JP5365036B2 - 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドを備える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記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体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（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。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して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で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。

なお、本願において、「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し、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、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、パターン材料なども含まれる。

ところで、シリアル型（スキャン型）画像形成装置において、記録速度を向上させるためにキャリッジの往路及び復路の双方向で印字して画像を形成する双方向印字を行なった場合、各色の打ち込み順序が往路と復路では逆になるために、インク滴の打ち込み順序に起因するバンド状の濃度ムラ（双方向色差）が発生することが知られている。

そこで、従来から双方向色差を低減するために、例えば、各１本のシアン，マゼンタ，イエローの順序の第１のヘッドと、この第１のヘッドの順序と逆順序の第２のヘッドとを、それぞれ１本のブラックのヘッドを中心として主走査方向に対称的に配設すると共に、往路走査時には、第１のヘッドで吐出を行い、往路走査時には第２のヘッドで吐出を行うようにすることが知られている。

また、特許文献１には、各２本のノズル列を有する４つのヘッドをノズル配列方向に並べて記録ヘッドを構成し、８本のノズル列を、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に配置することが記載されている。
特開２００６−３４７１５５号公報

また、特許文献２には、各２本のノズル列を有するヘッドを２つ並べて配置して記録ヘッドを構成し、１つのヘッドの一方のノズル列はブラック（Ｋ）、他方のノズル列は３分割してシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色を割り当て、更に２つのヘッド間において、ブラックのノズル列、カラーのノズル列、カラーのノズル列、ブラックのノズル列の順で配置することが記載されている。
特許第３５５２０１１号公報

しかしながら、特許文献２に記載のヘッドにおいても、記録ヘッドを２つのヘッドで構成しているために、各ノズル列に対応する液室のインクを供給する共通液室が４列必要であり、記録ヘッドのノズル列配列方向の幅が大型になるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、双方向色差を低減するノズル列配置をする記録ヘッドのノズル列配列方向の幅を小さくすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を吐出するノズルが配列された複数のノズル列が、ノズル配列方向と直交する方向に配列され、
前記複数のノズル列には、
すべてのノズルから同じ色の液滴を吐出する少なくとも２つの第１ノズル列と、
ノズル配列方向で複数のノズル群に分けられて、各ノズル群から前記第１ノズル列から吐出する液滴の色とは異なる色の液滴であって、かつ、ノズル群相互間でも異なる色の液滴を吐出する第２ノズル列と、を含み、
前記第１ノズル列に液体を供給する第１共通液室と、
前記第２ノズル列のそれぞれのノズル群に液体を供給する第２共通液室がノズル配列方向に配列された第２共通液室列と、を有し、
前記第２ノズル列は、隣り合わせに３列以上配置され、
隣り合う前記第２ノズル列の間に、前記第２共通液室列が配置され、
２つの前記第２共通液室列の間に位置する前記第２ノズル列に対しては、前記２つの前記第２共通液室列から液体が供給され、
ノズル配列方向と直交する方向において、前記２つの前記第２共通液室列の間に位置する前記第２ノズル列を中心として、各色の液滴を吐出する前記第１ノズル列と前記第２ノズル列は対称配置されている
構成とした。

本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えている構成とした。

本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、双方向色差を低減するノズル列配置の記録ヘッドにおけるノズル配列方向の幅を小さくすることができる。

本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、装置の小型化を図れ、双方向色差のない高画質画像を形成することができるようになる。

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。先ず、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及び図２を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドのノズル列及び共通液室配置を示す平面説明図、図２は同ヘッドのノズル位置及びノズル列群の説明に供する平面説明図である。
この液体吐出ヘッドは、１枚のノズル板１に、液滴を吐出する複数のノズル１０が配列された略同じ長さの４本のノズル列１１−１、１１−２、１１−３、１１−４が、ノズル配列方向と直交する方向にノズル列１１−１、１１−２、１１−３、１１−４の順に配列されている。

