JP2003311965A - インクジェット記録ヘッド、およびインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一色のインク吐出口列において少なくとも
２サイズ以上の異なる液滴を吐出させ、かつ、それらの
吐出周波数を同等に調整することで液滴サイズの変調が
可能な安価なインクジェット記録ヘッドを提供する。 【解決手段】 一つの吐出口列において、液滴サイズ大
の吐出口５１および、吐出口５１よりも開口径の小さい
液滴サイズ小の吐出口５２が交互に配置されている。こ
のような吐出口列が２列、インク供給口３を挟むように
平行に配置されている。インク流路８のインク供給口３
側の開口からインク供給口３までの間には柱状のフィル
ター５３又は５４が各インク流路あたり１つ配置されて
いる。液滴サイズ大の吐出口５１に対応するフィルター
５３の断面積は、液滴サイズ小の吐出口５２に対応する
フィルター５４の断面積より小さい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録ヘッド及びこれを備えたインクジェット記録装置に関
し、特に同一色の異なる液滴サイズのインクを吐出する
インクジェット記録ヘッドにおけるインク流路内の構造
に関するものである。詳しくは同一色のインクを吐出す
る、複数のインク吐出口が列状にならんだインク吐出口
列を一色あたり、少なくとも１列以上有するヘッドチッ
プ内において、２サイズ以上の異なるサイズの液滴を吐
出させる吐出口が混在する構成のインクジェット記録ヘ
ッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】サーマルインクジェット技術を用いたカ
ラーインクジェットプリンタは年々高解像度化してお
り、特に、画質を形成するために使用する記録ヘッドに
おいては個々の液滴を吐出する吐出口配列の解像度が６
００ｄｐｉ、１２００ｄｐｉと年々高解像度化してい
る。

【０００３】また、画像を形成する吐出インク滴のサイ
ズに関してはグレースケールのハーフトーン部や、カラ
ーフォト画像における中間調、ハイライト部での粒状性
を軽減させるべく、特にカラーインクを吐出させる記録
ヘッドでは１５ｐｌ程度から５ｐｌ、２ｐｌと年々小液
滴化する傾向にある。

【０００４】しかし、小液滴、高解像度の記録ヘッドに
おいては、高品位なカラーグラフィック画像や、フォト
画像の印刷出力では高品位のユーザーニーズに対応でき
るものの、モノクロテキスト印刷や、帳票におけるカラ
ーグラフなどの解像度の要求されない粗い画像の印刷出
力に対しては、小液滴、高解像度により、画像出力デー
タの肥大化、および、データ転送時間を多く必要とする
点から、高速印刷の要求には反する結果となる。

【０００５】これを改善するために本願出願人は、高速
印刷の要求の高い、モノクロ印刷用記録ヘッドには３０
ｐｌ程度の大液滴サイズ、高周波対応の記録ヘッドを配
し、カラー色インクの記録ヘッドには５ｐｌ程度の小液
滴、高周波対応の記録ヘッドを配する手段を考案し、製
品化している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カラー
画像においても、帳票グラフなどの比較的、高解像度を
必要としない画像データを印刷する場合と、デジタルカ
メラや、カラースキャナなどによるデジタル入力機器デ
ータのデジタルフォト画像など、高精細画像データを印
刷する場合では、印刷出力データのサイズ、およびデー
タ処理時間、データ転送時間、記録装置上のメモリバッ
ファ量、を考慮すると、高速印刷時には比較的大きいサ
イズの液滴で、少ない出力データサイズで画像を形成で
きることが望ましく、高画質印刷の場合には限りなく小
さいサイズの液滴で、形成画像の粒状性を極力少なくす
ることが望まれるため、カラー色のインクジェット記録
ヘッドにおいて同一色の記録素子基盤（記録チップとも
いう）で異なるサイズの液滴を吐出させ、一色あたりの
液滴サイズを変調させることが望ましい。

【０００７】これを実現すべく、１つには、本願出願人
は特開平８−１８３１７９号において、異なるサイズの
ヒーターを同一ノズル（インク吐出口に連通するインク
流路）内に配置し、個々のヒーターの発泡を使い分ける
ことによって、同一ノズルから異なるサイズの液滴を吐
出させる手段を考案し、製品化している。

【０００８】また、他には、単に異なるサイズの吐出量
を必要とする記録ヘッドを実現化するならば、異なるサ
イズの液滴を吐出することが可能な吐出口列（ノズル列
ともいう）を１つの記録ヘッドに１色あたり、複数配設
することが考えられる。

【０００９】しかしながら、前者においては、同一ノズ
ルで異なるサイズの液滴を吐出させるため、液滴のサイ
ズによって、インク流路へのインク供給元からのインク
供給速度（リフィル速度）が変化する。そのため、イン
クジェット記録ヘッドを記録シートに対して移動（スキ
ャン）させながら記録を行う、いわゆるシリアル方式の
記録装置では、同一の記録ヘッドスキャン時に、異なる
サイズの液滴を吐出することが困難であり、記録ヘッド
の複数回の往復移動を実施して大小などの異なるサイズ
の液滴を吐出し分ける必要がある。これは、異なるサイ
ズの液滴を同一の駆動周波数で吐出することができない
ため、高精細画像を形成する上では液滴サイズの変調制
御が困難であることを意味する。

【００１０】また、後者に関しては、低価格化の著しい
インクジェットプリンタ市場ではコスト的に成立し難
い。

【００１１】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、第１の目的とするところは、インクジェ
ット記録ヘッドの同一色のインク吐出口列において少な
くとも２サイズ以上の異なる液滴を吐出させ、かつ、そ
れらの吐出周波数を同等に調整することで、安価な、液
滴サイズの変調が可能なインクジェット記録ヘッド、及
びこのインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェッ
ト記録装置を提供することにある。

【００１２】また、本願出願人の発明者らは、同一色の
記録素子基盤で異なるサイズの液滴を吐出させ、一色あ
たりの液滴サイズを変調させるために、同一色のインク
を吐出する２列の吐出口列（ノズル列）を、各吐出口に
対するインク流路にインクを供給する共通液室とインク
供給口を挟むように配置し、各列の吐出口の開口径を変
えることにより、各吐出口列からの吐出インク滴のサイ
ズを異ならせる構成を考案した。しかしながら、この構
成において以下の課題を生じるおそれがあった。

