連通する構成では、複数の吐出口を閉じている開閉弁を開き、複数の吐出口から同時に液体を吐出させると、吐出口に加えられる圧力の低下により吐出口からの液体の吐出力が低下するという問題があった。そこで本発明では、吐出口からの液体の吐出圧力の低下を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記の課題を解決するため、本発明は、液体を吐出する複数の吐出口と、前記複数の吐出口のそれぞれに連通する液体流路と、前記液体流路に液体を供給する供給口と、を備えた液体吐出ヘッドであって、液体吐出ヘッドと記録媒体との相対移動方向に直交する方向に隣接する吐出口が二つ以上並べられた吐出口の列が形成され、前記吐出口の列の配列方向が、液体吐出ヘッドと記録媒体との相対移動方向に直交する方向に対して傾斜することを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、吐出口からの液体の吐出圧力の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドの外観斜視図である。
【図2】本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドの全体断面図である。
【図3】本発明の実施形態に係る液体流路および吐出口の配置を示す図である。
【図4】本発明と異なる吐出口の配置を示す図である。
【図5】液体流路の他の例を示す図である。
【図6】吐出口の配置の例を示す図である。
【図7】単一の流路によって構成される液体流路を示す図である。
【図8】液体吐出装置の全体概略構成図である。
【図9】液体供給手段および駆動制御装置の一例を示す概略構成図である。
【図10】（ａ）～（ｃ）は開閉弁の開閉動作によるインクの吐出を示す図で、（ｄ）はその時の駆動パルスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッドの外観説明図である。図１（ａ）は液体吐出ヘッドの全体斜視図、図１（ｂ）は同ヘッドの全体側面図である。本実施形態の液体吐出ヘッドは、液体としてのインクを吐出する。
【0010】
液体吐出ヘッド１０は、第１筐体としての第１ハウジング１１ａと、第２筐体としての第２ハウジング１１ｂとを備える。第２ハウジング１１ｂは第１ハウジング１１ａに積層および接合される。第１ハウジング１１ａは金属等の熱伝導性の高い材質からなり、第２ハウジング１１ｂは樹脂等の熱伝導性の低い材質からなる。以下の説明において２つのハウジングを総称する場合は、ハウジング１１と記す。
【0011】
また、第１ハウジング１１ａは、その正面と背面に、加熱手段としてのヒータ１２を備える。ヒータ１２は温度制御が可能であり、第１ハウジング１１ａを加熱する。また第２ハウジング１１ｂは、その上部に電気信号の通信のためのコネクタ１３を備える。
【0012】
図２は、本発明の実施形態に係る液体吐出ヘッド１０の全体断面図で図１（ａ）のＡ－Ａ線矢視断面図である。第１ハウジング１１ａは、板部材としてのノズル板１５を保持する。ノズル板１５は、液体を吐出する吐出口としてのノズル１４を備える。また、第１ハウジング１１ａは、液体供給部である液体流路４０を備える。液体流路４０は、供給ポート１６側からのインクを、ノズル板１５上を経て回収ポート１８側へ送る。
【0013】
第２ハウジング１１ｂは、供給ポート１６および回収ポート１８を備える。供給ポート１６および回収ポート１８は、液体流路４０の一方側および他方側にそれぞれ接続される。供給ポート１６と回収ポート１８との間には、複数の液体吐出モジュール３０を配置している。液体吐出モジュール３０は液体流路４０内のインクをノズル１４から吐出する。また液体吐出モジュール３０の上部に規制部材２０が設けられる。
【0014】
液体吐出モジュール３０は、第１ハウジング１１ａに設けたノズル１４の数に対応しており、本例では１列に並べた８個のノズル１４に対応する８個の液体吐出モジュール３０を備えた構成を示している。なお、ノズル１４および液体吐出モジュール３０の数および配列は上記に限るものではない。例えば、ノズル１４および液体吐出モジュール３０の数は、複数ではなく１個であってもよい。また、ノズル１４および液体吐出モジュール３０の配列は、１列ではなく、複数列であってもよい。
