JP2006082394A - インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 クロストークを抑制する。
【解決手段】 長い共通インク流路１４ほど幅広とし、また、ダンパープレート１２０の膜厚を薄くし音響容量を大きくしている。更に、インクプール７０の隣合う共通インク流路１４の間の領域７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃの音響容量を、隣り合う共通インク流路１４の音響容量の和より大きくし、隣合う共通インク流路１４間に圧力波が伝わりにくくしている。また、各共通インク流路１４の長さを全て異ならせて各共通インク流路１４の共振周波数を異ならせ、共振を防止している。以上のようにして、クロストークを防止している。
【選択図】 図５

Description

本発明は、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置はインクジェット記録ヘッドを主走査方向に往復させ、また記録用紙等を複走査方向に搬送させて、複数のノズルから選択的にインク滴を吐出させることで記録用紙等に文字や画像を印刷する。インクジェット記録ヘッドは各イジェクタの圧力室を加圧してノズルからインク滴を吐出している。

さて、近年、インクジェット記録装置は高速化の傾向が強まっている。このためインクジェット記録ヘッドを長尺化し、インクジェット記録ヘッド、一つあたりのノズル数を増やしてマトリックス状に行列配置することで、より短時間に広い領域に画像形成することが可能なインクジェット記録ヘッドが作られている。

このようにノズルをマトリックス状に配置する場合、インク供給部から導入したインクは、まず、本流に流れ、本流から支流へ流れていく。そして、支流に接続し、ノズルや圧力室等で構成されたイジェクタに、インクが供給される構成となっているインクジェット記録ヘッドがある（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
特開２００１−２３２７９３号公報 特開２００２−３０７６７６号公報 特開２００３−２２６００７号公報

しかしながら、インクジェット記録ヘッドの小型化や強度のため、支流の幅を狭くすると支流の音響容量が小さくなる。このため、あるノズルからインク滴が吐出した際の圧力波の反射・伝播によって、他のノズルのインク滴の吐出特性（インク滴量、インク滴速度、吐出周波数など）に影響を与える、所謂クロストークが顕著になる。

また、異なる支流間に圧力波が伝わったり、あるいは支流同士が共振したりすることで、異なる支流に接続されたイジェクタ間でもクロストークが顕著となることもある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、クロストークを抑制することを目的とする。

請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドは、ノズルからインク滴を吐出するイジェクタと、１つ又は複数の前記イジェクタが接続し、前記イジェクタにインクを供給する複数の支流と、複数の前記支流が接続し、該支流にインクを供給する１つ又は複数の本流と、を有し、前記イジェクタが二次元状にマトリックス配置され、接続されたイジェクタ数が異なる支流を、１つ以上備えるインクジェット記録ヘッドであって、イジェクタ数が多い支流ほど、音響容量を大きくしたことを特徴としていている。

請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドは、ノズルからインク滴を吐出するイジェクタを備えている。１つ又は複数のイジェクタが支流に接続している。複数の支流は本流に接続している。そして、イジェクタが二次元状にマトリックス配置され、接続されたイジェクタ数が異なる支流を、１つ以上備えている。

接続されるイジェクタ数が多いと、これらイジェクタが同時に吐出した場合の圧力波の反射は重なって大きくなる。このとき支流の音響容量が小さいと、圧力波を吸収できずに、支流内・外へ伝播してしまう。このため、あるイジェクタと同じ支流に接続された他のイジェクタのインク滴の吐出特性（インク滴量、インク滴速度、吐出周波数など）が影響を受ける、所謂クロストークが顕著になる。

したがって、イジェクタ数が多い支流ほど、音響容量を大きくし、クロストークを抑制している。

請求項２に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１に記載の構成において、接続されたイジェクタ数が多い前記支流ほど、該支流の幅を広くしたことを特徴としている。

請求項２に記載のインクジェット記録ヘッドは、接続されたイジェクタ数が多い支流ほど支流の幅を広くして音響容量を大きくし、クロストークを抑制している。

なお、支流の幅を広くすると、インクジェット記録ヘッド全体として、大型化し、また、空間（支流）部分が多くなると強度も低下する。しかし、接続されたイジェクタ数が大きい支流ほど幅を広くし、イジェクタ数が少ない支流は幅を広くしていないので、インクジェット記録ヘッド全体として、必要以上に大型化することがなく、また強度も低下しない。

請求項３に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記支流の一部を構成し、該支流のインクに伝播した圧力波を吸収する膜状のダンパーを備え、接続されたイジェクタ数が多い前記支流ほど、前記支流の前記ダンパーの膜厚を薄くしたことを特徴としている。

