(57)【要約】【課題】共通液室からの水分の揮発を抑制して長期に渡って良好な吐出性能を得ることのできる、低コストの液滴吐出ヘッドおよび画像形成装置を提供する。【解決手段】空気貯留部２１を、バッキングブレート６，７と、アクチェータプレート４とを挟んでノズル基板３と対向するよう配置し、空気貯留部を外部に連通させるための通気路として、空気貯留部から少なくともバッキングブレート６，７を貫通してノズル基板方向に向かう細管９１と、ノズルから液滴が吐出される吐出面以外のヘッド外壁面に形成された外気開放口に細管を連通させる開放口連通路として、第１の連通路６１と、第２の連通路４１とを有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズルを有するノズル基板と、各ノズルに連通する個別液室の隔壁を形成する個別液室基板と、複数の個別液室の一面を形成する振動板と、該個別液室に連通する共通液室の隔壁を形成する共通液室基板と、該個別液室内を昇圧するためのアクチュエータ手段と、該共通液室の少なくとも一壁面を形成する可撓性部材と、該可撓性部材を介して共通液室に対向するよう設けられた空気貯留部と、該空気貯留部を外部に連通させるための通気路とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
上記通気路は、上記空気貯留部から少なくとも上記共通液室基板を通って上記ノズル基板方向に向かう細管と、該ノズル基板のノズルから液滴が吐出される側の面以外のヘッド外壁面に形成された外気開放口に該細管を連通させる開放口連通路とからなることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１の液滴吐出ヘッドにおいて、上記ノズル基板と上記共通液室基板とに挟まれた位置で、該ノズル基板より小さく形成された上記個別液室基板の外周部を微小な間隙を介して囲むフレーム部材を有し、該微小な間隙は、該ノズル基板、該共通液室基板、該個別液室基板、及び、該フレーム部材に囲まれることにより、該個別液室基板の外周部に沿って延在する微小な第２の連通路を形成し、該第２の連通路を該個別液室基板の一側面で外気に連通させると共に、該第２の連通路と上記細管とを連通する微小な第１の連通路を設けたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項１または２の液滴吐出ヘッドにおいて、上記共通液室は上記共通液室基板と該共通液室基板上に形成された可撓性の弾性管路からなり、該弾性管路が空気貯留部に対向することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項３の液滴吐出ヘッドにおいて、上記弾性管路はエラストマーで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５】
請求項１、２、３または４の何れかの液滴吐出ヘッドにおいて、上記空気貯留部を形成する空気貯留部形成部材と、上記共通液室基板とは接着剤を介することなく接合されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
媒体を搬送しながら、液滴吐出手段により吐出した液滴を前記媒体に付着させて画像形成を行う画像形成装置において、前記液滴吐出手段として請求項１乃至請求項５の液体吐出ヘッドを採用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するものである。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファックス、複写機、プロッタ、或いはこれらの内の複数の機能を複合した画像形成装置として、例えばインクの液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備え、媒体を搬送しながらインク滴を用紙に付着させて画像形成を行うインクジェット記録装置がある。ここでの媒体は「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、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。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する。そして、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（単に液滴を吐出する）ことをも意味する。また、インクとは、所謂インクに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる液体の総称として用いる。
【０００３】
液滴吐出ヘッドとしては、複数のノズルと、各ノズルに連通した複数の個別液室と、各個別液室内を昇圧するエネルギーを発生するアクチュエータ手段と、各個別液室に連通する共通液室とを備えた構成が知られている。アクチュエータ手段を駆動することで個別液室内を昇圧してノズルからインク滴を吐出させる。この際、個別液室内で生じた圧力変動が、各個別液室に連通する共通液室にも伝播する。共通液室に伝播した圧力変動によって隣接する個別液室内のインクにも影響が及ぶ相互干渉が発生すると、意図しないノズルからの液滴の漏洩や吐出、吐出状態の不安定を誘発し、結果として高品位な画像出力を得ることを妨げる。