【0015】
なお、図２において符号１９は、第１ハウジング１１ａと第２ハウジング１１ｂとの接合部に設けたシール部材である。本例ではシール部材としてＯリングを用いており、第１ハウジング１１ａと第２ハウジング１１ｂとの接合部からのインクの漏れを防いでいる。
【0016】
上記の構成により、供給ポート１６は、加圧した状態のインクを外部から取り込み、インクを矢印ａ１方向へ送り、インクを液体流路４０に供給する。液体流路４０は、供給ポート１６からのインクを矢印ａ２方向へ送る。そして、回収ポート１８は、液体流路４０に沿って配置したノズル１４から吐出しなかったインクを矢印ａ３方向へ回収する。
【0017】
液体吐出モジュール３０は、液体流路４０に配置された開閉弁３１と、駆動体としての圧電素子３２を備える。開閉弁３１は各ノズル１４に対応して設けられ、ノズル１４を開閉する。圧電素子３２は開閉弁３１を駆動する。また圧電素子３２は電圧の印加により、図２の上下方向である長手方向に伸縮作動する。
【0018】
上記の構成において、圧電素子３２を作動して開閉弁３１を上方向へ動かした場合は、開閉弁３１によって閉じていたノズル１４が開いた状態になり、ノズル１４からインクを吐出することができる。また、圧電素子３２を作動して開閉弁３１を下方向へ動かした場合は、開閉弁３１の先端部がノズル１４を封止してノズル１４が閉じた状態になり、ノズル１４からインクは吐出しなくなる。
【0019】
【0020】
【0021】
液体流路４０は、供給側本流部４１と、複数の支流部４２と、回収側本流部４３とを備える。供給側本流部４１は供給口１６ａに連通する。支流部４２は、供給側本流部４１から枝分かれして設けられた流路であり、支流部４２内に複数のノズル１４を有する。各支流部４２は下流側で回収側本流部４３に合流する。回収側本流部４３は回収ポート１８（図２参照）に設けられた回収口１８ａに連通する。
【0022】
供給側本流部４１および回収側本流部４３は、記録媒体搬送方向Ａと直交する方向に延在する。各支流部４２は記録媒体搬送方向Ａに対して傾斜した方向へ延在する。
【0023】
この記録媒体搬送方向Ａは、液体吐出ヘッドによる液体の吐出動作時に、記録媒体が液体吐出ヘッドに対して移動する方向であり、シリアル型の液体吐出ヘッドにおける副走査方向でもある。以下、この方向を単に移動方向とも呼び、この移動方向の上流側あるいは下流側を、それぞれ単に上流側あるいは下流側とも呼ぶ。また、図３の両矢印Ｂはこの移動方向に直交する方向のうち、図３の紙面に直交する方向であるインクの吐出方向（あるいはノズル１４の延在方向で図２の上下方向）に直交する方向であり、以下、この方向を搬送直交方向とも呼ぶ。この搬送直交方向はシリアル型の液体吐出ヘッドにおける主走査方向でもある。ただし、方向Ａは必ずしも記録媒体を搬送する方向に限らず、液体吐出ヘッド側を移動させて記録媒体に液体を吐出する後述の液体吐出装置においては、液体吐出ヘッドの移動方向である。つまり、方向Ａは液体吐出ヘッドと記録媒体との相対移動方向である。また、方向Ｂは液体吐出ヘッドと記録媒体との相対移動方向である方向Ａに直交する方向であるが、この方向もまた、後述の液体吐出装置のように液体吐出ヘッドと記録媒体との相対移動方向であってもよい。
【0024】
支流部４２に沿って、複数のノズル１４が設けられる。本実施形態では、支流部４２内の各ノズル１４は等間隔に配置される。各ノズル１４に対応してその上部に液体吐出モジュール３０（図２参照）が設けられる。
【0025】
図３に示すように、記録媒体にインクが吐出される際には、供給口１６ａからインクが供給される。そして、インクを吐出するノズル１４に対応する液体吐出モジュール３０の駆動によって得られる圧力により、ノズル１４からインクが吐出される。
【0026】
【0027】
