JP5929341B2 - 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、液滴を吐出する複数のノズルが配列されたノズル板と、ノズルが各々通じる複数の圧力室の一部を形成する溝部が隔壁を挟んで配列された流路板と、溝部を覆い、圧力室の壁面を形成する振動板部材や発熱抵抗体を設けた基板などの壁面部材と、複数の圧力室に液体を供給する共通液室を形成した共通液室部材とを接着剤で接合したものが知られている。

ところで、液体吐出ヘッドの構成部材を接着剤で接合するとき、余剰接着剤が流路内に流れ出すと、流路の形状を変化させ、あるいは、流路を塞ぐことにより、滴吐出特性が変化し、あるいは、滴吐出不良などが生じることになる。

従来、接着剤の流れ出しによる不良を回避するため、液室基板（流路板）と被接合部材とを接着剤で接合するときに、接合に用いる接着剤の流れ出しを抑える垂直な壁面（リブ）を設けることが知られている（特許文献１）。

特開２００９−０７８５３４号公報

ところで、液体吐出ヘッドの小型化を図るためには、共通液室から圧力室に液体を導入する液体導入部を、流路部材の端面（圧力室における液体の流れ方向の端面）に形成し、液体導入部を共通液室に開口させる構成が考えられる。

この場合、共通液室部材は流路部材と、流路部材の端面より離れた位置で流路部材以外の部材（ノズル板など）とのそれぞれと接合されることで共通液室が形成される。ここで、流路部材はある程度の厚みばらつきを有するため、共通液室部材をこのように異なる２部材と接合する場合には、この厚みばらつきを吸収して共通液室を完全に封止し接合するために接着剤の厚み（量）を大きくせざるを得ない。しかし、接着剤量を多くすることは必然的に接着剤が液体導入部に流れ出して、液体導入部を塞ぐおそれを高くする。

また、この対策として、特許文献１に開示されているような接合面に垂直な壁面（リブ）を設けると、接合部以外にリブ形成領域を設ける必要から接合面が広く必要になり、液体吐出ヘッドの幅（後述する図１におけるＸ−Ｘ方向）が大きくなるため、小型化を図ることができない。また、仮に、ヘッド構成部品に微細な垂直な壁面を形成できたとしても、材料、工法が限定されて、高コスト化を招くこと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、簡単な構成で、共通液室部材と流路部材とを接合する接着剤の溢れ出しによって液体導入部が塞がれない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、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液体を吐出するノズルが形成されたノズル板と、
前記ノズルが通じる圧力室へ前記液体を導入する液体導入部がノズル配列方向と直交する方向の端面に形成された流路部材と、
前記液体導入部に前記液体を供給する共通液室が形成された共通液室部材と、を備え、
前記共通液室部材は、少なくとも前記流路部材の液体導入部が設けられる端部側に接着剤で接合され、
前記共通液室部材と前記流路部材との接合部位から前記流路部材の前記液体導入部に至る間の前記流路部材のノズル配列方向と直交する方向の端面に、凹部が設けられている
構成とした。

本発明によれば、簡単な構成で、共通液室部材と流路部材とを接合する接着剤の溢れ出しによって液体導入部が塞がれないようにすることができる。

本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドの外観斜視説明図である。 図１のＸ−Ｘ線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図４のＢ１−Ｂ１線に沿う断面説明図である。 同じく図３のＡ１−Ａ１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図６のＢ２−Ｂ２線に沿う断面説明図である。 同じく図５のＡ２−Ａ２線に沿う断面説明図である。 振動板部材の製造方法の一例の説明に供する説明図である。 本発明の第４実施形態に係る液体吐出ヘッドの図１０のＢ３−Ｂ３線に沿う断面説明図である。 同じく図１０のＣ１−Ｃ１線に沿う断面説明図である。 同じく図８のＡ３−Ａ３線に沿う断面説明図である。 本発明の第５実施形態に係る液体吐出ヘッドの図１３のＢ４−Ｂ４線に沿う断面説明図である。 同じく図１１のＡ４−Ａ４線に沿う断面説明図である。 本発明の第６実施形態に係る液体吐出ヘッドの図１５のＢ５−Ｂ５線に沿う断面説明図である。 同じく図１５のＣ３−Ｃ３線に沿う断面説明図である。 同じく図１３のＡ５−Ａ５線に沿う断面説明図である。 本発明の第７実施形態に係る液体吐出ヘッドの第６実施形態の図１３に対応する断面説明図である。 本発明の第８実施形態に係る液体吐出ヘッドの第６実施形態の図１５に対応する断面説明図である。 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及び図２を参照して説明する。図１は同ヘッドの外観斜視説明図、図２は図１のＸ−Ｘ線に沿う断面説明図である。なお、図１は滴吐出方向を上方に向けた状態で示しているが、図２では滴吐出方向を下方に向けた状態で示している。