【０００４】
上記相互干渉の問題を解決すべく、共通液室の一壁面を可撓性部材で形成し、可撓性部材を介して共通液室に対向するよう設けられた空気貯留室と、空気貯留室を外部に連通させるための通気路とを有するダンパ機構を設けた構成が知られている。この構成では、各個別液室を駆動するようアクチュエータ手段を駆動した際に共通液室に伝播した圧力変動を、共通液室の一壁面を形成する可撓性部材が空気貯留室側に撓むことで、空気貯留室に逃す。空気貯留室は通気路により外部と連通しているので、空気貯留室内の圧力は外部と同圧に保たれる。
【０００５】
例えば、特許文献１には、ノズル基板と、液室基板と、振動板とを積層して、個別液室と共通液室とを形成する液滴吐出ヘッドで、可撓性部材である振動板を挟んで共通液室に対向する位置に空気貯留室を設けた液滴吐出ヘッドが記載されている。この液滴吐出ヘッドは、空気貯留室の内壁面から外壁部面に向かって空気貯留室の側壁を貫通して外気と連通する通気路を備えている。
また、特許文献２には、ノズル基板と、液室基板と、振動板とを積層して個別液室と共通液室とを同一面上に形成する液滴吐出ヘッドで、可撓性部材である振動板を挟んで共通液室に対向する空気貯留室とを備えて液滴吐出ヘッドが記載されている。この液滴吐出ヘッドは、空気貯留室を外部に連通させる通気路と、非印字時に通気路を閉塞させるキャップ部材とを備えている。
また、特許文献３には、ノズル基板と、個別液室基板と、振動板とを積層した個別液室を形成し、振動板に接合されるフレーム部材に共通液室を形成した液滴吐出ヘッドが記載されている。この液滴吐出ヘッドでは、振動板を挟んで共通液室に対向する空気貯留室を、振動板と、個別液室基板と、ノズル基板とで個別液室と同一面上に形成する。また、空気貯留室と外部とを連通する通気路として、空気貯留室から、ノズル基板とは積層方向に反対側となるフレーム部材の外壁面に向かってフレーム部材を貫通する通気路を備えている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記ダンパ機構をもうけた液滴吐出ヘッドでは、共通液室と振動板を挟んで対向する空気貯留室が、通気路を介して大気に開放されている。このように、空気貯留室が大気に開放される構成では、特許文献２に記載されるように、徐々に、共通液室内のインク中の水分が水蒸気となって、振動板を構成する薄いフィルムを透過して、通気路を介して大気へ拡散する。このように共通液室内のインクから水分が揮発すると、インクの粘度が次第に上昇して、良好な吐出性能が得られなくなる。
【０００７】
特許文献１では、空気貯留室と外気とを連通する通気路は、空気貯留室の側壁を内壁面から外壁面に向かって貫通する通気路である。このように空気貯留室と外気とを連通する通気路の長さが、空気貯留室の側壁の厚み分だけの比較的短い構成では、通気路を介した大気への水蒸気の拡散が促進されやすい。その結果、共通液室内から揮発する水分量が多くなってしまう。
【０００８】
特許文献２では、非作動時にキャップ部材により通気路の出口を閉塞させることで、連通を遮断して揮発する水分の量を抑制している。しかしながら、キャップ部材やその開閉機構を設けるため構成が複雑になり、液滴吐出ヘッドのコスト増加を招く。
【０００９】
特許文献３は、空気貯留室を、個別液室を形成するノズル基板、個別液室基板、振動板とで、個別液室と同一面上に形成しており、空気貯留部は振動板よりもノズル基板側に位置する。この空気貯留室と外気とを連通する通気路は、ノズル基板とは反対側となるフレーム部材の外壁面に向かってフレーム部材を貫通するものである。このような構成の通気路は、液滴吐出ヘッドの積層方向を利用して、特許文献１の空気貯留室の側壁の厚みを利用する通気路より長い通気路とすることができる。このため、通気路を介した大気への水蒸気の拡散が抑えられ、その結果、共通液室内から揮発する水分量が抑えられる。しかしながら、ダンパ機構の機能を充分確保するためにはある程度の大きさの空気貯留室を形成する必要がある。一方、個別液室基板は、個別液室を高精度に形成するため、Ｓｉ基板等の高価な材料を用いており、ある程度の大きさの空気貯留室を形成すると個別液室基板が大きくなり、液滴吐出ヘッドのコスト増加を招く。
【００１０】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、ダンパ機構を有する液滴吐出ヘッドにおいて、共通液室からの水分の揮発を抑制して長期に渡って良好な吐出性能を得ることのできる、低コストの液滴吐出ヘッドおよび画像形成装置を提供することである。
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数のノズルを有するノズル基板と、各ノズルに連通する個別液室の隔壁を形成する個別液室基板と、複数の個別液室の一面を形成する振動板と、該個別液室に連通する共通液室の隔壁を形成する共通液室基板と、該個別液室内を昇圧するためのアクチュエータ手段と、該共通液室の少なくとも一壁面を形成する可撓性部材と、該可撓性部材を介して共通液室に対向するよう設けられた空気貯留部と、該空気貯留部を外部に連通させるための通気路とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
