JP2012171113A - インクジェットヘッド、液滴吐出装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チャンネルばらつきの少ない良好なインクジェット、噴射特性のバラツキの少ない印字品質の良好な画像形成を可能とする。フィルタプレートの取扱い性の向上も目的とする。
【解決手段】流路部材としての流路基板１を有し、該流路基板１の上面に接合したノズル板２には、複数のノズル４が列状に形成されている。また、上記三層の接合されたプレートによって、本発明にかかるインクジェットヘッドは、インク滴を吐出する複数のノズル４が連通する個別液室で形成された加圧液室６と、該加圧液室６にインクを供給する流体抵抗部７と、インク導入部８とを形成し、フレーム部材１７に形成した共通液室１８から、フィルタプレート５のフィルタ部２０、液導入部８、流体抵抗部７を介して各加圧液室６にインクが供給される。フィルタ部の厚さ等を柔軟に加工することにより、上記目的を達成するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェットヘッド、該インクジェットヘッドを用いた液滴吐出装置および画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置において、例えばインク液滴を吐出する液滴吐出ヘッド（液体吐出ヘッド）からなる記録ヘッドを用いた液滴吐出記録方式の画像形成装置としては、インクジェット記録装置等が知られている。この液滴吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙に対して吐出して、画像形成を行うものである。

従来から、液滴吐出ヘッドは、タンクから運ばれてきたインクを、共通液室を経由して複数の個別液室（圧力室）へと供給し、各個別液室（圧力室）に供給された該インクに対し、圧力発生手段を用いて選択的に圧力を与え、ノズルから液滴を吐出するものであり、かかる供給経路においてインクに不純物、汚染物質などの異物が混入していると個別液室が塞がることやノズルでの詰りから吐出不良を起こすことが問題視されてきた。

そこで、汚染物質などの異物混入を防止するために、インク供給経路中の共通液室への供給口部に異物を捕集するためのフィルタを設け、さらに、生じたトラブルを回避しようとする研究・開発が行われてきた。その構成の例として、特許文献１ないし３がある。なお、ヘッドのインク供給口から近いところでは、共通インク室の圧力損失は小さいため、共通インク室の流体抵抗は小さくなり、インク供給口から離れるにつれて共通インク室の圧力損失は大きいため、共通インク室の流体抵抗は大きくなることが知られている。

特許文献１の構成では、キャビティ部（雌部）の加工してあるキャビティプレート（固定側型板）のインク取り込み穴部を、直線上のフィルタ支持部が支持していることにより、パージ時において、フィルタ部に圧力が作用しても、その変形が抑制され、結果として、フィルタ部の小孔の広がりや破断を防止できるとされている。

また、特許文献２の構成は、フィルタをノズルや個別液室に近い位置に配置する方が、フィルタによる異物除去性が高くなることから、共通液室と個別流路（圧力室）との間に介在する振動板部材にフィルタ部を形成し、さらに、個別液室に対する液供給性を確保するために、個別液供給路間の隔壁部の振動板部材と反対側に連通部を形成して、複数の個別液供給路を相互に連通させるものである。かかる構成によって、液体供給不足を生じることなく効率的に異物を除去できることが示されている。

さらに、特許文献３の構成は、上記特許文献２に記載されたで検討されてきたフィルタ部の位置を、共通液室におけるインクの流れとその速度に着眼した上で、より確実な異物除去と吐出不良の発生回避を図ったものである。具体的には、共通液室部内にゴミを捕捉するための供給路形成部材（フィルタ）を配置するもので、該供給路形成部材の供給口近傍の開口面積より端部の開口面積を小さくすること、供給口より遠い端部の開口を小さくし、インク流路の流速を速くすることに加え、製造上の洗浄機構により、両端部に集まりやすい異物を捕捉しやすい構造であることが示されている。

確かに、上記特許文献１ないし３においては、液体供給不足の改善にかかる工夫はされている。しかし、いずれのフィルタにおいても個別液室の各チャンネル毎の、開口率・フィルタ径・フィルタ部の板厚は均一であり、フィルタ部における流体抵抗の増加も均一となっているため、インク供給口からチャンネル位置までの共通液室における流体抵抗の均一化は全く検討されていない。

