(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するための複数の吐出口と、各吐出口に供給するための液体を蓄える液室と、該液室内に液体を供給するための供給口と、前記各吐出口と前記液室とを連通する複数の流路と、前記流路を形成する流路壁と、前記各流路と前記供給口との間に柱で構成されるフィルター構造と、前記流路内の液体に吐出エネルギーを付与するための吐出エネルギー発生素子とを備えるインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記複数の吐出口は、所定の大きさの液滴を吐出する第一の吐出口と、該第一の吐出口から吐出される液滴よりも大きな液適を吐出する第二の吐出口と、を備え、
前記フィルター構造は、前記第一の吐出口を備える流路に対応して設けられた第一のフィルター構造と、前記第二の吐出口を備える流路に対応して設けられた第二のフィルター構造と、を備え、
前記フィルター構造および前記流路壁によって前記供給口と前記各流路との間をそれぞれ連通する経路が複数に分けられており、
前記第一及び第二のフィルター構造により、前記第一の吐出口を備える流路と前記供給口との間の流抵抗が、前記第二の吐出口を備える流路と前記供給口との間の流抵抗よりも大きいことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記第一の吐出口を複数備える第一の吐出口列と、前記第二の吐出口を複数備える第二の吐出口列と、を備えるとともに、前記第一及び第二の吐出口列が、前記供給口を挟むように２列配置されてい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。
【請求項３】
前記第一のフィルター構造を構成する柱の断面積が、前記第二のフィルター構造を構成する柱の断面積よりも大きい請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記第一のフィルター構造を構成する柱の個数が、前記第二のフィルター構造を構成する柱の個数よりも多い請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
前記第一のフィルター構造を構成する柱の位置が、前記第二のフィルター構造を構成する柱の位置よりもより吐出口側に近い請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドを有し、インクジェット記録ヘッドの吐出口から記録媒体に液滴を吐出することにより記録を行うインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録ヘッド及びこれを備えたインクジェット記録装置に関し、特に同一色の異なる液滴サイズのインクを吐出するインクジェット記録ヘッドにおけるインク流路内の構造に関するものである。詳しくは同一色のインクを吐出する、複数のインク吐出口が列状にならんだインク吐出口列を一色あたり、少なくとも１列以上有するヘッドチップ内において、２サイズ以上の異なるサイズの液滴を吐出させる吐出口が混在する構成のインクジェット記録ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
サーマルインクジェット技術を用いたカラーインクジェットプリンタは年々高解像度化しており、特に、画質を形成するために使用する記録ヘッドにおいては個々の液滴を吐出する吐出口配列の解像度が６００ｄｐｉ、１２００ｄｐｉと年々高解像度化している。
【０００３】
また、画像を形成する吐出インク滴のサイズに関してはグレースケールのハーフトーン部や、カラーフォト画像における中間調、ハイライト部での粒状性を軽減させるべく、特にカラーインクを吐出させる記録ヘッドでは１５ｐｌ程度から５ｐｌ、２ｐｌと年々小液滴化する傾向にある。
【０００４】
しかし、小液滴、高解像度の記録ヘッドにおいては、高品位なカラーグラフィック画像や、フォト画像の印刷出力では高品位のユーザーニーズに対応できるものの、モノクロテキスト印刷や、帳票におけるカラーグラフなどの解像度の要求されない粗い画像の印刷出力に対しては、小液滴、高解像度により、画像出力データの肥大化、および、データ転送時間を多く必要とする点から、高速印刷の要求には反する結果となる。
【０００５】
これを改善するために本願出願人は、高速印刷の要求の高い、モノクロ印刷用記録ヘッドには３０ｐｌ程度の大液滴サイズ、高周波対応の記録ヘッドを配し、カラー色インクの記録ヘッドには５ｐｌ程度の小液滴、高周波対応の記録ヘッドを配する手段を考案し、製品化している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カラー画像においても、帳票グラフなどの比較的、高解像度を必要としない画像データを印刷する場合と、デジタルカメラや、カラースキャナなどによるデジタル入力機器データのデジタルフォト画像など、高精細画像データを印刷する場合では、印刷出力データのサイズ、およびデータ処理時間、データ転送時間、記録装置上のメモリバッファ量、を考慮すると、高速印刷時には比較的大きいサイズの液滴で、少ない出力データサイズで画像を形成できることが望ましく、高画質印刷の場合には限りなく小さいサイズの液滴で、形成画像の粒状性を極力少なくすることが望まれるため、カラー色のインクジェット記録ヘッドにおいて同一色の記録素子基盤（記録チップともいう）で異なるサイズの液滴を吐出させ、一色あたりの液滴サイズを変調させることが望ましい。
【０００７】