請求項３に記載のインクジェット記録ヘッドは、支流中のインクに伝播した圧力波を吸収する膜状のダンパーが支流の一部を構成している。そして、接続されたイジェクタ数が多い支流ほど、支流のダンパーの膜厚を薄くして音響容量を大きくし、クロストークを抑制している。

なお、ダンパーの膜厚を薄くするとインクジェット記録ヘッドの強度が低下する恐れがある。しかし、接続されたイジェクタ数が多い支流ほどダンパーを薄くし、イジェクタ数が小さい支流はダンパーを薄くしていないので、インクジェット記録ヘッド全体として、必要以上に強度が低下しない。

請求項４に記載のインクジェット記録ヘッドは、ノズルからインク滴を吐出するイジェクタと、１つ又は複数の前記イジェクタが接続し、前記イジェクタにインクを供給する複数の支流と、複数の前記支流が接続し、前記支流にインクを供給する１つ又は複数の本流と、を有し、前記イジェクタが二次元状にマトリックス配置されたインクジェット記録ヘッドであって、前記本流において、隣合う前記支流間の間の領域の音響容量を、前記隣合う二つの支流の音響容量の和よりも大きくしたことを特徴としている。

請求項４に記載のインクジェット記録ヘッドは、ノズルからインク滴を吐出するイジェクタを備えている。１つ又は複数のイジェクタが支流に接続している。複数の支流は本流に接続している。そして、イジェクタが二次元状にマトリックス配置されている。

そして、本流において、隣合う支流間の間の領域の音響容量を、隣合う二つの支流の音響容量の和よりも大きくしている。このため、両支流から伝播してきた圧力波の最大分を本流のダンパー効果で吸収できるので、隣り合う支流に接続されたイジェクタ間のクローストークが抑制される。

請求項５に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項４に記載の構成において、接続されたイジェクタ数が異なる前記支流を１つ以上備え、前記支流は、イジェクタ数の多い順番に並んで前記本流に接続し、前記本流は、イジェクタ数の多い支流側に向かって音響容量を大きくしたことを特徴としている。

請求項５に記載のインクジェット記録ヘッドは、接続されたイジェクタ数が異なる支流を１つ以上備え、イジェクタ数の多い順番に並んで本流に接続している。

支流に接続されているイジェクタ数が異なると、例えば、支流で全吐出したときの反射波の大きさが異なる。このため、イジェクタ数が多い支流側に向かって、本流の音響容量を大きくし、且つ、隣合う支流間の間の領域の音響容量を、隣合う二つの支流の音響容量の和よりも大きくしている。よって、請求項４と同様に、隣合う支流に接続されたイジェクタ間のクローストークを抑制している。

また、支流を、イジェクタ数の多い順番に並べて本流に接続し、支流のイジェクタ数が多い支流側に向かって本流の音響容量を大きくしているので、イジェクタ数が少ない支流同士の領域の本流の音響容量を小さくできる。よって、インクジェット記録ヘッド全体として、必要以上に大型化することもなく、また、強度も低下しない。

請求項６に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項５に記載の構成において、前記本流は、イジェクタ数が大きい支流側に向かって幅広としたことを特徴としている。

請求項６に記載のインクジェット記録ヘッドは、本流をイジェクタ数が多い支流側に向かって幅広とすることで、請求項５と同様の作用を奏す。

請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドは、ノズルからインク滴を吐出するイジェクタと、１つ又は複数の前記イジェクタが接続し、前記イジェクタにインクを供給する複数の支流と、複数の前記支流が接続し、前記支流にインクを供給する１つ又は複数の本流と、を有し、前記イジェクタが二次元状にマトリックス配置されたインクジェット記録ヘッドであって、隣り合う前記支流は、異なる共振周波数としたことを特徴としている。

請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドは、ノズルからインク滴を吐出するイジェクタを備えている。１つ又は複数のイジェクタが支流に接続している。複数の支流は本流に接続している。そして、イジェクタが二次元状にマトリックス配置されている。

さて、支流の共振周波数が等しいと、共振のため異なる支流間に接続されたイジェクタ間でクロストークが顕著となる。したがって、隣り合う支流は共振周波数を異ならせて共振を防止し、クロストークを抑制している。

請求項８に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項７に記載の構成において、前記本流を共用する全ての支流の共振周波数を異ならせたことを特徴としている。

請求項８に記載のインクジェット記録ヘッドは、本流を共用する全ての支流の共振周波数を異ならせている。よって、隣合う支流以外の支流に接続されたイジェクタ間でもクロストークが抑制される。

