JP2015054509A - 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドを小型化でき、並んで配置される複数の共通液室から供給されるそれぞれの液体間の滴吐出特性のばらつきを低減できる液体吐出ヘッドの提供。【解決手段】第１共通液室１０Ａからは第１導入口９Ａを介して第１液導入部８Ａに液体が導入され、第２共通液室１０Ｂからは第２導入口９Ｂを介して第２液導入部８Ｂに液体が導入され、第１導入口９Ａの列と第２導入口）Ｂの列とは、ノズル配列方向と直交する方向で、異なる位置に配置され、第２液導入部８Ｂの第２導入口９Ｂから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗を定める長さは、第１液導入部８Ａの第１導入口９Ａから流体抵抗部までの流路の流体抵抗を定める長さよりも長く、第２液導入部８Ｂの第２導入口９Ｂから流体抵抗部までの流路の流体抵抗を定める開口断面積は、第１液導入部８Ａの第１導入口９Ａから流体抵抗部までの流路の流体抵抗を定める開口断面積よりも広く形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は液体吐出ヘッド及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として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置、例えばインクジェット記録装置が知られている。

液体吐出ヘッドとしては、一列に配置された圧力発生室の奇数番目と偶数番目で、並んで配置された２つの共通液室からインク供給を行なうとともに、共通液室からのインク供給口を一列に配列したものが知られている（特許文献１）。

また、一列に配置された圧力発生室に対し、積層配置された複数の共通液室から液体供給を行うようにしたものも知られている（特許文献２）。

特開２００８−０３０３５４号公報 特開２００７−２２３１９０号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載されているように、共通液室から圧力発生室へのインク供給口を一列に配置した場合、圧力発生室の構造は同一となるため、同一の吐出特性とすることが可能となる。

しかしながら、複数の共通液室も圧力発生室と同じ配列ピッチで、串歯状に入れ子構成となる構造にする必要があり、共通液室部品（共通液室部材）の高精度化が必要となるという課題がある。

また、特許文献２に記載されているように、積層された複数の共通液室からそれぞれの圧力発生室に供給する構造にあっては、それぞれの共通液室からのインク供給孔の形状を一定にすることが困難であり、隣接する圧力発生室で吐出特性が異なってしまうという課題がある。

この場合、圧力発生手段に対する駆動制御によって対応することも可能であるが、駆動回路構成が複雑となり、コストが高くなるという課題を生じる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、ヘッドを小型化でき、並んで配置される複数の共通液室から供給されるそれぞれの液体間の滴吐出特性のばらつきを低減できるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の請求項１に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を吐出する複数のノズルと、
前記ノズルに通じる複数の個別液室と、
前記個別液室に通じる複数の流体抵抗部と、
ノズル配列方向に並ぶ２つの前記個別液室にそれぞれ液体を供給する第１共通液室及び第２共通液室と、
前記流体抵抗部に通じ、前記第１共通液室から第１導入口を介して液体を導入する第１液導入部と、
前記流体抵抗部に通じ、前記第２共通液室から第２導入口を介して液体を導入する第２液導入部と、を備え、
前記複数のノズルは一列に配列され、
前記第１導入口の列と前記第２導入口の列とは、ノズル配列方向と直交する方向で、異なる位置に配置され、
前記第２液導入部の前記第２導入口から前記流体抵抗部までの流路の流体抵抗を定める長さは、前記第１液導入部の前記第１導入口から前記流体抵抗部までの流路の流体抵抗を定める長さよりも長く形成され、
前記第２液導入部の前記第２導入口から前記流体抵抗部までの流路の流体抵抗を定める開口断面積は、前記第１液導入部の前記第１導入口から前記流体抵抗部までの流路の流体抵抗を定める開口断面積よりも広く形成されている
構成とした。

