(57)【要約】【課題】ヘッドの長尺化を図る場合に圧電素子などのエネルギー発生手段を接合するベース部材の反りが発生する。【解決手段】ベース部材１３は、圧電素子部材１２Ａを接合する接合面１３ａの端と直交する端面１３ｂ、１３ｂより外側へ張り出した張り出し部１３Ａ、１３Ａを部分的に設けることで、短手方向で、接合面１３ａの短手方向幅Ｗ１よりも広い幅Ｗ２を有する幅の広い部分１３Ｂを設け、接合面１３ａと反対側の面１３ｄを接合面１３ａより広くした逆Ｔ字状の断面形状とした。【選択図】図５
2008114561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルが連通する加圧液室内の液体を加圧するエネルギーを発生するエネルギー発生手段をベース部材の長手方向に沿って複数個配置した液体吐出ヘッドにおいて、
前記ベース部材には短手方向で前記エネルギー発生手段を配置する側の面の短手方向幅よりも幅の広い部分が設けられている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
液滴を吐出するノズルが連通する加圧液室内の液体を加圧するエネルギーを発生するエネルギー発生手段をベース部材の長手方向に沿って複数配置した液体吐出ヘッドにおいて、
前記ベース部材の前記エネルギー発生手段を配置する側の面の短手方向端部には面取り部が設けられるとともに、短手方向で前記エネルギー発生手段を配置する側の面の短手方向幅よりも幅の広い部分が設けられている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記幅の広い部分は前記エネルギー発生手段を配置する側の面の反対側の面と同じ面を含んで設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記幅の広い部分は前記エネルギー発生手段を配置する側の面と反対側の面との間で前記短手方向の端面に設けられていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項４に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記ベース部材は前記幅の広い部分を含む短手方向に沿う断面形状が略十字形状であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記ベース部材は前記幅の広い部分を含む短手方向に沿う断面形状が略台形状であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記ベース部材の短手方向端面に外側へ張り出した張り出し部を前記ベース部材の長手方向に断続的に設けて前記幅の広い部分が形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記ベース部材の短手方向端面に外側へ張り出した張り出し部を前記ベース部材の長手方向に連続的に設けて前記幅の広い部分が形成され、かつ、前記張り出し部には貫通穴が形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記ベース部材の線膨張係数が１０Ｅ−６／℃以下であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
請求項９に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記ベース部材がステンレス鋼であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項１１】
液滴を吐出する液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置において、請求項１ないし１０のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする液体吐出装置。
【請求項１２】
液体吐出ヘッドから液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置において、請求項１ないし１０のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えてい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】
本発明は液体吐出ヘッド、液体吐出装置、画像形成装置に関する。
【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（液体）の液滴を吐出する液体吐出ヘッド（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、媒体（以下「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、また、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。）を搬送しながら、液体としての記録液（以下、インクともいう。）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】