この液体吐出ヘッドは、ノズル板１０３と流路部材１２０とを積層して接合している。流路部材１２０及びノズル板１０３のノズル配列方向と直交する方向の端部に、共通液室部材１００を接着剤１１５で段違いに接合している。共通液室部材１００はこの液体吐出ヘッドのハウジングを兼ねている。

ノズル板１０３には、液滴を吐出する複数のノズル４が千鳥状に２列配列されている。このノズル板１０３は、例えば、ステンレスの基材にプレス加工でノズル４を形成したものを用いているが、その他のＮｉ電鋳品、ポリイミド樹脂フィルムなどの樹脂、シリコン、及びそれらの組み合わせからなるものなども用いることができる。また、ノズル面にはメッキ被膜や撥水剤コーティングなどの周知の方法で撥水膜を形成している。このノズル板１０３は流路部材１２０に接着剤１１５で接合されている。

流路部材１２０には、第１貫通路１１２を介してノズル４に通じる圧力室１０５と、圧力室１０５に液体を供給する流体抵抗部１０９と、流体抵抗部１０９に通じる第２貫通路１１３と、第２貫通路１１３に通じ、ノズル板１０３側でノズル配列方向と直交する方向の端部側に形成された液体導入部１０２とを有している。

このとき、上述したように、共通液室部材１００は、段違いにノズル板１０３と流路部材１２０とに接合されて、流路部材１２０のノズル配列方向と直交する方向の端部の外側に共通液室１１１を形成しているので、流路部材１２０の液体導入部１０２は、流路部材１２０のノズル配列方向と直交する方向の端面で共通液室１１１に対して開口している。

また、流路部材１２０の圧力室１０５は、一部の壁面が変位可能な振動領域１０５ａとなっており、振動領域１０５ａにはアクチュエータ手段（圧力発生手段）である圧電部材（圧電素子）１０７が接合されている。

圧電部材１０７としては、図示しないベース部材に接合された積層型圧電部材（ここでは積層方向は図２の上下方向）にハーフカットダイシングによって溝加工して複数の柱状の圧電素子である圧電柱を所定の間隔で櫛歯状に形成したものを用いている。

そして、この液体吐出ヘッドでは、共通液室部材１００と流路部材１２０とを接着剤１１５で接合する接合部位１２１から流路部材１２０の液体導入部１０２に至る部位の間に凹部３０２を形成している。

ここでは、流路部材１２０のノズル配列方向と直交する方向の端面から圧力室１０５に向かう方向に凹む凹部３０２としている。

ここで、この凹部３０２の底面（図２における左方向の壁面）の位置は、共通液室部材１００の内壁面を流路部材１２０側に延長した延長線１２２よりも圧力室１０５に近い位置となるようにすることが好ましい。

このように構成したので、共通液室部材１００と流路部材１２０とを厚塗りの接着剤１１５で接着接合するとき、接着剤１１５が流れ出した場合にも、凹部３０２が溢れ出した接着剤１１５を受け入れる（吸収する）ので、流路部材１２０の液体導入部１０２まで接着剤１１５が流れ込み、液体導入部１０２の一部ないし全部を閉塞することを防止できる。

つまり、共通液室部材１００は、上述したように流路部材１２０とノズル板１０３に段違いで接着剤接合するため、流路部材１２０の厚み寸法バラツキを吸収するために、共通液室部材１００と流路部材１２０とを接合する接着剤１１５の層の厚みを厚くしなければならない。

そのため、共通液室部材１００と流路部材１２０とを接合する接着剤１１５が溢れ出すおそれも高くなり、溢れ出した接着剤１１５がそのまま流路部材１２０の端面を伝って液体導入部１０２に入り込むと、液体導入部１０２が閉塞されて、液供給ができなくなったり、供給量が不足したりして、吐出不能或いは吐出不良になる。

