(57)【要約】【課題】共通供給流路形成部材の剛性を高めて取扱性の向上を図り、吐出特性が安定した動作信頼性の高い液滴吐出ヘッドを提供する。【解決手段】列状に配置された複数のノズル１と、各ノズル１にそれぞれ個別に連通して設けられた圧力室３と、圧力室３に圧力の変動を与える圧力発生手段１７と、圧力室３に個別に連通して設けられた個別供給流路４と、各個別供給流路４と連通する共通供給流路８を形成した共通供給流路形成部材１０を備え、共通供給流路８を通して供給された液体を各個別供給流路４を通して各圧力室３に導入し、圧力発生手段１７により圧力室３に圧力の変動を与えて、ノズル１から液滴を吐出する液滴吐出ヘッドにおいて、共通供給流路形成部材１０の共通供給流路８内に、ノズル配列方向と直交する方向に延びる格子部９をノズル配列方向に沿って所定の間隔をおいて複数形成したことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
列状に配置された複数のノズルと、各ノズルにそれぞれ個別に連通して設けられた圧力室と、その圧力室に圧力の変動を与える圧力発生手段と、前記各圧力室にそれぞれ個別に連通して設けられた個別供給流路と、各個別供給流路と連通する共通供給流路を形成した共通供給流路形成部材を備え、
前記共通供給流路を通して供給された液体を前記各個別供給流路を通して前記各圧力室に導入し、前記圧力発生手段により圧力室に圧力の変動を与えて、前記ノズルから液滴を被着媒体に着弾する液滴吐出ヘッドにおいて、
前記共通供給流路形成部材の共通供給流路内に、前記ノズルの配列方向と直交する方向に延びる格子部をノズルの配列方向に沿って所定の間隔をおいて複数形成したことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記格子部のノズル配列方向の厚さが、前記個別供給流路を区画形成する隔壁のノズル配列方向の厚さとほぼ同寸であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項２記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記共通供給流路から個別供給流路への液体の流れ方向に沿って前記格子部が前記隔壁と対応する位置に配置されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記共通供給流路形成部材が熱伝導性の良好な材料で構成され、その共通供給流路形成部材の一側面に前記ノズル配列方向に沿って延びたヒータが取り付けられ、そのヒータから発せられた熱を前記共通供給流路形成部材ならびに前記複数の格子部を介して、前記共通供給流路を通過する液体に供給される構成になっていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項４記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記液体が紫外線硬化型液体であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
列状に配置された複数のノズルと、各ノズルにそれぞれ個別に連通して設けられた圧力室と、その圧力室に圧力の変動を与える圧力発生手段と、前記各圧力室にそれぞれ個別に連通して設けられた個別供給流路と、各個別供給流路と連通する共通供給流路を形成した共通供給流路形成部材を備え、
前記共通供給流路を通して供給された液体を前記各個別供給流路を通して前記各圧力室に導入し、前記圧力発生手段により圧力室に圧力の変動を与えて、前記ノズルから液滴を被着媒体に着弾する液滴吐出ヘッドにおいて、
前記共通供給流路形成部材の前記共通供給流路内にフィルタが設けられ、
そのフィルタを間にして前記共通供給流路内が、フィルタよりも液体流れ方向上流側に形成された上流側共通供給流路と、フィルタよりも液体流れ方向下流側に形成された下流側共通供給流路に分かれており、
前記上流側共通供給流路内ならびに下流側共通供給流路内に、それぞれ前記ノズルの配列方向と直交する方向に延びる上流側格子部と下流側格子部をノズルの配列方向に沿って所定の間隔をおいて複数それぞれ形成したことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項６記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記共通供給流路形成部材と前記フィルタと前記上流側格子部ならびに下流側格子部が一体に形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項６または７記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記上流側格子部ならびに下流側格子部のノズル配列方向の厚さが、前記個別供給流路を区画形成する隔壁のノズル配列方向の厚さとほぼ同寸であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれか１項記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記共通供給流路から個別供給流路への液体の流れ方向に沿って前記上流側格子部ならびに下流側格子部が前記隔壁と対応する位置に配置されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１０】
請求項６ないし９のいずれか１項記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記上流側格子部ならびに下流側格子部が、前記共通供給流路から個別供給流路への液体の流れ方向に沿ってほぼ同一線上に配置されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１１】
請求項６ないし９のいずれか１項記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記上流側格子部が前記下流側格子部の格子間隔の中間位置に配置されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１２】
請求項９ないし１１のいずれか１項記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記上流側格子部ならびに下流側格子部が前記個別供給流路の４〜１６流路毎の隔壁に対応した位置に設けられていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１３】
請求項６ないし１２のいずれか１項記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記共通供給流路形成部材が熱伝導性の良好な材料で構成され、その共通供給流路形成部材の一側面に前記ノズル配列方向に沿って延びたヒータが取り付けられ、そのヒータから発せられた熱を前記共通供給流路形成部材と前記上流側格子部と下流側格子部を介して、前記共通供給流路を通過する液体に供給される構成になっていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１４】
請求項１３記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記液体が紫外線硬化型液体であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１５】
列状に配置された複数のノズルを有するオリフィスプレートと、
各ノズルにそれぞれ個別に連通して設けられた圧力室と、各圧力室にそれぞれ個別に連通して設けられた個別供給流路を有する圧力室・個別流路形成プレートと、
前記圧力室の一側面を形成する振動板と、前記個別供給流路と対応するように配置されたフィルタを有するダイアフラムプレートと、
前記圧力室に圧力の変動を与える圧力発生手段と、
前記振動板と対応する位置に形成されたプレート側挿入開口部と、前記フィルタと対応する位置に形成されたプレート側共通供給流路を有するマニホールドプレートと、
前記プレート側挿入開口部と対応する位置に形成されたフレーム側挿入開口部と、前記プレート側共通供給流路と対応する位置に形成されたフレーム側共通供給流路を有するハウジングを備え、
