(57)【要約】【課題】  クロストークが原因となって各吐出ノズルから吐出されるインク滴の体積がバラツクことを防止し、濃度ムラの発生や画像品質の低下を防止しうるインクジェットヘッドおよびインクジェットプリンタを提供する。【解決手段】  仕切壁を隔てて直線上に並列に配列されてそれぞれインク供給路に連通された複数個の圧力室７のうち印刷範囲内の端部に位置する圧力室７の容積を選択的に可変させる際には、この圧力室７の容積の可変と同時に、吐出ノズル１５の流体インピーダンスと略同一となるように設定された形状を有するダミーノズル１６が連通されて印刷範囲外に位置する圧力室７の容積を選択的に可変させるようにした。【選択図】    図４
2004195959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕切壁を隔てて直線上に並列に配列されてそれぞれインク供給路に連通された複数個の圧力室と、
前記圧力室のうち印刷範囲内に位置する前記圧力室に設けられた吐出ノズルと、
駆動信号に応じて前記圧力室の容積を可変させる加圧手段と、
前記圧力室のうち印刷範囲外に位置する前記圧力室と外部とをそれぞれ連通してインク吐出側において前記吐出ノズルのインク吐出側の開口面積より大きく開口する開口部を有し前記吐出ノズルの流体インピーダンスと略同一となるように設定された形状を有するダミーノズルと、
前記加圧手段に前記駆動信号を供給することにより選択的に前記圧力室の容積を可変して前記吐出ノズルからインクを吐出させるヘッド駆動手段であって、印刷範囲内の端部に位置する前記圧力室の容積を選択的に可変させる際には、この圧力室の容積の可変と同時に印刷範囲外に位置する前記圧力室の容積を選択的に可変させるようにしたヘッド駆動手段と、
を具備するインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記吐出ノズルの前記圧力室側の開口径は外部側の開口径より大きく設定され、前記ダミーノズルの前記圧力室側の開口径はインク吐出側の開口径より小さく設定されている請求項１記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記吐出ノズルと前記ダミーノズルとはインク滴の吐出方向において対称となる形状に形成されている請求項２記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
請求項１、２または３記載のインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドが具備する吐出ノズルに対向する印字位置を記録媒体が通過するように前記インクジェットヘッドと前記記録媒体とを相対的に移動させる移動手段と、
画像データに応じた駆動信号に基づき前記インクジェットヘッドが具備する加圧手段およびヘッド駆動手段を駆動する駆動制御手段と、
を具備するインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドおよびインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術において、電気信号に応じてせん断歪が生じる加圧手段によって圧力室の容積を変化させ、各圧力室に設けられている吐出ノズルから選択的にインクを吐出させて画像形成を行うせん断モード型のインクジェットヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなせん断モード型のインクジェットヘッドは、圧力室を高密度に配列しやすいという特徴を有する。
【０００３】
しかし、上述したせん断モード型のインクジェットヘッドには、ある圧力室の圧力変動が近傍の他の圧力室のインクの圧力または流速に変動を与えるクロストークという現象が発生するという問題がある。クロストークは、圧力室内のインクの圧力が圧力室間の仕切壁を変位させ、隣接及び近傍の圧力室内のインク圧を変化させるために生じると考えられる。
【０００４】