上記通気路は、上記空気貯留部から少なくとも上記共通液室基板を通って上記ノズル基板方向に向かう細管と、該ノズル基板のノズルから液滴が吐出される側の面以外のヘッド外壁面に形成された外気開放口に該細管を連通させる開放口連通路とからなることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の液滴吐出ヘッドにおいては、空気貯留部は、共通液室基板と、振動板と、個別液室基板とを挟んでノズル基板と対向する位置に配置される。このため、空気貯留部と反対側となるノズル基板に向かう細管を設けることで、液滴吐出ヘッドを構成するこれらの基板の積層方向を利用した通気路を形成できる。しかし、ノズル基板のノズルから液滴が吐出される側の面に外気開放口を設けると、吐出される液滴が外気開放口を塞いでしまう虞がある。そこで、外気開放口を、ノズル基板のノズルから液滴が吐出される側の面以外の液滴吐出ヘッドの外壁面に設け、上記細管と外気開放口とを連通させる。ここで、空気貯留部とノズル基板との間に挟まれる共通液室基板、振動板、及び、個別液室基板のうち、共通液室基板が最も層厚に形成される。このため、空気貯留部からノズル基板方向に向かう細管は、少なくとも共通液室基板を通ることで垂直方向に長い細管を形成できる。空気貯留部を外部に連通させるための通気路は、この細管と、細管をノズル基板の吐出面以外に形成された外気開放口へ連通させる開放口連通路とを合わせた長さの通気路となる。これは、特許文献１の空気貯留室の側壁の厚みを利用した通気路よりも長い通気路となる。このように、空気貯留室を外部に連通させるための通気路を長く形成することで、共通液室からの水分の揮発を抑制できる。
本発明の構成は、液滴吐出ヘッドを構成する部品に、上記細管と上記開放口連通路を形成するだけである。また、共通液室基板と、振動板と、個別液室基板とを挟んでノズル基板と対向する位置に、安価なＳＵＳや樹脂などの部材を用いて、空気貯留部となる空間を形成すればよい。特許文献３のように、高価なＳｉ基板からなる個別液室基板に空気貯留部を形成することにより、個別液室基板の大型化によるコスト増加を招くものではない。このため、液滴吐出ヘッドのコスト増加を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ダンパ機構を有する液滴吐出ヘッドにおいて、共通液室からの水分の揮発を抑制して長期に渡って良好な吐出性能を得ることのできる、低コストの液滴吐出ヘッドおよび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】
【００１４】
【図１】実施形態に係る液滴吐出ヘッドの外観斜視図であり、（ａ）はハウジング天面側から、（ｂ）はノズル基板側からみた斜視図。
【図２】第１の実施形態に係る液滴吐出ヘッドの短手方向断面図。
【図３】第１の実施形態に係る液滴吐出ヘッドのハウジングを除いた斜視図。
【図４】図３の液滴吐出ヘッドの点線部における拡大図。
【図５】図３の液滴吐出ヘッドからバッキングプレートより上を取り除いた上面図。
【図６】第２の実施形態に係る液滴吐出ヘッドの短手方向断面図。
【図７】本実施形態に係る画像形成装置の側面図。
【図８】本実施形態に係る画像形成装置の要部平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の第一の実施形態に係る液滴吐出ヘッドついて説明する。
本実施形態の液滴吐出ヘッドは、４色のカラー画像を出力するため、複数のノズルからなる４列のノズル列を備えている。各ノズル列を構成する複数のノズルには、それぞれ連通する複数の個別液室と、複数の個別液室に連通する比較的容積の大きな共通の記録材貯留部である共通液室を備えている。そして、各個別液室に選択的にエネルギーを印加することによって、任意の画像をオンデマンドで得ることができる。エネルギーの印加媒体としては，圧電素子、ヒーターチップなどが挙げられる。
【００１６】
さらに、近年、インクジェット記録装置では、高精細なカラー画像を高速で出力できることが求められている。高精細な画像形成のために、ノズルの数、密度共に増加する傾向にあり、それに伴い各個別液室間隔は狭くなる。また、エネルギー印加の周波数も高くなる傾向にある。本実施形態では、ノズル孔、個別液室、圧電素子は３００ｄｐｉに対応する間隔で配置されており、各色に対向してそれぞれ４列並んでいる。また、高速出力のためには、液滴ヘッドの長尺化が試みられており、記録媒体の幅全領域を覆うことのできる、いわゆるライン型プリンタもある。
【００１７】
図１は第一の実施形態に係る液滴吐出ヘッドの斜視図であり、（ａ）はハウジング天面側から、（ｂ）はノズル基板側からみたものである。  図２は、図１の液滴吐出ヘッドの短手方向断面図である。この液滴吐出ヘッドは、主に、ノズルカバー２、ノズル基板３、アクチュエータプレート４、サブフレーム５、バッキングプレート（ＳＵＳ）６、バッキングプレート（ＰＰＳ）７を備えている。さらに、ダンパーフィルム（ＰＰＳ）８、ダンパープレート９、駆動ＩＣ(不図示）、ノズルフレーム１１を備えている。
【００１８】
ノズル基板３には、複数のノズル孔が４列にわたって穿設されている（図１（ｂ）参照）。本実施形態では、１列あたり３２０孔、４列計１２８０孔のノズル孔が、ＳＵＳ板にプレス加工にて形成されたノズル基板３を用いている。
【００１９】
