JP4380255B2 - 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

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、また記録紙を副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紙に文字や画像を記録する。インクジェット記録ヘッドは圧力室内のインクをアクチュエータ、例えば、電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換する圧電素子を用いて振動板を介して圧力室を加圧することで、圧力室に連通するノズルからインク滴を吐出する方法が知られている。

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、ノズル、圧力室、アクチュエータ、インク供給路等からなるイジェクタがマトリックス状に配置されたイジェクタ群を形成するインクジェット記録ヘッドが提案されている。（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

更に、特願２００３−８０９４９では、複数のノズルグループ（イジェクタ群）の境界を境に圧電素子間に隙間が開くように、例えば境界を境に圧電素子を点対称に配置している。このため複数の圧電プレートを繋ぎ合せても、インクジェット記録ヘッドの幅を増大させることなく組付性を確保し、長尺化することができるインクジェット記録ヘッドとなっている。
特開２００１−３３４６６１号公報 特許２００３−０４８３２３号公報

さて、図１２に示す、特願２００３−８０９４９に記載されているような、アクチュエータ５３５を有するイジェクタ５５０がマトリックス状に配置されたイジェクタ群５５２を形成し、このイジェクタ群５５２を二つ備えたインクジェット記録ヘッド５１２について、本出願人が各種評価を行った結果、イジェクタ群５２（ノズルグループ）の外縁部に配置されたイジェクタ５５０と外縁部以外に配置されたイジェクタ５５０とでは吐出特性が若干異なることを発見した。

この吐出特性が異なる現象について、本出願人が分析した結果、以下の原因が判った。

いま、あるイジェクタ５５０のアクチュエータ５３５が駆動すると隣接するイジェクタ５５０のアクチュエータ５３５に共振振動が励起される。そして、この共振振動は、駆動したアクチュエータ５３５の支持条件を変化させる。

ここで、イジェクタ群５５２の外縁部以外のイジェクタ５５０は、いずれも全周囲に８個の隣接するイジェクタ５５０が存在し、この隣接するイジェクタ５５０が共振する為、同じように影響を受け、支持条件が等しくなるので、結果的に吐出特性が等しくなる。

これに対し、イジェクタ群５５２の外縁部のイジェクタ５５０（イジェクタ群５５２の境界に面して配置されているイジェクタ５５０を含む）には、全周囲には隣接するイジェクタ５５０が存在していない。或いは、隙間Ｌが開いている。つまり、イジェクタ群５５２の外縁部のイジェクタ５５０のアクチュエータ５３５と外縁部以外のイジェクタ５５０のアクチュエータ５３５とは、支持条件が異なる。

従って、イジェクタ群５５２の外縁部のイジェクタ５５０は、イジェクタ群５５２の外縁部以外のイジェクタ５５０とは異なる吐出特性となる。このため、イジェクタ５５０がマトリックス状に配置されたイジェクタ群５５２の各イジェクタ５５０の吐出特性が均一ではない。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、イジェクタがマトリックス状に配置されたイジェクタ群の各イジェクタの吐出特性を均一化することを目的とする。

請求項１に記載の発明に係るインクジェット記録ヘッドは、インク滴を吐出するノズルと、前記ノズルと連通しインクが充填される圧力室と、前記圧力室の壁面の一部を構成する振動板を少なくとも有し、前記圧力室を加減圧するアクチュエータと、で構成されたイジェクタがマトリックス状に配置されたイジェクタ群を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記イジェクタ群の外周に、少なくともインク滴の吐出に寄与しない圧力室とアクチュエータとで構成されたダミーイジェクタを形成し、前記ダミーイジェクタの圧力室の形状は、前記イジェクタの圧力室と異なる形状に設定され、且つ、前記ダミーイジェクタの前記アクチュエータの共振周波数と前記各イジェクタの前記アクチュエータの共振周波数とが略同一となるように調整されていることを特徴としている。

