JP4419544B2 - 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て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、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し、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、アクチュエータ等からなるイジェクタが行列状に配列された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）。

更に、特願２００３−８０９４９では、複数のノズルグループの境界を境に圧電素子間に隙間が開くように、境界を境に圧電素子を対称に配列している。このためノズルグループ毎に圧電プレート（圧電素子の作成前の圧電セラミック板等の圧電材料）を繋ぎ合わせて構成しても、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。

さて、特願２００３−８０９４９には、イジェクタがマトリックス状に配列されたイジェクタ群（ノズルグループ）を形成し、このイジェクタ群（ノズルグループ）を二つ備えたインクジェット記録ヘッドが提案されている。このような構成のインクジェット記録ヘッドは、イジェクタ群（ノズルグループ）の外縁部に配列されたイジェクタと外縁部以外に配列されたイジェクタとでは支持条件が異なるため、吐出特性が若干異なる。すなわち、各イジェクタの吐出特性が均一ではない。

このため、特願２００３−２７８７５４には、インクジェット記録ヘッドの各イジェクタの吐出特性を均一にするため、イジェクタ群の外周にインク滴の吐出に寄与しないダミーイジェクタを形成することで、各イジェクタの支持条件を略同一とし、各イジェクタの吐出特性を均一化する方法が提案されている。

また、各イジェクタから吐出されるインク滴の体積を測定し、それに応じて各アクチュエータの上部電極を切断して駆動面積を調整することで、各イジェクタのアクチュエータの変位量（排除体積）を調整し、吐出特性を均一化にする方法も提案されている。（例えば、特許文献２参照）。
特開２００１−３３４６６１号公報 特開平０６−１４３５７２号公報

しかしながら、特願２００３−２７８７５４に記載の方法では、イジェクタ群の外周にインク滴の吐出に寄与しないダミーイジェクタを形成するスペースが必要であるため、インクジェット記録ヘッドが大型化する問題があった。

更に、特願２００３−８０９４９の図７には、イジェクタ群（ノズルグループ）の圧電素子の配列がイジェクタ群（ノズルグループ）の中心を対称点として点対称になっている配列の構成も提案されている。

このような構成の場合、アクチュエータの向きが変化する境界（イジェクタ群の対角線）に配列されたイジェクタのアクチュエータも支持条件が異なるため、やはり各イジェクタの吐出特性が若干異なる。

しかし、アクチュエータの向きが変化する境界の隙間は狭いため、この境界にダミーイジェクタを形成することはできない。このため、特願２００３−２７８７５４に記載の方法では特願２００３−８０９４９の図７のような配列の各イジェクタの吐出特性を均一化することはできなかった。

また、あるイジェクタが駆動すると周囲の隣接する固有周期の等しいイジェクタのアクチュエータが共振し、駆動したイジェクタの吐出特性に影響を与える。特開平０６−１４３５７２号公報に記載の方法では、アクチュエータの変位量（排除体積）は調整できても固有周期の調整はできない。このため、周囲の隣接するイジェクタのアクチュエータは固有周期が異なるため共振しない。よって、共振の影響を受けないので吐出特性が異なる。したがって、各イジェクタの吐出特性を均一化するには限界があった。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、マトリックス状に配列された各イジェクタの吐出特性を均一に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、インクが充填される圧力室の壁面の一部を構成する振動板と、前記振動板に接着された圧電素子と、で構成されたアクチュエータを備え、前記アクチュエータで前記圧力室を加減圧し、該圧力室に連通するノズルからインク滴を吐出するイジェクタが、マトリックス状に配列されたインクジェット記録ヘッドにおいて、前記圧力室の周囲の接合部に前記振動板が貼り付けられ、前記アクチュエータの配列が不連続となる境界に配置され、前記接合部の面積が相違し、前記アクチュエータの支持条件が相違するイジェクタの構造を、その他の前記イジェクタの構造と相違させ、インク吐出特性を均一にした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は、アクチュエータの配列が不連続となる境界に配置され、接合部の面積が相違し、アクチュエータの支持条件が相違するイジェクタの構造を、その他のイジェクタの構造と相違させている。これにより、アクチュエータの配列が不連続となる境界に配置されたイジェクタの吐出特性が補正され、各イジェクタの吐出特性が均一となる。

つまり、吐出特性が変わる直接の原因となる支持条件の特異性を解消させるのでなく、支持条件に特異性をもつアクチュエータのイジェクタの構造を、その他の特異性を持たないイジェクタの構造と相違させ、吐出特性を均一にしている。

