JP2003039665A

JP2003039665A - インクジェットヘッドおよびインクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP2003039665A
Application number: JP2001231548A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sanada; 和男眞田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2021-07-31
Also published as: JP4290353B2

Abstract

(57)【要約】【課題】インクジェットヘッドの駆動回路を複雑化する
ことなく、インク吐出用ノズルの相互干渉を低減してイ
ンク液の迅速な供給が行えるインクジェットヘッドおよ
びこれを用いたインクジェットプリンタを提供する。【解決手段】インクジェットヘッド５２は、インク吐出
用ノズル１１６と、発熱抵抗体１０２と、一端がインク
吐出用ノズル１１６と接続した個別インク通路１１４お
よびこの個別インク通路１１４の他端と接続し、個別イ
ンク通路１１４の各々にインク液を供給する共通インク
通路１１５を有するインク液路とを備え、このインク液
路中に、インク液の流れに対して容量性を有する流体制
御手段を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のインク吐出
用ノズルからインク液滴を吐出して記録を行うインクジ
ェットプリンタに用いるインクジェットヘッドおよびイ
ンクジェットプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】記録紙等の記録媒体にインク液滴を吐出
して画像記録を行うインクジェットプリンタが広く普及
している。このインクジェットプリンタに用いられるイ
ンクジェットヘッドは、一方向に複数のインク吐出用ノ
ズルを隣接して配列し、このインク吐出用ノズルの各々
に個別インク通路を接続してインク液を常時供給する構
成となっている。さらに、このインク吐出用ノズルの近
傍の個別インク通路中に、インク液滴を吐出するインク
吐出手段、例えば、加熱ヒータや圧電素子ＰＺＴのダイ
ヤフラムが、インク吐出用ノズル各々に１対１に対応し
て形成される。そして、このインク吐出手段によって、
インク液を部分的に加熱して発生した気泡を膨張させる
ことによって、あるいは、機械的振動をインク液に加え
ることによって、インク液を加圧して、インク吐出用ノ
ズルからインク液滴を吐出させる。

【０００３】このようなインクジェットヘッドは、イン
ク液をインク吐出手段を用いて加圧してインク液滴を吐
出させるため、インク液の加圧が隣接するインク吐出用
ノズルからのインク液滴の吐出に対して影響を与える、
いわゆるインク吐出用ノズルの相互干渉が発生すること
が知られている。そのため、インク吐出用ノズル間のイ
ンク吐出の相互干渉を低減するために、インク液滴の吐
出のためのインク吐出手段の駆動タイミングを制御した
インク吐出手段の駆動制御方法が種々提案されている。
例えば、特開平１０−３１５４５１号公報では、隣接す
るインク吐出用ノズル毎にノズル対を設定し、このノズ
ル対のインク吐出用ノズルから同じタイミングでインク
液滴の吐出を行うと共に、他のノズル対のインク吐出用
ノズルから異なるタイミングでインク液滴の吐出を行う
方法を提案している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記公報等
で提案されるように、インク吐出手段の駆動タイミング
を制御する場合、制御回路やシーケンス回路を別途設け
なければならず、インクジェットヘッドの駆動回路が複
雑化、煩雑化するといった問題があった。一方、インク
吐出用ノズルを隣接するインク吐出用ノズルと隔壁によ
って仕切って作られる個別インク通路の長さを長くする
ことによって、インク吐出用ノズルの相互干渉を低減す
ることができる。しかし、この場合、個別インク通路の
長さを長くするため、個別インク通路の管路抵抗やイン
ク液の慣性抵抗が増加し、インク吐出後のインク液の供
給が遅くなり、迅速なインク液の供給が行えないといっ
た問題があった。