前記フレーム側挿入開口部からプレート側挿入開口部にかけて前記圧力発生手段を挿入して、圧力発生手段の自由端を前記振動板に接合し、
前記フレーム側共通供給流路からプレート側共通供給流路を経て供給された液体を前記各個別供給流路を通して前記各圧力室に導入し、前記圧力発生手段により圧力室に圧力の変動を与えて、前記ノズルから液滴を被着媒体に着弾する液滴吐出ヘッドにおいて、
前記プレート側共通供給流路ならびにフレーム側共通供給流路のうちの少なくともいずれか一方の共通供給流路内に、前記ノズルの配列方向と直交する方向に延びる格子部をノズルの配列方向に沿って所定の間隔をおいて複数形成したことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１６】
請求項１５記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記マニホールドプレートと前記プレート側共通供給流路内に設けられた格子部が一体に形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１７】
請求項１５または１６記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記プレート側共通供給流路内に設けられた前記格子部は、前記個別供給流路を区画形成する隔壁に対応して配置されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１８】
請求項１５または１６記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記プレート側共通供給流路内に設けられた格子部は、前記個別供給流路を区画形成する隔壁の間隔の中間位置に対応して配置されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１９】
請求項１７記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記プレート側共通供給流路内に設けられた格子部のノズル配列方向の厚さが、前記隔壁のノズル配列方向の厚さとほぼ同寸であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２０】
請求項１６ないし１９のいずれか１項記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記プレート側共通供給流路内に設けられた格子部は、前記マニホールドプレートの厚さ方向の前記ハウジング寄り設けられて、その格子部と前記フィルタとの間に隙間が形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２１】
請求項２０記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記ハウジングと対向する側に格子部を有するプレート半体と、前記フィルタと対向する側に格子部を有しないプレート半体とを重ね合わせて前記マニホールドプレートが構成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２２】
請求項１５ないし２１のいずれか１項記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記マニホールドプレートならびにハウジングが熱伝導性の良好な材料で構成され、前記ハウジングの一側面に前記ノズル配列方向に沿って延びたヒータが取り付けられ、そのヒータから発せられた熱を前記ハウジング、マニホールドプレートならびに格子部を介して、前記フレーム側共通供給流路からプレート側共通供給流路を通過する液体に供給される構成になっていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２３】
請求項２２記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記液体が紫外線硬化型液体であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２４】
吐出する液体を貯留する液体タンクと、液滴吐出ヘッドと、前記液体タンクに貯留している液体を前記液滴吐出ヘッドに供給する液体供給手段を備え、前記液滴吐出ヘッドから吐出した液滴を被着媒体に着弾する液滴吐出装置において、
前記液滴吐出ヘッドが請求項１のないし２３のいずれか１項記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とする液滴吐出装置。
【請求項２５】
前記液体が画像形成用インクであって、前記被着媒体が記録媒体で、請求項２４記載の液滴吐出装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばインクジェット記録ヘッドなどの液滴吐出ヘッドに係り、特に個別供給流路に例えばインクなどの液体を分散して導入する前の共通供給流路の構成に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液滴吐出ヘッドおよびそれを備えた画像形成装置として、インクジェット記録ヘッドおよびインクジェットプリンタを例にとって以下説明する。
【０００３】
（背景技術１）
インクジェット記録ヘッドにおいて、インクタンクからインク供給チューブを通って導入されたインクは、共通供給流路を経由し、さらに複数の個別供給流路、圧力室へと供給される。そして各圧力室に供給されたインクに選択的に圧力を付与することにより、ノズルからインク滴を吐出する機構になっている。
【０００４】
供給するインクに不純物や汚染物質などが混入していると個別流路が塞がれたり、ノズルでの詰りからインクが吐出できなくなる。インクジェット記録ヘッドは複数配列されたノズルが一つでも詰まりを起こすと、印字品質に大きく影響を及ぼす。そのため、一般にインクタンク導入部への接続前にフィルタを設けて、インク流路への不純物などの侵入を防止している。
【０００５】
しかし、インクジェット記録ヘッドの製造時に発生するゴミ（例えば製作時に発生するフレームのバリ、稜線部、角部の欠けなど）を除去することができない。その対応策として、特許文献１には流路内にゴミを除去するためのフィルタを設けることが開示されており、具体的には共通液室から個別圧力室に繋がる直前の個別供給流路内にフィルタを設けている。特許文献２でも個別供給流路直前の個別流路インク導入部にシート状のフィルタを設けている。個別供給流路へ連通する部分の仕切りがないため、フィルタ詰りに対するゴミの排除性は向上し、特許文献1に比べてフィルタ詰りによる寿命は長寿命化される。
【０００６】
特許文献３には、１枚のフィルタプレートのフィルタ部の取扱の性能を向上させるために、エッチング等の構成材料を等方的に除去する方法を用いて凹部を形成し、凹部にフィルタ孔を設けて、フィルタ部以外を厚肉部として取扱性をよくすることが開示されている。また凹部にフィルタ孔を設けているため、薄肉部にフィルタを設けることで圧力損失を低減することができる。
【０００７】
フィルタを形成するにあたっては、フィルタは、金属プレートの一面側から所定領域内にエッチング等の構成材料を等方的に除去することにより、その深さが前記金属プレートの厚みよりも小さい複数の小孔が形成され、前記凹部は金属プレートの前記一面の反対面から前記所定領域の全域に亘って、凹部をエッチング等の構成材料を等方的に除去することにより形成されて複数の小孔を貫通させてフィルタ孔を形成する。このプレートを複数枚積層することにより前記インク流路内にフィルタ部を構成し、このフィルタ部は凹部と、その凹部の底面部に形成された複数のフィルタ孔とを有している。
【０００８】
（背景技術２）
現在、インクジェットプリンタは高速印字と高画質印字の両立などのニーズが高まってきている。一般にインクジェットプリンタはサーマル方式、圧電素子方式に大別される。サーマル方式はインク加熱時にヒータ上にコゲーションと呼ばれる堆積物が発生することにより加熱性能が劣化するため、インクジェット記録ヘッドの吐出特性が低下し、インクジェット記録ヘッドの長寿命化が難しい。また加熱部が直接インクに接触して腐食、劣化が生じ易いから、使用可能なインクの種類が制限されるなどの問題がある。
【０００９】