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、前記アクチュエータの配列が不連続となる境界とは、前記アクチュエータの向きが変わる境界である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、アクチュエータの向きが変わる境界にあるイジェクタは、支持条件が相違する。

したがって、アクチュエータの向きが変わる境界にあるイジェクタの構造を境界以外にあるイジェクタの構造と相違させ、境界にあるアクチュエータの支持条件の相違による吐出特性の相違を補正している。このため、各イジェクタの吐出特性が均一となっている。

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の記載の構成において、複数の前記イジェクタから構成されたイジェクタ群で構成されるインクジェット記録ヘッドにおいて、前記アクチュエータの支持条件が相違する前記イジェクタは、前記イジェクタ群の外縁部にあるイジェクタであ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は、イジェクタ群の外縁部以外にあるイジェクタは、いずれも全周囲に等しく隣接するイジェクタが存在するため、アクチュエータの支持条件が等しくなっている。これに対し、イジェクタ群の外縁部にあるイジェクタは、必ずしも全周囲には隣接するイジェクタが存在していないので、外縁部以外のイジェクタとはアクチュエータの支持条件が相違する。

したがって、イジェクタ群の外縁部にあるイジェクタの構造を外縁部以外にあるイジェクタの構造と相違させ、イジェクタ群の外縁部にあるイジェクタのアクチュエータの支持条件の相違による吐出特性の相違を補正している。このため、各イジェクタの吐出特性が均一となっている。

請求項４に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の構成において、前記イジェクタの構造を相違させる対象が、前記圧力室の形状である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、特定のイジェクタの圧力室の形状、例えば、圧力室の最大長や深さを相違させることで、特定のイジェクタの吐出特性が補正され、各イジェクタの吐出特性が均一となっている。

請求項５に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の構成において、前記イジェクタの構造を相違させる対象が、前記圧電素子の形状である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、特定のイジェクタの圧電素子の形状、例えば、圧電素子の最大長や厚みを相違させることで、特定のイジェクタの吐出特性が補正され、各イジェクタの吐出特性が均一となってしている。

請求項６に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の構成において、前記各イジェクタの前記各アクチュエータの変位量が略同一となるように、前記特定のイジェクタの構造をその他の前記イジェクタの構造と相違させている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、特定のイジェクタの構造をその他のイジェクタの構造と相違させ、各イジェクタのアクチュエータの変位量を略同一としている。したがって、特定のイジェクタのアクチュエータの変位量の相違による吐出特性が補正され、各イジェクタの吐出特性が均一となっている。

請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の構成において、前記各イジェクタの前記各アクチュエータの固有周期が略同一となるように、前記特定のイジェクタの構造をその他の前記イジェクタの構造と相違させる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、特定のイジェクタの構造をその他のイジェクタの構造と相違させ、各イジェクタの各アクチュエータの固有周期を略同一としている。したがって、いずれのイジェクタのアクチュエータが駆動しても、隣接する周囲のイジェクタのアクチュエータは共振し、この共振の影響を駆動したアクチュエータが受ける。すなわち、いずれのイジェクタのアクチュエータも等しく共振の影響を吐出特性に受ける。

したがって、特定のイジェクタのアクチュエータの固有周期の相違による吐出特性が補正され、各イジェクタの吐出特性が均一となっている。

請求項８に記載のインクジェット記録ヘッド装置は、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドを備える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装置は、イジェクタがマトリックス状に配列され、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７のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドを備えているので、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、マトリックス状に配列された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１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Ｑ（図２（Ｂ）参照）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と連通するインク供給路１８と、を有している。

図２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。

また、圧力室１２にインクを供給するインク供給路が圧力室１２に連通している。そして、インク供給路１８と共通インク流路１４とが開口部２０で連通し、共通インク流路１４は、図示しないインク補給口に繋がっている。
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、インク供給路１８、アクチュエータ３５でイジェクタ５０が構成される。

図３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がマトリックス状に配列されたイジェクタ群５２がＸ方向に２列、Ｙ方向に４行、配列されている。なお、各イジェクタ群５２の各ノズル１０の群をノズル群１５２とする。