【００１３】記録ヘッドのコストを安価にするため、記
録素子基盤のサイズを小さくし、各吐出口に対するイン
ク流路内へインクを供給するインク供給口（インク共通
液室）の開口面積を狭くしていくと、異なる液滴サイズ
の連続吐出において設定した吐出周波数でインクを吐出
しているにもかかわらず、あるノズルでの吐出動作が別
のノズルのインクに干渉し、インクの吐出が乱れるとい
うクロストーク現象が生じ、特に、液滴サイズが小さい
吐出口において顕著に現れた。

【００１４】このクロストーク現象はインク共通液室及
びインク供給口の開口面積を広げる事で回避可能である
が、同一色の記録チップで異なるサイズの液滴吐出を実
現するインクジェット記録ヘッドを安価に提供できなく
なる。

【００１５】この現象を観察すると、ノズル列に配され
る複数のインク吐出口を連続して駆動する程、顕著に発
生することが判明した。また、クロストーク現象は、イ
ンク吐出口からインクを吐出する際に電気熱変換素子の
熱でインクに発泡を生じさせたときの圧力波がインクを
供給する共通液室及びインク供給口側へ伝達され、他の
インク吐出口へのインク流れと干渉する事で発生する。
そして、複数のインク吐出口から同時にインクを吐出す
る程、共通液室及びインク供給口内での圧力波の干渉が
増大し、これにより、インクを吐出していない吐出口面
のインクメニスカスを圧力波の振動で吐出口面の外側に
押しだしている（オーバーシュート）現象も引き起こ
す。

【００１６】また、圧力波は、大きい気泡を生じる液滴
サイズ大のインク吐出を多く行うほど大きく、インクを
吐出していない液滴サイズ小の吐出口で大きなインクの
オーバーシュートが確認された。

【００１７】そこで、本発明の第２の目的とするところ
は、インク供給口を共有する同一色のインクジェット記
録ヘッドの異なるインク吐出口列において、インクを吐
出する際に共通液室及びインク供給口内での圧力波の干
渉で発生するクロストーク現象を抑制し、特に液滴サイ
ズが小さい吐出口での、クロストーク現象によるインク
メニスカスのオーバーシュートを抑制することにより、
異なる液滴の安定吐出を実現できるインクジェット記録
ヘッド、及びこのインクジェット記録ヘッドを備えたイ
ンクジェット記録装置を安価に提供することにある。

【００１８】

【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、液滴を吐出するための複数の吐出口からな
る吐出口列と、各吐出口に供給するための液体を蓄える
液室と、該液室内に液体を供給するための供給口と、前
記各吐出口と前記液室とを連通する複数の流路と、前記
流路を形成する流路壁と、前記流路内の液体に吐出エネ
ルギーを付与するための吐出エネルギー発生素子とを少
なくとも備えるインクジェット記録ヘッドにおいて、前
記吐出口列における複数の吐出口から吐出する液滴のサ
イズが、少なくとも２サイズ以上混在する構成であっ
て、前記各流路と前記供給口との間に柱で構成するフィ
ルター構造が配設され、前記フィルター構造および前記
流路壁によって前記供給口と前記各流路との間をそれぞ
れ連通する経路が複数に分けられており、前記流路ごと
に液体が通過するときの流抵抗が異なり、吐出する液滴
サイズの異なる流路ごとに、流抵抗を調整するために前
記フィルター構造が異なることを特徴とする。

【００１９】上記のとおりの発明では、前記吐出口列に
おける複数の吐出口から吐出する液滴のサイズが、少な
くとも２サイズ以上混在する構成において、前記各流路
と前記供給口との間に配設したフィルター構造を、異な
るサイズの液滴吐出を行う吐出口に対応する流路ごとに
異ならせることにより、一つの供給口から各々の流路へ
の流抵抗をそれぞれ調節することが可能である。したが
って、異なる液滴サイズの吐出口ごとに吐出周波数を調
整することが可能となる。

【００２０】ここで述べている、吐出周波数の調整と
は、記録シートに対して記録ヘッドを移動（スキャン）
させることで行方向の記録を行う、いわゆるシリアル方
式の記録方式でインクジェット記録ヘッドを使用するに
あたって、記録ヘッドの一回のスキャン内で、異なるサ
イズの液滴の同時吐出を行う際に、吐出液滴の欠落など
画像不具合に至らないように吐出周波数を同等に揃える
ことを意味し、画像不具合に至らない様な吐出周波数の
ばらつきは±２０％以下であることが望ましいと考えて
いる。なお、吐出周波数とは、発明の実施の形態の欄で
も同じであるが、流路内の液体が吐出口より吐出されて
再び流路内に液体が充填される周期をいう。

【００２１】また、本発明は、液滴を吐出するための複
数の吐出口からなる吐出口列と、各吐出口に供給するた
めの液体を蓄える液室と、該液室内に液体を供給するた
めの供給口と、前記各吐出口と前記液室とを連通する複
数の流路と、前記流路を形成する流路壁と、前記流路内
の液体に吐出エネルギーを付与するための吐出エネルギ
ー発生素子とを少なくとも備えるインクジェット記録ヘ
ッドにおいて、吐出する液滴のサイズが２サイズ混在す
る構成であって、前記吐出口列が前記供給口を挟むよう
に２列配置され、各列の吐出口の開口径が異なってお
り、前記各流路と前記供給口との間に柱で構成するフィ
ルター構造が配設され、前記フィルター構造および前記
流路壁によって前記液室と前記各流路との間をそれぞれ
連通する経路が複数に分けられており、前記流路ごとに
液体が通過するときの流抵抗が異なり、吐出する液滴サ
イズの異なる流路ごとに、流抵抗を調整するために前記
フィルター構造が異なることを特徴とする。