このようなノズル１４の配列では、記録媒体９０が図４の上側から下方向へ搬送されてくると、記録媒体９０の搬送方向Ａの下流側部分から順次インクが吐出されて画像が形成される。この際、複数のノズル１４から記録媒体９０の搬送方向Ａの同じ位置にインクを吐出する必要がある場合には、各ノズル１４による吐出のタイミングが同じになる。しかし、一度にインクを吐出するノズル１４の数が多くなるほど、ノズル１４に加えられる圧力が減少してしまう。これは、供給口１６ａから液体流路４０に供給されるインクの液量および流速が同時に駆動される開閉弁の数によらず略一定であるのに対して、一つのノズル１４から吐出されるインクの流量および吐出流速は、開放されるノズル１４の断面積の合計値が大きくなるほど減少するためである。例えば、図４の８つのノズル１４から同時にインクが吐出される場合、１つのノズル１４のみから吐出される場合と比較すると圧力損失は８倍になる。また特に、各ノズル１４が設けられる個別液室同士が直列に配置される構成では、この課題が顕著であり、下流側へ向かうに従って、インクの流量および吐出速度が減少してしまう。
【0028】
以上のように、一度にインクを吐出するノズル１４の数が多くなるほど、各ノズル１４からのインクの吐出能力は低下してしまう。これに対して本実施形態では、各ノズル１４の相対移動方向の位置をずらすことにより、各ノズル１４からのインクの吐出タイミングをずらして同時吐出を回避し、上記の吐出能力の低下を防止している。
【0029】
具体的には、図３の各支流部４２の最も上流側に配置されたノズル１４によって形成されるノズル列１４１は、その配列方向が、搬送方向Ａに直交する方向である搬送直交方向Ｂに対して傾斜して直線状に配置されている。別の言い方をすると、ノズル列１４１を構成する各ノズル１４は搬送方向Ａの位置が異なっており、図３の右側のノズル１４ほど搬送方向Ａの下流側に配置される。このノズル列１４１は、搬送直交方向Ｂに隣接するノズル１４が二つ以上並べられたノズル１４の群である。ただし、搬送直交方向Ｂに隣接する二つのノズル１４とは、搬送方向Ａの重なる位置に配置される二つのノズル１４を必ずしも意味するものではなく、図６（ａ）の「１－１」のノズル１４と「１－２」のノズル１４のように、搬送方向Ａに重ならない位置に配置されたものを含むものである。別の言い方をすると、ノズル列は、本実施形態の図３のようにノズル面上で略行列状に配置されたノズル１４のうち、その搬送直交方向Ｂの列のことでもある。ただし、この行列状の配置とは、搬送直交方向Ｂの列が一列のものを含むものである。また、ここで言うノズル１４の配置とは、厳密には、ノズル１４のノズル面１５ａ（図２参照）における配置であり、別の言い方をすると、ノズル１４の吐出方向下流側の開口端の配置である。
【0030】
このように、搬送直交方向Ｂの異なる位置に配列された複数のノズル１４の配置を搬送方向にずらすことで、各ノズル１４から記録媒体へインクを吐出するタイミングをずらすことができる。これにより、複数のノズル１４のそれぞれが共通の液体流路４０と流体的に連通する構成において、複数のノズル１４からのインクの同時吐出による吐出圧力の低下を防止できる。なお、ノズル列１４１を構成する各ノズル１４の搬送方向の位置ズレ量は、記録媒体の搬送方向Ａの記録解像度よりも小さい値か、あるいは、整数倍でない値に設定される。これにより、上記のように吐出タイミングをずらすことができる。
【0031】
次に、液体流路４０の変形例について図５を用いて説明する。
【0032】
図５に示す液体流路４０は、供給側本流部４１および回収側本流部４３が搬送方向Ａに延在し、各支流部４２は搬送直交方向Ｂに対して傾斜した方向へ延在する。本実施形態では、同一の支流部４２内に配置されたノズル１４によりノズル列１４１などが形成される。そして、このノズル列１４１の配列方向は搬送直交方向Ｂに対して傾斜している。別の言い方をすると、ノズル列１４１を形成するする各ノズル１４は、各ノズル１４の搬送方向Ａの位置が異なっており、各支流部４２の下流側のノズル１４ほど、搬送方向Ａの下流側（図５の下側）に配置される。
【0033】
