JP2010188614A

JP2010188614A - 記録ヘッド及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2010188614A
Application number: JP2009035394A
Authority: JP
Inventors: Sho Onozawa; 祥小野澤
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2009-02-18
Filing date: 2009-02-18
Publication date: 2010-09-02
Also published as: US20100207995A1

Abstract

【課題】低周波共振によるクロストークの影響を抑制し、画質を向上させることができる記録ヘッド及び画像形成装置を得る。
【解決手段】インクジェットラインヘッド６４は、インクを貯留する第１共通流路１０２と、仕切り板１０４の両端部に設けられた開口部１１４、１１６を介して第１共通流路１０２と連通する第２共通流路１０８と、を備えている。第１共通流路１０２の両側部には第１インク供給路１２０と連通する複数の第１圧力室１１８が設けられており、第２共通流路１０８の両側部には第２インク供給路１４０と連通する複数の第２圧力室１３８が設けられている。第１駆動装置１２６によりＡ位置にある第１圧力室１１８を駆動させたとき、第１圧力室１１８から第１共通流路１０２及び第２共通流路１０８の左右方向に同じ距離であるＢ位置の第２圧力室１３８を駆動させ、第１圧力室１１８の圧力波と逆位相の圧力波を発生させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、記録ヘッド及び画像形成装置に関する。

シングルパス方式のインクジェット記録装置においては、記録媒体が１度通過するだけで所望の解像度を実現する必要があるため、インクジェット記録ヘッドの副走査方向のノズル数が必然的に多くなる。これに伴って、液体（インクなど）を貯留する共通流路の長さが長くなり、共通流路内での液体の共振周波数が下がることになる。この共振周波数が吐出周波数近傍まで下がった場合、共通流路での共振によってノズル間で液滴の吐出特性に影響を与える、いわゆるクロストークが顕著となり、形成される画像が劣化する可能性がある。ここで、クロストークとは、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現象をいう。

下記特許文献１には、共通流路と近接する位置に空気室を設け、共通流路と空気室との間を弾性変形可能な薄い板で仕切るようにした構成が開示されている。これによって、共通流路の音響容量を大きくし、クロストークの減衰を図るに十分な音響容量を確保しようとしている。

特開２００６−８２３９４号公報

しかし、上記特許文献１では、共通流路と空気室との間を弾性変形可能な薄い板で仕切るため、薄い板に破れなど欠陥が生じやすく、流体漏れが発生する可能性がある。また、薄い板による容量性のダンパは高周波成分には有効であるが、低周波成分には有効とはいえないため、共通流路内での液体の共振周波数が吐出周波数近傍まで下がった場合に、低周波共振によるクロストークの影響を抑制することは難しい。

本発明は上記事実を考慮し、低周波共振によるクロストークの影響を抑制し、画質を向上させることができる記録ヘッド及び画像形成装置を得ることが目的である。

請求項１に記載の発明に係る記録ヘッドは、液体を貯留する第１共通流路と、前記第１共通流路の長手方向に沿って配置されると共に、前記第１共通流路と仕切る仕切り板の両端部に形成された開口部を通じて前記第１共通流路との間で液体が循環される第２共通流路と、前記第１共通流路に接続される複数の第１液体供給路とそれぞれ連通し、前記第１共通流路から前記第１液体供給路を介して供給される液体が充填される複数の第１圧力室と、前記第１圧力室の圧力を変動させ、前記第１圧力室と連通するノズルから記録媒体へ液滴を吐出させる複数の第１駆動手段と、前記第２共通流路に接続される複数の第２液体供給路とそれぞれ連通し、前記第２共通流路から前記第２液体供給路を介して供給される液体が充填される複数の第２圧力室と、前記第２圧力室のいずれかの圧力を変動させ、前記第１駆動手段により駆動されて前記第１圧力室から前記第１共通流路及び前記第２共通流路に伝播する圧力波を減衰させ、かつ、液滴を吐出させない圧力波を発生させる複数の第２駆動手段と、を有している。

請求項１に記載の発明によれば、液体を貯留する第１共通流路には、第１圧力室にそれぞれ連通する複数の第１液体供給路が接続されており、第１共通流路内の液体が複数の第１液体供給路を介してそれぞれの第１圧力室に供給される。第１共通流路の長手方向に沿って仕切り板で仕切られた第２共通流路が設けられており、仕切り板の両端部に形成された開口部を通じて第１共通流路と第２共通流路との間で液体が循環される。第２共通流路には、第２圧力室にそれぞれ連通する複数の第２液体供給路が接続されており、第２共通流路内の液体が複数の第２液体供給路を介してそれぞれの第２圧力室に供給される。さらに、第１駆動手段により第１圧力室の圧力を変動させることで、第１圧力室と連通するノズルから液滴が記録媒体へ吐出される。そのとき、第２駆動手段により第２圧力室のいずれかの圧力を変動させて圧力波を発生させることにより、第１駆動手段により駆動されて第１圧力室から第１共通流路及び第２共通流路に伝播する圧力波が、第２圧力室からの圧力波によって減衰される。

