(57)【要約】【課題】低周波共振によるクロストークの影響を抑制し、ひいてはクロストークのローカリティを低減することができる液体吐出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、インクを貯留する共通流路１０２の両側に複数のインク供給路１０６を介して圧力室１０４が配設されている。圧力室１０４は液滴を吐出するノズル１１０と連通している。共通流路１０２内には、ノズル１１０が配置された位置の延長線（破線１２２）上の区間内に共通流路１０２の上下方向に沿って円柱状の構造体１２０が配設されている。構造体１２０は、共通流路１０２の破線１２２の区間に１本、２本、３本の順で周期的に配置されている。【選択図】図５
2010201865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体へ液滴を吐出するノズルと連通し、液体が充填される複数の圧力室と、
前記圧力室の圧力を変動させ、前記ノズルから液滴を吐出させる駆動手段と、
前記圧力室にそれぞれ連通する複数の液体供給路が接続され、前記圧力室に供給される液体を貯留する長尺状の共通流路と、を備え、
前記共通流路の長手方向と直交する方向の断面積を前記共通流路の長手方向の位置によって変えた液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記共通流路の内部に設けた構造体により、前記共通流路の長手方向に沿って周期的に前記断面積を変えた請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記構造体は、前記共通流路の長手方向において前記断面積が最も小さくなる絞り部位を周期的に形成し、前記絞り部位の次に前記断面積が大きくなる中間絞り部位を前記絞り部位の長手方向の間隔より間隔が狭くなるように周期的に形成し、前記中間絞り部位よりも順次前記断面積が大きくなる１又は複数の部位を前記中間絞り部位の長手方向の間隔より順次間隔が狭くなるように周期的に形成する構成とされている請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記構造体が、前記共通流路の長手方向と交差する方向に配置された１本以上の柱状部材である請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドと、前記液体吐出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、
前記液体吐出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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、共通流路での低周波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の影響が甚大となる。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。
【０００３】
また、クロストークの影響にはローカリティがあり、例えばノズルからの全吐出時において、ある列に着目すると、「周囲の駆動ノズル数」が列中央で最大になるため、列中央付近のノズルが特に甚大な影響を受ける。つまり、クロストークの影響が列中央付近で局所的に大きくなる。
【０００４】
下記特許文献１には、一つの吐出口列において、液滴サイズ大の吐出口と、この吐出口よりも開口径の小さい液滴サイズ小の吐出口とが交互に配置されており、インク流路のインク供給口側の開口からインク供給口までの間に柱状のフィルタが各インク流路あたり１つ配置された構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３１１９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１では、電気熱変換素子を備えたインク流路のインク供給口側の開口からインク供給口までの間に柱状のフィルタを備えた構成であり、共通流路に柱状のフィルタを設けたものではない。このため、クロストークの影響を抑制することはできず、特に列中央付近のノズルが特に甚大な影響を受けるクロストークのローカリティを効果的に低減することはできず、改善の余地がある。
【０００７】
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、ひいてはクロストークのローカリティを低減することができる液体吐出ヘッド及び画像形成装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明に係る液体吐出ヘッドは、記録媒体へ液滴を吐出するノズルと連通し、液体が充填される複数の圧力室と、前記圧力室の圧力を変動させ、前記ノズルから液滴を吐出させる駆動手段と、前記圧力室にそれぞれ連通する複数の液体供給路が接続され、前記圧力室に供給される液体を貯留する長尺状の共通流路と、を備え、前記共通流路の長手方向と直交する方向の断面積を前記共通流路の長手方向の位置によって変えたものである。