液体吐出ヘッド及び画像形成装置
【課題】高密度化に伴って液室間隔壁の剛性が低下して隣接クロストークや全体クロストークが発生しやすくなり、滴吐出性能が低下する。
【解決手段】加圧液室６は、壁面部材である振動板部材２に対向する天面３１と、液室間隔壁３０の側壁面３２ａ、３２ｂと、振動板部材２の振動領域２ａとで画成され、加圧液室６の壁面には、天面３１と側壁面３２ａ又は側壁面３２ｂとを二つの面とする三角錐形状の凸部３３が、液体の流れ方向に沿って所要の間隔で複数（個）設けられている。
【解決手段】加圧液室６は、壁面部材である振動板部材２に対向する天面３１と、液室間隔壁３０の側壁面３２ａ、３２ｂと、振動板部材２の振動領域２ａとで画成され、加圧液室６の壁面には、天面３１と側壁面３２ａ又は側壁面３２ｂとを二つの面とする三角錐形状の凸部３３が、液体の流れ方向に沿って所要の間隔で複数（個）設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
なお、本願において、液体吐出記録方式の「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、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。
【０００４】
このような液体吐出記録方式の画像形成装置に使用される液体吐出ヘッドは、一般に、液滴を吐出する複数のノズル列を有し、各ノズルが連通した複数の個別液室（加圧室、圧力室、個別液室、加圧液室、加圧液室などとも称される。以下、「加圧液室」という。）を有し、複数の加圧液室に共通液室（共通流路）から供給路部を介してインクを供給する構成とされている。
【０００５】
ところで、画像形成装置としては、より高品位な画像を、より速い印刷速度で出力できることが求められるようになっている。そのため、ノズルの数及び配列密度共に増加する傾向にあり、その結果、加圧液室間の間隔が狭くなり、また駆動周波数も高くなる傾向にある。
【０００６】
このようにノズル数の増加、ノズル配列の高密度化に伴って加圧液室間隔が狭くなると、所望の加圧液室に滴吐出を行う圧力を加えたときに、他の隣接する加圧液室にも圧力変動が生じる相互干渉（これを「隣接クロストーク」という。）が発生しやすくなる。隣接クロストークが生じると、滴吐出を行わない加圧液室に対応するノズルから滴吐出が行われたり、吐出する滴の吐出状態が不安定になって、画像品質が低下することになる。
【０００７】
この隣接クロストークを抑制するためには加圧液室とノズルとの間を連通するノズル連通路（連通管）を細くし、連通管間隔壁の剛性を高め、あるいは加圧液室の高さを低くして加圧液室間隔壁の剛性を高める必要があるが、連通管を細くした場合には加圧液室を含めた液室のインピーダンスが高くなり、吐出特性が低下したり、加工に時間がかかるようになる。また、加圧液室の内部圧力により加圧液室などの流路を形成する流路板全体が変形し、滴吐出特性が低下するクロストーク（これを「全体クロストーク」という。）に関して、加圧液室の高さを低くすることで内部圧力が更に高くなって滴吐出特性が低下することになる。
【０００８】
そこで、従来、液室間隔壁に曲率を持たせることで隔壁の剛性を上げることが知られている（特許文献１）。また、流路基板と振動板との間に、振動板で構成される空間部を有し、該空間部の幅よりも流路基板上の圧力発生室の空間部の方を狭くする構成が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１５５４７２号公報
【特許文献２】特開２００２−１０３６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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、隔壁に曲率を持たせた液室構造を製作するためには、陽極化成法を用いる必要があり、新たな設備投資による高コスト化を招くと共に、高精度に液室を形成することが困難であるという課題がある。
【００１１】
また、特許文献２に記載されているように、振動板による空間部により圧電素子の変位領域を確保しても、液体の流れる流路基板の流路の幅が狭く、流体抵抗値が高くなってしまうため、吐出性能が低下してしまうという課題がある。
【００１２】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でクロストークを抑制し、滴吐出性能を確保できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、
液滴を吐出する複数のノズルが形成されたノズル部材と、
前記ノズルが連通する溝状の複数の個別液室が形成された流路部材と、
前記個別液室の一面を形成する壁面部材と、を有し、
前記個別液室には、前記壁面部材と反対側の面を天面とし、複数の個別液室間の隔壁の面を側壁面としたとき、前記天面及び側壁面を二つの面とする三角錐形状又は前記天面及び側壁面を二つの面とし前記側壁面と平行な面を有する三角錐台形状の凸部が設けられている
【００１４】
ここで、前記凸部は、前記個別液室の天面及び壁面に沿う方向に複数設けられている構成とできる。
【００１５】
また、前記凸部は、前記個別流路の両側壁面に設けられ、かつ、液体の流れの方向において交互に配置されている構成とできる。
【００１６】
また、前記複数の凸部は、隣接する個別液室間の隔壁の両側に液体の流れの方向において交互に配置されている構成とできる。
【００１７】
また、前記複数の個別液室は形状が同じであり、
隣接する前記個別液室はノズル配列方向に千鳥状に配置され、
前記凸部は、各個別液室で液体の流れの方向において同じ位置に配置されている
構成とできる。
【００１８】
また、前記凸部は、前記壁面部材と接していない構成とできる。
【００１９】
