(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルが形成されたノズル板と、該ノズル板に接合されて液体を供給する流路を形成する流路板とを備え、個別液室から前記ノズルを介して液滴を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、
前記ノズル板に、前記個別液室内の圧力が上昇した際の隣接チャネルでのノズル板の変形を防止する変形防止構造が設けられており、
前記変形防止構造が、前記ノズル板に設けられたスリットであり、
前記スリットの少なくとも一方側が可撓性シート部材により閉塞されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記個別液室を隔てる隔壁に空間が設けられており、前記変形防止構造は前記空間に対応する位置に設けられてい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】
前記個別液室の前記ノズル板とは反対側に配置される振動板に、前記個別液室内の圧力が上昇した際の隣接チャネルでの振動板の変形を防止する変形防止構造が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項４】
前記振動板に設けられた変形防止構造が、スリットまたは溝であることを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体吐出ヘッドを備える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、液滴を吐出する液体吐出ヘッドおよび液体吐出ヘッドを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクを滴状にして吐出し、所定の画像を得るインクジェット記録方式の画像形成装置（例えばインクジェットプリンタ）が知られている。このような液滴吐出記録方式の画像形成装置に用いられる液体吐出ヘッド（記録ヘッド）として、インク流路を形成し、振動板部材を介して駆動する構成のものがある。
【０００３】
例えば特開２００９−２２６７９９号公報（特許文献１）には、複数のノズル及び吐出室を備える液滴吐出ヘッドが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、液体吐出ヘッドにおいて、ヘッド内に液滴を吐出するノズルが複数存在したとき、隣接チャネルの駆動による影響が作用し、隣接クロストークが悪化するという問題があった。
【０００５】
上記特許文献１に記載のものでは、隣接クロストークを抑制するために、流路板隔壁部に空間部を設けているが、隣接チャネルの駆動による影響を排除することは難しく、隣接クロストークの問題は解決しきれていない。
【０００６】
そこで本発明は、隣接チャネルの駆動による影響を受けにくくし隣接クロストークを抑制することのできる液体吐出ヘッド及びこれを備える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】
【０００７】
前記の課題を解決するため、本発明は、液滴を吐出するノズルが形成されたノズル板と、該ノズル板に接合されて液体を供給する流路を形成する流路板とを備え、個別液室から前記ノズルを介して液滴を吐出する液体吐出ヘッドにおいて、前記ノズル板に、前記個別液室内の圧力が上昇した際の隣接チャネルでのノズル板の変形を防止する変形防止構造が設けられており、前記変形防止構造が、前記ノズル板に設けられたスリットであり、前記スリットの少なくとも一方側が可撓性シート部材により閉塞されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の液体吐出ヘッドによれば、個別液室内の圧力が上昇した際にも、ノズル板の変形による隣接ノズル（隣接チャネル）への影響を抑制することが可能となり、隣接クロストークを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る液体吐出ヘッドを備える画像形成装置の一例であるインクジェット記録装置の斜視図である。
【図２】そのインクジェット記録装置の断面構成図である。
【図３】本発明に係る液体吐出ヘッドの流路板付近の構成を模式的に示す平面図である。
【図４】液体吐出ヘッドの第１実施例の構成を模式的に示す部分断面図である。
【図５】第１実施例における発明の作用を説明するための模式的な部分断面図である。
【図６】液体吐出ヘッドの第２実施例の構成を模式的に示す部分断面図である。
【図７】第２実施例における発明の作用を説明するための模式的な部分断面図である。
【図８】変形防止構造としての溝の構成例を示す部分的な拡大図である。
【図９】液体吐出ヘッドの第３実施例の構成を模式的に示す部分断面図である。
【図１０】第３実施例における発明の作用を説明するための模式的な部分断面図である。
【図１１】ノズル板のスリットに設ける可撓性シートの配置例を示す部分的な拡大図である。
【図１２】本発明に係る液体吐出ヘッドの具体的な形態の一例を示す斜視図である。
【図１３】図１２におけるＢ−Ｂ線での断面図である。
【図１４】振動板と流路板の構成を示す斜視図である。
