液体吐出ヘッド及び画像形成装置
【課題】ヘッドを大型化することなく、ヘッド部と液体供給部材の連結部の確実なシールを行えない。
【解決手段】フィルタユニット１０２とヘッドユニット１０１を通じる流路４０はノズル配列方向に沿う長方形状をなし、フィルタユニット１０２にはヘッドユニット１０１側に向けて突出する第１リブ１２２が設けられ、ヘッドユニット１０１には第１リブ１２２の外周側に第２リブ１１２が設けられて、第１リブ１２２の内周面で流路４０のノズル配列方向の両端側壁面及びノズル配列方向と直交する方向の一方の側壁面が形成され、第１リブ１２２と第２リブ１１２との間は径方向の第１シール部材１４１でシールされ、フィルタユニット１０２とヘッドユニット１０１との対向面の間には面方向の第２シール部材１４２が設けられ、第２シール部材１４２の壁面で流路４０のノズル配列方向と直交する方向の他方の側壁面が形成されている。
【解決手段】フィルタユニット１０２とヘッドユニット１０１を通じる流路４０はノズル配列方向に沿う長方形状をなし、フィルタユニット１０２にはヘッドユニット１０１側に向けて突出する第１リブ１２２が設けられ、ヘッドユニット１０１には第１リブ１２２の外周側に第２リブ１１２が設けられて、第１リブ１２２の内周面で流路４０のノズル配列方向の両端側壁面及びノズル配列方向と直交する方向の一方の側壁面が形成され、第１リブ１２２と第２リブ１１２との間は径方向の第１シール部材１４１でシールされ、フィルタユニット１０２とヘッドユニット１０１との対向面の間には面方向の第２シール部材１４２が設けられ、第２シール部材１４２の壁面で流路４０のノズル配列方向と直交する方向の他方の側壁面が形成されている。
【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、例えばインクジェット記録装置が知られている。
【０００３】
液体吐出ヘッドとしては、例えば、液滴を吐出する複数のノズルが通じる複数の個別液室に液体を供給する共通液室を有するヘッド部に、ヘッド部の共通液室に外部から液体を供給する液体供給部材を連結したものが知られている。この液体供給部材としては、例えば液体内の不純物をろ過するフィルタを有するフィルタユニットなどがある。
【０００４】
ここで、ヘッド部と液体供給部材とを連結するとき、液漏れを防ぐために、ヘッド部と液体供給部材との間の連結部分は確実にシールする必要がある。
【０００５】
従前の液体吐出ヘッドにあっては、ヘッド部の共通液室に通じて外部から液体を供給するための供給口部は比較的小さな径の筒状部とされているため、液体供給部材との間はＯリングなどの径方向のシール部材やチューブ材などでシールをすることが行われている（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３０５８７３号公報
【特許文献２】特許第４６０２７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、液体吐出ヘッドとしては、ノズル数の増加や長尺化に伴って液供給を円滑に行うために共通液室が大容量化していることから、共通液室への供給口部を、少なくともノズル配列方向で共通液室と同程度の大きさの長方形状に開口させたものがある。
【０００８】
このような液体吐出ヘッドにおいて、液体供給部材としての例えばフィルタユニットの供給口部とヘッド部の供給口部とを連結する連結部において、Ｏリングなどの径方向のシール部材のみでシールを行うと、液体吐出ヘッドの幅が大きくなるという課題がある。
【０００９】
また、特許文献１に開示されているようなチューブ状部材によるシールを行うと、液体吐出ヘッドの高さが高くなってしまうという課題がある。
【００１０】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、液体吐出ヘッドを大型化することなく、ヘッド部と液体供給部材との間の連結部を確実にシール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】
【００１１】
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通じる複数の個別液室に液体を供給する共通液室が形成された共通液室部材を有するヘッド部と、
前記液体をろ過するフィルタを有し、前記ヘッド部の共通液室に前記液体を供給する液体供給部材と、を有し、
前記ヘッド部の共通液室部材には、前記共通液室に通じる液体供給口部が設けられ、
前記液体供給部材には、前記液体を供給する供給口部が設けられ、
前記液体供給部材と前記共通液室部材とを連結する連結部には、前記液体供給部材の供給口部と前記共通液室部材の液体供給口部とを通じる流路が形成され、
前記連結部の流路は液体の流れ方向と直交する方向の断面形状がノズル配列方向に沿う長方形状であり、
前記液体供給部材及び前記共通液室部材のいずれか一方の部材には他方の部材側に向けて突出する第１凸部が設けられ、前記他方の部材には前記第１凸部の外周側に対向して前記一方の部材側に向けて突出する第２凸部が設けられて、
前記第１凸部の内周面で前記流路のノズル配列方向の両端側壁面及びノズル配列方向と直交する方向の一方の側壁面が形成され、
前記第１凸部と前記第２凸部との間は径方向の第１シール部材でシールされ、
前記液体供給部材と前記共通液室部材との間には面方向の第２シール部材が設けられ、
前記第２シール部材の壁面で前記流路のノズル配列方向と直交する方向の他方の側壁面が形成されている
構成とした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、液体吐出ヘッドを大型化することなく、液体吐出ヘッドと液体供給部材との間の連結部を確実にシールできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドをノズル面側から見た外観斜視説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図である。
【図３】同じくヘッド部と液体供給部材とを連結する前の状態の図１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図である。
【図４】同ヘッド部の要部断面説明図である。
【図５】共通液室部材をフィルタユニット側から見た平面説明図である。
【図６】フィルタユニットを共通液室部材側から見た平面説明図である。