本発明によれば、簡単な構成で、ヘッドを小型化でき、並んで配置される複数の共通液室から供給されるそれぞれの液体間の滴吐出特性のばらつきを低減できる。

本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 図１のＡ１−Ａ１線に沿う断面説明図である。 図１のＢ１−Ｂ１線に沿う断面説明図である。 ノズル配列方向に沿う断面説明図である。 本発明の第２実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 図５のＡ２−Ａ２線に沿う断面説明図である。 図５のＢ２−Ｂ２線に沿う断面説明図である。 本発明の第３実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図ある。 本発明の第４実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図ある。 本発明の第５実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図ある。 本発明の第６実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図ある。 本発明の第７実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 図１２のＡ３−Ａ３線に沿う断面説明図ある。 本発明の第８実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 本発明の第９実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 図１５のＡ４−Ａ４線に沿う断面説明図である。 図１５のＢ４−Ｂ４線に沿う断面説明図である。 本発明の第１０実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 図１８のＡ５−Ａ５線に沿う断面説明図である。 図１８のＢ５−Ｂ５線に沿う断面説明図である。 本発明の第１１実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図ある。 本発明の第１２実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 図２２のＡ６−Ａ６線に沿う断面説明図である。 図２２のＢ６−Ｂ６線に沿う断面説明図である。 図２２のＣ６−Ｃ６線に沿う断面説明図ある。 本発明の第１３実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 図２６のＡ７−Ａ７線に沿う断面説明図ある。 本発明の第１４実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 本発明に係る画像形成装置の一例を示す機構部の側面説明図である。 同機構部の要部平面説明図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１ないし図４を参照して説明する。図１は同ヘッドの要部平面説明図、図２は図１のＡ１−Ａ１線に沿う断面説明図、図３は図１のＢ１−Ｂ１線に沿う断面説明図、図４はノズル配列方向に沿う断面説明図である。

この液体吐出ヘッドは、ノズル板１と、流路板（流路形成部材）２と、壁面部材である振動板部材３とを積層接合している。そして、振動板部材３を変位させる積層型圧電素子を含む圧力発生手段である圧電アクチュエータ１１と、共通液室部材（共通流路部材）２０とを備えている。

ノズル板１は、液滴を吐出する複数のノズル４を１列に配列したノズル列を有している。

流路板２は、各ノズル４が通じる複数の個別液室６と、各個別液室６が通じる複数の流体抵抗部７と、流体抵抗部７が通じる第１液導入部８Ａ及び第２液導入部８Ｂ（区別しないときは、単に「液導入部８」という。）を形成している。

共通液室部材２０は、ノズル配列方向に並ぶ２つの個別液室となる隣り合う２つの個別液室６の一方に液体を供給する第１共通液室１０Ａと、隣り合う２つの個別液室６の他方に液体を供給する第２共通液室１０Ｂとを形成している。第１共通液室１０Ａと第２共通液室１０Ｂ（区別しないときは、単に「共通液室１０」という。）とは、ノズル配列方向と直交する方向で異なる位置に配置されている。

振動板部材３には、第１共通液室１０Ａが通じる第１導入口９Ａと、第２共通液室１０Ｂが通じる第２導入口９Ｂ（区別しないときは、単に「導入口９」という。）とが形成されている。

第１導入口９Ａのノズル配列方向の列と、第２導入口９Ｂのノズル配列方向の列とは、ノズル配列方向と直交する方向で異なる位置に配置されている。隣り合う２つの個別液室６に対応する第１導入口９Ａと第２導入口９Ｂは、ノズル配列方向において異なる位置に配置され、本実施形態では千鳥状に配置されている。

第１共通液室１０Ａからは第１導入口９Ａを介して第１液導入部８Ａに液体が導入される。第２共通液室１０Ｂからは第２導入口９Ｂを介して第２液導入部８Ｂに液体が導入される。

そして、第２液導入部８Ｂの第２導入口９Ｂから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗を定める長さ（距離）Ｌ２は、第１液導入部８Ａの第１導入口９Ａから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗を定める長さ（距離）Ｌ１よりも長く（Ｌ２＞Ｌ１）形成されている。

つまり、第１導入口９Ａと第２導入口９Ｂとは、ノズル配列方向と直交する方向において異なる位置に配置され、導入口９から流体抵抗部７の入口までの距離（長さ）は、第１導入口９Ａ側が短く、第２導入口９Ｂ側が長くなっている。

一方、第２液導入部８Ｂの流路板２の厚み方向の高さＨ２は、第１液体導入部８Ａの流路板２の厚み方向の高さＨ１よりも高く（Ｈ２＞Ｈ１）形成している。つまり、流体抵抗を定める開口断面積は、第１液導入部８Ａよりも流路長が長くなる第２液導入部８Ｂの方を広くしている。