このような液体吐出装置ないし画像形成装置は、捺染装置や金属配線などの産業用システムにまで利用されるようになってきている。近年，より高品位な画像を，より速い印刷速度で出力できることが求められるようになっている。前者の要求に対してノズルの数，密度共に増加する傾向にある。それに伴い，各加圧液室間隔は狭まっている。また，エネルギー印加の周波数も高くなる傾向にある。後者の要求に対しては，記録ヘッドの長尺化が試みられており，最近記録媒体の幅全領域を覆うことのできる，いわゆるライン型ヘッドの実用化が進められている。
【０００５】
また、液体吐出ヘッドとしては、液滴を吐出するノズル、ノズルが連通する液室（加圧液室、吐出室、圧力室、液体流路などとも称される。）、液室内の液体を加圧する圧力を発生する圧力発生手段とを備えて、圧力発生手段で発生させる圧力で液室内の液体を加圧することによってノズルから液滴を吐出させる。ここで、圧力発生手段としては、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方式、圧電素子（本願では電気機械変換素子と同義語として用いる。）などを用いる圧電方式、静電力を発生する静電型アクチュエータを用いる静電方式などが知られている。
【０００６】
従来の液体吐出ヘッドとして、例えば圧電素子を用いるものにあっては、圧電素子を金属部材などのベース部材に接合している。
【特許文献１】特開２００４−０８２６５０号公報
【特許文献２】特開２００６−２２４４７９号公報
【特許文献３】特開２００３−１１８１０６号公報
【特許文献４】特開２００３−２１１６５８号公報
【０００７】
そして、圧電素子又は圧電素子を含むヘッド部を複数個並べてライン型ヘッドなどの長尺ヘッドを構成している。
【特許文献５】特開２０００−３５１２１７号公報
【特許文献６】特開２００１−０４７６２２号公報
【特許文献７】特開２００６−０８８２０６号公報
【０００８】
また、サーマル型ヘッドについても、エネルギー発生素子を有する基板を基台上に複数個配列してライン型ヘッドなどの長尺ヘッドを構成している。
【特許文献８】特許第３１９８２２１号公報
【特許文献９】特開２０００−３５１２１５号公報
【発明の開示】
【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５、７に記載のヘッド構成でヘッドを全体的に長くするには、各部品を長くする必要がある。特に、圧電素子は非常に細長い部品になり、圧電素子の製造工程上或いはハンドリングの面で製造が非常に困難であるといった課題がある。
【００１０】
また、ヘッドの長尺化を実現するために、特許文献６に記載されているようにヘッドを複数個つなぐと、ライン型ヘッドのサイズが大型化してしまうことになり、更にこれに伴って装置自体のサイズの大型化は避けられないという課題がある。
【００１１】
そこで、圧電素子を接合するベース部材を一体にする（１つのベース部材に複数個の圧電素子を配置する）ことが好ましいといえる。ベース部材一体のライン型ヘッドの場合、一般的には、ベース部材の平面度加工を施す必要があり、平面研削で機械加工を行う。この場合、まず、最初に一面の平面研削を行い、その反対側の面を、最初に研削した面を基準にして研削を行うことで、二番目に加工した面の平面度精度を高める加工手順となる。
【００１２】
ここで、ベース部材に要求される平面度は２０μｍ以下が好ましく、長尺のベース部材の場合、例えばＡ３縦送り相当幅（１２インチ程度）の場合には、加工の熱ひずみなどにより、全面において所望の平面度が確保できないことがある。この反りにより、接着剤厚さが不均等になりベース部材と圧電素子の接着不良が発生することがある。仮に接着できたとして、圧電素子を接着後に接着面とは反対側の圧電素子面を研削すれば、圧電素子の表面をある程度平面度を保つことができるものの、ベース部材の反りが矯正されないままなので、ベース部材の圧電素子の反対側の面を一体平面で加圧しながら振動板に接着する場合、振動板にかかる加圧力がばらつき、振動板と圧電素子の接着不良が発生することがある。このように、ベース部材の長尺化に伴ってベース部材の平面度を確保することが難しくなるという新たな課題が生じる。
【００１３】
ここでは、圧電素子を配列する場合で説明しているが、ヒータ素子等の熱変換素子を配列する特許文献８などに記載のライン型ヘッドでも同様な課題が生じる。ヒータ素子などの熱変換素子を含む基板をベース部材に配列し接着し、流路パターンを設けたプレート又はノズル板の天板を、熱交換素子を含む基板に接着した構成において、ベース部材が反っていると、その接着層で１２インチ長の中でヒータと天板前面の距離が異なる部分が生じる。この場合、滴吐出特性が異なることにより、画像にじみ等の不良が発生し、甚だしい場合は滴吐出不良を起こす場合もある。また、接着層が均一に接着されたとしても、反りにより吐出方向が一定ではなくなるため、画像にじみなどの現象も生じることになる。
【００１４】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、低コストで長尺化が可能な液体吐出ヘッド及びこれを備える液体吐出装置、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】