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ものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、個別液室には、壁面部材と反対側の面を天面とし、複数の個別液室間の隔壁の面を側壁面としたとき、天面及び側壁面を二つの面とする三角錐形状又は天面及び側壁面を二つの面とし側壁面と平行な面を有する三角錐台形状の凸部が設けられている構成としたので、簡単な構成で液室間隔壁の剛性を高めてクロストークを抑制することができ、滴吐出性能を確保することができる。
【００２１】
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るので、高画質画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る液体吐出ヘッドの第１実施形態の外観斜視説明図である。
【図２】同ヘッドの液室長手方向に沿う要部断面説明図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線に沿う液室短手方向の要部断面説明図である。
【図４】同ヘッドの液室構成を説明する平面説明図である。
【図５】同じく凸部部分の要部拡大斜視説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態における液室構成を説明する平面説明図である。
【図７】本発明の第３実施形態における液室構成を説明する平面説明図である。
【図８】本発明の第４実施形態における液室構成を説明する凸部部分の要部拡大斜視説明図である。
【図９】本発明に係る画像形成装置の一例を示す全体構成図である。
【図１０】同じく要部平面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。本発明に係る液体吐出ヘッドの第１実施形態について図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドの外観斜視説明図、図２は同ヘッドの液室長手方向に沿う要部断面説明図、図３は図２のＸ−Ｘ線に沿う液室短手方向の要部断面説明図である。
【００２４】
この液体吐出ヘッドは、流路部材としての流路板（流路基板、液室基板）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（液体の滴）を吐出する複数のノズル４がノズル連通路（連通管）５を介してそれぞれ連通する個別流路としての複数の加圧液室６が形成され、フレーム部材１７に形成した共通液室１０から振動板部材２に形成した流入口９を介して各加圧液室６に導入部８及び流体抵抗部である供給路７を介してインクを供給する。ここでノズル板３と流路板１は一体で形成される構成であってもよい。
【００２５】
流路板１は、シリコン基板を異方性エッチングして、ノズル連通路５、加圧液室６、供給路部７などの開口部や溝部をそれぞれ形成している。ノズル連通路５及び加圧液室６などを形成するエッチングで残された部分が流路間隔壁（液室間隔壁）３０となる。
【００２６】
振動板部材２は各液室６及び供給路部７の壁面を形成する壁面部材であり、変形可能な第１層２Ａと、第１層２Ａ上に積層した第２層２Ｂとからなり、各液室６の壁面を形成する変形可能な第１層２Ａで形成された振動領域（ダイアフラム部）２ａを有し、振動領域２ａに第２層２Ｂで形成した島状凸部２ｂに、振動領域２ａを変形させ、液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子（アクチュエータ手段、圧力発生手段）としての柱状の電気機械変換素子である積層型圧電部材１２の圧電素子柱１２Ａが接合されている。
【００２７】
圧電部材１２はハーフカットダイシングにより櫛歯状に圧電素子柱１２Ａ、１２Ｂを形成したものであり、圧電素子柱１２Ａは駆動波形を印加する駆動圧電素子柱となり、圧電素子柱１２Ｂは駆動波形を印加しないで流路間隔壁６ａを支持する支柱である非駆動圧電素子柱となる。すなわち、圧電素子部材１２の圧電素子柱１２Ａ、１２Ｂは加圧液室６の配列密度の２倍の密度で配列された所謂バイピッチ構造としている。この圧電素子部材１２の下端面はベース部材１３に接合している。
【００２８】
この圧電部材１２は、例えば厚さ１０〜５０μｍ／１層のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の圧電層２１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２２Ａ、２２Ｂとを交互に積層し、内部電極２２を交互に端面の端面電極（外部電極）である個別電極２３及び共通電極２４にそれぞれ電気的に接続したものである。そして、個別電極２３にはＦＰＣ１５の個別電極ラインが半田接合され、また、共通電極２４は圧電部材１２の端部に電極層を設けて個別電極２３側端面に回し込んでＦＰＣ１５のＧＮ電極（共通電極ライン）に接続している。ＦＰＣ１５には図示しないドライバＩＣが実装されており、これにより駆動圧電素子柱１２Ａへの駆動電圧印加を制御している。
【００２９】
ノズル板３は、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）で製造している。このノズル板３には各加圧液室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。そして、このノズル板３の液滴吐出側面（吐出方向の表面：吐出面、又は液室６側と反対の面）には撥水層を設けている。
【００３０】
また、ＦＰＣ１５を実装した（接続した）圧電素子柱１２及びベース部材１３などで構成される圧電型アクチュエータの外周側には、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たフレーム部材１７を接合している。そして、このフレーム部材１７には共通液室１０を形成し、更に共通液室１０に外部からインクを供給するために連結管を介して供給口を形成し、この供給口は更に図示しないサブタンクやインクカートリッジなどのインク供給源に接続される。
【００３１】