【００２２】上記のとおりの発明では、吐出する液滴の
サイズが２サイズ混在し、複数の吐出口からなる吐出口
列が供給口を挟むように２列配置され、各列の吐出口の
開口径が異なっている構成であって、前記各流路と前記
供給口との間に配設したフィルター構造を、異なるサイ
ズの液滴吐出を行う吐出口列に対応する流路ごとに異な
らせることにより、一つの供給口から各々の流路への流
抵抗をそれぞれ調節することが可能になる。これによ
り、異なる液滴を吐出させた際に生じる、液室および供
給口内での圧力波による液体の振動が、液滴サイズの小
さい吐出口に対応する流路の液体に影響を及ぼさないよ
うに、吐出する液滴サイズの異なる流路ごとに流抵抗を
調整し、同一の供給口を共有する液滴サイズの異なる吐
出口列から、異なるサイズの液滴を安定的に吐出させる
ことができる。

【００２３】さらに、上記の各発明のインクジェット記
録ヘッドにおいて、前記フィルター構造は、吐出する液
滴サイズに応じて、柱の断面積、柱の個数または前記各
流路から前記供給口までの間に配置される柱の位置が異
なっていることにより、吐出する液滴サイズの異なる流
路ごとに通過するインク流抵抗を調整することができ
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２５】まず、本発明の特徴を具体的に説明する前
に、本発明を好適に実施できるインクジェット記録ヘッ
ド及びこの記録ヘッドを搭載するのに好適なインクジェ
ット記録装置の構成について説明する。

【００２６】図１は本発明を好適に実施するインクジェ
ット記録ヘッドにおいて、一色のインクを吐出する記録
ヘッド（記録チップともいう）の吐出口近傍部の模式図
で、（ａ）は一部を破断して表した斜視図であり、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線断面図を示す。

【００２７】図１（ａ）に示す形態の記録ヘッドでは、
基板４上に、モールド樹脂６を壁材とした空間からなる
インク吐出口２、インク流路８およびインク液室１２が
形成されている。また、モールド樹脂６はインク吐出口
２を形成するオリフィスプレート部１１も兼ねている。
インク液室１２には、基板４に開けられたインク供給口
３が連通されている。

【００２８】インク流路８は、吐出するための記録液で
あるインクを蓄える箇所であり、インク供給口３からイ
ンク液室１２を介してインクが補充される。インク吐出
口２とインク供給口３とはインク液室１２、およびイン
ク流路８で連通されている。

【００２９】インク流路８はモールド樹脂６の壁５によ
って仕切られている。インク流路８内のインクは、イン
ク吐出エネルギー発生のための電気熱発生素子１から付
与される吐出エネルギーに応じてインク吐出口２から液
滴としてインクを吐出する。

【００３０】各インク流路８のインク供給口３側の開口
（インク出入口）からインク供給口３までの間のインク
液室１２にはそれぞれ、インクをろ過するためのフィル
ター１０が設けられている。フィルター１０は、それぞ
れのインク流路８のインク供給口３側の開口に対して配
された柱状構造よりなる。

【００３１】また、この図に示す形態において柱状構造
のフィルター１０は、インク液室１２の床面から天井面
に連なる柱である。ここで、柱と柱および、柱とインク
流路壁の間の空間の幅（フィルター構造の開口径）は、
インク流路８の幅（インク流路壁の間隔）以下にしてあ
る。この様な構造のフィルターによって、たとえインク
供給口３から補充するインク中にゴミなどが入っている
場合でも、インク流路８内へのごみ等の流入を阻止でき
る効果が生まれる。

【００３２】次に、上記構成のインクジェット記録ヘッ
ドを搭載するインクジェット記録装置について説明す
る。

【００３３】図２は本発明のインクジェット記録ヘッド
を搭載するインクジェット記録装置の一例の要部構成を
示す図である。

【００３４】図２に示す形態のインクジェット記録装置
では、Ｋ（ブラック）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼン
タ）、Ｙ（イエロー）の４色のインクタンク２２を着脱
可能に搭載し、各色のインクをシート状の記録媒体２５
に吐出して記録を行うための記録ヘッド２１が備えられ
ている。記録ヘッド２１は、駆動モーター２３の駆動力
を伝達する駆動ベルト２４の一部に連結され、ガイド軸
に案内されて往復移動を可能にしている。そして、記録
媒体２５に対してわずかのギャップを保った状態で記録
ヘッド２１を往復させながら、記録ヘッド２１の吐出口
（不図示）よりインク液滴を記録媒体２５に吐出するこ
とにより記録が行われる。

【００３５】また図２において、記録媒体２５は給紙搬
送機構２６により記録ヘッド２１の移動方向と交差する
方向（好ましくは直角方向）に搬送される。１行分の記
録を行うごとに記録媒体２５を所定量ピッチ搬送して再
び次の１行を記録するという記録動作を繰り返すことに
より記録媒体２５の全域に画像が形成される。

【００３６】記録ヘッド２１の往復範囲内であって記録
領域を外れた所定位置（例えばホームポジション）に
は、記録ヘッド２１の複数の吐出口が形成された面（吐
出口形成面）をキャッピングし、各吐出口からインクを
強制的に吸引、排出させることにより、各吐出口内の増
粘インク、固着インク、ごみ、気泡などの異物を除去
し、吐出機能を正常に回復するための吸引回復キャップ
２７が配設されている。吸引回復キャップ２７は、非記
録時には、吐出口からのインクの蒸発を防ぐために記録
ヘッド２１の吐出口形成面をキャッピングしている。

【００３７】また、吸引回復キャップ２７の設置位置の
近くにはウレタンゴム等で形成したゴム状弾性体のワイ
パーブレード２８が設けられている。ワイパーブレード
２８は通常、記録ヘッド２１の往復移動方向に邪魔にな
らない場所に待機してたり、ワイピングを行うときにイ
ンクジェット記録装置に備えられたモータ等（不図示）
によって前後（図２では記録媒体搬送方向に概ね平行）
に移動して、所定の位置にある記録ヘッド２１の吐出口
形成面に付着したインク液、ごみ、ほこり、紙粉等の異
物を拭き取るように構成されている。