本実施形態においても、ノズル列を形成する各ノズル１４からインクを吐出するタイミングをずらすことができる。これにより、ノズル１４からのインクの吐出能力の低下を防止できる。
【0034】
また図３や図５の実施形態のように、液体流路４０を、供給側本流部４１や回収側本流部４３、そして各支流部４２によって構成することにより、搬送直交方向Ｂに沿ってノズル１４を高密度に配置でき、液体吐出ヘッドを省スペース化できる。
【0035】
次に、ノズル１４の配置の変形例について、図６（ａ）～（ｃ）を用いて説明する。図６に示す「１－１」などの数字が各ノズル１４に対応しており、それぞれの数字が各ノズル１４の配置を示している。図６の「１－１」～「１－８」までが同じノズル列１４１（図５参照）を構成する各ノズル１４を示している。同様に、「２－１」～「２－８」なども同じノズル列を構成する各ノズル１４の配置を示している。
【0036】
図６（ａ）は「１－１」～「６－８」までの全てのノズル１４が搬送方向Ａに重ならないように配置されている。これにより、複数のノズル１４によるインクの同時吐出を最大限に回避することができ、特に好ましい。また図６（ａ）では特に、全てのノズル１４が搬送方向Ａに等間隔に配置されている。これにより、各ノズル１４による吐出特性をより均一に近づけることができ、好ましい。ただし、図６（ａ）のように全てノズル１４を等間隔に配置することが最も好ましいが、その一部のみ等間隔に配置した構成であってもよい。
【0037】
また図６（ａ）では、同一のノズル列内での各ノズル１４の位置ズレ量が、搬送方向Ａに配列された各ノズル１４同士の間隔よりも小さく設定される。具体的には、ノズル列１４１を構成する各ノズル１４は、「２－１」のノズル１４よりも搬送方向Ａの上流側に配置されており、ノズル列１４１を構成する各ノズル１４の搬送方向Ａの位置ズレ量は、搬送方向Ａに配列された「１－１」のノズル１４と「２－１」のノズル１４との間隔よりも小さく設定される。これにより、各ノズル１４の搬送方向Ａの位置をずらすことができ、各ノズル１４からの同時吐出を回避できる。
【0038】
ただし、必ずしもすべてのノズル１４の搬送方向Ａの位置が異なっている必要はない。例えば図６（ｂ）に示す配置では、各ノズル列の最後の二つのノズル１４が、そのノズル列に隣接する下流側のノズル列の最初の二つのノズル１４とそれぞれ搬送方向Ａの位置が重なっている。例えば、第１のノズル列１４１の最後の二つのノズル「１－７」、「１－８」が、隣接する第２のノズル列１４２の最初の二つのノズル「２－１」、「２－２」とそれぞれ搬送方向Ａの同じ位置に配置される。本実施形態においても、一部のノズル１４の同時吐出を回避でき、ノズル１４からの吐出圧力の低下を抑制できる。また、図６（ａ）のノズル１４の配置と比較すると、液体吐出ヘッドを小型化できる。
【0039】
また、図６（ｃ）に示すように、搬送方向Ａに配列された各ノズル１４同士の間隔を不均一にすることもできる。図６（ｃ）では、各ノズル列同士の間に間隔が大きく設けられており、これにより、各ノズル１４同士の搬送方向Ａの間隔が不均一になっている。これにより、各ノズル１４からの吐出タイミングをずらしやすくすることができる。
【0040】
また上記と異なる実施形態として、図７に示す流体流路４０は、本流部と支流部に枝分かれせず、単一の流路のみによって構成される。この流体流路４０にはノズル１４が列状に配置された単一のノズル列１４１が形成される。そしてこのノズル列１４１の配列方向が、搬送直交方向Ｂに対して傾斜している。これにより、各ノズル１４から記録媒体へインクを吐出するタイミングをずらすことができる。これにより、複数のノズル１４のそれぞれが共通の液体流路４０と流体的に連通する構成において、複数のノズル１４からのインクの同時吐出による吐出圧力の低下を防止できる。
【0041】
次に、液体吐出ヘッドに液体としてのインクを供給する液体供給手段、および、液体吐出ヘッドからのインクの吐出を制御する駆動制御装置について図９を用いて説明する。図９は、液体供給手段および駆動制御装置の一例を示す概略構成図である。
【0042】