これを実現すべく、１つには、本願出願人は特開平８−１８３１７９号において、異なるサイズのヒーターを同一ノズル（インク吐出口に連通するインク流路）内に配置し、個々のヒーターの発泡を使い分けることによって、同一ノズルから異なるサイズの液滴を吐出させる手段を考案し、製品化している。
【０００８】
また、他には、単に異なるサイズの吐出量を必要とする記録ヘッドを実現化するならば、異なるサイズの液滴を吐出することが可能な吐出口列（ノズル列ともいう）を１つの記録ヘッドに１色あたり、複数配設することが考えられる。
【０００９】
しかしながら、前者においては、同一ノズルで異なるサイズの液滴を吐出させるため、液滴のサイズによって、インク流路へのインク供給元からのインク供給速度（リフィル速度）が変化する。そのため、インクジェット記録ヘッドを記録シートに対して移動（スキャン）させながら記録を行う、いわゆるシリアル方式の記録装置では、同一の記録ヘッドスキャン時に、異なるサイズの液滴を吐出することが困難であり、記録ヘッドの複数回の往復移動を実施して大小などの異なるサイズの液滴を吐出し分ける必要がある。これは、異なるサイズの液滴を同一の駆動周波数で吐出することができないため、高精細画像を形成する上では液滴サイズの変調制御が困難であることを意味する。
【００１０】
また、後者に関しては、低価格化の著しいインクジェットプリンタ市場ではコスト的に成立し難い。
【００１１】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、第１の目的とするところは、インクジェット記録ヘッドの同一色のインク吐出口列において少なくとも２サイズ以上の異なる液滴を吐出させ、かつ、それらの吐出周波数を同等に調整することで、安価な、液滴サイズの変調が可能なインクジェット記録ヘッド、及びこのインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１２】
また、本願出願人の発明者らは、同一色の記録素子基盤で異なるサイズの液滴を吐出させ、一色あたりの液滴サイズを変調させるために、同一色のインクを吐出する２列の吐出口列（ノズル列）を、各吐出口に対するインク流路にインクを供給する共通液室とインク供給口を挟むように配置し、各列の吐出口の開口径を変えることにより、各吐出口列からの吐出インク滴のサイズを異ならせる構成を考案した。しかしながら、この構成において以下の課題を生じるおそれがあった。
【００１３】
記録ヘッドのコストを安価にするため、記録素子基盤のサイズを小さくし、各吐出口に対するインク流路内へインクを供給するインク供給口（インク共通液室）の開口面積を狭くしていくと、異なる液滴サイズの連続吐出において設定した吐出周波数でインクを吐出しているにもかかわらず、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というクロストーク現象が生じ、特に、液滴サイズが小さい吐出口において顕著に現れた。
【００１４】
このクロストーク現象はインク共通液室及びインク供給口の開口面積を広げる事で回避可能であるが、同一色の記録チップで異なるサイズの液滴吐出を実現するインクジェット記録ヘッドを安価に提供できなくなる。
【００１５】
この現象を観察すると、ノズル列に配される複数のインク吐出口を連続して駆動する程、顕著に発生することが判明した。また、クロストーク現象は、インク吐出口からインクを吐出する際に電気熱変換素子の熱でインクに発泡を生じさせたときの圧力波がインクを供給する共通液室及びインク供給口側へ伝達され、他のインク吐出口へのインク流れと干渉する事で発生する。そして、複数のインク吐出口から同時にインクを吐出する程、共通液室及びインク供給口内での圧力波の干渉が増大し、これにより、インクを吐出していない吐出口面のインクメニスカスを圧力波の振動で吐出口面の外側に押しだしている（オーバーシュート）現象も引き起こす。
【００１６】
また、圧力波は、大きい気泡を生じる液滴サイズ大のインク吐出を多く行うほど大きく、インクを吐出していない液滴サイズ小の吐出口で大きなインクのオーバーシュートが確認された。
【００１７】
そこで、本発明の第２の目的とするところは、インク供給口を共有する同一色のインクジェット記録ヘッドの異なるインク吐出口列において、インクを吐出する際に共通液室及びインク供給口内での圧力波の干渉で発生するクロストーク現象を抑制し、特に液滴サイズが小さい吐出口での、クロストーク現象によるインクメニスカスのオーバーシュートを抑制することにより、異なる液滴の安定吐出を実現できるインクジェット記録ヘッド、及びこのインクジェット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置を安価に提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、液滴を吐出するための複数の吐出口と、各吐出口に供給するための液体を蓄える液室と、該液室内に液体を供給するための供給口と、前記各吐出口と前記液室とを連通する複数の流路と、前記流路を形成する流路壁と、前記各流路と前記供給口との間に柱で構成されるフィルター構造と、前記流路内の液体に吐出エネルギーを付与するための吐出エネルギー発生素子とを備えるインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記複数の吐出口は、所定の大きさの液滴を吐出する第一の吐出口と、該第一の吐出口から吐出される液滴よりも大きな液適を吐出する第二の吐出口と、を備え、