【００３８】なお、上記のような、記録媒体の搬送方向
に対して交差する方向にインクジェット記録ヘッドを往
復移動させる所謂シリアル方式のインクジェット記録装
置において、カラー画像の出力を行う記録ヘッドを構成
するにあたっては、図１に示した記録ヘッド吐出口近傍
部の部品を同一面上に、使用するインク色数に応じて、
インク吐出口をある幅内で直線的に並べてなるノズル列
の並び方向に対し垂直な方向に配置する。

【００３９】図３は図２に示した記録ヘッド２１の吐出
口形成面側からの斜視図である。この図に示すように記
録ヘッド２１は記録媒体（図２の符号２５）に対向する
面に二つの記録チップ３４を有し、一つの記録チップに
はＫ（ブラック）のインクを吐出する吐出口が一列で記
録ヘッド２１の往復移動方向と交差する方向に配設され
ている。もう一つの記録チップにはＣ（シアン）、Ｍ
（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の色のインクを吐出する
吐出口がそれぞれ一列で記録ヘッド２１の往復移動方向
と交差する方向に配設され、かつ各色に対応する吐出口
列が平行に配置されている。

【００４０】また、図１で例示した本発明のインクジェ
ット記録ヘッドは、大小の異なる液滴サイズを吐出可能
なインク吐出口、および各インク吐出口に繋がるインク
流路構成を持っており、記録すべき画像情報に応じて、
所望の液滴サイズを吐出できるインク流路の電気熱変換
素子に選択的に電気パルスを印加することが可能な構成
となっている。

【００４１】大小の異なる液滴サイズの組み合わせとし
ては１５ｐｌと８ｐｌ、８ｐｌと４ｐｌ、または５ｐｌ
と２ｐｌなどのインク滴体積による組み合わせが考えら
れるが、異なる液滴サイズの構成は最小液滴サイズの整
数倍に近いインク滴体積の組み合わせで構成することが
望ましい。

【００４２】そこで、前述した本発明の課題を解決する
にあたっては、大小の異なる液滴サイズを吐出可能なイ
ンク吐出口に繋がるインク流路の形状が全て同じ形状の
インクジェット記録ヘッドにおいて、図１に示したよう
な柱状のフイルター１０に着目し、異なる液滴サイズを
吐出するインク吐出口のインク流路に応じてフィルター
の構成を変えた。

【００４３】この本発明の特徴的な構成について複数の
実施の形態を挙げて説明する。

【００４４】（第１の実施の形態）図４は本発明の第１
の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出
口形成面を示す平面図である。なお、図では図１に示し
た構成要素と同一部品に同一符号を付し、図１と異なる
構成について主に説明する。

【００４５】この図で示すインクジェット記録ヘッドで
は、大小二つの液滴サイズを吐出する吐出口、すなわち
液滴サイズ大の吐出口５１および、吐出口５１よりも開
口径の小さい液滴サイズ小の吐出口５２が交互に配置さ
れて一つの吐出口列を構成している。また、このように
構成された吐出口列が２列、インク供給口３を挟むよう
に平行に配置され、かつ各列の吐出口が互いにインク流
路幅の１／２ずれた位置で配置されている。

【００４６】インク流路８のインク供給口３側の開口
（インク出入口）からインク供給口３までの間には柱で
構成するフィルター５３又は５４が各インク流路あたり
１つ配置されている。フィルター５３又は５４は図１に
示したフィルター１０と同じように形成され同じ効果を
生じるものである。

【００４７】フィルター５３，５４はインクの流れを、
インク供給口３からインク流路８までの間に示した矢印
５５，５６のような複数のインク供給経路に分岐する。

【００４８】ここで、特徴的な事として、液滴サイズ大
の吐出口５１に対応するフィルター５３の断面積（また
はフィルター５３である柱の外径）は、液滴サイズ小の
吐出口５２に対応するフィルター５４の断面積（または
フィルター５４である柱の外径）より小さい。

【００４９】フィルター５３の箇所では、フィルター５
３の柱とインク流路８の壁との間の空間の幅（インク供
給経路の開口幅）がフィルター５４の箇所と比べて広く
なり、反対にフィルター５４の箇所では、フィルター５
４の柱とインク流路８の壁との間の空間の幅（インク供
給経路の開口幅）が、フィルター５３の箇所と比べて狭
くなっている。

【００５０】これにより、インク供給経路の開口幅が広
い液滴サイズ大のインク流路では、インク供給の際のイ
ンク流抵抗が小さく、大きいインク液滴を吐出した体積
分のインク供給時間が短くなり、インク供給経路の開口
幅が狭い液滴サイズ小のインク流路では、インク供給の
際のインク流抵抗が大きく、小さいインク液滴を吐出し
た体積分のインク供給時間が速く成りすぎることを防ぐ
こととなる。その結果、所望の異なる液滴サイズのイン
ク吐出口に応じて、インク供給速度を調整することが可
能となる。

【００５１】このように液滴サイズのインク流路に応じ
てフィルターの断面積（柱の外径）を異ならせる構成に
することより、インク供給速度を調整できるので、異な
る液滴サイズのインクの吐出周波数を同等に揃える効果
を持たせることができる。

【００５２】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の
実施の形態について説明する。上記の第１の実施の形態
では、異なる液滴サイズのインク吐出口にそれぞれ繋が
るインク流路ごとにフィルター断面積を変えることを特
徴としたインク流抵抗制御であったが、この実施形態の
ようにフィルター断面積の大きさによらず、フィルター
設置数によってインク流抵抗を制御してもよい。

【００５３】図５は本発明の第２の実施の形態における
インクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図
である。なお、図では図１に示した構成要素と同一部品
に同一符号を付し、図１並びに第１の実施の形態と異な
る構成について主に説明する。

【００５４】本実施形態のインクジェット記録ヘッドで
は第１の実施の形態と同様、図５に示すように、２列の
インク吐出口列があり、液滴サイズ大の吐出口６１、お
よび吐出口６１よりも開口径の小さい液滴サイズ小の吐
出口６２が交互に配置されている。