請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドによれば、あるイジェクタのアクチュエータが駆動すると、隣接するイジェクタのアクチュエータに共振振動が励起される。この隣接するイジェクタのアクチュエータが共振することによって、駆動イジェクタのアクチュエータの支持条件が変わる。この支持条件が、アクチュエータの振動特性に影響を与え、ひいてはインク滴の吐出特性に影響を与える。
しかし、イジェクタ群の外縁部以外のイジェクタは、いずれも全周囲に等しく８個の隣接するイジェクタが存在し、この隣接するイジェクタのアクチュエータが共振する。このため、いずれのイジェクタも同じように影響を受け、結果的に吐出特性が等しくなる。
また、イジェクタ群の外縁部のイジェクタは、全周囲には隣接するイジェクタが存在していないが、イジェクタ群の外周には、ダミーイジェクタが設けられている。このダミーイジェクタのアクチュエータも隣接するイジェクタと同様に共振するため、結果的に吐出特性が等しくなる。
従って、イジェクタがマトリックス状に配置されたイジェクタ群の各イジェクタの吐出特性が均一化される。
すなわち、イジェクタの圧力室と異なる形状に設定された圧力室を有するダミーイジェクタのアクチュエータの共振周波数と、各イジェクタのアクチュエータの共振周波数と、が略同一であるので、ダミーイジェクタのアクチュエータも隣接するイジェクタのアクチュエータと同じ程度の共振振動が励起される。
また、同じように共振するため、各イジェクタのアクチュエータの支持条件が同一に保たれる。従って、イジェクタがマトリックス状に配置されたイジェクタ群の各イジェクタの吐出特性を均一に保つことができる。
尚、アクチュエータの共振周波数は、全く同じ周波数であることが望ましいが、約±５％の範囲であれば、各イジェクタの吐出特性は均一化される。
また、ダミーイジェクタの圧力室の形状によって、共振周波数が略同一になるように調整されているので、ダミーイジェクタの形状自由度が高くなる。
従って、ダミーイジェクタを、寸法制約や配置制約を満たしつつ、イジェクタがマトリックス状に配置されたイジェクタ群の各イジェクタの吐出特性を均一に保つことができる。

請求項２に記載の発明に係る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、前記イジェクタ群を複数有し、前記ダミーイジェクタは、前記イジェクタ群間に形成され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によれば、イジェクタ群間にダミーイジェクタを形成することによって、イジェクタング群間の境界のイジェクタの吐出特性が均一に保たれる。

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、前記ダミーイジェクタの圧力室は、前記イジェクタの圧力室と比べ、細長い形状に設定されている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によれば、ダミーイジェクタの圧力室は、前記イジェクタの圧力室と比べ、細長い形状に設定されているので、イジェクタング群間が狭い場合であっても、イジェクタング群間にダミーイジェクタを形成することができる。

請求項４に記載の発明に係るインクジェット記録装置は、請求項１〜請求項３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４に記載のインクジェット記録装置によれば、イジェクタがマトリックス状に配置されたイジェクタ群を有し、各イジェクタの吐出特性が均一化されている請求項１〜請求項３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ているので、優れた印字品位の画像形成を高速に行うことができる。

以上、説明したように、本発明によれば、イジェクタがマトリックス状に配置されたイジェクタ群の各イジェクタの吐出特性を均一化することができる。

以下、本発明に係るインクジェット記録ヘッドの一の実施形態を図面に基づき説明する。

図３に示すように、インクジェット記録ヘッド１１２は、インク滴を吐出するノズル１０と、インクを加圧し連通するノズル１０からインク滴を吐出させる圧力室１２と、ノズル１０と圧力室１２とを連通するノズル連通室１６と、圧力室１２に連通するインク供給路１８と、を有している。

図４、図５に示すように、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。尚、圧力室１２に対応する振動板３４と圧電素子３６とをアクチュエータ３５とする。