前記フィルター構造は、前記第一の吐出口を備える流路に対応して設けられた第一のフィルター構造と、前記第二の吐出口を備える流路に対応して設けられた第二のフィルター構造と、を備え、
前記フィルター構造および前記流路壁によって前記供給口と前記各流路との間をそれぞれ連通する経路が複数に分けられており、
前記第一及び第二のフィルター構造により、前記第一の吐出口を備える流路と前記供給口との間の流抵抗が、前記第二の吐出口を備える流路と前記供給口との間の流抵抗よりも大きいことを特徴とする。
【００１９】
上記のとおりの発明では、複数の吐出口から吐出する液滴のサイズが少なくとも２サイズ以上混在する構成において、第一及び第二のフィルター構造により、第一の吐出口を備える流路と前記供給口との間の流抵抗を、第二の吐出口を備える流路と前記供給口との間の流抵抗よりも大きくしたことにより、吐出する液滴の大きさが異なる第一及び第二の吐出口ごとに吐出周波数を調整することが可能となる。
【００２０】
ここで述べている、吐出周波数の調整とは、記録シートに対して記録ヘッドを移動（スキャン）させることで行方向の記録を行う、いわゆるシリアル方式の記録方式でインクジェット記録ヘッドを使用するにあたって、記録ヘッドの一回のスキャン内で、異なるサイズの液滴の同時吐出を行う際に、吐出液滴の欠落など画像不具合に至らないように吐出周波数を同等に揃えることを意味し、画像不具合に至らない様な吐出周波数のばらつきは±２０％以下であることが望ましいと考えている。なお、吐出周波数とは、発明の実施の形態の欄でも同じであるが、流路内の液体が吐出口より吐出されて再び流路内に液体が充填される周期をいう。
【００２１】
また、本発明は、上記インクジェット記録ヘッドにおいて、前記第一の吐出口を複数備える第一の吐出口列と、前記第二の吐出口を複数備える第二の吐出口列と、を備えるとともに、前記第一及び第二の吐出口列が、前記供給口を挟むように２列配置されている構成も包含する。このようなヘッド構成の場合、大きさの異なる液滴を吐出させた際に生じる、液室および供給口内での圧力波による液体の振動が、液滴サイズの小さい吐出口に対応する流路の液体に影響を及ぼさないようになり、同一の供給口を共有する液滴サイズの異なる吐出口列から、異なるサイズの液滴を安定的に吐出させることができる。
【００２３】
さらに、上記の各発明のインクジェット記録ヘッドにおいて、前記フィルター構造は、吐出する液滴サイズに応じて、柱の断面積、柱の個数または前記各流路から前記供給口までの間に配置される柱の位置が異なっていることにより、吐出する液滴サイズの異なる流路ごとに通過するインク流抵抗を調整することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
まず、本発明の特徴を具体的に説明する前に、本発明を好適に実施できるインクジェット記録ヘッド及びこの記録ヘッドを搭載するのに好適なインクジェット記録装置の構成について説明する。
【００２６】
図１は本発明を好適に実施するインクジェット記録ヘッドにおいて、一色のインクを吐出する記録ヘッド（記録チップともいう）の吐出口近傍部の模式図で、（ａ）は一部を破断して表した斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線断面図を示す。
【００２７】
図１（ａ）に示す形態の記録ヘッドでは、基板４上に、モールド樹脂６を壁材とした空間からなるインク吐出口２、インク流路８およびインク液室１２が形成されている。また、モールド樹脂６はインク吐出口２を形成するオリフィスプレート部１１も兼ねている。インク液室１２には、基板４に開けられたインク供給口３が連通されている。
【００２８】
インク流路８は、吐出するための記録液であるインクを蓄える箇所であり、インク供給口３からインク液室１２を介してインクが補充される。インク吐出口２とインク供給口３とはインク液室１２、およびインク流路８で連通されている。
【００２９】
インク流路８はモールド樹脂６の壁５によって仕切られている。インク流路８内のインクは、インク吐出エネルギー発生のための電気熱発生素子１から付与される吐出エネルギーに応じてインク吐出口２から液滴としてインクを吐出する。
【００３０】
各インク流路８のインク供給口３側の開口（インク出入口）からインク供給口３までの間のインク液室１２にはそれぞれ、インクをろ過するためのフィルター１０が設けられている。フィルター１０は、それぞれのインク流路８のインク供給口３側の開口に対して配された柱状構造よりなる。
【００３１】
また、この図に示す形態において柱状構造のフィルター１０は、インク液室１２の床面から天井面に連なる柱である。ここで、柱と柱および、柱とインク流路壁の間の空間の幅（フィルター構造の開口径）は、インク流路８の幅（インク流路壁の間隔）以下にしてある。この様な構造のフィルターによって、たとえインク供給口３から補充するインク中にゴミなどが入っている場合でも、インク流路８内へのごみ等の流入を阻止できる効果が生まれる。
【００３２】
次に、上記構成のインクジェット記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置について説明する。
【００３３】
図２は本発明のインクジェット記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置の一例の要部構成を示す図である。
【００３４】