【図７】第１シール部材と第２シール部材の交差部分の拡大斜視説明図である。
【図８】本発明に係る画像形成装置の一例の機構部を説明する側面説明図である。
【図９】同機構部の要部平面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。本発明の一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は同液体吐出ヘッドをノズル面側から見た外観斜視説明図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、図３は同じくヘッド部と液体供給部材とを連結する前の状態の図１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、図４は同ヘッド部の要部断面説明図である。なお、図２ないし図４は滴吐出方向を下側に向けて図示している。
【００１５】
本実施形態の液体吐出ヘッドは、ヘッド部（以下「ヘッドユニット」という。）１０１と、ヘッドユニット１０１に連結した液体供給部材としてのフィルタユニット１０２とを備えている。なお、液体供給部材は、フィルタユニットに限らず、ヘッドタンクなどでもよい。
【００１６】
ヘッドユニット１０１は、ノズル板１と、流路板（液室基板）２と、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を変位させる圧電アクチュエータ１１と、ヘッドユニット１０１のフレーム（本体フレーム）を構成する共通流路部材としての共通液室部材２０とを備えている。ここでは、流路板２と振動板部材３とで流路部材５を構成している。
【００１７】
ノズル板１には液滴を吐出する複数のノズル４を配列したノズル列が２列形成され、流路板２及び振動板部材３によって、各ノズル４が通じる個別流路としての個別液室（加圧液室、圧力室、加圧室、流路などとも称される。）６、個別液室６に液体を供給する流体抵抗部を兼ねた液体供給路７などを形成している。
【００１８】
そして、共通液室部材２０の共通流路としての共通液室１０から流路部材５のノズル配列方向と直交する方向の端面から複数の個別液室６に液体を供給する。
【００１９】
一方、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３ａ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。
【００２０】
この圧電アクチュエータ１１は、ベース部材１３上に接着剤接合した複数の積層型圧電部材１２を有し、圧電部材１２にはハーフカットダイシングによって溝加工して１つの圧電部材に対して所要数の柱状の圧電素子（これを「圧電柱」という。）を所定の間隔で櫛歯状に形成している。また、圧電部材１２の圧電柱の外部電極に駆動信号を与えるためのフレキシブル配線基板としてのＦＰＣ１５が接続されている。
【００２１】
共通液室部材２０は、このヘッドユニット１０１全体のフレーム部材（本体フレーム）を兼ねており、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、この共通液室部材２０は、ノズル配列方向と直交する方向では、ノズル板１の周縁部と流路部材５を構成する振動板部材３の端部に段違いで接着剤にて接合している。
【００２２】
このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば圧電部材１２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、振動板部材３の液室壁面を形成する振動領域３ａが下降して個別液室６の容積が膨張することで、個別液室６内に液体が流入し、その後圧電柱に印加する電圧を上げて圧電柱を積層方向に伸長させ、振動板部材３の振動領域３ａ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とにより、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。
【００２３】
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板部材３の振動領域３ａ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。
【００２４】
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。
【００２５】
次に、この液体吐出ヘッドにおけるヘッドユニット１０１とフィルタユニット１０２との連結部の詳細について図５及び図６も参照して説明する。図５は共通液室部材をフィルタユニット側から見た平面説明図、図６はフィルタユニットを共通液室部材側から見た平面説明図である。
【００２６】
ヘッドユニット１０１の共通液室部材２０には、共通液室１０に通じる液体供給口部１１１が設けられている。液体供給口部１１１は、図５にも示すように、液体の流れ方向と直交する方向の断面形状がノズル配列方向に沿う長方形状（長方形状とは、長方形に限らず、長手方向端部が円弧状に形成されているような形状も含む意味である。）をなしている。ここでは、ノズル配列方向において、共通液室１０と液体供給口部１１１とは同じ長さとしているが、これに限るものではない。なお、共通液室部材２０には圧電アクチュエータ１１を収容する穴部２１が設けられている。
【００２７】
フィルタユニット１０２は、フィルタケース部材３０内に液体をろ過するフィルタ１２０を有している。フィルタケース部材３０は、二分割された部材であり、フィルタ１２０を挟み込んで圧力を加えて接合している。
【００２８】
そして、フィルタケース部材３０には、上流側の図示しないヘッドタンクから送り込まれる液体をフィルタ１２０でろ過して、フィルタ下流側の供給口部１２１からヘッドユニット１０１に液体を供給する。この供給口部１２１も、図６に示すように、液体供給口部１１１と同じ形状である。なお、フィルタケース部材３０にはＦＰＣ１５を通す貫通穴３１が形成されている。
【００２９】
そして、これらのヘッドユニット１０１の共通液室部材２０とフィルタユニット１０２のケース部材３０とは固定されている。
【００３０】