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、液体を貯留する長尺状の共通流路には、圧力室にそれぞれ連通する複数の液体供給路が接続されており、共通流路内の液体が複数の液体供給路を介してそれぞれの圧力室に供給される。駆動手段によって圧力室の圧力を変動させることにより、圧力室と連通するノズルから液体が液滴として記録媒体へ吐出される。共通流路の長手方向と直交する方向の断面積を当該共通流路の長手方向の位置によって変えており、共通流路の長手方向と直交する方向の断面積（以下、「共通流路の断面積」という場合がある）が小さいと、流体抵抗が大きくなる。これによって、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、例えばクロストークのローカリティの影響を受けやすい共通流路の長手方向の位置の断面積を小さくすることにより、共通流路の長手方向において各ノズル間の流体抵抗のバラツキが小さくなる。これによって、各ノズル間におけるクロストークの影響のバラツキが小さくなり、クロストークのローカリティを低減することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記共通流路の内部に設けた構造体により、前記共通流路の長手方向に沿って周期的に前記断面積を変えたものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、共通流路の内部に設けた構造体により、共通流路の長手方向に沿って周期的に共通流路の断面積を変える。すなわち、構造体により共通流路の長手方向に沿って周期的に共通流路の断面積を小さくすることで、共通流路の長手方向において各ノズル間の流体抵抗のバラツキがより一層小さくなる。これによって、各ノズル間におけるクロストークの影響のバラツキが小さくなり、クロストークのローカリティをより一層低減することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記構造体は、前記共通流路の長手方向において前記断面積が最も小さくなる絞り部位を周期的に形成し、前記絞り部位の次に前記断面積が大きくなる中間絞り部位を前記絞り部位の長手方向の間隔より間隔が狭くなるように周期的に形成し、前記中間絞り部位よりも順次前記断面積が大きくなる１又は複数の部位を前記中間絞り部位の長手方向の間隔より順次間隔が狭くなるように周期的に形成する構成とされている。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、構造体は、共通流路の長手方向において共通流路の断面積が最も小さくなる絞り部位を周期的に形成し、当該絞り部位の次に共通流路の断面積が大きくなる中間絞り部位を絞り部位の長手方向の間隔より間隔が狭くなるように周期的に形成し、中間絞り部位よりも順次共通流路の断面積が大きくなる１又は複数の部位を中間絞り部位の長手方向の間隔より順次間隔が狭くなるように周期的に形成する構成とされている。このように構造体で構成された絞り部位、中間絞り部位、及びこの中間絞り部位よりも共通流路の断面積が大きくなる他の部位を多重周期的に形成することで、共通流路の長手方向において各ノズル間の流体抵抗のバラツキがさらに小さくなる。これによって、各ノズル間におけるクロストークの影響のバラツキがさらに小さくなり、クロストークのローカリティをより効果的に低減することができる。
【００１４】
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項に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記構造体が、前記共通流路の長手方向と交差する方向に配置された１本以上の柱状部材であるものとする。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、構造体が、共通流路の長手方向と交差する方向に配置された１本以上の柱状部材であり、簡単な構成によって共通流路の断面積を変えることで、低周波共振によるクロストークの影響を抑制し、ひいてはクロストークのローカリティを低減することができる。
【００１６】
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項に記載の液体吐出ヘッドと、前記液体吐出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、前記液体吐出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。
【００１７】