そして、ノズル列となるノズル列１１−１とノズル列１１−４は、すべてのノズル１０から同じ色の液滴を吐出する。また、ノズル列となるノズル列１１−２、１１−３は、ノズル列１１−１、１１−４から吐出する液滴の色と異なる色の液滴であって、かつ、ノズル配列方向で３つのノズル群１２ａ、１２ｂ、１２ｃに分割されて、ノズル群相互間でもそれぞれ異なる色の液滴を吐出する。

ここでは、ノズル列１１−１とノズル列１１−４からはブラック（Ｋ）の液滴を吐出し、ノズル列１１−２、１１−３の各ノズル群１２ａはシアン（Ｃ）の液滴、ノズル群１２ｂはマゼンタ（Ｍ）の液滴、ノズル群１２ｃはイエロー（Ｙ）の液滴をそれぞれ吐出する。なお、ノズル列１１−１又はそのノズル１０から吐出するＫの液滴を「Ｋ１」、ノズル列１１−４又はそのノズルから吐出するＫの液滴を「Ｋ１」、ノズル列１１−２の各ノズル群１２ａ、１２ｂ、１２ｃ又はそのノズルから吐出するＣ、Ｍ、Ｙの液滴を「Ｃ１、Ｋ１、Ｙ１」、ノズル列１１−３の各ノズル群１２ａ、１２ｂ、１２ｃ又はそのノズルから吐出するＣ、Ｍ、Ｙの液滴を「Ｃ２、Ｋ２、Ｙ２」とする。

さらに、ノズル列１１−１とノズル列１１−４に対応する２つの第１共通液室１３、１３と、ノズル列１１−２とノズル列１１−３の各ノズル群１２ａ、１２ｂ、１２ｃに対応する第１共通液室１３よりノズル列配列方向の長さが短い３つの第２共通液室１４ａ、１４ｂ、１４ｃがノズル配列方向に配列された１つの第２共通液室列１４とを有している。

ここで、２つの第１共通液室１３、１３は、ノズル列１１−１及びノズル列１１−４の側方に配置されている。また、第２共通液室列１４は、ノズル列１１−２とノズル列１１−３との間に配置され、ノズル列１１−２とノズル列１１−３の各ノズル１０に対応する液室に共通にインクを供給する構成としている。

このように、ノズル列１１−２とノズル列１１−３の間に、つまり、２つの第２ノズル列の間に共通にインクを供給する１つの第２共通液室列１４を配置したので、ヘッドのノズル配列方向の幅が短くなって小型化を図れ、また、第２共通液室列１４を中心として各色の液滴を吐出する第１ノズル列と第２ノズル列が対称配置されているので、双方向色差を低減することができる。

この液体吐出ヘッドにおいては、図２に示すように、ノズル列１１−１、１１−２、１１−３、１１−４の各ノズル１０間のピッチＬｎは同じであり、同じ色の液滴を吐出するノズル列間でのノズルピッチＬｈは、ノズルピッチＬｎの１／２である。そして、カラー画像を印刷するときには、ノズル列１１−１、１１−２、１１−３、１１−４をノズル配列方向で３つに分割したノズル列群３１、３２、３３として使用する。ノズル群列３１は、Ｋ１、Ｃ１、Ｃ２、Ｋ２のノズル列で構成され、ノズル群列３２は、Ｋ１、Ｍ１、Ｍ２、Ｋ２のノズル列で構成され、ノズル群列３３は、Ｋ１、Ｙ１、Ｙ２、Ｋ２のノズル列で構成される。

そこで、先ずカラー印字を行う場合のヘッド走査順序について図３を参照して説明する。
用紙４０の領域４１にカラー印刷する場合、１スキャン目はノズル列群３３で用紙４０の領域４１を走査して、往路でブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）の順に印字し、復路でもブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）の順に印字する。次の２スキャン目はノズル列群３２が用紙４０の領域４１を走査して、往路及び復路でマゼンタ（Ｍ）を印字し、同様に次の３スキャン目はノズル列群３１が領域４１を走査して、往路及び復路でシアン（Ｃ）を印字し、領域４１にカラー印刷を行うことができる。

このとき、ブラック（Ｋ）は領域４１上を合計３回スキャンすることになるので、上記のように１スキャン目に限らず、２又は３スキャン目で印字するようにしても、あるいは、そのうちの２回のスキャン、或いは３スキャンとも印字することもできる。また、カラー色の配置も上記のような順に限るものではない。