アクチュエータプレート４には、各ノズル孔にインクを供給する複数の個別液室（不図示）と各個別液室内を個別に昇圧するエネルギーを発生するアクチュエータ手段が形成されている。アクチュエータ手段により、各個別液室に選択的にエネルギーを印加することによって、任意の画像をオンデマンドで得ることができる。
【００２０】
アクチュエータプレート４では、個別液室基板と呼ばれるＳｉ基板をエッチングする工法により、個別液室（不図示）の隔壁部が形成される。この個別液室基板上に、Ｓｉ化合物からなる厚さ２［μｍ］程度の振動板がＣＶＤ工法などで積層され、その上に電極、圧電素子等がフォトリソ工法によって、各個別液室に対応して積層形成され、アクチュエータ手段を構成する。そして、図示しない配線部材によって駆動信号が液滴吐出ヘッドに送られると、駆動ＩＣにて信号を選択され、圧電素子に駆動信号が印加される。駆動ＩＣによって信号をスイッチングすることで、任意の圧電素子を歪曲させることができる。圧電素子の歪曲に伴い、圧電素子と一体成型された振動板が変位し、個別液室内の体積を変化させる。すると、個別液室内の液体に圧力が加わり、ノズル孔から液滴を吐出させることができる。
【００２１】
サブフレーム５はアクチュエータプレート４の支持体であり、Ｓｉ基板のエッチングなどで形成される厚さ４００［μｍ］程度の板状部材である。このサブフレーム５には、図示しない駆動ＩＣを収める開口が形成されている。また、個別液室へ連通するインクの供給口も開口している。
【００２２】
バッキングプレート（ＳＵＳ）６とバッキングプレート（ＰＰＳ）７はインサート成型で一体成型された一体部品であり、この２部品は共通液室５０を形成する共通液室基板である。本実施形態では、４色インクに対応するために４列の共通液室５０が形成されている。
【００２３】
共通液室５０の一壁面は、ダンパーフィルム（ＰＰＳ）８で形成されており、このフィルムのコンプライアンスが圧電素子の駆動によって生じた共通液室５０の圧力変動を吸収する。フィルム単体では、非常に薄く取り扱いが困難なため、ダンパープレート９にフィルムをインサート成型で一体成型している。ダンパーフィルム８は、ＰＰＳ（東レ社製  商品名：トレリナなど)フィルムや、ＰＩフィルム(宇部興産社製、商品名：ユーピレックス)などが好適であり、使用されるインク等の記録材に対して接液性があることが重要である。また、フィルムの厚さは、１０［μｍ］〜２０［μｍ］程度が適当である。また、このフィルムには透湿防止のための層を付与することもできる。例えば、金属（Ｔｉ、Ｎｂ）をスパッタで形成したり、ＳｉＯ２などを蒸着したりしてもよい。これにより、後述する透湿によるインク粘度上昇を改善することが可能となる。また、ダンパとしては、樹脂フィルムでなくともよく、半導体プロセスで成膜された、ＳｉＯ２膜、金属薄膜なども適用可能となる。
【００２４】
ダンパープレート９とハウジング１との間には、各色の共通液室に共通する、容積の大きな空気貯留部２１が設けられている(図２参照）。ダンパーフィルム（ＰＰＳ）８の可動領域確保であれば、これほど大きな容積を確保する必要はないが、成型品であるため樹脂の引けを防止するために、大きな抜きを設けたものである。この空気貯留部２１は、外気と連通させる必要がある。もし、外気と連通させなければ、空気貯留部２１は密閉空間となり、外気圧や外気温の変化で体積が膨張収縮しダンパーフィルム（ＰＰＳ）８を変形させ、ノズル孔からのインク流出や、吐出特性に悪影響を与える可能性がある。また、外気と連通させるための通気路は、極力その断面積を小さく、その長さを長く形成し、ダンパーフィルム（ＰＰＳ）８を通じて透過する水分量を極力抑えて、共通液室５０内のインクの粘度上昇を抑えることが望まれる。
【００２５】
この液滴吐出ヘッドでは、ダンパープレート９とハウジング１との間に形成される空気貯留部２１を外部に連通させるための通気路を有している。この通気路としては、空気貯留部２１からノズル基板方向に向かう細管９１（図４参照）と、ノズル基板の液滴が吐出される面（以下、吐出面という）以外のヘッド外壁面に形成された外気開放口に細管を連通させる開放口連通路とを有している。
【００２６】
図３は、上記液滴吐出ヘッドのハウジング１を除いた斜視図である。図４は、図３の点線部Ａにおける断面図を示す。この液滴吐出ヘッドでは、空気貯留部２１からノズル基板方向に向かって、ダンパープレート９、ダンパーフィルム８、バッキングプレート（ＰＰＳ）７、バッキングプレート（ＳＵＳ）６を貫通する細管９１が形成されている。この細管９１は、バッキングプレート（ＳＵＳ）６に設けられた第１の連通路６１に連結される。さらに、この第１の連通路６１は、サブフレーム５とノズルフレーム１１との間隙により形成される第２の連通路４１に連通される。第２の連通路４１は、第１の連通路６１との連通部とは、液滴吐出ヘッドの長手方向に隔たった箇所において、外気と連通する外気開放口４２（図５参照）を有している。
【００２７】
図５は、液滴吐出ヘッドからハウジング１、ダンパープレート９、ダンパーフィルム８、バッキングプレート（ＰＰＳ）７、バッキングプレート（ＳＵＳ）６を取り除いた上面図である。図５に示すように、Ｓｉ基板から形成されるサブフレーム５と、その下側に配置されるアクチュエータプレート４は、比較的高価であるため、ウエハからとれるチップの枚数をできるだけ大きくするために、チップのサイズを極力小さくしている。一方、ノズル基板３は、画像形成装置内で、いわゆる維持動作などでキャッピングをする際に、そのキャッピング領域を確保するために、サブフレーム５やアクチュエータプレート４よりも大きく形成されている。