図４、図５に示すように、各イジェクタ群５２は、中心点Ｏを対象点に点対称となってアクチュエータ３５が配列されている。このような配列することで、Ｙ方向のイジェクタ群５２の境に配列されているアクチュエータ３５の向きがいずれも内側に向く。また、境界Ｋを境にアクチュエータ３５の向きが異なっている。なお、アクチュエータ３５の向きに合わせてイジェクタ５０も同様の向きとなっている。

図６はノズル１０の配列を模式的に表した図である。なお、図６は判りやすくする為、実際のノズル１０の数より少なくしている。

各ノズル群１５２（イジェクタ群５２）のノズル１０はマトリックス状に配列され、また、Ｘ方向に投影するとＹ方向にそれぞれＭ間隔に配列されている。（ノズルピッチＭ）。また、ノズル群１５２（イジェクタ群５２）の列数をＬ（本実施形態では２列）とすると、ノズル群１５２（イジェクタ群５２）の各列は互いに列方向（Ｙ方向）にＭ／Ｌずれている。

したがって、図６（Ｂ）に示すように、ノズル１０をＸ方向に投影すると間隔Ｐ（印字ピッチＰ）＝Ｍ／Ｌで並んでいる。

また、図３、図６に示すように、Ｙ方向のイジェクタ群５２間に隙間Ｌが開いているが、ノズル１０の間隔Ｍ（ノズルピッチ）は等間隔となっている。これは、上述したように、Ｙ方向のイジェクタ群５２の境に配列されているアクチュエータ３５の向きがいずれも内側に向いているからである。（図４参照）。

さて、以下、図４、図５に示すように、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の外縁部のイジェクタ５０をイジェクタ５０Ａ、各イジェクタ群５２のアクチュエータ３５の配列方向が異なる境界Ｋに配列された各イジェクタ５０をイジェクタＢ、上記以外のイジェクタ５０をイジェクタ５０Ｃと表記する。

また、イジェクタ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃに対応して、他も区別して説明するときは、符号の後にＡ、Ｂ、又はＣを付して表示することとする。（例えば、アクチュエータ３５Ａ、圧電素子３６Ａ等）。

図７（Ａ）はイジェクタ群５２の外縁部のイジェクタ５０Ａを、図７（Ｂ）はイジェクタ群５２アクチュエータ３５の向きが異なる境界Ｋのイジェクタ５０Ｂを、図７（Ｃ）はこれら以外のイジェクタ５０Ｃを、それぞれ示したものである。

このように、その他のイジェクタ５０Ｃの圧力室１２Ｃの最大長ＬＣより、イジェクタ５０Ａの圧力室１２Ａの最大長ＬＡは約５．０％、イジェクタ５０Ｂの圧力室１２Ｂ最大長ＬＢは約２．５％、それぞれ長く形成されている。なお、このように圧力室１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの最大長ＬＡ、ＬＢ、ＬＣが異なっているのは、アクチュエータ３５Ａ、３５Ｂ、３５Ｃの変位量及び固有周期を略同一にし、各イジェクタ５０の吐出特性を均一にするためである。（詳細は後述する）。

尚、図７では判りやすくするため、上述した比率（約５．０％、約２．５％）では、圧力室１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃを描いていない。また、その他の図では、大きさを区別して描いていない。

つぎ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１、図２、図３に示すように、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と共通インク流路１４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毎に対応した８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列された圧電素子３６を形成する。そして、圧電素子３６が形成された固定基板の圧電素子３６面側を振動板３４に接合する。

尚、図４に示すように、イジェクタ群５２の中心Ｏに対象点にアクチュエータ３５が点対称となって配置され、隣り合うイジェクタ群５２の圧電素子３６間には隙間Ｌが開いているので、組付性に問題が生じない。

また、このように８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。したがって、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、８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２に示すように、圧電素子３６ごとにボール半田４０を形成した配線基板３８を圧電素子３６に接合する。

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。

つぎ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。

図１（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補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、この共通インク流路１４からインク供給路１８を通り、各圧力室１２にインクが充填される。

図２（Ｂ）に示すように、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が点線で示すように撓み変形し、圧力室１２のインクが加圧され、ノズル１０からインク滴Ｑが吐出する。

さて、イジェクタ５０のアクチュエータ３５の支持条件は、図８の矢印Ｊで表しているように、アクチュエータ３５（振動板３４）が貼り付けられた圧力室プレート３２の接合部８０の面積による。