これに対して圧電素子方式のインクジェット記録ヘッドは、振動板を用いるので圧電振動子はインクと接触せず、圧電振動子がインクによって腐食、劣化されることがなく、そのため様々なインクに対応できるという利点がある。
【００１０】
近年、印刷の分野で紫外線硬化型インク（ＵＶインク）の需要が高まってきている。ＵＶインクは常温状態では比較的高粘度のものが多い。ＵＶインクのような高粘度のインクを圧電素子方式で吐出させる場合、インクを低粘度化させるためヒータを用いて、インクを予め加熱する方式が採られている。
【００１１】
ヒータで加熱するに際してインクジェット記録ヘッド内での熱伝達に分布があると、各チャンネルに供給されるインクの粘度が不均一になり、印字品質に関連する液滴吐出速度、液滴重量の基本吐出特性に大きく影響を及ぼす。
【００１２】
インクジェット記録ヘッド内部のインク温度を均一にする方法として、ヒータの発熱密度をノズルの配列方向に沿って変化させて、共通供給流路内のインク温度（インク粘度）を均一化する技術が特許文献４に開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
（課題１）
近年のインクジェット記録ヘッドは、高密度化、微小液滴吐出が要求されている。そのためインクを吐出する一つのチャンネルの個別液室（ノズル、圧力室、個別供給流路）は小型化する必要がある。
【００１４】
特許文献１のように一つの個別液室供給部の内部に対応して1対のフィルタ部を設けると、フィルタの透過面積は小さくなってしまう。特許文献２も同様にフィルタ下流側はすぐに個別液室となっているために個別液室に割り当てられるフィルタ面積は同様に小さくなってしまう。この場合、僅かなゴミが発生、堆積しただけでも、フィルタ透過有効面積が縮小される。個別液室が小型になればなるほど、フィルタ面積に対する機能しないフィルタ部の割合が大きくなる。この場合フィルタ部の圧力損失は大きくなってしまい、その結果インク供給性能が低下する。
【００１５】
しかも特許文献１の場合、液室は個別に一つの液室に対して区切られているため、フィルタ部に溜まったゴミを流路内に強制的な圧力によって、流速の速い流れを発生させて排除することは困難である。
【００１６】
また特許文献２の場合、フィルタがシート状であるためゴミを強制的な流れによって排除することは可能だが、シート状フィルタの取扱性を確保するため強度が必要であり、フィルタをある程度厚くしなければならない。
【００１７】
近年、インクジェット記録ヘッドは高解像度、小液滴吐出のともに、高速印字という観点から単位時間あたりの吐出量を多くすることも必要とされる。そのため高速印字するために単位時間あたりに流路を通過する流量も大きくなる。流路への供給流量が大きい場合、圧力損失が大きくなることが予想される。
【００１８】
一般に圧力損失は、（圧力損失）＝（流路の流体抵抗）×（流量）で定義される。インク供給流量を大きくしつつ、圧力損失を小さくするためには、流体抵抗を減らさなければならない。同一ろ過精度、開口率を有するフィルタの場合、透過方向のフィルタの厚みは極力薄くした方が流体抵抗を減らすことができる。前述のように特許文献２は取扱性のためにある程度のフィルタ厚を確保しなければならず、そのために高速印字に対応したインクジェット記録ヘッドを作るのには適していない。
【００１９】
特許文献３の場合、ハンドリング性の強度を増すことができるが、凹部の裏面側はフィルタ面とハンドリング面は同一平面状にあるために、作業上、フィルタ部に接触しやすい状態であり、接触などによってフィルタ部が損傷、破損することがある。
【００２０】
また、エッチングでフィルタ穴を形成しているが、ステンレス材や樹脂のエッチングにあたって、板厚は一般に板厚１０〜２０μｍ程度が限界とされている。それ以上薄いとエッチング工程中のレジスト液の洗浄時における洗浄圧や、もともと構成部材が有している僅かな折れなどにより破損してしまうことがあり、フィルタ製造の歩留りが悪くコスト高になる。
【００２１】
特許文献３のように小さい開口部では、中央部に格子部を一本配すれば十分かもしれないが、Ａ４やＡ３の広幅サイズの対応したライン式のインクジェット記録ヘッドでは、格子部は前記では十分ではない。しかし、格子部の数を多くするとフィルタの透過面積が小さくなり、圧力損失が大きくなる。反対に格子部の数が少なすぎると、フィルタの取扱性が悪いなどの欠点がある。
【００２２】
（課題２）
特許文献４に開示されている技術では、ノズルの配列方向にはインク温度を均一にでるが、インクが共通供給流路からリストリクタを通り圧力室に導入される方向に対しては温度分布が発生してしまい、インクジェット記録ヘッドの駆動周波数が高くなった場合、インクの加熱が十分でなく、低粘度のインクがノズルに供給されてしまい、所望の吐出特性が得られないという問題がある。
【００２３】
このような加熱の問題を解決するために、１つの供給インク流路に対して両側面からヒータによって加熱する構成も考えられるが、１つのマニホールド部に対してヒータが２つ必要になり、部品点数が増え、コスト高となる。またこの構成であると、供給インク流路を確保するために空間部が多くなり、マニホールド部の剛性が低下し、長手方向のインク流路に反りが発生する。この反りの発生により、圧電振動子とその変位を圧力室に圧力の変動として伝える振動板のギャップがチャンネル毎に不揃いになり、その影響で各ノズルの吐出特性が違ってしまい、印字品質に大きく影響を及ぼす。
【００２４】
本発明の目的は、前述のような従来技術の欠点を解消し、共通供給流路形成部材の剛性を高めて取扱性の向上を図り、吐出特性が安定した動作信頼性の高い液滴吐出ヘッドおよびそれを備えた液滴吐出装置、画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
前記目的を達成するため、本発明の第１の手段は、列状に配置された複数のノズルと、各ノズルにそれぞれ個別に連通して設けられた圧力室と、その圧力室に圧力の変動を与える圧力発生手段と、前記各圧力室にそれぞれ個別に連通して設けられた個別供給流路と、各個別供給流路と連通する共通供給流路を形成した共通供給流路形成部材を備え、
前記共通供給流路を通して供給された液体を前記各個別供給流路を通して前記各圧力室に導入し、前記圧力発生手段により圧力室に圧力の変動を与えて、前記ノズルから液滴を被着媒体に着弾する液滴吐出ヘッドを対象とするものである。
【００２６】
そして前記共通供給流路形成部材の共通供給流路内に、前記ノズルの配列方向と直交する方向に延びる格子部をノズルの配列方向に沿って所定の間隔をおいて複数形成したことを特徴とするものである。
【００２７】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記格子部のノズル配列方向の厚さが、前記個別供給流路を区画形成する隔壁のノズル配列方向の厚さとほぼ同寸であることを特徴とするものである。
【００２８】
本発明の第３の手段は前記第２の手段において、前記共通供給流路から個別供給流路への液体の流れ方向に沿って前記格子部が前記隔壁と対応する位置に配置されていることを特徴とするものである。
【００２９】
本発明の第４の手段は前記第１の手段において、前記共通供給流路形成部材が熱伝導性の良好な材料で構成され、その共通供給流路形成部材の一側面に前記ノズル配列方向に沿って延びたヒータが取り付けられ、そのヒータから発せられた熱を前記共通供給流路形成部材ならびに前記複数の格子部を介して、前記共通供給流路を通過する液体に供給される構成になっていることを特徴とするものである。
【００３０】
本発明の第５の手段は前記第４の手段において、前記液体が紫外線硬化型液体であることを特徴とするものである。
【００３１】
前記目的を達成するため、本発明の第６の手段は、列状に配置された複数のノズルと、各ノズルにそれぞれ個別に連通して設けられた圧力室と、その圧力室に圧力の変動を与える圧力発生手段と、前記各圧力室にそれぞれ個別に連通して設けられた個別供給流路と、各個別供給流路と連通する共通供給流路を形成した共通供給流路形成部材を備え、
前記共通供給流路を通して供給された液体を前記各個別供給流路を通して前記各圧力室に導入し、前記圧力発生手段により圧力室に圧力の変動を与えて、前記ノズルから液滴を被着媒体に着弾する液滴吐出ヘッドを対象とするものである。
【００３２】
そして前記共通供給流路形成部材の前記共通供給流路内にフィルタが設けられ、