図２に示す形態のインクジェット記録装置では、Ｋ（ブラック）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の４色のインクタンク２２を着脱可能に搭載し、各色のインクをシート状の記録媒体２５に吐出して記録を行うための記録ヘッド２１が備えられている。記録ヘッド２１は、駆動モーター２３の駆動力を伝達する駆動ベルト２４の一部に連結され、ガイド軸に案内されて往復移動を可能にしている。そして、記録媒体２５に対してわずかのギャップを保った状態で記録ヘッド２１を往復させながら、記録ヘッド２１の吐出口（不図示）よりインク液滴を記録媒体２５に吐出することにより記録が行われる。
【００３５】
また図２において、記録媒体２５は給紙搬送機構２６により記録ヘッド２１の移動方向と交差する方向（好ましくは直角方向）に搬送される。１行分の記録を行うごとに記録媒体２５を所定量ピッチ搬送して再び次の１行を記録するという記録動作を繰り返すことにより記録媒体２５の全域に画像が形成される。
【００３６】
記録ヘッド２１の往復範囲内であって記録領域を外れた所定位置（例えばホームポジション）には、記録ヘッド２１の複数の吐出口が形成された面（吐出口形成面）をキャッピングし、各吐出口からインクを強制的に吸引、排出させることにより、各吐出口内の増粘インク、固着インク、ごみ、気泡などの異物を除去し、吐出機能を正常に回復するための吸引回復キャップ２７が配設されている。吸引回復キャップ２７は、非記録時には、吐出口からのインクの蒸発を防ぐために記録ヘッド２１の吐出口形成面をキャッピングしている。
【００３７】
また、吸引回復キャップ２７の設置位置の近くにはウレタンゴム等で形成したゴム状弾性体のワイパーブレード２８が設けられている。ワイパーブレード２８は通常、記録ヘッド２１の往復移動方向に邪魔にならない場所に待機してたり、ワイピングを行うときにインクジェット記録装置に備えられたモータ等（不図示）によって前後（図２では記録媒体搬送方向に概ね平行）に移動して、所定の位置にある記録ヘッド２１の吐出口形成面に付着したインク液、ごみ、ほこり、紙粉等の異物を拭き取るように構成されている。
【００３８】
なお、上記のような、記録媒体の搬送方向に対して交差する方向にインクジェット記録ヘッドを往復移動させる所謂シリアル方式のインクジェット記録装置において、カラー画像の出力を行う記録ヘッドを構成するにあたっては、図１に示した記録ヘッド吐出口近傍部の部品を同一面上に、使用するインク色数に応じて、インク吐出口をある幅内で直線的に並べてなるノズル列の並び方向に対し垂直な方向に配置する。
【００３９】
図３は図２に示した記録ヘッド２１の吐出口形成面側からの斜視図である。この図に示すように記録ヘッド２１は記録媒体（図２の符号２５）に対向する面に二つの記録チップ３４を有し、一つの記録チップにはＫ（ブラック）のインクを吐出する吐出口が一列で記録ヘッド２１の往復移動方向と交差する方向に配設されている。もう一つの記録チップにはＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）の色のインクを吐出する吐出口がそれぞれ一列で記録ヘッド２１の往復移動方向と交差する方向に配設され、かつ各色に対応する吐出口列が平行に配置されている。
【００４０】
また、図１で例示した本発明のインクジェット記録ヘッドは、大小の異なる液滴サイズを吐出可能なインク吐出口、および各インク吐出口に繋がるインク流路構成を持っており、記録すべき画像情報に応じて、所望の液滴サイズを吐出できるインク流路の電気熱変換素子に選択的に電気パルスを印加することが可能な構成となっている。
【００４１】
大小の異なる液滴サイズの組み合わせとしては１５ｐｌと８ｐｌ、８ｐｌと４ｐｌ、または５ｐｌと２ｐｌなどのインク滴体積による組み合わせが考えられるが、異なる液滴サイズの構成は最小液滴サイズの整数倍に近いインク滴体積の組み合わせで構成することが望ましい。
【００４２】
そこで、前述した本発明の課題を解決するにあたっては、大小の異なる液滴サイズを吐出可能なインク吐出口に繋がるインク流路の形状が全て同じ形状のインクジェット記録ヘッドにおいて、図１に示したような柱状のフイルター１０に着目し、異なる液滴サイズを吐出するインク吐出口のインク流路に応じてフィルターの構成を変えた。
【００４３】
この本発明の特徴的な構成について複数の実施の形態を挙げて説明する。
【００４４】
（第１の実施の形態）
図４は本発明の第１の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。なお、図では図１に示した構成要素と同一部品に同一符号を付し、図１と異なる構成について主に説明する。
【００４５】
この図で示すインクジェット記録ヘッドでは、大小二つの液滴サイズを吐出する吐出口、すなわち液滴サイズ大の吐出口５１および、吐出口５１よりも開口径の小さい液滴サイズ小の吐出口５２が交互に配置されて一つの吐出口列を構成している。また、このように構成された吐出口列が２列、インク供給口３を挟むように平行に配置され、かつ各列の吐出口が互いにインク流路幅の１／２ずれた位置で配置されている。
【００４６】
インク流路８のインク供給口３側の開口（インク出入口）からインク供給口３までの間には柱で構成するフィルター５３又は５４が各インク流路あたり１つ配置されている。フィルター５３又は５４は図１に示したフィルター１０と同じように形成され同じ効果を生じるものである。
【００４７】
フィルター５３，５４はインクの流れを、インク供給口３からインク流路８までの間に示した矢印５５，５６のような複数のインク供給経路に分岐する。
【００４８】