そして、ノズル１０、圧力室１２、ノズル連通室１６、アクチュエータ３５でイジェクタ５０が構成される。

また、共通インク流路１４とインク供給路１８とが開口部２０で連通し、共通インク流路１４は、図示しないインク供給口に繋がっている。

図１に示すように、インクジェット記録ヘッド１１２は、イジェクタ５０（図中のハッチング無し）がマトリックス状に配置されたイジェクタ群５２を上下に二つ備えている。（尚、ここでいう上下とは図中における上下であって、インクジェット記録ヘッド１１２の上下ではない）。

尚、図１及び後述する図２、図１１では、圧力室１２と後述するダミー圧力室２１２、３１２は、実際には見えないので点線で表すのが適切であるが、判り易くする為、本図では実線で表している。

さて、圧電素子３６は、上下のイジェクタ群５２の境界を境に点対称となって配置されている。このため、図２に示すように、ノズル１０の間隔Ｄは均等となっているが、上下のイジェクタ群５２の圧電素子３６間に隙間Ｌが開いている。尚、隙間Ｌは圧力室１２の幅より小さい。

また、図１に示すように、各イジェクタ群５２の上下の境界を除いて、イジェクタ群５２の外周には、インク滴を吐出しないダミーイジェクタ２５０がイジェクタ５０と同ピッチ、同間隔で配置されている。

図１、図４に示すようにダミーイジェクタ２５０は、イジェクタ５０と同様の構成であり、共通インク流路１４からインクが充填される。但し、ダミー圧電素子２３６の上面には配線基板３８が接合されていない。従って、ダミー圧電素子２３６は電気信号で駆動させることはできないので、ダミーイジェクタ２５０はインク滴を吐出しない。

また、上述した上下のイジェクタ群５２の間の隙間Ｌには、同じくインク滴を吐出しないダミーイジェクタ３５０が配置されている。

図１、図５に示すように、ダミーイジェクタ３５０は、イジェクタ５０と比べ、細長い形状をしている。そして、ダミーイジェクタ３５０は、上記形状のダミー圧力室３１２と、ダミー圧力室３１２に対応する振動板３４と、ダミー圧力室３１２に共通インク流路１４からインクを供給するダミーインク供給路３１８と、から構成されている。尚、このダミー圧力室３１２に対応する振動板３４をダミーアクチュエータ３３５とする。

尚、ダミーイジェクタ３５０は、イジェクタ５０とは構成は異なるが、アクチュエータ３５の共振周波数とダミーアクチュエータ３３５の共振周波数とは、ほぼ同じ（約±５％以内）となるように、ダミー圧力室３１２の形状を調整している。

次にインクジェット記録ヘッド１１２の製造方法の概要を以下に記す。

図３、図４、図５に示すように、ノズル１０とダミーノズル２１０が形成されるノズルプレート２２と、ノズル連通室１６と共通インク流路１４とダミーノズル連通室２１６となる孔が形成されたインクプールプレート２４、２６と、ノズル連通室１６と共通インク流路１４の開口部２０とダミーノズル連通室２１６となる孔が形成されたスループレート２８と、インク供給路１８とダミーインク供給路２１８、３１８となる孔が形成されたインク供給路プレート３０と、圧力室１２とダミー圧力室２１２、３１２となる孔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。

尚、ノズルプレート２２の材質はポリイミドであり、ノズルプレート２２、インクプールプレート２４、２６、スループレート２８、圧力室プレート３２の材質はＳＵＳである。

次にノズルプレート２２の表面に撥水コート膜（図示せず）を被覆すると共に、エキシマレーザでノズル１０とダミーノズル２１０とを開ける。

さて一方、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、各イジェクタ群５２に対応した２枚の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置された圧電素子３６及びダミー圧電素子２３６を作成する。

つまり圧電素子３６及びダミー圧電素子２３６が形成された２枚の固定基板ができあがる。そして、この２枚の固定基板の圧電素子３６及びダミー圧電素子２３６を振動板３４に接合する。