ここで、フィルタユニット１０２のフィルタケース部材３０とヘッドユニット１０１の共通液室部材２０との間で、フィルタケース部材３０の供給口部１２１と共通液室部材２０の液体供給口部１１１とを連結している連結部１０３には、供給口部１２１と液体供給口部１１１とを通じる流路４０が形成されている。
【００３１】
ここで、連結部１０３の流路４０は、液体供給口部１１１及び供給口部１２１の形状に対応して、液体の流れ方向と直交する方向の断面形状がノズル配列方向に沿う長方形状としている。
【００３２】
そして、フィルタユニット１０２のフィルタケース部材３０には、共通液室部材２０側に向けて突出する第１凸部である第１リブ１２２が一体に形成されている。
【００３３】
また、ヘッドユニット１０１の共通液室部材２０には、第１リブ１２２の外周側に対向し、フィルタユニット１０２側に向けて突出する第２凸部である第２リブ１１２が一体に形成されている。なお、第２リブ１１２は図５に示すように共通液室部材２０の外周全体に設けられているが、第２凸部として機能するのは第１リブ１２２の外周面に対向する範囲である。
【００３４】
これにより、図６に示すように、第１リブ１２２の内周面で流路４０のノズル配列方向の両端側壁面４０ａ、４０ｂ及びノズル配列方向と直交する方向の一方の（本実施形態ではノズル配列方向と直交する方向で外方向になる）側壁面４０ｃが形成されている。
【００３５】
また、第１リブ１２２と第２リブ１１２との間は径方向の第１シール部材１４１でシールされている。
【００３６】
一方、フィルタユニット１０２のフィルタケース部材３０とヘッドユニット１０１の共通液室部材２０の対向する面の間には、第１リブ１２２で形成される側壁面４０ｃに対向して、ノズル配列方向に沿って、面方向の第２シール部材１４２が設けられている。
【００３７】
これにより、第２シール部材１４２の壁面で流路４０のノズル配列方向と直交する方向の他方の側壁面４０ｄが形成されている。
【００３８】
ここで、フィルタユニット１０２をヘッドユニット１０１に連結固定する前の状態では、図３に示すように、第１シール部材１４１はフィルタユニット１０２のフィルタケース部材３０の第１リブ１２２の外周面側に設けられ、第２シール部材１４２もフィルタユニット１０２のフィルタケース部材３０側に設けられている。
【００３９】
この場合、第１シール部材１４１及び第２シール部材１４２とフィルタケース部材３０とを二色成形などで形成することによって、容易に第１シール部材１４１及び第２シール部材１４２とフィルタケース部材３０を一体形成することができる。
【００４０】
これにより、フィルタユニット１０２をヘッドユニット１０１の共通液室部材２０内周面に押し込むだけで適切な位置に第１シール部材１４１及び第２シール部材１４２を配置することができて、ヘッドの組み立てが容易になる。また、二色成形を用いることで、別個に製造する場合よりもコストの低減を図れ、フィルタユニット１０２と第１シール部材１４１及び第２シール部材１４２との間のシール性も向上し、部品点数を削減できて、専用金型が不要になるなど、コストの低減を図れる。
【００４１】
また、第１シール部材１４１は、図３に示すように、液体の流れの方向に沿う断面の形状が、第２リブ１１２側が曲線で形成されている形状である。このような形状とすることで、嵌め込みが容易になり、捩れが防止され、シール性も向上する。
【００４２】
また、第２シール部材１４２の液体の流れの方向の長さａは、フィルタユニット１０２の第１リブ１２２の同方向の長さｂよりも長く形成されている。このような関係にすることで、面方向シール部材である第２シール部材１４２によるシール性が向上する。
【００４３】
また、フィルタユニット１０２の第１リブ１２２の同方向の長さｂと共通液室部材２０の第２リブ１１２の同方向の長さｃは同じに形成している。このような関係にすることで、第２シール部材１４２からの反力でフィルタユニット１０２が撓んでしまうことを防止できる。
【００４４】
そして、ヘッドユニット１０１にフィルタユニット１０２を組み付けるには、図３に示す状態から図２に示すように、フィルタユニット１０２をヘッドユニット１０１に連結して固定する。
【００４５】
これにより、第２シール部材１４２がフィルタユニット１０２のフィルタケース部材３０とヘッドユニット１０１の共通液室部材２０との間で面方向（液体の流れ方向と同じ方向）に押し潰されて、流路４０の側壁面４０ｄが形成されるとともに、フィルタユニット１０２のフィルタケース部材３０とヘッドユニット１０１の共通液室部材２０の対向面の間がシールされる。
【００４６】
また、第１シール部材１４１がフィルタユニット１０２のフィルタケース部材３０の第１リブ１２２の外周面とヘッドユニット１０１の共通液室部材２０の第２リブ１１２の内周面との間で径方向に押し潰されて、第１リブ１２２の内周面で流路４０の側壁面４０ａ〜４０ｃが形成されるとともに、フィルタユニット１０２の第１リブ１２２とヘッドユニット１０１の第２リブ１１２との間がシールされる。
【００４７】
なお、フィルタユニット１０２のケース部材３０とヘッドユニット１０１の共通液室部材２０とはネジによる締結、熱かしめ、ラチェット、接着などによって固定される。
【００４８】
このように、この液体吐出ヘッドにおいては、連結部１０３では、流路４０のノズル配列方向と直交する方向の側壁面４０ｄの部分は面方向の第２シール部材１４２で形成され、ヘッドユニット１０１とフィルタユニット１０２との間がシールされ、その他の側壁面は第１凸部である第１リブ１２２で形成され、径方向の第１シール部材１４１でシールされることになる。
【００４９】
これにより、フィルタユニット１０２とヘッドユニット１０１に設ける凸部（リブ）の数ないし領域を少なくすることができる。
【００５０】
つまり、フィルタユニット１０２側にヘッドユニット１０１の液体供給口部１１１と同形状（平面で見て）の第１リブ１２２を形成し、Ｏリングなどの径方向シール部材でシールしようとすると、ヘッドユニット１０１の共通液室部材２０側にも第１リブ１２２の外周全体を囲む第２リブ１１２を形成しなければならない。
【００５１】
この結果、本体フレームを構成する共通液室部材２０の幅（ノズル配列方向と直交する方向の幅）を大きくしなくてはならない。このことは、流路板２や振動板部材３、ノズル板１の大型化を招き、１ヘッド当たりのコストが高くなるだけでなく、ヘッド部内の流路が長くなることで、滴吐出特性にも影響を与えるおそれがある。
【００５２】