請求項９に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項７又は請求項８に記載の構成において、前記支流の音響容量を変えて、共振周波数を異ならせたことを特徴としている。

請求項９に記載のインクジェット記録ヘッドは、支流の音響容量を変えて、共振周波数を異ならせ、クロストークを抑制している。

請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッドは、ノズルからインク滴を吐出するイジェクタと、１つ又は複数の前記イジェクタが接続し、前記イジェクタにインクを供給する複数の支流と、複数の前記支流が接続し、前記支流にインクを供給する１つ又は複数の本流と、を有し、前記イジェクタが二次元状にマトリックス配置されたインクジェット記録ヘッドであって、前記本流の共振周波数と前記支流の共振周波数とを異ならせたことを特徴としている。

請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッドは、ノズルからインク滴を吐出するイジェクタを備えている。１つ又は複数のイジェクタが支流に接続している。複数の支流は本流に接続している。そして、イジェクタが二次元状にマトリックス配置されている。

さて、本流と支流の共振周波数が等しいと本流が共振し、本流を介して異なる支流に接続されたイジェクタ間でクロストークが顕著となる。したがって、本流の共振周波数と支流の共振周波数とを異ならせて、本流と支流との共振を防止し、クロストークを抑制している。

請求項１１に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１から請求項１０に記載の構成において、前記イジェクタは、前記ノズルと、前記ノズルに接続した圧力室と、前記圧力室に接して該圧力室内のインクを加圧し、前記ノズルからインク滴を吐出させるアクチュエータと、前記圧力室と前記支流とに接続し、該支流から該圧力室へインクを供給するインク供給路と、を有することを特徴としている。

請求項１２に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１１に記載の構成において、前記アクチュエータは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する圧電素子を備えることを特徴としている。

請求項１３に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１１に記載の構成において、前記アクチュエータは、前記圧力室内のインクを加熱し発泡させることで加圧する発熱抵抗体を備えることを特徴としている。

請求項１４に記載のインクジェット記録装置は、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドを使用したことを特徴としている。

請求項１４に記載のインクジェット記録装置は、クロストークが抑制されたインクジェット記録ヘッドを備えているので、高速で画像品質の良好な画像形成が可能である。

以上説明したように本発明によれば、クロストークを抑制するという効果がある。

図３に示すように、インクジェット記録ヘッド１１２は、図示しないインクタンクに繋がるインク供給部７２から導入されたインクが充填されるインクプール７０を二つ備えている。この各インクプール７０は１０箇所の連通部８０から、略直方体形の共通インク流路１４が、それぞれ平行に同一平面上に１０本伸びている。つまり、インクプール７０を本流とすれば、共通インク流路１４は、本流であるインクプール７０から分岐した支流となっている。なお、本実施形態では、二つのインクプール７０から１０本の共通インク流路１４が延びた構成としたが、インクプール７０は１つであっても良いし、３つ以上であっても良い。また、共通インク流路１４も２本以上であれば良い。

共通インク流路１４は、並びの一方側は長く、他方側に向かって徐々に短くなっていっている。そして、共通インク流路１４には、その長さが長いほど、多くのイジェクタ６０が接続している。つまり、長い共通インク流路１４には多数のイジェクタ６０が接続し、短くなるにつれ、接続するイジェクタ６０も減少している。また、接続するイジェクタ６０数の順番に並んでいる。そして、二つのインクプール７０を対向して並べると、長さの異なる共通インク流路１４同士が対向している。また、インクプール７０は、長い共通インク流路１４方向に幅広となった形状をしている。

このような構成とすることで、インクジェット記録ヘッド１１２全体を平面視するとイジェクタ６０がマトリックス状に多数、配置される。なお、図３は判りやすくする為、イジェクタ６０を一部のみ図示している。また、図４は、図３の共通インク流路１４の流末端部の拡大図である。

図１と図２とに示すように各イジェクタ６０は、インク滴を吐出するノズル１０と、ノズル１０からインク滴を吐出させ、インクの吐出方向から平面視したとき六角形形状をした圧力室１２と、を備えている。そして、ノズル１０と圧力室１２とを連通するノズル連通室１６と、共通インク流路１４の開口部２０と圧力室１２とを連通するインク供給路１８とを備えている。

更に、圧力室１２の上面には振動板３４が接着され、振動板３４の上面には圧電素子３６が接着され、圧電素子３６の上面にはボール半田４０を介して配線基板３８が接合されている。