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項に記載の液体吐出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、液体吐出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。液体吐出ヘッドの共通流路の長手方向と直交する方向の断面積を当該共通流路の長手方向の位置によって変えており、共通流路の断面積を小さくすることで流体抵抗が大きくなる。これによって、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、例えばクロストークのローカリティの影響を受けやすい共通流路の長手方向の位置の断面積を小さくすることにより、各ノズル間におけるクロストークの影響のバラツキが小さくなり、クロストークのローカリティを低減することができる。
【発明の効果】
【００１８】
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、ひいてはクロストークのローカリティを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】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。
【図２】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斜視平面図である。
【図３】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。
【図４】第１実施形態に係るインクジェットラインヘッドの共通流路及び圧力室付近の構成を示す断面図である。
【図５】第１実施形態に係るインクジェットラインヘッドの共通流路内に配置された構造体の配列を示す平面図である。
【図６】図５に示す共通流路において、ノズルの位置ｎと、０番目のノズルからｎ番目のノズルまでの抵抗Ｒｎとの関係を示すグラフである。
【図７】第２実施形態に係るインクジェットラインヘッドの共通流路において、ノズルの位置ｎと、０番目のノズルからｎ番目のノズルまでの抵抗Ｒｎとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
〔第１実施形態〕
以下に、本発明の第１実施形態に係る液体吐出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。
【００２１】
<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。
【００２２】
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。
【００２３】
（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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
（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。
【００３２】
（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。
【００３３】
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１１０が複数配列されている。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
（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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
（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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
次に、本発明の第１実施形態に係る液体吐出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。
【００５０】
図２には、インクジェットラインヘッド６４の構成が斜視平面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の構成が透視斜視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、ヘッド部を構成するハウジング１００にインクを貯留する長尺状の共通流路１０２がほぼ等間隔で複数配列されている。
【００５１】
共通流路１０２の長手方向に沿った両側には、圧力室１０４とそれぞれ連通する液体供給路としての複数のインク供給路１０６が設けられている。インク供給路１０６は、一端が共通流路１０２の上面部と連通しており、他端が圧力室１０４に連通している。複数のインク供給路１０６は、共通流路１０２の両側にほぼ平行に延びている。共通流路１０２内のインクは、各インク供給路１０６を介して各圧力室１０４に分配供給されるようになっている。なお、図示を省略するが、共通流路１０２の長手方向一端部には、共通流路１０２内にインクを供給するインク導入口が設けられており、共通流路１０２の長手方向他端部には、共通流路１０２内からインクを排出するインク排出口が設けられている。
【００５２】