【００２８】
この構成では、ノズル基板３の裏打ちをするために、ノズル基板３とバッキングプレート（ＳＵＳ）６とに挟まれ位置に、アクチュエータプレート４及びサブフレーム５の外周部を微小な間隙４１を介して囲むフレーム部材として、ノズルフレーム１１を有している。このノズルフレーム１１と、アクチュエータプレート４及びサブフレーム５との間には、接合する際に干渉しないように、２００［μｍ］程度の微小な間隙４１を設けている。この間隙４１は、ノズル基板３と、バッキングプレート（ＳＵＳ）６と、アクチュエータプレート４及びサブフレーム５と、ノズルフレーム１１とに挟まれて、アクチュエータプレート４の外周部に延在する第２の連通路４１を形成する。
【００２９】
図５に示すように、第２の連通路４１は、液滴吐出ヘッドの長手方向の一側面で、大気と連通する外気開放口４２を形成している。さらに、第１の連通路６１と第２の連通路４１との連通位置と、外気開放口４２とを、液滴吐出ヘッドの長手方向の反対側となるよう設けることで、第２の連通路４１を長く形成することができる。
【００３０】
空気貯留部２１を外部に連通させるための通気路は、細管９１と、第１の連通路６１と、第２の連通路４１とを合わせた長さの、長い通気路となる。空気貯留部２１を外部に連通させるための通気路を長く形成することで、共通液室５０からの水分の揮発を抑制できる。
【００３１】
一方、空気貯留部２１を連通させる方向として、ハウジング方向に向かう細管を形成し、ハウジング１の天面に上記第２の連通路のような長い溝状の連通路を形成する構成も考えられる。しかしながら、天面上に長い溝状の通路を形成すると、それを封止するためのシールなどを設ける必要があり、製造工程が煩雑になる。本実施形態では、第２の連通路を、液体吐出ヘッドの内部の間隙を用いて形成しているので、シールを設ける必要はない。また、既存の部材で形成される長い溝状の連通路を第２の連通路４１として利用しているので、工程の簡素化が図れる。
【００３２】
このように、本実施形態の液滴吐出ヘッドでは、空気貯留部２１は、ダンパープレート９、バッキングプレート（ＰＰＳ）７、バッキングプレート（ＳＵＳ）６、サブフレーム５、アクチュエータプレート４を挟んでノズル基板３と対向する位置に配置されている。空気貯留部２１と反対側となるノズル基板３に向かう細管９１を設けることで、液滴吐出ヘッドの積層方向を利用して長い通気路を形成できる。しかし、ノズル基板３のノズルから液滴が吐出される吐出面に外気開放口を設けると、吐出される液滴が外気開放口を塞いでしまう虞がある。そこで、外気開放口を、ノズル基板３の吐出面以外で液滴吐出ヘッドの外壁面に外気開放口４２を設け、細管９１と外気開放口４２とを連通させる。
【００３３】
また、層厚が厚い、共通液室基板であるバッキングプレート（ＰＰＳ）７、バッキングプレート（ＳＵＳ）６を、少なくともを貫通させることで垂直方向に長い細管を形成できる。空気貯留部２１を外部に連通させるための通気路は、細管９１と、細管９１をノズル基板３の吐出面以外に形成された外気開放口４２へ連通させる開放口連通路とを合わせた長さの、長い通気路となる。特に、図５では、開放口連通路として、アクチュエータプレート４の外周部に延在する第２の連通路４１を用いて、開放口連通路を長くして、共通液室５０からの水分の揮発を良好に抑制している。しかし、このような第２の連通路４１を用いなくとも、上記空気貯留部２１と反対側となるノズル基板３に向かう細管９１を用いることにより、特許文献１に記載されるような、空気貯留部の側壁を貫通する通気路よりも、長い通気路を形成することができる。このため、従来よりも共通液室５０からの水分の揮発を抑制できる。
【００３４】
また、本実施形態の液滴吐出ヘッドは、空気貯留部２１は、全ての共通液室５０に対応しており、このような空気貯留部２１を外気と連通させる通気路を一つのみ設ければよい。これは、特許文献２に記載される、各共通液室に対応する各空気貯留部をそれぞれ有し、各空気貯留部に対して各通気路をそれぞれ設ける構成に較べて、構成が簡易となる。また、各空気貯留部に対して各通気路を設ける構成では、各通気路が外気と良好に連通するよう各構成部品の接合精度を高くする必要があるため、製造が難しく、コスト増加を招く虞がある。これに対しては、本実施形態では、全ての共通液室５０に対応する空気貯留部２１を、外気と連通させる通気路を一つのみ設ければよいため、構成が簡易で、製造が簡易となる。
【００３５】
さらに、通気路は、上記細管９１と、上記第１の連通路６１、上記第２の連通路４１とからなる。このうち、第２の連通路４１は、上述のように、液滴吐出ヘッドが有している既存の間隙を利用するものであり、通気路の製造としては、細管９１と第１の連通路６１を形成するだけである。また、特許文献３のように、Ｓｉ基板等の高価な個別液室基板を用いて、ある程度の大きさを有する空気貯留部を形成する構成ではない。安価なＳＵＳや樹脂等の部材で、共通液室基板とと、振動板と、個別液室基板とを挟んでノズル基板と対向する位置に、空気貯留部の空間を形成すればよい。これらより、液滴吐出ヘッドのコスト増加を抑えることができる。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図６は、第２の実施形態の液滴吐出ヘッドの短手方向断面図である。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態と同じ構成は説明を省略し、主に第１の実施形態と異なる構成についてのみ説明する。