このヘッドでは、圧電素子柱１２は３００ｄｐｉの間隔でダイシングされており．それが対向して２列配置され、加圧液室６及びノズル４は、１列１５０ｄｐｉの間隔で２列がそれぞれ千鳥配置に整列しており，３００ｄｐｉの解像度を１スキャンで得ることができる構成としている。
【００３２】
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２の液室壁面を形成するダイアフラム部が下降して液室６の容積が膨張することで、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、振動板部材２をノズル４方向に変形させて液室６の容積を収縮させることにより、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。
【００３３】
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部材２が初期位置に復元し、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。
【００３４】
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なうこともできる。
【００３５】
次に、このヘッドにおける加圧液室構成について図４及び図５も参照して説明する。なお、図４は同加圧液室構成の説明に供する平面説明図、図５は同じく凸部部分の拡大斜視説明図である。
加圧液室６は、壁面部材である振動板部材２に対向する天面３１と、液室間隔壁３０の側壁面３２ａ、３２ｂ（区別しないときは「側壁面３２」という。）と、振動板部材２の振動領域２ａとで画成されている。そして、加圧液室６の壁面には、天面３１と側壁面３２ａ又は側壁面３２ｂとを二つの面とする三角錐形状の凸部３３が、液体の流れ方向（ここでは液室６の長手方向）に沿って所要の間隔で複数（個）設けられている。
【００３６】
ここで、凸部３３は、液体の流れ方向において、天面３１と側壁面３２にそれぞれ頂点３３ａ、３３ｂを、天面３１と側壁面３２の境目に液体の流れ方向において離間する頂点３３ｃ、３３ｄを有し、頂点３３ａ、３３ｃ、３３ｄを含む面は天面３１に、頂点３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを含む面は側壁面３２にそれぞれ接し、頂点３３ａ、３３ｂ、３３ｃを含む面及び頂点３３ａ、３３ｂ、３３ｄを含む面はそれぞれ液室６内に臨み、液体の流れの方向に沿って頂点３３ａ、３３ｂ、３３ｃを含む面は頂点３３ａ、３３ｂ間の辺に向かって立ち上がり、頂点３３ａ、３３ｂ、３３ｄを含む面は頂点３３ａ、３３ｂ間の辺から立ち下がる方向に形成される。
【００３７】
また、側壁面３２ａ側の凸部３３と側壁面３２ｂ側の凸部３３とは液体の流れの方向において位置をずらして（頂点３３ａ、３３ｂの位置が液体の流れの方向においてずれて）形成されている。これにより加圧液室６の液体の流れ方向断面の面積が極端に狭くなる位置がないため、加圧液室内の液体の流れを阻害せず充填性等の低下も抑えられる。
【００３８】
また、凸部３３は流路板１の振動板部材２との接合面１ａとは接していない。これにより、振動領域２ａの変移を妨げることはない。
【００３９】
このように、溝状に形成された個別液室（加圧液室）の天面と壁面を２つの面とする三角錐形状の凸部が形成されていることで、液室間隔壁の剛性が高まり、隣接クロストークを抑制することができる。また、凸部が三角錐形状であることから、個別液室内での液体の流れを阻害せず、流体抵抗値の上昇もほとんどないため、滴吐出性能の低下も抑制することができる。
【００４０】
また、溝状に形成されている個別液室の隔壁の全域に三角錐形状の凸部を形成することにより、液室間隔壁全体の剛性をより高めることができる。
【００４１】
ここで、流路板としてシリコン基板を使用し、エッチングによって個別液室（加圧液室６）を形成する場合には、そのエッチングレートとシリコンの結晶方位面により、マスク設計のみで三角錐形状の凸部３３を形成することができるため、三角錐形状の凸部３３を形成しない液室に対して工法的な変更を行なう必要がなく、コストの増加を招くことなく隔壁の剛性を向上させることができる。
【００４２】
具体的には、ウエットエッチング用の保護膜を形成するときのマスクにおいて、側壁部のマスク遮蔽部から加圧液室内に飛び出した凸状の遮蔽部を側壁相当部に沿って複数配置しておく。この部位には凸状の保護膜が形成されるため、エッチング開始時にはエッチングがされないが、エッチングの進行とともに凸状の保護膜の側壁に沿った両側からエッチングが進行し、振動板部材２と接する面から凸部が消失していく。このまま長時間放置すると、凸部は完全に消失してしまうが、エッチング時間を適当な時間に管理することで、振動板部材に接する側は消失し、天面側にだけ三角錐形状の凸部を残すことができる。実際的には、エッチング時間は加圧液室６の天面までの高さを規定するため所定の値に決まっているため、ウェットエッチング用マスクの凸状の遮蔽部の大きさを制御し、前記所定の値のエッチング時間で三角錐形状が残るように調整することが好ましい。
【００４３】
次に、本発明の第２実施形態について図６を参照して説明する。なお、図６は同実施形態における加圧液室部分の平面説明図である。
ここでは、側壁面３２ａ側の凸部３３と側壁面３２ｂ側の凸部３３とは液体の流れの方向において交互に配置されるように位置をずらして（頂点３３ａ、３３ｂの位置が液体の流れの方向において対向する側壁面３２側に凸部３３が形成されていない位置までずれて）形成されている。
【００４４】
このように、両側壁面３２ａ、３２ｂ間で凸部３３の位置をずらして交互に配置することによって、液室間隔壁３０の全域に渡って三角錐状の凸部３３を均等に配置できるため、隔壁３０全体の剛性を均一に高めることができる。また、個別液室内での液体の流れが前記第１実施形態よりもスムーズになって液体の流れの不均一性が低減し、流体抵抗値の上昇もより少なくなり、滴吐出性能を高めることができる。
【００４５】
