(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するノズルプレートと、インクを供給するインク供給源に連通する複数の圧力室を有する流路ユニットと、前記圧力室の容積を変化させるために配置されたアクチュエータユニットと、前記流路ユニットと前記アクチュエータユニットを支持するフレームとを有する液滴吐出ヘッドにおいて、
前記ノズルプレートは、前記流路ユニットと接合され、かつ記録動作時に記録媒体に面する端部のうち、少なくとも前記記録媒体に対して相対的に移動する方向の端部近傍に、フレーム方向側に突出した凸部を複数連続して具備し、
前記凸部のフレーム側先端と前記フレームとの隙間が記録媒体の厚さ以下であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記ノズルプレートは前記フレームの外周よりも小さく、かつ液室ユニットの外周よりも大きく形成され、前記凸部は前記ノズルプレートの前記液室ユニットの外周よりも外側に設けられていることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記ノズルプレートが前記流路ユニットと接着剤で接合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記凸部は前記ノズルプレートの四隅の少なくとも１つの近傍に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記ノズルプレートが金属のシート状材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
インクを吐出するノズルプレートと、インクを供給するインク供給源に連通する複数の圧力室を有する流路ユニットと、前記圧力室の容積を変化させるために配置されたアクチュエータユニットと、前記流路ユニットと前記アクチュエータユニットを支持するフレームとを有する液滴吐出ヘッドにおいて、
前記ノズルプレートは、前記流路ユニットと接合され、かつ記録動作時に記録媒体に面する端部のうち、少なくとも前記記録媒体に対して相対的に移動する方向の端部近傍に、フレーム方向側に突出した凸部を複数連続して具備し、
前記ノズルプレートの外周にパンチ加工又はボス加工を施して前記凸部を形成することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドを搭載し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】
本発明は液滴吐出ヘッド及び画像形成装置に関し、詳細には印刷媒体にインクを吐出して印刷を行う液滴吐出ヘッドに関する。
【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、例えば記録液（以下インクと称す）の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを含む液体吐出装置を用いて、記録媒体を搬送しながら、液体としての記録液を記録媒体に付着させて画像形成を行うものがある。
【０００３】
なお、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をも意味する。また、液体とは記録液、インクに限るものではなく、画像形成を行うことができる液体であれば特に限定されるものではない。また、液体吐出装置とは、液体吐出ヘッドから液体を吐出する装置を意味し、画像を形成するものに限らない。
【０００４】
液体吐出ヘッドとしては、例えば液滴を吐出するノズルを形成したノズルプレート、ノズルが連通する液室を形成する流路部材、液室の一部の壁面を形成する振動板、振動板を介して液室内の液体を加圧するエネルギーを発生する圧力発生手段（エネルギー発生手段）としての積層型圧電素子を備えるものが知られている。
【０００５】
このようなインクジェットヘッドでは、インク流路を形成したフレーム上に設けられた流路部材にノズル形成部材を接着などで積層して接合しているが、用紙の先端部がインクジェットヘッドの長手方向と対向する位置に侵入したとき、用紙の先端部がヘッドの側面に衝突して適性に搬送ができないことがあるばかりか、用紙の回り込みによって接合界面を破損しヘッドの故障を生じさせる原因となってしまうことが既に知られている。