このような構成によって、第１共通流路と第２共通流路により液体が循環する共通流路全体が長くなり、共通流路内での液体の共振周波数がさらに下がるため、実質上共振周波数を吐出周波数から遠ざけることができる。このため、低周波共振によるクロストークの影響を抑制することができる。また、液体が循環する共通経路全体が長くなるため、粘性減衰によってクロストークの影響を効果的に抑制することができる。さらに、第２駆動手段により第２圧力室のいずれかの圧力を変動させて圧力波を発生させることで、第１駆動手段により駆動されて第１圧力室から第１共通流路及び第２共通流路に伝播する圧力波が減衰され、クロストークの影響をより効果的に抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の記録ヘッドにおいて、前記第１共通流路と前記第２共通流路が互いに同寸法で形成されており、前記第１駆動手段により駆動された前記第１圧力室から一方の前記開口部へ向い前記第２共通流路を通じて至る距離と他方の前記開口部へ向い前記第２共通流路を通じて至る距離が同じ位置にある前記第２圧力室を前記第２駆動手段により駆動させ、前記第１圧力室から発生する圧力波と逆位相の圧力波を発生させるものとする。

請求項２に記載の発明によれば、第１駆動手段により駆動された第１圧力室から一方の開口部へ向い第２共通流路を通じて至る距離と他方の開口部へ向い第２共通流路を通じて至る距離が同じ位置にある第２圧力室を第２駆動手段により駆動させ、第１圧力室から発生する圧力波と逆位相の圧力波を発生させる。これによって、第１圧力室から第１共通流路及び第２共通流路に伝播する圧力波が、第２圧力室から発生する逆位相の圧力波によって減衰される。このため、クロストークの影響をさらに効果的に抑制することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の記録ヘッドにおいて、前記第１共通流路と前記第２共通流路が互いに同寸法で形成されており、前記仕切り板の中心部に対して、前記第１駆動手段により駆動された前記第１圧力室と点対称の位置にある前記第２圧力室を前記第２駆動手段により駆動させ、前記第１圧力室から発生する圧力波と逆位相の圧力波を発生させるものとする。

請求項３に記載の発明によれば、仕切り板の中心部に対して、第１駆動手段により駆動された第１圧力室と点対称の位置にある第２圧力室を第２駆動手段によって駆動させ、第１圧力室から発生する圧力波と逆位相の圧力波を発生させる。これによって、第１圧力室から第１共通流路及び第２共通流路に伝播する圧力波が、第２圧力室から発生する逆位相の圧力波によって減衰される。このため、クロストークの影響をさらに効果的に抑制することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の記録ヘッドにおいて、前記第２圧力室が、液滴を吐出するノズルを持たないものとする。

請求項４に記載の発明によれば、第２圧力室が、液滴を吐出するノズルを持たないため、第２駆動手段により第２圧力室の圧力を変動させたときに、記録媒体に液滴を吐出することが防止される。

請求項５に記載の発明に係る画像形成装置は、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の記録ヘッドと、前記記録ヘッドとの対向位置に記録媒体を搬送する搬送手段と、を備え、前記記録ヘッドとの対向位置に前記記録媒体を通過させることによって画像を形成するものとする。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の記録ヘッドとの対向位置に、搬送手段により記録媒体が搬送される。そして、記録ヘッドとの対向位置に記録媒体を通過させることによって画像が形成される。このとき、記録ヘッドの第１共通流路と第２共通流路により液体を貯留する共通流路全体が長く構成されているので、低周波共振によるクロストークの影響が抑制される。さらに、第２駆動手段の駆動により第２圧力室のいずれかの圧力を変動させて圧力波を発生させることにより、第１駆動手段により駆動されて第１圧力室から第１共通流路及び第２共通流路に伝播する圧力波が減衰され、クロストークの影響がより効果的に抑制される。このため、画質劣化の発生を防止又は抑制することができる。

本発明によれば、低周波共振によるクロストークの影響を抑制し、画質を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係るインクジェットラインヘッドを備えた画像形成装置の構成を示す全体構成図である。第１実施形態に係るインクジェットラインヘッドの構成を示す透視斜視図である。第１実施形態に係るインクジェットラインヘッドの長手方向に沿った断面を示す概略断面図である。（Ａ）は第１実施形態に係るインクジェットラインヘッドの第１共通流路の構成を示す概略平面図であり、（Ｂ）は第１共通流路の構成の一部を示す拡大平面図である。第１実施形態に係るインクジェットラインヘッドの長手方向と交差する方向に沿った断面を示す概略断面図である。（Ａ）は第１駆動装置の駆動により第１圧力室から発生する圧力波の一例であり、（Ｂ）は第２駆動装置の駆動により第２圧力室から発生する逆位相の圧力波の一例である。第２実施形態に係るインクジェットラインヘッドの長手方向に沿った断面を示す概略断面図である。