次に、本発明の第３実施形態について図７を参照して説明する。なお、図７は同実施形態における加圧液室部分の平面説明図である。
ここでは、複数の加圧液室６が同じ形状であり、液体の流れ方向に交互に位置をずらして、ノズル配列方向に千鳥状に配置されている。この場合、加圧液室６からノズル４に至る連通管５の部分も千鳥状に互い違いに配置される。
【００４６】
このとき、隣接する加圧液室６、６間では凸部３３の位置が液体の流れの方向において互い違いに配置される。
【００４７】
これにより、連通管部分の剛性と液室間隔壁の全域の剛性を均一に高めることができる。
【００４８】
次に、本発明の第４実施形態について図８を参照して説明する。なお、図８は同実施形態における加圧液室部分の凸部部分の拡大斜視説明図である。
ここでは、凸部３３は、側壁面３２と平行な面３３ｅを設けて前述した頂点３３ａを取り除いた三角錐台形状としている。つまり、天面３１及び側壁面３２を二つの面とし側壁面と平行な面３３ｅを有する三角錐台形状の凸部３３を設けている。
【００４９】
このような形状にしても前記各実施形態と同様の作用効果が得られるとともに、凸部３３自体の剛性が前記実施形態よりも高くなって、一層液室間隔壁の剛性を高めることができる。
【００５０】
このような構成は、第１実施形態と同じマスクを用いてウエットエッチングを行う場合に、エッチングの進行過程で必然的に形成される形であり、第１実施形態同様、エッチング時間もしくは凸状の遮蔽部の大きさの制御で容易に形成することができる。なお、第２実施形態の状態でさらにエッチングを継続すると、側壁面３２と平行な面３３ｅがエッチングによりだんだん小さくなり、いずれ第１実施形態の形状となる。
【００５１】
なお、上記各実施形態の液体吐出ヘッドにインクを供給するタンクを一体にしたインクカートリッジを構成することもできる。
【００５２】
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９及び図１０を参照して説明する。なお、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、図１０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。
【００５３】
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。
【００５４】
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、１ヘッド当たり４ノズル列配置とし、１個のヘッドで４色の各色を吐出させることもできる。
【００５５】
また、記録ヘッド２３４のタンク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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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などを備えている。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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、高画質画像を形成することができる。
【００６７】
なお、ここでは、画像形成装置としてシリアル型画像形成装置で説明しているが、本発明に係る液体吐出ヘッドはライン型画像形成装置にも搭載することができる。
【００６８】
また、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、前述したように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。
【符号の説明】
【００６９】
１ 流路板
２ 振動板部材
３ ノズル板
４ ノズル
５ ノズル連通路
６ 加圧液室（個別液室）
７ 流体抵抗部
８ 導入部
１０ 共通液室
１２ 圧電部材
１２Ａｍ、１２Ｂ 圧電素子柱
１７ フレーム部材
３０ 液室間隔壁
３１ 天面
３２ａ、３２ｂ 側壁面
３３ 凸部
２３３ キャリッジ
２３４ａ、２３４ｂ 記録ヘッド
４１１ｙ、４１１ｍ、４１１ｃ、４１１ｋ 記録ヘッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
なお、本願において、液体吐出記録方式の「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、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。
【０００４】
このような液体吐出記録方式の画像形成装置に使用される液体吐出ヘッドは、一般に、液滴を吐出する複数のノズル列を有し、各ノズルが連通した複数の個別液室（加圧室、圧力室、個別液室、加圧液室、加圧液室などとも称される。以下、「加圧液室」という。）を有し、複数の加圧液室に共通液室（共通流路）から供給路部を介してインクを供給する構成とされている。
【０００５】
ところで、画像形成装置としては、より高品位な画像を、より速い印刷速度で出力できることが求められるようになっている。そのため、ノズルの数及び配列密度共に増加する傾向にあり、その結果、加圧液室間の間隔が狭くなり、また駆動周波数も高くなる傾向にある。
【０００６】
このようにノズル数の増加、ノズル配列の高密度化に伴って加圧液室間隔が狭くなると、所望の加圧液室に滴吐出を行う圧力を加えたときに、他の隣接する加圧液室にも圧力変動が生じる相互干渉（これを「隣接クロストーク」という。）が発生しやすくなる。隣接クロストークが生じると、滴吐出を行わない加圧液室に対応するノズルから滴吐出が行われたり、吐出する滴の吐出状態が不安定になって、画像品質が低下することになる。
【０００７】