【００５５】インク流路８のインク供給口３側の開口
（インク出入口）からインク供給口３までの間には同じ
断面積の柱状のフィルター６３又は６４が配置されてい
る。フィルター６３又は６４は図１に示したフィルター
１０と同じように形成され同じ効果を生じるものであ
る。

【００５６】ここで、特徴的な事として、液滴サイズ大
の吐出口６１に対応するフィルター６３は１本の柱であ
るのに対し、インク液滴小の吐出口６２に対応するフィ
ルター６４は２本の柱で構成されている。本実施形態で
は、この柱の設置数を個々の液滴サイズに対応する吐出
口へのインク流路ごとに異ならせている。

【００５７】このように、液滴サイズの異なる吐出口へ
のインク流路上流側のフィルター設置数を変えること
で、インク供給口３からインク流路８までの間に示した
矢印６５，６６のような複数のインク供給経路を構成で
き、液滴サイズに応じてインク流路への流抵抗を調整す
ることが可能となる。したがって、異なる液滴サイズの
インクの吐出周波数を同等に揃えることができる。

【００５８】本実施形態が第１の実施の形態と異なる点
は、高解像度の記録チップで且つ、高周波で吐出駆動さ
せる高周波対応の記録チップを構成する際に有利なこと
である。例えば１２００ｄｐｉの解像度を発揮させるよ
うにインク吐出口を一列に配し、かつ各吐出口に通じる
インク流路を形成する場合などは、１インチ（２５．４
ｍｍ）／１２００ｄｐｉ＝２１．１ミクロンのピッチで
流路、および、流路壁を構成する必要がある。そのた
め、一つのインク流路あたりのフィルター設置可能幅が
小さくなり、また、高周波対応でインク流路上流側から
のインク供給速度を速くしたい場合、インク洪給口をイ
ンク流路に近づけたいがために、インク流路壁の端部か
らインク供給口の開口縁までの距離は狭くなることとな
る。従って、そのような狭い空間では各フィルターの断
面積を固定し、フィルター設置数を異ならせるという本
実施形態が有利となる。

【００５９】なお、本発明は上述した構成のみに限定さ
れるものではなく、本発明を達成し得るものであればど
のような構成であってもよい。従って、フィルターの断
面積に応じて、フィルター設置数を液滴サイズ大の吐出
口に対応するフィルター数とインク液滴小の吐出口に対
応するフィルター数の比で、１対３、０対２など異なら
せることも考え得る。

【００６０】（第３の実施の形態）次に、本発明の第３
の実施の形態について説明する。本実施形態において
も、第１及び第２の実施の形態と同様にフィルター構成
によりインク供給口から複数のインク流路への各インク
供給経路のインク流抵抗を調整することを目的とする。

【００６１】図６は本発明の第３の実施の形態における
インクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図
である。なお、図では図１に示した構成要素と同一部品
に同一符号を付し、図１並びに第１及び第２の実施の形
態と異なる構成について主に説明する。

【００６２】本実施形態のインクジェット記録ヘッドで
は第１の実施の形態と同様、図６に示すように、２列の
インク吐出口列があり、液滴サイズ大の吐出口７１、お
よび吐出口７１よりも開口径の小さい液滴サイズ小の吐
出口７２が交互に配置されている。

【００６３】インク流路８のインク供給口３側の開口
（インク出入口）からインク供給口３までの間には同じ
断面積の柱状のフィルター７３又は７４が各インク流路
あたり１つ配置されている。フィルター７３又は７４は
図１に示したフィルター１０と同じように形成され同じ
効果を生じるものである。

【００６４】ここで、特徴的な事として、液滴サイズ大
の吐出口７１に対応するフィルター７３はインク流路壁
の端部５Ｂからインク供給口の縁部３Ｂ’までの距離Ｘ
において、インク供給口の縁部３Ｂ’に近い位置に設置
されている。一方、液滴サイズ小の吐出口７２に対応す
るフィルター７４はインク流路壁の端部５Ｂからインク
供給口の縁部３Ｂ’までの距離Ｘにおいて、インク流路
壁の端部５Ｂに近い位置に設置されている。すなわち、
本実施形態では、インク流路８の上流側におけるインク
流路壁の端部５Ｂからインク供給口の縁部３Ｂ’までの
距離Ｘの範囲内において、柱状のフィルター７３又は７
４の設置位置を異ならせている。

【００６５】そのため、フィルター７３の箇所では、フ
ィルター７３の柱とインク流路８の壁との間の空間の幅
（インク供給経路の開口幅）がフィルター７４の箇所と
比べて広くなり、反対にフィルター７４の箇所では、フ
ィルター７４の柱とインク流路８の壁との間の空間の幅
（インク供給経路の開口幅）が、フィルター７３の箇所
と比べて狭くなっている。

【００６６】これにより、インク供給経路の開口幅が広
い液滴サイズ大のインク流路では、インク供給の際のイ
ンク流抵抗が小さく、大きいインク液滴を吐出した体積
分のインク供給時間が短くなり、インク供給経路の開口
幅が狭い液滴サイズ小のインク流路では、インク供給の
際のインク流抵抗が大きく、小さいインク液滴を吐出し
た体積分のインク供給時間が速く成りすぎることを防ぐ
こととなる。その結果、所望の異なる液滴サイズのイン
ク吐出口に応じて、インク供給速度を調整することが可
能となる。

【００６７】このように、液滴サイズの異なる吐出口へ
のインク流路上流側のフィルター設置位置を変えること
で、インク供給口３からインク流路８までの間に示した
矢印７５，７６のような複数のインク供給経路を構成で
きるので、液滴サイズに応じてインク流路への流抵抗を
調整することが可能となる。したがって、異なる液滴サ
イズのインクの吐出周波数を同等に揃えることができ
る。

【００６８】本実施形態が第１及び第２の実施の形態と
異なる点は、高解像度の記録チップを構成する際に有利
なことである。例えば１２００ｄｐｉの解像度を発揮さ
せるようにインク吐出口を一列に配し、かつ各吐出口に
通じるインク流路を形成する場合などは、１インチ（２
５．４ｍｍ）／１２００ｄｐｉ＝２１．１ミクロンのピ
ッチで流路、および、流路壁を構成する必要がある。そ
のため、一つのインク流路あたりのフィルター設置可能
幅が小さくなる。