各チャンネル毎に流体抵抗が異なることは、各チャンネル毎のインクの吐出特性に大きな影響を及ぼすため、インクを各チャンネル毎に液滴吐出する場合においては、フィルタ部における流体抵抗のみならず、共通インク室の経路における流体抵抗をも勘案すべきである。つまり、各チャンネル毎の吐出特性にバラツキがないことが、良好な画像形成の大切な要素であることに鑑みれば、共通液室の流体抵抗についての改善は、チャンネルバラツキの少ない良好なインクジェットを提供する上で必要不可欠なものである。

もっとも、特許文献３に関しては、中央部に位置したインク供給口から遠い端部の流体抵抗が大きくなるように、フィルタ径に相当する開口面積を小さくしているため、インク供給口から近傍の流体抵抗と導入口から遠い端部の流体抵抗の差がさらに大きくなっていることは問題である。かかる差異は、特に、適量の大きな液滴を高周波駆動するインク流量の大きい吐出モードの場合において、堅調となる。

また、液滴吐出ヘッドの共通液室内に配置するフィルタにおいて、フィルタ部の流体抵抗の増加は、インクの供給性に大きな影響を及ぼすため、かかる流体抵抗を削減し、圧力損失を可能な限り小さくする必要性が生じる。そこで、かかる問題の解決策としては、流体抵抗の増加を低減するために、フィルタ部を薄くすることが考えられてきた。

しかしながら、フィルタ部を薄くすることにより、フィルタプレート単体の取扱性の低下、および、ノズル板、流路板、振動板、フィルタプレートを重ねて接合する際に、接合時の負荷によってフィルタプレートの折れが発生する等の問題点が生じる。

本発明は、各チャンネル毎の吐出特性を均一化し、結果的に、チャンネルバラツキの少ない良好なインクジェットを提供し、噴射特性のバラツキの少ない印字品質の良好な画像形成を可能とすることを目的とする。さらに、フィルタプレートの取り扱い性の向上やフィルタプレートを搭載したヘッドにおける該フィルタプレートの破損に伴う歩留まり低下の改善するものである。

かかる目的を達成するために、本発明に係るインクジェットヘッドは、複数のノズルを有するノズル板と、ノズルに対応した加圧液室を有する流路基板と、加圧液室に連通する共通液室と、共通液室に設けられたフィルタプレートを備えたインクジェットヘッドであって、フィルタプレートは、ノズル配列方向のチャンネル全面にわたって配置され、インク供給口からの距離により厚みが異なり、インク供給口から遠ざかるほど流体抵抗が小さくなることを特徴とする。

本発明によれば、共通インク室内の流体抵抗を、インク供給口の近傍と離れた位置とで均一化することにより、各チャンネル毎の吐出特性を均一化し、結果的に、チャンネルバラツキの少ない良好なインクジェットを提供でき、噴射特性のバラツキの少ない印字品質の良好な画像形成が可能となる。さらに、フィルタプレートの取り扱い性の向上やフィルタプレートを搭載したヘッドにおける該フィルタプレートの破損に伴う歩留まり低下の改善を実現できる。

本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面図である。 図２のＡ−Ａ線の断面図である。 本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの各構成部品をノズル側から見た平面図である。 本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの各構成部品をアクチュエータ側から見た平面図である。 本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドのフィルタ孔の配置形状を示した図（千鳥配置）である。 本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドのフィルタ孔の配置形状を示した図（格子配置）である。 本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの搬送レイアウトを示した図フィルタ孔の内部形状を示す図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す全体構成図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す全体構成図の要部平面図である。

次に、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図であり、図２は本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面図である。また、図３は、図２のＡ−Ａ線の断面図である。

インクジェットヘッドは、流路部材（液室形成部材）としての流路基板（リストリクタプレート）１を有し、流路基板１の上面に接合したノズル板２（オリフィスプレート）には、複数のノズル４が列状に形成されている。また、流路板１の下面に接合した振動板部材３は、圧電素子部材１２の変位を効率よく加圧液室６に伝えるためのものである。