この隣接クロストークを抑制するためには加圧液室とノズルとの間を連通するノズル連通路（連通管）を細くし、連通管間隔壁の剛性を高め、あるいは加圧液室の高さを低くして加圧液室間隔壁の剛性を高める必要があるが、連通管を細くした場合には加圧液室を含めた液室のインピーダンスが高くなり、吐出特性が低下したり、加工に時間がかかるようになる。また、加圧液室の内部圧力により加圧液室などの流路を形成する流路板全体が変形し、滴吐出特性が低下するクロストーク（これを「全体クロストーク」という。）に関して、加圧液室の高さを低くすることで内部圧力が更に高くなって滴吐出特性が低下することになる。
【０００８】
そこで、従来、液室間隔壁に曲率を持たせることで隔壁の剛性を上げることが知られている（特許文献１）。また、流路基板と振動板との間に、振動板で構成される空間部を有し、該空間部の幅よりも流路基板上の圧力発生室の空間部の方を狭くする構成が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１５５４７２号公報
【特許文献２】特開２００２−１０３６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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、隔壁に曲率を持たせた液室構造を製作するためには、陽極化成法を用いる必要があり、新たな設備投資による高コスト化を招くと共に、高精度に液室を形成することが困難であるという課題がある。
【００１１】
また、特許文献２に記載されているように、振動板による空間部により圧電素子の変位領域を確保しても、液体の流れる流路基板の流路の幅が狭く、流体抵抗値が高くなってしまうため、吐出性能が低下してしまうという課題がある。
【００１２】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でクロストークを抑制し、滴吐出性能を確保できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、
液滴を吐出する複数のノズルが形成されたノズル部材と、
前記ノズルが連通する溝状の複数の個別液室が形成された流路部材と、
前記個別液室の一面を形成する壁面部材と、を有し、
前記個別液室には、前記壁面部材と反対側の面を天面とし、複数の個別液室間の隔壁の面を側壁面としたとき、前記天面及び側壁面を二つの面とする三角錐形状又は前記天面及び側壁面を二つの面とし前記側壁面と平行な面を有する三角錐台形状の凸部が設けられている
【００１４】
ここで、前記凸部は、前記個別液室の天面及び壁面に沿う方向に複数設けられている構成とできる。
【００１５】
また、前記凸部は、前記個別流路の両側壁面に設けられ、かつ、液体の流れの方向において交互に配置されている構成とできる。
【００１６】
また、前記複数の凸部は、隣接する個別液室間の隔壁の両側に液体の流れの方向において交互に配置されている構成とできる。
【００１７】
また、前記複数の個別液室は形状が同じであり、
隣接する前記個別液室はノズル配列方向に千鳥状に配置され、
前記凸部は、各個別液室で液体の流れの方向において同じ位置に配置されている
構成とできる。
【００１８】
また、前記凸部は、前記壁面部材と接していない構成とできる。
【００１９】
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ものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、個別液室には、壁面部材と反対側の面を天面とし、複数の個別液室間の隔壁の面を側壁面としたとき、天面及び側壁面を二つの面とする三角錐形状又は天面及び側壁面を二つの面とし側壁面と平行な面を有する三角錐台形状の凸部が設けられている構成としたので、簡単な構成で液室間隔壁の剛性を高めてクロストークを抑制することができ、滴吐出性能を確保することができる。
【００２１】
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るので、高画質画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る液体吐出ヘッドの第１実施形態の外観斜視説明図である。
【図２】同ヘッドの液室長手方向に沿う要部断面説明図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線に沿う液室短手方向の要部断面説明図である。
【図４】同ヘッドの液室構成を説明する平面説明図である。
【図５】同じく凸部部分の要部拡大斜視説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態における液室構成を説明する平面説明図である。
【図７】本発明の第３実施形態における液室構成を説明する平面説明図である。
【図８】本発明の第４実施形態における液室構成を説明する凸部部分の要部拡大斜視説明図である。
【図９】本発明に係る画像形成装置の一例を示す全体構成図である。
【図１０】同じく要部平面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。本発明に係る液体吐出ヘッドの第１実施形態について図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドの外観斜視説明図、図２は同ヘッドの液室長手方向に沿う要部断面説明図、図３は図２のＸ−Ｘ線に沿う液室短手方向の要部断面説明図である。
【００２４】
この液体吐出ヘッドは、流路部材としての流路板（流路基板、液室基板）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（液体の滴）を吐出する複数のノズル４がノズル連通路（連通管）５を介してそれぞれ連通する個別流路としての複数の加圧液室６が形成され、フレーム部材１７に形成した共通液室１０から振動板部材２に形成した流入口９を介して各加圧液室６に導入部８及び流体抵抗部である供給路７を介してインクを供給する。ここでノズル板３と流路板１は一体で形成される構成であってもよい。
【００２５】