図６の液滴吐出ヘッドでは、共通液室基板（ＳＵＳ）６０上にエラストマーで弾性管路８１を形成している。この共通液室基板（ＳＵＳ）６０と弾性管路８１の一部が共通液室５０として、共通液室５０の上部の弾性管路８１がインク供給管５１として、一体成型されている。エラストマーは、厚み１００［μｍ］程度であり、このエラストマー自体がダンパーフィルムとして機能する。さらに、共通液室基板６０に対して、ハウジング１とノズルフレーム１１をインサート成型することで、ハウジング１、共通液室５０、共通液室基板６０、ノズルフレーム１１を接着剤による接合なしに一体部品として形成している。これにより、空気貯留部２１は強固に密閉された空間となる。
【００３７】
共通液室基板６０には、第１の実施形態と同様に、空気貯留部２１と反対側となるノズル基板３に向かう細管９１を貫通させる。また、ノズル基板３と、共通液室基板６０と、アクチュエータプレート４及びサブフレーム５と、ノズルフレーム１１とに挟まれて、アクチュエータプレート４及びサブフレーム５の外周部に延在する第２の連通路４１を形成する。さらに、細管９１と第２の連通路４１とを連通する第１の連通路６１を共通液室基板６０に形成する。このような構成では、空気貯留部２１は、細管９１、第１の連通路６１、第２の連通路を介して、外気へと開放される。
【００３８】
本実施形態では、各部品間の接着剤界面がないことで、第１の実施形態に比べて、通気路以外の部分での水蒸気の拡散が減少する。このため、透湿性に強いヘッドとなり、吐出信頼性を向上させることができる。さらに、エラストマーの厚みは１００［μｍ］程度であるため、第１の実施形態のダンパーフィルムに比べると、透湿性は著しく低く、共通液室５０からの水分の揮発を良好に抑制できる。しかし、空気貯留部２１を密閉すると、大気圧の変化などでエラストマーにかかる圧力が変化し、共通液室５０の構造コンプライアンスが変化し、吐出特性を変化させる可能性がある。このため、通気路を設けて大気開放をすることを必要としている。
【００３９】
次に、上記液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置の一例について説明する。図７は、画像形成装置の全体構成を説明する側面図、図８は同装置の要部平面図である。
この画像形成装置は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１０１とガイドレール１０２とでキャリッジ１０３を主走査方向に摺動自在に保持している。そして、主走査モータ１０４でタイミングベルト１０５を介して図８で矢示方向（主走査方向）に移動走査する。
【００４０】
このキャリッジ１０３には、例えば、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液滴吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッド１０７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する。そして、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
また、キャリッジ１０３には、インクジェットヘッド１０７に各色のインクを供給するための各色のサブタンク１０８を搭載している。このサブタンク１０８には図示しないインク供給チューブを介してメインタンク（インクカートリッジ）からインクが補充供給される。
【００４１】
この実施形態では、サブタンク１０８とインクジェットヘッド１０７で本発明に係る液滴吐出装置を構成しているが、インクジェットヘッド１０７を本発明に係る液滴吐出ヘッドで構成し、別途サブタンク１０８を設ける構成とすることもできる。あるいは、サブタンクを用いないでインクカートリッジを搭載する構成とすることもできる。
一方、給紙カセット１１０などの用紙積載部（圧板）１１１上に積載した用紙１１２を給紙するための給紙部を備えている。給紙部は、用紙積載部１１１から用紙１１２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙ローラ）１１３及び給紙ローラ１１３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１１４を備え、この分離パッド１１４は給紙ローラ１１３側に付勢されている。
【００４２】
そして、この給紙部から給紙された用紙１１２をインクジェットヘッド１０７の下方側で搬送するための搬送部として、用紙１１２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト１２１を備えている。また、給紙部からガイド１１５を介して送られる用紙１１２を搬送ベルト１２１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ１２２と、略鉛直上方に送られる用紙１１２を略９０°方向転換させて搬送ベルト１２１上に倣わせるための搬送ガイド１２３と、押さえ部材１２４で搬送ベルト１２１側に付勢された先端加圧コロ１２５とを備えている。また、搬送ベルト１２１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１２６を備えている。