【０００５】そこで、本発明は、インクジェットヘッド
の駆動回路を複雑化することなく、インク吐出用ノズル
の相互干渉を低減してインク液の迅速な供給が行えるイ
ンクジェットヘッドおよびこれを用いたインクジェット
プリンタを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、インク液滴を吐出する、一方向に隣接し
て設けられた複数のインク吐出用ノズルと、このインク
吐出用ノズルの各々からインク液滴を吐出させる、前記
インク吐出用ノズルに１対１に対応して前記インク吐出
用ノズル近傍に設けられたインク吐出手段と、一端が前
記インク吐出用ノズルに接続され、前記インク吐出用ノ
ズルに１対１に対応した複数の個別インク通路、および
この個別インク通路の他端と接続し、前記個別インク通
路の各々にインク液を供給する共通インク通路を有する
インク液路とを備えるインクジェットヘッドであって、
前記インク液路に、インク液の流れに対して容量性を有
する流体制御手段を設けたことを特徴とするインクジェ
ットヘッドを提供する。

【０００７】ここで、前記個別インク通路の各々は、前
記インク吐出用ノズルに対応して隔壁で仕切られ、前記
流体制御手段が、隔壁内部に気体封止空間を設けること
でインク液の圧力の変動に応じて変形する、隔壁表面に
形成された可撓性弾性壁であるのがよい。あるいは、前
記個別インク通路の各々は、前記インク吐出用ノズルに
対応して隔壁で仕切られ、前記流体制御手段が、前記個
別インク通路の隔壁に形成された袋状凹部空間に気泡が
繋留され、この気泡がインク液の圧力の変動に応じて伸
縮する気泡溜まりであるのがよい。あるいは、前記流体
制御手段が、前記共通インク通路中の、前記個別インク
通路端の開口部の両側に設けられ、内部に気体封止空間
を設けることでインク液の圧力の変動に応じて径が伸縮
する柱状弾性体であるのがよい。あるいは、前記個別イ
ンク通路の各々は、前記インク吐出用ノズルに対応して
前記共通インク通路に向けて延在する隔壁で仕切られ、
前記個別インク通路と前記共通インク通路との接続部分
の前記隔壁末端面は粗面化処理が施された粗面化処理面
とされ、前記流体制御手段が、前記粗面化処理面に繋留
され、インク液の圧力の変動に応じて伸縮する気泡であ
るのがよい。あるいは、前記インク吐出用ノズルは、前
記インク液路の壁面の一部を形成するプレートに穿孔さ
れ、このプレートの面に対して略直交あるいは一定の傾
斜角度を付けてインク液滴を吐出するノズルであって、
前記流体制御手段が、前記インク吐出用ノズルと別に前
記インク吐出用ノズルの各々に１対１に対応して、前記
プレートの、前記インク液路の壁面となっている部分に
穿孔された外気と連通したノズルであるのがよい。

【０００８】また、本発明は、上記インクジェットヘッ
ドを搭載したことを特徴とするインクジェットプリンタ
を提供する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明のインクジェットヘ
ッドおよびインクジェットプリンタについて、添付の図
面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。

【００１０】図１（ａ）および（ｂ）に、本発明のイン
クジェットヘッドを搭載するインクジェットプリンタの
一例であるプリンタ１０が示されている。図１（ａ）は
プリンタ１０の概略の構成図であり、図１（ｂ）は、概
略斜視図である。プリンタ１０は、インクジェットヘッ
ド５０が、記録紙等の記録媒体Ｐの少なくとも１辺の長
さを超えてインクを吐出する複数のインク吐出用ノズル
が一方向に配列されたラインヘッドである。プリンタ１
０は、記録部１２、供給部１４、プレヒート部１６およ
び排出部１８を有して構成される。

【００１１】供給部１４は、搬送ローラ対２０および２
２と、ガイド２４および２６とを有し、記録媒体Ｐは、
供給部１４によって横方向から上方に搬送されプレヒー
ト部１６に供給される。