ところで、印刷範囲内の両端側に位置する圧力室では、印刷範囲内の内側に位置する他の圧力室からのクロストークしか作用しないのに対し、印刷範囲の内側に位置する圧力室では両側に位置する他の圧力室からのクロストークが作用する。このため、印刷範囲内の両端側に位置する圧力室との内側に位置する圧力室とでは、クロストークの影響が異なる。これにより、印刷範囲内の両端側に位置する圧力室に連通された吐出ノズルから吐出されるインク滴の体積と、印刷範囲の内側に位置する圧力室に連通された吐出ノズルから吐出されるインク滴の体積とが異なり、印刷物における濃度ムラや画像品質低下が発生しやすい。
【０００５】
各圧力室に作用するクロストークの影響の均等化を図ろうとしたインクジェットヘッドとしては、図１３に示すようなインクジェットヘッドがある（例えば、特許文献２参照）。図１３に示すインクジェットヘッドは、印刷範囲内で複数配列された有効圧力室１０１の両側にそれぞれ３個ずつのダミー圧力室１０２を形成し、有効圧力室１０１にはそれぞれ１個ずつの吐出ノズル１０３を連通させ、ダミー圧力室１０２にはそれぞれ複数個のダミーノズル１０４を連通させている。ここで、「ダミー圧力室」とは、駆動信号を印加してもインクが吐出しない圧力室をいう。
【０００６】
図１３に示すようなインクジェットヘッドでは、例えば、印刷範囲内の端部に位置する有効圧力室１０１ａの容積を変化させてインク滴を吐出させるときには、インク滴の吐出と同時にダミー圧力室１０２ａも同じように容積を変化させる。また、印刷範囲内の端部に位置する有効圧力室１０１ｂの容積を変化させてインク滴を吐出させるときには、インク滴の吐出と同時にダミー圧力室１０２ｂも同じように容積を変化させる。さらに、印刷範囲内の端部に位置する有効圧力室１０１ｃの容積を変化させてインク滴を吐出させるときには、インク滴の吐出と同時にダミー圧力室１０２ｃも同じように容積を変化させる。
【０００７】
これにより、印刷範囲内の端部に位置する有効圧力室１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃに対して、その両側に位置する他の圧力室（有効圧力室とダミー圧力室）からのクロストークの影響を、これらの有効圧力室１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの内側に位置する他の有効圧力室と同じように作用させることができる。
【０００８】
【特許文献１】米国特許第４，８７９，５６８号明細書
【特許文献２】特開２０００−１３５９８７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、図１３に示すようなインクジェットヘッドでは、１つのダミー圧力室１０２に連通するダミーノズル１０４の数を複数個にし、ダミー圧力室１０２の容積を変化させた場合にダミーノズル１０４からインク滴が吐出しないようにしている。
【００１０】
このため、ダミー圧力室１０２に作用する複数のダミーノズル１０４の合成された流体インピーダンス、即ち、複数のダミーノズル１０４の合成されたインクの粘性抵抗や慣性抵抗等がダミーノズル１０４の数に反比例して低下する。その結果、ダミー圧力室１０２内のインクの主音響共振周波数が、有効圧力室１０１内のインクの主音響共振周波数と異なってくる。
【００１１】
ここで、主音響共振周波数とは、加圧手段により電圧を印加して圧力室を駆動させたときに、圧力室内のインクに発生する圧力波が圧力室内のインク中を伝播し、その圧力波が重畳して最も大きな圧力振動となる周波数であり、ヘルムホルツ（Helmholtz）共振周波数とも呼ばれるものである。
【００１２】
そのため、有効圧力室１０１内のインクの音響周波数特性に合わせた波形の駆動信号がダミー圧力室１０２内のインクに印加されると、異常な圧力変動がダミー圧力室１０２内に生じ、印刷範囲内の両端部に位置するそれぞれ３個の有効圧力室１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃではダミー圧力室１０２内で生じた異常な圧力変動に起因するクロストークを受けるようになり、場合によってはむしろ濃度ムラや画像品質の低下を来すという課題がある。
【００１３】