このようにして、開口断面積と流路の長さで定まる流路の流体抵抗について、第１液導入部８Ａの第１導入口９Ａから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗と、第２液導入部８Ｂの第２導入口９Ｂから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗とを、同じにするか、差を小さくしている。

また、個別液室６及び流体抵抗部７の流路形状を同じとし、第１液導入部８Ａと第２液導入部８Ｂとでは流路形状を異ならせつつ流体抵抗をほぼ同じ（同じを含む。以下同様）にしているので、各ノズル４からの滴吐出特性をほぼ同じにできる。

また、第１共通液室１０Ａと第２共通液室１０Ｂとで異なる種類の液体を収容するときには、異なる種類の液体を吐出するノズル４間の滴吐出特性をほぼ同じにできる。なお、複数種類の液体とは、例えば、色の違う液体、染料系と顔料系の液体、光硬化性など特性の違う液体など、である。

これによって、簡単な構成で、ヘッドを小型化でき、並んで配置される複数の共通液室から供給されるそれぞれの液体間の滴吐出特性のばらつきを低減できる。

次に、本実施形態に係る液体吐出ヘッドの各部の具体例及びその動作について説明する。

ノズル板１は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）の金属プレートから形成したもので、エレクトロフォーミング法（電鋳）で製造したものを用いている。これに限らず、その他の金属部材、樹脂部材、樹脂層と金属層の積層部材などを用いることができる。また、ノズル板１の液滴吐出側面（吐出方向の表面：吐出面）には撥液層を設けている。

流路板２は、単結晶シリコン基板をエッチングして、個別液室６、液体供給路などを構成する溝部及び貫通穴を形成している。なお、流路板２は、例えばＳＵＳ基板などの金属板を酸性エッチング液でエッチングし、あるいはプレスなどの機械加工を行って形成することもできる。

振動板部材３は、流路板２の個別液室６の壁面を形成する壁面部材を兼ね、第１層３Ａ及び第２層２Ｂの２層構造としているが、３層以上の構造とすることもできるし、１層構造とすることもできる。ここでは、振動板部材３の第１層３Ａによって個別液室６に対応する部分に変形可能な振動領域３０を有している。

共通液室部材２０は、このヘッドのフレーム部材を兼ねている。なお、第１、第２共通液室１０Ａ、１０Ｂに通じる振動板部材３の第１、第２導入口９Ａ、９Ｂにはフィルタ部を設けることができる。

そして、共通液室部材２０には、図示しないヘッドタンクや液体カートリッジから第１共通液室１０Ａ、第２共通液室１０Ｂに液体を供給する図示しない液体供給口部が形成されている。

この共通液室部材２０は、例えばエポキシ系樹脂或いは熱可塑性樹脂であるポリフェニレンサルファイト等で射出成形により形成している。

そして、振動板部材３の個別液室６とは反対側に、振動板部材３の振動領域３０を変形させる駆動手段（アクチュエータ手段、圧力発生手段）としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ１１を配置している。

この圧電アクチュエータ１１は、図示しないベース部材上に接着剤接合した積層型圧電素子である圧電部材１２に、ハーフカットダイシングによって溝を加工して、所要数の柱状の積層型圧電素子（以下、「圧電柱」という。）１２Ａ、１２Ｂを所定の間隔で櫛歯状に形成したものである。

そして、圧電部材１２の圧電柱１２Ａは、振動板部材３の振動領域３０の凸部３１に接着接合されている。また、圧電柱１２Ｂは、個別液室６、６間の隔壁に対応する位置で振動板部材３に接合されている。

このとき、圧力発生手段である圧電柱１２Ａは、ノズル４と同様に、ノズル配列方向で一列に配列されている。

なお、圧電部材１２としては、圧電層と内部電極とを交互に積層したものであり、内部電極がそれぞれ端面に引き出されて外部電極が設けられている。そして、圧電柱１２Ａの外部電極に駆動信号を与えるための可撓性を有するフレキシブル配線基板としてのＦＰＣが接続されている。

このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば圧電柱１２Ａに与える電圧を基準電位から下げることによって圧電柱１２Ａが収縮し、振動板部材３の振動領域３０が引かれて個別液室６の容積が膨張することで、個別液室６内に液体が流入する。

その後、圧電柱１２Ａに与える電圧を上げて圧電柱１２Ａを積層方向に伸長させ、振動板部材３の振動領域３０をノズル４方向に変形させて個別液室６の容積を収縮させる。これにより、個別液室６内の液体が加圧され、ノズル４から液滴が吐出（噴射）される。