液体吐出装置は、４つの液体吐出ヘッドとしての液体吐出ヘッド１０ａ～１０dと、各液体吐出ヘッド１０ａ～１０ｄから吐出するインク９１ａ～９１ｄを収容した密閉容器としてのタンク５１ａ～５１ｄを備えている。なお、以下の説明において、これら各インクを総称する場合はインク９１と記す。また、各タンクを総称する場合は、タンク５１と記す。
【0043】
タンク５１と液体吐出ヘッド１０の注入口（図２に示した供給ポート１６）とは、それぞれチューブ５２を介して接続している。一方、タンク５１は、エアーレギュレータ５３を含むパイプ５４を介してコンプレッサ５５に接続している。コンプレッサ５５はタンク５１に加圧空気を供給する。これにより、液体吐出ヘッド１０内のインク９１は加圧状態になり、前述の開閉弁を開けばノズル１４からインク９１が吐出する。ここで、コンプレッサ５５、エアーレギュレータ５３を含むパイプ５４、タンク５１、およびチューブ５２は、液体吐出ヘッド１０に対してインク９１を加圧供給する液体供給手段の一例である。
【0044】
また図２の回収ポート１８から回収されたインクをタンク５１に戻し、ポンプなどによりタンク５１と液体吐出ヘッド１０との間でインクを循環させる構成であってもよい。
【0045】
駆動制御装置８３は、駆動パルス生成部である波形発生回路８４と増幅回路８５とを有する。波形発生回路８４が後述する駆動パルス波形を生成し、増幅回路８５が必要な値まで電圧値を増幅する。そして、増幅された電圧が圧電素子３２に印加される。この電圧の印加により、駆動制御装置８３は、開閉弁３１の開閉を制御し、液体吐出ヘッドからのインクの吐出を制御する。ただし、波形発生回路８４が十分な値の電圧を印加できる場合には増幅回路８５は省略してもよい。
【0046】
波形発生回路８４は、圧電素子３２に印加する電圧の時間経過に伴う波形である駆動パルスを生成する。波形発生回路８４は、外部のＰＣや装置内部のマイコンから印刷データを入力され、この入力データに基づいて駆動パルスを生成する。波形発生回路８４は、圧電素子３２に印加する電圧を変更でき、複数の駆動パルスを生成できる。前述のように、波形発生回路８４が駆動パルスを生成することにより、圧電素子３２が駆動パルスに従って伸縮し、開閉弁３１を開閉移動させる。
【0047】
次に、駆動制御装置８３が圧電素子３２に電圧を印加して開閉弁３１を駆動する様子について図１０を用いて説明する。図１０（ａ）～（ｃ）は開閉弁の開閉の様子を示す図で、図１０（ｄ）はその際の開閉弁の変位量を示すもので、横軸に時間ｔ［ｓ］、縦軸に開閉弁の変位量Ｃ［ｍｍ］を示している。ここで言う開閉弁の変位量とは、図１０（ａ）の開閉弁３１がノズル板１５に当接し、開閉弁３１がノズル１４を閉じた位置を０として、そこから開閉弁３１が図１０（ａ）の上方向である開き方向へ移動した量を示すものである。
【0048】
なお、駆動制御装置８３は、圧電素子３２に対して電圧のパルスである駆動パルスを印加して圧電素子３２を伸縮させ、開閉弁を駆動させる。この駆動パルスは開閉弁の変位量と比例関係にある。つまり、駆動制御装置８３が形成する時間ｔに対する駆動パルスは、図１０（ｄ）の時刻ｔの変化に対する開閉弁の変位量の推移と同様の形状の波形をなす。このため、以降の説明では、図１０（ｄ）に示す変位量Ｃの波形が駆動パルスの波形である（駆動パルスの波形と等しい）ものとして説明する。
【0049】
圧電素子３２への印加電圧を０Ｖにした状態では、図１０（ａ）に示すように、圧電素子３２が伸張して開閉弁３１がノズル板１５に当接する。これにより、開閉弁３１がノズル１４を閉じる。本実施例では、ノズル１４を閉じるときは電圧を０Ｖとしているが、後述の所定電圧よりも小さな電圧であれば０Ｖ以外としてもよい。
【0050】
また圧電素子３２に電圧を印加することにより、圧電素子３２が収縮する。これにより、図１０（ｂ）に示すように、開閉弁３１が図１０（ｂ）の上方向へ移動し、開閉弁３１とノズル板１５との間に隙間領域５０が形成される。そして、圧電素子３２に対する電圧の印加をやめることにより、あるいは印加する電圧を小さくすることにより、図１０（ｃ）に示すように、再び開閉弁３１がノズル板１５に当接してノズル１４を閉じる。
