液滴吐出ヘッド及びその製造方法、液滴吐出ヘッド一体型カートリッジおよび画像形成装置
【課題】ノズルへの異物詰まりを防止する。
【解決手段】液体を液滴として吐出するノズル４と、該ノズル４に連通する個別流路６と、液体が個別流路６に至る途中に設けられたフィルタ１０と、を少なくとも備えた液滴吐出ヘッド１において、フィルタ１０は、ノズル４から液滴を排出する方向に液体を流した場合と、ノズル４から液体を供給する方向に液体を流した場合とでは、捕捉できる異物のサイズが異なるものとしている。
【解決手段】液体を液滴として吐出するノズル４と、該ノズル４に連通する個別流路６と、液体が個別流路６に至る途中に設けられたフィルタ１０と、を少なくとも備えた液滴吐出ヘッド１において、フィルタ１０は、ノズル４から液滴を排出する方向に液体を流した場合と、ノズル４から液体を供給する方向に液体を流した場合とでは、捕捉できる異物のサイズが異なるものとしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッド及びその製造方法、液滴吐出ヘッド一体型カートリッジおよび画像形成装置に関する。さらに詳述すると、液滴吐出ヘッドにおける異物等の除去に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば、液滴吐出ヘッドで構成した記録ヘッド（以下、液体吐出ヘッド、インクジェットヘッドともいう）を含む装置を用いて、記録媒体（以下、用紙ともいうが材質を限定するものではなく、被記録媒体、記録用紙、転写材、記録紙なども同義で使用する）を搬送しながら、液体としてのインクを用紙に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる）を行なう、いわゆるインクジェット方式の画像形成装置（以下、インクジェット記録装置ともいう）が知られている。
【０００３】
一般に、インクジェットヘッドは、数十μｍの大きさで形成したノズルやインク液室等を備えて構成されているが、従来、インクジェットヘッドの製造過程において混入した異物が、インクジェットヘッドへインクによって流されてきてノズルに詰まり、インクジェットヘッドの吐出不良を発生させるという問題があった。
【０００４】
このため、インクジェット記録装置においては、インクジェットヘッドのノズルを異物等によって閉塞することを防ぐために、インクカートリッジからノズルにインクを供給するインク供給経路内に、異物や気泡を排除するフィルタを設置することが必要となっている。
【０００５】
しかしながら、フィルタを装着した状態では、組立工程で混入したノズル径より大きく且つフィルタ径より大きな異物を除去することが困難であるため、インクジェットヘッド内の異物を除去した後に、フィルタを装着する必要があるという問題がある。
【０００６】
ここで、インクジェットヘッド内の異物を除去あるいは洗浄に関する技術として、例えば、特許文献１には、フィルタのゴミ除去装置を備えたインクジェット記録装置が開示されている。また、特許文献２には、超音波洗浄を用いてインクジェットヘッドを洗浄する方法が開示されている。また、特許文献３には、インクジェットヘッドからフィルタを取り外した状態で洗浄するインクジェット記録装置が開示されている。また、特許文献４には、流路形状を複雑化し異物がノズルに到達するのを阻止するインクジェットヘッドが開示されている。
【０００７】
また、特許文献５および特許文献６には、インクジェット共通液室部に液排出口を設けて、フィルタユニットを装着した状態でインクジェットヘッドを洗浄することが可能なインクジェットヘッドが開示されている。さらに、特許文献７には、ノズル径が十分に大きな排出口を設けて、そこから異物を排出するインクジェットヘッドの製造方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、インクジェット記録装置を制御する情報処理端末（ＰＣ等）の処理能力が向上することに伴い、出力装置であるインクジェット記録装置の高速化も要求されている。この高速化の対応に際し、インクジェットヘッドでは、ノズル数の増加が要求され、それに伴って、吐出不良の原因となる異物除去手段の更なる改善が要求されている。
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１〜４に記載の技術では、フィルタユニットを装着する際に発塵してしまうおそれがあるという問題があった。また、フィルタユニットを独自に洗浄する必要があり、コスト高になってしまうという問題があった。
【００１０】
これに対し、特許文献５，６に記載の技術では、洗浄液排出口およびこれを塞ぐ栓が別途必要となり、その分、構造が複雑となるという問題があった。また、特許文献７に記載の発明でも、排出口を別途設けることでサイズも大きくなり、コスト的にも省スペース的にも不利となるという問題があった。
【００１１】
そこで本発明は、ノズル数が増加しても、インクジェットヘッドの製造過程で発生したフィルタ及びインクジェットヘッド内の異物を、フィルタ及びインクカートリッジからのインク供給手段を装着した状態で確実に取り除き、異物混入の可能性を排除できる液滴吐出ヘッド及びその製造方法、該液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出ヘッド一体型カートリッジおよび画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的を達成するため、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、液体を液滴として吐出するノズルと、該ノズルに連通する個別流路と、液体が個別流路に至る途中に設けられたフィルタと、を少なくとも備えた液滴吐出ヘッドにおいて、フィルタは、ノズルから液滴を排出する方向に液体を流した場合と、ノズルから液体を供給する方向に液体を流した場合とでは、捕捉できる異物のサイズが異なるものである。
【００１３】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、液体を液滴として吐出するノズルと、該ノズルに連通する個別流路と、液体が個別流路に至る途中に設けられたフィルタと、を少なくとも備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、フィルタは、ノズルから液滴を排出する方向に液体を流した場合と、ノズルから液体を供給する方向に液体を流した場合とでは、捕捉できる異物のサイズが異なり、フィルタの一部を電気鋳造工程により形成するようにしている。
【００１４】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッド一体型カートリッジは、本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えたものである。
【００１５】
また、本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る液滴吐出ヘッド、または、本発明に係る液滴吐出ヘッド一体型カートリッジを備えたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ノズルへの異物詰まりを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る液滴吐出ヘッドの断面図である。
【図２】フィルタプレートの断面図の一例である。
【図３】フィルタプレートの製造工程の説明図である。
【図４】フィルタプレートの断面図の他の例である。
【図５】ヘッド一体型インクカートリッジの一例を示す斜視図である。
【図６】インクジェット記録装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図である。
【図７】インクジェット記録装置の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】
【００１８】