そして、圧電柱１２Ａに与える電圧を基準電位に戻すことによって振動板部材３の振動領域３０が初期位置に復元し、個別液室６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室１０から液導入部８、流体抵抗部７を通じて個別液室６内に液体が充填される。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。

なお、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、駆動波形の与え方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。

次に、本発明の第２実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図５ないし図７を参照して説明する。図５は同ヘッドの要部平面説明図、図６は図５のＡ２−Ａ２線に沿う断面説明図、図７は図５のＢ２−Ｂ２線に沿う断面説明図である。

本実施形態では、第２液導入部８Ｂのノズル配列方向の幅（以下、単に「幅」という。）Ｗ２は、第１液導入部８Ａの幅Ｗ１よりも一様に広く（Ｗ２＞Ｗ１）形成している。

したがって、流体抵抗を定める開口断面積は、第１液導入部８Ａよりも流路長が長くなる第２液導入部８Ｂの方が広くなる。

このようにして、第１液導入部８Ａの第１導入口９Ａから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗と、第２液導入部８Ｂの第２導入口９Ｂから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗とを、同じにするか、差を小さくしている。

これにより、前記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

次に、本発明の第３実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図８を参照して説明する。図８は同ヘッドの要部平面説明図ある。

本実施形態では、第２液導入部８Ｂは、第１液導入部８Ａに隣接する下流側流路部分８Ｂ１と、第１液導入部８Ａに隣接する部分以外の部分である、第１液導入部８Ａに隣接しない上流側流路部分８Ｂ２と、を有し、上流側流路部分８Ｂ２の最上流部分で第２導入口９Ｂに通じている。

そして、第２液導入部８Ｂの下流側流路部分８Ｂ１の幅よりも上流側流路部分８Ｂ２の幅を広くしている。

このようにして、第１液導入部８Ａの第１導入口９Ａから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗と、第２液導入部８Ｂの第２導入口９Ｂから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗とを、同じにするか、差を小さくしている。

これにより、前記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

次に、本発明の第４実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図９を参照して説明する。図９は同ヘッドの要部平面説明図ある。

本実施形態では、第２液導入部８Ｂは、第１液導入部８Ａに隣接する下流側流路部分８Ｂ１と、第１液導入部８Ａに隣接しない上流側流路部分８Ｂ２と、を有し、上流側流路部分８Ｂ２は相互に通じさせて１つの流路部分としている。なお、第２導入口９Ｂは各個別液室６ごとに設けられて、上流側流路部分８Ｂ２の最上流部分で通じている。

そして、第２液導入部８Ｂの下流側流路部分８Ｂ１の幅は第１液導入部８Ａと同じ幅としている。

このようにして、全体として、第１液導入部８Ａの第１導入口９Ａから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗と、第２液導入部８Ｂの第２導入口９Ｂから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗とを、同じにするか、差を小さくしている。

これにより、前記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

次に、本発明の第５実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１０を参照して説明する。図１０は同ヘッドの要部平面説明図ある。

本実施形態は、隣り合う３つの個別液室６に対し、それぞれ液体を供給する第１共通液室１０Ａ、第２共通液室１０Ｂ及び第３共通液室１０Ｃを有し、これに対応して、第１導入口９Ａ、第２導入口９Ｂ及び第３導入口９Ｃと、第１液導入部８Ａ、第２液導入部８Ｂ及び第３液導入部８Ｃとを有している。

そして、第３導入口９Ｃから第３液導入部８Ｃが通じる流体抵抗部７までの流路の長さＬ３は、第２導入口９Ｂから第２液導入部８Ｂが通じる流体抵抗部７までの流路の長さＬ２より長く（Ｌ３＞Ｌ２）、第２導入口９Ｂから第２液導入部８Ｂが通じる流体抵抗部７までの流路の長さＬ２は、第１導入口９Ａから第１液導入部８Ａが通じる流体抵抗部７までの流路の長さＬ１よりも長く（Ｌ２＞Ｌ１）形成されている。