【０００６】
従来技術として、印刷媒体にインクを吐出して印刷を行うインクジェットは、インクが吐出するノズル部を保護するために別部材のノズルカバー等で覆った構成のものがあるが、ノズル数が増えてヘッドが長尺化した場合、長尺のノズルカバーを用いることは、部品のたわみ等により精密な加工ができないため困難である。
【０００７】
そこで、特許文献１には、印刷媒体の先端部がインクジェットヘッドの側面と衝突することによって不具合を発生させることを抑制する目的で、ノズルの一端をフレーム（ホルダ）側に折り曲げられており、その端部の形状が凸設部となっていてフレーム側に折り曲げて、ノズルプレート端部との間にシール部材によって補強されているものが提案されている。
【０００８】
また、特許文献２には、ノズル孔出口近傍の十分な清浄が得られると供に、高い印字品質が維持するために、ノズルプレートの一部を覆って保護するノズルプレート保護部材を備え、ノズルプレート保護部材のノズル側端縁がノズル列方向に向けて徐々に厚さが薄くなるように形成してノズル孔出口近傍を清浄する方法が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１によれば、ノズルプレートをフレーム側に曲げてシール部材で接合補強をしているが、ノズルプレートを曲げることで曲げ近傍の形状管理が難しくなり、紙の衝突に対する耐性は確保できても、ノズルプレートを曲げたことによるノズル位置の制御や固定は難しくなる。また、特許文献２は、別部材を介して当該別部材のノズル側端縁を薄くしているが、部品点数が増えてコストが高くなる問題があった。
【００１０】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、記録媒体の先端部の衝突によりノズルプレートと接合された液室部の接合界面が剥離することを防止できる液滴吐出ヘッド及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】
【００１１】
前記問題点を解決するために、本発明の液滴吐出ヘッドは、インクを吐出するノズルプレートと、インクを供給するインク供給源に連通する複数の圧力室を有する流路ユニットと、圧力室の容積を変化させるために配置されたアクチュエータユニットと、流路ユニットとアクチュエータユニットを支持するフレームとを有している。そして、本発明の液滴吐出ヘッドにおけるノズルプレートは、流路ユニットと接合され、かつ記録動作時に記録媒体に面する端部のうち、少なくとも記録媒体に対して相対的に移動する方向の端部近傍に、フレーム方向側に突出した凸部を複数連続して具備し、凸部のフレーム側先端とフレームとの隙間が記録媒体の厚さ以下であることに特徴がある。よって、記録媒体の進入をより確実に防止することができる。
【００１２】
また、ノズルプレートはフレームの外周よりも小さく、かつ液室ユニットの外周よりも大きく形成され、凸部はノズルプレートの液室ユニットの外周よりも外側に設けられている。よって、ノズルプレートと流路ユニットとの接合界面の外側に連続する凸部が配置されることでノズルプレートと流路ユニットの間に紙などが進入することを防止することができる。
【００１３】
更に、ノズルプレートが流路ユニットと接着剤で接合されていることにより、ノズルプレートと流路プレートとの界面を隙間なく充填して接合することができ、接合強度を保つことができる。
【００１４】
また、凸部はノズルプレートの四隅の少なくとも１つの近傍に設けられている。ノズルプレートの四隅は最も強度が弱く、ノズルプレートの剥離の開始点となりやすい。従って、この部位に凸部を設けることにより少ない数の凸部加工でも有効にノズルプレートの剥離を防止できる。
【００１５】
また、ノズルプレートは金属のシート状材料で形成されている。更に、本発明の液滴吐出ヘッドは、インクを吐出するノズルプレートと、インクを供給するインク供給源に連通する複数の圧力室を有する流路ユニットと、圧力室の容積を変化させるために配置されたアクチュエータユニットと、流路ユニットとアクチュエータユニットを支持するフレームとを有している。そして、本発明の液滴吐出ヘッドにおけるノズルプレートは、流路ユニットと接合され、かつ記録動作時に記録媒体に面する端部のうち、少なくとも記録媒体に対して相対的に移動する方向の端部近傍に、フレーム方向側に突出した凸部を複数連続して具備し、ノズルプレートの外周にパンチ加工又はボス加工を施して凸部を形成している。