【図１５】従来の吐出ヘッドの構成例を模式的に示す平面図である。
【図１６】図１５におけるＣ−Ｃ線での断面図である。
【図１７】個別液室の圧力が上昇した様子を示す模式図である。
【図１８】個別液室の圧力上昇が隣接チャネルに与える影響を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える画像形成装置の一例であるインクジェット記録装置（以下、インクジェットプリンタ、又は単にプリンタと記すこともある）の斜視図である。図２は、そのインクジェット記録装置の断面構成図である。
【００１１】
このインクジェット記録装置の全体構成及び動作については後述し、液体吐出ヘッドについて先に説明する。
まず、図１５〜図１８を参照して従来の吐出ヘッドの構成とその問題点について説明する。
【００１２】
図１５，図１６に示すように、複数のノズル１３１が配置されたノズル板２３０に、流路板２２０が接合されている。また、ノズル板２３０と反対側で、流路板２２０に振動板１１０が接合されている。この振動板１１０には、圧電素子（ＰＺＴ）１１１が接続されている。圧電素子（ＰＺＴ）１１１を駆動すると、図１６に矢印で示すように、個別液室１２１内の圧力が上昇する。この液室内の圧力上昇によって、図１７に示すように、微少ではあるが液室隔壁が撓む。
【００１３】
液室隔壁が撓んだ際に、上記した特許文献１の構成では、流路板２２０の隔壁に空間部２２０ａが設けられているため、隣接チャネルへ与える影響を小さくすることができる。しかしながら、図１８に示すように、ノズル板２３０の変形は抑制することができず、この変形が隣接チャネルのノズル板をも僅かに変形させてしまうことが知られている。要するに、液室隔壁から伝わる圧力に対しては影響を抑制することが出来るが、圧力上昇によるノズル板変形の影響は抑制することができなかった。
【００１４】
そこで本発明では、以下に説明するような構成により、液室内の圧力が上昇した際にも、ノズル板の変形による隣接ノズル（隣接チャネル）への影響を抑制することが可能となり、隣接クロストークを抑制する効果を得ることができる。
【００１５】
図３〜５は、本発明に係る液体吐出ヘッドの第１実施例の構成と作用について説明するための模式図である。なお、図１５〜図１８で説明した液体吐出ヘッドと同等の部分には同じ符号を付している。また、重複する説明は省略する。
【００１６】
図４に示すように、第１実施例の液体吐出ヘッドでは、ノズル板１３０にスリット１３２が設けられている。このスリット１３２は、本第１実施例では、ノズル板１３０の両側に開口して穴状に設けられている。また、スリット１３２の位置は、本例では、流路板１２０の空間部１２０ａに対応する位置に設けられている。ただし、スリット１３２の位置は図示の位置に限定されるものではない。
【００１７】
流路板隔壁と接合されるノズル板１３０に変形防止構造であるスリット１３２を設けたことにより、図５に示すように、圧電素子（ＰＺＴ）１１１の駆動時におけるノズル板１３０の変形による隣接ノズルへの影響が抑制され、隣接する液室でのノズル（ノズル板）の変形が抑えられるので、隣接クロストークを抑制することができる。
【００１８】
図６，７は、本発明に係る液体吐出ヘッドの第２実施例の構成と作用について説明するための模式図である。なお、第１実施例と同等の部分には同じ符号を付している。また、重複する説明は省略する。
【００１９】
先に説明したように、第１実施例の液体吐出ヘッドではノズル板１３０にスリット１３２を設けていた。これに対し、図６，７に示す第２実施例ではノズル板１３０に溝１３３を設けている。この溝１３３はノズル板１３０を貫通しておらず、一方側のみ開口している。図示例では、溝１３３は、流路板１２０の空間部１２０ａ側に開口して設けられたものである。また、溝１３３の位置は、本例では、流路板１２０の空間部１２０ａに対応する位置に設けられている。ただし、溝１３３の位置は図示の位置に限定されるものではない。
【００２０】
流路板隔壁と接合されるノズル板１３０に変形防止構造である溝１３３を設けたことにより、図７に示すように、圧電素子（ＰＺＴ）１１１の駆動時におけるノズル板１３０の変形による隣接ノズルへの影響が抑制され、隣接する液室でのノズル（ノズル板）の変形が抑えられるので、隣接クロストークを抑制することができる。
【００２１】
また、本第２実施例では、スリットではなく溝形状としたことにより、流路板１２０の隔壁内へのインクの侵入も防止することができる。
なお、上記では、溝１３３のつながっている部分（連絡部１３３ｂ）を、図８（ａ）のように外側（液室と反対側＝ノズル１３１からの液体が吐出される側）としたが、図８（ｂ）のように内側（液室側）に連絡部１３３ｂを設けても良いし、あるいは図８（ｃ）のように中間部に連絡部１３３ｂを設けても良い。
【００２２】
図９，図１０は、本発明に係る液体吐出ヘッドの第３実施例の構成と作用について説明するための模式図である。なお、第１実施例及び第２実施例と同等の部分には同じ符号を付している。また、重複する説明は省略する。
【００２３】
図９に示すように、本第３実施例の構成は、ノズル板１３０設けたスリット１３２部に可撓性シート１３４を設けた構成となっている。可撓性シート１３４を設けたこと以外は、先に説明した第１実施例の液体吐出ヘッド（図４）と同じである。