また、共通インク流路１４の底面はダンパープレート１２０で構成され、ダンパープレート１２０とノズルプレート２２との間には空洞部１２４が設けられている。そして、ダンパープレート１２０と空洞部１２４とで、共通インク流路１４の中のインクに伝わった圧力波をダンパープレート１２０が撓んで吸収するエアダンパー１２６を構成している。

なお、本発明での支流の幅は、このダンパープレート１２０部分の幅を示す。また、インクジェット記録ヘッドの構造によっては、空洞部１２４が無く、ダンパープレート１２０がノズルプレート２２と同一の場合もある。

つぎに、本実施形態のインクジェット記録ヘッド１１２の製造方法の概要を説明する。

インクジェット記録ヘッド１１２は、各インク流路等になる孔が形成された複数のプレートを積層し、その孔によって構成された空間が各インク流路等になる。

具体的には、ノズル１０が形成されるノズルプレート２２と、ノズル連通室１６が形成され共通インク流路１４の底面を構成するダンパープレート１２０と、ノズル連通室１６と空洞部１２４とが形成されたスペーサプレート１２２と、ノズル連通室１６と共通インク流路１４とを形成する共通インク流路プレート２４、２６と、ノズル連通室１６と共通インク流路１４の開口部２０とインクプール７０とを形成するスループレート２８と、インク供給路１８とインクプール７０が形成されたインク供給路プレート３０と、圧力室１２とインクプール７０が形成された圧力室プレート３２と、を順番に積層し接合する。

次に、ノズルプレート２２の表面に撥水コート膜を被覆すると共に、エキシマレーザにてノズル１０を開ける。そして、ノズル１０を形成後に圧力室プレート３２に振動板３４を接着する。

尚、ノズルプレート２２及びダンパープレート１２０の材質はポリイミドであり、その他のプレートの材質はＳＵＳである。

次に、別途、剥離可能な接着剤、例えば接着後に所定の温度で加熱すると、発泡して接着力が大幅に低下する性質を有する熱発泡性接着フィルムを介して図示しない固定基板に接着された、図示しない圧電プレートに、例えばサンドブラスト加工を用いて、マトリックス状に配列された圧電素子３６を作成する。

この固定基板上にマトリックス状に作成された圧電素子３６の固定基板が接着された逆の面を、前述した流路プレートユニットの振動板３４の面に接着する
尚、圧電プレートの両面には、電極層として第１及び第２電極層がスパッタリングなどで予め形成されており、共通電極として兼用する振動板３４と導電性接着剤で接着することで、第一電極層、すなわち圧電素子３６と振動板３４とは電気的にも接続される。

つづいて、固定基板を加熱して熱発泡性接着フィルムの接着力を低減させ、固定基板を剥離する。

剥離後、各圧電素子３６毎にボール半田４０を形成した配線基板３８を圧電素子３６と接合する。前述したように圧電素子３６の両面には第１及び第２電極層が形成されているので、第２電極層、すなわち圧電素子３６と配線基板３８とは電気的に接続される。

このような製造方法によって本実施形態のインクジェット記録ヘッド１１２が完成する。

インクジェット記録ヘッド１１２は、図３に示すように、インクタンク（図示省略）のインクが、インク供給部７２からインクプール７０に充填される。インクプール７０に充填後、各連通部８０から各共通インク流路１４に充填されていく。共通インク流路１４に充填された後、図１（Ｂ）の矢印Ｆのように共通インク流路１４の開口部２０からインク供給路１８を通って各圧力室１２とノズル連通室１６とにインクが充填され、ノズル１０において表面が圧力室１２側に僅かに凹んだメニスカス（図示省略）を形成する。

このようにインクが充填された状態で、例えばボール半田４０から振動板３４へと通電することで圧電素子３６がたわみ、振動板３４を介して圧力室１２のインクが加圧され、ノズル１０からインク滴が吐出する。

つぎに、本実施形態のインクジェット記録ヘッド１１２を使用したインクジェット記録装置について説明する。図１３は、インクジェット記録ヘッド１１２を備えたインクジェット記録装置１０２の部分断面斜視図である。

インクジェット記録装置１０２はインクジェット記録ヘッド１１２を搭載するキャリッジ１０４、キャリッジ１０４を主走査方向Ｍに走査する為の主走査機構１０６、記録媒体としての記録用紙Ｐを副走査方向Ｓに走査する為の副走査機構１０８、及びメンテナンスステーション１１０等を含んで構成されている。