逆に、フィルタユニット１０２の供給口部１２１とヘッドユニット１０１の液体供給口部１１１との間を筒状の面方向シール部材でシールしようとすると、面方向シール部材からの反力がフィルタユニット１０２及びヘッドユニット１０１に加わることになる。この反力によって、フィルタユニット１０２が変形して、シール部材のシール性が大幅に低下するおそれがある。また、ヘッドユニット１０１に反力が加わることで、滴吐出に影響を与えるおそれもある。
【００５３】
そこで、本実施形態では、連結部における流路の一部（本実施形態ではノズル配列方向と直交する方向の他方の側壁面）を面方向シール部材で形成するとともにシールし、他の部分（本実施形態ではノズル配列方向と直交する方向の一方の側壁面及びノズル配列方向の両側壁面）を凸部で形成して径方向シール部材でシールする。
【００５４】
これにより、ノズル配列方向と直交する方向におけるフィルタユニット１０２及び共通液室部材２０に設ける流路のノズル配列方向と直交する方向での１つの側壁面を形成するための凸部を省略することができて、ノズル配列方向と直交する方向の幅の増加を抑えることができる。
【００５５】
また、フィルタユニット１０２側及びヘッドユニット１０１側のいずれかに面方向シール部材で形成されない側壁面を形成する凸部を設け、径方向シール部材でシールすることで、面方向シール部材を押し潰すことによる反力によってフィルタユニット１０２が変形することを低減できる。
【００５６】
次に、第１シール部材１４１と第２シール部材１４２との交差部分について図１１を参照して説明する。図１１は同交差部分の拡大斜視説明図である。
【００５７】
第１シール部材１４１と第２シール部材１４２とは、それぞれの端部にて滑らかに交差しており、第２シール部材１４２には少なくとも交差部分に切欠き部１４３が設けられている。
【００５８】
つまり、第１シール部材１４１と第２シール部材１４２とを交差させることにより、第１シール部材１４１と第２シール部材１４２との端部間における液漏れを防止することができる。
【００５９】
また、第１シール部材１４１と第２シール部材１４２との交差部分に切欠き部１４３を設けることで、第１シール部材１４１と第２シール部材１４２が潰されたときの逃げ部として作用させることができて、シール性の低下を防止することができる。
【００６０】
なお、上記実施形態では、圧電型ヘッドで説明しているが、発熱抵抗体を設けたサーマル型ヘッドでも、その他静電型ヘッドであっても、同様に本発明を適用することができる。
【００６１】
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。
【００６２】
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側面説明図、図８は同機構部の要部平面説明図である。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
記録ヘッド２３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、一方の記録ヘッド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、他方の記録ヘッド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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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、キャリッジの小型化を図れ、高画質画像を安定して形成することができる。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【符号の説明】
【００８３】
１ ノズル板
２ 流路板
３ 振動板部材
４ ノズル
６ 液室（個別流路、圧力室）
１０ 共通液室
１２ 圧電部材
２０ 共通液室部材
３０ フィルタケース部材
４０ 流路
１０１ ヘッドユニット（ヘッド部）
１０２ フィルタユニット（液体供給部材）
１０３ 連結部
１１１ 液体供給口部
１１２ 第２リブ（第２凸部）
１２０ フィルタ
１２１ 供給口部
１２２ 第１リブ（第１凸部）
１４１ 第１シール部材
１４２ 第２シール部材
２３３ キャリッジ
２３４ａ、２３４ｂ 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、例えばインクジェット記録装置が知られている。
【０００３】
液体吐出ヘッドとしては、例えば、液滴を吐出する複数のノズルが通じる複数の個別液室に液体を供給する共通液室を有するヘッド部に、ヘッド部の共通液室に外部から液体を供給する液体供給部材を連結したものが知られている。この液体供給部材としては、例えば液体内の不純物をろ過するフィルタを有するフィルタユニットなどがある。
【０００４】
ここで、ヘッド部と液体供給部材とを連結するとき、液漏れを防ぐために、ヘッド部と液体供給部材との間の連結部分は確実にシールする必要がある。
【０００５】
従前の液体吐出ヘッドにあっては、ヘッド部の共通液室に通じて外部から液体を供給するための供給口部は比較的小さな径の筒状部とされているため、液体供給部材との間はＯリングなどの径方向のシール部材やチューブ材などでシールをすることが行われている（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３０５８７３号公報
【特許文献２】特許第４６０２７８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、液体吐出ヘッドとしては、ノズル数の増加や長尺化に伴って液供給を円滑に行うために共通液室が大容量化していることから、共通液室への供給口部を、少なくともノズル配列方向で共通液室と同程度の大きさの長方形状に開口させたものがある。
【０００８】
このような液体吐出ヘッドにおいて、液体供給部材としての例えばフィルタユニットの供給口部とヘッド部の供給口部とを連結する連結部において、Ｏリングなどの径方向のシール部材のみでシールを行うと、液体吐出ヘッドの幅が大きくなるという課題がある。
【０００９】
また、特許文献１に開示されているようなチューブ状部材によるシールを行うと、液体吐出ヘッドの高さが高くなってしまうという課題がある。