【００１５】
上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、エネルギー発生手段を複数個配置したベース部材には短手方向でエネルギー発生手段を配置する側の面の短手方向幅よりも幅の広い部分が設けられている構成とした。
【００１６】
本発明に係る液体吐出ヘッドは、エネルギー発生手段を複数個配置したベース部材には、エネルギー発生手段を配置する側の面の短手方向端部には面取り部が設けられるとともに、短手方向でエネルギー発生手段を配置する側の面の短手方向幅よりも幅の広い部分が設けられている構成とした。
【００１７】
これらの各本発明に係る液体吐出ヘッドにおいては、幅の広い部分はエネルギー発生手段を配置する側の面の反対側の面と同じ面を含んで設けられている構成とできる。また、幅の広い部分はエネルギー発生手段を配置する側の面と反対側の面との間で短手方向の端面に設けられている構成とでき、この場合、ベース部材は幅の広い部分を含む短手方向に沿う断面形状が略十字形状である構成とできる。また、ベース部材は幅の広い部分を含む短手方向に沿う断面形状が略台形状である構成とできる。
【００１８】
また、ベース部材の短手方向端面に外側へ張り出した張り出し部をベース部材の長手方向に断続的に設けて幅の広い部分が形成されている構成とできる。また、ベース部材の短手方向端面に外側へ張り出した張り出し部をベース部材の長手方向に連続的に設けて幅の広い部分が形成され、かつ、張り出し部には貫通穴が形成されている構成とできる。
【００１９】
また、ベース部材の線膨張係数が１０Ｅ−６／℃以下である構成とでき、この場合、ベース部材がステンレス鋼である構成とできる。
【００２０】
本発明に係る液体吐出装置は、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えたものである。
【００２１】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えたものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、エネルギー発生手段を複数個配置したベース部材には短手方向でエネルギー発生手段を配置する側の面の短手方向幅よりも幅の広い部分が設けられている構成とし、あるいは、エネルギー発生手段を複数個配置したベース部材には、エネルギー発生手段を配置する側の面の短手方向端部には面取り部が設けられるとともに、短手方向でエネルギー発生手段を配置する側の面の短手方向幅よりも幅の広い部分が設けられている構成としたので、ベース部材全体の高さ及び幅を広くすることなく、ベース部材の反りが低減して、低コストで長尺化が可能になる。
【００２３】
本発明に係る液体吐出装置、本発明に係る画像形成装置によれば、低コストで長尺化した液体吐出ヘッドを備える装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る液体吐出ヘッドの一実施形態について図１ないし図６を参照して説明する。なお、図１は同液体吐出ヘッドの外観斜視説明図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う液室長手方向（液室の並び方向と直交する方向）に沿う断面説明図、図３は同じく液室短手方向（液室の並び方向）に沿う断面説明図、図４は図３の１つの加圧液室部分の拡大断面説明図である。
【００２５】
この液体吐出ヘッドは、ＳＵＳ基板で形成した流路基板（液室基板）１と、この流路基板１の下面に接合した振動板部材２と、流路基板１の上面に接合したノズル板３とを有し、これらによって液滴（液体の滴）を吐出するノズル４が連通する個別流路としての液室（以下「加圧液室」というが、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。なお、共通液室８には図示しない液体タンクから供給路を介して記録液が供給される。
【００２６】
ここで、流路基板１は、リストリクタプレート１Ａとチャンバーブレート１Ｂとを接着して構成している。この流路基板１は、ＳＵＳ基板を、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（プレス）などの機械加工することで、各加圧液室６、流体抵抗部７、共通液室８などの開口をそれぞれ形成している。なお、流体抵抗部７は、リストリクタプレート１Ａの部分を開口し、チャンバーブレート１Ｂの部分を開口しないことで形成している。
【００２７】
振動板部材２は、流路基板１を構成するチャンバーブレート１Ｂに接着接合している。この振動板部材２は、例えば、ＳＵＳ基板などの金属部材２１に金属部材２１よりも線膨張係数を大きく調製した樹脂を直接塗布（塗工）して加熱、固化させた樹脂層（樹脂部材）２２を直接成膜して形成したものであり、樹脂層２２で液室６の壁面となる変形可能な部分（振動板領域）２Ａを形成し、この振動板領域２Ａの液室６と反対側には金属部材２１からなる島状の突起部（以下「島状凸部」ともいう。）２Ｂを形成している。また、この振動板部材２には流路基板１の液室間隔壁部６Ａに対応する位置には金属部材２１による厚肉部２Ｄが形成（残存）されている。この他、振動板部材２は、樹脂層と金属部材とを接着剤で接合したもの、Ｎｉなどの電鋳で形成したものなどを用いることもできる。