上記三層の接合されたプレートによって、インクジェットヘッドは、インク滴を吐出する複数のノズル４が連通する個別液室で形成された複数の加圧液室６と、加圧液室６にインクを供給する流体抵抗部７と、インク導入部８とを形成し、後述するフレーム部材１７に形成した共通流路である共通液室１８から、フィルタプレート５のフィルタ部２０、液導入部８、流体抵抗部７を介して各加圧液室６にインクが供給される。なお、フィルタプレート５が、フレーム部材の有する共通インク室１８に面する領域には、多数の小孔で形成されたフィルタを備えている。

以下の説明においては、ノズル板３、流路基板１、振動版３、および、フィルタプレート５を総称して、組み合わせたものを流路ユニットと表記する。

ここで、流路板１は、例えばＳＵＳ（耐食性に優れたステンレス鋼）をプレス加工して各加圧液室６、流体抵抗部７、インク導入部８などの開口をそれぞれ形成している。

ノズル板２は、各加圧液室６に対応して、例えば直径１０〜３０μｍのノズル４を形成し、流路基板１に接着剤接合している。このノズル板２は、ステンレス等の金属で形成されているが、その他のＮｉ電鋳（ニッケルメッキを厚く重ねることによってあたかも鋳造品のような強度を持たせる施工方法）、ポリイミド樹脂フィルムなどの樹脂、シリコン、および、それらの組み合わせからなるもの等を用いることができる。

また、ノズル面（吐出方向の表面：吐出面）には、インクとの撥水性を確保するため、揮発性の表面処理を行った図示しない揮発処理層を設けている。揮発処理層としては、メッキ被膜、フッ素樹脂の電着塗装、蒸発性のあるフッ素樹脂等を蒸着コートしたもの、あるいは、シリコン系樹脂・フッ素系樹脂の溶剤塗装後の焼き付け等により、記録液物性に応じた揮発処理膜を設け、記録液の滴形状、飛翔特性を安定化することにより、高品位の画像品質を得ている。

振動板部材３は、例えばＮｉ電鋳によって、加圧液室６の一部の壁面を形成する振動板領域３Ａを構成する第１層３ａと、厚肉部となる第２層３ｂとにより形成されている。

そして、この振動板部材３の振動板領域３Ａの面外側（加圧液室６と反対面側）には、振動板領域３Ａを変形変位させる圧電アクチュエータ１１を設けている。圧電アクチュエータ１１は、複数の圧電素子柱１２ａを形成した圧電素子部材１２をベース基板１３上に接合した構成である。

なお、圧電素子部材１２はベース基板１３に接合固定して溝加工（スリット加工）によって分断することのない溝を形成することで、複数の圧電素子柱１２ａを形成したものであり、圧電素子部材１２としては、厚さ１０〜５０μｍ／１層のチタン酸ジルコン酸（ＰＺＴ）と、厚さ数μｍ／１層の銀・パラジューム（ＡｇＰｄ）からなる内部電極とを交互に積層した積層型圧電素子を用いている。また、圧電アクチュエータ１１の圧電素子柱には駆動信号を与えるＦＰＣなどのフレキシブル配線基板１６が接続されている。

ノズル４、加圧液室６の開口形状の加工精度は、インクジェットヘッドのインク吐出特性に大きな影響を及ぼす。複数のチャンネル間において、これらのチャンネル精度バラツキを低く抑えるため、流路基板１の製法には高い加工精度が要求される。このため、流路基板１はステンレスの精密プレス法によって形成される。精密プレスは熱による伸縮の影響を受けないため、他の製造方法として挙げられる電鋳や金属のエッチングなどの加工法と比較して、各チャンネルを位置精度良く形成することが可能である。

また、流路ユニット２２のフィルタプレート５の厚みは、圧電素子部材１２の変位を効率よく伝えるために２〜１０μｍが望ましい。２〜１０μｍの薄板の振動板は、エッチング又は電鋳法によって形成される。

フレーム部材１７は、圧電アクチュエータ挿入開口部２４と共通液室１８とが形成されている。フレーム部材１７は、ステンレス材の切削加工又は樹脂材のモールド成型で製作され、不図示のインクタンクからインクを共通液室１８まで導くインク導入部１９が接合されている。図１ではフレーム部材１７の圧電アクチュエータ挿入開口部２２は大きく開口しているが、圧電素子部材１２ごとに仕切りを有するように開口することで剛性を高め、複数チャンネルを駆動させた時の相互干渉、いわゆるクロストークを低減できる構造としても良い。