〔第１実施形態〕
以下に、本発明の第１実施形態に係る記録ヘッドとしてのインクジェットラインヘッドを備えた画像形成装置について説明する。

まず、画像形成装置１０の全体構成について説明する。
［画像形成装置］
図１に示されるように、本実施形態に係る画像形成装置１０には、記録媒体としての枚葉紙（以下、「用紙」という）の搬送方向上流側に、用紙を給紙搬送する給紙搬送部１２が設けられている。この給紙搬送部１２の下流側には、用紙の搬送方向に沿って、用紙の記録面に処理液を塗布する処理液塗布部１４、用紙の記録面に画像を形成する画像形成部１６、記録面に形成された画像を乾燥させるインク乾燥部１８、乾燥した画像を用紙に定着させる画像定着部２０、画像が定着した用紙を排出する排出部２１が設けられている。

以下、各処理部について説明する。
（給紙搬送部）
給紙搬送部１２には、用紙が積載される積載部２２が設けられており、積載部２２の用紙搬送方向下流側（（以下、「用紙の搬送方向」を省略する場合もある）には、該積載部２２に積載された用紙を一枚ずつ給紙する給紙部２４が設けられている。この給紙部２４によって給紙された用紙は、複数のローラ２６対で構成された搬送部２８を経て、処理液塗布部１４へ搬送される。

（処理液塗布部）
処理液塗布部１４では、処理液塗布ドラム３０が回転可能に配設されている。この処理液塗布ドラム３０には、用紙の先端部を挟持して用紙を保持する保持部材３２が設けられており、該保持部材３２を介して、処理液塗布ドラム３０の表面に用紙を保持した状態で、処理液塗布ドラム３０の回転によって該用紙を下流側へ搬送する。

なお、後述する中間搬送ドラム３４、画像形成ドラム３６、インク乾燥ドラム３８及び画像定着ドラム４０についても、処理液塗布ドラム３０と同様に保持部材３２が設けられている。そして、この保持部材３２によって、上流側のドラムから下流側のドラムへの用紙の受け渡しが行われる。

処理液塗布ドラム３０の上部には、処理液塗布ドラム３０の周方向に沿って、処理液塗布装置４２及び処理液乾燥装置４４が配設されており、処理液塗布装置４２によって、用紙の記録面に処理液が塗布され、処理液乾燥装置４４によって、該処理液が乾燥する。

ここで、処理液はインクと反応して色材（顔料）を凝集し、色材（顔料）と溶媒を分離促進する効果を有している。処理液塗布装置４２には、処理液が貯留している貯留部４６が設けられており、グラビアローラ４８の一部が処理液に浸されている。

このグラビアローラ４８にはゴムローラ５０が圧接して配置されており、該ゴムローラ５０が用紙の記録面（表面）側に接触して処理液が塗布される。また、グラビアローラ４８にはスキージ（図示省略）が接触しており、用紙の記録面に塗布する処理液塗布量を制御する。

処理液膜厚はヘッド打滴の液滴より十分小さいことが理想である。例えば２ｐｌの打滴量の場合、ヘッド打滴の液滴の平均直径は１５．６μｍであり、処理液膜厚が厚い場合、インクドットは用紙の記録面と接触することなく処理液内で浮遊する。２ｐｌの打滴量で着弾ドット径を３０μｍ以上得るには処理液膜厚を３μｍ以下にすることが好ましい。

一方、処理液乾燥装置４４には、熱風ノズル５４及び赤外線ヒーター５６（以下「ＩＲヒーター５６」という）が処理液塗布ドラム３０の表面に近接して配設されている。この熱風ノズル５４及びＩＲヒーター５６により、処理液中の水などの溶媒を蒸発させ、固体もしくは薄膜処理液層を用紙の記録面側に形成する。処理液乾燥工程で処理液を薄層化することで、画像形成部１６でインク打滴したドットが用紙表面と接触して必要なドット径が得られると共に、薄層化した処理液と反応し色材凝集して用紙表面に固定する作用が得られやすい。

このようにして、処理液塗布部１４で記録面に処理液が塗布、乾燥された用紙は、処理液塗布部１４と画像形成部１６の間に設けられた中間搬送部５８へ搬送される。

（中間搬送部）
中間搬送部５８には、中間搬送ドラム３４が回転可能に設けられており、中間搬送ドラム３４に設けられた保持部材３２を介して、中間搬送ドラム３４の表面に用紙を保持し、中間搬送ドラム３４の回転によって該用紙を下流側へ搬送する。