そのフィルタを間にして前記共通供給流路内が、フィルタよりも液体流れ方向上流側に形成された上流側共通供給流路と、フィルタよりも液体流れ方向下流側に形成された下流側共通供給流路に分かれており、
前記上流側共通供給流路内ならびに下流側共通供給流路内に、それぞれ前記ノズルの配列方向と直交する方向に延びる上流側格子部と下流側格子部をノズルの配列方向に沿って所定の間隔をおいて複数それぞれ形成したことを特徴とするものである。
【００３３】
本発明の第７の手段は前記第６の手段において、前記共通供給流路形成部材と前記フィルタと前記上流側格子部ならびに下流側格子部が一体に形成されていることを特徴とするものである。
【００３４】
本発明の第８の手段は前記第６または第７の手段において、前記上流側格子部ならびに下流側格子部のノズル配列方向の厚さが、前記個別供給流路を区画形成する隔壁のノズル配列方向の厚さとほぼ同寸であることを特徴とするものである。
【００３５】
本発明の第９の手段は前記第６ないし第８の手段において、前記共通供給流路から個別供給流路への液体の流れ方向に沿って前記上流側格子部ならびに下流側格子部が前記隔壁と対応する位置に配置されていることを特徴とするものである。
【００３６】
本発明の第１０の手段は前記第６ないし第９の手段において、前記上流側格子部ならびに下流側格子部が、前記共通供給流路から個別供給流路への液体の流れ方向に沿ってほぼ同一線上に配置されていることを特徴とするものである。
【００３７】
本発明の第１１の手段は前記第６ないし第９の手段において、前記上流側格子部が前記下流側格子部の格子間隔の中間位置に配置されていることを特徴とするものである。
【００３８】
本発明の第１２の手段は前記第９ないし第１１の手段において、前記上流側格子部ならびに下流側格子部が前記個別供給流路の４〜１６流路毎の隔壁に対応した位置に設けられていることを特徴とするものである。
【００３９】
本発明の第１３の手段は前記第６ないし第１２の手段において、前記共通供給流路形成部材が熱伝導性の良好な材料で構成され、その共通供給流路形成部材の一側面に前記ノズル配列方向に沿って延びたヒータが取り付けられ、そのヒータから発せられた熱を前記共通供給流路形成部材と前記上流側格子部と下流側格子部を介して、前記共通供給流路を通過する液体に供給される構成になっていることを特徴とするものである。
【００４０】
本発明の第１４の手段は前記第１３の手段において、前記液体が紫外線硬化型液体であることを特徴とするものである。
【００４１】
前記目的を達成するため、本発明の第１５の手段は、列状に配置された複数のノズルを有するオリフィスプレートと、
各ノズルにそれぞれ個別に連通して設けられた圧力室と、各圧力室にそれぞれ個別に連通して設けられた個別供給流路を有する圧力室・個別流路形成プレートと、
前記圧力室の一側面を形成する振動板と、前記個別供給流路と対応するように配置されたフィルタを有するダイアフラムプレートと、
前記圧力室に圧力の変動を与える圧力発生手段と、
前記振動板と対応する位置に形成されたプレート側挿入開口部と、前記フィルタと対応する位置に形成されたプレート側共通供給流路を有するマニホールドプレートと、
前記プレート側挿入開口部と対応する位置に形成されたフレーム側挿入開口部と、前記プレート側共通供給流路と対応する位置に形成されたフレーム側共通供給流路を有するハウジングを備え、
前記フレーム側挿入開口部からプレート側挿入開口部にかけて前記圧力発生手段を挿入して、圧力発生手段の自由端を前記振動板に接合し、
前記フレーム側共通供給流路からプレート側共通供給流路を経て供給された液体を前記各個別供給流路を通して前記各圧力室に導入し、前記圧力発生手段により圧力室に圧力の変動を与えて、前記ノズルから液滴を被着媒体に着弾する液滴吐出ヘッドを対象とするものである。
【００４２】
そして前記プレート側共通供給流路ならびにフレーム側共通供給流路のうちの少なくともいずれか一方の共通供給流路内に、前記ノズルの配列方向と直交する方向に延びる格子部をノズルの配列方向に沿って所定の間隔をおいて複数形成したことを特徴とするものである。
【００４３】
本発明の第１６の手段は前記第１５の手段において、前記マニホールドプレートと前記プレート側共通供給流路内に設けられた格子部が一体に形成されていることを特徴とするものである。
【００４４】
本発明の第１７の手段は前記第１５または第１６の手段において、前記プレート側共通供給流路内に設けられた前記格子部は、前記個別供給流路を区画形成する隔壁に対応して配置されていることを特徴とするものである。
【００４５】
本発明の第１８の手段は前記第１５または第１６の手段において、前記プレート側共通供給流路内に設けられた格子部は、前記個別供給流路を区画形成する隔壁の間隔の中間位置に対応して配置されていることを特徴とするものである。
【００４６】
本発明の第１９の手段は前記第１７の手段において、前記プレート側共通供給流路内に設けられた格子部のノズル配列方向の厚さが、前記隔壁のノズル配列方向の厚さとほぼ同寸であることを特徴とするものである。
【００４７】
本発明の第２０の手段は前記第１６ないし第１９の手段において、前記プレート側共通供給流路内に設けられた格子部は、前記マニホールドプレートの厚さ方向の前記ハウジング寄り設けられて、その格子部と前記フィルタとの間に隙間が形成されていることを特徴とするものである。
【００４８】
本発明の第２１の手段は前記第２０の手段において、前記ハウジングと対向する側に格子部を有するプレート半体と、前記フィルタと対向する側に格子部を有しないプレート半体とを重ね合わせて前記マニホールドプレートが構成されていることを特徴とするものである。
【００４９】
本発明の第２２の手段は前記第１５ないし第２１の手段において、前記マニホールドプレートならびにハウジングが熱伝導性の良好な材料で構成され、前記ハウジングの一側面に前記ノズル配列方向に沿って延びたヒータが取り付けられ、そのヒータから発せられた熱を前記ハウジング、マニホールドプレートならびに格子部を介して、前記フレーム側共通供給流路からプレート側共通供給流路を通過する液体に供給される構成になっていることを特徴とするものである。
【００５０】
本発明の第２３の手段は前記２２の手段において、前記液体が紫外線硬化型液体であることを特徴とするものである。
【００５１】
前記目的を達成するため、本発明の第２４の手段は、吐出する液体を貯留する液体タンクと、液滴吐出ヘッドと、前記液体タンクに貯留している液体を前記液滴吐出ヘッドに供給する液体供給手段を備え、前記液滴吐出ヘッドから吐出した液滴を被着媒体に着弾する液滴吐出装置において、
前記液滴吐出ヘッドが前記第１のないし第２３の手段の液滴吐出ヘッドであることを特徴とするものである。
【００５２】
前記目的を達成するため、本発明の第２５の手段は、画像形成装置において、液体が画像形成用インクであって、前記被着媒体が記録媒体で、前記第２４の手段の液滴吐出装置を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００５３】
本発明は前述のような構成になっており、吐出特性が安定した動作信頼性の高い液滴吐出ヘッドおよびそれを備えた液滴吐出装置、画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施例1に係るインクジェット記録ヘッドの主要部の分解斜視図である。
【図２】そのインクジェット記録ヘッドを組み立てた状態での図１Ａ−Ａ線上での断面図である。
【図３】図２Ｂ−Ｂ線上での断面図である。
【図４】そのインクジェット記録ヘッドの各構成部品をノズル側から見た平面図である。
【図５】そのインクジェット記録ヘッドの各構成部品を圧電アクチュエータ側から見た平面図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、インクジェット記録ヘッドにおけるノズルの配置例を示す拡大平面図である。
【図７】ノズル実装密度と格子部比率の関係を表した図である。
【図８】格子部の配置間隔とその時のフィルタでの圧力損失の関係を表した図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は、実施例と比較例での共通供給流路内でのインクの流れを比較して示す図である。
【図１０】（ａ），（ｂ）は、実施例と比較例のインクジェット記録ヘッド内における熱対流の流れを比較して示す図である。