【００１２】プレヒート部１６は、３本のローラおよび
エンドレスベルトからなるコンベア２８と、コンベア２
８の外方からエンドレスベルトに押圧される圧着ローラ
３０と、コンベア２８の内方から圧着ローラ３０に押圧
される加熱装置３２と、プレヒート部１６内を排気する
排気ファン３４とを有する。このようなプレヒート部１
６は、インクジェットによる記録に先立ち記録媒体Ｐを
加熱することで、記録媒体Ｐに吐出されたインクの乾燥
を促進し、高速記録を実現するためのもので、供給部１
４から搬送された記録媒体Ｐは、コンベア２８と圧着ロ
ーラ３０とによって挟持搬送されつつ、加熱装置３２に
よって記録面側から加熱され、記録部１２に搬送され
る。

【００１３】記録部１２は、記録ヘッド部５０と記録媒
体搬送部５８とを有して構成され、記録ヘッド部５０
は、Ｓｉ基板からなるヘッドチップを有するインクジェ
ットヘッド５２と、記録制御部５４と、インクタンク５
６とを有し、インクジェットヘッド５２は、記録制御部
５４に接続される。インクジェットヘッド５２は、プリ
ンタ１０の画像記録の対象とする最大幅サイズの記録媒
体Ｐの少なくとも１辺を超える長さにわたって、インク
液滴を吐出するインク吐出用ノズルが複数配列されたラ
インヘッドで、インク吐出用ノズルは、図１（ａ）中の
紙面において垂直方向に配列される。従って、記録ヘッ
ド部５０は、駆動ローラ６２および搬送ローラ６０ａ、
６０ｂに巻回されたベルト６４を有する記録媒体搬送部
５８によって搬送される記録媒体Ｐ上に、図１（ａ）の
紙面に垂直方向に走査することなく、記録幅全体に渡っ
て、一度に記録される。記録された記録媒体Ｐは、ロー
ラ対７２、７４を有する排出部１８より排出される。な
お、プリンタ１０のインクジェットヘッド５２は、ライ
ンヘッドに限られず、記録媒体Ｐの搬送方向と直交する
方向にインクジェットヘッド１０が走査するシリアルタ
イプのインクジェットヘッドであってもよい。

【００１４】このようなプリンタ１０のインクジェット
ヘッド５２には、記録媒体Ｐの幅方向に一列に並ぶイン
ク吐出用ノズルの各々に対応して、図２に示すようなイ
ンクジェットヘッドのヘッドチップの断面構造が設けら
れている。

【００１５】すなわち、Ｓｉ基板１００の上にスパッタ
リングによって設けられた発熱抵抗体１０２と、この発
熱抵抗体１０２に通電するための導体電極１０４、１０
６と、導体電極１０４にビアホール１０８を介して接続
される駆動部１１０とを有する。なお、発熱抵抗体１０
２と導体電極１０４、１０６とによってヒータが形成さ
れる。

【００１６】また、発熱抵抗体１０２の一部分と、導体
電極１０４と、ビアホール１０８と、駆動部１１０の略
全体の上方を被うように、ポリイミド等の樹脂材料によ
って形成された隔壁層１１２が設けられる。この隔壁層
１１２には、一方向に配列するヒータ（図２において紙
面に対して垂直方向）に１対１に対応して個別インク通
路１１４を形成するように隔壁１１２ａ（図３参照）が
配置され、個別インク通路１１４は、共通インク通路１
１５およびＳｉ基板１００に間歇的に穿孔されたインク
供給孔１１９を介して、実装フレーム１２０に設けられ
インクタンク５６と接続されたインク供給路１２１に接
続されるように構成される。個別インク通路１１４と共
通インク通路１１５とによって本発明におけるインク液
路が形成される。

【００１７】インク吐出用ノズル１１６は、図２中にお
いて発熱抵抗体１０２の略垂直上方に位置する、個別イ
ンク通路１１４の壁面の一部を成すプレート１１８に穿
孔され、インク液滴をプレート１１８の面に対して略直
交にインク液滴を吐出するノズルである。インク吐出用
ノズル１１６は、プレート１１８に対して一定の傾斜角
度を付けてインク液滴を吐出するノズルであってもよ
い。