【００６９】従って、そのような狭い空間では各フィル
ターの断面積を固定し、フィルター設置数を異ならせる
という本実施形態が有利となる。

【００７０】（第４の実施の形態）次に、本発明の第４
の実施の形態について説明する。

【００７１】図７は本発明の第４の実施の形態における
インクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図
である。なお、図では図１に示した構成要素と同一部品
に同一符号を付し、図１と異なる構成について主に説明
する。

【００７２】この図で示すインクジェット記録ヘッドで
は、大小二つの液滴サイズを吐出する吐出口、すなわち
液滴サイズ大の吐出口８１および、吐出口８１よりも開
口径の小さい液滴サイズ小の吐出口８２がそれぞれ複数
配設されて二列の吐出口列を構成している。このように
構成された二列の吐出口列はインク供給口３を挟むよう
に平行に配置され、かつ各列の吐出口が互いにインク流
路幅の１／２ずれた位置で配置されている。

【００７３】各インク流路８のインク供給口３側の開口
（インク出入口）からインク供給口３までの間には柱で
構成するフィルター８３又は８４が各インク流路あたり
１つ配置されている。フィルター８３又は８４は図１に
示したフィルター１０と同じように形成され同じ効果を
生じるものである。

【００７４】フィルター８３，８４はインクの流れを、
インク供給口３からインク流路８までの間に示した矢印
８５，８６のような複数のインク供給経路に分岐する。

【００７５】ここで、特徴的な事として、液滴サイズ大
の吐出口８１に対応するフィルター８３の断面積（また
はフィルター８３である柱の外径）は、液滴サイズ小の
吐出口８２に対応するフィルター８４の断面積（または
フィルター８４である柱の外径）より小さい。

【００７６】フィルター８３の箇所では、フィルター８
３の柱とインク流路８の壁との間の空間の幅（インク供
給経路の開口幅）がフィルター８４の箇所と比べて広く
なり、反対にフィルター８４の箇所では、フィルター８
４の柱とインク流路８の壁との間の空間の幅（インク供
給経路の開口幅）が、フィルター８３の箇所と比べて狭
くなっている。

【００７７】これにより、液滴サイズ大のインク吐出時
の、インク供給口側および、液滴サイズ大のインク流路
とはインク供給口を挟んで位置する液滴サイズ小のイン
ク流路に伝達される振動成分が、液滴サイズ小のインク
流路では開口幅が狭いゆえにインク供給経路の流抵抗が
大きくなっているために小さく抑制されるので、液滴サ
イズの小さい吐出口列に対する、クロストークの影響を
減少させ、インク吐出口へのメニスカス振動を減少させ
ることが可能となる。その結果、同一のインク供給口を
共有する液滴サイズの異なる吐出口列から、異なるサイ
ズのインク液滴を安定的に吐出させることが可能とな
る。

【００７８】（第５の実施の形態）次に、本発明の第５
の実施の形態について説明する。上記の第４の実施の形
態では、異なる液滴サイズのインク吐出口にそれぞれ繋
がるインク流路ごとにフィルター断面積を変えることを
特徴とした、クロストーク現象による液滴サイズ小吐出
口でのメニスカス振動の抑制であったが、この実施形態
のようにフィルター断面積の大きさによらず、フィルタ
ー設置数によってクロストーク現象によるメニスカス振
動の抑制を実施してもよい。

【００７９】図８は本発明の第５の実施の形態における
インクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図
である。なお、図では図１に示した構成要素と同一部品
に同一符号を付し、図１並びに第４の実施の形態と異な
る構成について主に説明する。

【００８０】本実施形態のインクジェット記録ヘッドで
は第４の実施の形態と同様、図８に示すように、２列の
インク吐出口列がインク供給口を挟むように略平行に配
置され、インク吐出列ごとに吐出口の開口径が異なって
いる。一方のインク吐出口列は液滴サイズ大の吐出口９
１が複数個並んで構成され、もう一方のインク吐出口列
は、吐出口９１よりも開口径の小さい液滴サイズ小の吐
出口９２が複数個並んで構成されている。

【００８１】インク流路８のインク供給口３側の開口
（インク出入口）からインク供給口３までの間には同じ
断面積の柱状のフィルター９３又は９４が配置されてい
る。フィルター９３又は９４は図１に示したフィルター
１０と同じように形成され同じ効果を生じるものであ
る。

【００８２】ここで、特徴的な事として、液滴サイズ大
の吐出口９１に対応するフィルター９３は１本の柱であ
るのに対し、液滴サイズ小の吐出口９２に対応するフィ
ルター９４は２本の柱で構成されている。本実施形態で
は、第２の実施の形態と同様、フィルターとなる柱の設
置数を個々の液滴サイズに対応する吐出口へのインク流
路ごとに異ならせている。

【００８３】このように、液滴サイズの異なる吐出口へ
のインク流路上流側のフィルター設置数を変えることに
より、インク供給口３からインク流路８までの間に示し
た矢印６５，６６のような複数のインク供給経路を構成
できることから、液滴サイズ小のインク流路への流抵抗
を液滴サイズ大のインク流路への流抵抗に比べて大きく
調整することが可能となる。これにより、液滴サイズ大
のインク吐出時の、液滴サイズの小さい吐出口列に対す
る圧力波の影響、ひいては液滴サイズ小の吐出口でのメ
ニスカスのオーバーシュートを抑制することができるの
で、同一のインク供給口を共有する液滴サイズの異なる
吐出口列から、異なるサイズのインク液滴を安定的に吐
出させることが可能となる。