以下、本発明に係る構成を図１から図７に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
（液滴吐出ヘッド）
本実施形態に係る液滴吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（加圧液室長手方向）の断面図を図１に示す。図１に示す液滴吐出ヘッド１は、ＳＵＳ（Steel Use Stainless）基板で形成した流路基板（液室基板ともいう）２と、この流路基板２の下面（図中の上側）に接合した振動板５と、流路基板２の上面（図中の下側）に接合したノズル板３とを有し、これらによって液滴を吐出するノズル４が連通する個別流路としての加圧液室（圧力室、加圧室、流路などとも称される）６、加圧液室６に液体であるインク（記録液）を供給する供給路を兼ねた流体抵抗部７、複数の加圧液室６に記録液を供給する共通液室８を形成している。
【００２０】
共通液室８の一部にはマニホールドプレート９により振動板５とギャップを持ってフィルタプレート１０（単に、フィルタ１０ともいう）が形成されている。
【００２１】
フィルタプレート１０としては、例えば、Ｎｉ、ＳＵＳ、樹脂フィルムなどをエッチング、またはレーザー加工等により形成したものを用いることができる（詳細は後述する）。また、共通液室８には図示しない記録液タンクから供給路を介して記録液が供給される。
【００２２】
流路基板２は、厚み５０ｕｍのＳＵＳ基板で構成されており、酸性エッチング液を用いてエッチング、あるいは打ち抜きなどの機械加工することで、各加圧液室６、流体抵抗部７などの開口がそれぞれ形成され、ノズル配列方向に並んで配置されている。
【００２３】
振動板５は、流路基板２に接着接合されている。振動板５としては、例えば、図１に示すように、ポリイミドなどの樹脂部材５ａにＳＵＳ基板から形成した凸部５ｂを接合して形成したものを用いることができる。また、この他、例えば、ニッケルの金属プレートから形成したものなどを用いることもできる。
【００２４】
ノズル板３は、各加圧液室６に対応して直径１０〜３０μｍの多数のノズル４を形成し、流路基板２に接着剤接合されている。ノズル板３としては、例えば、ステンレス、ニッケルなどの金属、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を用いることができる。また、ノズル面（吐出方向の表面、吐出面ともいう）には、インクとの撥水性を確保するため、メッキ被膜、あるいは撥水剤コーティングなどの方法で撥水膜が形成される。
【００２５】
また、振動板５の面外側（加圧液室６と反対面側）に凸部５ｂを介して各加圧液室６に対応して圧力発生手段（アクチュエータ手段）を構成する積層型圧電素子１２をそれぞれ接合し、これらの積層型圧電素子１２をベース部材１３に接合している。
【００２６】
複数の圧電素子１２としては、例えば、１つの圧電素子部材を溝加工（スリット加工）によって分断することなく形成したものを用いることができ、圧電素子部材は複数個圧電素子１２の並び方向（ノズル配列方向）に沿ってベース部材１３上に固定配置されている。また、圧電素子１２の一端面には駆動波形を与えるためのＦＰＣケーブル（図示せず）を接続されている。
【００２７】
なお、本実施形態では、圧電素子１２の圧電方向としてｄ３３方向の変位を用いて加圧液室６内インクを加圧するようにしている。また、圧電素子１２の圧電方向としてｄ３１方向の変位を用いて加圧液室６内インクを加圧する構成としても良い。
【００２８】
ここで、製造工程により混入した異物がフィルタプレート１０の下流からノズル４間に存在した場合の洗浄に際し、例えば、フィルタプレート１０に直径（以下、φ）１８ｕｍの貫通口、ノズル４にφ２０ｕｍの貫通口が形成されているとすると、製造過程で混入した２０ｕｍより大きな異物は、フィルタプレート１０下流からノズル４の間に留まり、ノズル４近傍に移動した場合には不吐出や曲がりといった不良を引き起こしてしまう。
【００２９】
そこで、本実施形態に液滴吐出ヘッド１は、ノズル４より液を排出する方向に液を流した場合とノズル４から液を供給する方向に液を流した場合とでは、捕捉する異物のサイズが異なるフィルタプレート１０を備えるものである。例えば、フィルタプレート１０からノズル４に向かって液が流れる場合には１８ｕｍの異物捕捉性能が作用し、ノズル４からフィルタプレート１０に向かって流れる場合には３０ｕｍの異物捕捉性能が作用するものである。
【００３０】
このようなフィルタプレート１０を用いることにより、ノズル４から液を注入し、フィルタ１０を通って共通液室へ排出する洗浄を行った場合には３０ｕｍの異物を除去することが可能となり、不吐出、曲がり等を防止することが可能である。
【００３１】
（フィルタの構成と製造方法）
図２はフィルタプレート１０の断面を示す模式図である。フィルタプレート１０は、電気鋳造（電鋳）工法により厚さ１０ｕｍで形成されており、φ１８ｕｍの小径の貫通口２１とφ３０ｕｍの大径の貫通口２２が所定数形成されている。また、貫通口２２の一面側には、弁２３が形成されている。なお、弁２３も同様に電鋳工法により形成され、厚さ５ｕｍである。
【００３２】
図３（Ａ）〜（Ｇ）を参照しつつフィルタプレートの製造方法を説明する。先ず、図３（Ａ）に示すように、電鋳基板としてＳｉウエハ３１を用いる。なお、電鋳基板としては、Ｓｉに限らず、ＳＵＳ等を用いても良い。
【００３３】
Ｓｉウエハ３１上にはシード層となるＴｉ膜（図示せず）が厚さ０．５ｕｍで形成されており、レジスト３２をスピンコート法により１ｕｍの厚みでＴｉ膜上に塗布し、露光現像によりフィルタ穴となる部分にφ２０ｕｍとなる所定のパターン３３を形成する。
【００３４】
次に、Ｎｉ膜３４を電鋳工法により厚さ３ｕｍで形成する（図３（Ｂ））。このとき、レジスト３２に相当する部分にはＮｉ膜３４は形成せず開口部φ１８ｕｍの穴３２ａが形成される。
【００３５】
次に、Ｎｉ膜３４上に、レジスト３５を１ｕｍの厚みで形成した後、弁の稼動部となる根本部分（符号３６で示す）を露光現像により開口させる（図３（Ｃ））。
【００３６】
次に、レジスト３５上にアルミニウム（ＡＬスパッタ膜３７）を０.５ｕｍの厚みでスパッタ法により形成する（図３（Ｄ））。なお、ここで形成するのは、アルミニウムに限らず、導電性の材料であればよい。また、低抵抗であることが好ましい。
【００３７】
次に、弁の稼動部となる部分を形成するために、レジスト３８を１ｕｍの厚みで形成し、弁となる部分を開口し所定のパターン３９を得る（図３（Ｅ））。
【００３８】
さらに、電鋳工法によりＮｉを２ｕｍ形成し弁３０をＡＬスパッタ膜２７上に形成し（図３（Ｆ））、その後、Ｓｉウエハ２１を加熱しながら電鋳シート２９を剥離する。
【００３９】
剥離した電鋳シート２９にはレジスト３２，３５，３８が残っているため、これらを剥離するレジスト剥離液に浸漬し、レジスト３２，３５，３８を溶解剥離させることによりフィルタプレート１０が得られる（図３（Ｇ））。
【００４０】
ここまで、逆止弁付のフィルタ口の部分についての製造方法を示したが、弁の無い部分はマスクの設計により選択的に形成すればよく、弁とそれ以外の穴は同時に形成することが可能である。
【００４１】
上記ではフィルタ形成層である第一層に電鋳を用いたが、電鋳法に限ったものではなく、金属プレート（ＳＵＳ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｎｉ等）にエッチング工法やプレス工法を用いて貫通口を形成した物でもよいし、樹脂フィルムにエッチング工法、プレス工法、レーザー加工を用いて貫通口を形成した物を用いても良い。
【００４２】
このような構成の液滴吐出ヘッド１によれば、通過する液の方向により捕捉する異物のサイズが異なるフィルタプレート１０を有しているので、組立工程で混入したノズル径よりも大きな異物があっても逆洗浄（ノズル４から洗浄液を注入してフィルタプレート１０を通過させて洗浄する方法）により、フィルタプレート１０とノズル４の間から除去することが可能となる。さらに通常のノズル４から液を吐出する場合液の流れ（フィルタプレート１０からノズル４に向かっての流れ）においては、より小さな異物を除去することが可能となる。したがって、ノズルへの異物詰まりによる不吐出、曲がりを防止することが可能となる。