そこで、第３、第２、第２液導入部８Ｃ、８Ｂ、８Ａの幅Ｗ３，Ｗ２、Ｗ１を、Ｗ３＞Ｗ２＞Ｗ１の関係にして、流体抵抗を定める開口断面積を異ならせている。

このようにして、第１液導入部８Ａの第１導入口９Ａから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗と、第２液導入部８Ｂの第２導入口９Ｂから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗と、第３液導入部８Ｃの第３導入口９Ｃから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗とを、同じにするか、差を小さくしている。

これにより、前記第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、各共通液室にそれぞれ異なる種類の液体を収容していれば、本実施形態の構成により３種類の液体の吐出特性のばらつきを低減できる。

次に、本発明の第６実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１１を参照して説明する。図１１は同ヘッドの要部平面説明図ある。

本実施形態でも、ノズル配列方向に並ぶ３つの個別液室６に対し、それぞれ液体を供給する第１共通液室１０Ａ、第２共通液室１０Ｂ及び第３共通液室１０Ｃを有し、これに対応して、第１導入口９Ａ、第２導入口９Ｂ及び第３導入口９Ｃと、第１液導入部８Ａ、第２液導入部８Ｂ及び第３液導入部８Ｃとを有している。

そして、ここでは、第１液導入部８Ａの幅よりも第２液導入部８Ｂの下流側流路部分８Ｂ１の幅を広くし、第２液導入部８Ｂの下流側流路部分８Ｂ１の幅よりも第３液導入部８Ｃの下流側流路部分８Ｃ１の幅を広くしている。

また、第２液導入部８Ｂの下流側流路部分８Ｂ１の幅よりも第２液導入部８Ｂの上流側流路部分８Ｂ２の幅を広くしている。同様に、第３液導入部８Ｃの下流側流路部分８Ｃ１の幅よりも第３液導入部８Ｃの中間流路部分８Ｃ２の幅を広くしている。さらに、第３液導入部８Ｃの上流側流路部分は相互に通じさせている。

このようにして、第１液導入部８Ａの第１導入口９Ａから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗と、第２液導入部８Ｂの第２導入口９Ｂから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗と、第３液導入部８Ｃの第３導入口９Ｃから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗とを、同じにするか、差を小さくしている。

これにより、前記第５実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

次に、本発明の第７実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は同ヘッドの要部平面説明図、図１３は図１２のＡ３−Ａ３線に沿う断面説明図ある。

本実施形態は、前記第第１実施形態の構成を、ノズル配列方向を中心として、対向配置し、４つの共通液室１０から４種類の液体を吐出できるようにしている。

これによって、１つのヘッドで例えば、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のインクを吐出することが可能となり、１ヘッドでフルカラーの印刷を行なうことができる。

また、４種類のインクを吐出するためのノズル４ａと４ｃ、４ｃと４ｄがノズル配列方向と直交する方向で同一直線状に配置することができ、２回の走査で紙面の同一画素上に４種類のインクを着弾させることができ、高品位な画像を形成することが可能となる。

また、個別液室６を対向した配置とすることで、各列の圧電アクチュエータ１１を一つのベース部材１３上に配置できるため、一つのアクチュエータユニットで４色分の吐出を行うことができるようになり、ヘッドの小型化、低コスト化が可能となる。

次に、本発明の第８実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１４を参照して説明する。図１４は同ヘッドの要部平面説明図である。

本実施形態では、上記第７実施形態におけるノズル４ａ、４ｂと、４ｃ、４ｄとが千鳥状になるように配置している。

このような構成とすることで、１回の印字で、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの４色のインクを紙面上の略同一箇所に着弾させることが可能となるため、コンポジットを含む１パス印字でモノクロ画像を形成することが可能となり、より高速な印字を行うことができる。

次に、本発明の第９実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１５ないし図１７を参照して説明する。図１５は同ヘッドの要部平面説明図、図１６は図１５のＡ４−Ａ４線に沿う断面説明図、図１７は図１５のＢ４−Ｂ４線に沿う断面説明図である。

本実施形態では、第２共通液室１０Ｂと個別液室６との間を通じる第２液導入部８Ｂは、流路板２の厚み方向で第１液導入部８Ａと同じ位置に配置された流路部分８８Ａと、流路板２の厚み方向で第１液導入部８Ａとは異なる位置に形成された流路部分８８Ｂを有している。

第２液導入部８Ｂの流路部分８８Ａは、第１液導入部８Ａと同じ形状に形成されている。

第２液導入部８Ｂの流路部分８８Ｂは、第１液導入部８Ａ及び流路部分８８Ａに比べて開口断面積を大きくし、流路抵抗を小さくしている。ここでは、流路部分８８Ｂの高さ（流路板２の厚み方向の高さ）を高くしている。

