JP2004299345A - 液滴吐出ヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加圧液室の圧力変化による共通液室における圧力変化を抑えるための構成が複雑であったり、共通液室形状が制限されたりする。
【解決手段】加圧液室６の壁面を形成する部材である振動板部材２で共通液室８の一部の壁面を形成し、共通液室８の壁面を形成する部分を自由振動面２１とし、自由振動面２１は３層構造の振動板部材２の３層構造部分で形成した厚肉部２２と一部を肉抜きして１層構造とした部分で形成した平面矩形状状の薄肉部２３とによって構成した。
【選択図】 図４

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は液滴吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特許第３０６９４７７号
【特許文献２】特開平７−１７１９６９号公報
【特許文献３】特開平９−１４１８５６号公報
【特許文献４】特開２０００−３０１７１４号公報
【０００３】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像形成装置として用いるインクジェット記録装置は、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する加圧液室（インク流路、吐出室、圧力室、加圧室、液室等とも称される。）と、この加圧液室内のインクを加圧する圧力発生手段（圧力変換手段、アクチュエータ手段、駆動手段などとも称される。）とを備えた液滴吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッドを搭載したものである。なお、液滴吐出ヘッドとしては例えば液体レジストを液滴として吐出する液滴吐出ヘッド、ＤＮＡの試料を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドなどもあるが、以下ではインクジェットヘッドを中心に説明する。
【０００４】
インクジェットヘッドとしては、加圧液室内のインクを加圧するエネルギーを発生する圧力発生手段として、圧電素子などの電気機械変換素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させて加圧液室内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、或いは、発熱抵抗体（電気熱変換体）を用いて加圧液室内でインクを加熱して気泡を発生させることによる圧力でインク滴を吐出させるいわゆるサーマル型のもの、加圧液室の壁面を形成する振動板を静電力によって変形させる静電型アクチュエータを用いて、振動板を変形させて加圧液室内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のものなどが知られている。
【０００５】
インクジェット記録装置における大きな技術課題として高速化と高画質化があり、この課題を解決する方法としては、圧力発生手段の駆動周波数を上げる方法と１ヘッド当たりのノズル数を増やす方法がある。
【０００６】
ところが、圧力発生手段の駆動周波数を上げた場合には、加圧液室から共通液室へと伝播した圧力の反射によって加圧液室における圧力の挙動も複雑になり、正確にインク滴を吐出することが難しくなる。また、このようにノズル数が多いヘッドでは、共通液室での気泡排出性を良くするために共通液室の長手方向端部でその形状をすぼめていくことがあり、その結果、共通液室長手方向端部では圧力変化が大きくなり、加圧液室に与える影響は共通液室長手方向中央部よりも大きくなるため加圧液室の位置によってその圧力挙動に違いが生ずることとなり、その全てを制御することは非常に困難となる。したがって、共通液室における圧力変化を抑えるとともに、位置による圧力変化の違いをも抑える必要がある。
【０００７】
そのため、従来、共通液室における圧力変化を抑える構成として、
【特許文献１】に開示されているように、共通液室に気体室を設けてエアーダンパとする方法がある。また、
【特許文献２】に開示されているように、液室の少なくとも一部に発泡性弾性材料を設けることによって、吐出に伴い生じる圧力を吸収する方法がある。
【０００８】
さらに、
【特許文献３】に開示されているように、共通液室の一部にダンパ室を設け、加圧液室とエネルギー発生部との間に狭持された可撓材によってダンパ室と共通液室を区画することによって可撓材をダンパとする方法がある。また、
【特許文献４】に開示されているように、共通液室に圧電素子を含む可撓性膜を設け、共通液室の圧力に応じて圧電素子を駆動して圧力を吸収するといった方法がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の