そこで、接着剤１１５が溢れた場合でも凹部３０２によって受け止めることで液体導入部１０２まで流れ込まないようにして、安定した滴吐出特性を確保している。

また、凹部３０２の底面（図２における左方向の壁面）の位置を、共通液室部材１００の内壁面を流路部材１２０側に延長した延長線１２２よりも圧力室１０５に近い位置となるようにして、凹部３０２を共通液室部材１００と流路部材１２０の接合領域と重なる（図２において上下方向に重なる）ように配置することで、凹部３０２の上下壁面が共通液室１１１内へ突出する量を減らし、共通液室１１１内の液体の流れが阻害されることを抑えることができる。これにより気泡の滞留などを抑制し、突出領域がない分だけ液体吐出ヘッドの小型化にも寄与する。

一方で、凹部３０２の底面の位置を共通液室部材１００と流路部材１２０との接合領域の全域と凹部３０２とが重なる位置にすると、共通液室部材１００を接合するときの加圧によって、流路部材１２０の凹部３０２を形成した部分が変形し、共通液室部材１００と流路部材１２０とを高い信頼性で確実に接合することができなくなる。

したがって、凹部３０２の底面の位置は、凹部３０２と重なる共通液室部材１００と流路部材１２０との接合領域が両部材の全接合領域の半分以下となる位置にすることが好ましい。

なお、この液体吐出ヘッドの動作について説明すると、例えば圧電部材１０７の圧電柱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柱が収縮し、圧力室１０５の振動領域１０５ａが変位して圧力室１０５の容積が膨張することで、圧力室１０５内に液体（インク）が流入し、その後圧電柱に印加する電圧を上げて積層方向に伸長させ、振動領域１０５ａをノズル４方向に変位させて圧力室１０５の容積を収縮させることにより、圧力室１０５内のインクが加圧され、ノズル４から液滴が吐出（噴射）される。

そして、圧電柱に印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動領域１０５ａが初期位置に復元し、圧力室１０５が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室１１１から圧力室１０５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。

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ついて図３及び図４を参照して説明する。図３は同液体吐出ヘッドの図４のＢ１−Ｂ１線に沿う断面説明図、図４は同じく図３のＡ１−Ａ１線に沿う断面説明図である。

本実施形態では、流路部材１２０は、流路板１１０と壁面部材である振動板部材１０１とで構成し、共通液室部材１００は振動板部材１０１とノズル板１０３とに段違いに接着剤１１５で接合している。

流路板１１０には、圧力室１０５、流体抵抗部１０９及び液体導入部１０２となる溝部１０４が形成されている。振動板部材１０１は、流路板１１０のノズル板１０３とは反対側の面に接着剤で接合されて、流路板１１０の溝部１０４を覆うことで、流路部材１２０における圧力室１０５、流体抵抗部１０９及び液体導入部１０２を形成する。

振動板部材１０１は、流路板１１０側から第１層１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃを積層した三層構造の部材である。この振動板部材１０１は、圧力室１０５の壁面部分では第１層１０１ａで振動領域１０５ａを形成し、振動領域１０５ａ内の第２層１０１ｂ、１０１ｃを合わせた部分で圧電部材１０７の圧電柱を接合する島状の凸部を形成している。

また、振動板部材１０１は、電鋳で形成することでオーバーハング形状となるため、三層構造とすることで、端部１３０には、第１層１０１ａと第２層１０１ｂとの間、第２層１０１ｂと第３層１０１ｃとの間に凹部１０８が形成される。なお、振動板部材１０１を２層構造としても、同様に凹部１０８を形成することができる。

このように構成したので、共通液室部材１００と流路部材１２０とを厚塗りの接着剤１１５で接着接合するとき、接着剤１１５が流れ出した場合にも、振動板部材１０１の端部１３０には凹部１０８が形成されていることから、凹部１０８が溢れ出した接着剤１１５を受け入れる（吸収する）ので、流路部材１２０の液体導入部１０２まで接着剤１１５が流れ込み、液体導入部１０２の一部ないし全部を閉塞することを確実に防止できる。

また、このような凹部１０８であれば、振動板部材１０１を電鋳で形成する際に、製造工程を増やすことなく、同時に凹部１０８も形成することができるため、製造コストを抑えることができる。

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５及び図６を参照して説明する。図５は同液体吐出ヘッドの図６のＢ２−Ｂ２線に沿う断面説明図、図６は同じく図５のＡ２−Ａ２線に沿う断面説明図である。

本実施形態では、振動板部材１０１のノズル配列方向と直交する方向の端部１３０は、流路板１１０の同方向の端面よりも共通液室１１１側に延伸させている。ここでは、第１層１０１ａの延伸量（流路板１１０の端面からの突き出し量又は共通液室１１１への突き出し量）を最も多くし、第２層１０１ｂ、第３層１０１ｃの順に延伸量を少なくしている。