【００１６】
更に、別の発明としての画像形成装置は、上記液滴吐出ヘッドを搭載したことに特徴がある。よって、用紙の先端部がヘッドの側面に衝突して適性に搬送ができないことや用紙の回り込みによって接合界面を破損することを防ぎ、安定した駆動を保証し、信頼性の高い画像形成装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の液滴吐出ヘッドを構成するノズルプレートは、記録動作時に記録媒体に面する端部のうち、少なくとも記録媒体に対して相対的に移動する方向の端部近傍に、フレーム方向側に突出した凸部を複数連続して具備し、凸部のフレーム側先端とフレームとの隙間が記録媒体の厚さ以下である。よって、記録媒体の進入をより確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの分解した構成を示す分解斜視図である。
【図２】本実施の形態の液滴吐出ヘッドの接合状態における構成を示す図である。
【図３】本実施の形態の液滴吐出ヘッドのノズル面を記録媒体が通過する様子を示す図である。
【図４】本発明のインクジェット記録装置の構成を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は本発明の一実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの構成を示す分解斜視図である。同図において、本実施の形態の液滴吐出ヘッド１０は、ノズルプレート１１と連通板１２と流路板１３と振動板１４と２つの圧電素子１５とベース部材１６とが重ねられ、かつ２つの圧電素子１５にフレキシブルプリントケーブル（以下ＦＰＣと略す）１７が接合された状態でフレーム１８内に収容されて構成されている。ここで、連通板１２と流路板１３とが流路ユニットを構成し、圧電素子１５とベース部材１６とＦＰＣ１７とがアクチュエータユニットを構成する。また、ノズルプレート１１には、図示していないがインクが吐出されるノズル孔が２列に穿設されている。更に、流路板１３には、各ノズル孔に対応する個別の圧力室（図示せず）が形成され、連通板１２には、各圧力室から各ノズル孔にインクを連通する複数の連通孔１２ａが形成されている。また、２つの圧電素子１５は、ベース部材１６に取り付けられ、各圧力室においてエネルギー発生手段として機能するものであり、圧力室の１つの壁を形成する振動板１４に接合されている。この各圧電素子１５には、駆動制御のための制御部（図示せず）にＦＰＣ１７を介して電気的に接続される。各ＦＰＣ１７は、柔軟性があり大きく変形させることが可能な薄膜状の部材で形成されており、内方に複数の電路（図示せず）が設けられている。
【００２０】
次に、本実施の形態の液滴吐出ヘッドの接合状態における構成について図２を参照して説明する。
本実施の形態の液滴吐出ヘッドの斜視図である図２の（ａ）及び正面図である（ｂ）に示すように、記録動作時に記録媒体に面する端部のうち少なくとも記録媒体に対して相対的に移動する方向のノズルプレート１１の端部、あるいはその端部の近傍には、フレーム側に突出した凸部２１が複数連続して設けられている。なお、凸部２１の形状は、図２の（ａ）に示す点線で囲む部分の拡大図である図２の（ｃ）に示すような円筒が好ましく、穴、又は段加工が施されている。もしくは、円筒の凸部の中心をカットして、図２の（ｄ）のような半円筒の構造でもよい。そして、ノズルプレート１１が、インクを供給するインク供給源に連通する複数の圧力室を有して積層された複数のプレートからなる流路ユニットと接着剤で接合された構造になっている。なお、ノズルプレート１１の四隅あるいは四隅の近傍に、もしくは四隅の少なくとも１つの近傍に、凸部２１を配置してもよい。ノズルプレートの四隅は最も強度が弱く、ノズルプレートの剥離の開始点となりやすい。したがって、この部位に凸部を設けることにより少ない数の凸部加工でも有効にノズルプレートの剥離を防止できる。また、凸部の加工を容易に形成するためにノズルプレートは金属性のプレートであることが望ましい。更に、凸部２１の形状は、パンチ又は、ボス加工で形成され、端部は半円または、円、または矩形でもよい。