【００４３】
ここで、搬送ベルト１２１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１２７とテンションローラ１２８との間に掛け渡されて、副走査モータ１３１からタイミングベルト１３２及びタイミングローラ１３３を介して搬送ローラ１２７が回転される。これにより、図８のベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。なお、搬送ベルト１２１の裏面側にはインクジェットヘッド１０７による画像形成領域に対応してガイド部材１２９を配置している。
また、図８に示すように、搬送ローラ１２７の軸には、スリット円板１３４を取り付け、このスリット円板１３４のスリットを検知するセンサ１３５を設けて、これらのスリット円板１３４及びセンサ１３５によってエンコーダ１３６を構成している。
【００４４】
帯電ローラ１２６は、搬送ベルト１２１の表層に接触し、搬送ベルト１２１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各２．５Ｎをかけている。
また、キャリッジ１０３の前方側には、図７に示すように、スリットを形成したエンコーダスケール１４２を設け、キャリッジ１０３の前面側にはエンコーダスケール１４２のスリットを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ１４３を設ける。これらによって、キャリッジ１０３の主走査方向位置（ホーム位置に対する位置）を検知するためのエンコーダ１４４を構成している。
【００４５】
さらに、インクジェットヘッド１０７で記録された用紙１１２を排紙する排紙部として、搬送ベルト１２１から用紙１１２を分離する分離部と、排紙ローラ１５２及び排紙コロ１５３と、排紙される用紙１１２をストックする排紙トレイ１５４とを備えている。
また、背部には両面給紙ユニット１６１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット１６１は搬送ベルト１２１の逆方向回転で戻される用紙１１２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ１２２と搬送ベルト１２１との間に給紙する。
【００４６】
このように構成した画像形成装置においては、給紙部から用紙１１２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１１２はガイド１１５で案内され、搬送ベルト１２１とカウンタローラ１２２との間に挟まれて搬送される。更に先端を搬送ガイド１２３で案内されて先端加圧コロ１２５で搬送ベルト１２１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
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１２６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る。これにより、搬送ベルト１２１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１２１上に用紙１１２が給送されると、用紙１１２が搬送ベルト１２１に静電力で吸着され、搬送ベルト１２１の周回移動によって用紙１１２が副走査方向に搬送される。
【００４７】
そこで、キャリッジ１０３を移動させながら画像信号に応じてインクジェットヘッド１０７を駆動することにより、停止している用紙１１２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１１２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１１２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１１２を排紙トレイ１５４に排紙する。
また、両面印刷の場合には、表面（最初に印刷する面）の記録が終了したときに、搬送ベルト１２１を逆回転させることで、記録済みの用紙１１２を両面給紙ユニット１６１内に送り込む。そして、用紙１１２を反転させて（裏面が印刷面となる状態にして）再度カウンタローラ１２２と搬送ベルト１２１との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベルト１２１上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ１５４に排紙する。
【００４８】
なお、本発明に係る画像形成装置は、プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、これらの複合機などにも適用することができる。また、インク以外の液体、例えばＤＮＡ試料やレジスト、パターン材料などを吐出する液滴吐出ヘッドや液滴吐出装置、或いはこれらを備える画像形成装置にも適用することができる。
【００４９】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様ごとに特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