ここで、特徴的な事として、液滴サイズ大の吐出口５１に対応するフィルター５３の断面積（またはフィルター５３である柱の外径）は、液滴サイズ小の吐出口５２に対応するフィルター５４の断面積（またはフィルター５４である柱の外径）より小さい。
【００４９】
フィルター５３の箇所では、フィルター５３の柱とインク流路８の壁との間の空間の幅（インク供給経路の開口幅）がフィルター５４の箇所と比べて広くなり、反対にフィルター５４の箇所では、フィルター５４の柱とインク流路８の壁との間の空間の幅（インク供給経路の開口幅）が、フィルター５３の箇所と比べて狭くなっている。
【００５０】
これにより、インク供給経路の開口幅が広い液滴サイズ大のインク流路では、インク供給の際のインク流抵抗が小さく、大きいインク液滴を吐出した体積分のインク供給時間が短くなり、インク供給経路の開口幅が狭い液滴サイズ小のインク流路では、インク供給の際のインク流抵抗が大きく、小さいインク液滴を吐出した体積分のインク供給時間が速く成りすぎることを防ぐこととなる。その結果、所望の異なる液滴サイズのインク吐出口に応じて、インク供給速度を調整することが可能となる。
【００５１】
このように液滴サイズのインク流路に応じてフィルターの断面積（柱の外径）を異ならせる構成にすることより、インク供給速度を調整できるので、異なる液滴サイズのインクの吐出周波数を同等に揃える効果を持たせることができる。
【００５２】
（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。上記の第１の実施の形態では、異なる液滴サイズのインク吐出口にそれぞれ繋がるインク流路ごとにフィルター断面積を変えることを特徴としたインク流抵抗制御であったが、この実施形態のようにフィルター断面積の大きさによらず、フィルター設置数によってインク流抵抗を制御してもよい。
【００５３】
図５は本発明の第２の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。なお、図では図１に示した構成要素と同一部品に同一符号を付し、図１並びに第１の実施の形態と異なる構成について主に説明する。
【００５４】
本実施形態のインクジェット記録ヘッドでは第１の実施の形態と同様、図５に示すように、２列のインク吐出口列があり、液滴サイズ大の吐出口６１、および吐出口６１よりも開口径の小さい液滴サイズ小の吐出口６２が交互に配置されている。
【００５５】
インク流路８のインク供給口３側の開口（インク出入口）からインク供給口３までの間には同じ断面積の柱状のフィルター６３又は６４が配置されている。フィルター６３又は６４は図１に示したフィルター１０と同じように形成され同じ効果を生じるものである。
【００５６】
ここで、特徴的な事として、液滴サイズ大の吐出口６１に対応するフィルター６３は１本の柱であるのに対し、インク液滴小の吐出口６２に対応するフィルター６４は２本の柱で構成されている。本実施形態では、この柱の設置数を個々の液滴サイズに対応する吐出口へのインク流路ごとに異ならせている。
【００５７】
このように、液滴サイズの異なる吐出口へのインク流路上流側のフィルター設置数を変えることで、インク供給口３からインク流路８までの間に示した矢印６５，６６のような複数のインク供給経路を構成でき、液滴サイズに応じてインク流路への流抵抗を調整することが可能となる。したがって、異なる液滴サイズのインクの吐出周波数を同等に揃えることができる。
【００５８】
本実施形態が第１の実施の形態と異なる点は、高解像度の記録チップで且つ、高周波で吐出駆動させる高周波対応の記録チップを構成する際に有利なことである。例えば１２００ｄｐｉの解像度を発揮させるようにインク吐出口を一列に配し、かつ各吐出口に通じるインク流路を形成する場合などは、１インチ（２５．４ｍｍ）／１２００ｄｐｉ＝２１．１ミクロンのピッチで流路、および、流路壁を構成する必要がある。そのため、一つのインク流路あたりのフィルター設置可能幅が小さくなり、また、高周波対応でインク流路上流側からのインク供給速度を速くしたい場合、インク洪給口をインク流路に近づけたいがために、インク流路壁の端部からインク供給口の開口縁までの距離は狭くなることとなる。従って、そのような狭い空間では各フィルターの断面積を固定し、フィルター設置数を異ならせるという本実施形態が有利となる。
【００５９】
なお、本発明は上述した構成のみに限定されるものではなく、本発明を達成し得るものであればどのような構成であってもよい。従って、フィルターの断面積に応じて、フィルター設置数を液滴サイズ大の吐出口に対応するフィルター数とインク液滴小の吐出口に対応するフィルター数の比で、１対３、０対２など異ならせることも考え得る。
【００６０】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施形態においても、第１及び第２の実施の形態と同様にフィルター構成によりインク供給口から複数のインク流路への各インク供給経路のインク流抵抗を調整することを目的とする。
【００６１】
図６は本発明の第３の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。なお、図では図１に示した構成要素と同一部品に同一符号を付し、図１並びに第１及び第２の実施の形態と異なる構成について主に説明する。
【００６２】
本実施形態のインクジェット記録ヘッドでは第１の実施の形態と同様、図６に示すように、２列のインク吐出口列があり、液滴サイズ大の吐出口７１、および吐出口７１よりも開口径の小さい液滴サイズ小の吐出口７２が交互に配置されている。
【００６３】