【００１８】図３は、図２に示されるＡ−Ａ’断面で切
断したインクジェットヘッド５２の断面図である。隔壁
層１１２は、発熱抵抗体１０２に１対１に対応する個別
インク通路１１４が形成されるように、共通インク通路
１１５に向かって延在する、一定の厚みを有する複数の
隔壁１１２ａを有し、この隔壁１１２ａによって隣接す
る個別インク通路１１４と隔てられる。隔壁１１２ａに
は、隔壁１１２ａの内部に空洞部１１２ｂが設けられ、
空洞部１１２ｂには所定の圧力で空気が満たされ、気体
封止空間となっている。そのため、この空洞部１１２ｂ
の設けられた隔壁１１２ａの表面部分は薄膜になってお
り、インク液の圧力の変動に追従するように薄膜が変位
し、インク液に対する容量性の流体制御手段である可撓
性弾性壁が形成される。容量性を有する流体制御手段と
は流体の圧力に応じて貯留される流体の体積が変動する
流体要素をいう。

【００１９】この可撓性弾性壁は、空洞部１１２ｂに満
たされた空気の弾性変形によって薄膜が変位するもので
ある。そして、発熱抵抗対１０２の発熱によって発生し
た気泡の膨張力によって生じるインク吐出初期の圧力の
変動に追従するように、空洞部１１２ｂの大きさが定ま
っており、空洞部１１２ｂの縦、横方向の長さが略３〜
１０μｍとなっている。本発明における可撓性弾性壁の
設置位置は、特に限定されず、個別インク通路１１４の
長さやインク液滴の吐出サイズに応じて適宜変えてもよ
い。また、可撓性弾性壁の個別インク通路方向の長さ
は、空洞部１１２ｂの図４中の横方向の長さが略３〜１
０μｍの範囲にあればいずれであってもよく、図４に示
すように、個別インク通路１１４内の発熱抵抗体１０２
の配置位置を除く隔壁１１２ａの長さ方向略全長に沿っ
て可撓性弾性壁を設けてもよい。なお、このような隔壁
１１２ａの形状は、樹脂フィルムである隔壁１１２をフ
ォトリソとドライエッチングを用いて加工して形成され
る。

【００２０】上記例は、発熱抵抗体１０２をインク吐出
手段とした例であるが、本発明では、圧電素子ＰＺＴ等
やダイヤフラムを用いて、インク液に機械的振動を与え
てインク液滴を吐出させるインク吐出手段であってもよ
い。また、上記例は、インク液滴をプレート１１８に対
して略垂直あるいは傾斜下方向に吐出する、いわゆるト
ップシューター方式であるが、本発明においては、個別
インク通路の長さ方向にインク液滴を吐出させるサイド
シューター方式であってもよい。インクジェットヘッド
５２は、以上のように構成される。

【００２１】このようなインクジェットヘッド５２で
は、駆動回路１１０からパルス信号がヒータに印加さ
れ、発熱抵抗体１０２が発熱すると、発熱抵抗体１０２
の上方に位置する、個別インク通路１１４内のインク液
に気泡が発生して膨張する。この気泡の膨張力によって
インク液がインク吐出用ノズル１１６方向に押し上げら
れて、インク液滴が、インク液から分離して吐出する。
この膨張する気泡によって生じるインク液の初期圧力
は、例えば、略１００気圧であり、この圧力の増加（加
圧）は、個別インク通路１１４に沿ってインク液中を伝
搬する。そして、この加圧によって、隔壁１１２ａに設
けられた可撓性弾性壁は、図５に示す変形Ａのように隔
壁１１２ａの内側に凹み、インク液の増加圧力の変動は
緩和され、個別インク通路１１４の共通インク通路１１
５側の開口部における加圧の変動は低下する。そのた
め、隣接する個別インク通路１１４に伝搬する加圧の影
響は低下し、インク吐出によるノズル間の相互干渉を低
下させることができる。