イジェクタ群５２のイジェクタ５０Ｃは、図３、図４に示すように、それぞれ全周囲に８個の隣接するイジェクタ５０が同ピッチ及び同間隔で存在し、図８にも示すように、アクチュエータ３５Ｃを支持する接合部８０の面積は等しい。したがって、イジェクタ群５２のイジェクタ５０Ｃのアクチュエータ３５Ｃの支持条件は等しい。

これに対し、イジェクタ群５２の外縁部のイジェクタ５０Ａには全周囲には隣接するイジェクタ５０が存在していない、あるいは、隙間が開いており、アクチュエータ３５Ａを支持する接合部８０の面積が異なる。つまり、イジェクタ群５２の外縁部のイジェクタ５０Ａのアクチュエータ３５Ａと外縁部以外のイジェクタ５０Ｃのアクチュエータ３５Ｃとは、支持条件が異なる。

さらに、アクチュエータ３５の向きが異なる境界Ｋのイジェクタ５０Ｂのアクチュエータ３５Ｂも、アクチュエータ３５Ｂ間の接合部８０の面積が異なるので、支持条件が異なる。

このように、アクチュエータ３５Ａ、３５Ｂは、支持条件に特異性をもっている。なお、アクチュエータ３５Ａとアクチュエータ３５Ｂとは、隣接するアクチュエータの距離が異なるので、接合部８０の面積が異なる。このため、アクチュエータ３５Ａの支持条件とアクチュエータ３５Ｂの支持条件も異なる。

さて、支持条件に特異性をもつアクチュエータ３５Ａ、３５Ｂは、その他のアクチュエータ３５Ｃと、変位量（排除体積）と固有周期とが相違する。

アクチュエータの変位量（排除体積）は、アクチュエータにある一定の電圧を印加したときの撓み量であり、この変位量が異なるとイジェクタの吐出特性が異なる。

更に、固有周期が異なると以下のような影響を受ける。

図９に示すように、あるイジェクタ５０（図９では中央のイジェクタ５０）のアクチュエータ３５が駆動すると、固有周期が等しい隣接する周囲のイジェクタ５０（図９では左右のイジェクタ５０）のアクチュエータ３５が共振し、駆動するアクチュエータ３５に影響を与える。（図８の矢印Ｒ）。そして、この共振の影響が吐出特性に影響する。しかし、支持条件が異なり固有周期が相違すると、周囲の隣接するイジェクタのアクチュエータが共振しないので、吐出特性に共振の影響を受けない。このため、他のイジェクタと吐出特性が異なる。すなわち、吐出特性を均一にするためには、いずれのイジェクタのアクチュエータも等しく共振の影響を吐出特性に受けるように、固有周期を略同一とすることが必要である。

このように、支持条件に特異性をもつアクチュエータ３５Ａ、３５Ｂは、変位量（排除体積）と固有周期とが相違するので、イジェクタ５０Ａ、５０Ｂとイジェクタ５０Ｃとのインク滴Ｑ（図２（Ｂ）参照）の吐出特性が相違する。

しかし、イジェクタ５０Ａ、５０Ｂの構造を補正し、変位量と固有周期との相違いを補正することができる。したがって、支持条件に特異性をもつイジェクタ５０Ａ、５０Ｂの構造を他のイジェクタ５０Ｃを相違させることで、各イジェクタ５０の吐出特性を均一化できる。

つまり、吐出特性が変わる直接の原因となる支持条件の特異性を解消させるのでなく、支持条件に特異性をもつアクチュエータ３５Ａ、３５Ｂのイジェクタ５０Ａ、５０Ｂの構造を、その他の特異性を持たないイジェクタ５０Ｃの構造と相違させることで、吐出特性を均一することができる。

本実施形態においては、支持条件に特異性を持つアクチュエータ３５Ａ、３５Ｂは、いずれも周囲の隣接するアクチュエータ３５間の間隔が広くなっている。（あるいは、隣接アクチユエータ３５が存在しない）。このため支持条件に特異性を持つアクチュエータ３５Ａ、３５Ｂは、いずれも支持剛性が高くなっている。（図８の矢印Ｊ参照）。そして、支持剛性が高くなるとアクチュエータの特性は次のように変化する。

（１）変位量（排除体積）が小さくなる。

（２）固有周期が短くなる。

このような特性を持つアクチュエータ３５Ａ、３５Ｂのイジェクタ５０Ａ、５０Ｂを、他のイジェクタ５０Ｃの吐出特性と略同一とするには。アクチュエータ３５Ａ、３５Ｂの支持剛性（変形剛性）を低く、換言すると、撓みやすくすれば良い。