インクジェット記録ヘッド１１２は、ノズル１０が形成されたノズルプレート２２（図２参照）が、記録用紙Ｐと対向するようにキャリッジ１０４上に搭載されており、主走査機構１０６によって主走査方向Ｍに移動されながら記録用紙Ｐに対してインク滴を吐出することにより、一定のバンド領域ＢＥに対して画像の記録を行う。主走査方向Ｍへの１回の移動が終了すると、副走査機構１０８によって記録用紙Ｐが副走査方向Ｓに搬送され、再びキャリッジ１０４を主走査方向Ｍに移動させながら次のバンド領域ＢＥを記録する。こうした動作を複数回繰り返すことにより、記録用紙Ｐの全面にわたって画像記録を行うことができる。

図１３と図１４とに示すように、メンテナンスステーション１１０は印字範囲外に設けられている。また、メンテナンスステーション１１０には、キャップ５０や図示しないダミージェット受け部、クリーニングブレード等を備えており、ダミージェット動作、クリニーニング動作、インクの吸引動作等のメンテナンス動作を所定のタイミングで行う。

尚、インクの吸引動作とは、インクジェット記録ヘッド１１２のノズル１０からインクを吸引することで、例えば、インクジェット記録ヘッド内の気泡の排出を行い、吐出特性を回復する動作のことをいう。

具体的には、図１４（Ｂ）に示すように、メンテナンスステーション１１０のキャップ５０上に搬送されたインクジェット記録ヘッド１１２のノズル面１０Ａに、図示しない昇降機構によってキャップ５０を密着させ、図示しないポンプによって、ノズル１０からインクを吸引し、吐出特性の回復を行う。

ノズル１０から吸引したインクは廃インクタンク（図示省略）に送られ回収される。廃インクに回収されたインクは再利用されない。

なお、上記実施の形態では、インクジェット記録ヘッド１１２をキャリッジ１０４によって搬送しながら記録を行ったが、これに限定されるものではない。例えば、ノズルを記録媒体の全幅にわたって配置し、インクジェット記録ヘッドは固定して、記録媒体のみを搬送しながら記録を行っても良い。

さて、あるノズル１０からインク滴が吐出すると、その吐出の際に発生する圧力波が、他のノズルの吐出特性（インク滴量、インク滴速度、吐出周波数など）に影響を与える、所謂、クロストークが発生する。そして、支流である共通インク流路１４に接続されたイジェクタ６０の数が多くなるほど、共通インク流路１４が長くなっているので、全体の音響容量は大きなるものの、一斉吐出した際の圧力波の重ね合わせのため、イジェクタ６０の数が少なく、短い共通インク流路１４に比べて、圧力波が減衰せずに共通インク流路１４の中を伝わりやすいので、クロストークが顕著となる。

本実施形態のように、多数のイジェクタ６０をマトリックス配置した構成であると、インクジェット記録ヘッド１１２の小型化や、強度上、空洞部分を少なくし、また、本実施形態のように各プレートを積層して接着する場合は接着面積も広くしたいので、できるだけ共通インク流路１４の幅を狭くし、また、強度上、ダンパープレート１２０の膜厚もできるだけ厚くしたい要望がある。しかし、共通インク流路１４の幅を狭くし、また、ダンパープレート１２０の膜厚を厚くすると、共通インク流路１４の音響容量が小さくなり、クロストークが顕著になる。特に、前述したように、接続しているイジェクタ６０が多い共通インク流路１４ほど、クロストークが顕著になる。

なお、共通インク流路１４の音響容量ｃｄは、共通インク流路１４（支流）の長さをＬ、共通インク流路１４（支流）の幅をｗ、共通インク流路１４（支流）の深さをｄ、ダンパープレート１２０の膜厚をｔ、ダンパープレート１２０のヤング率Ｅ、ダンパープレート１２０のポアソン比をν（図５参照）とすると、
Ｃｄ＝Ｌ・Ｗ⁵・（１−ν²）／６０・Ｅ・ｔ³
となる。

さて、本実施形態では、インクジェット記録ヘッド１１２の小型化や強度上の問題に対応しつつ、クロストークを抑制している。

具体的には、図５（Ａ）に示すように、接続されたイジェクタ６０が多い共通インク流路１４ほど幅広とし、又は／且つ、図５（Ｂ）に示すように、接続されたイジェクタが多い共通インク流路１４ほど、ダンパープレート１２０の膜厚を薄くし、音響容量を大きくしている。

なお、上述した図５をはじめ、図６から図９は、共通インク流路１４は４本のみ示す等、模式的に描いている。また、判りやすくする為、図３，図４，図１０では、共通インク流路１４の幅を変えて描いていない。