本発明の目的は、クロストークが原因となって各吐出ノズルから吐出されるインク滴の体積がバラツクことを防止し、濃度ムラの発生や画像品質の低下を防止しうるインクジェットヘッドおよびインクジェットプリンタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、仕切壁を隔てて直線上に並列に配列されてそれぞれインク供給路に連通された複数個の圧力室の容積を可変させることで、この圧力室に設けられた吐出ノズルからインク滴を吐出させるようにしたインクジェットヘッドにおいて、印刷範囲外に位置する圧力室に設けられ、インク吐出側において吐出ノズルのインク吐出側の開口面積より大きく開口する開口部を有し吐出ノズルの流体インピーダンスと略同一となるように設定された形状を有するダミーノズルを設け、印刷範囲内の端部に位置する圧力室に連通する吐出ノズルからインク滴を吐出させる際には、印刷範囲内の端部に位置する圧力室の容積の可変と同時に印刷範囲外に位置する圧力室の容積を可変させるようにした。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、印刷範囲内の端部に位置する圧力室の駆動に際し、印刷範囲外に位置する圧力室を同時に駆動させることにより、ダミーノズルからのインク吐出を伴うことなく印刷範囲内の端部に位置する圧力室に印刷範囲内の内部に位置する圧力室とほぼ同じクロストークを作用させることができる。この結果、印刷範囲内の端部に位置する吐出ノズルからのインク滴の体積を印刷範囲内の内部に位置する吐出ノズルからのインク滴の体積と略同じにすることができ、印刷範囲端部の濃度ムラを解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を実施するための一実施の形態を図１ないし図８を参照して説明する。図１は本発明を実施するための一実施の形態インクジェットヘッドを示す縦断側面図、図２は図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【００１７】
本実施の形態のインクジェットヘッド１は、図１及び図２に示すように、板厚方向に分極された２枚の圧電部材（下部圧電部材２と上部圧電部材３）を備えている。２枚の圧電部材２，３は、同極を対向させた状態で貼り合わされている。貼り合わされた圧電部材２、３は、分極されていない低誘電率圧電部材からなる基板４に固着されている。
【００１８】
基板４とこの基板４に固着された圧電部材２、３とには、複数の溝５が等間隔で並列に形成されている。複数の溝５は、ダイヤモンドカッタ等を用いて加工が施されている。
【００１９】
基板４の上面には天板枠６が接着されている。この天板枠６は、溝５の上面の一部を封止している。これにより、圧力室７（７ａ、７ｂ、７ｃ、・・・）が形成されている。
【００２０】
隣り合う圧力室７の間は、下部圧電部材２と上部圧電部材３とからなり、駆動信号に応じて圧力室７の容積を可変する加圧手段を形成する仕切壁８（８ａ、８ｂ、８ｃ、・・・）により仕切られている。
【００２１】
天板枠６には、全ての圧力室７に連通するインク供給路９が形成されている。
【００２２】
天板枠６の上面には、天板１０が接着されている。この天板１０にはインク供給路９に連通したインク供給口１１が形成されている。インク供給口１１には、インクジェットヘッド１へインクを供給するためのインク供給パイプ（図示せず）が接続されている。
【００２３】
各溝５の内面には、互いに電気的に独立した電極１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、・・・）が設けられている。本実施の形態の電極１２は、無電解メッキにより形成されている。各電極１２は、基板４の後端部に接続されたフレキシブルケーブル１３を介してヘッド駆動手段であるドライバＩＣ（図示せず）に接続されている。
【００２４】
圧力室７の正面側には、ポリイミド製のノズルプレート１４が接着されている。このノズルプレート１４には、吐出ノズル１５（１５ｅ、１５ｆ、１５ｇ、・・・）とダミーノズル１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ）とが設けられている。本実施の形態の吐出ノズル１５およびダミーノズル１６は、レーザー加工によって形成されている。ノズルプレート１４に対する吐出ノズル１５とダミーノズル１６とのレーザー加工は、ノズルプレート１４を圧力室７の正面側へ接着した後に行われる。