そこで、上述したように、本実施形態では、圧力室１２Ａの最大長ＬＡを約５．０％、圧力室１２Ｂの最大長ＬＢを約２．５％、圧力室１２Ｃの最大長ＬＣより長くすることで、アクチュエータ３５Ａ、３５Ｂの支点間の距離（アクチュエータと圧力室壁との間の隙間）を長くして支持剛性（変形剛性）を低くし、撓みやすくしている。（図７参照）。

さて、吐出特性を均一化して高画質化を実現するためには、この各イジェクタ５０の吐出特性のバラツキを約±８．０％以内に収める必要がある。

吐出特性に影響を与える要因としては、インク流路のバラツキ（例えば、インク供給路１８の寸法バラツキなど）の影響と、上述したアクチュエータ３５の支持条件の相違による影響とがあがる。インク流路のバラツキは約±５．０％存在する。

したがって、アクチュエータ３５の支持条件の相違による影響を約±３．０％以内に収める必要がある。つまり、変位量と固有周期の許容範囲は約±３．０％以内に収める必要がある。

図１１は変位量及び固有周期と圧力室１２の最大長との関係を示したグラフである。図中の黒丸●印は、イジェクタ５０Ｃ（図４参照）のアクチュエータ３５Ｃの変位量及び固有周期を１００％として示している。

これに対し、支持条件が異なるイジェクタ群５２の外縁部及び境界Ｋのイジェクタの圧力室１２Ａ、１２Ｂがイジェクタ５０Ｃの圧力室１２Ｃと同じ最大長ＬＣとしたとき、外縁部のアクチュエータ３５Ａの変位量及び固有周期は矢印（１）で示すように約９６．０％となり、境界Ｋのアクチュエータ３５Ｂの変位量及び固有周期は矢印（２）で示すように約９７．０％となる。

しかし、本実施形態では、イジェクタ５０Ａの圧力室１２Ａの最大長ＬＡを約５．０％大きく、イジェクタ５０Ｂの圧力室１２Ｂの最大長ＬＢを２．５％、長くしている（図７参照）。よって、矢印（３）（４）に示すように、アクチュエータ３５Ａ、３５Ｂの変位量（排除体積）と固有周期とが上昇し、アクチュエータ３５Ｃと略同一となっている。この結果、各イジェクタ５０の吐出特性が均一化される。

なお、矢印（１）（３）、矢印（２）（４）で示すように、アクチュエータ３５Ａとアクチュエータ３５Ｂとが異なる特性を示している。これは、アクチュエータ３５Ａとアクチュエータ３５Ｂとは、隣接するアクチュエータ３５の距離が異なるので、接合部８０の面積が異なるため、アクチュエータ３５Ａとアクチュエータ３５Ｂとの支持条件が異なっているからである。

なお、本実施形態では、圧力室１２Ｃより、圧力室１２Ａは最大長ＬＡを約５．０％、圧力室１２Ｃは最大長ＬＢを約２．５％、長くすることで、変位量（排除体積）と固有周期とが略同一となったが、圧力室１２の形状や大きさなど、その他の条件の違いによって、相違させる比率は異なる。

また、本実施形態では、圧力室１２の最大長を相違させているが、圧電素子３６の最大長を相違させても良い。あるいは、圧力室１２の最大長と圧電素子３６の最大長の両方を相違させても良い。あるいは、最大長以外の形状、例えば、圧力室１２の深さや圧電素子３６の厚みを相違させても良い。

さて、図８の点線Ｗで示すように、隣接するイジェクタ５０のアクチュエータ３５同士のみでなく、全てのイジェクタ５０のアクチュエータ３５同士がお互いに影響し合う。したがって、厳密には、すべてのイジェクタ５０のアクチュエータ３５の支持条件が異なることになる。しかし、イジェクタ群５２の外縁部のイジェクタ５０Ａのアクチュエータ３５Ａと境界Ｋのイジェクタ５０Ｂのアクチュエータ３５Ｂとの支持条件の特異性が際立って大きく、その他のイジェクタ５０Ｃのアクチュエータ３５Ｃの支持条件の相違は問題とならない。

また、厳密には、イジェクタ５０Ａ、５０Ｂの構造を補正すると、その隣接するイジェクタ５０のアクチュエータ３５と更に隣接するイジェクタ５０のイジェクタのアクチュエータ３５とは支持条件が異なることになる。しかし、この影響は非常に小さく、やはり問題とはならない。