圧電アクチュエータ１１は、複数の圧電素子部材１２と、それを固定するための導体パターニングがなされたベース基板１３とを有する。圧電素子部材１２は、振動板３に対応するように配置され、圧電素子部材１２の一端面は振動板３に接着される。流路ユニットと圧電アクチュエータ１１のベース基板１３の両端には、位置決めするための案内穴が配置される。流路ユニットと圧電アクチュエータ１１との接合組立において、精密加工されて位置決めピンによって一時的に連結し、接着することにより精度良く組み立てられる。ベース基板１３には、それぞれの圧電素子部材１２に外部駆動回路から独立した電気信号を送るための個別電極及び共通電極が形成されている。これらの電極により、外部駆動回路から選択的な電気信号が圧電素子部材１２に印加され、圧電素子部材１２は歪を生じる。

インクジェットヘッドがノズル４からインクを吐出する原理は上記通りであり、記録媒体上にインク画像を形成する装置に用いられる。なお、インクジェットヘッドは、高画質印字のための微小液滴を吐出するためには、それぞれの流路形状や数十μｍ単位の穴形状を、板厚４０〜１００μｍのプレートに高精度、高密度に加工する必要がある。

さらに、振動板部材３の周囲には圧電アクチュエータ１１の周囲を囲むフレーム部材１７を接着剤で接合している。そして、このフレーム部材１７には共通液室１８を形成している。この共通液室１８にはインク供給口１９を介して外部からインクが供給される。また、この共通液室１８は、フィルタプレート５に設けたフィルタ部２０を介してインク導入部８、流体抵抗部７及び加圧液室６に連通している。

ここで、圧電素子部材１２の、電圧を制御することによって微妙な伸縮変化が可能であるという特性を応用した本発明にかかるインクジェットヘッドのインク摘出方法について述べる。

かかるインクジェットヘッドにおいては、例えば圧電素子部材１２の圧電素子柱１２ａに印加する電圧を基準電位から下げることによって圧電素子柱１２ａが収縮し、振動板部材３の振動板領域３ａが変形して加圧液室６の容積が膨張することで、加圧液室６内にインクが流入し、その後圧電素子柱１２ａに印加する電圧を上げて圧電素子柱１２ａを積層方向に伸長させ、振動板領域３ａをノズル４方向に変形させて加圧液室６の容積、体積を収縮させることにより、加圧液室６内のインクが加圧され、ノズル４からインク滴が吐出される。

そして、圧電素子柱１２ａに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板領域３ａが初期位置に復元し、加圧液室６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室１８から加圧液室６内にインクが充填される。そこで、ノズル４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。また、このヘッドの駆動方法については上記の例（引き−押し打ち）に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行うこともできる。

次に、インクジェットヘッドにおけるフィルタ部２０の詳細について図３ないし図８を参照して説明する。

図３は図２のＡ−Ａ線の断面図であり、図４はインクジェットヘッドの各構成部品をノズル側から見た平面図、図５はインクジェットヘッドの各構成部品をアクチュエータ側から見た平面図である。流路板１に設けた各加圧液室６にそれぞれ連通するインク導入部８の隔壁１０には、振動板部材３側の一部に隣り合うインク導入部８と、インク導入部８を相互に連通させる凹部１０ａとが形成され、複数の液導入部８は、上記により、凹部１０ａの振動板部材３側の一部が、ノズル配列方向領域にわたって相互に連通した構成となっている。合わせて、フィルタ部２０が液導入部８の隔壁１０で遮蔽されることがなくなり、フィルタ部２０の面積を確保して液供給性の低下を防止することができる。

また、図６、図７はフィルタ孔の詳細な配置形状を示した図である。本発明にかかるインクジェットヘッドは、共通液室１８とインク導入部８との間に、ノズル配列方向の全領域にわたって、液体をろ過するフィルタ部２０を形成している。フィルタ部２０は、図６に示すように複数の連通孔２０ａを千鳥状に配置し、あるいは、図７に示すように格子状に配置して構成している。