【００２５】
吐出ノズル１５は、印刷範囲内に位置する圧力室７（７ｅ、７ｆ、７ｇ、・・・）に対向する位置に形成されている。ダミーノズル１６は、印刷範囲外に位置する圧力室７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）に対向する位置に形成されている。
【００２６】
なお、図２はインクジェットヘッド１の一方の端部側のみを図示したものであり、インクジェットヘッド１の他方の端部側にも印刷範囲外に位置する４個の圧力室７と、その圧力室７に対向して位置する４個のダミーノズル１６とが形成されている。
【００２７】
インクは、インク供給パイプ内を通ってインク供給口１１からインクジェットヘッド１内に注入され、インク供給路９、圧力室７、吐出ノズル１５、ダミーノズル１６内に充填される。
【００２８】
このような構成のインクジェットヘッド１においては、例えば、電極１２ｅに対してドライバＩＣから正の駆動信号が与えられると、仕切壁８ｄ、８ｅにおいて分極方向に直交する電界が生じる。仕切壁８ｄ、８ｅは、分極方向に直交する電界による逆圧電効果によって、図３に示すように、圧力室７ｅの容積を大きくする方向に互いに逆方向に屈曲してせん断歪を生じる。これにより、圧力室７ｅの容積が大きくなる（図３（ａ））。また、反対に、電極１２ｅに対してドライバＩＣから負の駆動信号が与えられると、圧力室７ｅの容積は小さくなる（図３（ｂ）参照）。このように、電極１２ｅに駆動信号を与えることにより、圧力室７ｅの容積を選択的に可変させることができる。圧力室７ｅ内では、圧力室７ｅの容積が大きくなったときにはこの圧力室７ｅ内部のインクの圧力が低下して圧力室内のインクに負の極性で始まる圧力振動が発生する。また、圧力室７ｅ内では、圧力室７ｅの容積が小さくなったときには圧力室７ｅ内のインクの圧力が高くなり、圧力室７ｅ内のインクに正の極性で始まる圧力振動が発生する。圧力室７ｅ内のインクは、これらの圧力振動が重なって、圧力室７ｅ内のインクの圧力が高くなったときに、インク滴として吐出ノズル１５ｅから吐出する。
【００２９】
つぎに、ダミーノズル１６と吐出ノズル１５とについて説明する。図４は、ダミーノズル１６と吐出ノズル１５との形状を示す断面図である。ダミーノズル１６は、インク吐出方向に向かってノズル内の径が広がる形状を有している。
【００３０】
吐出ノズル１５は、ダミーノズル１６とは反対に、インク吐出方向に向かってノズル内の径が狭まった形状を有している。
【００３１】
また、ダミーノズル１６は、インク吐出側において吐出ノズル１５のインク吐出側の開口面積より大きく開口する開口部を有している。本実施の形態のダミーノズル１６の開口部における口径Ｄｏｄは、吐出ノズル１５の入口側の口径Ｄｉｒと略同一に設定されている。ダミーノズル１６の入口側の口径Ｄｉｄは、吐出ノズル１５の出口側の口径Ｄｏｒと略同一に設定されている。吐出ノズル１５とダミーノズル１６とは、インク滴が吐出する方向に対してテーパ形状が対称となるように形成されている。
【００３２】
ダミーノズル１６と吐出ノズル１５との寸法の好適な一例としては、
ダミーノズル１６のインク吐出側の口径Ｄｏｄ：５４μｍ
ダミーノズル１６の入口側口径Ｄｉｄ：２７μｍ
吐出ノズル１５の出口側口径Ｄｏｒ：２７μｍ
吐出ノズル１５の入口側口径Ｄｉｒ：５４μｍ
ノズル（ダミーノズル１６、吐出ノズル１５）長さＬｎ：５０μｍ
が挙げられる。
【００３３】
この場合、ダミーノズル１６のインク吐出側の断面積と吐出ノズル１５のインク吐出側の断面積との比は、それぞれの口径の二乗に比例することから、４：１である。つまり、インクメニスカスｍの位置において、ダミーノズル１６内のインクの流速は、吐出ノズル１５内のインクの流速の１／４になる。これにより、圧力室７ａ〜７ｄ内のインクの圧力が高くなった場合でも、ダミーノズル１６からはインク滴が吐出しない。
【００３４】
また、ダミーノズル１６のように、インク吐出側の口径Ｄｏｄが入口側口径Ｄｉｄよりも大きくなると、インクメニスカスｍがインクの表面張力によりその位置を保持する力が弱まるが、その静的な負圧の限界Ｐｓは、インクの表面張力σを３０ｍＮ／ｍとしたとき、