次に、モノクロ印字を行う場合のヘッド走査順序の第１例について図４を参照して説明する。
この場合、ノズル列１１−２、１１−３を使用せず（カラー液滴は吐出させず）、ノズル列１１−１、ノズル列１１−４でブラック（Ｋ）のみ吐出する。ここでは、相対的に使用頻度の高いブラックのノズル列１１−１、１１−４はほぼヘッド長さ分あるので、１スキャンで印字できる領域４２が上記のカラー印刷時の領域４１よりも大きい（送り方向の長さが長い）ので、記録速度はカラー印字よりも高速になる。

具体的には１スキャン目の往路で用紙側のノズル列（ノズル列１１−４）でブラック（Ｋ２）を印字し、複路では往路で印字しなかった側のノズル列（ノズル列１１−１）でブラック（Ｋ１）で印字する。この走査順序は、用紙への着弾時のインク浸透に時間を要する場合や吐出曲がりがある場合の白スジ防止には有効である。

次に、モノクロ印字を行う場合のヘッド走査順序の第２例について図５を参照して説明する。
この例は、モノクロ印字を行う場合の記録速度を第１例よりも更に速くしたものであり、具体的には、１スキャン目の往路で用紙側のノズル列（ノズル列１１−４）でブラック（Ｋ）を印字し、複路の印字を開始する前に用紙４０を搬送し新たな領域４３に往路で印字しなかった側のノズル列（ノズル列１１−１）でブラック（Ｋ）を印字することによって、第１例に対して２倍の記録速度で印字できる。

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６を参照して説明する。なお、図６は同ヘッドのノズル列及び共通液室配置を示す平面説明図である。
この液体吐出ヘッドは、１枚のノズル板１に、液滴を吐出する複数のノズル１０が配列された同じ長さの第１ないしノズル列１１−１、１１−２、１１−３、１１−４が配列されている。

そして、第１ノズル列となるノズル列１１−１とノズル列１１−４は、すべてのノズル１０から同じ色の液滴を吐出する。また、第２ノズル列となるノズル列１１−２、１１−３は、ノズル列１１−１、１１−４から吐出する液滴の色と異なる色の液滴であって、かつ、ノズル配列方向で少なくとも３つのノズル群１２ａ、１２ｂ、１２ｃに分割されて、ノズル群相互間でもそれぞれ異なる色の液滴を吐出する。なお、図１ではノズル群を明確にするために分けて図示しているが、図２に示すように、ノズル１０は同じピッチで配列されている。

ここでは、ノズル列１１−１とノズル列１１−４からはブラック（Ｋ）の液滴を吐出し、第２、ノズル列１１−２、１１−３の各ノズル群１２ａはシアン（Ｃ）の液滴、ノズル群１２ｂはマゼンタ（Ｍ）の液滴、ノズル群１２ｃはイエロー（Ｙ）の液滴をそれぞれ吐出する。なお、ノズル列１１−１又はそのノズル１０から吐出するＫの液滴を「Ｋ１」、ノズル列１１−４又はそのノズルから吐出するＫの液滴を「Ｋ１」、ノズル列１１−２の各ノズル群１２ａ、１２ｂ、１２ｃ又はそのノズルから吐出するＣ、Ｍ、Ｙの液滴を「Ｃ１、Ｋ１、Ｙ１」、ノズル列１１−３の各ノズル群１２ａ、１２ｂ、１２ｃ又はそのノズルから吐出するＣ、Ｍ、Ｙの液滴を「Ｃ２、Ｋ２、Ｙ２」とする。

さらに、ノズル列１１−１とノズル列１１−４に対応する１つの第１共通液室１３と、ノズル列１１−２とノズル列１１−３の各ノズル群１２ａ、１２ｂ、１２ｃに対応する第１共通液室１３よりノズル列配列方向の長さが短い３つの第２共通液室１４ａ、１４ｂ、１４ｃがノズル配列方向に配列された２つの第２共通液室列１４とを有している。