【００２８】
なお、上述したように流体抵抗部７の振動板部材２側のチャンバーブレート１Ｂを振動板部材２の樹脂層２２と接合することで、振動板部材２の薄いポリイミドなどの樹脂層２２を介して加圧液室６内の圧力が外部に逃げることを防ぎ、効率的に液滴を吐出することが可能になる。
【００２９】
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１のリストリクタプレート１Ａに接着剤接合している。このノズル板３としては、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）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周知の方法で撥水膜を形成している。
【００３０】
そして、振動板部材２の面外側（加圧液室６と反対面側）に島状凸部２Ｂ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。
【００３１】
複数の圧電素子１２は、１つの圧電素子部材１２Ａにハーフカットの溝加工（スリット加工）によって分断することなくことなく形成したものであり、圧電素子部材１２Ａは複数個の圧電素子１２の並び方向に沿ってベース部材１３上に固定配置している。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１４を接続している。この場合、１列に並ぶ複数の圧電素子１２は、交互に駆動する圧電素子１２と単なる支柱部となる駆動されない圧電素子１２（これを「支柱部１６」と表記する。）となる。そして、振動板部材２の樹脂層２２には流路基板１の液室間隔壁部６Ａを接着剤３１で接合し、また、島状凸部２Ｂには駆動部となる圧電素子１２を接着剤３２で接合し、液室間隔壁部６Ａに対応する厚肉部２Ｄには支柱部となる圧電素子１２（支柱部１６）を接着剤３２で接合している。
【００３２】
圧電素子１２は、図５に示すように、厚さ１０〜５０μｍ／１層のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の圧電層１２１と、厚さ数μｍ／１層の銀・パラジューム（ＡｇＰｄ）からなる内部電極層１２２とを交互に積層したものであり、内部電極１２２を交互に端面の端面電極（外部電極）である図示しない個別電極及び共通電極にそれぞれ電気的に接続したものである。この圧電定数がｄ３３（ｄ３３は内部電極面に垂直（厚み方向）の伸び縮みを指す。）である圧電素子１２の伸縮により振動板領域２Ａを変位させて液室６を収縮、膨張させるようになっている。圧電素子１２に駆動信号が印加され充電が行われると伸長し、また圧電素子１２に充電された電荷が放電すると反対方向に収縮する。
【００３３】
なお、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構成とすることも、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することもできる。本実施形態ではｄ３３方向の変位を用いた構成をとっている。
【００３４】
ベース部材１３は金属材料で形成することが好ましい。ベース部材１３の材質（材料）が金属であれば、圧電素子１２の自己発熱による蓄熱を防止することができる。さらに、ベース部材１３の線膨張係数が大きいと、高温又は低温でベース部材１３と圧電素子１２の接合界面で接着剤の剥離が発生することがある。すなわち、圧電素子の全長が長くないときには、環境変動による温度差で圧電素子とベース部材が剥離する問題はほとんどなかったが、圧電素子一本当たり３００ｄｐｉで約４００ノズル程度を有する場合、圧電素子の一本当たりの長さが３０〜４０ｍｍ以上になることで、この問題が顕著化するようになった。したがって、ベース部材１３の材質としては、線膨張係数が１０Ｅ−６／℃以下の材質を用いることが好ましい。特に、圧電素子１２に接着接合される部品の熱膨張係数数を全て１０Ｅ−６／℃以下にすると接合界面の剥離に対し、非常に効果的であることが確認された。具体的な一例として、ステンレス鋼板で材質を揃えることが可能である。
【００３５】
さらに、振動板２の周囲にはフレーム部材１７を接着剤で接合している。そして、このフレーム部材１７には、振動板２の樹脂層２２で構成した変形可能な部分としてのダイアフラム部２Ｃを介して共通液室８に隣接するバッファ室１８を形成している。ダイアフラム部２Ｃは共通液室８及びバッファ室１８の壁面を形成する。なお、バッファ室１８は連通路２０を介して大気と連通させている。
【００３６】
また、この液体吐出ヘッドでは、圧電素子１２は３００ｄｐｉの間隔で形成し、それが対向して２列に並んでいる構成としている。また、加圧液室６及びノズル４は１列１５０ｄｐｉの間隔で２列を千鳥状に並べて配置しており、３００ｄｐｉの解像度を１スキャンで得ることができる。この場合、１列に並ぶ複数の圧電素子１２は、交互に駆動する圧電素子１２と単なる支柱部となる駆動されない圧電素子１２（これを「支柱部１６」と表記する。）となる。
【００３７】