このように、接続されたイジェクタ６０が多い共通インク流路１４ほど、音響容量を大きくしている。換言すると、接続されたイジェクタ６０が少ない共通インク流路１４は幅狭とし、また、ダンパープレート１２０の膜厚を厚くし、インクジェット記録ヘッド１１２全体が必要以上に大型化したり、強度が低下することに対応している。

さて、共通インク流路１４の幅、イジェクタ６０の数、及びクロストーク量の関係を示したものが図１１のグラフである。なお、駆動周波数は約１８ｋＨｚ，インク滴量は約２０ｐｌである。また、クロストーク量はノズル１０のメニカスが振動し続ける程度を指標とし、８００以下が良いとされている。

図１１のグラフで判るように、共通インク流路１４を幅広とするほどクロストーク量が減少することがわかる。つまり、接続されるイジェクタ６０の数が多くても幅広とすることで、クロストーク量を８００以下にすることができる。

また、幅が狭くて長く、また、多数のイジェクタが接続された共通インク流路１４は、流路抵抗が小さくなる。そして、インクジェット記録ヘッド１１２のインクの充填時やメンテナンスなどで、ノズルからインクを吸引し気泡を排出する際（図１４（Ｂ）参照）などに、流路抵抗の大きな共通インク流路１４に必要なインクの流速を与えると、流路抵抗の小さな共通インク流路１４は必要とするインクの流量以上のインクが流れてしまう。よって、インクジェット記録ヘッド１１２全体として吸引するインクの流量が増大する。

しかし、接続されたイジェクタ６０が多くて長い共通インク流路１４ほど幅広とし、流路抵抗を調整しているので、必要以上の流量が流れない。よって、インクジェット記録ヘッド１１２全体として吸引するインクの流量が増大していない。

図１２のグラフは、イジェクタ６０の数（共通インク流路１４の長さ）、共通インク流路１４の幅、及び流路抵抗の関係を示したものである。なお、流路抵抗は比で示し、１以下が支障にならない抵抗値である。図１２のグラフから判るように、接続されたイジェクタ６０の数が同じでも、共通インク流路１４を幅広とすると流路抵抗が小さくなることが判る。なお、本実施形態では、各共通インク流路１４の幅を調整し、流路抵抗を１以下としている。

なお、イジェクタ６０の数が多い共通インク流路１４ほど、音響容量を大きくする方法は、上記以外の方法であっても良い。

例えば、第１の変形例として、図６に示すように、共通インク流路２１４に凸部２１４Ａを形成し、この凸部２１４Ａの数で共通インク流路２１４の音響容量を調整しても良い。あるいは、第２の変形例として、図７に示すように、共通インク流路３１４の深さｄを変えて、共通インク流路３１４の音響容量を調整しても良い。

また、第３の変形例として、図８に示すように、ダンパープレート２２０の膜厚を階段上に薄くしても良いし、第４の変形例として、図９に示すように、ダンパープレート３２０の膜厚を斜めに傾斜した構成としても良い。

さて、クロストークは、異なる共通インク流路１４に接続されたイジェクタ６０間にも発生する。よって、本実施形態では、更に、次のようにして、異なる共通インク流路１４に接続されたイジェクタ６０間のクロストークを抑制している。

図５（Ａ）に示すようにインクプール７０の隣合う共通インク流路１４の間の領域７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃの音響容量を、隣り合う共通インク流路１４の音響容量の和より大きくしている。

具体的には、共通インク流路１４Ａと共通インク流路１４Ｂの音響容量の和より領域７０Ａの音響容量を大きく、共通インク流路１４Ｂと共通インク流路１４Ｃの音響容量の和より領域７０Ｂの音響容量を大きく、共通インク流路１４Ｃと共通インク流路１４Ｄの音響容量の和より領域７０Ｃの音響容量を大きくしている。

このような構成とすることで、例えば、共通インク流路１４Ａとの圧力波が領域７０Ａを介して隣の共通インク流路１４Ｂに伝播する際、領域７０Ａのダンパー効果で圧力波が減衰するので、圧力波が伝わりにくい。つまり、異なる共通インク流路１４に接続されたイジェクタ６０間のクロストークが抑制される。

なお、音響容量が小さい共通インク流路１４、すなわち短い共通インク流路１４が隣り合っている領域は狭くてよい。よって、本実施形態では、長い共通インク流路１４側ほどインクプール７０を幅広としている。具体的には、領域７０Ａが一番狭く、領域７０Ｃが一番広い。したがって、必要以上にインクプール７０が大きくなっていないので、インクジェット記録ヘッド１１２全体が小型化されている。また、強度も低下していない。