（画像形成部）
画像形成部１６には、画像形成ドラム３６が回転可能に設けられており、画像形成ドラム３６に設けられた保持部材３２を介して、画像形成ドラム３６の表面に用紙を保持し、画像形成ドラム３６の回転によって該用紙を下流側へ搬送する。

画像形成ドラム３６の上部には、画像形成ドラム３６の表面に近接して、シングルパス方式のインクジェットラインヘッド６４で構成されたヘッドユニット６６が配設されている。このヘッドユニット６６では、少なくとも基本色であるＹＭＣＫのインクジェットラインヘッド６４が画像形成ドラム３６の周方向に沿って配列され、処理液塗布部１４で用紙の記録面に形成された処理液層上に各色の画像を形成する。インクジェットラインヘッド６４は、画像形成装置１０が対象とする用紙の最大紙幅に対応する長さを有しており、そのノズル面には最大サイズの用紙の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズル１２２（図５参照）が複数配列されている。

処理液はインク中に分散する色材（顔料）とラテックス粒子を処理液に凝集する効果を持たせ、用紙上で色材流れなど発生しない凝集体を形成する。インクと処理液の反応の一例として、処理液内に酸を含有しＰＨダウンにより顔料分散を破壊し、凝集するメカニズムを用い色材滲み、各色インク間の混色、インク滴の着弾時の液合一による打滴干渉を回避する。

インクジェットラインヘッド６４は、画像形成ドラム３６に配置された回転速度を検出するエンコーダ（図示省略）に同期して打滴を行うことで、高精度に着弾位置を決定すると共に、画像形成ドラム３６の振れ、回転軸６８の精度、ドラム表面速度に依存せず、打滴ムラを低減することが可能となる。

なお、ヘッドユニット６６は画像形成ドラム３６の上部から退避可能とされており、インクジェットラインヘッド６４のノズル面清掃や増粘インク排出などのメンテナンス動作は、該ヘッドユニット６６を画像形成ドラム３６の上部から退避させることで実施される。

記録面に画像が形成された用紙は、画像形成ドラム３６の回転によって、画像形成部１６とインク乾燥部１８の間に設けられた中間搬送部７０へ搬送されるが、中間搬送部７０については、中間搬送部５８と構成が略同一であるため説明を省略する。

（インク乾燥部）
インク乾燥部１８には、インク乾燥ドラム３８（後述する）が回転可能に設けられており、インク乾燥ドラム３８の上部には、インク乾燥部１８の表面に近接して、熱風ノズル７２及びＩＲヒーター７４が複数配設されている。

ここでは、一例として、上流側と下流側に熱風ノズル７２が配置されるようにして、熱風ノズル７２と平行配列された一対のＩＲヒーター７４を交互に配置している。これ以外にも、上流側にＩＲヒーター７４を多く配置して上流側で熱エネルギーを多く照射し水分の温度を上昇させ、下流側に熱風ノズル７２を多く配置して飽和水蒸気を吹き飛ばすようにしても良い。

ここで、熱風ノズル７２は、熱風の吹きつけ角度を用紙の後端側に傾けて配置するようにしている。これにより、熱風ノズル７２による熱風の流れを一方向に集めることができ、また、インク乾燥ドラム３８側へ用紙を押し付け、該インク乾燥ドラム３８の表面に用紙を保持させた状態を維持することができる。

これらの熱風ノズル７２及びＩＲヒーター７４による温風によって、用紙の画像形成部では、色材凝集作用により分離された溶媒が乾燥され、薄膜の画像層が形成される。

温風は用紙の搬送速度によっても異なるが、通常は５０℃〜７０℃に設定され、ＩＲヒーター７４の温度を２００℃〜６００℃に設定する事で、インク表面温度が５０℃〜６０℃になるよう設定されている。蒸発した溶媒はエアーと共に画像形成装置１０の外部へ排出されるが、エアーは回収される。このエアーは、冷却器／ラジエータ等で冷却して液体として回収しても良い。

記録面の画像が乾燥した用紙は、インク乾燥ドラム３８の回転によって、インク乾燥部１８と画像定着部２０の間に設けられた中間搬送部７６へ搬送されるが、中間搬送部７６については、中間搬送部５８と構成が略同一であるため説明を省略する。

（画像定着部）
画像定着部２０には、画像定着ドラム４０が回転可能に設けられており、画像定着部２０では、インク乾燥ドラム３８上で形成された薄層の画像層内のラテックス粒子が加熱／加圧されて溶融し、用紙上に固着定着する機能を有する。