また、第２実施形態と同様に、振動板部材１０１は、電鋳で形成することでオーバーハング形状となるため、三層構造とすることで、端部１３０には、第１層１０１ａと第２層１０１ｂとの間、第２層１０１ｂと第３層１０１ｃとの間に凹部１０８が形成される。なお、振動板部材１０１を２層構造としても、同様に凹部１０８を形成することができる。

振動板部材１０１の端部１３０に形成された凹部１０８は、第２実施形態で説明したように、溢れ出した接着剤１１５を受け入れる（吸収する）が、凹部１０８の幅（図６の上下方向の長さ）は振動板部材の形状により制限されてしまうため、接着剤を全て吸収するには十分なサイズを確保できない場合がある。しかし、そのような場合でも本実施形態の構成であれば、振動板部材１０１の端部１３０の延伸部にて確実に堰き止められるので、液体導入部１０２まで侵入して閉塞することを防止できる。

この場合、延伸部は共通液室１１１から液体導入部１０２に向かう液体の流れを阻害する形状となるが、流れ方向に延伸量を段階的に大きくする構成とすることで液体の流れを阻害する影響を抑えることができ、気泡が滞留して成長し下流側の流路に進入して不吐出が生じるなどの問題の発生を防ぐことができる。

次に、振動板部材の製造方法の一例について図７を参照して説明する。

まず、図７（ａ）に示すように電鋳基板となるシリコン基板などの導電性基板４０１を使用して、図７（ｂ）に示すように、導電性基板４０１上に第１層を形成するためのレジスト４０２をパターニングする。続いて、レジスト４０２の厚さより厚く電鋳を行うことで、図７（ｃ）に示すように、レジスト４０２のパターンに乗り上げるように第１電鋳膜４０３が形成される。

そして、図７（ｄ）に示すように、第１層のレジスト４０２、第１電鋳膜４０３の上に、第２層を形成するためのレジスト４０４をパターニングする。続いて、レジスト４０４の厚さより厚く電鋳を行うと、図７（ｅ）に示すように、レジスト４０４のパターンに乗り上げるように第２電鋳膜４０５が形成される。

その後、レジスト除去を行うと、図７（ｆ）に示すように、２層構造の電鋳膜が得られる。そして、導電性基板４０１から電鋳膜を剥離することで、端部に凹部１０８を有する振動板部材が得られる。

次に、本発明の第４実施形態に係る液体吐出ヘッドついて図８ないし図１０を参照して説明する。図８は同液体吐出ヘッドの図１０のＢ３−Ｂ３線に沿う断面説明図、図９は同じく図１０のＣ１−Ｃ１線に沿う断面説明図、図１０は同じく図８のＡ３−Ａ３線に沿う断面説明図である。

本実施形態は、前記第３実施形態において、液体導入部１０２を、前記第１実施形態と同様に、ノズル板１０３側に形成したものである。

このように構成することで、第２、第３実施形態よりも、液体導入部１０２が共通液室部材１００と振動板部材１０１との接合部位から遠ざかることになり、溢れ出した接着剤１１５が液体導入部１０２に侵入するおそれをより低減することができる。

次に、本発明の第５実施形態に係る液体吐出ヘッドついて図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は同液体吐出ヘッドの図１２のＢ４−Ｂ４線に沿う断面説明図、図１２は同じく図１１のＡ４−Ａ４線に沿う断面説明図である。なお、図１２のＣ２−Ｃ２線に沿う断面図は図９と同じとなる。

本実施形態では、前記第４実施形態において、流路板１１０のノズル配列方向と直交する方向の端面に凹部３０３を形成したものである。

この場合、凹部３０３の底面の位置は、前記第１実施形態の凹部３０２と異なり、共通液室部材１００の内壁面を流路部材１２０側に延長した延長線１２２上か、もしくは延長線１２２よりも共通液室側となるようにしている。言い換えれば、流路板１１０のノズル配列方向と直交する方向の端部に凸部３０１を形成することで、振動板部材１０１の突出した端部１３０との間に凹部３０３を形成している。

このように構成することで、接着剤１１５が溢れ出したとしても、振動板部材１０１の突き出した端部１３０及びその凹部１０８、更に流路板１１０の凹部３０３によって、せき止められ、あるいは吸収されるので、より確実に、接着剤１１５が液体導入部１０２に侵入するおそれを低減することができる。