インク流路８のインク供給口３側の開口（インク出入口）からインク供給口３までの間には同じ断面積の柱状のフィルター７３又は７４が各インク流路あたり１つ配置されている。フィルター７３又は７４は図１に示したフィルター１０と同じように形成され同じ効果を生じるものである。
【００６４】
ここで、特徴的な事として、液滴サイズ大の吐出口７１に対応するフィルター７３はインク流路壁の端部５Ｂからインク供給口の縁部３Ｂ’までの距離Ｘにおいて、インク供給口の縁部３Ｂ’に近い位置に設置されている。一方、液滴サイズ小の吐出口７２に対応するフィルター７４はインク流路壁の端部５Ｂからインク供給口の縁部３Ｂ’までの距離Ｘにおいて、インク流路壁の端部５Ｂに近い位置に設置されている。すなわち、本実施形態では、インク流路８の上流側におけるインク流路壁の端部５Ｂからインク供給口の縁部３Ｂ’までの距離Ｘの範囲内において、柱状のフィルター７３又は７４の設置位置を異ならせている。
【００６５】
そのため、フィルター７３の箇所では、フィルター７３の柱とインク流路８の壁との間の空間の幅（インク供給経路の開口幅）がフィルター７４の箇所と比べて広くなり、反対にフィルター７４の箇所では、フィルター７４の柱とインク流路８の壁との間の空間の幅（インク供給経路の開口幅）が、フィルター７３の箇所と比べて狭くなっている。
【００６６】
これにより、インク供給経路の開口幅が広い液滴サイズ大のインク流路では、インク供給の際のインク流抵抗が小さく、大きいインク液滴を吐出した体積分のインク供給時間が短くなり、インク供給経路の開口幅が狭い液滴サイズ小のインク流路では、インク供給の際のインク流抵抗が大きく、小さいインク液滴を吐出した体積分のインク供給時間が速く成りすぎることを防ぐこととなる。その結果、所望の異なる液滴サイズのインク吐出口に応じて、インク供給速度を調整することが可能となる。
【００６７】
このように、液滴サイズの異なる吐出口へのインク流路上流側のフィルター設置位置を変えることで、インク供給口３からインク流路８までの間に示した矢印７５，７６のような複数のインク供給経路を構成できるので、液滴サイズに応じてインク流路への流抵抗を調整することが可能となる。したがって、異なる液滴サイズのインクの吐出周波数を同等に揃えることができる。
【００６８】
本実施形態が第１及び第２の実施の形態と異なる点は、高解像度の記録チップを構成する際に有利なことである。例えば１２００ｄｐｉの解像度を発揮させるようにインク吐出口を一列に配し、かつ各吐出口に通じるインク流路を形成する場合などは、１インチ（２５．４ｍｍ）／１２００ｄｐｉ＝２１．１ミクロンのピッチで流路、および、流路壁を構成する必要がある。そのため、一つのインク流路あたりのフィルター設置可能幅が小さくなる。
【００６９】
従って、そのような狭い空間では各フィルターの断面積を固定し、フィルター設置数を異ならせるという本実施形態が有利となる。
【００７０】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
【００７１】
図７は本発明の第４の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。なお、図では図１に示した構成要素と同一部品に同一符号を付し、図１と異なる構成について主に説明する。
【００７２】
この図で示すインクジェット記録ヘッドでは、大小二つの液滴サイズを吐出する吐出口、すなわち液滴サイズ大の吐出口８１および、吐出口８１よりも開口径の小さい液滴サイズ小の吐出口８２がそれぞれ複数配設されて二列の吐出口列を構成している。このように構成された二列の吐出口列はインク供給口３を挟むように平行に配置され、かつ各列の吐出口が互いにインク流路幅の１／２ずれた位置で配置されている。
【００７３】
各インク流路８のインク供給口３側の開口（インク出入口）からインク供給口３までの間には柱で構成するフィルター８３又は８４が各インク流路あたり１つ配置されている。フィルター８３又は８４は図１に示したフィルター１０と同じように形成され同じ効果を生じるものである。
【００７４】
フィルター８３，８４はインクの流れを、インク供給口３からインク流路８までの間に示した矢印８５，８６のような複数のインク供給経路に分岐する。
【００７５】
ここで、特徴的な事として、液滴サイズ大の吐出口８１に対応するフィルター８３の断面積（またはフィルター８３である柱の外径）は、液滴サイズ小の吐出口８２に対応するフィルター８４の断面積（またはフィルター８４である柱の外径）より小さい。
【００７６】
フィルター８３の箇所では、フィルター８３の柱とインク流路８の壁との間の空間の幅（インク供給経路の開口幅）がフィルター８４の箇所と比べて広くなり、反対にフィルター８４の箇所では、フィルター８４の柱とインク流路８の壁との間の空間の幅（インク供給経路の開口幅）が、フィルター８３の箇所と比べて狭くなっている。
【００７７】
これにより、液滴サイズ大のインク吐出時の、インク供給口側および、液滴サイズ大のインク流路とはインク供給口を挟んで位置する液滴サイズ小のインク流路に伝達される振動成分が、液滴サイズ小のインク流路では開口幅が狭いゆえにインク供給経路の流抵抗が大きくなっているために小さく抑制されるので、液滴サイズの小さい吐出口列に対する、クロストークの影響を減少させ、インク吐出口へのメニスカス振動を減少させることが可能となる。その結果、同一のインク供給口を共有する液滴サイズの異なる吐出口列から、異なるサイズのインク液滴を安定的に吐出させることが可能となる。
【００７８】
（第５の実施の形態）