画像定着ドラム４０の上部には、画像定着ドラム４０の表面に近接して、加熱ローラ７８が配設されている。この加熱ローラ７８は熱伝導率の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプが組み込まれており、該加熱ローラ７８によって、ラテックスのＴｇ温度以上の熱エネルギーが付与される。これにより、ラテックス粒子を溶融し、用紙上の凹凸に押し込み定着を行うと共に画像表面の凹凸をレベリングし光沢性を得ることを可能とする。

加熱ローラ７８の下流側には、定着ローラ８０が設けられている、この定着ローラ８０は画像定着ドラム４０の表面に圧接した状態で配置され、画像定着ドラム４０との間でニップ力を得るようにしている。このため、定着ローラ８０又は画像定着ドラム４０のうち、少なくとも一方は表面に弾性層を持ち、用紙に対して均一なニップ幅を持つ構成とする。

以上のような工程により、記録面の画像が定着した用紙は、画像定着ドラム４０の回転によって、画像定着部２０の下流側に設けられた排出部２１側へ搬送される。

なお、本実施形態では、画像定着部２０について説明したが、インク乾燥部１８で記録面に形成された画像を乾燥・定着させることができれば良いため、この画像定着部２０は必ずしも必要ではない。

次に、本発明の第１実施形態に係る記録ヘッドとしてのインクジェットラインヘッド６４について説明する。

図２には、インクジェットラインヘッド６４の構成が透視斜視図にて示されている。また、図３には、インクジェットラインヘッド６４の構成が断面図にて示されている。これらの図に示されるように、インクジェットラインヘッド６４は、インクを貯留する長尺状の第１共通流路１０２が形成された第１共通流路板１００と、第１共通流路板１００の上部に接合された仕切り板１０４と、仕切り板１０４の上部に接合され、インクを貯留する長尺状の第２共通流路１０８が形成された第２共通流路板１０６と、を備えている。

第２共通流路板１０６の上部の長手方向両端部には、第２共通流路１０８内にインクを供給するインク導入口１１０と、第２共通流路１０８内からインクを排出するインク排出口１１２と、が設けられている。インク導入口１１０はインクを貯蔵するインクタンク（図示省略）に接続され、インク排出口１１２はインクを貯める排出タンク（図示省略）に接続されている。また、仕切り板１０４の両端部には、第１共通流路１０２と第２共通流路１０８とを連通させる開口部１１４、１１６が設けられている。

インクタンク（図示省略）内のインクはインク導入口１１０から第２共通流路１０８内に供給される。第２共通流路１０８内のインクは開口部１１４を介して第１共通流路１０２に供給され、第１共通流路１０２内を長手方向に流れたインクが開口部１１６を介して第２共通流路１０８に供給され、第２共通流路１０８内をインクが長手方向に流れる。これによって、インクが第１共通流路１０２と第２共通流路１０８との間を循環されるようになっている。第２共通流路１０８内のインクはインク排出口１１２から排出タンク（図示省略）に排出される。

第１共通流路１０２と第２共通流路１０８は、上下方向長さ、長手方向長さ、及び幅方向長さがほぼ同じに形成されている。第１共通流路１０２と第２共通流路１０８は、仕切り板１０４を介して上下方向に配置されることで、効率良く配置されると共に、シングルパス方式を実現するため、長手方向長さが用紙の最大紙幅より長く設定されている。

図２〜図５に示されるように、第１共通流路板１００の長手方向に沿った両側部には、第１圧力室１１８とそれぞれ連通する第１液体供給路としての複数の第１インク供給路１２０が設けられている。第１インク供給路１２０は、第１共通流路１０２の長手方向と交差する方向の断面（第１インク供給路１２０の長手方向の断面）が略Ｌ字状に形成されており、第１インク供給路１２０の一端１２０Ａが第１共通流路１０２の上部と連通している。第１インク供給路１２０の一端１２０Ａは、第１共通流路１０２の長手方向の側壁面に対してやや傾斜する方向に配置されている。

第１インク供給路１２０の他端１２０Ｂは上方側に屈曲されて第１圧力室１１８と連通している。複数の第１インク供給路１２０は、第１共通流路１０２の側壁からほぼ平行に延びている（図３参照）。このとき、第１共通流路１０２の一方の側部に配置された複数の第１インク供給路１２０と、第１共通流路１０２の他方の側部に配置された複数の第１インク供給路１２０とは、第１共通流路１０２の長手方向に位置をずらして接続されている。これによって、複数の第１圧力室１１８を長手方向に位置をずらして効率よく配置することができる。第１共通流路１０２内のインクは、各第１インク供給路１２０を介して各第１圧力室１１８に分配供給されるようになっている。