【特許文献１】に開示の方法にあっては、気体室のエアーの量は自己回復しないため、長期にわたってダンパ効果を保持することは困難となる。そこで、気体室に保持される気体の量をつねに制御する必要があるが、そのためには発熱体を必要とするなど、電気熱変換式以外のヘッドでは実施が困難もしくはコストがかかるという課題がある。また、気体室のエアーの量を制御すること自体も難しく、気体室から分離したエアーが加圧液室に入り込んで加圧液室の圧力を十分上げることができず、最悪インク滴の不吐出を引き起こす恐れがあるという課題もある。
【００１０】
また、
【特許文献２】に開示されているように液室の一部に発泡性弾性材料を設ける方法にあっては、発泡性弾性材料を設けるための新たな加工が必要となりコストの上昇を招くという課題がある。
【００１１】
さらに、
【特許文献３】に開示されているように共通液室の一部にダンパ室を設ける方法にあっては、ダンパ効果を十分に発揮するためにはダンパ室の面積を十分取る必要があり、共通液室の形状設計の自由度が少なくなり、気泡排出性を備えた共通液室を形成することが困難になるという課題がある。
【００１２】
また、
【特許文献４】に開示されているように共通液室に圧電素子を含む可撓性膜を設け方法にあっては、圧力を効果的に吸収するために圧電素子の駆動を制御することは困難であり、またそのための制御装置も新たに必要となるなど、装置の複雑化とコストの上昇を招くという課題がある。
【００１３】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、液滴の噴射特性を向上させ、小型化し、低コストな液滴吐出ヘッド及びこの液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、共通液室の少なくとも一つの壁面に厚肉部と薄肉部とからなる自由振動面を持っている構成とした。
【００１５】
ここで、自由振動面は加圧液室の壁面を形成する部材と一体形成されていることが好ましい。また、自由振動面は複数の層からなる積層構造であることが好ましく、この場合、自由振動面の厚肉部は加圧液室の壁面を形成する部材と同一の厚みであることが好ましい。
【００１６】
また、自由振動面の薄肉部は、自由振動面の短手方向の幅が狭くなっている部分又はその近傍に設けられていることが好ましく、あるいは、自由振動面の薄肉部は、共通液室の長手方向の断面積が小さくなっている部分又はその近傍に対応して設けられていることが好ましい。
【００１７】
さらに、共通液室は長手方向の端部でその断面積が小さくなっていることが好ましい。
【００１８】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えたものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。本発明の液滴吐出ヘッドの第１実施形態に係るインクジェットヘッドについて図１乃至図４を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドの組み立て斜視説明図、図２は同ヘッドの液室短手方向に沿う（図１のＡ−Ａ線に沿う）断面説明図、図３は同ヘッドの液室長辺方向に沿う（図１のＢ−Ｂ線に沿う）断面説明図、図４は同ヘッドの分解斜視説明図、図５は同ヘッドの振動板の裏面側から見た概略斜視説明図である。
【００２０】
このインクジェットヘッドは、単結晶シリコン基板で形成した流路板１と、この流路板１の下面に接合した振動板部材２と、流路板１の上面に接合したノズル板３とを有し、これらによって液滴であるインク滴を吐出するノズル４がノズル連通路５を介して連通するインク流路である加圧液室６、加圧液室６にインクを供給するための共通液室８にインク供給口９を介して連通する流体抵抗部となるインク供給路７を形成している。
【００２１】
そして、振動板部材２の外面側（液室と反対面側）に各加圧液室６に対応して加圧液室６内のインクを加圧するための圧力発生手段（アクチュエータ手段）である電気機械変換素子としての積層型圧電素子１２を接合し、この圧電素子１２を金属あるいはセラミックスなどの高剛性材料で形成したベース基板１３に接合している。
【００２２】
また、圧電素子１２の間には加圧液室６、６間の隔壁部１ａに対応して支柱部１４を設けている。ここでは、圧電素子部材にハーフカットのダイシングによるスリット加工を施すことで櫛歯状に分割して、１つ毎に圧電素子１２と支柱部１４して形成している。支柱部１４も構成は圧電素子と同じであるが、駆動電圧を印加しないので単なる支柱となる。
【００２３】
さらに、振動板部材１２の外周部はフレーム部材１５に接着剤にて接合している。このフレーム部材１５には、共通液室８となる凹部、この共通液室８に外部からインクを供給するための図示しないインク供給穴１６（図４参照）を形成している。このフレーム部材１５は、例えばエポキシ系樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成している。
【００２４】