【００２２】一方、気泡が一定の高さに膨張した後気泡
は断熱収縮を行って最終的に消滅するが、個別インク通
路１１４内のインク液は表面張力、圧力換算分で、例え
ば、２０００〜２００００Ｎ／ｍ²の力の作用を受けて
インク液が供給される。すなわち、個別インク通路１１
４内のインク液が減圧状態となって、インク液が個別イ
ンク通路１１４側から発熱抵抗体１０２側の方向に流動
を開始する。すなわち、インク液のリフィルが行われ
る。その際、個別インク通路１１４は、上記インク液の
減圧によって可撓性弾性壁が図５中に示す変形Ｂを受け
る。従って、図５中の変形Ａによって個別インク通路１
１４中に余分に蓄えていたインク液が、図５中の変形Ｂ
によって放出され、インク液の発熱抵抗体１０２への迅
速な供給が行われる。すなわち、インク液の加圧時およ
び減圧時、インク液の流れに対して容量性を有する流体
制御手段を形成する。従来のインクジェットヘッドで
は、個別インク通路の隔壁は剛体壁で形成されているの
で、発生した気泡の膨張、収縮および消滅に伴う個別イ
ンク通路内でのインク液の圧力の増減の変動に対して、
隔壁が変形することはなく、インク液が加圧時に一時的
に蓄えられ、減圧時に放出されることもない。従って、
インク液に対して容量性の流体制御手段を形成すること
はない。すなわち、インク液の供給は、個別インク通路
１１４の管路抵抗や個別インク通路中のインク液の慣性
の影響を受けて、迅速な供給が行われない。

【００２３】このようなインク液の吐出に伴うインク液
の加圧および減圧は、数μ秒から数１００μ秒で発生す
るので、可撓性弾性壁の変形はインク液の加圧、減圧の
変動に追随する必要がある。ここで、可撓性弾性壁の弾
性率は略インク液と同等と考えられるので、可撓性弾性
壁の変形は空洞部１１２ｂの気体封止空間内の空気の弾
性特性に依存する。そのため、上記実施例の可撓性弾性
壁を形成する空洞部１１２ｂの大きさは、空洞部１１２
ｂの空気が弾性体として振動する周波数を規定する下記
式（１）（Minneartの式）に基づき、図４中の横方向の
長さが略３〜１０μｍの範囲に設定されている。Ｆ＝１／（２πｒ）・（３・Ｋ・Ｐ／ρ）^(1/2) （１）ここで、Ｆは、空洞部１１２ｂの気体封止空間内の空気
がインク液の加圧および減圧の時間変動に追従して伸縮
するような弾性振動の周波数であり、例えば１０ｋＨｚ
〜１ＭＨｚである。Ｐはインク液の加圧、減圧の圧力で
あり、例えば１００気圧である。Ｋは空気の比熱比であ
り、ρは空気の密度である。ｒは、弾性体である空気の
サイズ（半径）である。上記（１）式からｒが算出さ
れ、これより、空洞部１１２ｂの現実的な大きさ、例え
ば空洞部１１２ｂの図４中の横方向の長さが略３〜１０
μｍと設定される。すなわち、インク液の減圧および加
圧の変動に追従して気体封止空間内の空気が伸縮するよ
うに空洞部１１２ｂの大きさが設定される。

【００２４】このように、上記実施例では隔壁の一部分
を可撓性弾性壁で形成し、この可撓性弾性壁をインク液
の圧力の増減によって変形させるので、可撓性弾性壁は
容量性の流体制御手段となって、インク吐出時の加圧の
変動が、隣接するインク吐出用ノズルのインク液滴の吐
出に及ぼす影響は小さくなり、また、インク液のリフィ
ルも迅速に行われる。