【００１０】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、液体吐出ヘッドを大型化することなく、ヘッド部と液体供給部材との間の連結部を確実にシール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】
【００１１】
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通じる複数の個別液室に液体を供給する共通液室が形成された共通液室部材を有するヘッド部と、
前記液体をろ過するフィルタを有し、前記ヘッド部の共通液室に前記液体を供給する液体供給部材と、を有し、
前記ヘッド部の共通液室部材には、前記共通液室に通じる液体供給口部が設けられ、
前記液体供給部材には、前記液体を供給する供給口部が設けられ、
前記液体供給部材と前記共通液室部材とを連結する連結部には、前記液体供給部材の供給口部と前記共通液室部材の液体供給口部とを通じる流路が形成され、
前記連結部の流路は液体の流れ方向と直交する方向の断面形状がノズル配列方向に沿う長方形状であり、
前記液体供給部材及び前記共通液室部材のいずれか一方の部材には他方の部材側に向けて突出する第１凸部が設けられ、前記他方の部材には前記第１凸部の外周側に対向して前記一方の部材側に向けて突出する第２凸部が設けられて、
前記第１凸部の内周面で前記流路のノズル配列方向の両端側壁面及びノズル配列方向と直交する方向の一方の側壁面が形成され、
前記第１凸部と前記第２凸部との間は径方向の第１シール部材でシールされ、
前記液体供給部材と前記共通液室部材との間には面方向の第２シール部材が設けられ、
前記第２シール部材の壁面で前記流路のノズル配列方向と直交する方向の他方の側壁面が形成されている
構成とした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、液体吐出ヘッドを大型化することなく、液体吐出ヘッドと液体供給部材との間の連結部を確実にシールできる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドをノズル面側から見た外観斜視説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図である。
【図３】同じくヘッド部と液体供給部材とを連結する前の状態の図１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図である。
【図４】同ヘッド部の要部断面説明図である。
【図５】共通液室部材をフィルタユニット側から見た平面説明図である。
【図６】フィルタユニットを共通液室部材側から見た平面説明図である。
【図７】第１シール部材と第２シール部材の交差部分の拡大斜視説明図である。
【図８】本発明に係る画像形成装置の一例の機構部を説明する側面説明図である。
【図９】同機構部の要部平面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。本発明の一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は同液体吐出ヘッドをノズル面側から見た外観斜視説明図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、図３は同じくヘッド部と液体供給部材とを連結する前の状態の図１のＡ−Ａ線に沿う断面説明図、図４は同ヘッド部の要部断面説明図である。なお、図２ないし図４は滴吐出方向を下側に向けて図示している。
【００１５】
本実施形態の液体吐出ヘッドは、ヘッド部（以下「ヘッドユニット」という。）１０１と、ヘッドユニット１０１に連結した液体供給部材としてのフィルタユニット１０２とを備えている。なお、液体供給部材は、フィルタユニットに限らず、ヘッドタンクなどでもよい。
【００１６】
ヘッドユニット１０１は、ノズル板１と、流路板（液室基板）２と、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を変位させる圧電アクチュエータ１１と、ヘッドユニット１０１のフレーム（本体フレーム）を構成する共通流路部材としての共通液室部材２０とを備えている。ここでは、流路板２と振動板部材３とで流路部材５を構成している。
【００１７】
ノズル板１には液滴を吐出する複数のノズル４を配列したノズル列が２列形成され、流路板２及び振動板部材３によって、各ノズル４が通じる個別流路としての個別液室（加圧液室、圧力室、加圧室、流路などとも称される。）６、個別液室６に液体を供給する流体抵抗部を兼ねた液体供給路７などを形成している。
【００１８】
そして、共通液室部材２０の共通流路としての共通液室１０から流路部材５のノズル配列方向と直交する方向の端面から複数の個別液室６に液体を供給する。
【００１９】
一方、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３ａ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。
【００２０】
この圧電アクチュエータ１１は、ベース部材１３上に接着剤接合した複数の積層型圧電部材１２を有し、圧電部材１２にはハーフカットダイシングによって溝加工して１つの圧電部材に対して所要数の柱状の圧電素子（これを「圧電柱」という。）を所定の間隔で櫛歯状に形成している。また、圧電部材１２の圧電柱の外部電極に駆動信号を与えるためのフレキシブル配線基板としてのＦＰＣ１５が接続されている。
【００２１】
共通液室部材２０は、このヘッドユニット１０１全体のフレーム部材（本体フレーム）を兼ねており、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、この共通液室部材２０は、ノズル配列方向と直交する方向では、ノズル板１の周縁部と流路部材５を構成する振動板部材３の端部に段違いで接着剤にて接合している。
【００２２】
このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば圧電部材１２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、振動板部材３の液室壁面を形成する振動領域３ａが下降して個別液室６の容積が膨張することで、個別液室６内に液体が流入し、その後圧電柱に印加する電圧を上げて圧電柱を積層方向に伸長させ、振動板部材３の振動領域３ａ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とにより、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。