流路板１は、シリコン基板を異方性エッチングして、ノズル連通路５、加圧液室６、供給路部７などの開口部や溝部をそれぞれ形成している。ノズル連通路５及び加圧液室６などを形成するエッチングで残された部分が流路間隔壁（液室間隔壁）３０となる。
【００２６】
振動板部材２は各液室６及び供給路部７の壁面を形成する壁面部材であり、変形可能な第１層２Ａと、第１層２Ａ上に積層した第２層２Ｂとからなり、各液室６の壁面を形成する変形可能な第１層２Ａで形成された振動領域（ダイアフラム部）２ａを有し、振動領域２ａに第２層２Ｂで形成した島状凸部２ｂに、振動領域２ａを変形させ、液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子（アクチュエータ手段、圧力発生手段）としての柱状の電気機械変換素子である積層型圧電部材１２の圧電素子柱１２Ａが接合されている。
【００２７】
圧電部材１２はハーフカットダイシングにより櫛歯状に圧電素子柱１２Ａ、１２Ｂを形成したものであり、圧電素子柱１２Ａは駆動波形を印加する駆動圧電素子柱となり、圧電素子柱１２Ｂは駆動波形を印加しないで流路間隔壁６ａを支持する支柱である非駆動圧電素子柱となる。すなわち、圧電素子部材１２の圧電素子柱１２Ａ、１２Ｂは加圧液室６の配列密度の２倍の密度で配列された所謂バイピッチ構造としている。この圧電素子部材１２の下端面はベース部材１３に接合している。
【００２８】
この圧電部材１２は、例えば厚さ１０〜５０μｍ／１層のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の圧電層２１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２２Ａ、２２Ｂとを交互に積層し、内部電極２２を交互に端面の端面電極（外部電極）である個別電極２３及び共通電極２４にそれぞれ電気的に接続したものである。そして、個別電極２３にはＦＰＣ１５の個別電極ラインが半田接合され、また、共通電極２４は圧電部材１２の端部に電極層を設けて個別電極２３側端面に回し込んでＦＰＣ１５のＧＮ電極（共通電極ライン）に接続している。ＦＰＣ１５には図示しないドライバＩＣが実装されており、これにより駆動圧電素子柱１２Ａへの駆動電圧印加を制御している。
【００２９】
ノズル板３は、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）で製造している。このノズル板３には各加圧液室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。そして、このノズル板３の液滴吐出側面（吐出方向の表面：吐出面、又は液室６側と反対の面）には撥水層を設けている。
【００３０】
また、ＦＰＣ１５を実装した（接続した）圧電素子柱１２及びベース部材１３などで構成される圧電型アクチュエータの外周側には、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たフレーム部材１７を接合している。そして、このフレーム部材１７には共通液室１０を形成し、更に共通液室１０に外部からインクを供給するために連結管を介して供給口を形成し、この供給口は更に図示しないサブタンクやインクカートリッジなどのインク供給源に接続される。
【００３１】
このヘッドでは、圧電素子柱１２は３００ｄｐｉの間隔でダイシングされており．それが対向して２列配置され、加圧液室６及びノズル４は、１列１５０ｄｐｉの間隔で２列がそれぞれ千鳥配置に整列しており，３００ｄｐｉの解像度を１スキャンで得ることができる構成としている。
【００３２】
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２の液室壁面を形成するダイアフラム部が下降して液室６の容積が膨張することで、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、振動板部材２をノズル４方向に変形させて液室６の容積を収縮させることにより、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。
【００３３】
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部材２が初期位置に復元し、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。
【００３４】
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なうこともできる。
【００３５】
次に、このヘッドにおける加圧液室構成について図４及び図５も参照して説明する。なお、図４は同加圧液室構成の説明に供する平面説明図、図５は同じく凸部部分の拡大斜視説明図である。
加圧液室６は、壁面部材である振動板部材２に対向する天面３１と、液室間隔壁３０の側壁面３２ａ、３２ｂ（区別しないときは「側壁面３２」という。）と、振動板部材２の振動領域２ａとで画成されている。そして、加圧液室６の壁面には、天面３１と側壁面３２ａ又は側壁面３２ｂとを二つの面とする三角錐形状の凸部３３が、液体の流れ方向（ここでは液室６の長手方向）に沿って所要の間隔で複数（個）設けられている。
【００３６】
ここで、凸部３３は、液体の流れ方向において、天面３１と側壁面３２にそれぞれ頂点３３ａ、３３ｂを、天面３１と側壁面３２の境目に液体の流れ方向において離間する頂点３３ｃ、３３ｄを有し、頂点３３ａ、３３ｃ、３３ｄを含む面は天面３１に、頂点３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを含む面は側壁面３２にそれぞれ接し、頂点３３ａ、３３ｂ、３３ｃを含む面及び頂点３３ａ、３３ｂ、３３ｄを含む面はそれぞれ液室６内に臨み、液体の流れの方向に沿って頂点３３ａ、３３ｂ、３３ｃを含む面は頂点３３ａ、３３ｂ間の辺に向かって立ち上がり、頂点３３ａ、３３ｂ、３３ｄを含む面は頂点３３ａ、３３ｂ間の辺から立ち下がる方向に形成される。