【００３５】
【数１】
2004195959.tif 000003
【００３６】
の式を用いて計算すると、−２２２２Ｐａとなる。
【００３７】
ノズル面におけるインク静水圧は、０〜−２２２２Ｐａの間に維持する必要があるが、通常、ノズル面におけるインク静水圧は−１０００Ｐａ程度になるようにインクの供給圧力を調整するので問題はない。
【００３８】
また、万一インク静水圧が瞬間的に負圧の限界Ｐｓを下回っても、ダミーノズル１６ではインクメニスカスｍが後退するほどノズル径が小さくなって負圧の限界が高まり、インクメニスカスｍが元の位置に復帰する力が強まる。
【００３９】
このため、インクメニスカスｍが圧力室７内部にまで後退して気泡が圧力室７内部に巻き込まれ、インクジェットヘッド１が動作不良を起こす負圧の限界に関しては、吐出ノズル１５と同じになる。
【００４０】
以上のようなダミーノズル１６と吐出ノズル１５との形成は、レーザービームＬを用いた加工であれば容易に行うことができる。すなわち、結像光学系を有するレーザー照射装置を用い、レーザー投影レンズとノズルプレート１４との相対位置をｘｙｚステージによって可変し、ダミーノズル１６を形成する場合は図５（ａ）に示すようにｚステージの調整によってレーザー集光面をノズルプレート１４の下面に合わせ、吐出ノズル１５を形成する場合は図５（ｂ）に示すようにｚステージの調整によってレーザー集光面をノズルプレート１４の上面に合わせる。
【００４１】
ダミーノズル１６と吐出ノズル１５との音響的な特性は、以下の通りである。図６の吐出ノズル１５において、
ｐ（ｔ）：ノズル入口のインク圧力
ｑ（ｔ）：ノズル入口のインク流量
Ｍ      ：ノズル内のインクの慣性抵抗
Ｒ      ：ノズル内のインクの粘性抵抗
ρ      ：インクの密度
ｙ（ｘ）：位置ｘにおけるノズル半径
ｒ（ｙ）：半径ｙの円筒を流れるインクの単位流量あたりの粘性による圧力勾配
Ｌｎ    ：ノズルの長さ
とするとき、
ノズル内のインクに関する運動方程式
【００４２】
【数２】
2004195959.tif 000004
【００４３】
ただし、
【００４４】
【数３】
2004195959.tif 000005
【００４５】
が成り立つ。
【００４６】
式（２）から、圧力室７からみたノズルの音響的な性質、すなわち流体インピーダンスは、慣性抵抗Ｍと粘性抵抗Ｒとによって特徴づけられていることがわかる。
【００４７】
ここで、図６のように、吐出ノズル１５とは反対向きのダミーノズル１６の慣性抵抗Ｍ´と粘性抵抗Ｒ´とについて考えて見ると、
【００４８】
【数４】
2004195959.tif 000006
【００４９】
が得られる。
【００５０】
式（５）と式（６）とによれば、互いに反対向きの形状をした吐出ノズル１５とダミーノズル１６との慣性抵抗Ｍ、Ｍ´と粘性抵抗Ｒ、Ｒ´とは同じになり、両者の流体インピーダンスは同じになることがわかる。
【００５１】
したがって、本実施の形態のように、ダミーノズル１６の口径Ｄｏｄが吐出ノズル１５の入口径Ｄｉｒと略同一で、ダミーノズル１６の入口径Ｄｉｄが吐出ノズル１５の出口径Ｄｏｒと略同一である場合、ダミーノズル１６と吐出ノズル１５とは、略同じ流体インピーダンスを有することになる。
【００５２】
これにより、印刷範囲外にある圧力室７ｂ〜７ｄの圧力振動特性と印刷範囲内にある圧力室７ｅ、７ｆ、・・・の圧力振動特性とを略同じにすることができ、圧力室７ｂ、７ｃ、７ｄ内のインクの主音響共振周波数についても圧力室７ｅ、７ｆ、７ｇ、・・・の主音響共振周波数と略同じにすることができる。
【００５３】
また、インクジェットヘッド１のメンテナンスに際して、吐出ノズル１５とダミーノズル１６とからインクの吸引動作を行った場合、ダミー圧力室にダミーノズルが複数設けられている従来のインクジェットヘッドでは必要以上のインクがダミー圧力室から流出する。
【００５４】
これに対し、本実施の形態では、ダミーノズル１６と吐出ノズル１５との粘性抵抗が同じなので必要以上のインクがダミー圧力室から流出することはない。これによって、メンテナンスに際してのインクの無駄を少なくすることができる。
【００５５】