複数のノズルを有するノズル基板３と、各ノズルに連通する個別液室の隔壁を形成する個別液室基板と、複数の個別液室の一面を形成する振動板と、個別液室内を昇圧するためのアクチュエータ手段とからなるアクチュエータプレート４と、個別液室に連通する共通液室５０の形成するバッキングプレート（ＳＵＳ）６、バッキングプレート（ＰＰＳ）７等の共通液室基板と、共通液室の少なくとも一壁面を形成するダンパーフィルム（ＰＰＳ）８等の可撓性部材と、可撓性部材を介して共通液室に対向するよう設けられた空気貯留部２１と、空気貯留部を外部に連通させるための通気路とを備えた液滴吐出ヘッドである。この液滴吐出ヘッドで、空気貯留部２１を、共通液室基板と、振動板と、個別液室基板とを挟んでノズル基板と対向するよう配置し、上記通気路は、空気貯留部から少なくとも共通液室基板を通ってノズル基板方向に向かう細管９１と、ノズルから液滴が吐出される吐出面以外のヘッド外壁面に形成された外気開放口４２に細管を連通させる開放口連通路とからなる。
これによれば、上記実施形態について説明したように、ダンパ機構を有する液滴吐出ヘッドにおいて、共通液室からの水分の揮発を抑制して長期に渡って良好な吐出性能を得ることのできる、低コストの液滴吐出ヘッドおよび画像形成装置を提供することができる。
【００５０】
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、ノズル基板と共通液室基板とに挟まれた位置で、ノズル基板より小さく形成された個別液室基板の外周部を微小な間隙を介して囲むノズルフレーム１１などのフレーム部材を有し、微小な間隙は、ノズル基板、共通液室基板、個別液室基板、及び、フレーム部材に囲まれることにより、個別液室基板の外周部に沿って延在する第２の連通路４１を形成し、第２の連通路を個別液室基板の一側面で外気に連通させると共に、第２の連通路と細管とを連通する第１の連通路６１とを設ける。
これによれば、上記第１の実施形態について説明したように、空気貯留部を外部に連通させるための通気路は、細管と、第１の連通路と、第２の連通路とを合わせた長さの長い通気路となり、より効果的に共通液室からの水分の揮発を抑制できる。
【００５１】
（態様Ｃ）
（態様Ａ）または（態様Ｂ）において、共通液室は共通液室基板と共通液室基板上に形成された可撓性の弾性管路８１からなり、弾性管路が空気貯留部２１に対向する。
これによれば、上記第２の実施形態について説明したように、共通液室のコンプライアンスを大きくでき、かつ、透湿性を低く抑えることができるので、吐出性能の信頼性を確保することができる。
【００５２】
（態様Ｄ）
（態様Ｃ）において、弾性管路８１はエラストマーで形成される。
これによれば、上記第２の実施形態に説明したように、共通液室のコンプライアンスを大きくでき、かつ、透湿性を低く抑えることができるので、長期に渡って吐出性能の信頼性を確保することができる。
【００５３】
（態様Ｅ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）または（態様Ｄ）のいずれかにおいて、空気貯留部を形成する空気貯留部形成部材と、共通液室基板とは接着剤を介することなく接合されている。
これによれば、上記実施形態に説明したように、接着接合工程を可及的に低減でき、組み立てコストを低下させる。また、通気路以外の部分での水蒸気の拡散を減少させることができ、より長期に渡って吐出性能の信頼性を確保することができる。
【００５４】
（態様Ｆ）
媒体を搬送しながら、液滴吐出手段により吐出した液滴を前記媒体に付着させて画像形成を行う画像形成装置において、液滴吐出手段として、（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）または（態様Ｅ）のいずれかの液体吐出ヘッドを採用する。
これによれば、上記実施形態で説明したように、高品位の画像を、長期に渡って、低コストで得ることが可能となる。
【符号の説明】
【００５５】
１    ハウジング
２    ノズルカバー
３    ノズル基板
４    アクチュエータプレート
５    サブフレーム
６    バッキングプレート（ＳＵＳ）
７    バッキングプレート（ＰＰＳ）
８    ダンパーフィルム
９    ダンパープレート
１１    ノズルフレーム
２１    空気貯留部
４１    第２の連通路（開放口連通路の一部）
４２    外気開放口
５０    共通液室
５１    インク供給管
６０    共通液室基板６０（第２の実施形態）
６１    第１の連通路（開放口連通路の一部）
８１    弾性管路（第２の実施形態）
９１    細管
１０７  インクジェットヘッド
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５６】
【特許文献１】特許３６８０３９４号公報
【特許文献２】特開２００２−０８６７２１号公報
【特許文献３】特開２００７−３０７７７４号公報
【図１】
2014037123.tif 000003
【図２】
2014037123.tif 000004
【図３】
2014037123.tif 000005
【図４】
2014037123.tif 000006
【図５】
2014037123.tif 000007
【図６】
2014037123.tif 000008
【図７】
2014037123.tif 000009
【図８】
2014037123.tif 000010