例えば、流路板２を３層構造のＳＵＳプレートから形成し、１層目で第１液導入部８Ａ及び第２液導入部８Ｂの流路部分８８Ａを形成し、２層目及び３層目で第２液導入部８Ｂの流路部分８８Ｂを形成することで、流路部分８８Ｂの開口断面積を容易に大きくすることができる。

このようにして、第１液導入部８Ａの第１導入口９Ａから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗と、第２液導入部８Ｂの第２導入口９Ｂから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗とを、同じにするか、差を小さくしている。

このように構成することで、隣り合うノズル４、４から異なる種類の液体を吐出させることができる。

また、個別液室６及び流体抵抗部７の流路形状を同じとし、第１液導入部８Ａと第２液導入部８Ｂとでは流路形状を異ならせつつ流体抵抗をほぼ同じにしているので、各ノズル４からの滴吐出特性をほぼ同じにできる。

これにより、簡単な構成で、ヘッドを小型化でき、並んで配置される複数の共通液室から供給されるそれぞれの液体間の滴吐出特性のばらつきを低減できる。

次に、本発明の第１０実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１８ないし図２０を参照して説明する。図１８は同ヘッドの要部平面説明図、図１９は図１８のＡ５−Ａ５線に沿う断面説明図、図２０は図１８のＢ５−Ｂ５線に沿う断面説明図である。

本実施形態では、第２液導入部８の流路部分８８Ｂは、上記第９実施形態に比べて、幅を広くし、高さを低くしている。流体抵抗は開口断面積と長さで定まるので、前記第９実施形態と同様に流体抵抗を小さくすることができる。

例えば、本実施形態では、流路板２はシリコン基板を使用して、エッチングにより流路を形成している。

そして、流路板２に流路を形成するとき、基板の反りと接着剤のはみ出し防止のため、個別液室６を形成している側と反対側の面にダミーの凹部を形成するので、凹部のエッチング工程で流路部分８８Ｂを形成することができる。これにより、容易に流路部分８８Ｂの流路幅を広くすることができる。また、流路板２の厚み方向では、個別液室６とノズル４とを繋ぐ流路をエッチングで形成するときに、流路部分８８Ｂと流路部分８８Ａを繋ぐ流路部分８８ａ及び第２導入口９Ｂとを繋ぐ流路部分８８ｂを形成することができる

このようにして、第１液導入部８Ａの第１導入口９Ａから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗と、第２液導入部８Ｂの第２導入口９Ｂから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗とを、同じにするか、差を小さくしている。

これにより、前記第９実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

次に、本発明の第１１実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図２１を参照して説明する。図２１は同ヘッドの要部平面説明図ある。

本実施形態では、第２液導入部８Ｂの流路部分８８Ｂは相互に通じさせて１つの流路部分としている。なお、第２導入口９Ｂは各個別液室６ごとに設けられて、流路部分８８Ｂの最上流部分で通じている。

このようにして、全体として、第１液導入部８Ａの第１導入口９Ａから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗と、第２液導入部８Ｂの第２導入口９Ｂから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗と、第３液導入部８Ｃの第３導入口９Ｃから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗とを、同じにするか、差を小さくしている。

これにより、前記第９実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

次に、本発明の第１２実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図２２ないし図２５を参照して説明する。図２２は同ヘッドの要部平面説明図、図２３は図２２のＡ６−Ａ６線に沿う断面説明図、図２４は図２２のＢ６−Ｂ６線に沿う断面説明図、図２５は図２２のＣ６−Ｃ６線に沿う断面説明図ある。

本実施形態は、隣り合う３つの個別液室６に対し、それぞれ液体を供給する第１共通液室１０Ａ、第２共通液室１０Ｂ及び第３共通液室１０Ｃを有し、これに対応して、第１導入口９Ａ、第２導入口９Ｂ及び第３導入口９Ｃと、第１液導入部８Ａ、第２液導入部８Ｂ及び第３液導入部８Ｃとを有している。

第２共通液室１０Ｂと個別液室６との間を通じる第２液導入部８Ｂは、流路板２の厚み方向で第１液導入部８Ａと同じ位置に配置された流路部分８８Ａと、流路板２の厚み方向で第１液導入部８Ａとは異なる位置に形成された流路部分８８Ｂを有している。