【0051】
ノズル１４の開放時には、コンプレッサ５５（図９参照）によりインク９１が加圧されている。従って、図１０（ｂ）のように、インク９１の液圧により開放されたノズル１４からインクが吐出される。また、図１０（ｃ）のように、開閉弁３１が閉じられていく過程で、隙間領域５０のインク９１が加圧されてノズル１４から押し出される。
【0052】
本実施形態の駆動制御装置は、液体吐出ヘッドに設けられた各ノズルに対応する圧電素子を個別に制御することで、各ノズルから液体を吐出するタイミングをそれぞれ個別に制御できる。なお、圧電素子３２として、印加される電圧が０Ｖになることで収縮し、０Ｖより大きい電圧を印加されることで伸張する特性を有するものを用いてもよい。
【0053】
次に、以上で説明した液体吐出ヘッド１０を備えた液体吐出装置について説明する。
【0054】
図８は、液体吐出装置１００の全体概略構成図である。図８（ａ）は液体吐出装置の側面図、図８（ｂ）は同装置の平面図である。液体吐出装置１００は、記録媒体としての液体付与対象５００に対向して設置されている。液体吐出装置１００は、Ｘ軸レール１０１と、このＸ軸レール１０１と交差するＹ軸レール１０２と、Ｘ軸レール１０１およびＹ軸レール１０２と交差するＺ軸レール１０３を備える。特に本実施形態では、各レール１０１，１０２，１０３は互いに直交する方向に延在する。
【0055】
Ｙ軸レール１０２は、Ｘ軸レール１０１がＹ軸方向に移動可能なようにＸ軸レール１０１を保持する。また、Ｘ軸レール１０１は、Ｚ軸レール１０３がＸ軸方向に移動可能なようにＺ軸レール１０３を保持する。そして、Ｚ軸レール１０３は、キャリッジ１がＺ軸方向に移動可能なようにキャリッジ１を保持する。
【0056】
液体吐出装置１００は、キャリッジ１をＺ軸レール１０３に沿ってＺ軸方向に動かす第１のＺ方向駆動部９２と、Ｚ軸レール１０３をＸ軸レール１０１に沿ってＸ軸方向に動かすＸ方向駆動部７２を備える。また、液体吐出装置１００は、Ｘ軸レール１０１をＹ軸レール１０２に沿ってＹ軸方向に動かすＹ方向駆動部８２を備える。さらに、液体吐出装置１００は、キャリッジ１に対してヘッド保持体７０をＺ軸方向に動かす第２のＺ方向駆動部９３を備える。Ｘ方向駆動部７２、Ｙ方向駆動部８２およびＺ方向駆動部９２は、液体吐出ヘッド１０を液体付与対象５００に対して相対移動させる移動機構である。
【0057】
前述した液体吐出ヘッドは、液体吐出ヘッド１０のノズル１４（図２参照）が液体付与対象５００に対向するようにヘッド保持体７０に取り付けられる。このように構成した液体吐出装置１００は、Ｘ方向駆動部７２、Ｙ方向駆動部８２およびＺ方向駆動部９２を含む移動機構によって、キャリッジ１をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の方向に動かしながら、ヘッド保持体７０に取り付けた液体吐出ヘッドから液体付与対象５００に向けて液体の一例であるインクを吐出し、液体付与対象５００に描画を行う。
【0058】
例えば、移動機構が液体吐出ヘッドを液体付与対象に対して図３に示す方向Ａへ速度Ｖで移動させながら、駆動制御装置は、各ノズル列１４１の各ノズル１４の方向Ａの位置ズレ量の分だけ、タイミングをずらして各ノズル１４からインクを吐出させる。これにより、液体付与対象に、矢印Ｂ方向に延びる一列のラスターラインを形成できる。これにより、各ノズル１４からのインクの吐出圧力の低下を抑制しながらラスターラインを形成できる。なお、あるノズル１４に、隣接するノズル１４に対する方向Ａの位置ズレ量を速度Ｖで割った時間だけタイミングをずらしてインクを吐出させる。また、方向Ａに記録解像度分だけ間隔を隔ててラスターラインを順次形成することで、液体付与対象にベタ画像を形成できる。これにより、各ノズル１４からのインクの吐出圧力の低下を抑制しながらベタ画像を形成できる。
【0059】