圧力室１０４は、その平面形状が概略正方形となっており、圧力室１０４の一辺の中間部にインク供給路１０６が接続され、インク供給路１０６と反対側の圧力室１０４の一辺付近にノズル１１０と連通する流出口１０８が設けられている。なお、圧力室１０４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。また、四角形の圧力室の対角線上の両隅部の一方にインク供給路１０６が接続され、他方に流出口１０８が配設される構成でもよい。
【００５３】
また、複数配列された各々の共通流路１０２の両側には、複数のインク供給路１０６を介してそれぞれ圧力室１０４が配設されている。これによって、各ノズル１１０に対応する複数の圧力室１０４がマトリクス状に配置された構造となっている。
【００５４】
図４に示されるように、圧力室１０４の上部には駆動手段としての駆動装置１１２が配設されている。駆動装置１１２は、圧力室１０４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）１１４と、加圧板１１４の上部に設けられた圧電体１１６と、圧電体１１６の上面に設けられた個別電極１１８と、を備えている。個別電極１１８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１１６が変形して圧力室１０４の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル１１０からインクが吐出される。インク吐出後、圧電体１１６の変位が元に戻る際に、共通流路１０２からインク供給路１０６を通って新しいインクが圧力室１０４に再充填される。
【００５５】
図５に示されるように、共通流路１０２の内部には、各圧力室１０４のノズル１１０が配置された位置（ノズル１１０が配置された位置の延長線を破線１２２で表している）の間に、１本〜３本の円柱状の構造体１２０が配設されている。構造体１２０は、共通流路１０２の長手方向と直交する方向（本実施形態では、共通流路１０２の上下方向）に配設されている。図５中の破線１２２は、ｎ＝０が共通流路１０２の端部から０番目のノズル１１０、ｎ＝３が共通流路１０２の端部から３番目のノズル１１０がある位置の延長線上を表している。これらの破線１２２の区間で構造体１２０が１本、２本、３本と並んでおり、これ以降、共通流路１０２の長手方向に沿って構造体１２０の上記設置数が周期的に続いた構成となっている。構造体１２０は１本のときは共通流路１０２の幅方向の真ん中に配置されており、２本、３本のときは共通流路１０２の幅方向に等間隔で一列に配置されている。
【００５６】
共通流路１０２の破線１２２の区間に構造体１２０を１本〜３本配置することにより、共通流路１０２の長手方向と直交する方向の断面積を周期的に変える。すなわち、構造体１２０の設置数が多くなるに従って、共通流路１０２の長手方向と直交する方向の断面積が構造体１２０に遮られて小さくなり、共通流路１０２を周期的に絞ることができる。
【００５７】
次に、本実施形態のインクジェットラインヘッド６４における構造体１２０の配列について検証する共に、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。
【００５８】
ノズル１１０間におけるクロストークの影響の絶対値は、ノズル１１０間の流体抵抗に反比例する。従って、共通流路１０２内の流体抵抗を大きくすれば、クロストークの絶対値を低減、すなわちクロストークの影響を受けにくくすることができる。
【００５９】
ここで、共通流路１０２のｊ番目の区間の抵抗は、（１）式で表される。
【００６０】
【数１】
2010201865.tif 000003
【００６１】
（１）式において、Δｘは共通流路１０２の長手方向における破線１２２の区間の長さ、Ａは共通流路１０２の長手方向と直交する方向の断面積（破線１２２と平行な方向の断面積）、ａは１つの構造体１２０によって遮られる断面積（破線１２２と平行な方向の断面積）で、Ｎｊは構造体１２０の設置数である。０番目のノズル１１０からｎ番目のノズル１１０までの抵抗は、（２）式で表される。
【００６２】
【数２】
2010201865.tif 000004
【００６３】
構造体１２０の１本、２本、３本の周期的な繰り返しは、（３）式の離散のこぎり関数を使って表すことができる。
【００６４】
【数３】
2010201865.tif 000005
【００６５】
ここで、Ｒ（ｆ）は、関数値ｆを整数に丸める関数である（四捨五入又は切り捨て等により整数に置き換える）。
【００６６】
０番目のノズル１１０からｎ番目のノズル１１０までの抵抗Ｒｎを計算すると、図６に示されるようなグラフになる。図６では、横軸にｎ、縦軸にＲｎが示されている。Ｒｎの計算において、Δｘ＝１、Ａ＝５０、ａ＝５に設定した。図６中の実線１３０はｎ番目のノズル１１０の位置におけるＲｎを示しており、点線１３２は最小二乗法による近似を示している。
【００６７】