第３共通液室１０Ｃと個別液室６との間を通じる第３液導入部８Ｃは、流路板２の厚み方向で第１液導入部８Ａと同じ位置に配置された流路部分８８Ａと、流路板２の厚み方向で第１液導入部８Ａとは異なる位置に形成された流路部分８８Ｃを有している。

そして、第２液導入部８Ｂの流路部分８８Ｂの幅は第１液導入部８Ａの幅よりも広く、かつ、第３液導入部８Ｃの流路部分８８Ｃの幅は、第２液導入部８Ｂの流路部分８８Ｂの幅よりも広くしている。

このようにして、第１液導入部８Ａの第１導入口９Ａから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗と、第２液導入部８Ｂの第２導入口９Ｂから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗と、第３液導入部８Ｃの第３導入口９Ｃから流体抵抗部７までの流路の流体抵抗とを、同じにするか、差を小さくしている。

これにより、前記第９実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、各共通液室にそれぞれ異なる種類の液体を収容していれば、本実施形態の構成により３種類の液体の吐出特性のばらつきを低減できる。

次に、本発明の第１３実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図２６及び図２７を参照して説明する。図２６は同ヘッドの要部平面説明図、図２７は図２６のＡ７−Ａ７線に沿う断面説明図ある。

本実施形態は、前記第第１０実施形態の構成を、ノズル配列方向を中心として、対向配置し、４つの共通液室１０から４種類の液体を吐出できるようにしている。

これによって、１つのヘッドで例えば、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色のインクを吐出することが可能となり、１ヘッドでフルカラーの印刷を行なうことができる。

また、４種類のインクを吐出するためのノズル４ａと４ｃ、４ｃと４ｄがノズル配列方向と直交する方向で同一直線状に配置することができ、２回の走査で紙面の同一画素上に４種類のインクを着弾させることができ、高品位な画像を形成することが可能となる。

また、個別液室６を対向した配置とすることで、各列の圧電アクチュエータ１１を一つのベース部材１３上に配置できるため、一つのアクチュエータユニットで４色分の吐出を行うことができるようになり、ヘッドの小型化、低コスト化が可能となる。

次に、本発明の第１４実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図２８を参照して説明する。図２８は同ヘッドの要部平面説明図である。

本実施形態では、上記第１３実施形態におけるノズル４ａ、４ｂと、４ｃ、４ｄとが千鳥状になるように配置している。

このような構成とすることで、１回の印字で、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの４色のインクを紙面上の略同一箇所に着弾させることが可能となるため、コンポジットを含む１パス印字でモノクロ画像を形成することが可能となり、より高速な印字を行うことができる。

次に、本発明に係る画像形成装置の一例について図２９及び図３０を参照して説明する。図２９は同装置の機構部の側面説明図、図３０は同機構部の要部平面説明図である。

この画像形成装置はシリアル型画像形成装置である。左右の側板２２１Ａ、２２１Ｂ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本発明に係る液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド２３４を搭載している。

また、記録ヘッド２３４に各色のヘッドタンク２３５が接続され、各ヘッドタンク２３５には各色の供給チューブ２３６を介して、供給ユニット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に対向する分離パッド２４４を備える。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。さらに、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。

この搬送ベルト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、この搬送ベルト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。この帯電ローラ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。この搬送ベルト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。この両面ユニット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、この両面ユニット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ッピングするためのキャップ２８２を備えている。また、維持回復機構２８１は、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などを備えている。

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を配置している。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などを備えている。

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る。更に用紙２４２は先端を搬送ガイド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。

そして、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、本発明に係る液体吐出ヘッドを記録ヘッドとして備えるので、小型化を図れる。

なお、本願において、「用紙」とは材質を紙に限定するものではなく、ＯＨＰ、布、ガラス、基板などを含み、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る。被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含む。また、画像形成、記録、印字、印写、印刷はいずれも同義語とする。

また、「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体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。また、「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）をも意味する。

また、「インク」とは、特に限定しない限り、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る。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。