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。上記の第４の実施の形態では、異なる液滴サイズのインク吐出口にそれぞれ繋がるインク流路ごとにフィルター断面積を変えることを特徴とした、クロストーク現象による液滴サイズ小吐出口でのメニスカス振動の抑制であったが、この実施形態のようにフィルター断面積の大きさによらず、フィルター設置数によってクロストーク現象によるメニスカス振動の抑制を実施してもよい。
【００７９】
図８は本発明の第５の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。なお、図では図１に示した構成要素と同一部品に同一符号を付し、図１並びに第４の実施の形態と異なる構成について主に説明する。
【００８０】
本実施形態のインクジェット記録ヘッドでは第４の実施の形態と同様、図８に示すように、２列のインク吐出口列がインク供給口を挟むように略平行に配置され、インク吐出列ごとに吐出口の開口径が異なっている。一方のインク吐出口列は液滴サイズ大の吐出口９１が複数個並んで構成され、もう一方のインク吐出口列は、吐出口９１よりも開口径の小さい液滴サイズ小の吐出口９２が複数個並んで構成されている。
【００８１】
インク流路８のインク供給口３側の開口（インク出入口）からインク供給口３までの間には同じ断面積の柱状のフィルター９３又は９４が配置されている。フィルター９３又は９４は図１に示したフィルター１０と同じように形成され同じ効果を生じるものである。
【００８２】
ここで、特徴的な事として、液滴サイズ大の吐出口９１に対応するフィルター９３は１本の柱であるのに対し、液滴サイズ小の吐出口９２に対応するフィルター９４は２本の柱で構成されている。本実施形態では、第２の実施の形態と同様、フィルターとなる柱の設置数を個々の液滴サイズに対応する吐出口へのインク流路ごとに異ならせている。
【００８３】
このように、液滴サイズの異なる吐出口へのインク流路上流側のフィルター設置数を変えることにより、インク供給口３からインク流路８までの間に示した矢印６５，６６のような複数のインク供給経路を構成できることから、液滴サイズ小のインク流路への流抵抗を液滴サイズ大のインク流路への流抵抗に比べて大きく調整することが可能となる。これにより、液滴サイズ大のインク吐出時の、液滴サイズの小さい吐出口列に対する圧力波の影響、ひいては液滴サイズ小の吐出口でのメニスカスのオーバーシュートを抑制することができるので、同一のインク供給口を共有する液滴サイズの異なる吐出口列から、異なるサイズのインク液滴を安定的に吐出させることが可能となる。
【００８４】
本実施形態が第４の実施の形態と異なる点は、高解像度の記録チップで且つ、高周波で吐出駆動させる高周波対応の記録チップを構成する際に有利なことである。例えば１２００ｄｐｉの解像度を発揮させるようにインク吐出口を一列に配し、かつ各吐出口に通じるインク流路を形成する場合などは、１インチ（２５．４ｍｍ）／１２００ｄｐｉ＝２１．１ミクロンのピッチで流路、および、流路壁を構成する必要がある。そのため、一つのインク流路あたりのフィルター設置可能幅が小さくなり、また、高周波対応でインク流路上流側からのインク供給速度を速くしたい場合、インク洪給口をインク流路に近づけたいがために、インク流路壁の端部からインク供給口の開口縁までの距離は狭くなることとなる。従って、そのような狭い空間では各フィルターの断面積を固定し、フィルター設置数を異ならせるという本実施形態が有利となる。
【００８５】
なお、本発明は上述した構成のみに限定されるものではなく、本発明を達成し得るものであればどのような構成であってもよい。従って、フィルターの断面積に応じて、フィルター設置数を液滴サイズ大の吐出口に対応するフィルター数と液滴サイズ小の吐出口に対応するフィルター数の比で、１対３、０対２など異ならせることも考え得る。
【００８６】
（第６の実施の形態）
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。本実施形態においても、第４及び第５の実施の形態と同様にフィルター構成により、クロストーク現象による液滴サイズ小の吐出口におけるメニスカス振動の抑制を実施することを目的とする。
【００８７】
図９は本発明の第６の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。なお、図では図１に示した構成要素と同一部品に同一符号を付し、図１並びに第４及び第５の実施の形態と異なる構成について主に説明する。
【００８８】
本実施形態のインクジェット記録ヘッドでは第４の実施の形態と同様、図９に示すように、２列のインク吐出口列がインク供給口を挟むように略平行に配置され、インク吐出列ごとに吐出口の開口径が異なっている。一方のインク吐出口列は液滴サイズ大の吐出口１０１が複数個並んで構成され、もう一方のインク吐出口列は、吐出口１０１よりも開口径の小さい液滴サイズ小の吐出口１０２が複数個並んで構成されている。
【００８９】
インク流路８のインク供給口３側の開口（インク出入口）からインク供給口３までの間には同じ断面積の柱状のフィルター１０３又は１０４が各インク流路あたり１つ配置されている。フィルター１０３又は１０４は図１に示したフィルター１０と同じように形成され同じ効果を生じるものである。
【００９０】