液体付与対象５００は、例えば自動車や航空機の車体である。液体吐出装置１００は、液体付与対象５００に文字や写真などの任意の形状の画像を形成するものであってもよいし、一様な画像を形成するものすなわち塗装をおこなうものであってもよい。また、液体吐出ヘッドを含むキャリッジ１の位置を固定し、移動機構がキャリッジ１に対して液体付与対象５００を移動させる構成であってもよい。また、移動機構は、Ｘ方向駆動部７２、Ｙ方向駆動部８２およびＺ方向駆動部９２を別個に備える構成に替えて、キャリッジ１を支持するとともにＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向にキャリッジ１を移動させるロボットアームなどの構成としてもよい。
【0060】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。
【0061】
「液体」にはインクだけでなく塗料を含む。
【0062】
本願において、「液体吐出装置」は、液体吐出ヘッドを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体吐出装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。
【0063】
この「液体吐出装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。
【0064】
例えば、「液体吐出装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。
【0065】
また、「液体吐出装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。
【0066】
上記「液体が付着可能なもの」とは、前述した記録媒体のことであり、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。
【0067】
上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。
【0068】
また、「液体吐出装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。
【0069】
また、「液体吐出装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。
【0070】
なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。
【0071】
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞
液体を吐出する複数の吐出口と、
前記複数の吐出口のそれぞれに連通する液体流路と、
前記液体流路に液体を供給する供給口と、を備えた液体吐出ヘッドであるであって、
液体吐出ヘッドであると記録媒体との相対移動方向に直交する方向に隣接する吐出口が二つ以上並べられた吐出口の列が形成され、
前記吐出口の列の配列方向が、液体吐出ヘッドであると記録媒体との相対移動方向に直交する方向に対して傾斜することを特徴とする液体吐出ヘッドであるである。
＜２＞
全ての前記吐出口の前記相対移動方向の位置が異なる＜１＞記載の液体吐出ヘッドである。
＜３＞
複数の前記吐出口が前記相対移動方向に等間隔に配置される＜１＞または＜２＞記載の液体吐出ヘッドである。
＜４＞
全ての前記吐出口が前記相対移動方向に等間隔に配置される＜３＞記載の液体吐出ヘッドである。
＜５＞
前記吐出口の列として、第１の吐出口の列と、前記第１の吐出口の列の前記相対移動方向一方側で、前記第１の吐出口の列に隣接する第２の吐出口の列とを有し、
前記第１の吐出口の列の最も前記相対移動方向一方側に配置された吐出口が、前記第２の吐出口の列の最も前記相対移動方向他方側に配置された吐出口よりも前記相対移動方向他方側に配置される＜１＞記載の液体吐出ヘッドである。
＜６＞
前記液体流路は、前記供給口に連通する本流部と、前記吐出口に連通し、前記本流部から枝分かれした複数の支流部とを有する＜１＞から＜５＞いずれか記載の液体吐出ヘッドである。
＜７＞
前記液体流路に配置され、対応する前記吐出口を開閉する開閉弁を複数備え、