【００２５】また、本発明の容量性の流体制御手段の他
の例として、図６（ａ）〜（ｄ）の例が挙げられる。図
６（ａ）は、隔壁層１１２ａと発熱抵抗体１０２を示し
た、図２中のＡ−Ａ’断面図に対応するもので、共通イ
ンク通路１１５中の、個別インク通路１１４端の開口部
の両側に共通インク通路１１５の空間を支持するように
柱状弾性体１２２が設けられる。柱状弾性体１２２は、
共通インク通路１１５の底からインク吐出用ノズル１１
６の形成されたプレート１１８に伸びて、共通インク通
路１１５の空間内の柱を形成する。この柱内には、内部
に気体封止空間を設けることでインク液の圧力の変動に
応じて径が伸縮する空洞部１２２ａを有し、所定の圧力
で空気が封入される。従って、柱状弾性体１２２は、空
洞部１２２ａの弾性特性によって、径が伸縮する。この
ような柱状弾性体１２２の径は、上記式（１）によっ
て、径が略３〜３００μｍに設定され、インク液の加圧
および減圧の時間変動に追従して径が伸縮する。

【００２６】柱状弾性体１２２は、図３に示す隔壁１１
２ａの可撓性弾性壁と同様に、インク液が加圧の場合、
柱状弾性体１２２の径は収縮し、インク液が減圧の場
合、柱状弾性体１２２の径は膨張し変形するので、イン
ク液に対して容量性の流体制御手段を形成する。従っ
て、インク吐出時の加圧の変動が、隣接するインク吐出
用ノズルのインク液滴の吐出に及ぼす影響は小さくな
り、また、インク液のリフィルも迅速に行われる。

【００２７】図６（ｂ）は、隔壁１１２ａに断面が袋状
凹部空間となった気泡溜まり１１２ｃが形成された例を
示している。気泡溜まり１１２ｃには、隔壁１１２ａに
袋状の凹部空間が柱状に形成されて、凹部空間内に略同
一サイズの気泡が常時繋留される。この気泡はインク液
の加圧、減圧の変動に追従して伸縮するように、気泡溜
まり１１２ｃの大きさが略３〜１０μｍに設定されてい
る。インク液が加圧の場合、気泡溜まり１１２ｃ内の気
泡が収縮して気泡溜まり１１２ｃ内にインク液が進入
し、インク液が負圧の場合、気泡溜まり１１２ｃ内の気
泡が膨張して気泡溜まり１１２ｃ内に進入していたイン
ク液が放出され発熱低抗体１０２の方にインク液が供給
される。従って、気泡溜まり１１２ｃは、インク液の流
れに対して容量性の流体制御手段を形成する。従って、
インク吐出時の加圧の変動が、隣接するインク吐出用ノ
ズルのインク液滴の吐出に及ぼす影響は小さくなり、ま
た、インク液のリフィルも迅速に行われる。

【００２８】このような気泡溜まり１１２ｃは、隔壁１
１２ａの隣接する個別インク通路１１４の両側に設けら
れるものであるが、片側に設けられるものであってもよ
い。また、気泡溜まり１１２ｃの配置は、同じ隔壁１１
２ａの両側の、個別インク通路１１４の長さ方向の所定
の位置に互い違いに設けられるものに限定されず、個別
インク通路１１４の長さ方向における同じ位置に気泡溜
まり１１２ｃを設けてもよく、気泡溜まり１１２ｃの配
置位置については特に限定されない。このような気泡溜
まり１１２ｃの形状は、樹脂フィルムである隔壁１１２
をフォトレジストとドライエッチングを用いて加工して
形成される。