ここで、図７は、ベタ印刷時における電極１２に対してドライバＩＣから出力される駆動信号ＷＷのタイミングチャートである。電極１２ａには、駆動信号は与えられず、一定電位である。電極１２ｂには、常に電極１２ｅと同じ電位が与えられる。電極１２ｃには、常に電極１２ｆと同じ電位が与えられる。電極１２ｄには、常に電極１２ｇと同じ電位が与えられる。なお、図７は、インクジェットヘッド１の一方の端部側のみを図示しているが、インクジェットヘッド１の他方の端部側についても同様である。
【００５６】
なお、駆動信号は３相に時分割され、あるノズル１５からインクを吐出させるときは、インクを吐出させるノズル１５の両隣のノズル１５と、さらにその隣のノズル１５とからはインクを吐出させない。
【００５７】
駆動信号ＷＷは、７つのドロップ信号Ｗが連続的に連なったものである。このような駆動信号ＷＷが圧力室７に印加されると、１つのドロップ信号Ｗにつき１つのインク滴が吐出ノズル１５から吐出される。例えば、駆動信号ＷＷにおけるドロップ信号Ｗの数が７個である場合、単一の駆動信号ＷＷにおいては、７つのインク滴が吐出ノズル１５から連続的に吐出される。したがって、１画素に付着するインク滴の量を変えたい場合は、駆動信号ＷＷにおけるドロップ信号Ｗの数を変えれば良い。これによって、インクを吐出させない場合を含めて８階調の印刷を行うことができる。
【００５８】
ドロップ信号Ｗは、図８に示すように、圧力室７の容積を拡張させる拡張パルスＰ１と、圧力室７の容積を収縮させる収縮パルスＰ２と、両パルス間の休止時間とで構成されている。拡張パルスＰ１の幅と休止時間と収縮パルスＰ２の幅とはそれぞれ１ＡＬである。ここで、ＡＬとは、圧力室７内のインクの主音響共振周期の１／２の時間のことで、圧力室７内のインクの圧力の平均値が正から負へ、あるいは負から正へと反転する時間である。圧力室７内のインクの主音響共振周期の逆数である主音響共振周波数は、ヘルムホルツ（Helmholtz）共振周波数とも呼ばれるものである。拡張パルスＰ１は、吐出ノズル１５からインクを吐出させ、収縮パルスＰ２は拡張パルスＰ１が発生させた圧力振動を打ち消す作用がある。
【００５９】
なお、先に述べたように、本発明によればダミーノズル１６が連通されている圧力室７内のインクの主音響共振周期を吐出ノズル１５が連通されている圧力室７内のインクの主音響共振周期に略一致させることができるが、厳密には、ダミーノズル１６が連通されている圧力室７と吐出ノズル１５が連通されている圧力室７とではノズル（ダミーノズル１６、吐出ノズル１５）近傍の形状が異なるので、両者の主音響共振周期は微妙に異なる可能性がある。この違いは、１ドロップのみ吐出の場合にはほとんど問題にはならない。しかしながら、本実施の形態のように連続的に複数のインク滴を吐出させる場合、駆動信号Ｗのタイミングは、吐出ノズル１５が連通されている圧力室４内のインクの主音響共振周期で合わせたほうが良い。
このような構成においては、電極１２ｂと電極１２ｅ、電極１２ｃと電極１２ｆ、電極１２ｄと電極１２ｇとの電位がそれぞれ同じなので、圧力室７ｅの仕切壁８ｄ、８ｅがせん断歪を生じるときには、同時に、圧力室７ｂの仕切壁８ａ、８ｂもせん断歪を生じる。また、圧力室７ｆの仕切壁８ｅ、８ｆがせん断歪を生じるときには、同時に、圧力室７ｃの仕切壁８ｂ、８ｃもせん断歪を生じる。さらに、圧力室７ｇの仕切壁８ｆ、８ｇがせん断歪を生じるときには、同時に、圧力室７ｄの仕切壁８ｃ、８ｄもせん断歪を生じる。圧力室７ｂ、７ｃ、７ｄにはダミーノズル１６ｂ、１６ｃ、１６ｄが連通しているので、圧力室７ｂ、７ｃ、７ｄがせん断歪を生じてもインクは吐出しない。しかし、ダミーノズル１６と吐出ノズル１５との流体インピーダンスが略同じなので、圧力室７ｂ、７ｃ、７ｄには圧力室７ｅ、７ｆ、７ｇ、・・・とほぼ同じ圧力振動が発生する。このため、圧力室７ｂ、７ｃ、７ｄから漏洩するクロストークの大きさも圧力室７ｅ、７ｆ、７ｇ、・・・から漏洩すクロストークの大きさとほぼ同じになる。したがって、ベタ印刷時に、印刷範囲内の端部に位置する圧力室７ｅ、７ｆ、７ｇは、印刷範囲内の内側に位置する他の圧力室７ｈ、７ｉ、７ｊ、・・・と同じように両側から同じ程度のクロストークを受けることになる。これにより、吐出ノズル１５ｅ、１５ｆ、１５ｇから吐出されるインク滴の体積を、吐出ノズル１５ｈ、１５ｉ、１５ｊ、・・・から吐出されるインク滴の体積と略同じとすることができる。これによって、印刷範囲の端部における濃度ムラ、画像品質の低下を防止することができる。