【００４３】
また、異なる２種類以上のサイズの貫通口が形成され、少なくとも１種類には逆止弁が形成されているため、フィルタプレート１０を通過する液の方向によって異物捕捉性能を容易に切り替えることが可能となり、低コストでヘッドの洗浄性と清浄性を両立することが可能となる。
【００４４】
（フィルタプレートの他の例）
次に、フィルタプレートの他の例について説明する。なお、上述した点と同様の点についての説明は省略する。
【００４５】
図４（Ａ），（Ｂ）に示すフィルタプレート１０は、第一のプレート４１と第二のプレート４２との２枚のプレートで構成され、第一のプレート４１は、厚さ２０ｕｍのＳＵＳの基板で形成され、φ１８ｕｍの小径の貫通口４３と、φ３０ｕｍの大径の貫通口４４がそれぞれ複数形成されている。なお、貫通口４３，４４は、例えば、エッチング法を用いて形成される。
【００４６】
これに対し、第二のプレート４２は、厚さ１０ｕｍのポリイミドからなり、第一のプレート４１の小径の貫通口４３よりも大きいφ２８ｕｍの貫通口４５が形成されている。
【００４７】
図４に示すフィルタプレート１０において、第一のプレート４１の貫通口４３と第二のプレート４２の貫通口４５とは、お互い干渉しあわない位置でアライメントされて位置決めされている。また、第一のプレート４１の貫通口４４に対向する位置には、第二のプレート４２の基板部分が相当し、貫通口４５は、形成されない。
【００４８】
また、第一のプレート４１と第二のプレート４２とは、第一のプレート４１側から第二のプレート４２へ向かって液を流した場合（図４（Ａ））に第二のプレート４２の変形を阻害しない位置で接着されている。例えば、プレートの周辺部のみでお互いが接着固定されている。
【００４９】
このような構成のフィルタプレート１０によれば、第一のプレート４１側から第二のプレート４２へ向かって液を流した場合（図４（Ａ）、ノズル４より液を排出する方向）と、第二のプレート４２側から第一のプレート４１へ向かって液を流した場合（図４（Ｂ）、とノズル４から液を供給する方向）とで、捕捉する異物のサイズが異なるフィルタを構成することができる。また、逆止弁を容易に形成することが可能となり、低コストでヘッドの洗浄性と清浄性を両立することが可能となる。
【００５０】
（ヘッド一体型インクカートリッジ）
以上説明した本実施形態にかかる液滴吐出ヘッドは、これを備えたヘッド一体型インクカートリッジ（液滴吐出ヘッド一体型カートリッジ）とすることが好ましい。
【００５１】
例えば、図５に示すように、ノズル５２を有する本実施形態に係る液滴吐出ヘッド５１と、このインクジェットヘッド５１にインクを供給するインクタンク５３とを一体化したヘッド一体型インクカートリッジ５０を構成することができる。
【００５２】
以上説明した、ヘッド一体型インクカートリッジによれば、ヘッド内の洗浄を容易にすることが可能となり、また、フィルタ上流から流入する異物も捕捉することが可能となり、ノズル詰まりによる吐出不良を低減するカートリッジを低コストで製造することが可能となる。
【００５３】
（画像形成装置）
次に、本実施形態に係る液滴吐出ヘッドを備える本実施形態に係るインクジェット記録装置について図６及び図７を参照して説明する。なお、図６は同装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図、図７は同機構部の要部平面説明図である。
【００５４】
この画像形成装置は、フレーム１０１を構成する左右の側板１０１Ａ、１０１Ｂに横架したガイド部材であるガイドロッド１３１とステー１３２とでキャリッジ１３３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矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。
【００５５】
このキャリッジ１３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個の液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドからなる記録ヘッド１３４を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００５６】
この記録ヘッド１３４には前述したようにドライバＩＣを搭載し、図示しない制御部との間でハーネス（フレキシブルプリントケーブル）１０２を介して接続されている。
【００５７】
また、キャリッジ１３３には、記録ヘッド１３４に各色のインクを供給するための各色のサブタンク１３５を搭載している。この各色のサブタンク１３５には各色のインク供給チューブ１３６を介して、カートリッジ装填部１１４に装着されたインクカートリッジ１２０（１２０ｋ，１２０ｃ，１２０ｍ，１２０ｙ）から各色のインクが補充供給される。なお、このカートリッジ装填部１１４にはインクカートリッジ１２０内のインクを送液するための供給ポンプユニット１１５が設けられ、また、インク供給チューブ１３６は這い回しの途中でフレーム１０１を構成する後板１０１Ｃに係止部材１０５にて保持されている。
【００５８】
一方、給紙トレイ１１２の用紙積載部（圧板）１４１上に積載した用紙１４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１４１から用紙１４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）１４３及び給紙コロ１４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１４４を備えている。この分離パッド１４４は給紙コロ１４３側に付勢されている。
【００５９】
そして、この給紙部から給紙された用紙１４２を記録ヘッド１３４の下方側に送り込むために、用紙１４２を案内するガイド部材１４５と、カウンタローラ１４６と、搬送ガイド部材１４７と、先端加圧コロ１４９を有する押さえ部材１４８とを備えるとともに、給送された用紙１４２を静電吸着して記録ヘッド１３４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１５１を備えている。
【００６０】
この搬送ベルト１５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１５２とテンションローラ１５３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。この搬送ベルト１５１は、例えば、抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材、例えばＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）とを有している。
【００６１】
そして、この搬送ベルト１５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１５６を備えている。この帯電ローラ１５６は、搬送ベルト１５１の表層に接触し、搬送ベルト１５１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に所定の押圧力をかけている。なお、搬送ローラ１５２はアースローラの役目も担っており、搬送ベルト１５１の中抵抗層（裏層）と接触配置され接地している。
【００６２】
また、搬送ベルト１５１の裏側には、記録ヘッド１３４による印写領域に対応してガイド部材１５７を配置している。このガイド部材１５７は、上面が搬送ベルト１５１を支持する２つのローラ（搬送ローラ１５２とテンションローラ１５３）の接線よりも記録ヘッド１３４側に突出させることで搬送ベルト１５１の高精度な平面性を維持するようにしている。
【００６３】
この搬送ベルト１５１は、図示しない副走査モータによって駆動ベルトを介して搬送ローラ１５２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。