また、このように構成することで、共通液室部材１００と振動板部材１０１との接合領域の全域に凹部３０３が重ならない（図１２の上下方向に重ならない）ために、共通液室部材１００を接合するときの加圧によって振動板１０１が変形する部位がなく、共通液室部材１００と流路部材１２０とを高い信頼性で確実に接合することができる。

さらに、凹部３０３の幅（図１２の上下方向の長さ）は圧力室１０５の高さ（図１２の上下方向の長さ）と同じにすることが好ましい。このようにすることで流路板１１０に圧力室１０５を形成する工程において同時に凹部３０３も形成することができ、製造コストを抑制することが可能となる。

また、共通液室部材１００と振動板部材１０１とを接着する接着剤１１５（図１２中央寄り）の厚みは共通液室部材１００とノズル板１０３とを接着する接着剤１１５（図１２右端）の厚みより厚くすることが好ましい。

このようにすることで、流路部材１２０の厚さばらつきの吸収を共通液室部材１００と振動板部材１０１とを接着する接着剤１１５側で行なうことができ、ノズル板１０３は薄い接着剤１１５を介して共通液室部材１００でしっかり保持することができるため、吐出効率の低下を防ぐことができる。

またこのように形成しても、前述の凹部があるために共通液室部材１００と振動板部材１０１とを接着する厚塗りされた接着剤１１５が液体導入部１０２に流れ込むことはない。

次に、本発明の第６実施形態に係る液体吐出ヘッドついて図１３ないし図１５を参照して説明する。図１３は同液体吐出ヘッドの図１５のＢ５−Ｂ５線に沿う断面説明図、図１４は同じく図１５のＣ３−Ｃ３線に沿う断面説明図、図１５は同じく図１３のＡ５−Ａ５線に沿う断面説明図である。

本実施形態では、前記第４実施形態において、流路板１１０のノズル配列方向と直交する方向の端面に前記第１実施形態と同様な凹部３０２を形成したものである。

この場合、凹部３０２の底面の位置は、前述したように、共通液室部材１００の内壁面を流路部材１２０側に延長した延長線１２２よりも圧力室１０５に近い位置となるようにしている。

このように構成することで、接着剤１１５が溢れ出したとしても、振動板部材１０１の突き出した端部１３０及びその凹部１０８、更に流路板１１０の凹部３０２によって、せき止められ、あるいは吸収されるので、より確実に、接着剤１１５が液体導入部１０２に侵入するおそれを低減することができる。

次に、本発明の第７実施形態に係る液体吐出ヘッドついて図１６を参照して説明する。図１６は同液体吐出ヘッドの断面説明図であり、第６実施形態の図１３に相当する。

本実施形態では、上記第６実施形態において、凹部３０２を全ての液体導入部１０２に対応した１つの大きな凹部として設けるのではなく、液体導入部１０２の個々に対応して複数の凹部３０２を設けたものである。本実施形態では液体導入部１０２と凹部３０２を一対一に対応させて設けているが、数個の液体導入部１０２につき一つの凹部３０２を設ける構成としてもよい。

このように構成することで、振動板部材１０１の突き出した端部１３０及びその凹部１０８、更に流路板１１０の複数の凹部３０２によって、少なくとも液体導入部１０２近傍は、接着剤１１５が溢れ出したとしてもせき止められ、あるいは吸収されるので、接着剤１１５が液体導入部１０２に侵入するおそれを低減することができる。

さらに、前述した第６実施形態の構成では、第５実施形態の説明で述べたように、共通液室部材１００と振動板部材１０１との接合領域の全域に凹部３０２が重なる（図１２の上下方向に重なる）ために、共通液室部材１００を接合するときの加圧によって振動板１０１が変形し、接合信頼性が低下する場合があるが、本実施形態の構成をとることにより、凹部３０２間の隔壁部が支柱となり振動板部材１０１を支えるため、共通液室部材１００を接合するときの加圧によって振動板１０１が変形することがなく、共通液室部材１００と流路部材１２０とを高い信頼性で確実に接合することができる。

次に、本発明の第８実施形態に係る液体吐出ヘッドついて図１７を参照して説明する。図１７は同液体吐出ヘッドの断面説明図であり、第６実施形態の図１５に相当する。

本実施形態では、前記第６実施形態において、液体導入部１０２を共通液室１１１側に向かって広がるように開口させている。具体的には、液体導入部１０２の壁面を傾斜面１１４とすることで、流路板１１０の端面に向けて広がる開口としている。