ここで、流路板１は、例えば結晶面方位（１１０）の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、ノズル連通路５、加圧液室６、インク供給路７となる凹部や穴部を形成したものであるが、単結晶シリコン基板に限られるものではなく、その他のステンレス基板や感光性樹脂などを用いることもできる。
【００２５】
振動板２は、２層構造のニッケルの金属プレートから形成したもので、例えばエレクトロフォーミング法（電鋳法）で作製しているが、この他の金属板や樹脂板或いは金属と樹脂板との積層部材や金属と金属の積層部材（複層構造部材）などを用いることもできる。
【００２６】
ノズル板３は各加圧液室６に対応して直径１０〜３５μｍのノズル４を形成し、流路板１に接着剤接合している。このノズル板３としては、ステンレス、ニッケルなどの金属、金属とポリイミド樹脂フィルムなどの樹脂との組み合せ、、シリコン、及びそれらの組み合わせからなるものを用いることができる。ここでは、電鋳工法によるＮｉメッキ膜等で形成している。また、ノズル３の内部形状（内側形状）は、ホーン形状（略円柱形状又は略円錘台形状でもよい。）に形成し、このノズル４の穴径はインク滴出口側の直径で約２０〜３５μｍとしている。さらに、各列のノズルピッチは１５０ｄｐｉとした。
【００２７】
また、ノズル板３のノズル面（吐出方向の表面：吐出面）には、図示しない撥水性の表面処理を施した撥水処理層を設けている。撥水処理層としては、例えば、ＰＴＦＥ−Ｎｉ共析メッキやフッ素樹脂の電着塗装、蒸発性のあるフッ素樹脂（例えばフッ化ピッチなど）を蒸着コートしたもの、シリコン系樹脂・フッ素系樹脂の溶剤塗布後の焼き付け等、インク物性に応じて選定した撥水処理膜を設けて、インクの滴形状、飛翔特性を安定化し、高品位の画像品質を得られるようにしている。
【００２８】
圧電素子１２は、厚さ１０〜５０μｍ／１層のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の圧電層と、厚さ数μｍ／１層の銀・パラジューム（ＡｇＰｄ）からなる内部電極層とを交互に積層したものであり、内部電極を交互に端面の端面電極（外部電極）である個別電極、共通電極に電気的に接続し、これらの電極にＦＰＣケーブル１７を介して駆動信号を供給するようにしている。この圧電常数がｄ２３である圧電素子１２の伸縮により加圧液室６を収縮、膨張させるようになっている。圧電素子１２に駆動信号が印加され充電が行われると伸長し、また圧電素子１２に充電された電荷が放電すると反対方向に収縮するようになっている。
【００２９】
このヘッドにおける共通液室８は、図４に示すように、平面形状で、加圧液室６の配列方向（ノズル配列方向、これを「共通液室長手方向」とする。）に長方形状に形成している。
【００３０】
そして、加圧液室６の壁面を形成する部材である振動板部材２で共通液室８の一部の壁面を形成し、この共通液室８の壁面を形成する部分を自由振動面２１としている。この自由振動面２１は、図５（圧電素子の接合部等の図示は省略している。）にも示すように、３層構造の振動板部材２の３層構造部分で形成した厚肉部２２と一部を肉抜きして１層構造とした部分で形成した平面矩形状状の薄肉部２３とによって構成している。ここでは、厚肉部２２と薄肉部２３とは共通液室の長手方向（ノズル配列方向）でストライプ状に配置されることになる。なお、厚肉部２２を２層構造とし、薄肉部２３を１層構造とし、あるいは厚肉部２２を３層構造とし、薄肉部２３を２層構造としても良い。
【００３１】
このように構成したヘッドにおいては、圧電素子１２に対して選択的に２０〜５０Ｖの駆動パルス電圧を印加することによって、パルス電圧が印加された圧電素子１２が伸び方向に変位して加圧液室６に対応する振動板部材２の部分をノズル４方向に変形させ、加圧液室６の容積／体積変化によって加圧液室６内のインクが加圧され、ノズル４からインク滴が吐出（噴射）される。
【００３２】
そして、インク滴の吐出に伴って加圧液室６内の液圧力が低下し、このときのインク流れの慣性によって加圧液室６内には若干の負圧が発生する。この状態の下において、圧電素子１２への電圧の印加をオフ状態にすることによって、振動板部材２が元の位置に戻って加圧液室６が元の形状になるため、さらに負圧が発生する。このとき、共通液室８からインク供給口９、インク供給路７を経て加圧液室６内にインクが充填される。そこで、ノズル４のインクメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次のインク滴吐出のために圧電素子１２にパルス電圧を印加しインク滴を吐出させる。
【００３３】
ここで、インク滴を吐出させるために加圧液室６を加圧したとき、加圧液室６に生じた圧力波は流体抵抗部７、インク供給口９を経て共通液室８に伝播されるが、共通液室８の壁面を形成する自由振動面２１の薄肉部２３によって共通液室８内での圧力変動が吸収、減衰され、圧力波が反射されて加圧液室６に戻ることが防止される。これにより、メニスカスの制御性ひいては滴噴射特性が向上する。