【００２３】
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板部材３の振動領域３ａ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。
【００２４】
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。
【００２５】
次に、この液体吐出ヘッドにおけるヘッドユニット１０１とフィルタユニット１０２との連結部の詳細について図５及び図６も参照して説明する。図５は共通液室部材をフィルタユニット側から見た平面説明図、図６はフィルタユニットを共通液室部材側から見た平面説明図である。
【００２６】
ヘッドユニット１０１の共通液室部材２０には、共通液室１０に通じる液体供給口部１１１が設けられている。液体供給口部１１１は、図５にも示すように、液体の流れ方向と直交する方向の断面形状がノズル配列方向に沿う長方形状（長方形状とは、長方形に限らず、長手方向端部が円弧状に形成されているような形状も含む意味である。）をなしている。ここでは、ノズル配列方向において、共通液室１０と液体供給口部１１１とは同じ長さとしているが、これに限るものではない。なお、共通液室部材２０には圧電アクチュエータ１１を収容する穴部２１が設けられている。
【００２７】
フィルタユニット１０２は、フィルタケース部材３０内に液体をろ過するフィルタ１２０を有している。フィルタケース部材３０は、二分割された部材であり、フィルタ１２０を挟み込んで圧力を加えて接合している。
【００２８】
そして、フィルタケース部材３０には、上流側の図示しないヘッドタンクから送り込まれる液体をフィルタ１２０でろ過して、フィルタ下流側の供給口部１２１からヘッドユニット１０１に液体を供給する。この供給口部１２１も、図６に示すように、液体供給口部１１１と同じ形状である。なお、フィルタケース部材３０にはＦＰＣ１５を通す貫通穴３１が形成されている。
【００２９】
そして、これらのヘッドユニット１０１の共通液室部材２０とフィルタユニット１０２のケース部材３０とは固定されている。
【００３０】
ここで、フィルタユニット１０２のフィルタケース部材３０とヘッドユニット１０１の共通液室部材２０との間で、フィルタケース部材３０の供給口部１２１と共通液室部材２０の液体供給口部１１１とを連結している連結部１０３には、供給口部１２１と液体供給口部１１１とを通じる流路４０が形成されている。
【００３１】
ここで、連結部１０３の流路４０は、液体供給口部１１１及び供給口部１２１の形状に対応して、液体の流れ方向と直交する方向の断面形状がノズル配列方向に沿う長方形状としている。
【００３２】
そして、フィルタユニット１０２のフィルタケース部材３０には、共通液室部材２０側に向けて突出する第１凸部である第１リブ１２２が一体に形成されている。
【００３３】
また、ヘッドユニット１０１の共通液室部材２０には、第１リブ１２２の外周側に対向し、フィルタユニット１０２側に向けて突出する第２凸部である第２リブ１１２が一体に形成されている。なお、第２リブ１１２は図５に示すように共通液室部材２０の外周全体に設けられているが、第２凸部として機能するのは第１リブ１２２の外周面に対向する範囲である。
【００３４】
これにより、図６に示すように、第１リブ１２２の内周面で流路４０のノズル配列方向の両端側壁面４０ａ、４０ｂ及びノズル配列方向と直交する方向の一方の（本実施形態ではノズル配列方向と直交する方向で外方向になる）側壁面４０ｃが形成されている。
【００３５】
また、第１リブ１２２と第２リブ１１２との間は径方向の第１シール部材１４１でシールされている。
【００３６】
一方、フィルタユニット１０２のフィルタケース部材３０とヘッドユニット１０１の共通液室部材２０の対向する面の間には、第１リブ１２２で形成される側壁面４０ｃに対向して、ノズル配列方向に沿って、面方向の第２シール部材１４２が設けられている。
【００３７】
これにより、第２シール部材１４２の壁面で流路４０のノズル配列方向と直交する方向の他方の側壁面４０ｄが形成されている。
【００３８】
ここで、フィルタユニット１０２をヘッドユニット１０１に連結固定する前の状態では、図３に示すように、第１シール部材１４１はフィルタユニット１０２のフィルタケース部材３０の第１リブ１２２の外周面側に設けられ、第２シール部材１４２もフィルタユニット１０２のフィルタケース部材３０側に設けられている。
【００３９】
この場合、第１シール部材１４１及び第２シール部材１４２とフィルタケース部材３０とを二色成形などで形成することによって、容易に第１シール部材１４１及び第２シール部材１４２とフィルタケース部材３０を一体形成することができる。
【００４０】
これにより、フィルタユニット１０２をヘッドユニット１０１の共通液室部材２０内周面に押し込むだけで適切な位置に第１シール部材１４１及び第２シール部材１４２を配置することができて、ヘッドの組み立てが容易になる。また、二色成形を用いることで、別個に製造する場合よりもコストの低減を図れ、フィルタユニット１０２と第１シール部材１４１及び第２シール部材１４２との間のシール性も向上し、部品点数を削減できて、専用金型が不要になるなど、コストの低減を図れる。
【００４１】
また、第１シール部材１４１は、図３に示すように、液体の流れの方向に沿う断面の形状が、第２リブ１１２側が曲線で形成されている形状である。このような形状とすることで、嵌め込みが容易になり、捩れが防止され、シール性も向上する。
【００４２】
また、第２シール部材１４２の液体の流れの方向の長さａは、フィルタユニット１０２の第１リブ１２２の同方向の長さｂよりも長く形成されている。このような関係にすることで、面方向シール部材である第２シール部材１４２によるシール性が向上する。
【００４３】
また、フィルタユニット１０２の第１リブ１２２の同方向の長さｂと共通液室部材２０の第２リブ１１２の同方向の長さｃは同じに形成している。このような関係にすることで、第２シール部材１４２からの反力でフィルタユニット１０２が撓んでしまうことを防止できる。
【００４４】