【００６４】
さらに、記録ヘッド１３４で記録された用紙１４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト１５１から用紙１４２を分離するための分離爪１６１と、排紙ローラ１６２及び排紙コロ１６３とを備え、排紙ローラ１６２の下方に排紙トレイ１１３を備えている。ここで、排紙ローラ１６２と排紙コロ１６３との間から排紙トレイ１１３までの高さは排紙トレイ１１３にストックできる量を多くするためにある程度高くしている。
【００６５】
また、装置本体の背面部には両面ユニット１７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット１７１は搬送ベルト１５１の逆方向回転で戻される用紙１４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ１４６と搬送ベルト１５１との間に給紙する。また、この両面ユニット１７１の上面は手差しトレイ１７２としている。
【００６６】
さらに、図７に示すように、キャリッジ１３３の走査方向の一方側の非印字領域には、記録ヘッド１３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構（サブシステム）１８１を配置している。この維持回復機構１８１には、記録ヘッド１３４の各ノズル面をキャピングするためのキャップ部材１８２と、ノズル面をワイピングするためのワイパーブレード１８３と、空吐出（画像記録に寄与しない液滴の吐出）を行なうときに吐出された液滴を受けるための空吐出受け１８４などを備えている。また、キャリッジ１３３の走査方向の他方側の非印字領域には、同様に、空吐出時の液滴を受けるための空吐出受け１８５を配置している。
【００６７】
このように構成したインクジェット記録装置においては、給紙トレイ１１２から用紙１４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１４２はガイド１４５で案内され、搬送ベルト１５１とカウンタローラ１４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド１４７で案内されて先端加圧コロ１４９で搬送ベルト１５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００６８】
このとき、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ１５６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１５１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１５１上に用紙１４２が給送されると、用紙１４２が搬送ベルト１５１に吸着され、搬送ベルト１５１の周回移動によって用紙１４２が副走査方向に搬送される。
【００６９】
そこで、キャリッジ１３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１３４を駆動することにより、停止している用紙１４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１４２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１４２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１４２を排紙トレイ１１３に排紙する。
【００７０】
以上説明した、インクジェット記録装置において、本発明に係る液滴吐出ヘッド、または液滴吐出ヘッド一体型カートリッジを備えることで、異物によるノズル詰まりを防止でき、吐出不良を低減することができる。
【００７１】
なお、上記実施形態においては、本発明に係る液滴吐出ヘッドをインクジェットヘッドに適用したが、インク以外の液体の滴、例えば、パターニング用の液体レジストを吐出する液体吐出ヘッド、遺伝子分析試料を吐出する液体吐出ヘッドなどにも適用することできる。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１ 液滴吐出ヘッド
２ 流路基板（液室基板）
３ ノズル板
４ ノズル
５ 振動板
５ａ 樹脂部材
５ｂ 凸部
６ 加圧液室（個別流路）
７ 流体抵抗部
８ 共通液室
９ マニホールドプレート
１０ フィルタプレート
１２ 積層型圧電素子
１３ ベース部材
２１，２２ 貫通口
２３，３０ 弁
２９ 電鋳シート
３１ Ｓｉウエハ
３２，３５，３８ レジスト
３３，３９ パターン
３４ Ｎｉ膜
３７ ＡＬスパッタ膜
４１ 第一のプレート
４２ 第二のプレート
４３，４４，４５ 貫通口
５０ ヘッド一体型インクカートリッジ
５１ 液滴吐出ヘッド
５２ ノズル
５３ インクタンク
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７９】
【特許文献１】特開平７−３１４７０５号公報
【特許文献２】特許第３１７９３３２号
【特許文献３】特開平１１−３４３５０号公報
【特許文献４】特開２００１−３２８２６４号公報
【特許文献５】特許第３１０８７８８号
【特許文献６】特開２０００−２３８２７０号公報
【特許文献７】特開２００６−７６１１１号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッド及びその製造方法、液滴吐出ヘッド一体型カートリッジおよび画像形成装置に関する。さらに詳述すると、液滴吐出ヘッドにおける異物等の除去に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、これらの複合機等の画像形成装置として、例えば、液滴吐出ヘッドで構成した記録ヘッド（以下、液体吐出ヘッド、インクジェットヘッドともいう）を含む装置を用いて、記録媒体（以下、用紙ともいうが材質を限定するものではなく、被記録媒体、記録用紙、転写材、記録紙なども同義で使用する）を搬送しながら、液体としてのインクを用紙に付着させて画像形成（記録、印刷、印写、印字も同義語で用いる）を行なう、いわゆるインクジェット方式の画像形成装置（以下、インクジェット記録装置ともいう）が知られている。
【０００３】
一般に、インクジェットヘッドは、数十μｍの大きさで形成したノズルやインク液室等を備えて構成されているが、従来、インクジェットヘッドの製造過程において混入した異物が、インクジェットヘッドへインクによって流されてきてノズルに詰まり、インクジェットヘッドの吐出不良を発生させるという問題があった。
【０００４】
このため、インクジェット記録装置においては、インクジェットヘッドのノズルを異物等によって閉塞することを防ぐために、インクカートリッジからノズルにインクを供給するインク供給経路内に、異物や気泡を排除するフィルタを設置することが必要となっている。
【０００５】
しかしながら、フィルタを装着した状態では、組立工程で混入したノズル径より大きく且つフィルタ径より大きな異物を除去することが困難であるため、インクジェットヘッド内の異物を除去した後に、フィルタを装着する必要があるという問題がある。
【０００６】
ここで、インクジェットヘッド内の異物を除去あるいは洗浄に関する技術として、例えば、特許文献１には、フィルタのゴミ除去装置を備えたインクジェット記録装置が開示されている。また、特許文献２には、超音波洗浄を用いてインクジェットヘッドを洗浄する方法が開示されている。また、特許文献３には、インクジェットヘッドからフィルタを取り外した状態で洗浄するインクジェット記録装置が開示されている。また、特許文献４には、流路形状を複雑化し異物がノズルに到達するのを阻止するインクジェットヘッドが開示されている。
【０００７】