ここで、最小二乗法とは、測定で得られた数値の組を、適当なモデルから想定される一次関数など特定の関数を用いて近似するときに、想定する関数が測定値に対してよい近似となるように、残差の二乗和を最小とするような係数を決定する方法をいう。より詳細に説明すると、物理量ｘ´（独立変数）を変えて、それによって変化した物理量ｙ（従属変数）をグラフ上にプロットして得た両者の関係は、ｙ＝ｃｘ´＋ｄで表される。このとき、測定値には誤差が含まれるため、バラツキを考慮した上で最適な線を引かなければならない。最適な線とは、最小二乗法の原理によると、引かれた線から各点のずれの２乗の和が最小となる線のことである。
【００６８】
図６中の実線１３０で示されるように、０番目のノズル１１０からｎ番目のノズル１１０までの抵抗Ｒｎは３周期で変動していることが見て取れる。また、全９区間のうち６区間が、最小二乗法による傾き（点線１３２）よりも小さい傾きになっている。この事は、構造体１２０の周期的な配列により、全区間に均等に構造体を配する場合（例えば全区間に構造体を２本ずつ配置する場合）よりも、約６７％の区間においてクロストークの影響を平滑化できることを示している。すなわち、最小二乗法による傾きよりも小さい傾きとすることで、各ノズル１１０間の流体抵抗のバラツキが小さくなり、各ノズル１１０間（特に隣接するノズル１１０間）におけるクロストークの影響のバラツキが小さくなる。勿論、残りの約３３％の区間ではクロストークの影響が逆に先鋭化するわけであるが、確率論的には液滴吐出中にこの区間を使用しない可能性もあるので、本願発明のようにクロストークのローカリティの低減を重視する選択としては理に適っている。
【００６９】
このようなインクジェットラインヘッド６４では、共通流路１０２内の破線１２２の区間に、共通流路１０２の長手方向と直交する方向の断面積を変える１本〜３本の構造体１２０が配設されており、構造体１２０によって共通流路１０２内の流体抵抗が大きくなる。これによって、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、構造体１２０の設置数が１本、２本、３本の順で周期的（３周期）に配置されており、共通流路１０２の長手方向において各ノズル１１０間の流体抵抗のバラツキが小さくなる。これによって、各ノズル１１０間（特に隣接するノズル１１０間）におけるクロストークの影響のバラツキが小さくなり、クロストークのローカリティを低減することができる。
【００７０】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る液体吐出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。
【００７１】
第１実施形態のインクジェットラインヘッド６４では、構造体１２０の設置数は１本、２本、３本の３種類であるが、共通流路１０２の長手方向の全てにおいて３周期になっているので、周期としては１重周期（「１本、２本、３本」の構造体１２０のセットが並んでいる構造）である。
【００７２】
第２実施形態のインクジェットラインヘッドでは、共通流路１０２の長手方向に沿って構造体１２０の本数を多重周期的に配置する。多重周期的とは、構造体１２０の本数を複数の周期を重ねるように配置した構成であり、例えば、構造体１２０の本数を、ａ，ｂ，ｃの３種類としたとき（ａ＜ｂ＜ｃ）、共通流路１０２内の破線１２２の区間に、数列（４）のように構造体１２０を配置する。
【００７３】
【数４】
2010201865.tif 000006
【００７４】
数列（４）は、一見ａ，ｂ，ｃがランダムに並んでいるように見えるが、例えば、ａのある場所から右に移動すると、ａは基本的には１つ目に出現し（つまり、すぐ横にまたａがある）、ｂでは４個目、ｃでは７個目に出現する。ａは、ｂの周期との最小公倍数である４周期でｂに打ち消される（ａではなく、ａより数が大きいｂに置き換わる）。ｂは、ｃの周期との最小公倍数である２８周期でｃに打ち消される（ｂではなく、ｂより数が大きいｃに置き換わる）。
【００７５】
言い換えると、まず、共通流路１０２の断面積（破線１２２と平行な方向の断面積）が最も小さい絞り部位となるｃ本の構造体１２０を７周期で配置する。次いで、ｃ本の構造体１２０の次に共通流路１０２の断面積が大きい中間絞り部位となるｂ本の構造体１２０を４周期で配置する。既にｃが配置された位置にはｂは配置されない（ｂはｃに打ち消される）。さらに、ｂ本の構造体１２０の次に共通流路１０２の断面積が大きい部位となるａ本の構造体１２０を残りの区間に配置する。
【００７６】
上記のような打ち消しが出来るだけ生じないようにするには、周期を互いに素にすることが望ましいので、例えば周期を１，２，３，５，７，９・・・等の素数から選ぶ等の工夫が考えられる。
【００７７】
上記のように本数が最も多い構造体１２０から共通流路１０２の長手方向の間隔が広くなるように位置決めし、順次本数がより少ない構造体１２０を共通流路１０２の長手方向の間隔が狭くなるように位置決めしていく。これによって、本数が最も多いｃ本の構造体１２０により共通流路１０２の広い区間における最も大きなクロストークの影響を抑制し、ｃ本の次に本数が多いｂ本の構造体１２０によりｃ本の構造体１２０の間の区間のクロストークの影響を抑制し、ｂ本の次に本数が多いａ本の構造体１２０によりｂ本の構造体１２０の間の区間のクロストークの影響を抑制することができる。このようにａ，ｂ，ｃを多重周期的に配列する構成では、ａ，ｂ，ｃを１重周期的に配列する場合に比べて、クロストークのローカリティを効果的に低減することができると考えられる。