【図１１】本発明の実施例２に係るインクジェット記録ヘッドを断面図である。
【図１２】そのインクジェット記録ヘッドのノズル側から見たダイアフラムプレートの平面図（ａ）と、圧電アクチュエータ側から見たダイアフラムプレートの平面図（ｂ）である。
【図１３】本発明の実施例３に係るインクジェット記録ヘッドの分解斜視図である。
【図１４】そのインクジェット記録ヘッドをノズル配列方向と直交する方向で切断した断面図である。
【図１５】そのインクジェット記録ヘッドをノズル形成面側から透視した模式図である。
【図１６】そのインクジェット記録ヘッドをノズル配列方向の側面から透視した模式図である。
【図１７】本発明の実施例４に係るインクジェット記録ヘッドをノズル配列方向と直交する方向で切断した断面図である。
【図１８】本発明の実施例５に係るインクジェット記録ヘッドをノズル形成面側から透視した模式図である。
【図１９】そのインクジェット記録ヘッドをノズル配列方向の側面から透視した模式図である。
【図２０】本発明の各実施例に係るインクジェット記録ヘッドが搭載可能な画像形成装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
次に本発明の各実施例を図面と共に説明する。  
【実施例１】
【００５６】
図１〜図６は本発明の実施例1に係るインクジェット記録ヘッドを説明するための図で、図１はそのインクジェット記録ヘッドの主要部の分解斜視図、図２そのインクジェット記録ヘッドを組み立てた状態での図１Ａ−Ａ線上での断面図、図３は図２Ｂ−Ｂ線上での断面図、図４はそのインクジェット記録ヘッドの各構成部品をノズル側から見た平面図、図５はそのインクジェット記録ヘッドの各構成部品を圧電アクチュエータ側から見た平面図、図６（ａ），（ｂ）はノズルの配置例を示す拡大平面図である。
【００５７】
これらの図において、２は複数のノズル１を列状に形成したオリフィスプレートである。ノズル１の開口形状の加工精度はインクジェット記録ヘッドのインク吐出特性に大きな影響を及ぼす。複数のノズル１間において、これらのノズル精度ばらつきを低く抑えるため、オリフィスプレート２の製法は高い加工精度が要求される。このためオリフィスプレート２は、ステンレスの精密プレス法、レーザー加工法あるいはニッケルの電鋳加工法等により形成される。
【００５８】
５は圧力室３と、その圧力室３と共通供給流路８を連結して圧力室３へのインク流入を制御する個別供給流路４を形成したリストリクタプレートである。前記圧力室３、個別供給流路４が前記ノズル１に対応するように配置されている。リストリクタプレート５は、ステンレス材、シリコンのエッチング加工法または精密プレス法で作られる。
【００５９】
１０は圧電アクチュエータ１７の変位を効率よく圧力室３に伝えるための振動板６と、共通供給流路８から個別供給流路４に流入するインク中のゴミ等を取り除くフィルタ７とを形成したダイアフラムプレートである。前記振動板６とフィルタ７とダイアフラムプレート１０は、一体物で構成されている。
【００６０】
１４はフレーム側共通供給流路１１とアクチュエータ挿入開口部１２が形成され、前述の各プレート２，５，１０を保持固定するハウジングである。ハウジング１４はステンレス材の切削加工等で形成され、図示しないインクタンクからインクをフレーム側共通供給流路１１に導くインク導入通路１３が形成されている。
【００６１】
図２に示すように、ハウジング１４のフレーム側共通供給流路１１を区画形成する壁部の一方の側面にはヒータ２０が取り付けられている。またこのヒータ２０は図１に示すように、ノズル１の配列方向に沿って、かつフレーム側共通供給流路１１のほぼ全長にわたって延びている。
【００６２】
前述のように近年、印刷の分野でＵＶインクの需要が高まっている。このＵＶインクは常温では比較的高粘度のものが多い。ＵＶインクのような高粘度のインクをノズル１から吐出させるために、前記ヒータ２０を用いてインクを予め加熱して、低粘度化する手段が用いられている。
【００６３】
本実施例では図1に示すように圧電アクチュエータ挿入開口部１２が１つ大きく形成されているが、圧電振動子１５毎に仕切りを付けて圧電アクチュエータ挿入開口部１２の剛性を高めることもできる。剛性を高めることにより、クロストーク：チャンネル間の相互干渉の機械的要因を低減することができる。
【００６４】
１７は圧電振動子１５と固定部材１６からなる圧電アクチュエータである。圧電振動子１５の一端は固定部材１６の一端面に接着剤を用いて固着され、圧電振動子１５の他端（自由端）は前記振動板６に接合される。圧電アクチュエータ１７の個別電極パターンと共通電極パターンには図示しないＦＰＣを介して電気信号が入力され、圧電振動子１５の自由端に変位を生じさせる。この変位は振動板６を介して圧力室３に伝えられ、それに伴って圧力室３の容積が膨張、収縮することにより、圧力室３の中で圧力の変動が生じ、ノズル１からインク液滴を吐出させ、図示しない記録媒体上に着弾して画像を形成する。
【００６５】
次に前記フィルタ７の周辺の具体的な構成について説明する。  
図３に示すように、ダイアフラムプレート１０内のフィルタ７はダイアフラムプレート１０の厚さ方向のほぼ中間位置にあって、上流側格子部９ａと下流側格子部９ｂの間に設けられている。なお、本明細書において「上流側」、「下流側」は、インクジェット記録ヘッド内において、インクがフレーム側共通供給流路１１から共通供給流路８、個別供給流路４ならびに圧力室３を通ってノズル１から吐出する流れに対して、フレーム側共通供給流路１１側を「上流側」、個別供給流路４（圧力室３）側を「下流側」としている。
【００６６】
上流側格子部９ａならびに下流側格子部９ｂは共に図１に示すように、ノズル１の配列方向と直交する方向に延びており、かつ、ノズル１の配列方向に沿って等間隔に複数本形成されている。
【００６７】
本実施例の場合、上流側格子部９ａと下流側格子部９ｂは上下一対になって同じ位置に設けられている。この上流側格子部９ａと下流側格子部９ｂは、図２ならびに図３に示すようにフィルタ７と、また図１に示すようにダイアフラムプレート１０と連続して一体に形成されている。この上流側格子部９ａ（下流側格子部９ｂ）の設置間隔については後で説明する。
【００６８】
前記フィルタ７は約３μｍ〜２０μｍの厚さを有し、流路の最小寸法（ノズル１の内径）より小さい径Ｄを有するフィルタ孔７ａ（図６参照）が多数接近して形成されている。フィルタ孔７ａの配置は、図６（ａ）に示すように互いにずらして千鳥状に配置してもよいし、また図６（ｂ）に示すようにずらさないで縦横格子状に配置してもよい。図６（ａ）に示す千鳥状配置では、図６（ｂ）に示す格子状配置に比べて、フィルタの全体の面積に対するフィルタ孔７ａのトータル面積の割合（フィルタ孔トータル面積/フィルタ全体面積）、いわゆる開口率を大きくとることができて好適である。開口率は圧力損失に大きく影響を及ぼすので極力大きくした方が良い。
【００６９】
図中の符号７ｂは、フィルタ孔７ａとフィルタ孔７ａの間に設けられた連結部である。フィルタ７に流路圧力を加えて耐え得る強度を確保するためと、製作上のばらつきによって、フィルタ孔間が繋がってしまうことがないようにするために、前記連結部７ｂの幅は１０μｍ以上確保する必要がある。
【００７０】
フィルタ７を有するダイアフラムプレート１０は、ニッケルの電鋳加工によって製造した方が、薄くて圧力損失の少ないフィルタ７を得ることができる。また、ステンレス材などをエッチングすることによってフィルタ７を形成することもできる。
【００７１】
このようにダイアフラムプレート１０は、ニッケルやステンレス材などのように熱伝導性が良く耐食性に優れた材料であることが望ましい。ダイアフラムプレート１０を熱伝導性の良い材料で構成すると、前記格子部９ａ、９ｂを分散して設けることにより、前記ヒータ２０からの熱が効率よく各チャンネルに伝わるため、ヒータ２０が取り付けられている近辺だけ温度が高くなるという問題が解消される。そして各チャンネル（加圧室３）に供給されているインクの粘度を均一にして、吐出特性のばらつきが少ないイングシェット記録へドを提供するこができる。
【００７２】
また、圧電アクチュエータ１７からの変位を効率よく伝えるために振動板６も薄肉にした方が好ましく、振動板６の厚さとフィルタ７の厚さをほぼ同一にすることにより、従来の振動板機能を有する薄肉のダイアフラムプレートとフィルタを有するプレートを各々に積層していたものを、同一の部品として扱うことができる。そしてフィルタ形成領域内にはダイアフラムプレート１０とほぼ同寸の厚さを有する格子部９ａ、９ｂが所定の間隔をおいて形成される。