また、特許文献５および特許文献６には、インクジェット共通液室部に液排出口を設けて、フィルタユニットを装着した状態でインクジェットヘッドを洗浄することが可能なインクジェットヘッドが開示されている。さらに、特許文献７には、ノズル径が十分に大きな排出口を設けて、そこから異物を排出するインクジェットヘッドの製造方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、インクジェット記録装置を制御する情報処理端末（ＰＣ等）の処理能力が向上することに伴い、出力装置であるインクジェット記録装置の高速化も要求されている。この高速化の対応に際し、インクジェットヘッドでは、ノズル数の増加が要求され、それに伴って、吐出不良の原因となる異物除去手段の更なる改善が要求されている。
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１〜４に記載の技術では、フィルタユニットを装着する際に発塵してしまうおそれがあるという問題があった。また、フィルタユニットを独自に洗浄する必要があり、コスト高になってしまうという問題があった。
【００１０】
これに対し、特許文献５，６に記載の技術では、洗浄液排出口およびこれを塞ぐ栓が別途必要となり、その分、構造が複雑となるという問題があった。また、特許文献７に記載の発明でも、排出口を別途設けることでサイズも大きくなり、コスト的にも省スペース的にも不利となるという問題があった。
【００１１】
そこで本発明は、ノズル数が増加しても、インクジェットヘッドの製造過程で発生したフィルタ及びインクジェットヘッド内の異物を、フィルタ及びインクカートリッジからのインク供給手段を装着した状態で確実に取り除き、異物混入の可能性を排除できる液滴吐出ヘッド及びその製造方法、該液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出ヘッド一体型カートリッジおよび画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
かかる目的を達成するため、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、液体を液滴として吐出するノズルと、該ノズルに連通する個別流路と、液体が個別流路に至る途中に設けられたフィルタと、を少なくとも備えた液滴吐出ヘッドにおいて、フィルタは、ノズルから液滴を排出する方向に液体を流した場合と、ノズルから液体を供給する方向に液体を流した場合とでは、捕捉できる異物のサイズが異なるものである。
【００１３】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、液体を液滴として吐出するノズルと、該ノズルに連通する個別流路と、液体が個別流路に至る途中に設けられたフィルタと、を少なくとも備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、フィルタは、ノズルから液滴を排出する方向に液体を流した場合と、ノズルから液体を供給する方向に液体を流した場合とでは、捕捉できる異物のサイズが異なり、フィルタの一部を電気鋳造工程により形成するようにしている。
【００１４】
また、本発明に係る液滴吐出ヘッド一体型カートリッジは、本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えたものである。
【００１５】
また、本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る液滴吐出ヘッド、または、本発明に係る液滴吐出ヘッド一体型カートリッジを備えたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ノズルへの異物詰まりを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る液滴吐出ヘッドの断面図である。
【図２】フィルタプレートの断面図の一例である。
【図３】フィルタプレートの製造工程の説明図である。
【図４】フィルタプレートの断面図の他の例である。
【図５】ヘッド一体型インクカートリッジの一例を示す斜視図である。
【図６】インクジェット記録装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図である。
【図７】インクジェット記録装置の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】
【００１８】
以下、本発明に係る構成を図１から図７に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
（液滴吐出ヘッド）
本実施形態に係る液滴吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（加圧液室長手方向）の断面図を図１に示す。図１に示す液滴吐出ヘッド１は、ＳＵＳ（Steel Use Stainless）基板で形成した流路基板（液室基板ともいう）２と、この流路基板２の下面（図中の上側）に接合した振動板５と、流路基板２の上面（図中の下側）に接合したノズル板３とを有し、これらによって液滴を吐出するノズル４が連通する個別流路としての加圧液室（圧力室、加圧室、流路などとも称される）６、加圧液室６に液体であるインク（記録液）を供給する供給路を兼ねた流体抵抗部７、複数の加圧液室６に記録液を供給する共通液室８を形成している。
【００２０】
共通液室８の一部にはマニホールドプレート９により振動板５とギャップを持ってフィルタプレート１０（単に、フィルタ１０ともいう）が形成されている。
【００２１】
フィルタプレート１０としては、例えば、Ｎｉ、ＳＵＳ、樹脂フィルムなどをエッチング、またはレーザー加工等により形成したものを用いることができる（詳細は後述する）。また、共通液室８には図示しない記録液タンクから供給路を介して記録液が供給される。
【００２２】
流路基板２は、厚み５０ｕｍのＳＵＳ基板で構成されており、酸性エッチング液を用いてエッチング、あるいは打ち抜きなどの機械加工することで、各加圧液室６、流体抵抗部７などの開口がそれぞれ形成され、ノズル配列方向に並んで配置されている。
【００２３】
振動板５は、流路基板２に接着接合されている。振動板５としては、例えば、図１に示すように、ポリイミドなどの樹脂部材５ａにＳＵＳ基板から形成した凸部５ｂを接合して形成したものを用いることができる。また、この他、例えば、ニッケルの金属プレートから形成したものなどを用いることもできる。
【００２４】
ノズル板３は、各加圧液室６に対応して直径１０〜３０μｍの多数のノズル４を形成し、流路基板２に接着剤接合されている。ノズル板３としては、例えば、ステンレス、ニッケルなどの金属、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を用いることができる。また、ノズル面（吐出方向の表面、吐出面ともいう）には、インクとの撥水性を確保するため、メッキ被膜、あるいは撥水剤コーティングなどの方法で撥水膜が形成される。
【００２５】
また、振動板５の面外側（加圧液室６と反対面側）に凸部５ｂを介して各加圧液室６に対応して圧力発生手段（アクチュエータ手段）を構成する積層型圧電素子１２をそれぞれ接合し、これらの積層型圧電素子１２をベース部材１３に接合している。
【００２６】
複数の圧電素子１２としては、例えば、１つの圧電素子部材を溝加工（スリット加工）によって分断することなく形成したものを用いることができ、圧電素子部材は複数個圧電素子１２の並び方向（ノズル配列方向）に沿ってベース部材１３上に固定配置されている。また、圧電素子１２の一端面には駆動波形を与えるためのＦＰＣケーブル（図示せず）を接続されている。
【００２７】
なお、本実施形態では、圧電素子１２の圧電方向としてｄ３３方向の変位を用いて加圧液室６内インクを加圧するようにしている。また、圧電素子１２の圧電方向としてｄ３１方向の変位を用いて加圧液室６内インクを加圧する構成としても良い。
【００２８】
ここで、製造工程により混入した異物がフィルタプレート１０の下流からノズル４間に存在した場合の洗浄に際し、例えば、フィルタプレート１０に直径（以下、φ）１８ｕｍの貫通口、ノズル４にφ２０ｕｍの貫通口が形成されているとすると、製造過程で混入した２０ｕｍより大きな異物は、フィルタプレート１０下流からノズル４の間に留まり、ノズル４近傍に移動した場合には不吐出や曲がりといった不良を引き起こしてしまう。