また、このフィルタ部２０を構成する連通孔２０ａ（２０ｂ）の内部形状（内側形状）は、図８（ａ）に示すようなテーパ形状、あるいは、同図（ｂ）に示すような、ホーン形状に形成し、この連通孔２０ａ（２０ｂ）の穴径は流路板１側の径でノズル４と同等かそれ以下の径となるよう形成されている。上記のようなテーパ形状、ホーン形状にするにはＮｉ電鋳工法で製造することで容易に製造することができる。

フィルタ連通孔の配置においてヘッド両端部のインク供給口１９近傍の連通孔２０ａにおいてのフィルタ部の板厚は厚くなっている。また、ヘッド中央部の連通孔２０ｂ部においてのフィルタ板厚は薄くなっている。インク供給口１９からの位置に応じてフィルタ部板厚を変えることにより、インク供給口１９、インク供給口１９からチャンネル位置までの共通インク室１８、フィルタ部の流体抵抗をすべて均一にすることができる。そのため、各チャンネル毎にかかる圧力損失を均一にすることができ、各個別液室にかかる負圧のチャンネルごとのバラツキを低減することができるため、噴射特性のバラツキの少ない印字品質の良好なインクジェットヘッドを提供することが可能となる。

フィルタ部２０の板厚についてもＮｉ電鋳工法により製造すれば、レジスト部のマスクの厚さを変更することにより、容易にインク供給口１９の位置によるフィルタ部２０の板厚変更が可能であり、容易に導入口１９からの位置によって流体抵抗の異なるフィルタプレート５を製作することが可能となる。

ここで、フィルタ連通孔２１の平面形状は、円形に限るものではなく、効率よく連通孔２０ａ（２０ｂ）を整列することが可能である多角形とすることもできる。ただし、単位面積当たりの連通孔２０ａ（２０ｂ）の開口率は流体抵抗に大きく影響する要素であるため、フィルタプレート加工時に考慮しなければならない。

なお、フィルタ部２０の流体抵抗を均一にするにあたっては、同一形状のフィルタ連通孔２１の配置条件は同一にし、フィルタ部２０の板厚調整のみで、フィルタ部２０の流体抵抗を変えているため、異物の捕集性に関してはチャンネル間のバラツキは生じない。

ところで、インクジェットヘッドの共通液室内に配置するフィルタにおいてフィルタ部の流体抵抗の増加は、インクの供給性に大きな影響を及ぼすため、圧力損失はできる限り小さくする必要がある。そのため、フィルタ部は、流体抵抗の増加を低減するため、できる限り薄くすべきであるが、ここで発生する課題として、薄くすることによるフィルタプレート５単体の取り扱い性の低下やノズル板、流路板、振動板、にフィルタプレート５を接合する際、接合時の負荷によってフィルタプレート５の折れ等が考えられる。

しかし、本実施形態のフィルタ部では、流体抵抗をすべて均一にするために、インク供給口１９近傍であるフィルタプレート５の両端部の板厚を厚く、中央部を薄くなるように加工しているため、従来に比べ両端部の剛性が高い。そのため、フィルタプレート５の取扱性やフィルタプレートを搭載したヘッドのフィルタプレートの破損に伴う歩留まりの低下を改善することができる。

また、本実施形態においては、フィルタ部の板厚は２段階的にフィルタ部の流体抵抗が変わるように設定しているが、インク供給口１９からの距離によって、各チャンネル毎にフィルタ部の板厚を変更することによれば、さらにチャンネル間の流体抵抗のバラツキを低減でき、結果的に、より均一な圧力損失とすることができるため、吐出特性の良好なインクジェットヘッドを提供することが可能となる。

このように、フィルタ部は、複数の加圧液室にそれぞれ通じる複数の液導入部と共通液室との間に配置され、複数の個別液室のノズル配列方向の全領域にわたって液体をろ過するフィルタ部を形成するフィルタ部材を備え、複数の液導入部は、フィルタ部材側の一部がノズル配列方向の全領域にわたって相互に連通し、フィルタ連通孔の長さをインク供給部１９からの距離によって変えることにより、個別液室にかかる圧力損失を均一にすることができ、チャンネルバラツキの少ない良好なインクジェットを提供することができる。