【００３４】
具体的に数値シミュレーションを行った結果について説明すると、共通液室８の壁面を振動板２そのもので構成した場合（厚肉部２２のみの場合、これを比較例という。）と、上記実施形態のように厚肉部２２と薄肉部２３とで構成した場合（これを実施例という。）とについて、共通液室８の中央部に対応する加圧液室６の圧力変化と共通液室８の端部に対応する加圧液室６の圧力変化との比較を行った。
【００３５】
このとき、圧電素子１２に電圧を印加し加圧液室６に圧力を与えた後２０μｓｅｃ間の加圧液室６の圧力変化の実効値平均をとったところ、共通液室８の中央部に対応する加圧液室６での値に比べて、比較例の場合には端部に対応する加圧液室６での値が１５％大きくなるなど変動が大きかったのに対し、実施例の場合にはわずか２％の変動しかなく、自由振動面２１を薄肉部２３と厚肉部２２とで構成することによって圧力吸収効率が上昇することが確認された。
【００３６】
さらに、比較例と実施例についてマルチ噴射実験を行ったところ、比較例では不良画像が発生したが、実施例では不良画像が発生しないことが確認された。
【００３７】
このように、共通液室の少なくとも一つの壁面に厚肉部と薄肉部とからなる自由振動面を持っているので、薄肉部によって共通液室の圧力を吸収し、厚肉部によって自由振動面の剛性、強度を保つことができ、製作上も簡単でかつ効果的に共通液室内の圧力変動を減衰あるいは吸収することができて、メニスカスの制御性ひいては噴射特性を向上させることができ、更に気泡排出性を向上するなどヘッド設計の自由度が向上する。
【００３８】
すなわち、共通液室に自由振動面を持つことによって、そのダンピング効果により共通液室の圧力を下げることが可能となるが、その自由振動面の厚みが薄いほうがダンピング能力は高くなるため、共通液室の壁面全体に薄い自由振動面を設けることが好ましい。しかしながら、薄膜を大面積にわたって形成することは工法上も組立上も難しく、また強度的にも問題が残る。そこで、自由振動面の厚みが厚い部分と薄い部分を設けることによって、製作が容易で、強度も十分で、且つ効果的にダンピング効果を得ることができ、共通液室内の圧力を下げることが可能となるのである。
【００３９】
この場合、自由振動面を加圧液室の一面に配置される振動板と同一の層として一体形成することで、ヘッドの構成部品の数を減らすことができるとともに、振動板と自由振動面を同一の工程で同時に形成することが可能となり、さらに加圧液室を構成する部品および共通液室を構成する部品を形成後、振動板と自由振動面からなる層を一度の接合により加圧液室部および共通液室部を形成することが可能となって、製造コスト、製造工数および組立て工数などを減らすことができる。
【００４０】
また、自由振動面を積層構造とすることで、その層数を変えることにより簡単に薄肉部を形成することができる。さらに、厚肉部を振動板の最大厚みと同一の厚みとすることで製作が容易で強度のある自由振動面を形成することができる。
【００４１】
次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの第２実施形態について図６及び図７を参照して説明する。なお、図６は同ヘッドの分解斜視説明図、図７は同ヘッドの振動板の裏面側から見た概略斜視説明図である。
ここでは、共通液室８の壁面を形成する自由振動面２１の周囲部分に薄肉部２３を設け、自由振動面２１の中央部に島状になる厚肉２２を形成している。
【００４２】
ここでも、薄肉部を設けていないヘッドでのマルチ噴射における印写試験では不良画像が発生したが、薄肉部と厚肉部とで自由振動面を形成した本発明に係るヘッドでのマルチ噴射における印写試験では不良画像が発生することなく良好な結果が得られた。
【００４３】
次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの第３実施形態について図８及び図９を参照して説明する。なお、図８は同ヘッドの分解斜視説明図、図９は同ヘッドの振動板の裏面側から見た概略斜視説明図である。
ここでは、第２実施形態では１つの厚肉部２２を設けたのに対し、共通液室８の壁面を形成する自由振動面２１に共通液室長手方向で分離された２つの薄肉部２３、２３を設けて島状の厚肉部２２、２２を設けることで、第２実施形態よりも強度を向上している。
【００４４】
ここでも、薄肉部を設けていないヘッドでのマルチ噴射における印写試験では不良画像が発生したが、薄肉部と厚肉部とで自由振動面を形成した本発明に係るヘッドでのマルチ噴射における印写試験では不良画像が発生することなく良好な結果が得られた。
【００４５】
次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの第４実施形態について図１０及び図１１を参照して説明する。なお、図１０は同ヘッドの分解斜視説明図、図１１は同ヘッドの振動板の裏面側から見た概略斜視説明図である。