ここで、特徴的な事として、液滴サイズ大の吐出口１０１に対応するフィルター１０３はインク流路壁の端部５Ｂからインク供給口の縁部３Ｂ’までの距離Ｘにおいて、インク供給口の縁部３Ｂ’に近い位置に設置されている。一方、液滴サイズ小の吐出口１０２に対応するフィルター１０４はインク流路壁の端部５Ｂからインク供給口の縁部３Ｂ’までの距離Ｘにおいて、インク流路壁の端部５Ｂに近い位置に設置されている。すなわち、本実施形態では、インク流路８の上流側におけるインク流路壁の端部５Ｂからインク供給口の縁部３Ｂ’までの距離Ｘの範囲内において、柱状のフィルター１０３又は１０４の設置位置を異ならせている。
【００９１】
そのため、フィルター１０３の箇所では、フィルター１０３の柱とインク流路８の壁との間の空間の幅（インク供給経路の開口幅）がフィルター１０４の箇所と比べて広くなり、反対にフィルター１０４の箇所では、フィルター１０４の柱とインク流路８の壁との間の空間の幅（インク供給経路の開口幅）が、フィルター１０３の箇所と比べて狭くなっている。
【００９２】
このように、液滴サイズの異なるインク流路後方のフィルター設置位置を変えることで、インク供給口３からインク流路８までの間に示した矢印１０５，１０６のような複数のインク供給経路を構成でき、液滴サイズ小のインク流路への流抵抗を液滴サイズ大のインク流路への流抵抗に比べて大きく調整することが可能となる。これにより、液滴サイズ大のインク吐出時の、液滴サイズの小さい吐出口列に対する圧力波の影響、ひいては液滴サイズ小の吐出口でのメニスカスのオーバーシュートを抑制することができるので、同一のインク供給口を共有する液滴サイズの異なる吐出口列から、異なるサイズのインク液滴を安定的に吐出させることが可能となる。
【００９３】
本実施形態が第４及び第５の実施の形態と異なる点は、高解像度の記録チップを構成する際に有利なことである。例えば１２００ｄｐｉの解像度を発揮させるようにインク吐出口を一列に配し、かつ各吐出口に通じるインク流路を形成する場合などは、１インチ（２５．４ｍｍ）／１２００ｄｐｉ＝２１．１ミクロンのピッチで流路、および、流路壁を構成する必要がある。そのため、一つのインク流路あたりのフィルター設置可能幅が小さくなる。
【００９４】
従って、そのような狭い空間では各フィルターの断面積を固定し、フィルター設置数を異ならせるという本実施形態が有利となる。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の吐出口から吐出させる液滴のサイズが、少なくとも２サイズ以上混在するインクジェット記録ヘッドにおいて、一つの液体の供給口と各吐出口に連通する流路の各々との間に柱状のフィルター構造が配設され、所定の液滴サイズを吐出する第一の吐出口を備える流路に対応する第一のフィルター構造と、第一の吐出口より大きな液滴を吐出する第二の吐出口を備える流路に対応させた第二のフィルター構造とによって、前記第一の吐出口を備える流路と前記供給口との間の流抵抗を、前記第二の吐出口を備える流路と前記供給口との間の流抵抗よりも大きくしたことにより、吐出液滴サイズの異なる第一及び第二の吐出口から、同一の吐出周波数で液滴を吐出することが可能になる。
【００９６】
また、第一の吐出口を複数備える第一の吐出口列と、第二の吐出口を複数備える第二の吐出口列と、を備えるとともに、第一及び第二の吐出口列が、供給口を挟むように２列配置されているヘッド構成の場合においては、同一の供給口を共有する液滴サイズの異なる吐出口列から、異なるサイズの液滴を安定的に吐出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を好適に実施するインクジェット記録ヘッドにおいて、一色のインクを吐出する記録ヘッドの吐出口近傍部の模式図で、（ａ）は一部を破断して表した斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線断面図を示す。
【図２】本発明のインクジェット記録ヘッドを搭載するインクジェット記録装置の一例の要部構成を示す図である。
【図３】図２に示した記録ヘッドの吐出口形成面側からの斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態におけるインクジェット記録ヘッドの吐出口形成面を示す平面図である。
【符号の説明】
１    電気熱変換素子
２    インク吐出口
３    インク供給口
３Ｂ’    インク供給口の縁部
４    電気熱変換素子を有する基板
５    モールド樹脂を利用したインク流路の壁
５Ｂ    インク流路壁の端部
６    モールド樹脂
８    インク流路
１０    柱状のフィルター
１１    オリフィスプレート部
１２    インク液室（共通液室ともいう）
２１    記録ヘッド
２２    インクタンク
２３    駆動モータ
２４    駆動ベルト
２５    記録煤体
２６    給紙搬送機構
２７    吸引回復キャップ
２８    ワイパーブレード
３４    記録チップ
５１，６１，７１，８１，９１，１０１    液滴サイズ大の吐出口
５２，６２，７２，８２，９２，１０２    液滴サイズ小の吐出口
５３，５４，６３，６４，７３，７４，８３，８４，９３，９４，１０３，１０４    柱状のフィルター
５５，５６，６５，６６，７５，７６，８５，８６，９５，９６，１０５，１０６    インク供給経路を表す矢印
【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】
0003870120.tif 000008
【図８】
0003870120.tif 000009
【図９】
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