次に、本実施形態のインクジェットヘッドを備える画像形成装置について図９及び図１０を参照して説明する。

ここで、図９は同装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図であり、図１０は同機構部の要部平面図である。
この画像形成装置はシリアル型画像形成装置であり、左右の側板２０１Ａ、２０１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド２３１、２３２でキャリッジ２３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ２３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための本発明に係る液体吐出ヘッドと、同ヘッドに駆動信号を与える電気回路基板と、同ヘッドに供給するインクを収容するタンクを一体化した液体吐出ヘッドユニットからなる記録ヘッド２３４を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド２３４は、それぞれ２つのノズル列を有する液体吐出ヘッドユニット２３４ａ、２３４ｂを１つのベース部材に取り付けて構成したもので、一方のヘッド２３４ａの一方の２列のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方の２列のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、他方のヘッド２３４ｂの一方の２列のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方の２列のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。なお、ここでは２ヘッド構成で４色の液滴を吐出する構成としているが、前述したように、１ヘッド当たり４ノズル列配置であるので、１個のヘッドで４色の各色を吐出させることもできる。

また、記録ヘッド２３４の前述したタンク４ａ、４ｂには各色の供給チューブ２３６を介して、供給ユニット２２４によって各色のインクカートリッジ２１０から各色のインクが補充供給される。

一方、給紙トレイ２０２の用紙積載部（圧板）２４１上に積載した用紙２４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部２４１から用紙２４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）２４３及び給紙コロ２４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド２４４を備え、この分離パッド２４４は給紙コロ２４３側に付勢されている。

そして、この給紙部から給紙された用紙２４２を記録ヘッド２３４の下方側に送り込むために、用紙２４２を案内するガイド部材２４５と、カウンタローラ２４６と、搬送ガイド部材２４７と、先端加圧コロ２４９を有する押さえ部材２４８とを備えるとともに、給送された用紙２４２を静電吸着して記録ヘッド２３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト２５１を備えている。

搬送ベルト２５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２５２とテンションローラ２５３との間に掛け渡されて、ベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。また、搬送ベルト２５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２５６を備えている。帯電ローラ２５６は、搬送ベルト２５１の表層に接触し、搬送ベルト２５１の回動に従動して回転するように配置されている。搬送ベルト２５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ２５２が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。

さらに、記録ヘッド２３４で記録された用紙２４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２５１から用紙２４２を分離するための分離爪２６１と、排紙ローラ２６２及び排紙コロ２６３とを備え、排紙ローラ２６２の下方に排紙トレイ２０３を備えている。

また、装置本体の背面部には両面ユニット２７１が着脱自在に装着されている。両面ユニット２７１は搬送ベルト２５１の逆方向回転で戻される用紙２４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２４６と搬送ベルト２５１との間に給紙する。また、両面ユニット２７１の上面は手差しトレイ２７２としている。

さらに、キャリッジ２３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド２３４のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含むヘッドの維持回復装置である維持回復機構２８１を配置している。この維持回復機構２８１には、記録ヘッド２３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）２８２ａ、２８２ｂ（区別しないときは「キャップ２８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード２８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け２８４を備えている。

また、キャリッジ２３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け２８８を配置し、この空吐出受け２８８には記録ヘッド２３４のノズル列方向に沿った開口部２８９を備えている。

このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ２０２から用紙２４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙２４２はガイド２４５で案内され、搬送ベルト２５１とカウンタローラ２４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２３７で案内されて先端加圧コロ２４９で搬送ベルト２５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。

このとき、帯電ローラ２５６に対してプラス出力とマイナス出力とが交互に繰り返すように、つまり交番する電圧が印加され、搬送ベルト２５１が交番する帯電電圧パターン、すなわち、周回方向である副走査方向に、プラスとマイナスが所定の幅で帯状に交互に帯電されたものとなる。このプラス、マイナス交互に帯電した搬送ベルト２５１上に用紙２４２が給送されると、用紙２４２が搬送ベルト２５１に吸着され、搬送ベルト２５１の周回移動によって用紙２４２が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ２３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド２３４を駆動することにより、停止している用紙２４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙２４２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は用紙２４２の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了して、用紙２４２を排紙トレイ２０３に排紙する。