【００２９】
そこで、本実施形態に液滴吐出ヘッド１は、ノズル４より液を排出する方向に液を流した場合とノズル４から液を供給する方向に液を流した場合とでは、捕捉する異物のサイズが異なるフィルタプレート１０を備えるものである。例えば、フィルタプレート１０からノズル４に向かって液が流れる場合には１８ｕｍの異物捕捉性能が作用し、ノズル４からフィルタプレート１０に向かって流れる場合には３０ｕｍの異物捕捉性能が作用するものである。
【００３０】
このようなフィルタプレート１０を用いることにより、ノズル４から液を注入し、フィルタ１０を通って共通液室へ排出する洗浄を行った場合には３０ｕｍの異物を除去することが可能となり、不吐出、曲がり等を防止することが可能である。
【００３１】
（フィルタの構成と製造方法）
図２はフィルタプレート１０の断面を示す模式図である。フィルタプレート１０は、電気鋳造（電鋳）工法により厚さ１０ｕｍで形成されており、φ１８ｕｍの小径の貫通口２１とφ３０ｕｍの大径の貫通口２２が所定数形成されている。また、貫通口２２の一面側には、弁２３が形成されている。なお、弁２３も同様に電鋳工法により形成され、厚さ５ｕｍである。
【００３２】
図３（Ａ）〜（Ｇ）を参照しつつフィルタプレートの製造方法を説明する。先ず、図３（Ａ）に示すように、電鋳基板としてＳｉウエハ３１を用いる。なお、電鋳基板としては、Ｓｉに限らず、ＳＵＳ等を用いても良い。
【００３３】
Ｓｉウエハ３１上にはシード層となるＴｉ膜（図示せず）が厚さ０．５ｕｍで形成されており、レジスト３２をスピンコート法により１ｕｍの厚みでＴｉ膜上に塗布し、露光現像によりフィルタ穴となる部分にφ２０ｕｍとなる所定のパターン３３を形成する。
【００３４】
次に、Ｎｉ膜３４を電鋳工法により厚さ３ｕｍで形成する（図３（Ｂ））。このとき、レジスト３２に相当する部分にはＮｉ膜３４は形成せず開口部φ１８ｕｍの穴３２ａが形成される。
【００３５】
次に、Ｎｉ膜３４上に、レジスト３５を１ｕｍの厚みで形成した後、弁の稼動部となる根本部分（符号３６で示す）を露光現像により開口させる（図３（Ｃ））。
【００３６】
次に、レジスト３５上にアルミニウム（ＡＬスパッタ膜３７）を０.５ｕｍの厚みでスパッタ法により形成する（図３（Ｄ））。なお、ここで形成するのは、アルミニウムに限らず、導電性の材料であればよい。また、低抵抗であることが好ましい。
【００３７】
次に、弁の稼動部となる部分を形成するために、レジスト３８を１ｕｍの厚みで形成し、弁となる部分を開口し所定のパターン３９を得る（図３（Ｅ））。
【００３８】
さらに、電鋳工法によりＮｉを２ｕｍ形成し弁３０をＡＬスパッタ膜２７上に形成し（図３（Ｆ））、その後、Ｓｉウエハ２１を加熱しながら電鋳シート２９を剥離する。
【００３９】
剥離した電鋳シート２９にはレジスト３２，３５，３８が残っているため、これらを剥離するレジスト剥離液に浸漬し、レジスト３２，３５，３８を溶解剥離させることによりフィルタプレート１０が得られる（図３（Ｇ））。
【００４０】
ここまで、逆止弁付のフィルタ口の部分についての製造方法を示したが、弁の無い部分はマスクの設計により選択的に形成すればよく、弁とそれ以外の穴は同時に形成することが可能である。
【００４１】
上記ではフィルタ形成層である第一層に電鋳を用いたが、電鋳法に限ったものではなく、金属プレート（ＳＵＳ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｎｉ等）にエッチング工法やプレス工法を用いて貫通口を形成した物でもよいし、樹脂フィルムにエッチング工法、プレス工法、レーザー加工を用いて貫通口を形成した物を用いても良い。
【００４２】
このような構成の液滴吐出ヘッド１によれば、通過する液の方向により捕捉する異物のサイズが異なるフィルタプレート１０を有しているので、組立工程で混入したノズル径よりも大きな異物があっても逆洗浄（ノズル４から洗浄液を注入してフィルタプレート１０を通過させて洗浄する方法）により、フィルタプレート１０とノズル４の間から除去することが可能となる。さらに通常のノズル４から液を吐出する場合液の流れ（フィルタプレート１０からノズル４に向かっての流れ）においては、より小さな異物を除去することが可能となる。したがって、ノズルへの異物詰まりによる不吐出、曲がりを防止することが可能となる。
【００４３】
また、異なる２種類以上のサイズの貫通口が形成され、少なくとも１種類には逆止弁が形成されているため、フィルタプレート１０を通過する液の方向によって異物捕捉性能を容易に切り替えることが可能となり、低コストでヘッドの洗浄性と清浄性を両立することが可能となる。
【００４４】
（フィルタプレートの他の例）
次に、フィルタプレートの他の例について説明する。なお、上述した点と同様の点についての説明は省略する。
【００４５】
図４（Ａ），（Ｂ）に示すフィルタプレート１０は、第一のプレート４１と第二のプレート４２との２枚のプレートで構成され、第一のプレート４１は、厚さ２０ｕｍのＳＵＳの基板で形成され、φ１８ｕｍの小径の貫通口４３と、φ３０ｕｍの大径の貫通口４４がそれぞれ複数形成されている。なお、貫通口４３，４４は、例えば、エッチング法を用いて形成される。
【００４６】
これに対し、第二のプレート４２は、厚さ１０ｕｍのポリイミドからなり、第一のプレート４１の小径の貫通口４３よりも大きいφ２８ｕｍの貫通口４５が形成されている。
【００４７】
図４に示すフィルタプレート１０において、第一のプレート４１の貫通口４３と第二のプレート４２の貫通口４５とは、お互い干渉しあわない位置でアライメントされて位置決めされている。また、第一のプレート４１の貫通口４４に対向する位置には、第二のプレート４２の基板部分が相当し、貫通口４５は、形成されない。
【００４８】
また、第一のプレート４１と第二のプレート４２とは、第一のプレート４１側から第二のプレート４２へ向かって液を流した場合（図４（Ａ））に第二のプレート４２の変形を阻害しない位置で接着されている。例えば、プレートの周辺部のみでお互いが接着固定されている。
【００４９】
このような構成のフィルタプレート１０によれば、第一のプレート４１側から第二のプレート４２へ向かって液を流した場合（図４（Ａ）、ノズル４より液を排出する方向）と、第二のプレート４２側から第一のプレート４１へ向かって液を流した場合（図４（Ｂ）、とノズル４から液を供給する方向）とで、捕捉する異物のサイズが異なるフィルタを構成することができる。また、逆止弁を容易に形成することが可能となり、低コストでヘッドの洗浄性と清浄性を両立することが可能となる。
【００５０】
（ヘッド一体型インクカートリッジ）
以上説明した本実施形態にかかる液滴吐出ヘッドは、これを備えたヘッド一体型インクカートリッジ（液滴吐出ヘッド一体型カートリッジ）とすることが好ましい。
【００５１】
例えば、図５に示すように、ノズル５２を有する本実施形態に係る液滴吐出ヘッド５１と、このインクジェットヘッド５１にインクを供給するインクタンク５３とを一体化したヘッド一体型インクカートリッジ５０を構成することができる。
【００５２】
以上説明した、ヘッド一体型インクカートリッジによれば、ヘッド内の洗浄を容易にすることが可能となり、また、フィルタ上流から流入する異物も捕捉することが可能となり、ノズル詰まりによる吐出不良を低減するカートリッジを低コストで製造することが可能となる。
【００５３】
（画像形成装置）
次に、本実施形態に係る液滴吐出ヘッドを備える本実施形態に係るインクジェット記録装置について図６及び図７を参照して説明する。なお、図６は同装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図、図７は同機構部の要部平面説明図である。
【００５４】
この画像形成装置は、フレーム１０１を構成する左右の側板１０１Ａ、１０１Ｂに横架したガイド部材であるガイドロッド１３１とステー１３２とでキャリッジ１３３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矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。