ここで、１つの第１共通液室１３は、ノズル列１１−１及びノズル列１１−４の各ノズル１０に対応する液室に共通にインクを供給する構成としている。また、２つの第２共通液室列１４、１４は、それぞれノズル列１１−２、ノズル列１１−３の側方に配置されている。

このようにノズル列１１−１とノズル列１１−４の間に、つまり、２つの第１ノズル列の間に１つの第１共通液室１３を配置したので、ヘッドのノズル配列方向の幅が短くなって小型化を図れ、また、第１共通液室列を中心として各色の液滴を吐出するノズル列が対称配置されているので、双方向色差を低減することができる。

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７を参照して説明する。なお、図７は同ヘッドのノズル列及び共通液室配置を示す平面説明図である。
この液体吐出ヘッドは、前記第１実施形態の液体吐出ヘッドにおいて、ノズル列１１−２とノズル列１１−３との間に、更に第２ノズル列であるノズル列１１−５が配置されている。このノズル列１１−５は、ノズル列１１−２、１１−３と同様に、ノズル配列方向で少なくとも３つのノズル群１２ａ、１２ｂ、１２ｃに分割され、ノズル列１１−１、１１−４から吐出する液滴の色と異なる色の液滴であって、かつ、ノズル配列方向で少なくとも３つのノズル群１２ａ、１２ｂ、１２ｃに分割されて、ノズル群相互間でもそれぞれ異なる色の液滴を吐出する。

そして、ノズル列１１−２とノズル列１１−５との間、及びノズル列１１−５とノズル列１１−３との間に、それぞれ、第２共通液室列１４、１４を配置し、ノズル列１１−２、１１−５、１１−３の各ノズル１０が連通する液室に各色のインクを供給する構成としている。

この場合、図８に示すように、同じ色の液滴を吐出する３つのノズル列１１−２、１１−５、１１−３をノズル配列方向に配置し、中央に位置するノズル列１１−５の各ノズル１０に対しては、２つの第２共通液室列１４、１４から交互に（１個おきに他の第２共通液室列１４から）インクを供給する構成とすることができる。このようにすれば、図９に示すように、同じ色の液滴を吐出するノズル列１６をノズル配列方向に配置し、各列毎に１つの共通液室１７からインクを供給する構成（ノズルピッチＬｃは両方とも同じとする）とした場合に比べて、１つの共通液室が受け持つノズル数が少なくなり、したがって流量が少なくなるので、ヘッドの流体抵抗の設計余裕度が大きくなる。

また、この図８に示す例では、ブラック（Ｋ）のノズル列のノズルピッチＬｋをカラー（例えばシアン（Ｃ））のノズル列のノズルピッチＬｃの２倍にしている。これにより、画像品質で必要な高精細なカラー印字を行うことできるとともに、ビジネス用途などで多用されるブラックについて印字速度を優先することができる。

このように、ノズル列数を増やしても、同じ色（又は同じ特性）の液滴を吐出する２つのノズル列に共通の１つの第２共通液室列を配置したので、ヘッドのノズル配列方向の幅が短くなって小型化を図れ、また、ノズル列を中心として各色の液滴を吐出するノズル列が対称配置されているので、双方向色差を低減することができる。

つまり、ノズル列の数、及び色ないし液滴の特性の割り当ては上記各実施形態に限るものではなく、同じ色（あるいは特性）の液滴を吐出する隣り合う２つのノズル列間に共通にインクを供給する共通液室又は共通液室列を配置することで、ヘッドのノズル配列方向の幅が短くなって小型化を図れる。

次に、ブラック用の共通液室１３とカラー用の共通液室１４の構造について図１０をも参照して説明する。なお、図１０は流体抵抗と共通液室のノズル配列方向と直交する方向の断面における断面積（幅ａ×深さｂ）の関係の一例を示す説明図である。
流体抵抗Ｒｆは幅aと深さｂとの積すなわち流路断面積が大きくなると小さくなる。言い換えれば、幅ａ又は深さｂのどちらかを一方を一定にした場合、その他方を大きくすれば流体抵抗Ｒｆを小さくすることができる。