更に、異なる共通インク流路１４の共振周波数が等しいと共通インク流路１４間で共振し、この共振によっても、異なる共通インク流路１４に接続されたイジェクタ６０間のクロストークが顕著になる。

よって、本実施形態では、図３に示すように、各共通インク流路１４の長さを全て異ならせ、各共通インク流路１４の共振周波数を異ならせている。なお、異なるインクプール７０（図３では上と下のインクプール７０）に接続されている共通インク流路１４間では共振しない。よって、異なるインクプール７０に接続された共通インク流路１４で同じ長さの共通インク流路１４が存在しても、共振によるクロストークは顕著にならない。

また、インクプール７０と共通インク流路１４との共振周波数が等しいと、インクプール７０と共通インク流路１４とが共振し、インクプール７０を介して、異なる共通インク流路１４に接続されたイジェクタ６０間でクロストークが顕著になる。よって、インクプール７０の音響容量や形状を調整し、インクプール７０の共振周波数と各共通インク流路１４の共振周波数とを異ならせ、クロストークを抑制している。

つぎに、本実施形態の作用について説明する。

今まで、説明したように、インクジェット記録ヘッド１１２は、クロストークが抑制されているので、各イジェクタ６０の吐出特性（インク滴量、インク滴速度、吐出応答性等）が均一で良好となっている。

このため、高速で画像品質の良好な画像形成が可能なインクジェット記録装置１０２となっている。

また、流路抵抗が調整されているので、吸引動作の際、必要以上のインクが吸引され、インクが無駄になることがない。

なお、本実施形態では、クロストーク対策として、（１）共通インク流路１４の音響容量の調整、（２）インクプール７０の音響容量の調整、（３）共通インク流路１４の共振周波数の調整、（４）インクプール７０の共振周波数の調整、を行った。しかし、これら４つのうち、いずれか１つ以上を実施すれば良い。

また、共通インク流路１４の共振周波数を必ずしも全て異ならせなくても、隣合う共通インク流路１４の共振周波数が異なる構成であっても良い。

なお、共通インク流路１４を同じ材質・同じ寸法とすると、共振周波数も等しくなるが、全て異ならせない場合でも、全て同じ場合に比べて共振を打ち消す成分が発生するので、共振によるクロストークは小さくなり効果ある。

更に、共通インク流路１４の共振周波数を必ずしも全て異ならせない場合は、同じ長さの共通インク流路（支流）があっても良い。例えば、図１０に示すように、共通インク流路８１４は、並びの一方側の３列は長く（同じ長さ）、４列目から他方側へ徐々に短くなり（異なる長さ）、そして、他方側の３列は短い（同じ長さ）構成であっても良い。

尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態では圧電素子３６は、１枚の圧電素子３６のたわみ振動によって圧力室１２を加圧したが、これに限定されない。例えば、圧電素子を積層する形態であっても良いし、縦振動タイプの圧電素子であっても良い。あるいは、その他形態の圧電素子であっても良い。

また、例えば、上記実施の形態では、アクチュエータは圧電素子３６よって圧力室１２を加圧する構成であったが、これに限定されない。例えば、発熱抵抗体によって、圧力室内のインクを加熱し発泡させることで加圧する構成であっても良いし、静電力や磁力を利用したものであっても良い。或いは、その他の形態のアクチュエータであっても良い。

また、本明細書におけるインクジェット記録とは、記録用紙上への文字や画像の記録に限定されるものではない。すなわち、記録媒体は紙に限定されるものでなく、また吐出する液体もインクに限定されるものではない。例えば、高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルターを作成したり、溶接状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成したりするなど、工業用的に用いられる液滴噴射装置全般に対して本発明を利用することが可能である。

（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの要部を示す断面斜視図である。（Ｂ）は、（Ａ）のＸ部分の拡大図である。 （Ａ）は、本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの要部を示す断面図である。（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ断面の図である。 本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを平面視し、模式的に示した図である。 共通インク流路の流末端部を拡大した図である。 （Ａ）は、本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを平面視し、模式的に示した図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＢ−Ｂ断面の図である。 本発明の第１実施形態の第１の変形例に係るインクジェット記録ヘッドを平面視し、模式的に示した図である。 本発明の第１実施形態の第２の変形例に係るインクジェット記録ヘッドの断面を模式的に示した図である。 本発明の第１実施形態の第３の変形例に係るインクジェット記録ヘッドの断面を模式的に示した図である。 本発明の第１実施形態の第４の変形例に係るインクジェット記録ヘッドの断面を模式的に示した図である。 本発明のその他の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを平面視し、模式的に示した図である。 イジェクタ数、共通インク流路の幅、及びクロストーク量の関係を示すグラフである。 イジェクタ数（共通インク流路長さ）、共通インク流路の幅、及び流路抵抗の関係を示すグラフである。 インクジェット記録装置を示す部分断面斜視図である。 インクジェット記録ヘッドのノズルからインクを吸引する様子を説明する説明図であり、（Ａ）は印字中を示し、（Ｂ）は吸引中を示す図である。