このヘッドでは、共通液室８は長手方向端部８ａで短手方向の幅が狭くなり深さが浅くなる形状に形成して、気泡排出性の良い形状としている。そして、自由振動面２１には共通液室８の長手方向端部８ａで共通液室形状に合わせた平面形状の薄肉部２３、２３を形成している。
【００４６】
ここでも、薄肉部を設けていないヘッドでのマルチ噴射における印写試験では不良画像が発生したが、薄肉部と厚肉部とで自由振動面を形成した本発明に係るヘッドでのマルチ噴射における印写試験では不良画像が発生することなく良好な結果が得られた。
【００４７】
このように、自由振動面２１の共通液室短手方向の幅が狭くなっている部分（若しくはその近傍）に薄肉部２３を設けることによって、効果的な圧力変動の抑制、減衰を行うことができる。すなわた、平板のダンピング能力は長さの三乗にほぼ比例するため、自由振動面２１を平板とした場合（薄肉部２３を持たない場合）、自由振動面２１の短手方向の幅が狭くなっている部分ではそのダンピング能力が大きく低下することになる。そこで、この自由振動面２１の短手方向の幅が狭くなっている個所もしくはその近傍に薄肉部２３を設けることにより、効果的に共通液室の圧力を下げることが可能となる。
【００４８】
また、これにより、共通液室８の端部に向かってその形状を絞っていくことによりインクの流れ性を良くし、気泡排出性を向上しつつ、効果的に共通液室の圧力を下げることが可能となる。
【００４９】
すなわち、通常、共通液室の長手方向の断面積が小さくなり、さらに自由振動面の短手方向の幅も狭くなる場合にはそのダンピング能力も低下することから、共通液室内の圧力は大きく上昇するため、共通液室の長手方向の断面積を小さくすることは影響が大きく困難である。
【００５０】
しかしながら、上述したように、共通液室８の長手方向の断面積が小さい個所もしくはその近傍の自由振動面に薄肉部２３を設けることにより、効果的に共通液室の圧力を下げることが可能となるので、共通液室８の形状を端部に向かって断面積を小さくしてインクの流れ性を良くし、共通液室の圧力上昇を抑えつつ気泡排出性の良い形状とすることができるようになる。
【００５１】
次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドを搭載した本発明に係る画像形成装置であるインクジェット記録装置の一例について図１２及び図１３を参照して説明する。なお、図１２は本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の全体構成を説明する構成図、図１３は同記録装置の要部模式的平面説明図である。
【００５２】
このインクジェット記録装置は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１０１とステー１０２とでキャリッジ１０３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ１０４でタイミングベルト１０５を介して図２２で矢示方向（主走査方向）に移動走査する。
【００５３】
このキャリッジ１０３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する本発明に係る液滴吐出ヘッドである４個のインクジェットヘッドからなる記録ヘッド１０７を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００５４】
また、キャリッジ１０３には、記録ヘッド１０７に各色のインクを供給するための各色のサブタンク１０８を搭載している。このサブタンク１０８には図示しないインク供給チューブを介してメインタンク（インクカートリッジ）からインクが補充供給される。
【００５５】
一方、給紙カセット１１０などの用紙積載部（圧板）１１１上に積載した用紙１１２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１１１から用紙１１２を１枚づつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）１１３及び給紙コロ１１３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１１４を備え、この分離パッド１１４は給紙コロ１１３側に付勢されている。
【００５６】
そして、この給紙部から給紙された用紙１１２を記録ヘッド１０７の下方側で搬送するための搬送部として、用紙１１２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト１２１と、給紙部からガイド１１５を介して送られる用紙１１２を搬送ベルト１２１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ１２２と、略鉛直上方に送られる用紙１１２を略９０°方向転換させて搬送ベルト１２１上に倣わせるための搬送ガイド１２３と、押さえ部材１２４で搬送ベルト１２１側に付勢された先端加圧コロ１２５とを備えている。また、搬送ベルト１２１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１２６を備えている。