【００３７】
また、側壁面３２ａ側の凸部３３と側壁面３２ｂ側の凸部３３とは液体の流れの方向において位置をずらして（頂点３３ａ、３３ｂの位置が液体の流れの方向においてずれて）形成されている。これにより加圧液室６の液体の流れ方向断面の面積が極端に狭くなる位置がないため、加圧液室内の液体の流れを阻害せず充填性等の低下も抑えられる。
【００３８】
また、凸部３３は流路板１の振動板部材２との接合面１ａとは接していない。これにより、振動領域２ａの変移を妨げることはない。
【００３９】
このように、溝状に形成された個別液室（加圧液室）の天面と壁面を２つの面とする三角錐形状の凸部が形成されていることで、液室間隔壁の剛性が高まり、隣接クロストークを抑制することができる。また、凸部が三角錐形状であることから、個別液室内での液体の流れを阻害せず、流体抵抗値の上昇もほとんどないため、滴吐出性能の低下も抑制することができる。
【００４０】
また、溝状に形成されている個別液室の隔壁の全域に三角錐形状の凸部を形成することにより、液室間隔壁全体の剛性をより高めることができる。
【００４１】
ここで、流路板としてシリコン基板を使用し、エッチングによって個別液室（加圧液室６）を形成する場合には、そのエッチングレートとシリコンの結晶方位面により、マスク設計のみで三角錐形状の凸部３３を形成することができるため、三角錐形状の凸部３３を形成しない液室に対して工法的な変更を行なう必要がなく、コストの増加を招くことなく隔壁の剛性を向上させることができる。
【００４２】
具体的には、ウエットエッチング用の保護膜を形成するときのマスクにおいて、側壁部のマスク遮蔽部から加圧液室内に飛び出した凸状の遮蔽部を側壁相当部に沿って複数配置しておく。この部位には凸状の保護膜が形成されるため、エッチング開始時にはエッチングがされないが、エッチングの進行とともに凸状の保護膜の側壁に沿った両側からエッチングが進行し、振動板部材２と接する面から凸部が消失していく。このまま長時間放置すると、凸部は完全に消失してしまうが、エッチング時間を適当な時間に管理することで、振動板部材に接する側は消失し、天面側にだけ三角錐形状の凸部を残すことができる。実際的には、エッチング時間は加圧液室６の天面までの高さを規定するため所定の値に決まっているため、ウェットエッチング用マスクの凸状の遮蔽部の大きさを制御し、前記所定の値のエッチング時間で三角錐形状が残るように調整することが好ましい。
【００４３】
次に、本発明の第２実施形態について図６を参照して説明する。なお、図６は同実施形態における加圧液室部分の平面説明図である。
ここでは、側壁面３２ａ側の凸部３３と側壁面３２ｂ側の凸部３３とは液体の流れの方向において交互に配置されるように位置をずらして（頂点３３ａ、３３ｂの位置が液体の流れの方向において対向する側壁面３２側に凸部３３が形成されていない位置までずれて）形成されている。
【００４４】
このように、両側壁面３２ａ、３２ｂ間で凸部３３の位置をずらして交互に配置することによって、液室間隔壁３０の全域に渡って三角錐状の凸部３３を均等に配置できるため、隔壁３０全体の剛性を均一に高めることができる。また、個別液室内での液体の流れが前記第１実施形態よりもスムーズになって液体の流れの不均一性が低減し、流体抵抗値の上昇もより少なくなり、滴吐出性能を高めることができる。
【００４５】
次に、本発明の第３実施形態について図７を参照して説明する。なお、図７は同実施形態における加圧液室部分の平面説明図である。
ここでは、複数の加圧液室６が同じ形状であり、液体の流れ方向に交互に位置をずらして、ノズル配列方向に千鳥状に配置されている。この場合、加圧液室６からノズル４に至る連通管５の部分も千鳥状に互い違いに配置される。
【００４６】
このとき、隣接する加圧液室６、６間では凸部３３の位置が液体の流れの方向において互い違いに配置される。
【００４７】
これにより、連通管部分の剛性と液室間隔壁の全域の剛性を均一に高めることができる。
【００４８】
次に、本発明の第４実施形態について図８を参照して説明する。なお、図８は同実施形態における加圧液室部分の凸部部分の拡大斜視説明図である。
ここでは、凸部３３は、側壁面３２と平行な面３３ｅを設けて前述した頂点３３ａを取り除いた三角錐台形状としている。つまり、天面３１及び側壁面３２を二つの面とし側壁面と平行な面３３ｅを有する三角錐台形状の凸部３３を設けている。
【００４９】
このような形状にしても前記各実施形態と同様の作用効果が得られるとともに、凸部３３自体の剛性が前記実施形態よりも高くなって、一層液室間隔壁の剛性を高めることができる。
【００５０】
このような構成は、第１実施形態と同じマスクを用いてウエットエッチングを行う場合に、エッチングの進行過程で必然的に形成される形であり、第１実施形態同様、エッチング時間もしくは凸状の遮蔽部の大きさの制御で容易に形成することができる。なお、第２実施形態の状態でさらにエッチングを継続すると、側壁面３２と平行な面３３ｅがエッチングによりだんだん小さくなり、いずれ第１実施形態の形状となる。
【００５１】
なお、上記各実施形態の液体吐出ヘッドにインクを供給するタンクを一体にしたインクカートリッジを構成することもできる。
【００５２】
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９及び図１０を参照して説明する。なお、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、図１０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。
【００５３】
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。
【００５４】
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、１ヘッド当たり４ノズル列配置とし、１個のヘッドで４色の各色を吐出させることもできる。
【００５５】