【００５５】
このキャリッジ１３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個の液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドからなる記録ヘッド１３４を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００５６】
この記録ヘッド１３４には前述したようにドライバＩＣを搭載し、図示しない制御部との間でハーネス（フレキシブルプリントケーブル）１０２を介して接続されている。
【００５７】
また、キャリッジ１３３には、記録ヘッド１３４に各色のインクを供給するための各色のサブタンク１３５を搭載している。この各色のサブタンク１３５には各色のインク供給チューブ１３６を介して、カートリッジ装填部１１４に装着されたインクカートリッジ１２０（１２０ｋ，１２０ｃ，１２０ｍ，１２０ｙ）から各色のインクが補充供給される。なお、このカートリッジ装填部１１４にはインクカートリッジ１２０内のインクを送液するための供給ポンプユニット１１５が設けられ、また、インク供給チューブ１３６は這い回しの途中でフレーム１０１を構成する後板１０１Ｃに係止部材１０５にて保持されている。
【００５８】
一方、給紙トレイ１１２の用紙積載部（圧板）１４１上に積載した用紙１４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１４１から用紙１４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）１４３及び給紙コロ１４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１４４を備えている。この分離パッド１４４は給紙コロ１４３側に付勢されている。
【００５９】
そして、この給紙部から給紙された用紙１４２を記録ヘッド１３４の下方側に送り込むために、用紙１４２を案内するガイド部材１４５と、カウンタローラ１４６と、搬送ガイド部材１４７と、先端加圧コロ１４９を有する押さえ部材１４８とを備えるとともに、給送された用紙１４２を静電吸着して記録ヘッド１３４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１５１を備えている。
【００６０】
この搬送ベルト１５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１５２とテンションローラ１５３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。この搬送ベルト１５１は、例えば、抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材、例えばＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面となる表層と、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）とを有している。
【００６１】
そして、この搬送ベルト１５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１５６を備えている。この帯電ローラ１５６は、搬送ベルト１５１の表層に接触し、搬送ベルト１５１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に所定の押圧力をかけている。なお、搬送ローラ１５２はアースローラの役目も担っており、搬送ベルト１５１の中抵抗層（裏層）と接触配置され接地している。
【００６２】
また、搬送ベルト１５１の裏側には、記録ヘッド１３４による印写領域に対応してガイド部材１５７を配置している。このガイド部材１５７は、上面が搬送ベルト１５１を支持する２つのローラ（搬送ローラ１５２とテンションローラ１５３）の接線よりも記録ヘッド１３４側に突出させることで搬送ベルト１５１の高精度な平面性を維持するようにしている。
【００６３】
この搬送ベルト１５１は、図示しない副走査モータによって駆動ベルトを介して搬送ローラ１５２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。
【００６４】
さらに、記録ヘッド１３４で記録された用紙１４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト１５１から用紙１４２を分離するための分離爪１６１と、排紙ローラ１６２及び排紙コロ１６３とを備え、排紙ローラ１６２の下方に排紙トレイ１１３を備えている。ここで、排紙ローラ１６２と排紙コロ１６３との間から排紙トレイ１１３までの高さは排紙トレイ１１３にストックできる量を多くするためにある程度高くしている。
【００６５】
また、装置本体の背面部には両面ユニット１７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット１７１は搬送ベルト１５１の逆方向回転で戻される用紙１４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ１４６と搬送ベルト１５１との間に給紙する。また、この両面ユニット１７１の上面は手差しトレイ１７２としている。
【００６６】
さらに、図７に示すように、キャリッジ１３３の走査方向の一方側の非印字領域には、記録ヘッド１３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構（サブシステム）１８１を配置している。この維持回復機構１８１には、記録ヘッド１３４の各ノズル面をキャピングするためのキャップ部材１８２と、ノズル面をワイピングするためのワイパーブレード１８３と、空吐出（画像記録に寄与しない液滴の吐出）を行なうときに吐出された液滴を受けるための空吐出受け１８４などを備えている。また、キャリッジ１３３の走査方向の他方側の非印字領域には、同様に、空吐出時の液滴を受けるための空吐出受け１８５を配置している。
【００６７】
このように構成したインクジェット記録装置においては、給紙トレイ１１２から用紙１４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１４２はガイド１４５で案内され、搬送ベルト１５１とカウンタローラ１４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド１４７で案内されて先端加圧コロ１４９で搬送ベルト１５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００６８】
このとき、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ１５６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１５１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１５１上に用紙１４２が給送されると、用紙１４２が搬送ベルト１５１に吸着され、搬送ベルト１５１の周回移動によって用紙１４２が副走査方向に搬送される。
【００６９】
そこで、キャリッジ１３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１３４を駆動することにより、停止している用紙１４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１４２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１４２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１４２を排紙トレイ１１３に排紙する。
【００７０】