【００８４】本実施形態が第４の実施の形態と異なる点
は、高解像度の記録チップで且つ、高周波で吐出駆動さ
せる高周波対応の記録チップを構成する際に有利なこと
である。例えば１２００ｄｐｉの解像度を発揮させるよ
うにインク吐出口を一列に配し、かつ各吐出口に通じる
インク流路を形成する場合などは、１インチ（２５．４
ｍｍ）／１２００ｄｐｉ＝２１．１ミクロンのピッチで
流路、および、流路壁を構成する必要がある。そのた
め、一つのインク流路あたりのフィルター設置可能幅が
小さくなり、また、高周波対応でインク流路上流側から
のインク供給速度を速くしたい場合、インク洪給口をイ
ンク流路に近づけたいがために、インク流路壁の端部か
らインク供給口の開口縁までの距離は狭くなることとな
る。従って、そのような狭い空間では各フィルターの断
面積を固定し、フィルター設置数を異ならせるという本
実施形態が有利となる。

【００８５】なお、本発明は上述した構成のみに限定さ
れるものではなく、本発明を達成し得るものであればど
のような構成であってもよい。従って、フィルターの断
面積に応じて、フィルター設置数を液滴サイズ大の吐出
口に対応するフィルター数と液滴サイズ小の吐出口に対
応するフィルター数の比で、１対３、０対２など異なら
せることも考え得る。

【００８６】（第６の実施の形態）次に、本発明の第６
の実施の形態について説明する。本実施形態において
も、第４及び第５の実施の形態と同様にフィルター構成
により、クロストーク現象による液滴サイズ小の吐出口
におけるメニスカス振動の抑制を実施することを目的と
する。

【００８７】図９は本発明の第６の実施の形態における
インクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図
である。なお、図では図１に示した構成要素と同一部品
に同一符号を付し、図１並びに第４及び第５の実施の形
態と異なる構成について主に説明する。

【００８８】本実施形態のインクジェット記録ヘッドで
は第４の実施の形態と同様、図９に示すように、２列の
インク吐出口列がインク供給口を挟むように略平行に配
置され、インク吐出列ごとに吐出口の開口径が異なって
いる。一方のインク吐出口列は液滴サイズ大の吐出口１
０１が複数個並んで構成され、もう一方のインク吐出口
列は、吐出口１０１よりも開口径の小さい液滴サイズ小
の吐出口１０２が複数個並んで構成されている。

【００８９】インク流路８のインク供給口３側の開口
（インク出入口）からインク供給口３までの間には同じ
断面積の柱状のフィルター１０３又は１０４が各インク
流路あたり１つ配置されている。フィルター１０３又は
１０４は図１に示したフィルター１０と同じように形成
され同じ効果を生じるものである。

【００９０】ここで、特徴的な事として、液滴サイズ大
の吐出口１０１に対応するフィルター１０３はインク流
路壁の端部５Ｂからインク供給口の縁部３Ｂ’までの距
離Ｘにおいて、インク供給口の縁部３Ｂ’に近い位置に
設置されている。一方、液滴サイズ小の吐出口１０２に
対応するフィルター１０４はインク流路壁の端部５Ｂか
らインク供給口の縁部３Ｂ’までの距離Ｘにおいて、イ
ンク流路壁の端部５Ｂに近い位置に設置されている。す
なわち、本実施形態では、インク流路８の上流側におけ
るインク流路壁の端部５Ｂからインク供給口の縁部３
Ｂ’までの距離Ｘの範囲内において、柱状のフィルター
１０３又は１０４の設置位置を異ならせている。

【００９１】そのため、フィルター１０３の箇所では、
フィルター１０３の柱とインク流路８の壁との間の空間
の幅（インク供給経路の開口幅）がフィルター１０４の
箇所と比べて広くなり、反対にフィルター１０４の箇所
では、フィルター１０４の柱とインク流路８の壁との間
の空間の幅（インク供給経路の開口幅）が、フィルター
１０３の箇所と比べて狭くなっている。

【００９２】このように、液滴サイズの異なるインク流
路後方のフィルター設置位置を変えることで、インク供
給口３からインク流路８までの間に示した矢印１０５，
１０６のような複数のインク供給経路を構成でき、液滴
サイズ小のインク流路への流抵抗を液滴サイズ大のイン
ク流路への流抵抗に比べて大きく調整することが可能と
なる。これにより、液滴サイズ大のインク吐出時の、液
滴サイズの小さい吐出口列に対する圧力波の影響、ひい
ては液滴サイズ小の吐出口でのメニスカスのオーバーシ
ュートを抑制することができるので、同一のインク供給
口を共有する液滴サイズの異なる吐出口列から、異なる
サイズのインク液滴を安定的に吐出させることが可能と
なる。

【００９３】本実施形態が第４及び第５の実施の形態と
異なる点は、高解像度の記録チップを構成する際に有利
なことである。例えば１２００ｄｐｉの解像度を発揮さ
せるようにインク吐出口を一列に配し、かつ各吐出口に
通じるインク流路を形成する場合などは、１インチ（２
５．４ｍｍ）／１２００ｄｐｉ＝２１．１ミクロンのピ
ッチで流路、および、流路壁を構成する必要がある。そ
のため、一つのインク流路あたりのフィルター設置可能
幅が小さくなる。

【００９４】従って、そのような狭い空間では各フィル
ターの断面積を固定し、フィルター設置数を異ならせる
という本実施形態が有利となる。

【００９５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
吐出口列を構成する複数の吐出口から吐出する液滴のサ
イズが、少なくとも２サイズ以上混在するインクジェッ
ト記録ヘッドにおいて、一つの液体の供給口と各列の各
吐出口に連通する流路の各々との間に柱状のフィルター
構造が配設され、各フィルター構造によって、前記流路
ごとに液体が通過するときの流抵抗が異なり、吐出する
液滴サイズの異なる流路ごとに、流抵抗を調整するため
に前記フィルター構造を異ならせたことにより、一つの
液体供給口から各々の流路への流抵抗をそれぞれ調節す
ることができる。したがって、それぞれの流抵抗を調整
することにより、異なる液滴サイズの吐出口ごとに対応
する流路への液体供給速度を調整することができ、その
結果、吐出口列における異なる吐出滴サイズの吐出口よ
り、同一の吐出周波数で異なるサイズの液滴を吐出可能
なインクジェット記録ヘッドが得られる。