第１圧力室１１８は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部の一方に第１インク供給路１２０が接続され、他方にノズル１２２と連通する流出口１２４が設けられている。なお、第１圧力室１１８の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形（菱形、長方形など）、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など、多様な形態があり得る。

第１圧力室１１８の上部には第１駆動手段としての第１駆動装置１２６が配設されている。第１駆動装置１２６は、第１圧力室１１８の上面を構成している加圧板（共通電極と兼用される振動板）１２８と、加圧板１２８の上部に設けられた圧電体１３０と、圧電体１３０の上面に設けられた個別電極１３２と、を備えている。個別電極１３２と共通電極間に駆動電圧を印加することによって圧電体１３０が変形して第１圧力室１１８の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル１２２からインクが吐出される。インク吐出後、圧電体１３０の変位が元に戻る際に、第１共通流路１０２から第１インク供給路１２０を通って新しいインクが第１圧力室１１８に再充填される。

図２〜図５に示されるように、第２共通流路板１０６の長手方向に沿った両側部には、第２圧力室１３８とそれぞれ連通する第２液体供給路としての複数の第２インク供給路１４０が設けられている。第２インク供給路１４０は、第２共通流路１０８の長手方向と交差する方向の断面が略Ｌ字状に形成されており、第２インク供給路１４０の一端１４０Ａが第２共通流路１０８の上部と連通している。第２インク供給路１４０の一端１４０Ａは、第２共通流路１０８の長手方向の側壁面に対してやや傾斜する方向に配置されている。第２インク供給路１４０の他端１４０Ｂは上方側に屈曲されて第２圧力室１３８と連通している。第２共通流路１０８の両側の複数の第２インク供給路１４０は、第１共通流路１０２の両側の複数の第１インク供給路１２０と上下方向から見てほぼ同じ位置に配設されている。第２共通流路１０８内のインクは、各第２インク供給路１４０を介して各第２圧力室１３８に分配供給されるようになっている。

第２圧力室１３８は、平面形状が概略正方形となっており、第１圧力室１１８と同じ寸法で形成されている。第２圧力室１３８の対角線上の両隅部の一方に第２インク供給路１４０が接続され、他方にノズル１４４と連通する流出口１２４が設けられている。

第２圧力室１３８の上部には第２駆動手段としての第２駆動装置１４２が配設されている。第２駆動装置１４２は、第１駆動装置１２６と同様に加圧板（共通電極と兼用される振動板）１２８と、圧電体１３０と、個別電極１３２と、を備えている。第２駆動装置１４２は、第１駆動装置１２６により駆動された第１圧力室１１８から一方の開口部１１４へ向い第２共通流路１０８を通じて至る距離と、他方の開口部１１６へ向い第２共通流路１０８を通じて至る距離が同じ位置にある第２圧力室１３８を駆動させる。言い換えると、第１駆動装置１２６により駆動された第１圧力室１１８から左右方向に開口部１１４、１１６を通じて折り返した距離がほぼ同じ位置（第１圧力室１１８から第１共通流路１０２及び第２共通流路１０８における左回りの距離と右回りの距離がほぼ等距離の位置）にある第２圧力室１３８を駆動させる。そのとき、第２駆動装置１４２は、第２圧力室１３８を第１駆動装置１２６と逆位相の駆動電圧で駆動させ、第１圧力室１１８の圧力変動により発生する圧力波と逆位相の圧力波を発生させる構成となっている。

例えば、図１及び図２に示されるように、第１駆動装置１２６によってＡ位置にある第１圧力室１１８を駆動させることにより、図６（Ａ）に示されるような矩形状の圧力波が発生する場合、Ａ位置から一方の開口部１１４へ向い第２共通流路１０８を通じて至る距離と他方の開口部１１６へ向い第２共通流路１０８を通じて至る距離が同じであるＢ位置にある第２圧力室１３８を第２駆動装置１４２により駆動させ、図６（Ｂ）に示されるような逆位相の圧力波を発生させる。すなわち、Ａ位置にある第１圧力室１１８の圧力を変動させると、第１圧力室１１８から発生した圧力波は、第１圧力室１１８と連通する第１インク供給路１２０の出口から第１共通流路１０２内に球面波として広がっていく。その際、Ｂ位置にある第２圧力室１３８から逆位相の圧力波を発生させることにより、第１圧力室１１８からの球面波を減衰させるようになっている。このとき、第２圧力室１３８を第１圧力室１１８と逆位相の駆動電圧で駆動させるため、第２圧力室１３８と連通するノズル１４４からはインクが吐出されない。

また、複数の第１圧力室１１８を駆動してインクを吐出する場合、複数の第１圧力室１１８と上記のような位置関係にある複数第２圧力室１３８を駆動させることによって、複数の第１圧力室１１８から発生する圧力波と逆位相の圧力波をそれぞれ発生させる。