また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。

また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。

１ ノズル板
２ 流路板
３ 振動板部材
４ ノズル
６ 個別液室
７ 流体抵抗部
８Ａ 第１液導入部
８Ｂ 第２液導入部
８Ｃ 第３液導入部
９Ａ 第１液導入口
９Ｂ 第２液導入口
９Ｃ 第３液導入口
１０Ａ 第１共通液室
１０Ｂ 第２共通液室
１０Ｃ 第３共通液室
１２ 圧電部材
１２Ａ 圧電柱
２０ 共通液室部材
２３３ キャリッジ
２３４ 記録ヘッド

Claims (8)

1. 液滴を吐出する複数のノズルと、
   前記ノズルに通じる複数の個別液室と、
   前記個別液室に通じる複数の流体抵抗部と、
   ノズル配列方向に並ぶ２つの前記個別液室にそれぞれ液体を供給する第１共通液室及び第２共通液室と、
   前記流体抵抗部に通じ、前記第１共通液室から第１導入口を介して液体を導入する第１液導入部と、
   前記流体抵抗部に通じ、前記第２共通液室から第２導入口を介して液体を導入する第２液導入部と、を備え、
   前記複数のノズルは一列に配列され、
   前記第１導入口の列と前記第２導入口の列とは、ノズル配列方向と直交する方向で、異なる位置に配置され、
   前記第２液導入部の前記第２導入口から前記流体抵抗部までの流路の流体抵抗を定める長さは、前記第１液導入部の前記第１導入口から前記流体抵抗部までの流路の流体抵抗を定める長さよりも長く形成され、
   前記第２液導入部の前記第２導入口から前記流体抵抗部までの流路の流体抵抗を定める開口断面積は、前記第１液導入部の前記第１導入口から前記流体抵抗部までの流路の流体抵抗を定める開口断面積よりも広く形成されている
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記第２液導入部は、前記第１液導入部と隣り合う部分のノズル配列方向の幅よりも、前記第１液導入部と隣り合う部分以外の部分のノズル配列方向の幅が広い
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
3. 複数の前記第２液導入部の前記第２導入口が臨む部分は、ノズル配列方向で相互に通じている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記個別液室、前記流体抵抗部及び前記液導入部を形成する流路板を有し、
   前記第２液導入部は、前記流路板の厚み方向で、前記第１液導入部と異なる位置に形成された流路部分を有している
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記第１共通液室と前記第２共通液室とは、ノズル配列方向と直交する方向の異なる位置に配置されている
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記個別液室を加圧する圧力発生手段を有し、
   複数の前記個別液室に対応する複数の前記圧力発生手段は、ノズル配列方向に一列に並んで配置されている
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
7. 液滴を吐出する複数のノズルと、
   前記ノズルに通じる複数の個別液室と、
   前記個別液室に通じる複数の流体抵抗部と、
   ノズル配列方向に並ぶ３つの前記個別液室にそれぞれ液体を供給する第１共通液室、第２共通液室及び第３共通液室と、
   前記流体抵抗部に通じ、前記第１共通液室から第１導入口を介して液体を導入する第１液導入部と、
   前記流体抵抗部に通じ、前記第２共通液室から第２導入口を介して液体を導入する第２液導入部と、
   前記流体抵抗部に通じ、前記第３共通液室から第３導入口を介して液体を導入する第３液導入部と、を備え、
   前記複数のノズルは一列に配列され、
   前記第１導入口の列と前記第２導入口の列と前記第３導入口の列とは、ノズル配列方向と直交する方向で、異なる位置に配置され、
   前記第２液導入部の前記第２導入口から前記流体抵抗部までの流路の流体抵抗を定める長さは、前記第１液導入部の前記第１導入口から前記流体抵抗部までの流路の流体抵抗を定める長さよりも長く形成され、
   前記第２液導入部の前記第２導入口から前記流体抵抗部までの流路の流体抵抗を定める開口断面積は、前記第１液導入部の前記第１導入口から前記流体抵抗部までの流路の流体抵抗を定める開口断面積よりも広く形成され、
   前記第３液導入部の前記第３導入口から前記流体抵抗部までの流路の流体抵抗を定める長さは、前記第２液導入部の前記第２導入口から前記流体抵抗部までの流路の流体抵抗を定める長さよりも長く形成され、
   前記第３液導入部の前記第３導入口から前記流体抵抗部までの流路の流体抵抗を定める開口断面積は、前記第２液導入部の前記第２導入口から前記流体抵抗部までの流路の流体抵抗を定める開口断面積よりも広く形成されている
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする画像形成装置。

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