したがって、イジェクタ群５２の外縁部のイジェクタ５０Ａと境界Ｋのイジェクタ５０Ｂとの構造を、その他のイジェクタ５０Ｃの構造と相違させるのみで、各イジェクタ５０の吐出特性を均一にすることできる。

尚、もちろん、より厳密な吐出特性の均一化をはかる為、イジェクタ群５２の外縁部のイジェクタ５０Ａ、境界Ｋのイジェクタ５０Ｂ以外のイジェクタ５０Ｃ（最も厳密に均一とするには、すべてのイジェクタ５０）の構造を相違させても良い。

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Ｘに走査する為の主走査機構１０６、記録媒体としての記録紙ＰＥを副走査方向Ｙ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１、２参照）が記録紙ＰＥ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Ｘに移動されながら記録紙ＰＥに対してインク滴Ｑ（図２（Ｂ）参照）を吐出し、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Ｘ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ＰＥが副走査方向Ｙに搬送され、再びキャリッジ１０４を主走査方向Ｘ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ＰＥ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、図３に示すように、イジェクタ５０がマトリックス状に配列されたイジェクタ群５２を４行２列、合計８個備えている。このため、キャリッジ１０４の主走査方向Ｘ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ＰＥ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、上記実施形態では、支持条件が相違するアクチュエータの吐出特性の相違を補正したが、これに限定されない。例えば、電気的に特異性を持つ、例えば、圧電素子への配線抵抗が相違するアクチュエータの吐出特性の相違を補正するために、イジェクタの構造を相違させても良い。

また、例えば、上記実施の形態では、図３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４行２列で配置された構成となっていたが、これに限定されない。イジェクタがマトリックス状に行列配置されたインクジェット記録ヘッドであれば良い。

また、図２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の撓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、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。

（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斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＺ部分の拡大図である。 （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イジェクタを平面視した図であり、（Ｂ）は断面図である。 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のイジェクタ群を平面視した図である。 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のイジェクタ群を平面視した拡大図である。 （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ノズル配置を模式的に示した図であり、（Ｂ）は、Ｘ方向にノズルを投影した図である。 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のイジェクタを平面視し、（Ａ）はイジェクタ群の外縁部のイジェクタを、（Ｂ）はアクチュエータの向きが異なる境界に配置されたイジェクタを、（Ｃ）は（Ａ）（Ｂ）以外のイジェクタを、示す図である。 アクチュエータの相互関係を模式的に表した図である。 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。 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。 圧力室の最大長とアクチュエータの変位量及び固有周期の関係を表したグラフである。

符号の説明

１０ ノズル
１２ 圧力室
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
Ｑ インク滴

Claims (8)

1. インクが充填される圧力室の壁面の一部を構成する振動板と、前記振動板に接着された圧電素子と、で構成されたアクチュエータを備え、
   前記アクチュエータで前記圧力室を加減圧し、該圧力室に連通するノズルからインク滴を吐出するイジェクタが、マトリックス状に配列されたインクジェット記録ヘッドにおいて、
   前記圧力室の周囲の接合部に前記振動板が貼り付けられ、
   前記アクチュエータの配列が不連続となる境界に配置され、前記接合部の面積が相違し、前記アクチュエータの支持条件が相違するイジェクタの構造を、
   その他の前記イジェクタの構造と相違させ、インク吐出特性を均一にしたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 前記アクチュエータの配列が不連続となる境界とは、前記アクチュエータの向きが変わる境界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記録ヘッド。
3. 複数の前記イジェクタから構成されるイジェクタ群で構成されるインクジェット記録ヘッドであって、
   前記アクチュエータの支持条件が相違する前記イジェクタは、前記イジェクタ群の外縁部にあるイジェクタであ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. 前記イジェクタの構造を相違させる対象が、前記圧力室の形状であることを特徴とする請求項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。
5. 前記イジェクタの構造を相違させる対象が、前記圧電素子の形状であることを特徴とする請求項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。
6. 前記各イジェクタの前記各アクチュエータの変位量が略同一となるように、前記特定のイジェクタの構造をその他の前記イジェクタの構造と相違させていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
7. 前記各イジェクタの前記各アクチュエータの固有周期が略同一となるように、前記特定のイジェクタの構造をその他の前記イジェクタの構造と相違させていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。

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