尚、図１、図２に示すように、イジェクタ群５２の境界を境に対向する圧電素子３６が点対称となっており、隣り合うイジェクタ群５２の圧電素子３６間には隙間Ｌが開いるので、組付性に問題が生じない。

また、このように２枚の圧電プレートから作られるので、圧電プレートは短尺となる。従って、インクジェット記録ヘッド１１２を長尺化しても、1枚の長尺の圧電プレートから圧電素子３６を加工形成する必要が無く、２枚の短尺の圧電プレートで対応できるため、生産の歩留りが向上する。

そして、振動板３４に接着後、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。

最後に図４に示すように、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。

尚、圧電素子３６の両面には電極層（図示せず）が形成されているので、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ている。また、配線基板３８と振動板３４とは導電性材にて接続されている。

次に本実施の形態のインクジェット記録ヘッド１１２の作用を説明する。

尚、図１１に示すように、上下の各イジェクタ群５２の各イジェクタ５０の内、イジェクタ群５２の外縁部以外のイジェクタ５０をイジェクタ５０Ａと表記し、イジェクタ群５２の境界に面したイジェクタ５０をイジェクタ５０Ｃと表記し、イジェクタ５０Ｃを除くイジェクタ群５２の外縁部のイジェクタ５０をイジェクタ５０Ｂと表記する。

図３（Ｂ）の矢印Ｆのように、インクジェット記録ヘッド１１２の図示しないインク供給口から導入されたインクが共通インク流路１４に充填され、図４、図５にも示すように、この共通インク流路１４からインク供給路１８、ダミーインク供給路２１８、ダミーインク供給路３１８を通り、各圧力室１２、各ダミー圧力室２１２、３１２にインクが充填される。

各圧力室１２にインクが充填された状態で、駆動電圧波形が圧電素子３６に印加されると、圧電素子３６と共に振動板３４がたわみ変形して圧力室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。

さて、図７に示すように、あるイジェクタ５０のアクチュエータ３５が駆動すると、隣接する周囲のイジェクタ５０のアクチュエータ３５が共振する。（この共振現象についての詳細は後述する）。そして、この隣接するイジェクタ５０のアクチュエータ３５の共振が、あるイジェクタ５０のアクチュエータ３５の支持条件、具体的には圧力室１２の周囲の振動板３４の接着部分（図７（Ｂ）の８０部分）に影響を与える。このようにアクチュエータ３５の支持条件に影響を受けると、アクチュエータ３５の振動特性も影響を受ける。従って、あるイジェクタ５０の吐出特性に影響を受ける。

特に、本実施形態は振動板３４と圧力室プレート３２とは接着し接合されているので、図６及び図７（Ｂ）に模式的に示すように、振動板３４と圧力室プレート３２との間に接着層９０が存在する。接着層９０が無い場合、例えば溶着接合で完全に固着すると、固定支持条件となるが、本実施形態のように接着層９０が有ると、図７（Ｂ）に示すように接着層９０が弾性変形し回転支持条件に近くなり、アクチュエータ３５の支持条件が弱くなり、イジェクタ５０の吐出特性に、より影響がでる。

さて、図１、図１１に示すように、イジェクタ群５２の外縁部以外のイジェクタ５０Ａは、それぞれ全周囲に８個の隣接するイジェクタ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃが同ピッチ、同間隔で存在する。このため、各隣接するイジェクタ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの各アクチュエータ３５が等しく共振し、いずれも等しく影響を受ける。従って、イジェクタ５０Ａのアクチュエータ３５の支持条件が等しくなり、結果的に吐出特性が等しくなる。

イジェクタ群５２の外縁部のイジェクタ５０Ｂは、全周囲にイジェクタ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃが存在しないが、イジェクタ群５２の外周にイジェクタ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃと同じ構成でありインクも充填されたダミーイジェクタ２５０が配置されている。上述したようにイジェクタ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃとダミーイジェクタ２５０とは同じ構成であり、同ピッチ、同間隔であり、また、インクも充填されている。