符号の説明

１０ ノズル
１２ 圧力室
１４ 共通インク流路（支流）
１８ インク供給路
３６ 圧電素子
６０ イジェクタ
７０ インクプール（本流）
８０ 連通部
１０２ インクジェット記録装置
１１２ インクジェット記録ヘッド
１２０ ダンパープレート（ダンパー）

Claims (14)

1. ノズルからインク滴を吐出するイジェクタと、
   １つ又は複数の前記イジェクタが接続し、前記イジェクタにインクを供給する複数の支流と、
   複数の前記支流が接続し、該支流にインクを供給する１つ又は複数の本流と、
   を有し、前記イジェクタが二次元状にマトリックス配置され、
   接続されたイジェクタ数が異なる支流を、１つ以上備えるインクジェット記録ヘッドであって、
   イジェクタ数が多い支流ほど、音響容量を大きくしたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 接続されたイジェクタ数が多い前記支流ほど、該支流の幅を広くしたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
3. 前記支流の一部を構成し、該支流のインクに伝播した圧力波を吸収する膜状のダンパーを備え、
   前記接続されたイジェクタ数が多い支流ほど、前記支流の前記ダンパーの膜厚を薄くしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド。
4. ノズルからインク滴を吐出するイジェクタと、
   １つ又は複数の前記イジェクタが接続し、前記イジェクタにインクを供給する複数の支流と、
   複数の前記支流が接続し、前記支流にインクを供給する１つ又は複数の本流と、
   を有し、前記イジェクタが二次元状にマトリックス配置されたインクジェット記録ヘッドであって、
   前記本流において、隣合う前記支流間の間の領域の音響容量を、前記隣合う二つの支流の音響容量の和よりも大きくしたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
5. 接続されたイジェクタ数が異なる前記支流を１つ以上備え
   前記支流は、イジェクタ数の多い順番に並んで前記本流に接続し、
   前記本流は、イジェクタ数の多い支流側に向かって音響容量を大きくしたことを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録ヘッド。
6. 前記本流は、イジェクタ数の多い支流側に向かって幅広としたことを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録ヘッド。
7. ノズルからインク滴を吐出するイジェクタと、
   １つ又は複数の前記イジェクタが接続し、前記イジェクタにインクを供給する複数の支流と、
   複数の前記支流が接続し、前記支流にインクを供給する１つ又は複数の本流と、を有し、
   前記イジェクタが二次元状にマトリックス配置されたインクジェット記録ヘッドであって、
   隣り合う前記支流は、異なる共振周波数としたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
8. 前記本流を共用する全ての支流の共振周波数を異ならせたことを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録ヘッド。
9. 前記支流の音響容量を変えて、共振周波数を異ならせたことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のインクジェット記録ヘッド。
10. ノズルからインク滴を吐出するイジェクタと、
    １つ又は複数の前記イジェクタが接続し、前記イジェクタにインクを供給する複数の支流と、
    複数の前記支流が接続し、前記支流にインクを供給する１つ又は複数の本流と、
    を有し、前記イジェクタが二次元状にマトリックス配置されたインクジェット記録ヘッドであって、
    前記本流の共振周波数と前記支流の共振周波数とを異ならせたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
11. 前記イジェクタは、
    前記ノズルと、
    前記ノズルに接続した圧力室と、
    前記圧力室に接して該圧力室内のインクを加圧し、前記ノズルからインク滴を吐出させるアクチュエータと、
    前記圧力室と前記支流とに接続し、該支流から該圧力室へインクを供給するインク供給路と、
    を有することを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
12. 前記アクチュエータは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する圧電素子を備えることを特徴とする請求項１１に記載のインクジェット記録ヘッド。
13. 前記アクチュエータは、前記圧力室内のインクを加熱し発泡させることで加圧する発熱抵抗体を備えることを特徴とする請求項１１に記載のインクジェット記録ヘッド。
14. 請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドを使用したことを特徴とするインクジェット記録装置。

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