【００５７】
ここで、搬送ベルト１２１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１２７とテンションローラ１２８との間に掛け渡されて、電動機である副走査モータ１３１からタイミングベルト１３２及びタイミングローラ１３３を介して搬送ローラ１２７が回転されることで、矢示方向（ベルト搬送方向）に周回するように構成している。
【００５８】
この搬送ベルト１２１は、抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材、例えばＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面となる表層２１ａと、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）とを有している。
【００５９】
帯電ローラ１２６は、搬送ベルト１２１の表層に接触し、搬送ベルト２１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に各２．５Ｎをかけている。また、搬送ローラ１２７はアースローラの役目も担っており、搬送ベルト１２１の中抵抗層（裏層）と接触配置され接地している。
【００６０】
また、搬送ベルト２１の裏側には、記録ヘッド４による印写領域に対応してガイド部材１３６を配置している。このガイド部材１３６は、上面が搬送ベルト１２１を支持する２つのローラ（搬送ローラ１２７とテンションローラ１２８）の接線よりも記録ヘッド１０７側に突出している。これにより、搬送ベルト１２１は印写領域ではガイド部材１３６の上面にて押し上げられてガイドされる。
【００６１】
さらに、記録ヘッド１０７で記録された用紙１１２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト１２１から用紙１１２を分離するための分離部と、排紙ローラ１４２及び排紙コロ１４３と、排紙される用紙１１２をストックする排紙トレイ１４４とを備えている。また、背部には両面給紙ユニット１５１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット１５１は搬送ベルト１２１の逆方向回転で戻される用紙１１２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ１２２と搬送ベルト１２１との間に給紙する。
【００６２】
このように構成したインクジェット記録装置においては、給紙部から用紙１１２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１１２はガイド１１５で案内され、搬送ベルト１２１とカウンタローラ１２２との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド１２３で案内されて先端加圧コロ１２５で搬送ベルト１２１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００６３】
このとき、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ１２６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１２１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１２１上に用紙１１２が給送されると、用紙１１２内で帯電パターンと反対の電荷に分極するので、平行接続されたコンデンサが形成されたこととなり、用紙１１２が搬送ベルト１２１に吸着され、搬送ベルト１２１の周回移動によって用紙１１２が副走査方向に搬送される。
【００６４】
そこで、キャリッジ１０３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１０７を駆動することにより、停止している用紙１１２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１１２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１１２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１２を排紙トレイ１４４に排紙する。
【００６５】
このようにこのインクジェット記録装置においては、本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドを備えているので、共通液室の圧力変動が抑制されて安定した噴射特性が得られるので、高速で高画質記録を行うことができる。