【００２９】図６（ｃ）は、個別インク通路１１４と共
通インク通路１１５との接続部分の隔壁１１２ａの末端
面１１２ｄに粗面化処理が施され、この末端面１１２ｄ
に気泡Ｂが繋留した例を示している。気泡Ｂは、インク
液に含まれている微小の空気が粗面化処理面の凹凸の表
面に繋留されて気泡Ｂを形成したものである。隔壁１１
２ａの末端面１１２ｄには、隔壁１１２ａの厚さ分の粗
面化処理面が形成されるので、気泡Ｂは隔壁１１２ａの
厚さに相当する径の気泡が形成される。ここで、粗面化
処理の施される末端面１１２ｄの幅は、略３〜１０μｍ
に設定されるので、形成される気泡Ｂの径も略３〜１０
μｍとなる。従って、インク液が加圧の場合気泡Ｂが収
縮し、インク液が負圧の場合気泡Ｂが膨張する。従っ
て、粗面化処理面に固着した気泡Ｂは、インク液に対し
て容量性の流体制御手段を形成し、インク吐出時の加圧
の変動が、隣接するインク吐出用ノズルのインク液滴の
吐出に及ぼす影響は小さくなり、また、インク液のリフ
ィルも迅速に行われる。このような粗面化処理面の凹凸
形状は、隔壁１１２ａをフォトレジストとドライエッチ
ングを用いて形成する際のフォトリソグラフィの分解能
より粗い凹凸形状であるので、隔壁１１２ａを形成する
際のフォトリソグラフィにより同時に形成される。

【００３０】図６（ｄ）は、インク吐出用ノズル１１６
と別に、インク吐出用ノズル１１６の各々に１対１に対
応して、プレート１１８の、個別インク通路１１４ある
いは共通インク通路１１５の壁面となっている部分にダ
ミーノズル１２４が穿孔された例を示している。すなわ
ち、インク液路中にダミーノズル１２４が形成される例
である。ダミーノズル１２４は、インク吐出用ノズル１
１６と同様に外気に連通するので、インク液が加圧され
た場合、インク液がダミーノズル１２４内に進入し、イ
ンク液が減圧された場合、ダミーノズル１２４内に進入
したインク液が放出される。なお、ダミーノズル１２４
は、このノズルからインク液が吐出しないようにノズル
の径が設定され、さらに、インク液の加圧や減圧の変動
に追従するように、上記式（１）によって、例えば、略
３〜１０μｍに設定される。また、共通インク通路１１
５の流れは複数の個別インク通路１１４の流れが関与
し、個別インク通路１１４の流れよりも低周波の変動が
多いことから、ダミーノズル１２４のノズルの径を略１
０μｍ〜３００μｍに設定して低周波の流れの変動を制
御してもよい。このように、ダミーノズル１２４は、イ
ンク液の流れに対して容量性を有する流体制御手段を形
成する。そのため、インク吐出時の加圧の変動が、隣接
するインク吐出用ノズルのインク液滴の吐出に及ぼす影
響は小さくなり、また、インク液のリフィルも迅速に行
われる。

【００３１】なお、ダミーノズル１２４は、間歇的にＳ
ｉ基板１００に穿孔されたインク供給孔１１９の位置と
発熱抵抗体１０２の位置との間の、プレート１１８上の
位置に穿孔されてもよいし、インク供給孔１１９の上方
のプレート１１８の位置に穿孔されてもよい。インク供
給孔１１９の上方のプレート１１８の位置に穿孔された
場合、インクタンク５６から伝搬するインク液の圧力変
動を吸収緩和することもでき、共通インク通路１１５や
個別インク通路１１４に伝搬させない効果も有する。

【００３２】上記実施例の容量性の流体制御手段はいず
れも、個別インク通路１１４の長さの長短に関わりなく
インクジェットヘッドに設けることができるが、特に個
別インク通路１１４の長さを長くしてインク吐出用ノズ
ルの相互干渉を低減したインクジェットヘッドの場合に
発生する、インク液の迅速な供給（リフィル）が実現で
きないといった問題を有効に解決することができる。

【００３３】以上、本発明のインクジェットヘッドおよ
びインクジェットプリンタについて詳細に説明したが、
本発明は上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸
脱しない範囲において、各種の改良および変更を行って
もよいのはもちろんである。

【００３４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明
は、インク液路中に、インク液の流れに対する容量性の
流体制御手段を備えるので、インクジェットヘッドの駆
動回路を複雑化することなく、インク吐出用ノズルの相
互干渉を低減してインク液の迅速な供給を行うことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明のインクジェットプリンタ
の一例の概略構成図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すイ
ンクジェットプリンタの概略斜視図である。