このようにすることで、万が一接着剤がわずかに流れ込んだとしても広がって開口している部分に付着するために、液体導入路１０２の閉塞は生じにくい構成とできるため、凹部１０８、凹部３０２を必要最小限の大きさとすることができる。

またこのように構成することで、液体導入部１０２への液体の導入がスムーズになって安定した滴吐出を行うことができる。また、液体導入部１０２に気泡が滞留しにくく、吸引などの気泡除去手段で確実にヘッド内の気泡を除去することができ、気泡混入による不吐出が発生するおそれを低減できる。

なお、上記各実施形態の凹部１０８を設けた振動板部材１０１と凹部３０２及び３０３を設けた流路板１１０との組み合わせは一例であり、各実施形態における振動板部材の凹部１０８のみを単独で設けてもよく、流路板１１０の凹部３０２及び３０３のみを単独で設けてもよい。また、異なる実施形態の振動板部材１０１の凹部１０８と流路板１１０の凹部３０２及び３０３を組み合わせてもよい。

また、上記各実施形態の流路板１１０に形成された凹部３０２は第５実施形態の凹部３０３について記載したように、凹部３０２の幅と圧力室１０５の高さとを同じにすることが製造コストを抑制することができて好ましい。

なお、上記各実施形態では、圧力発生手段（アクチュエータ手段）が圧電アクチュエータである例で説明しているが、サーマルアクチュエータや静電アクチュエータを用いるヘッドにも同様に適用することができる。

また、上述した液体吐出ヘッドとこの液体吐出ヘッドに液体を供給するタンクを一体化することでヘッド一体型液体カートリッジ（カートリッジ一体型ヘッド）を得ることができる。

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１８及び図１９を参照して説明する。なお、図１８は同装置の機構部を説明する概略側面説明図、図１９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２２１Ａ、２２１Ｂに横架したガイド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の一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、他方のヘッド２３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方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、各色毎の液体吐出ヘッドを備えることもできる。

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、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２４５と、カウンタローラ２４６と、搬送ガイド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、増粘したインク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インク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２４７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、安定した滴吐出特性が得られ、安定して高画質画像を形成することができる。

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り、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、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、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。

４ ノズル
１００ 共通液室部材
１０１ 振動板部材
１０２ 液体導入部
１０３ ノズル板
１０５ 圧力室
１１０ 流路板
１１１ 共通液室
３０１ 凸部
３０２、３０３ 凹部
１０８ 凹部
２３３ キャリッジ
２３４ａ、２３４ｂ 記録ヘッド

Claims (10)

1. 液体を吐出するノズルが形成されたノズル板と、
   前記ノズルが通じる圧力室へ前記液体を導入する液体導入部がノズル配列方向と直交する方向の端面に形成された流路部材と、
   前記液体導入部に前記液体を供給する共通液室が形成された共通液室部材と、を備え、
   前記共通液室部材は、少なくとも前記流路部材の液体導入部が設けられる端部側に接着剤で接合され、
   前記共通液室部材と前記流路部材との接合部位から前記流路部材の前記液体導入部に至る間の前記流路部材のノズル配列方向と直交する方向の端面に、凹部が設けられている
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記共通液室部材は、前記流路部材のノズル配列方向と直交する方向の端部と、前記ノズル板のノズル配列方向と直交する方向の端部とに段違いにそれぞれ接合され、
   前記流路部材の前記液体導入部は、前記流路部材の前記端面で前記共通液室に開口している
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記流路部材は、少なくとも前記圧力室を形成する溝部を有する流路板と、前記流路板に接合され、前記溝部を覆う壁面部材とを有し、
   前記凹部は、前記壁面部材のノズル配列方向と直交する方向の端面に形成されている
   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. 前記壁面部材は複層構造をなし、
   前記壁面部材のノズル配列方向と直交する方向の端面に複数の前記凹部が形成されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 複数の前記凹部は、前記共通液室の液体の流れ方向下流側に配置された凹部ほど共通液室側にせり出した位置に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記共通液室形成部材と前記流路部材とを接合する接着剤の厚みは、前記共通液室部材と前記ノズル板とを接合する接着剤の厚みよりも厚い
   ことを特徴とする請求項２ないし５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記凹部は一つもしくは複数の前記液体導入部に対応するように複数箇所設けられていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記凹部の底面の位置は、前記共通液室部材の内壁面を前記流路部材側に延長した延長線よりも圧力室よりに形成されている
   ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記液体導入部は、前記共通液室側に向かって広がるように開口している
   ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
10. 請求項１ないし９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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