そして、ヘッドユニット１０１にフィルタユニット１０２を組み付けるには、図３に示す状態から図２に示すように、フィルタユニット１０２をヘッドユニット１０１に連結して固定する。
【００４５】
これにより、第２シール部材１４２がフィルタユニット１０２のフィルタケース部材３０とヘッドユニット１０１の共通液室部材２０との間で面方向（液体の流れ方向と同じ方向）に押し潰されて、流路４０の側壁面４０ｄが形成されるとともに、フィルタユニット１０２のフィルタケース部材３０とヘッドユニット１０１の共通液室部材２０の対向面の間がシールされる。
【００４６】
また、第１シール部材１４１がフィルタユニット１０２のフィルタケース部材３０の第１リブ１２２の外周面とヘッドユニット１０１の共通液室部材２０の第２リブ１１２の内周面との間で径方向に押し潰されて、第１リブ１２２の内周面で流路４０の側壁面４０ａ〜４０ｃが形成されるとともに、フィルタユニット１０２の第１リブ１２２とヘッドユニット１０１の第２リブ１１２との間がシールされる。
【００４７】
なお、フィルタユニット１０２のケース部材３０とヘッドユニット１０１の共通液室部材２０とはネジによる締結、熱かしめ、ラチェット、接着などによって固定される。
【００４８】
このように、この液体吐出ヘッドにおいては、連結部１０３では、流路４０のノズル配列方向と直交する方向の側壁面４０ｄの部分は面方向の第２シール部材１４２で形成され、ヘッドユニット１０１とフィルタユニット１０２との間がシールされ、その他の側壁面は第１凸部である第１リブ１２２で形成され、径方向の第１シール部材１４１でシールされることになる。
【００４９】
これにより、フィルタユニット１０２とヘッドユニット１０１に設ける凸部（リブ）の数ないし領域を少なくすることができる。
【００５０】
つまり、フィルタユニット１０２側にヘッドユニット１０１の液体供給口部１１１と同形状（平面で見て）の第１リブ１２２を形成し、Ｏリングなどの径方向シール部材でシールしようとすると、ヘッドユニット１０１の共通液室部材２０側にも第１リブ１２２の外周全体を囲む第２リブ１１２を形成しなければならない。
【００５１】
この結果、本体フレームを構成する共通液室部材２０の幅（ノズル配列方向と直交する方向の幅）を大きくしなくてはならない。このことは、流路板２や振動板部材３、ノズル板１の大型化を招き、１ヘッド当たりのコストが高くなるだけでなく、ヘッド部内の流路が長くなることで、滴吐出特性にも影響を与えるおそれがある。
【００５２】
逆に、フィルタユニット１０２の供給口部１２１とヘッドユニット１０１の液体供給口部１１１との間を筒状の面方向シール部材でシールしようとすると、面方向シール部材からの反力がフィルタユニット１０２及びヘッドユニット１０１に加わることになる。この反力によって、フィルタユニット１０２が変形して、シール部材のシール性が大幅に低下するおそれがある。また、ヘッドユニット１０１に反力が加わることで、滴吐出に影響を与えるおそれもある。
【００５３】
そこで、本実施形態では、連結部における流路の一部（本実施形態ではノズル配列方向と直交する方向の他方の側壁面）を面方向シール部材で形成するとともにシールし、他の部分（本実施形態ではノズル配列方向と直交する方向の一方の側壁面及びノズル配列方向の両側壁面）を凸部で形成して径方向シール部材でシールする。
【００５４】
これにより、ノズル配列方向と直交する方向におけるフィルタユニット１０２及び共通液室部材２０に設ける流路のノズル配列方向と直交する方向での１つの側壁面を形成するための凸部を省略することができて、ノズル配列方向と直交する方向の幅の増加を抑えることができる。
【００５５】
また、フィルタユニット１０２側及びヘッドユニット１０１側のいずれかに面方向シール部材で形成されない側壁面を形成する凸部を設け、径方向シール部材でシールすることで、面方向シール部材を押し潰すことによる反力によってフィルタユニット１０２が変形することを低減できる。
【００５６】
次に、第１シール部材１４１と第２シール部材１４２との交差部分について図１１を参照して説明する。図１１は同交差部分の拡大斜視説明図である。
【００５７】
第１シール部材１４１と第２シール部材１４２とは、それぞれの端部にて滑らかに交差しており、第２シール部材１４２には少なくとも交差部分に切欠き部１４３が設けられている。
【００５８】
つまり、第１シール部材１４１と第２シール部材１４２とを交差させることにより、第１シール部材１４１と第２シール部材１４２との端部間における液漏れを防止することができる。
【００５９】
また、第１シール部材１４１と第２シール部材１４２との交差部分に切欠き部１４３を設けることで、第１シール部材１４１と第２シール部材１４２が潰されたときの逃げ部として作用させることができて、シール性の低下を防止することができる。
【００６０】
なお、上記実施形態では、圧電型ヘッドで説明しているが、発熱抵抗体を設けたサーマル型ヘッドでも、その他静電型ヘッドであっても、同様に本発明を適用することができる。
【００６１】
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。
【００６２】
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側面説明図、図８は同機構部の要部平面説明図である。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
記録ヘッド２３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、一方の記録ヘッド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、他方の記録ヘッド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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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、キャリッジの小型化を図れ、高画質画像を安定して形成することができる。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【符号の説明】
【００８３】
１ ノズル板
２ 流路板
３ 振動板部材
４ ノズル
６ 液室（個別流路、圧力室）