【００７３】
図７は、ノズル実装密度と格子部比率の関係を表した図である。同図に示すように圧力室３のノズル配列方向の幅寸法をＷａ、格子部９のノズル配列方向の幅寸法をＷｂとした場合、前記格子部比率は、Ｗｂ／Ｗａで表せる。なお図３に示すように、各圧力室３（個別供給流路４）を区画形成する隔壁４ａのノズル配列方向の幅寸法は格子部９のノズル配列方向の幅寸法Ｗｂと同寸としている。
【００７４】
図７の上段は、圧力室３の幅寸法をＷａ、格子部９の幅寸法をＷｂとしたときの格子部比率をＡとする。同図の中段は、圧力室３の幅寸法をＷａ／２とし、格子部９の幅寸法はそのままのＷｂとしたとき、格子部比率は２Ａになる。さらに同図の下段は、圧力室３の幅寸法をＷａ／４とし、格子部９の幅寸法はそのままのＷｂとしたとき、格子部比率は４Ａになる。同図に示すようにノズル１は圧力室３の中央位置に配置されるから、同図の上段は低ノズル密度のノズル配置となり、同図の下段は高ノズル密度のノズル配置となる。
【００７５】
この図７に示すように高密度実装を達成するために、圧力室３を小さくする必要があるが、フィルタ７は取扱性の強度、プレートを積層する場合は接着圧力に耐え得る強度が要求されるため、圧力室の比率と同等に格子部９の幅を狭くすることはできない。
【００７６】
図８は、前記格子部９の配置間隔とその時のフィルタ７での圧力損失の関係を表した図である。縦軸の圧力損失比率は、図３に示す各圧力室３を区画形成する隔壁４ａ（１チャンネル）毎に格子部９を配置した場合（すなわち、格子部９の設置数が隔壁４ａの設置数と同じ場合）を１として、その比率（その格子部配置条件での圧力損失/１チャンネル毎に格子部を配置した場合の圧力損失）として表示してある。横軸の格子部位置は格子部の配置間隔を示しており、例えば格子部位置（格子部の配置間隔）が４ということは、図３に示すように格子部９と隣の格子部９との間に４つの個別供給流路４（４流路）があることを示している。
【００７７】
図中の曲線Ａは前記格子部比率が０．３、曲線Ｂは前記格子部比率が０．６の場合の格子部位置（格子部の配置間隔）と圧力損失比率との関係を示す特性曲線である。
【００７８】
この図から明らかなように、曲線Ａ，Ｂとも格子部位置（格子部の配置間隔）が２流路の場合は圧力損失比率がまだ高いが、格子部位置（格子部の配置間隔）が４→８→１６流路と間隔があくことにより、圧力損失が小さくなっていることが分かる。なお同図に示すように、格子部位置（格子部の配置間隔）が１６流路を超えても（格子部位置が３２，６４，１２８，１９２流路のものも）圧力損失の低減効果は殆ど変わらず、むしろ全体的に格子部の設置数が減り、それに伴って格子部の設置によるフィルタ部分の機械的強度の増大ならびにヒータからの熱の均一分布などの効果が十分に得られなくなる。このような理由から、格子部位置（格子部の配置間隔）は４〜１６流路の範囲に規制するとよい。
【００７９】
また、格子部比率についても検討を行った結果、格子部比率が大きくなるに従ってフィルタのトータル面積を増やすことができ、圧力損失を低減できるという観点から、図８の曲線Ａ，Ｂのように格子部比率を０．３以上にすることが好ましい。
【００８０】
またフィルタ７の両面に格子部９ａ，９ｂを所定の間隔をおいて周期的に配置し、フィルタ７の上下両方が凹部になるように形成することにより、フィルタ７部の取扱性の向上が図れる。
【００８１】
フィルタ７を仕切る各下流側格子部９ｂは圧力室３を区画形成する隔壁部４ａに対向しており、隔壁部４ａと格子部９ｂの接触面は接着剤で一体に接着される。
【００８２】
図９の（ａ），（ｂ）は、実施例と比較例での共通供給流路８内でのインクの流れを比較して示す図である。同図（ａ）は前記実施例１に係るインクジェット記録ヘッドでのインクの流れを模式的に示しており、同図（ｂ）は下流側格子部９ｂを設けない比較例のインクジェット記録ヘッドでのインクの流れを模式的に示している。
【００８３】
同図（ｂ）に示すように下流側格子部９ｂを設けない場合、フィルタ７の下に共通供給流路８のままの広い面積の空間が形成される。そのためフィルタ７の通過前後の断面積に急激な変化があり拡乱流１８ｃが発生し、そのために圧力損失が生じる。また、拡乱流１８ｃの発生に伴ってフィルタ７の近傍においてインク流れに淀みが出て気泡が発生して、インクの吐出特性に悪影響を及ぼす。
【００８４】
これに対して同図（ａ）に示すようにフィルタ７を境にして、その上流側と下流側の同じ位置に上流側格子部９ａと下流側格子部９ｂを設けることにより、フィルタ７の上流側が複数の上流側インク室８ａに、下流側が複数の下流側インク室８ｂにそれぞれ分割されている。従ってフィルタ透過前後の断面積は同じである。前記上流側インク室８ａに流れ込んだインク流１８ａは、フィルタ７を通過して、インク流１８ｂとしてそのまま下流側インク室８ｂを通過する。従って下流側格子部９ｂがインクの整流板としても機能し、前述のような拡乱流１８ｃの発生、フィルタ７の近傍での流れの淀みあるいは気泡の発生といった問題は生じない。
【００８５】
図１０（ａ），（ｂ）は、実施例と比較例のインクジェット記録ヘッド内における熱対流の流れを比較して示す図である。同図（ａ）は実施例１に係るインクジェット記録ヘッドでの熱対流を模式的に示しており、同図（ｂ）は下流側格子部９ｂを設けない比較例のインクジェット記録ヘッドでの熱対流を模式的に示している。
【００８６】
図２に示すように、ヒータ２０によってインクを加熱し低粘度化してインクを吐出させるインクジェット記録ヘッドにおいて、高速印字のため単位時間あたりの液適量の多い吐出の場合、インク導入部１３付近では十分に加温されずインク温度は低い。一方、フレーム側共通供給流路１１付近ではヒータ２０によって加熱されるため共通供給流路１１側のインク温度は高い。
【００８７】
そのため図１０（ａ），（ｂ）とも、フレーム側共通供給流路１１内では比較的大きな熱対流２１ａを生じ、次の上流側格子部９ａで区切られた上流側共通供給流路８ａでは比較的小さな熱対流２１ｂを生じる。
【００８８】
同図（ｂ）に示すように下流側格子部９ｂを設けない場合、フィルタ７の下に共通供給流路８のままの広い面積の空間が形成される。そのためここでインク導入部１３付近はインク温度が低く、フレーム側共通供給流路１１付近はインク温度が高いという影響が出て、比較的大きな熱対流２１ｃを生じる。このように大きな空間の共通供給流路８内で熱対流２１ｃが起こると、共通供給流路８内で温度分布が生じ、それによって各圧力室３へ供給されるインク粘度が変わってしまい、ノズル１間の吐出性能にばらつきが生じるという問題がある。
【００８９】
これに対して同図（ａ）に示すようにフィルタ７の下流側にも複数の下流側格子部９ｂを設けて、複数の下流側インク室８ｂに分割することにより、各下流側インク室８ｂ内で生じる熱対流２１ｃは前述の同図（ｂ）に示すものに比べて小さくなる。そのためインク粘度の分布を低減し、ノズル１間の吐出性能のばらつきが少ないインクジェット記録ヘッドを提供することができる。
【００９０】
本実施例では図１に示すように、圧力室３と個別供給流路４を一体に形成したリストリアクタプレート５を用いたが、後述する図１３に示すように圧力室３３を形成したチャンバプレート３４と、リストリアクタ３５を形成したリストリアクタプレート３６を重ねて用いることも可能である。
【実施例２】
【００９１】
図１１は本発明の実施例２に係るインクジェット記録ヘッドを断面図、図１２（ａ）はノズル側から見たダイアフラムプレートの平面図、同図（ｂ）圧電アクチュエータ側から見たダイアフラムプレートの平面図である。
【００９２】
フィルタ７を仕切る上流側格子部９ａと下流側格子部９ｂの設置位置が、投影面上において異なっており、図１１に示すように、各上流側格子部９ａは下流側格子部９ｂの配置間隔の中間に位置している。なお、この実施例の場合も上流側格子部９ａどうしの配置間隔、ならびに下流側格子部９ｂどうしの配置間隔は等間隔である。また、下流側格子部９ｂと圧力室３を区画形成している隔壁４ａとは接着剤で接着されている。
【００９３】