【００６０】
なお、上述した実施の形態では、ノズル内周面を直線テーパ状に形成した吐出ノズル１５とダミーノズル１６とを例に挙げて説明したが、図９に示すように、吐出ノズル１５Ａとダミーノズル１６Ａとのノズル内周面を曲線テーパ状に形成してもよい。この場合、吐出ノズル１５Ａとダミーノズル１６Ａとをインク吐出方向に対してテーパ形状が対称となるように形成することで、吐出ノズル１５Ａとダミーノズル１６Ａとの流体インピーダンスを略同一にできることは先に述べたとおりである。
【００６１】
このように本実施の形態のインクジェットヘッド１によれば、仕切壁８を隔てて直線上に並列に配列されてそれぞれインク供給路９に連通された複数個の圧力室７と、印刷範囲内に位置する圧力室７ｅ、７ｆ、・・・に設けられた吐出ノズル１５と、印刷範囲外に位置する圧力室７ｂ〜７ｄと外部とをそれぞれ連通してインク吐出側において吐出ノズル１５のインク吐出側の開口面積より大きく開口する開口部を有し吐出ノズル１５の流体インピーダンスと略同一となるように設定された形状を有するダミーノズル１６と、を具備して、印刷範囲内に位置する圧力室７内のインクの加圧に際しては吐出ノズル１５からインク滴を吐出させ、印刷範囲外に位置する圧力室７ｂ〜７ｄに連通されたダミーノズル１６からのインク滴の吐出を行わせないようにする。それととともに、印刷範囲外に位置する圧力室７ｂ〜７ｄに、印刷範囲内に位置する圧力室７ｅ、７ｆ、７ｇ・・・と略同一の圧力振動を同時に発生させる。これにより、例えば印刷範囲内の端部に位置する圧力室７ｅの駆動に際し、印刷範囲内の内側に位置する他の圧力室７ｈ、７ｋ、・・・と同じようにその圧力室７ｅの両側に位置する他の圧力室７ｂ，７ｈからクロストークを作用させることで、印刷範囲内の端部に位置する圧力室７ｅに連通されている吐出ノズル１５ｅから吐出されるインク滴の体積を印刷範囲内の内部に位置する吐出ノズル１５ｈから吐出されるインク滴の体積と略同じとし、印字に際しての濃度ムラや画像品質の低下の発生を防止することができる。他の印刷範囲内の端部に位置する圧力室７ｆ及び７ｇの駆動に際しても同様である。
【００６２】
さらに、本実施の形態のインクジェットヘッド１によれば、吐出ノズル１５とダミーノズル１６とはインク滴の吐出方向において対称となる形状に形成されているので、吐出ノズル１５が連通された圧力室７ｅ、７ｆ、・・・におけるインクの流体インピーダンスと、ダミーノズル１６が連通された圧力室７ｂ〜７ｄにおけるインクの流体インピーダンスとを、実用上容易に略同一とすることができる。
【００６３】
つぎに、本発明の別の実施の形態を図１０ないし図１２を参照して説明する。なお、第１の実施の形態と同一部分は同一符号で示し説明も省略する。
【００６４】
図１０は、本発明の別の実施の形態のインクジェットプリンタの一部を示す斜視図である。インクジェットプリンタは、ラインインクジェットヘッド２０を備えている。ラインインクジェットヘッド２０は、ライン状に配列された複数のインクジェットヘッド１と、これらのインクジェットヘッド１を保持するヘッド保持部材２１とを備えている。ヘッド保持部材２１におけるインクジェットヘッド１は、図１１に示すように、吐出ノズルおよびダミーノズルの配列方向に沿って複数配列されている。本実施の形態のインクジェットヘッド１は、板状のヘッド保持部材２１の両面に対して、互い違いに配列されている。これにより、各インクジェットヘッド１における印刷範囲をインクジェットヘッド１の配列方向に沿って切れ間無く配列することができる。本実施の形態では、各インクジェットヘッド１における吐出ノズルに対向する位置を印字位置とする。
【００６５】