このように、この画像形成装置では、本発明にかかる液体吐出ヘッドを記録ヘッドとして備えるので、信頼性が向上する。

液滴吐出記録方式の画像形成装置は、該装置内を搬送される用紙に対し、インクジェットヘッドからインク滴を吐出することにより画像形成を行うものである。かかる画像形成装置には、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出することにより画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態、つまり、固定された記録ヘッドの下部において用紙を搬送する際に、用紙に対して１パスで液滴吐出して画像を形成するライン型ヘッドによるライン型画像形成装置とがあり、画像形成速度については、後者の方が優れていることが知られている。ここで用紙とは、紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。

また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。

なお、画像形成とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味し、該画像形成と同義語で使用する用語としては、記録、印字、印写、印刷等がある。

本発明にかかる液滴吐出記録方式の画像形成装置は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液滴を吐出して画像形成を行う装置を広義に意味するものである。

本発明の他の実施形態では、インク供給口からチャンネル位置までの共通液室は、流体抵抗が均一であることを特徴とする。

本発明の他の実施形態では、フィルタプレートは、インク供給口の近傍では板厚が大きく、前記インク供給口から遠方になるにつれて板厚が薄くなることを特徴とする。

本発明の他の実施形態では、フィルタ部の流体抵抗は、インク供給口からの距離に応じて各チャンネル毎に異なっていることを特徴とする。

本発明の他の実施形態では、フィルタプレートの厚さは、インク供給口からの距離に応じて各チャンネル毎に異なっていることを特徴とする。

本発明の他の実施形態では、フィルタプレートは、電鋳製造で形成されることを特徴とする。

本発明の他の実施形態では、インクジェットヘッドを用いた液滴吐出装置としてもよい。

本発明の他の実施形態では、インクジェットヘッドを用いた画像形成装置としてもよい。

なお、上記実施形態は、本発明のインクジェットヘッドや画像形成装置における好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。また、上記実施形態における構成要素は、適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能である。
さらに、上記実施形態では、本発明をプリンタ構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、これに限るものではなく、前述したように、例えば、プリンタ／ファックス／コピア複合機などの画像形成装置に適用することができ、また、狭義のインク以外の液体や定着処理液などを用いる画像形成装置にも適用することができる。したがって、上記実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

１ 流路基板
２ ノズル板
３ 振動板部材
４ ノズル
５ フィルタプレート
６ 加圧液室
７ 流体抵抗部
８ インク導入部
１０ 隔壁
１０ａ 凹部
１２ 圧電素子部材
１２ａ 圧電素子柱
１７ フレーム部材
１９ インク供給口
２０ フィルタ部
２０ａ 連通孔
２０ｂ 連通孔
２１ フィルタ連通孔
２２ 流路ユニット

特開２００７−０７６０９３号公報 特開２００８−２１３１９６号公報 特開２００９−０６６９０４号公報

Claims (8)

1. 複数のノズルを有するノズル板と、
   前記ノズルに対応した加圧液室を有する流路基板と、
   前記加圧液室に連通する共通液室と、
   前記共通液室に設けられたフィルタプレートを備えたインクジェットヘッドであって、
   前記フィルタプレートは、ノズル配列方向のチャンネル全面にわたって配置され、インク供給口からの距離により厚みが異なり、インク供給口から遠ざかるほど流体抵抗が小さくなることを特徴とするインクジェットヘッド。
2. 前記インク供給口からチャンネル位置までの共通液室は、流体抵抗が均一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ヘッド。
3. 前記フィルタプレートは、前記インク供給口の近傍では板厚が大きく、前記インク供給口から遠方になるにつれて板厚が薄くなることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェットヘッド。
4. 前記フィルタ部の流体抵抗は、前記インク供給口からの距離に応じて各チャンネル毎に異なっていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド。
5. 前記フィルタプレートの厚さは、前記インク供給口からの距離に応じて各チャンネル毎に異なっていることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッド。
6. 前記フィルタプレートは、電鋳製造で形成されることを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載のインクジェットヘッド。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドを用いたことを特徴とする液滴吐出装置。
8. 請求項１から６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッドを用いたことを特徴とする画像形成装置。

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