【００２４】
流路板隔壁と接合されるノズル板１３０にスリット１３２及び可撓性シート１３４を設けたことにより、図１０に示すように、圧電素子（ＰＺＴ）１１１の駆動時におけるノズル板１３０の変形による隣接ノズルへの影響が抑制され、隣接する液室でのノズル（ノズル板）の変形が抑えられるので、隣接クロストークを抑制することができる。
【００２５】
また、スリット１３２部に可撓性シート１３４を設けた（スリットの少なくとも一方側を可撓性シート１３４で閉塞する）ことにより、流路板１２０の隔壁内へのインクの侵入も防止することができる。なお、図９，図１０では可撓性シート１３４を内側（液室側）に設けたが、図１１（ａ）のように、外側（液室と反対側＝ノズル１３１からの液体が吐出される側）に可撓性シート１３４を設けても良い。また、スリットの両側に可撓性シート１３４を設けても良い。さらに、スリット１３２部に個別に可撓性シート１３４を設けるのではなく、複数のスリット１３２部にまたがる可撓性シートを設けても良い。図１１（ｂ）及び図１１（ｃ）は、ノズル板１３０の全面に可撓性シート１３４を設けた例である。この場合、ノズル１３１に対応して可撓性シートに開口を設けることは言うまでもない。
【００２６】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの具体的な形態例について図１２及び図１３を参照して説明する。なお、ここで説明する具体的な形態例は、上記の第１〜第３実施例のいずれにも対応するものである。
【００２７】
図１２は、本発明に係る液体吐出ヘッドの具体的な形態の一例を示す斜視図である。また、図１３は、図１２におけるＢ−Ｂ線での断面図である。このプリンタヘッド（液体吐出ヘッド）は、本体フレーム１００にヘッドユニットを固着した構成となっている。複数のノズルが平行に配置されたノズル板１３０は、そのノズル板の各ノズルにインクを供給する流路板１２０と接合されている。流路板１２０のノズル板１３０と反対側には、流路板１２０に形成された圧力室の容積を変化させる振動板１１０が接合されている。この振動板１１０に、インクを吐出するエネルギーを与える圧電素子１１１が接続され、ベース１１２により支持されている。圧電素子１１１にはＦＰＣ１１３が接続され駆動の指令が伝達される。このノズル板１３０・流路板１２０・振動板１１０・圧電素子１１１・ベース１１２・ＦＰＣ１１３から構成されるものをヘッドユニットと呼ぶ。
【００２８】
上記ヘッドユニットにインクを供給する際にインクに含まれる不純物を濾し取るのがフィルタ１４０である。インクを収納したタンクユニットからフレーム１００内の共通液室にインクを供給する際に、フィルタユニットが設けられている形状が最も一般的であり、インクを吐出するノズル穴を異物により詰まらせてしまうことを防止している。
【００２９】
なお図１２では、ヘッドの長手方向の両側端部付近に１つずつノズル１３１を示してあるが、ノズル１３１は、ノズル列として副走査方向に多数個が配列されるものである。また、液体吐出ヘッドは、複数のノズル列を備えていてもよい。
【００３０】
また、上記説明した第１〜第３実施例は、ノズル板１３０に変形防止構造としてスリット１３２あるいは溝１３３を設けたものであるが、振動板１１０にも変形防止構造（スリット１３２あるいは溝１３３）を設けてもよい。
【００３１】
図１４は、振動板１１０と流路板１２０の構成を示す斜視図である。フレーム１００の共通液室から流れてきたインクは、図に矢印で示すように、振動板１１０に設けられたフィルタ１４０部を通過し、流路板１２０の液導入部１２０ｂを経由して個別液室へと送られる。
【００３２】
本発明に係る液体吐出ヘッドは、上記各実施例で説明したように、個別液室内の圧力が上昇した際にも、ノズル板の変形による隣接ノズル（隣接チャネル）への影響を抑制することが可能となり、隣接クロストークを抑制する効果を得ることができる。
【００３３】
最後に、図１及び図２に示したインクジェット記録装置の全体構成と動作について説明する。
図１に示した本実施形態の画像形成装置は、液体吐出ヘッドを備えるインクジェット記録装置であり、装置本体１と、給紙トレイ２と、排紙トレイ３とを備えている。さらに、装置本体の前面には、インクカートリッジを装填するためのカートリッジ装填部４を有し、その上面は操作ボタンや表示器などを設ける操作／表示部５としている。カートリッジ装填部４には、黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色インクをそれぞれ収容した複数のインクカートリッジ１０ｋ、１０ｃ、１０ｍ、１０ｙが装填されている。
【００３４】
図２において、キャリッジ３３はガイドロッド３１、３２によりガイドされ、主走査方向（図２の図面に垂直な方向）に移動可能に保持されている。このキャリッジ３３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液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド３４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（図２の左右方向）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。