インクジェットプリンタは、ヘッド保持部材２１が保持するインクジェットヘッド１に対向する位置を通過するように記録用紙２２を搬送する用紙搬送ベルト２３を備えている。本実施の形態の用紙搬送ベルト２３は、一対のローラ２４に巻回された無端帯形状を有している。一対のローラ２４のうち、少なくとも一方には、モータ等の図示しない駆動機構が連結されている。用紙搬送ベルト２３は、駆動機構によって少なくとも一方のローラ２４を回転駆動することで、ローラ２４に連れ回りされて記録用紙２２を搬送する。これにより、印字位置を記録媒体が通過するように、各インクジェットヘッド１と記録用紙２２を相対的に移動させる移動手段が実現されている。
【００６６】
用紙搬送ベルト２３による記録用紙２２の搬送に際しては、例えば、静電気や空気流によって記録用紙２２を用紙搬送ベルト２３に吸着したり、記録用紙２２の端部を図示しない押さえ部材で押さえたりして、記録用紙２２を用紙搬送ベルト２３に密着させる。なお、記録用紙２２を用紙搬送ベルト２３に密着させる方法については公知の技術であるため説明を省略する。
【００６７】
図１２は、本発明を実施するための別の実施の形態のインクジェットプリンタが備える各種電気回路およびこれらの電気回路の関連を示すブロック図である。インクジェットプリンタは、記録用紙２２に印刷するイメージデータを記憶する画像メモリ２５を備えている。制御回路２６は、用紙搬送ベルト２３によって搬送される記録用紙２２がインクジェットヘッド１に対向する位置を通過する際に、画像メモリ２５に記憶されたイメージデータを所定の順序で読み出し、読み出したイメージデータに応じた印字信号をドライバＩＣ２７に向けて送信する。ドライバＩＣ２７は、印字信号に応じて、対応するインクジェットヘッド１に対して所定形状の駆動信号ＷＷを出力する。これにより、上述と同様に、各駆動信号ＷＷにおけるドロップ信号Ｗの数等に応じた印字が行なわれる。ここに、駆動制御手段が実現されている。
【００６８】
このように、本実施の形態のインクジェットプリンタによれば、上述した実施の形態のインクジェットヘッド１が具備する吐出ノズル１５に対向する印字位置を記録媒体２２が通過するようにインクジェットヘッド１と記録媒体２２とを相対的に移動させるとともに、画像データに応じた駆動信号に基づきインクジェットヘッド１を駆動するようにしたので、印字に際しての濃度ムラや画像品質の低下の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明を実施するための一実施の形態インクジェットヘッドを示す縦断側面図である。
【図２】そのＡ−Ａ線断面図である。
【図３】せん断歪による圧力室の容積変化の様子を示す説明図であり、（ａ）は圧力室の容積が大きくなった状態、（ｂ）は圧力室の容積が小さくなった状態を示す。
【図４】吐出ノズルとダミーノズルとの形状を示す断面図であり、（ａ）はダミーノズル、（ｂ）は吐出ノズルを示す。
【図５】吐出ノズルとダミーノズルとの形成工程を説明する説明図であり、（ａ）はダミーノズル、（ｂ）は吐出ノズルを示す。
【図６】吐出ノズルとダミーノズルとの流体インピーダンスの計算モデルを示す説明図であり、（ａ）はダミーノズル、（ｂ）は吐出ノズルを示す。
【図７】電極に対して出力される駆動波形のタイミングチャートである。
【図８】駆動波形の詳細を示す説明図である。
【図９】吐出ノズルとダミーノズルとの変形例を示す断面図であり、（ａ）はダミーノズル、（ｂ）は吐出ノズルを示す。
【図１０】本発明の別の実施の形態のインクジェットプリンタの一部を示す斜視図である。
【図１１】本発明の別の実施の形態のインクジェットプリンタが備えるヘッド保持部材におけるインクジェットヘッドの保持状態を示す説明図である。
【図１２】本発明を実施するための別の実施の形態のインクジェットプリンタが備える各種電気回路およびこれらの電気回路の関連を示すブロック図である。
【図１３】従来例のインクジェットヘッドを示す正面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１      インクジェットヘッド
７      圧力室
８      仕切壁
９      インク供給路
１５      吐出ノズル
１６      ダミーノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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