【００６６】
なお、上記実施形態においては、液滴吐出ヘッドとしてインクジェットヘッドに適用し、このインクジェットヘッドを備えるインクジェット記録装置の例で説明したが、インクジェットヘッド以外の液滴吐出ヘッドとして、例えば、液体レジストを液滴として吐出する液滴吐出ヘッド、ＤＮＡの試料を液滴として吐出する液滴吐出ヘッドなどの他の液滴吐出ヘッドにも適用でき、また、インクジェット記録装置以外の画像形成装置にも適用できる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る液滴吐出ヘッドによれば、共通液室の少なくとも一つの壁面に厚肉部と薄肉部とからなる自由振動面を持っているので、共通液室の圧力変動を効果的に抑制、減衰させることができて、液滴の噴射特性が向上し、ヘッドの小型化、低コストを図れる。
【００６８】
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えているので、高画質記録が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液滴吐出ヘッドの第１実施形態を説明する組立状態での斜視説明図
【図２】同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図
【図３】同ヘッドの液室短手方向に沿う断面説明図
【図４】同ヘッドの分解斜視説明図
【図５】同ヘッドの振動板を裏面側から見た概略斜視説明図
【図６】本発明に係る液滴吐出ヘッドの第２実施形態を説明する分解斜視説明図
【図７】同ヘッドの振動板を裏面側から見た概略斜視説明図
【図８】本発明に係る液滴吐出ヘッドの第３実施形態を説明する分解斜視説明図
【図９】同ヘッドの振動板を裏面側から見た概略斜視説明図
【図１０】本発明に係る液滴吐出ヘッドの第４実施形態を説明する分解斜視説明図
【図１１】同ヘッドの振動板を裏面側から見た概略斜視説明図
【図１２】本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一例を示す概略構成図
【図１３】同記録装置の要部模式的平面説明図
【符号の説明】
１…流路板、２…振動板部材、３…ノズル板、４…ノズル、６…加圧液室、７…インク供給路、８…共通液室、１２…圧電素子、２１…自由振動面、２２…厚肉部、２３…薄肉部。

Claims (8)

1. 液滴を吐出するノズルが連通する複数の加圧液室と、複数の加圧液室に液体を供給する共通液室とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、前記共通液室の少なくとも一つの壁面に厚肉部と薄肉部とからなる自由振動面を持っていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
2. 請求項１に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記自由振動面は前記加圧液室の壁面を形成する部材と一体形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
3. 請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記自由振動面は複数の層からなる積層構造であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
4. 請求項２に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記自由振動面の厚肉部は前記前記加圧液室の壁面を形成する部材と同一の厚みであることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記自由振動面の薄肉部は、前記自由振動面の短手方向の幅が狭くなっている部分又はその近傍に設けられていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記自由振動面の薄肉部は、前記共通液室の長手方向の断面積が小さくなっている部分又はその近傍に対応して設けられていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記共通液室は長手方向の端部でその断面積が小さくなっていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
8. 液滴吐出ヘッドから液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置において、前記液滴吐出ヘッドが請求項１ないし７にいずれかに記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とする画像形成装置。

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