図示を省略するが、第１共通流路１０２及び第２共通流路１０８は長手方向と直交する方向に複数配設されており、各々の第１共通流路１０２の長手方向に沿った両側部に第１インク供給路１２０を介して複数の第１圧力室１１８が設けられている。これによって、各ノズル１２２に対応する複数の第１圧力室１１８がマトリクス状に配置された構造となっている。

次に、本実施形態のインクジェットラインヘッド６４の作用並びに効果について説明する。

インク導入口１１０から第２共通流路１０８内に供給されたインクは、仕切り板１０４の開口部１１４を介して第１共通流路１０２に供給される。インクは第１共通流路１０２内を長手方向に流れ、インクは仕切り板１０４の開口部１１６を介して第２共通流路１０８に供給される。さらに、インクは第２共通流路１０８内を長手方向に流れ、開口部１１４を介して第１共通流路１０２に供給される。これによって、インクが第１共通流路１０２と第２共通流路１０８との間を循環される。

第１駆動装置１２６の個別電極１３２と共通電極間に所定の駆動電圧を印加することによって第１圧力室１１８の圧力が変動し、ノズル１２２からインクが吐出される。そのとき、第２駆動装置１４２は、第１駆動装置１２６により駆動された第１圧力室１１８から一方の開口部１１４へ向い第２共通流路１０８を通じて至る距離と他方の開口部１１６へ向い第２共通流路１０８を通じて至る距離が同じ位置にある第２圧力室１３８を、第１駆動装置１２６と逆位相の駆動電圧で駆動させる。例えば、図１及び図２に示されるように、第１駆動装置１２６によってＡ位置にある第１圧力室１１８を駆動させることにより、図６（Ａ）に示されるような矩形状の圧力波が発生する場合、Ｂ位置にある第２圧力室１３８を第２駆動装置１４２により駆動させることにより、図６（Ｂ）に示されるような逆位相の圧力波を発生させる。

Ａ位置にある第１圧力室１１８の圧力を変動させると、第１圧力室１１８から発生した圧力波は、第１圧力室１１８と連通する第１インク供給路１２０の出口から第１共通流路１０２内に球面波として広がっていくが、Ｂ位置にある第２圧力室１３８から逆位相の圧力波を発生させることにより、第１圧力室１１８からの球面波を減衰させ、又は打ち消すことができる。

このようなインクジェットラインヘッド６４では、第１共通流路１０２に仕切り板１０４を介して両端部で連通する第２共通流路１０８を設けることにより、共通流路全体が長くなり、インクが循環する経路が長くなる。本実施形態では、第１共通流路１０２と第２共通流路１０８とが略同寸法であるため、第１共通流路１０２のみを設けた場合と比べて、インクを貯留する共通流路全体の長さが２倍になる。これによって、第１共通流路１０２及び第２共通流路１０８内でのインクの共振周波数が下がるため、実質上共振周波数を吐出周波数帯から遠ざけることができる。例えば、第１共通流路１０２のみを設けた構成において、共振周波数と吐出周波数帯が重なっている場合に、共振周波数を吐出周波数より小さくすることができる。このため、低周波共振によるクロストークの影響を抑制することができる。これと同時に、第１共通流路１０２及び第２共通流路１０８によりインクが循環する経路が長くなるため、粘性減衰によってクロストークの大きさを効果的に減衰させることができる。

さらに、第１圧力室１１８から第１共通流路１０２及び第２共通流路１０８内に伝播する圧力波を、第２圧力室１３８から発生する逆位相の圧力波により減衰させ、又は打ち消すことができ、動的制振によってクロストークの影響をほとんど皆無にすることができる。

また、第１共通流路１０２の上部に仕切り板１０４を介して第２共通流路１０８を配置し、第１共通流路１０２と第２共通流路１０８とを両端部で連通させることにより、第１共通流路１０２と第２共通流路１０８とを効率良く配置することができ、省スペース化が可能である。また、第１共通流路１０２と第２共通流路１０８との間でインクを循環させることにより、第１共通流路１０２内又は第２共通流路１０８内でのインクの滞留を防止又は抑制することができる。

〔第２実施形態〕
次に、図７を用いて、本発明の第２実施形態に係る記録ヘッドとしてのインクジェットラインヘッドについて説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