【００９６】また、本発明によれば、吐出する液滴のサ
イズが２サイズ混在し、複数の吐出口からなる吐出口列
が液体の供給口を挟むように２列配置され、各列の吐出
口の開口径が異なっているインクジェット記録ヘッドに
おいて、一つの液体の供給口と各列の各吐出口に連通す
る流路の各々との間に柱状のフィルター構造が配設さ
れ、各フィルター構造によって、前記流路ごとに液体が
通過するときの流抵抗が異なり、吐出する液滴サイズの
異なる流路ごとに、流抵抗を調整するために前記フィル
ター構造を異ならせたことにより、一つの液体供給口か
ら各々の流路への流抵抗をそれぞれ調節することができ
る。これにより、異なる液滴を吐出させた際に生じる、
液室および供給口内での圧力波による液体の振動が、液
滴サイズの小さい吐出口に対応する流路の液体に影響を
及ぼさないように、吐出する液滴サイズの異なる流路ご
とに流抵抗を調整し、同一の供給口を共有する液滴サイ
ズの異なる吐出口列から、異なるサイズの液滴を安定的
に吐出させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を好適に実施するインクジェット記録ヘ
ッドにおいて、一色のインクを吐出する記録ヘッドの吐
出口近傍部の模式図で、（ａ）は一部を破断して表した
斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線断面図を示
す。

【図２】本発明のインクジェット記録ヘッドを搭載する
インクジェット記録装置の一例の要部構成を示す図であ
る。

【図３】図２に示した記録ヘッドの吐出口形成面側から
の斜視図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態におけるインクジェ
ット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態におけるインクジェ
ット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態におけるインクジェ
ット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。

【図７】本発明の第４の実施の形態におけるインクジェ
ット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。

【図８】本発明の第５の実施の形態におけるインクジェ
ット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。

【図９】本発明の第６の実施の形態におけるインクジェ
ット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。

【符号の説明】 １ 電気熱変換素子 ２ インク吐出口 ３ インク供給口 ３Ｂ’ インク供給口の縁部 ４ 電気熱変換素子を有する基板 ５ モールド樹脂を利用したインク流路の壁 ５Ｂ インク流路壁の端部 ６ モールド樹脂 ８ インク流路 １０ 柱状のフィルター １１ オリフィスプレート部 １２ インク液室（共通液室ともいう） ２１ 記録ヘッド ２２ インクタンク ２３ 駆動モータ ２４ 駆動ベルト ２５ 記録煤体 ２６ 給紙搬送機構 ２７ 吸引回復キャップ ２８ ワイパーブレード ３４ 記録チップ ５１，６１，７１，８１，９１，１０１ 液滴サイズ
大の吐出口 ５２，６２，７２，８２，９２，１０２ 液滴サイズ
小の吐出口 ５３，５４，６３，６４，７３，７４，８３，８４，９
３，９４，１０３，１０４ 柱状のフィルター ５５，５６，６５，６６，７５，７６，８５，８６，９
５，９６，１０５，１０６ インク供給経路を表す矢
印

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液滴を吐出するための複数の吐出口から
   なる吐出口列と、各吐出口に供給するための液体を蓄え
   る液室と、該液室内に液体を供給するための供給口と、
   前記各吐出口と前記液室とを連通する複数の流路と、前
   記流路を形成する流路壁と、前記流路内の液体に吐出エ
   ネルギーを付与するための吐出エネルギー発生素子とを
   少なくとも備えるインクジェット記録ヘッドにおいて、 前記吐出口列における複数の吐出口から吐出する液滴の
   サイズが、少なくとも２サイズ以上混在する構成であっ
   て、 前記各流路と前記供給口との間に柱で構成するフィルタ
   ー構造が配設され、 前記フィルター構造および前記流路壁によって前記供給
   口と前記各流路との間をそれぞれ連通する経路が複数に
   分けられており、前記流路ごとに液体が通過するときの
   流抵抗が異なり、 吐出する液滴サイズの異なる流路ごとに、流抵抗を調整
   するために前記フィルター構造が異なることを特徴とす
   るインクジェット記録ヘッド。
2. 【請求項２】 液滴を吐出するための複数の吐出口から
   なる吐出口列と、各吐出口に供給するための液体を蓄え
   る液室と、該液室内に液体を供給するための供給口と、
   前記各吐出口と前記液室とを連通する複数の流路と、前
   記流路を形成する流路壁と、前記流路内の液体に吐出エ
   ネルギーを付与するための吐出エネルギー発生素子とを
   少なくとも備えるインクジェット記録ヘッドにおいて、 吐出する液滴のサイズが２サイズ混在する構成であっ
   て、前記吐出口列が前記供給口を挟むように２列配置さ
   れ、各列の吐出口の開口径が異なっており、 前記各流路と前記供給口との間に柱で構成するフィルタ
   ー構造が配設され、 前記フィルター構造および前記流路壁によって前記供給
   口と前記各流路との間をそれぞれ連通する経路が複数に
   分けられており、前記流路ごとに液体が通過するときの
   流抵抗が異なり、 吐出する液滴サイズの異なる流路ごとに、流抵抗を調整
   するために前記フィルター構造が異なることを特徴とす
   るインクジェット記録ヘッド。
3. 【請求項３】 前記フィルター構造が、吐出する液滴サ
   イズに応じて、柱の断面積が異なることにより、吐出す
   る液滴サイズの異なる流路ごとに通過するインク流抵抗
   を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の
   インクジェット記録ヘッド。
4. 【請求項４】 前記フィルター構造が、吐出する液滴サ
   イズに応じて、柱の個数が異なることにより、吐出する
   液滴サイズの異なる流路ごとに通過するインク流抵抗を
   調整することを特徴とする請求項１または２に記載のイ
   ンクジェット記録ヘッド。
5. 【請求項５】 前記フィルター構造が、吐出する液滴サ
   イズに応じて、前記各流路から前記供給口までの間に配
   置される柱の位置が異なることにより、吐出する液滴サ
   イズの異なる流路ごとに通過するインク流抵抗を調整す
   ることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジ
   ェット記録ヘッド。
6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれか１項に記載の
   インクジェット記録ヘッドを有し、インクジェット記録
   ヘッドの吐出口から記録媒体に液滴を吐出することによ
   り記録を行うインクジェット記録装置。