また、ノズルプレート１１はフレーム１８の外周よりも小さく、かつ液室ユニットの外周よりも大きく形成され、凸部２１はノズルプレート１１の液室ユニットの外周よりも外側に設けられている。これにより流路ユニットよりせり出したノズルプレートに形成された凸部と凸部に対向するフレーム部材により、流路ユニットの端部が確実に保護される。更に、本実施の形態の液滴吐出ヘッドの正面図である図３の（ａ）、及び図３の（ａ）の点線で囲んだ部分の拡大図である図３の（ｂ）並びに側面図である図３の（ｃ）に示すように、仮に記録媒体の紙の厚さを６０μｍ以上とした場合、それ以下の例えば５０μｍの隙間であれば、記録媒体の紙の侵入を防止でき接着界面を破壊することがない構造となっている。
【００２１】
図４は本発明の液滴吐出ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の構成を示す断面図である。同図に示す別の発明の画像形成装置の一例であるインクジェット記録装置３０は、記録媒体の印字領域幅以上の長さのノズル列を有するライン型であって上述した本発明の液滴吐出ヘッドを搭載したライン型のインクジェット記録装置である。詳細には、ブラック，マゼンタ，シアン，イエローの４色にそれぞれ対応した４つのライン型の液滴吐出ヘッド３１を有している。そして各液滴吐出ヘッド３１に対応した維持回復装置３２があり、パージ処理、ワイピング処理などのヘッド保全動作時に、維持回復装置３２は液滴吐出ヘッド３１のノズル面に対向する位置に移動する。給紙トレイ３３は、圧板３４と、記録紙３５を給紙する給送ローラ３６とがベース３７に取り付けられて構成されている。厚板３４はベース３７に取り付けられた回転軸３８を中心に回転可能で、圧板ばね３９により、給紙ローラ３６に付勢される。給紙ローラ３６と対向する圧板３４の部位には、記録紙３５の重送を防止するため、人工皮等の摩擦係数の大きい材質からなる分離パッド（図示せず）が設けられている。また、圧板３４と給紙ローラ３６の当接を解除するリリースカム（図示せず）が設けられている。
【００２２】
このような構成において、待機状態ではリリースカムが圧板３４を所定位置まで押し下げている。これにより、圧板３４と給送ローラ３６の当接は解除される。そして、この状態で搬送ローラ４０の有する駆動力が、ギア等により給送ローラ３６及びリリースカムに伝達されると、リリースカムが圧板３４から離れて圧板３４は上昇し、給送ローラ３６と記録紙３５が当接し、給送ローラ３６の回転に伴い記録紙３５はピックアップされ給紙が開始され、分離爪（図示せず）によって一枚ずつ分離される。給送ローラ３６は記録紙３５をプラテン４１に送り込むべく回転する。記録紙３５はガイド４２、４３の間を通過し搬送ローラ４０まで導かれ、ピンチローラ４４により、プラテン４１まで搬送される。その後再び記録紙３５と給送ローラ３６との当接を解除した待機状態となって搬送ローラ４０からの駆動力が切られる。また、手差しトレイ４５上に設置された記録紙３５を上位装置の記録命令信号に従って給送ローラ４６で給紙し、搬送ローラ４０へ搬送する。プラテン４１まで搬送された記録紙３５は、上述した本発明の液滴吐出ヘッドで構成されたラインヘッドの下を通過する。ここで、紙搬送の速度と、液滴吐出のタイミングは図示しない電気的回路で制御された信号に基づき、これにより所望の画像が形成される。画像が記録された記録紙３５は、排紙ローラ４７と拍車４８とに挟まれて搬送され、排紙トレイ４９に排出される。
【００２３】
なお、本発明は上記実施の形態例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００２４】
１０；液滴吐出ヘッド、１１；ノズルプレート、１２；連通板、
１２ａ；連通孔、１３；流路板、１４；振動板、１５；圧電素子、
１６；ベース部材、１７；ＦＰＣ、１８；フレーム、２１；凸部、
３０；インクジェット記録装置。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】特開２００８−７４１１５号公報
【特許文献２】特開２００６−２５６０２９号公報
【図１】
0005532388.tif 000002
【図２】
0005532388.tif 000003
【図３】
0005532388.tif 000004
【図４】
0005532388.tif 000005