前記開閉弁は対応する前記吐出口を開くことにより、対応する前記吐出口から液体を吐出する＜１＞から＜６＞いずれか記載の液体吐出ヘッドである。
＜８＞
＜１＞から＜７＞いずれか記載の液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドを記録媒体に対して相対的に移動させる移動機構と、を備えた液体吐出装置である。
＜９＞
前記移動機構により、前記液体吐出ヘッドを記録媒体に対して前記相対移動方向へ移動させるとともに、前記吐出口の列を形成する各吐出口に対して、前記各吐出口の前記相対移動方向の位置ズレ量の分だけタイミングをずらして、前記各吐出口から液体を吐出させる＜８＞記載の液体吐出装置である。
＜１＞
液体を吐出する複数の吐出口と、
前記複数の吐出口のそれぞれに連通する液体流路と、
前記液体流路に液体を供給する供給口と、を備えた液体吐出ヘッドであるであって、
液体吐出ヘッドであると記録媒体との相対移動方向に直交する方向に隣接する吐出口が二つ以上並べられた吐出口の列が形成され、
前記吐出口の列の配列方向が、液体吐出ヘッドであると記録媒体との相対移動方向に直交する方向に対して傾斜することを特徴とする液体吐出ヘッドであるである。
＜２＞
全ての前記吐出口の前記相対移動方向の位置が異なる＜１＞記載の液体吐出ヘッドである。
＜３＞
複数の前記吐出口が前記相対移動方向に等間隔に配置される＜１＞または＜２＞記載の液体吐出ヘッドである。
＜４＞
全ての前記吐出口が前記相対移動方向に等間隔に配置される＜３＞記載の液体吐出ヘッドである。
＜５＞
前記吐出口の列として、第１の吐出口の列と、前記第１の吐出口の列の前記相対移動方向一方側で、前記第１の吐出口の列に隣接する第２の吐出口の列とを有し、
前記第１の吐出口の列の最も前記相対移動方向一方側に配置された吐出口が、前記第２の吐出口の列の最も前記相対移動方向他方側に配置された吐出口よりも前記相対移動方向他方側に配置される＜１＞記載の液体吐出ヘッドである。
＜６＞
前記液体流路は、前記供給口に連通する本流部と、前記吐出口に連通し、前記本流部から枝分かれした複数の支流部とを有する＜１＞から＜５＞いずれか記載の液体吐出ヘッドである。
＜７＞
前記液体流路に配置され、対応する前記吐出口を開閉する開閉弁を複数備え、
前記開閉弁は対応する前記吐出口を開くことにより、対応する前記吐出口から液体を吐出する＜１＞から＜６＞いずれか記載の液体吐出ヘッドである。
＜８＞
＜１＞から＜７＞いずれか記載の液体吐出ヘッドと、
前記液体吐出ヘッドを記録媒体に対して相対的に移動させる移動機構と、を備えた液体吐出装置である。
＜９＞
前記移動機構により、前記液体吐出ヘッドを記録媒体に対して前記相対移動方向へ移動させるとともに、前記吐出口の列を形成する各吐出口に対して、前記各吐出口の前記相対移動方向の位置ズレ量の分だけタイミングをずらして、前記各吐出口から液体を吐出させる＜８＞記載の液体吐出装置である。
【符号の説明】
【0072】
１０ 液体吐出ヘッド
１４ ノズル（吐出口）
１４１ ノズル列（吐出口の列）
１５ ノズル板
１５ａ ノズル面
１６ａ 供給口
３０ 液体吐出モジュール
４０ 液体流路
４１ 供給側本流部（本流部）
４２ 支流部
４３ 回収側本流部
Ａ 記録媒体搬送方向（液体吐出ヘッドと記録媒体との相対移動方向）
Ｂ 搬送直交方向（液体吐出ヘッドと記録媒体との相対移動方向に直交する方向）
１４ ノズル（吐出口）
１４１ ノズル列（吐出口の列）
１５ ノズル板
１５ａ ノズル面
１６ａ 供給口
３０ 液体吐出モジュール
４０ 液体流路
４１ 供給側本流部（本流部）
４２ 支流部
４３ 回収側本流部
Ａ 記録媒体搬送方向（液体吐出ヘッドと記録媒体との相対移動方向）
Ｂ 搬送直交方向（液体吐出ヘッドと記録媒体との相対移動方向に直交する方向）
【先行技術文献】
【特許文献】
【0073】
【特許文献1】特表２０２０－５０１８８９号公報
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】