【図２】本発明のインクジェットヘッドの断面構造の
一例を示す概略断面図である。

【図３】図２に示すＡ−Ａ’断面からみたインクジェ
ットヘッドの断面図である。

【図４】本発明のインクジェットヘッドの他の実施形
態におけるＡ−Ａ’断面を示す断面図である。

【図５】図３に示すインクジェットヘッドの作用を示
す説明図である。

【図６】（ａ）〜（ｄ）は、本発明のインクジェット
ヘッドの他の実施形態における図２に示すＡ−Ａ’断面
を示す平面図である。

【符号の説明】

１０プリンタ１２記録部１４供給部１６プレヒート部１８排出部５０記録ヘッド部５２インクジェットヘッド５４記録制御部５６インクタンク５８記録媒体搬送部１００Ｓｉ基板１０２発熱抵抗体１０４，１０６導体電極１０８ビアホール１１０駆動部１１２隔壁層１１２ａ隔壁１１２ｂ空洞部１１２ｃ気泡溜まり１１２ｄ末端面１１４個別インク通路１１５共通インク通路１１６インク吐出用ノズル１１８プレート１２０実装フレーム１２１インク供給路１２２柱状弾性体１２４ダミーノズル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク液滴を吐出する、一方向に隣接して
設けられた複数のインク吐出用ノズルと、このインク吐出用ノズルの各々からインク液滴を吐出さ
せる、前記インク吐出用ノズルに１対１に対応して前記
インク吐出用ノズル近傍に設けられたインク吐出手段
と、一端が前記インク吐出用ノズルに接続され、前記インク
吐出用ノズルに１対１に対応した複数の個別インク通
路、およびこの個別インク通路の他端と接続し、前記個
別インク通路の各々にインク液を供給する共通インク通
路を有するインク液路とを備えるインクジェットヘッド
であって、前記インク液路に、インク液の流れに対して容量性を有
する流体制御手段を設けたことを特徴とするインクジェ
ットヘッド。
【請求項２】前記個別インク通路の各々は、前記インク
吐出用ノズルに対応して隔壁で仕切られ、前記流体制御手段が、隔壁内部に気体封止空間を設ける
ことでインク液の圧力の変動に応じて変形する、隔壁表
面に形成された可撓性弾性壁であることを特徴とする請
求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】前記個別インク通路の各々は、前記インク
吐出用ノズルに対応して隔壁で仕切られ、前記流体制御手段が、前記個別インク通路の隔壁に形成
された袋状凹部空間に気泡が繋留され、この気泡がイン
ク液の圧力の変動に応じて伸縮する気泡溜まりであるこ
とを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッ
ド。
【請求項４】前記流体制御手段が、前記共通インク通路
中の、前記個別インク通路端の開口部の両側に設けら
れ、内部に気体封止空間を設けることでインク液の圧力
の変動に応じて径が伸縮する柱状弾性体であることを特
徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】前記個別インク通路の各々は、前記インク
吐出用ノズルに対応して前記共通インク通路に向けて延
在する隔壁で仕切られ、前記個別インク通路と前記共通インク通路との接続部分
の前記隔壁末端面は粗面化処理が施された粗面化処理面
とされ、前記流体制御手段が、前記粗面化処理面に繋留され、イ
ンク液の圧力の変動に応じて伸縮する気泡であることを
特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】前記インク吐出用ノズルは、前記インク液
路の壁面の一部を形成するプレートに穿孔され、このプ
レートの面に対して略直交あるいは一定の傾斜角度を付
けてインク液滴を吐出するノズルであって、前記流体制御手段が、前記インク吐出用ノズルと別に前
記インク吐出用ノズルの各々に１対１に対応して、前記
プレートの、前記インク液路の壁面となっている部分に
穿孔された外気と連通したノズルであることを特徴とす
る請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載のインクジ
ェットヘッドを搭載したことを特徴とするインクジェッ
トプリンタ。