【００３５】
記録ヘッド３４を構成するインクジェットヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて液体の膜沸騰による相変化を利用するサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどを、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段として備えたものなどを使用できる。
【００３６】
また、キャリッジ３３には、記録ヘッド３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのヘッドタンク３５を搭載している。このヘッドタンク３５には各色の供給チューブ３６を介して、前述したように、カートリッジ装填部４に装着された各色のインクカートリッジ１０から各色のインクが補充供給される。
【００３７】
給紙部は、給紙トレイ２、用紙積載部（圧板）４１、半月コロ（給紙コロ）４３及び分離パッド４４等で構成されている。なお、符号４２は用紙である。
また、用紙搬送部は、ガイド部材４５、カウンタローラ４６、搬送ガイド部材４７、押さえ部材４８、先端加圧コロ４９、搬送ベルト５１等で構成されている。搬送ベルト５１は、搬送ローラ５２とテンションローラ５３との間に掛け渡されている。
【００３８】
さらに、排紙部として、分離爪６１、排紙ローラ６２、排紙コロ６３及び排紙トレイ３等を備えている。
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２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、搬送ベルト５１の周回移動によって用紙４２が副走査方向に搬送される。
【００３９】
そこで、キャリッジ３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド３４を駆動することにより、用紙４２にインク滴を吐出して画像記録を行う。記録動作が終了すると、用紙４２は排紙トレイ３に排紙される。
【００４０】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、液体吐出ヘッドの構造は、本発明の範囲内で適宜な構造を採用可能である。吐出方式も任意の方式を採用可能である。
【００４１】
また、「液体」とは、記録液、インクに限るものではなく、吐出されるときに流体となるものであれば特に限定されるものではない。なお、液体吐出ヘッドは、画像形成・画像記録を行うものに限定されない。
【００４２】
画像形成装置においては、インクの色数は４色に限らず、任意の色数で構成できるものである。また、シリアル型に限らず、ラインインクジェット型の記録装置にも本発明を適用可能である。さらに、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写装置やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。
【符号の説明】
【００４３】
１          装置本体
１０        インクカートリッジ
３３        キャリッジ
３４        記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
１００      本体フレーム
１１０      振動板
１１１      圧電素子
１１２      ベース
１２０      流路板
１２０ａ    空間部
１３０      ノズル板
１３１      ノズル
１３２      スリット（変形防止構造）
１３３      溝（変形防止構造）
１３３ｂ    連絡部
１３４      可撓性シート
１４０      フィルタ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４４】
【特許文献１】特開２００９−２２６７９９号公報
【図１】
0006458549.tif 000002
【図２】
0006458549.tif 000003
【図３】
0006458549.tif 000004
【図４】
0006458549.tif 000005
【図５】
0006458549.tif 000006
【図６】
0006458549.tif 000007
【図７】
0006458549.tif 000008
【図８】
0006458549.tif 000009
【図９】
0006458549.tif 000010
【図１０】
0006458549.tif 000011
【図１１】
0006458549.tif 000012
【図１２】
0006458549.tif 000013
【図１３】
0006458549.tif 000014
【図１４】
0006458549.tif 000015
【図１５】
0006458549.tif 000016
【図１６】
0006458549.tif 000017
【図１７】
0006458549.tif 000018
【図１８】
0006458549.tif 000019