なお図１１に示すように、上流側格子部９ａ（下流側格子部９ｂ）の配置間隔を、個別供給流路の４，６，８，・・・流路毎のように複数流路毎の隔壁４ａと対応するように設計すれば、上流側格子部９ａと隔壁４ａが上下同一直線上に配置され、上流側格子部９ａと下流側格子部９ｂの設置位置を互いにずらすことによる圧力損失の増大は実質的にない。本実施例においても、上流側格子部９ａならびに下流側格子部９ｂのノズル配列方向の幅寸法は、個別供給流路４を区画形成する隔壁４ａのノズル配列方向の幅寸法とほぼ同寸になっている。
【００９４】
本実施例のようにフィルタ７に対して上流側格子部９ａと下流側格子部９ｂを互いにずらして設けることにより、フィルタ７における格子部と接合する厚肉部面積を２倍とすることができ、フィルタ７の機械的強度を増し、作業上での破断リスクを低減することができる。同様の効果を得ようと単純に２倍の配置ピッチで格子部９を設けると、フィルタ７の透過面積が減少し、圧力損失が増加してしまう。従ってこの実施例によって、格子部９の配置による圧力損失の増大を抑えつつ、取扱性能を向上することができる。
【００９５】
なお、本実施例においても、図９で説明したインク流れの乱れ抑制効果ならびに図１０で説明したインク粘度の分布低減効果は発揮できる。
【実施例３】
【００９６】
次に実施例３に係るインクジェット記録ヘッドについて図１３〜図１６を用いて説明する。図１３は本実施例に係るインクジェット記録ヘッドの分解斜視図、図１４はそのインクジェット記録ヘッドをノズル配列方向と直交する方向で切断した断面図、図１５はそのインクジェット記録ヘッドをノズル形成面側から透視した模式図、図１６はそのインクジェット記録ヘッドをノズル配列方向の側面から透視した模式図である。
【００９７】
本実施例に係るインクジェット記録ヘッドの全体的な構成について図１３を用いて説明する。  
３２は複数のノズル３１を列状に形成したオリフィスプレートである。３４は圧力室３３が形成されたチャンバプレートであり、圧力室３３が前記ノズル３１と対応するように配置されている。
【００９８】
３６はリストリクタ３５を形成したリストリクタプレートで、リストリクタ３５が圧力室３と対応するように配置されている。３９は振動板３７とフィルタ３８を形成した弾性を有するダイアフラムプレートである。前記チャンバプレート３４、リストリクタプレート３６、ダイアフラムプレート３９は、ステンレス材のエッチング加工法またはニッケル材の電鋳加工法あるいは精密プレス法で作られる。
【００９９】
４２は、プレート側共通供給流路４０とプレート側挿入開口部４１を形成したマニホールドプレートである。マニホールドプレート４２は熱伝導性が良好で耐食性に優れた材料で構成され、例えばステンレス材のエッチング加工法で作られる。前記プレート側共通供給流路４０には、チャンネル毎にそのプレート側共通供給流路４０をノズル配列方向と直交する方向に横切る格子部４３がマニホールドプレート４２と一体に形成されている。
【０１００】
この格子部４３は、各リストリクタ３５を区画形成するリストリクタ隔壁４４（図１３参照）ならびに圧力室３３を区画形成する圧力室隔壁４５（図１３、図１６参照）と対向するように設けられている。また図１３ならびに図１６に示すように、格子部４３はマニホールドプレート４２の板厚方向の中間位置に設けられるのではなく、後述するハウジング４６側に片寄るように設けられており、インクジェット記録ヘッドの組立状態において、格子部４３とフィルタ３８の間にプレート側共通供給流路４０と同じ面積の隙間が形成される。
【０１０１】
このように格子部４３を片側に有する断面形状が凹部状のマニホールドプレート４２を製作するのに、圧力室３３側に格子部４３を有さないマニホールドプレート半体と、ハウジング４６側に格子部４３を有するマニホールドプレート半体を重ね合わせてマニホールドプレート４２を製作することもできる。その方が、マニホールドプレート４２の製作が容易である。
【０１０２】
４６は、フレーム側共通供給流路４７とフレーム側挿入開口部４８が形成され、前述の各プレート３２，３４，３６，３９，４２を保持固定するハウジングである。ハウジング４６はステンレス材の切削加工等で形成され、図示しないインクタンクからインクをフレーム側共通供給流路４７に導くインク導入通路４９が形成されている。
【０１０３】
図１３に示すように、このハウジング４６のフレーム側挿入開口部４８ならびにマニホールドプレート４２プレート側挿入開口部４１は大きく開口しているが、後述する圧電振動子５２毎に仕切り部を一体に設けて剛性を高めることにより、クロストーク：チャンネル間の相互干渉の機械的要因を低減することができる。
【０１０４】
図１４に示すように、マニホールドプレート４２のプレート側共通供給流路４０ならびにハウジング４６のフレーム側共通供給流路４７を区画形成する隔壁の一方の側面には、ヒータ５０が接着固定されている。このヒータ５０は図１３ならびに図１５に示すように、ノズル３１の配列方向に沿って延び、かつ、プレート側共通供給流路４０ならびにフレーム側共通供給流路４７のほぼ全長にわたって形成されている。
【０１０５】
ＵＶインクのような高粘度のインクをノズル３１から吐出させるために、前記ヒータ５０を用いてインクを予め加熱して、低粘度化する手段がとられている。このヒータ５０をマニホールドプレート４２ならびにハウジング４６の外側から貼り付けることも可能であるが、インクジェット記録ヘッドのコンパクト化ならびに安全性を考慮して、図１４に示すようにマニホールドプレート４２ならびにハウジング４６の挿入開口部４１,４８側からヒータ５０を貼り付けている。
【０１０６】
５１は圧電振動子５２と固定部材５３からなる圧電アクチュエータである。圧電振動子５２の一端は固定部材５３の一端面に接着剤を用いて固着され、圧電振動子５２の他端（自由端）は前記振動板３７に接合される。圧電アクチュエータ５１の個別電極パターンと共通電極パターンには図示しないＦＰＣを介して電気信号が入力され、圧電振動子５２の自由端に変位を生じさせる。この変位は振動板３７を介して圧力室３３に伝えられ、それに伴って圧力室３３の容積が膨張、収縮することにより、ノズル３１からインク液滴を吐出させ、図示しない記録媒体上に画像を形成する。
【０１０７】
図１４に示すようにマニホールドプレート４２ならびにハウジング４６の共通供給流路４０,４７の隔壁片側にヒータ５０を取り付けると、ノズル３１配列方向に対して直交する方向に温度分布をもってしまう。
【０１０８】
そこで本実施例では、前記マニホールドプレート４２の共通供給流路４０内に、その共通供給流路４０を横切る方向、すなわちノズル配列方向に対して直交する方向に延びた格子部４３をマニホールドプレート４２に一体に設けた。マニホールドプレート４２は熱伝導性の良好な材料で構成されているから、前記格子部４３の働きによりチャンネル毎にノズル配列方向に対して直交する方向にも均一に、かつ素早く熱が伝達され、インクの温度分布が殆どなくなり、インク粘度の均一化が図れる。
【０１０９】
図示していないが共通供給流路４７（４０）の近傍には温度を検出して、インク温度を制御するためのサーミスタが取り付けられている。これにより共通供給流路４７、４０内のインク温度を一定に制御し、チャンネル毎に吐出特性のばらつきの少ないインクジェット記録ヘッドを提供することができる。
【０１１０】
本実施例では図１３に示すように、マニホールドプレート４２に格子部４３を設けたが、フィルタ３８の形成領域にもノズル３１の配列方向と直交する方向に延びた格子部を形成することも可能である。
【０１１１】
本実施例では図１３に示すように、圧力室３３を形成したチャンバプレート３４と、リストリアクタ３５を形成したリストリアクタプレート３６を別体にしたが、図１３に示すように圧力室３と個別供給流路４を一体に形成したリストリアクタプレート５を用いることも可能である。
【実施例４】
【０１１２】
次に実施例４に係るインクジェット記録ヘッドをノズル配列方向と直交する方向で切断した断面図を図１７に示す。
【０１１３】
本実施例では同図に示すように、ハウジング４６の共通供給流路４７にも、その共通供給流路４７を横切る方向、すなわちノズル配列方向に対して直交する方向に延びた格子部５４を多段に設けている。このハウジング４６もステンレス材などの熱伝導性の良好な材料で構成されている。
【０１１４】
このようにハウジング４６の共通供給流路４７にも格子部５４を設けることにより、インクに対する伝熱効率をさらに高めることができる。印字速度を速くするために吐出駆動周波数が高くなり、インク供給流量が多くなった場合でも、十分にインク温度を均一化し、粘度の一様なインクを各チャンネル毎に供給できるため、高速化に適用できしかも吐出特性のばらつきの少ないインクジェット記録ヘッドを提供することができる。