１０ 共通液室
１２ 圧電部材
２０ 共通液室部材
３０ フィルタケース部材
４０ 流路
１０１ ヘッドユニット（ヘッド部）
１０２ フィルタユニット（液体供給部材）
１０３ 連結部
１１１ 液体供給口部
１１２ 第２リブ（第２凸部）
１２０ フィルタ
１２１ 供給口部
１２２ 第１リブ（第１凸部）
１４１ 第１シール部材
１４２ 第２シール部材
２３３ キャリッジ
２３４ａ、２３４ｂ 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通じる複数の個別液室に液体を供給する共通液室が形成された共通液室部材を有するヘッド部と、
前記液体をろ過するフィルタを有し、前記ヘッド部の共通液室に前記液体を供給する液体供給部材と、を有し、
前記ヘッド部の共通液室部材には、前記共通液室に通じる液体供給口部が設けられ、
前記液体供給部材には、前記液体を供給する供給口部が設けられ、
前記液体供給部材と前記共通液室部材とを連結する連結部には、前記液体供給部材の供給口部と前記共通液室部材の液体供給口部とを通じる流路が形成され、
前記連結部の流路は液体の流れ方向と直交する方向の断面形状がノズル配列方向に沿う長方形状であり、
前記液体供給部材及び前記共通液室部材のいずれか一方の部材には他方の部材側に向けて突出する第１凸部が設けられ、前記他方の部材には前記第１凸部の外周側に対向して前記一方の部材側に向けて突出する第２凸部が設けられて、
前記第１凸部の内周面で前記流路のノズル配列方向の両端側壁面及びノズル配列方向と直交する方向の一方の側壁面が形成され、
前記第１凸部と前記第２凸部との間は径方向の第１シール部材でシールされ、
前記液体供給部材と前記共通液室部材との間には面方向の第２シール部材が設けられ、
前記第２シール部材の壁面で前記流路のノズル配列方向と直交する方向の他方の側壁面が形成されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記第１凸部と前記第２凸部とは、前記液体の流れの方向の長さが同じ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。
【請求項３】
前記第１シール部材は、液体の流れの方向に沿う断面の形状が、前記第２凸部側が曲線で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。
【請求項４】
前記第１シール部材と前記第２シール部材とは端部で交差していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記第１シール部材及び前記第２シール部材の少なくともいずれかには、少なくとも交差部分に切り欠きが設けら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。
【請求項６】
前記第１シール部材と前記第１凸部が設けられている部材は一体形成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。
【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通じる複数の個別液室に液体を供給する共通液室が形成された共通液室部材を有するヘッド部と、
前記液体をろ過するフィルタを有し、前記ヘッド部の共通液室に前記液体を供給する液体供給部材と、を有し、
前記ヘッド部の共通液室部材には、前記共通液室に通じる液体供給口部が設けられ、
前記液体供給部材には、前記液体を供給する供給口部が設けられ、
前記液体供給部材と前記共通液室部材とを連結する連結部には、前記液体供給部材の供給口部と前記共通液室部材の液体供給口部とを通じる流路が形成され、
前記連結部の流路は液体の流れ方向と直交する方向の断面形状がノズル配列方向に沿う長方形状であり、
前記液体供給部材及び前記共通液室部材のいずれか一方の部材には他方の部材側に向けて突出する第１凸部が設けられ、前記他方の部材には前記第１凸部の外周側に対向して前記一方の部材側に向けて突出する第２凸部が設けられて、
前記第１凸部の内周面で前記流路のノズル配列方向の両端側壁面及びノズル配列方向と直交する方向の一方の側壁面が形成され、
前記第１凸部と前記第２凸部との間は径方向の第１シール部材でシールされ、
前記液体供給部材と前記共通液室部材との間には面方向の第２シール部材が設けられ、
前記第２シール部材の壁面で前記流路のノズル配列方向と直交する方向の他方の側壁面が形成されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記第１凸部と前記第２凸部とは、前記液体の流れの方向の長さが同じ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。
【請求項３】
前記第１シール部材は、液体の流れの方向に沿う断面の形状が、前記第２凸部側が曲線で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。
【請求項４】
前記第１シール部材と前記第２シール部材とは端部で交差していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
前記第１シール部材及び前記第２シール部材の少なくともいずれかには、少なくとも交差部分に切り欠きが設けら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。
【請求項６】
前記第１シール部材と前記第１凸部が設けられている部材は一体形成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。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１０７３４５（Ｐ２０１３−１０７３４５Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５５５５０（Ｐ２０１１−２５５５５０）
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２２日（２０１１．１１．２２）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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