一方、記録速度を向上させるには、ノズル数を多くし、液滴吐出周波数を高くすることがある。すなわち、濃い画像を速く印字するときには短時間に多量のインクを流す必要があり、そのためにはインクが流れる流路の流体抵抗を小さくしておく必要がある。

そこで、使用頻度の高いブラック色を長い共通液室１３に連通させる構成にしているので、共通液室１３の流体抵抗を小さくする必要がある。前述したように流体抵抗を小さくするには流路形状パラメータである幅ａ又は深さｂを大きくすれば良いのであるが、ヘッド幅が最小になるようにするには、次のようにすることが好ましい。

つまり、第１共通液室１３と第２共通液室１４ａ、１４ｂ、１４ｃは、同じ深さにし、目標の流体抵抗になるように第１共通液室１３の幅を決める。あるいは、カラー色のインクは短時間に多量のインクを流す必要がないので、第２共通液室１４ａ、１４ｂ、１４ｃの流体抵抗は第１共通液室１３の流体抵抗よりも大きくてもよく、可能な限り第２共通液室１４ａ、１４ｂ、１４ｃの幅ａを狭くする。

次に、液体吐出ヘッドの一例について図１１及び図１２を参照して説明する。なお、図１１は図２のＸ−Ｘ線に沿うノズル列配列方向の断面説明図、図１２は同ヘッドのノズル配列方向の断面説明図である。

この液体吐出ヘッドは、前記第１実施形態を適用したもので、ノズル板１０１と、流路板１０２と、振動板１０３とを順次接合し、これらによって液滴（インク滴）を吐出するノズル１１０が連通する流路であるノズル連通路１０５及び圧力発生室である液室（個別流路）１０６、液室１０６にインクを供給するための共通液室１１３、１１４に連通するインク供給口１０９などを形成している。

ノズル板１０１には、複数のノズル１１０が配列されたノズル列１１１−１、１１１−２、１１１−３、１１１−４を設けている。

また、振動板１０３のダイアフラム部を変形させて液室１０６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４つの積層型圧電素子部材１２１と、この圧電素子部材１２１を接合固定するベース基板１２２、１２２とを備えている。圧電素子部材１２１には、ハーフカットダイシングなどで溝加工を施して、振動板１０３を変形させる駆動圧電素子柱１２１Ａと、液室間１０６の隔壁部１０６Ａの支柱となる非駆動圧電素子柱１２１Ｂとを形成している。圧電素子部材１２１には駆動圧電素子１２１Ａに駆動信号を印加する図示しない駆動回路（駆動ＩＣ）を搭載したＦＰＣケーブル１２６を接続している。

そして、振動板１０３の周縁部及び中央部をフレーム部材１３０に接合し、このフレーム部材１３０には、ノズル列１１１−１、１１１−４の各ノズル１１０に対応する各液室１０６にインク（前述したようにブラックインク）を供給する２つの第１共通液室１１３、１１３を設けている。また、ノズル列１１１−２、１１１−３との間に、ノズル列１１１−２、１１１−３の各ノズル１１０に対応する各液室１０６にインク（前述したようにシアン、マゼンタ、イエローの各インク）を供給する１つの第２共通液室１１４を設けている。なお、第１共通液室１３及び第２共通液室列１１４の各第２共通液室に外部からインクを供給するインク供給口１１９も設けらている。

このように構成した液体吐出ヘッドヘッドにおいては、例えば駆動圧電素子柱１２１Ａに印加する電圧を基準電位から下げることによって駆動圧電素子柱１２１Ａが収縮し、振動板１０３が下降して液室１０６の容積が膨張することで、液室１０６内にインクが流入し、その後駆動圧電素子柱１２１Ａに印加する電圧を上げて駆動圧電素子柱１２１Ａを積層方向に伸長させ、振動板１０３をノズル１１０方向に変形させて液室１０６の容積／体積を収縮させることにより、液室１０６内のインクが加圧され、ノズル１１０からインク滴が吐出（噴射）される。