図７に示されるように、インクジェットラインヘッド１５０は、仕切り板１０４の中心部１５２に対して、第１駆動装置により駆動された第１圧力室１１８（図１参照）と点対称の位置にある第２圧力室１３８（図１参照）を第２駆動装置により駆動させる。例えば、第１共通流路１０２の一方の側面のＣ位置にある第１インク供給路１２０と連通する第１圧力室１１８（図１参照）を駆動した場合、仕切り板１０４の中心部１５２に対して、Ｃ位置にある第１インク供給路１２０と点対称のＤ位置（Ｃ位置と反対側の側面）にある第２インク供給路１４０と連通する第２圧力室１３８（図１参照）を駆動させる。仕切り板１０４の中心部１５２に対して点対称であるから、Ｃ位置にある第１インク供給路１２０が接続される第１共通流路１０２の側面に対し、Ｄ位置にある第２インク供給路１４０が接続される第２共通流路１０８の側面は反対側となる。

このとき、第１実施形態と同様に、Ｃ位置にある第１圧力室１１８から発生する圧力波に対して、Ｄ位置にある第２圧力室１３８から逆位相の圧力波を発生させる。これによって、第１圧力室１１８から第１共通流路１０２及び第２共通流路１０８内に伝播していく圧力波を減衰させ、又は打ち消すことができる。

〔補足説明〕
駆動対称となる第１圧力室１１８と第２圧力室１３８の位置関係と駆動電圧は、第１実施形態及び第２実施形態に限定されず、他の構成でもよい。例えば、第１駆動装置１２６により駆動された第１圧力室１１８に対して所定の位置にある第２圧力室１３８を、第２駆動装置１４２により第１圧力室１１８からの圧力波を減衰させることができるものとして予め設定された所定の駆動電圧で駆動する構成でもよい。これによって、第１圧力室１１８から第１共通流路１０２及び第２共通流路１０８内に伝播していく圧力波を、第２圧力室１３８からの圧力波によって減衰させることができる。

第１実施形態のインクジェットラインヘッド６４では、第２圧力室１３８に連通するノズル１４４が設けられているが、第２圧力室１３８からインクを吐出する必要はないため、第２圧力室１３８と連通するノズルを設けない構成でもよい。

１０画像形成装置
３６画像形成ドラム（搬送手段）
６４インクジェットラインヘッド（記録ヘッド）
１０２第１共通流路
１０４仕切り板
１０８第２共通流路
１１４開口部
１１６開口部
１１８第１圧力室
１２０第１インク供給路（第１液体供給路）
１２２ノズル
１２６第１駆動装置（第１駆動手段）
１３８第２圧力室
１４０第２インク供給路（第２液体供給路）
１４２第２駆動装置（第２駆動手段）
１４４ノズル
１５０インクジェットラインヘッド（記録ヘッド）
１５２中心部

Claims

液体を貯留する第１共通流路と、
前記第１共通流路の長手方向に沿って配置されると共に、前記第１共通流路と仕切る仕切り板の両端部に形成された開口部を通じて前記第１共通流路との間で液体が循環される第２共通流路と、
前記第１共通流路に接続される複数の第１液体供給路とそれぞれ連通し、前記第１共通流路から前記第１液体供給路を介して供給される液体が充填される複数の第１圧力室と、
前記第１圧力室の圧力を変動させ、前記第１圧力室と連通するノズルから記録媒体へ液滴を吐出させる複数の第１駆動手段と、
前記第２共通流路に接続される複数の第２液体供給路とそれぞれ連通し、前記第２共通流路から前記第２液体供給路を介して供給される液体が充填される複数の第２圧力室と、
前記第２圧力室のいずれかの圧力を変動させ、前記第１駆動手段により駆動されて前記第１圧力室から前記第１共通流路及び前記第２共通流路に伝播する圧力波を減衰させ、かつ、液滴を吐出させない圧力波を発生させる複数の第２駆動手段と、
を有する記録ヘッド。
前記第１共通流路と前記第２共通流路が互いに同寸法で形成されており、
前記第１駆動手段により駆動された前記第１圧力室から一方の前記開口部へ向い前記第２共通流路を通じて至る距離と他方の前記開口部へ向い前記第２共通流路を通じて至る距離が同じ位置にある前記第２圧力室を前記第２駆動手段により駆動させ、前記第１圧力室から発生する圧力波と逆位相の圧力波を発生させる請求項１に記載の記録ヘッド。
前記第１共通流路と前記第２共通流路が互いに同寸法で形成されており、
前記仕切り板の中心部に対して、前記第１駆動手段により駆動された前記第１圧力室と点対称の位置にある前記第２圧力室を前記第２駆動手段により駆動させ、前記第１圧力室から発生する圧力波と逆位相の圧力波を発生させる請求項１に記載の記録ヘッド。
前記第２圧力室が、液滴を吐出するノズルを持たない請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の記録ヘッド。
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の記録ヘッドと、前記記録ヘッドとの対向位置に記録媒体を搬送する搬送手段と、を備え、
前記記録ヘッドとの対向位置に前記記録媒体を通過させることによって画像を形成する画像形成装置。