このため隣接するダミーイジェクタ２５０のダミーアクチュエータ２３５は、隣接するイジェクタ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのアクチュエータ３５と同じように共振する。

従って、イジェクタ群５２の外縁部のイジェクタ５０Ｂのアクチュエータ３５は、いずれも８個の隣接するイジェクタ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのアクチュエータ３５とダミーイジェクタ２５０のダミーアクチュエータ２３５が共振する為、結果的にイジェクタ群５２の外縁部以外のイジェクタ５０Ａと吐出特性が等しくなる。

上下のイジェクタ群５２の境界に面したイジェクタ５０Ｃは、上下のイジェクタ群５２の間に隙間Ｌが存在する。この為、境界に面したイジェクタ５０Ｃは、境界を挟んだ向かいのイジェクタ５０Ｃがあまり共振しない。従って、この境界に面したイジェクタ５０Ｃの吐出特性は、イジェクタ群５２の外縁部以外のイジェクタ５０Ａの特性と同一とならない。また、隙間Ｌは圧力室１２の幅より狭いので、イジェクタ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃと同じ構成のダミーイジェクタ２５０を配置することはできない。

しかし、隙間Ｌにはアクチュエータ３５と共振周波数がほぼ等しいダミーアクチュエータ３３５を有する細長のダミーイジェクタ３５０を配置したので、境界に面したイジェクタ５０Ｃのアクチュエータ３５とダミーイジェクタ３５０のダミーアクチュエータ３３５とが共振する。

従って、上下のイジェクタ群５２の境界に面したイジェクタ５０Ｃも同様に、隣接するイジェクタ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのアクチュエータ３５、ダミーイジェクタ２５０のダミーアクチュエータ２３５、ダミーイジェクタ３５０のダミーアクチュエータ３３５、が共振する為、結果的にイジェクタ群５２の外縁部以外のイジェクタ５０Ａと吐出特性が等しくなる。

以上、見てきたようにインクジェット記録ヘッド１１２の各イジェクタ５０（イジェクタ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ）は、吐出特性が等しくなっている。つまり、インクジェット記録ヘッド１１２の各ノズル１０から吐出するインク滴の吐出特性は均一化されている。

さて、あるイジェクタのアクチュエータが駆動することで発生する隣接するイジェクタのアクチュエータの共振現象について、本出願人が検証の為に、隣接するイジェクタのアクチュエータの共振周波数と変位との関係を求めた結果が図８のグラフである。

共振周波数が約５３００００Ｈｚのアクチュエータを駆動したときの駆動周波数とその変位との関係を実線Ａで示している。

一点破線Ｂは共振周波数が同じ約５３００００Ｈｚの隣接するアクチュエータに励起されて発生する変位を示している。このようにアクチュエータの共振周波数が等しいと、隣接するアクチュエータが大きく励起される。従って、駆動アクチュエータの支持条件は、隣の振動の影響をうける。

これに対し、実験上、特別に製作した共振周波数が約４７００００Ｈｚ、つまり駆動アクチュエータと異なる共振周波数をもつ隣接イジェクタのアクチュエータに励起されて発生する変位を示したのが点線Ｃである。このようにアクチュエータの共振周波数が異なると、隣の振動の影響を殆ど受けない。

つまり、隣接するアクチュエータの共振周波数が等しい場合に、隣接するイジェクタのアクチュエータは共振し大きく変位することがわかる。

なお、上記の調査では駆動アクチュエータに接して配置されたアクチュエータの振動の影響を見てきたが、さらに隣のアクチュエータ（つまり駆動アクチュエータから見て２周外側に隣接するアクチュエータ）の振動の影響を調べてみると、殆ど振動は発生しないことが確認された。このことから、駆動アクチュエータの支持条件に影響を与えるのはそれに接して配置されたイジェクタのアクチュエータのみを考えれば十分である。従って、全イジェクタのアクチュエータの支持条件を均一化するには、全周囲に１周分のダミーアクチュエータを設ければ実用的には十分であると言える。なお２周分以上のダミーアクチュエータを全周囲に設ければ、さらに支持条件を均一にすることができる。