【実施例５】
【０１１５】
次に実施例５に係るインクジェット記録ヘッドを図１８、図１９を用いて説明する。図１８はそのインクジェット記録ヘッドをノズル形成面側から透視した模式図、図１９はそのインクジェット記録ヘッドをノズル配列方向の側面から透視した模式図である。
【０１１６】
前記実施例３では図１６に示すように格子部４３を圧力室隔壁４５と対向する位置に設けたが、本実施例では図１９に示すように格子部４３を各圧力室３３（各リストラクタ３５）の中心位置と対向する位置に設けた。
【０１１７】
なお、本実施例の場合も、格子部４３はマニホールドプレート４２の板厚方向の中間位置に設けられるのではなく、ハウジング４６側に片寄るように設けられており、インクジェット記録ヘッドの組立状態において、格子部４３とフィルタ３８の間にプレート側共通供給流路４０の広い空間部が形成される。
【実施例６】
【０１１８】
図２０は、前記各実施例に係るインクジェット記録ヘッドが搭載可能なインクジェットプリンタの斜視図である。
【０１１９】
インクジェット記録ヘッド６０は、図示していないタイミングベルトに連結された駆動モータの正逆転によりフレームから延びたガイド軸６１，６１上を往復移動しながら、搬送ローラ６２によって搬送されて来た記録媒体６３上にインク滴を吐出して文字や図形などの画像を印刷する。
【０１２０】
インクジェット記録ヘッド６０へのインクの供給は、メインインクタンク６４からフレキシブルチューブ６５を経由してサブインクタンク６６へ送られ、さらにフレキシブルチューブ６５を経由してインクジェット記録ヘッド６０へ供給される。図示していないが、フレキシブルチューブ６５の途中には供給ポンプが設けられている。
【０１２１】
ヘッド保全部６７は、印刷しないときにインクジェット記録ヘッド６０のノズル１（３１）からインクの乾燥や異物の付着を防止するためにキャップ６８、或いは図示していないが、ノズル面に付着したインクなどを除去するためのワイパーブレードなどが設けられている。前記キャップ６８は、サブインクタンク６６からインクジェット記録ヘッド６０内にインクを充填するときやインクジェット記録ヘッド６０内に滞留した気泡などを除去する目的で実施されるパージ動作時の吸引キャップとしても利用される。
【０１２２】
インクジェット記録ヘッド６０の各ノズルにはシアン、マゼンタ、イエロー、黒のインクが個別に供給されて吐出され、記録媒体６３上で各色にインクを重ね合わせてカラー画像を形成することができる。
【０１２３】
この実施例において本発明に係る液滴吐出装置は、吐出する液体を貯留するメインインクタンク６４ならびにサブインクタンク６６などの液体タンクと、インクジェット記録ヘッド６０からなる液滴吐出ヘッドと、前記液体タンクに貯留されている液体を前記液滴吐出ヘッドに供給するフレキシブルチューブ６５や供給ポンプなどからなる液体供給手段を備えている。
【０１２４】
次に本発明の請求項毎の作用効果を示せば下記の通りである。  
請求項１、６ならびに１５に記載の発明によれば、共通供給流路内に複数の格子部を形成することにより、ダイアフレームプレートやマニホールドプレートなどの共通供給流路形成部材の剛性を高めることができ、取扱性の向上が図れる。
【０１２５】
請求項２、３、８、９ならびに１９に記載の発明によれば、複数の格子部を形成しても圧力損失の増大が抑えられ、液滴吐出ヘッド内での液体の流通がスムーズで、液滴吐出特性が安定している。
【０１２６】
請求項４、５、１３、１４ならびに２２,２３に記載の発明によれば、ヒータが一側面に設けられていても、複数の格子部を介しての熱伝導性が良好で、液体の温度を均一に保つことができ、紫外線硬化型液体などの常温で高い粘度の液体でも低粘度化が図れ、液滴吐出特性が安定している。
【０１２７】
請求項７に記載の発明によれば、共通供給流路形成部材とフィルタと上流側格子部ならびに下流側格子部が一体に形成されているから、フィルタ形成領域の剛性が高められ、フィルタの耐用寿命が長くなり、共通供給流路形成部材の取扱性が良好である。
【０１２８】
請求項１０に記載の発明によれば、上流側格子部ならびに下流側格子部が、共通供給流路から個別供給流路への液体の流れ方向に沿ってほぼ同一線上に配置されているから、圧力損失の増大が抑えられ、液滴吐出ヘッド内での液体の流通がスムーズで、液滴吐出特性が安定している。
【０１２９】
請求項１２に記載の発明によれば、上流側格子部ならびに下流側格子部が個別供給流路の４〜１６流路毎の隔壁に対応した位置に設けられているから、格子部が無い状態で共通供給流路全面にわたってフィルタを設けた場合とほぼ同等のフィルタ透過性能を得ることができる。さらに取扱時のハンドリングの強度を上げることが可能である。
【０１３０】
請求項１６に記載の発明によれば、マニホールドプレートとプレート側共通供給流路内に設けられた格子部が一体に形成されているから、マニホールドプレートの剛性が高められて、取扱性が良好である。
【０１３１】
請求項１７に記載の発明によれば、プレート側共通供給流路内に設けられた格子部が個別供給流路を区画形成する隔壁に対応して配置されているから、液滴吐出ヘッド内での液体の流通がスムーズで、液滴吐出特性が安定している。
【０１３２】
請求項２１に記載の発明によれば、ハウジングと対向する側に格子部を有するプレート半体と、フィルタと対向する側に格子部を有しないプレート半体とを重ね合わせてマニホールドプレートが構成されているから、マニホールドプレートの製作が容易である
請求項２４に記載の発明によれば、前述のような特長を有する液滴吐出装置を提供することである。
【０１３３】
請求項２５に記載の発明によれば、高密度、高速印字に対応した画像形成装置を提供することである。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
前記実施例ではインクジェット記録装置の場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、液晶ディスプレイのカラーフィルターの製造に用いられる色材液、有機ＥＬディスプレイなどの電極膜形成に用いられる電極材料液など他の液体を吐出する液滴吐出装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１３５】
１：ノズル、２：オリフィスプレート、３：圧力室、４：個別供給流路、４ａ：隔壁、５：リストリクタプレート、６：振動板、７：フィルタ、７ａ：フィルタ孔、７ｂ：連結部、８：共通供給流路、８ａ：上流側共通供給流路、８ｂ：下流側共通供給流路、９：格子部、９ａ：上流側格子部、９ｂ：下流側格子部、１０：ダイアフラムプレート、１１：フレーム側共通供給流路、１２：アクチュエータ挿入開口部、１３：インク導入通路、１４：ハウジング、１５：圧電振動子、１６：固定部材、１７：圧電アクチュエータ、２０：ヒータ、３１：ノズル、３２：オリフィスプレート、３３：圧力室、３５：リストリクタ、３６：リストリクタプレート、３７：振動板、３８：フィルタ、３９：ダイアフラムプレート、４０：プレート側共通供給流路、４１：プレート側挿入開口部、４２：マニホールドプレート、４３：格子部、４４：リストリクタ隔壁、４５：圧力室隔壁、４６：ハウジング、４７：フレーム側共通供給流路、４８：フレーム側挿入開口部、４９：インク導入通路、５０：ヒータ、５１：圧電アクチュエータ、５２：圧電振動子、５３：固定部材、５４：格子部、６０：インクジェット記録ヘッド、６１：ガイド軸、６２：搬送ローラ、６３：記録媒体、６４：メインインクタンク、６５：フレキシブルチューブ、６６：サブインクタンク、６７：ヘッド保全部、６８：キャップ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３６】
【特許文献１】特許第４００６９５７号公報
【特許文献２】特開２００６−３０５７６７号公報
【特許文献３】特開２００５−１６１６１７号公報
【特許文献４】特開２００５−８１５９７号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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