そして、駆動圧電素子１２１Ａに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板１０３が初期位置に復元し、液室１０６が膨張して負圧が発生するので、このとき、第１共通液室１１３、第２共通液室列１１４の各第２共通液室から液室１０６内にインクが充填される。そこで、ノズル１１０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、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える本発明に係る画像形成装置の一例について図１３及び図１４を参照して説明する。なお、図１３は同装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図、図１４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からなる記録ヘッド２３４を、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

また、キャリッジ２３３には、記録ヘッド２３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのサブタンク２３５ａ、２３５ｂ（区別しないときは「サブタンク２３５」という。）を搭載している。このサブタンク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。

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、回復するための回復手段を含む本発明に係る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液体回収容器であるインク回収ユニット（空吐出受け）２８８を配置し、このインク回収ユニット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、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係る液体吐出ヘッドを記録ヘッドとして備えているので、小型化を図れるとともに、双方向色差を低減して高画質画像を記録することができる。

なお、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、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る。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。

本発明に係る液体吐出ヘッドの第１実施形態を示すノズル列及び共通液室配置を示す平面説明図である。 同じくノズル位置及びノズル列群の説明に供する平面説明図である。 同ヘッドでカラー印字を行う場合のヘッド走査順序の説明に供する説明図である。 同ヘッドでモノクロ印字を行う場合のヘッド走査順序の第１例の説明に供する説明図である。 同ヘッドでモノクロ印字を行う場合のヘッド走査順序の第２例の説明に供する説明図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの第２実施形態を示すノズル列及び共通液室配置を示す平面説明図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの第３実施形態を示すノズル列及び共通液室配置を示す平面説明図である。 同実施形態における２つの第２共通液室列から３つのノズル列に対するインク供給の割り当ての説明に供する説明図である。 同じく比較例の説明に供する説明図である。 第１共通液室と第２共通液室の構造の説明に供する流体抵抗に関する説明図である。 液体吐出ヘッドの一例を示す図２のＸ−Ｘ線に沿うノズル列配列方向の断面説明図である。 同ヘッドのノズル配列方向の断面説明図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドを備える画像形成装置の一例を示す機構部の全体構成を説明する概略構成図である。 同じく機構部の要部平面説明図である。

符号の説明

１…ノズル板
１０…ノズル
１１−１〜１１−５…ノズル列
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ…ノズル群
１３…第１共通液室
１４…第２共通液室列
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ…第２共通液室
１０１…ノズル板
１０２…流路板
１０３…振動板
１０６…個別液室
１１０…ノズル
１１１−１〜１１１−４…ノズル列
１１３…第１共通液室
１１４…第２共通液室
１２１…圧電素子部材
１２１Ａ…駆動圧電素子柱
２３４…キャリッジ
２３５…記録ヘッド

Claims (4)

1. 液滴を吐出するノズルが配列された複数のノズル列が、ノズル配列方向と直交する方向に配列され、
   前記複数のノズル列には、
   すべてのノズルから同じ色の液滴を吐出する少なくとも２つの第１ノズル列と、
   ノズル配列方向で複数のノズル群に分けられて、各ノズル群から前記第１ノズル列から吐出する液滴の色とは異なる色の液滴であって、かつ、ノズル群相互間でも異なる色の液滴を吐出する第２ノズル列と、を含み、
   前記第１ノズル列に液体を供給する第１共通液室と、
   前記第２ノズル列のそれぞれのノズル群に液体を供給する第２共通液室がノズル配列方向に配列された第２共通液室列と、を有し、
   前記第２ノズル列は、隣り合わせに３列以上配置され、
   隣り合う前記第２ノズル列の間に、前記第２共通液室列が配置され、
   ２つの前記第２共通液室列の間に位置する前記第２ノズル列に対しては、前記２つの前記第２共通液室列から液体が供給され、
   ノズル配列方向と直交する方向において、前記２つの前記第２共通液室列の間に位置する前記第２ノズル列を中心として、各色の液滴を吐出する前記第１ノズル列と前記第２ノズル列は対称配置されている
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記第１ノズル列から吐出する液滴の色が黒であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記第１共通液室のノズル配列方向と直交する方向の断面における断面積は前記第２共通液室のノズル配列方向と直交する方向の断面における断面積よりも大き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。
4. 請求項１ないし３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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