さて、理想的には、隣接するアクチュエータの共振の影響を受けない方が良い。このため、一般的には隣接するアクチュエータの共振を絶縁することが考えられるが、それを実現するにはアクチュ−エータ間の距離を十分に確保する必要があるなど、現実的でない。そこで、隣接アクチュータの共振による支持条件の変化が全イジェクタについて均一となるようにした。
です。

このため、本実施形態では、各イジェクタ５０のアクチュエータ３５と共振周波数が等しいダミーアクチュエータ２３５、３２５を有するダミーイジェクタ２５０、３５０をイジェクタ群５２の周囲に配置して各イジェクタ５０のアクチュエータ３５の支持条件を等しくし、結果的に各イジェクタ５０のインク滴の特出特性を等しくしている。

尚、共振現象そのものは、インク滴の吐出に寄与しない周波数帯であるので、インク滴の吐出特性にはほとんど影響しない。また、共振周波数を等しくすることでアクチュエータの支持部（図７（Ｂ）の８０部分）に与える影響も等しくなるため、長期に渡って吐出特性を均一に保つことができる。

次に本実施形態の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について図９に基づき説明する。

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紙Ｐを副走査方向Ｓに走査する為の副走査機構１０８、及びインクジェット記録ヘッド１１２の吐出特性を回復する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４参照）が記録紙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、記録紙Ｐの全面にわたって画像記録を行うことができる。

本実施の形態のインクジェット記録ヘッド１１２は、イジェクタ５０がマトリックス状に配置されたイジェクタ群５２を上下に２つ備えている。このため、キャリッジ１０４の主走査方向Ｍの一回の移動で、広いバンド領域ＢＥに画像が形成できる。つまり、少ないキャリッジ１０４の移動回数で記録紙Ｐの全面にわたって画像記録を行うことができる。また、前述したように各イジェクタ５０の吐出特性は均一であるのでムラの少ない良好な画像形成が行える。

従って、優れた印字品位の画像の形成を高速に行うことができるインクジェット記録装置１０２となっている。

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、ダミーイジェクタ３５０は、ダミー圧力室３１２と対応する振動板３４からなるダミーアクチュエータ３３５を有していたが、これに限定されない。

例えば、図１０に示すように、ダミー圧力室３１２と略同形状のダミー圧電素子Ｃ４３６を振動板３４の上に設けたダミーアクチュエータ４３５を有するダミーイジェクタ４５０としても良い。尚、この場合、ダミー圧電素子４３６を有している為、ダミーアクチュエータ４３５の共振周波数は、イジェクタ５０のアクチュエータ３５とより等しくなるので好適である。あるいは、共振周波数がイジェクタ５０と略同一であれば、その他の構成であっても良い。

また、図１及び図４に示すように、ダミーイジェクタ２５０は、ダミー圧電素子２３６に電気接続がされていない以外は、イジェクタ５０と同構成で、同ピッチ、同間隔で配置されているが、これに限定されない。共振周波数がイジェクタ５０と略同一であれば、その他の構成及び配置であっても良い。

また、上記実施の形態では、図１に示すように、インクジェット記録ヘッド１１２はイジェクタ群５２が上下に二つ並び、更にイジェクタ群５２の境界を境に圧電素子３６が点対称に配置され、イジェクタ群５２の境界には隙間Ｌが開いた構成となっていたが、これに限定されない。

例えば、特願２００３−８０９４９に記載されているような、その他の構成であっても良い。

イジェクタがマトリックス状に行列配置されたイジェクタ群を有するインクジェット記録ヘッドであっても良い。

また、図４に示すように、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。或いは、その他形態の圧電素子であっても良い。

また、図９に示すように、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で走査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般にわたって配置したインクジェット記録ヘッドを用い、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。