【００７８】
図７には、共通流路１０２の長手方向に沿って６４個のノズル１１０がある場合について、ノズル１１０間に数列（５）のような本数の構造体１２０を設置した場合のｎとＲｎとの関係が示されている。Ｒｎの計算において、Δｘ＝１、Ａ＝５０、ａ＝５とした。この図において、実線１３４はｎ番目のノズル１１０の位置におけるＲｎを示しており、点線１３６は最小二乗法による近似を示している。
【００７９】
【数５】
2010201865.tif 000007
【００８０】
数列（５）では、共通流路１０２の長手方向において最も構造体１２０の本数が多い（共通流路１０２の断面積が最も小さい絞り部位となる）７本を１１周期で配置し、７本の次に構造体１２０の本数が多い（７本よりも共通流路１０２の断面積が大きい中間絞り部位となる）６本を９周期で配置する。既に７本が配置されている場合、６本は打ち消される。次いで、６本の次に構造体１２０の本数が多い（６本よりも共通流路１０２の断面積が大きい絞り部位となる）４本を７周期で配置する。既に７本、６本が配置されている場合、４本は打ち消される。次いで、４本の次に構造体１２０の本数が多い（４本よりも共通流路１０２の断面積が大きい絞り部位となる）２本を２周期で配置する。既に７本、６本、４本が配置されている場合、２本は打ち消される。さらに、構造体１２０の本数が最も少ない（２本よりも共通流路１０２の断面積が大きい絞り部位となる）１本を１周期で配置する。既に７本、６本、４本、２本が配置されている場合、１本は打ち消される。
【００８１】
図７に示されるように、６４個のノズル１１０が配置された位置の間の全６２区間のうち、５０区間でＲｎが最小二乗法による傾き（点線１３６）よりも小さい傾きとなっている。つまり、構造体の本数を全区間に均等に配する場合よりも、約８１％の区間においてクロストークの影響の平滑化が達成されている。しかも、残りの１９％でもさほど急激な変化はない。各区間の傾きの平均値（期待値）は、１．１６５×１０−３であり、最小二乗法による傾き１．２０１×１０−３と比べると約３％小さい。これは、確率論的にクロストークの影響が必ず平滑化されることを意味する。
【００８２】
以上により、共通流路１０２内の破線１２２の各区間に１本，２本，４本，６本，７本の構造体１２０を多重周期的に配列する構成では、１本，２本，４本，６本，７本を１重周期的に配列する場合に比べて、各ノズル１１０間の流体抵抗のバラツキが小さくなり、各ノズル１１０間（特に隣接するノズル１１０間）におけるクロストークの影響のバラツキが小さくなる。このため、クロストークのローカリティを効果的に低減することができる。
【００８３】
〔補足説明〕
円柱状の構造体１２０を共通流路の幅方向（長手方向と直交する方向）に沿って１列に配置したが、構造体の配置はこれに限定されず、他の構成でもよい。例えば、構造体を共通流路の長手方向と交差する方向に配置したり、千鳥状、複数列に配置する構成でもよい。
【００８４】
また、上記第１及び第２実施形態では、構造体は共通流路の内部に配置したが、これに限定されず、例えば、共通流路の壁面自体を内側へ突出させた構造でもよい。すなわち、本願請求項１に記載の「前記共通流路の長手方向と直交する方向の断面積を前記共通流路の長手方向の位置によって変えた」とは、共通流路の内部に構造体を設けた場合と、共通流路の壁面自体を内側へ突出させた構造の両方を含む趣旨である。
【００８５】
上記第１及び第２実施形態では、円柱状の構造体１２０の太さが同じで本数を変更したが、構造体の太さを変更してもよい。また、構造体の太さと本数の両方を変更してもよい。
【００８６】
また、上記第１及び第２実施形態では、円柱状の構造体１２０を配置したが、長円状や楕円状の柱、角柱（例えば、三角柱、四角柱、六角柱）など、他の形状の柱状部材を配置してもよい。また、柱状部材に限らず、板状部材など他の形状の構造体を配置してもよい。
【００８７】
さらに、上記第１及び第２実施形態では、共通流路にインクが貯留される構成であるが、インクに限らず、他の処理液などの液体を貯留する構成でもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１０   画像形成装置
６４   インクジェットラインヘッド（液体吐出ヘッド）
１０２ 共通流路
１０４ 圧力室
１０６ インク供給路（液体供給路）
１１０ ノズル
１１２ 駆動装置（駆動手段）
１２０ 構造体
【図１】
2010201865.tif 000008
【図２】
2010201865.tif 000009
【図３】
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【図４】
2010201865.tif 000011
【図５】
2010201865.tif 000012
【図６】
2010201865.tif 000013
【図７】
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