また、記録ヘッド２３４のタンク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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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などを備えている。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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、高画質画像を形成することができる。
【００６７】
なお、ここでは、画像形成装置としてシリアル型画像形成装置で説明しているが、本発明に係る液体吐出ヘッドはライン型画像形成装置にも搭載することができる。
【００６８】
また、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、前述したように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。
【符号の説明】
【００６９】
１ 流路板
２ 振動板部材
３ ノズル板
４ ノズル
５ ノズル連通路
６ 加圧液室（個別液室）
７ 流体抵抗部
８ 導入部
１０ 共通液室
１２ 圧電部材
１２Ａｍ、１２Ｂ 圧電素子柱
１７ フレーム部材
３０ 液室間隔壁
３１ 天面
３２ａ、３２ｂ 側壁面
３３ 凸部
２３３ キャリッジ
２３４ａ、２３４ｂ 記録ヘッド
４１１ｙ、４１１ｍ、４１１ｃ、４１１ｋ 記録ヘッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズルが形成されたノズル部材と、
前記ノズルが連通する溝状の複数の個別液室が形成された流路部材と、
前記個別液室の一面を形成する壁面部材と、を有し、
前記個別液室には、前記壁面部材と反対側の面を天面とし、複数の個別液室間の隔壁の面を側壁面としたとき、前記天面及び側壁面を二つの面とする三角錐形状又は前記天面及び側壁面を二つの面とし前記側壁面と平行な面を有する三角錐台形状の凸部が設けられている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記凸部は、前記個別液室の天面及び壁面に沿う方向に複数設けられ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。
【請求項３】
前記凸部は、前記個別流路の両側壁面に設けられ、かつ、液体の流れの方向において交互に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記複数の凸部は、隣接する個別液室間の隔壁の両側に液体の流れの方向において交互に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記複数の個別液室は形状が同じであり、
隣接する前記個別液室はノズル配列方向に千鳥状に配置され、
前記凸部は、各個別液室で液体の流れの方向において同じ位置に配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出ヘッド
【請求項６】
前記凸部は、前記壁面部材と接していない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。
【請求項７】
請求項１ないし６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。
【請求項１】
液滴を吐出する複数のノズルが形成されたノズル部材と、
前記ノズルが連通する溝状の複数の個別液室が形成された流路部材と、
前記個別液室の一面を形成する壁面部材と、を有し、
前記個別液室には、前記壁面部材と反対側の面を天面とし、複数の個別液室間の隔壁の面を側壁面としたとき、前記天面及び側壁面を二つの面とする三角錐形状又は前記天面及び側壁面を二つの面とし前記側壁面と平行な面を有する三角錐台形状の凸部が設けられている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記凸部は、前記個別液室の天面及び壁面に沿う方向に複数設けられ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。
【請求項３】
前記凸部は、前記個別流路の両側壁面に設けられ、かつ、液体の流れの方向において交互に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記複数の凸部は、隣接する個別液室間の隔壁の両側に液体の流れの方向において交互に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記複数の個別液室は形状が同じであり、
隣接する前記個別液室はノズル配列方向に千鳥状に配置され、
前記凸部は、各個別液室で液体の流れの方向において同じ位置に配置されている
ことを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出ヘッド
【請求項６】
前記凸部は、前記壁面部材と接していない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。
【請求項７】
請求項１ないし６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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−５６２８６（Ｐ２０１２−５６２８６Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０４５０７（Ｐ２０１０−２０４５０７）
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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