なお、本発明のインクジェット記録装置において画像記録の対象となる「記録媒体」には、インクジェット記録装置がインク滴を吐出する対象物であれば広く含まれる。また、インク滴が記録媒体上に付着されることで得られる記録媒体上のドットのパターンが、本発明の記録装置で得られる「画像」あるいは「記録画像」に広く含まれる。したがって、本発明のインクジェット記録装置は、記録紙上への文字や画像の記録に用いられるものに限定されない。また、記録媒体には、記録紙やＯＨＰシートなどが含まれるのはもちろんであるが、これら以外にも、たとえば、配線パターン等が形成される基板などが含まれる。また、「画像」には、一般的な画像（文字、絵、写真など）のみならず、上記したような配線パターンや３次元物体、有機薄膜などが含まれる。吐出する液体も着色インクに限定されるわけではない。例えば、高分子フィルムやガラス上に着色インクを吐出して行うディスプレイ用のカラーフィルターの作製、溶融状態のハンダを基板上に吐出して行う部品実装用のバンプの形成、有機ＥＬ溶液を基板上に吐出させて行うＥＬディスプレイパネルの形成、溶融状態のハンダを基板上に吐出して行う電気実装用のバンプの形成など、様々な工業的用途を対象とした液滴噴射装置一般に対して、本発明の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を適用することが可能である。

本発明の一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、模式的に表した図である。 本発明の一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た図１のイジェクタ群の境界を拡大した図である。 （Ａ）は本発明の一の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図である。（Ｂ）は（Ａ）のＸ部の拡大図である。 （Ａ）は本発明の一の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Ａ−Ａ断面の図である。 本発明の一の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。 本発明の一の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを示し、接着層を模式的に表した断面図である。 （Ａ）は本発明の一の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのイジェクタのアクチュエータが共振する現象を模式的に表した図である。（Ｂ）は（Ａ）の拡大図である。 本発明の一の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのイジェクタのアクチュエータが共振する現象において、共振周波数と変位との関係を示すグラフである。 本発明の一の実施形態に係るインクジェット記録ヘッドを使用したインクジェット記録装置を示す図である。 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の要部を示す断面図である。 本発明の一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て模式的に表し、イジェクタ群の外縁部以外のイジェクタと、イジェクタ群の外縁部のイジェクタと、イジェクタ群の境界に面したイジェクタと、を区別して表記した図である。 従来のインクジェット記録ヘッドを示す図である。

符号の説明

１０ ノズル
１２ 圧力室
１４ 共通インク流路
１８ インク供給路
３４ 振動板
３５ アクチュエータ
３６ 圧電素子
５０ イジェクタ
５２ イジェクタ群
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
２１２ ダミー圧力室
２３５ ダミーアクチュエータ
２５０ ダミーイジェクタ
３１２ ダミー圧力室
３３５ ダミーアクチュエータ
３５０ ダミーイジェクタ

Claims (4)

1. インク滴を吐出するノズルと、前記ノズルと連通しインクが充填される圧力室と、前記圧力室の壁面の一部を構成する振動板を少なくとも有し、前記圧力室を加減圧するアクチュエータと、で構成されたイジェクタがマトリックス状に配置されたイジェクタ群を有するインクジェット記録ヘッドにおいて、
   前記イジェクタ群の外周に、少なくともインク滴の吐出に寄与しない圧力室とアクチュエータとで構成されたダミーイジェクタを形成し、
   前記ダミーイジェクタの圧力室の形状は、前記イジェクタの圧力室と異なる形状に設定され、且つ、前記ダミーイジェクタの前記アクチュエータの共振周波数と前記各イジェクタの前記アクチュエータの共振周波数とが略同一となるように調整されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 前記イジェクタ群を複数有し、
   前記ダミーイジェクタは、前記イジェクタ群間に形成され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. 前記ダミーイジェクタの圧力室は、前記イジェクタの圧力室と比べ、細長い形状に設定されている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. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドを使用することを特徴とするインクジェット記録装置。
   

Images