以上説明した、インクジェット記録装置において、本発明に係る液滴吐出ヘッド、または液滴吐出ヘッド一体型カートリッジを備えることで、異物によるノズル詰まりを防止でき、吐出不良を低減することができる。
【００７１】
なお、上記実施形態においては、本発明に係る液滴吐出ヘッドをインクジェットヘッドに適用したが、インク以外の液体の滴、例えば、パターニング用の液体レジストを吐出する液体吐出ヘッド、遺伝子分析試料を吐出する液体吐出ヘッドなどにも適用することできる。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【００７８】
１ 液滴吐出ヘッド
２ 流路基板（液室基板）
３ ノズル板
４ ノズル
５ 振動板
５ａ 樹脂部材
５ｂ 凸部
６ 加圧液室（個別流路）
７ 流体抵抗部
８ 共通液室
９ マニホールドプレート
１０ フィルタプレート
１２ 積層型圧電素子
１３ ベース部材
２１，２２ 貫通口
２３，３０ 弁
２９ 電鋳シート
３１ Ｓｉウエハ
３２，３５，３８ レジスト
３３，３９ パターン
３４ Ｎｉ膜
３７ ＡＬスパッタ膜
４１ 第一のプレート
４２ 第二のプレート
４３，４４，４５ 貫通口
５０ ヘッド一体型インクカートリッジ
５１ 液滴吐出ヘッド
５２ ノズル
５３ インクタンク
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７９】
【特許文献１】特開平７−３１４７０５号公報
【特許文献２】特許第３１７９３３２号
【特許文献３】特開平１１−３４３５０号公報
【特許文献４】特開２００１−３２８２６４号公報
【特許文献５】特許第３１０８７８８号
【特許文献６】特開２０００−２３８２７０号公報
【特許文献７】特開２００６−７６１１１号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を液滴として吐出するノズルと、
該ノズルに連通する個別流路と、
液体が前記個別流路に至る途中に設けられたフィルタと、を少なくとも備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
前記フィルタは、前記ノズルから液滴を排出する方向に液体を流した場合と、前記ノズルから液体を供給する方向に液体を流した場合とでは、捕捉できる異物のサイズが異なることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記フィルタは、逆止弁を有することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記フィルタは、その一部が接着固定された第一のプレートおよび第二のプレートの２つの基板からなり、
前記第一のプレートと前記第二のプレートは、対向する位置に貫通口がそれぞれ形成され、かつ、いずれか一方のプレートには、他方のプレートの基板部分に対応する位置に貫通口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
液体を液滴として吐出するノズルと、
該ノズルに連通する個別流路と、
液体が前記個別流路に至る途中に設けられたフィルタと、を少なくとも備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記フィルタは、前記ノズルから液滴を排出する方向に液体を流した場合と、前記ノズルから液体を供給する方向に液体を流した場合とでは、捕捉できる異物のサイズが異なり、
前記フィルタの一部を電気鋳造工程により形成するようにしたことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記フィルタは、複数の貫通口を形成された基板と、
前記複数の貫通口のうちの幾つかを覆うように形成された電鋳層からなり、
前記基板上に前記電鋳層を形成した後に、レジストを除去して逆止弁を形成するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
請求項１から３までのいずれかに記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッド一体型カートリッジ。
【請求項７】
請求項１から３までのいずれか記載の液滴吐出ヘッド、または、請求項６に記載の液滴吐出ヘッド一体型カートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
液体を液滴として吐出するノズルと、
該ノズルに連通する個別流路と、
液体が前記個別流路に至る途中に設けられたフィルタと、を少なくとも備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
前記フィルタは、前記ノズルから液滴を排出する方向に液体を流した場合と、前記ノズルから液体を供給する方向に液体を流した場合とでは、捕捉できる異物のサイズが異なることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記フィルタは、逆止弁を有することを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記フィルタは、その一部が接着固定された第一のプレートおよび第二のプレートの２つの基板からなり、
前記第一のプレートと前記第二のプレートは、対向する位置に貫通口がそれぞれ形成され、かつ、いずれか一方のプレートには、他方のプレートの基板部分に対応する位置に貫通口が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
液体を液滴として吐出するノズルと、
該ノズルに連通する個別流路と、
液体が前記個別流路に至る途中に設けられたフィルタと、を少なくとも備えた液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記フィルタは、前記ノズルから液滴を排出する方向に液体を流した場合と、前記ノズルから液体を供給する方向に液体を流した場合とでは、捕捉できる異物のサイズが異なり、
前記フィルタの一部を電気鋳造工程により形成するようにしたことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
前記フィルタは、複数の貫通口を形成された基板と、
前記複数の貫通口のうちの幾つかを覆うように形成された電鋳層からなり、
前記基板上に前記電鋳層を形成した後に、レジストを除去して逆止弁を形成するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】
請求項１から３までのいずれかに記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッド一体型カートリッジ。
【請求項７】
請求項１から３までのいずれか記載の液滴吐出ヘッド、または、請求項６に記載の液滴吐出ヘッド一体型カートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図５】
【図６】
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−５９９４２（Ｐ２０１３−５９９４２Ａ）
【公開日】平成２５年４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２００７６０（Ｐ２０１１−２００７６０）
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【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４月４日（２０１３．４．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１４日（２０１１．９．１４）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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