また、上述したようにこの液体吐出ヘッドは、ほとんどの部材をＳＵＳから形成し、その熱膨張係数を揃えているので、ヘッドの組立中、あるいは、使用中における熱膨張による種々の不具合を避けることができる。
【００３８】
このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば圧電素子１２に印加する電圧を基準電位から下げることによって圧電素子１２が収縮し、振動板２が下降して加圧液室６の容積が膨張することで、加圧液室６内にインクが流入し、その後圧電素子１２に印加する電圧を上げて圧電素子１２を積層方向に伸長させ、振動板２をノズル４方向に変形させて加圧液室６の容積／体積を収縮させることにより、加圧液室６内の記録液が加圧され、ノズル４から記録液の滴が吐出（噴射）される。
【００３９】
そして、圧電素子１２に印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板２が初期位置に復元し、加圧液室６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室８から加圧液室６内に記録液が充填される。そこで、ノズル４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。
【００４０】
なお、このヘッドの駆動方法については上記の例（引き−押し打ち）に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行うこともできる。
【００４１】
次に、この液体吐出ヘッドにおけるベース部材１３の詳細について図５をも参照して説明する。なお、図５はベース部材の短手方向における説明図である。ここで、ベース部材の短手方向とは、ベース部材自在の短手方向を意味し、液室（ノズル）の並び方向と直交する方向である。
ベース部材１３は、図５に示すように、短手方向で、エネルギー発生手段である圧電素子部材１２Ａを複数個配置する側の面（接合面又は接着面）１３ａの短手方向幅Ｗ１よりも広い幅Ｗ２を有する部分（幅の広い部分）１３Ｂを設けている。具体的には、接合面１３ａの端と直交する面（端面）１３ｂ、１３ｂを基準として、この基準となる端面１３ｂ、１３ｂより外側へ張り出した張り出し部１３Ａ、１３Ａを部分的に設けることで、この部分を幅の広い部分１３Ｂとしている。
【００４２】
この場合、幅の広い部分１３Ｂとするための張り出し部１３Ａは接合面１３ａと反対側の面１３ｄと同じ面を含む位置に形成しているので、ベース部材１３全体で見るとベース部材１３は接合面１３ａと反対側の面１３ｄを接合面１３ａより広くした逆Ｔ字状の断面形状となる。
【００４３】
このように、エネルギー発生手段を複数個長手方向に配置するベース部材の短手方向端面に部分的に張り出し部を設けて、エネルギー発生手段を複数個配置したベース部材には短手方向でエネルギー発生手段を配置する側の面の短手方向幅よりも幅の広い部分が設けられている構成としたので、ベース部材全体の高さ及び幅を大きくすることなく、ベース部材の反りを低減することができ、低コストでヘッドの長尺化を図れる。
【００４４】
つまり、ベース部材１３の圧電素子部材１２Ａ（圧電素子１２）を接着する面（接合面１３ａ）を所望の平面度にしなければならないが、平面加工を行う場合でも、素材の反りが余りにも大きいと、加工時の熱ひずみなどの影響を受けやすい。また、ベース部材自体の曲げ剛性が小さいと、同様に、加工時の熱ひずみなどの影響を受けやすい。
【００４５】
また、熱ひずみ以前にベース部材自体の曲げ剛性が小さいと、図６に示すように、平面加工を行っても平面に仕上がらない場合がある。図６（ａ）に示すように、反った曲げ剛性の小さいベース部材１３の素材５１をマグネット吸着などで加工基台５２に固定すると、素材５１は曲がっていても基台５２に倣う状態で固定される。そして、図６（ｂ）に示すように、最初の面５１ａの平面加工を施すと、基台５２上に固定された状態では平面度が確保されるが、基台５１から加工後の素材５１を離した瞬間、図６（ｃ）に示すように、素材５１自体の反りで平面性が保てなくなる。さらに、図６（ｄ）に示すように、この加工した面５１ａを基準にして、反対側の面５１ｂを平面加工するために、既に加工した面５１ａを基台５２に同様に固定すると、基台５２に倣う。そして、図６（ｅ）に示すように反対側の面５１ｂの平面加工を行う基台５２から離した瞬間、図６（ｆ）に示すように、素材５１の曲がりで平面性が保てなくなる。さらに、素材５１が曲がった状態で基台５２に固定できたとしても、部分的に基台５２とベース部材（素材５１）とは隙間が発生し、加工圧でその隙間をつぶす形で、基台５２に倣うと同様なことが発生する。
【００４６】
したがって、ベース部材１３は、加工時の固定力や加工圧に勝る強度が必要となる。ベース部材１３が熱ひずみ、初期反りの影響を受けないようにするには、ベース部材１３の断面積を大きくする必要がある。特に、圧電素子部材の接着面（接合面）に対しては、その接着面に重なる方向に長さが大きいほど３乗の割合で曲げ剛性が強くなる。
【００４７】
しかしながら、圧電素子部材とベース部材とを接合した圧電アクチュエータの高さには制限がある場合が多く、ベース部材１３の高さを高くすることは困難である。また、ベース部材１３の短手方向全体の幅を広くすることは液体吐出ヘッドの大型化を招くことになる。
【００４８】
そこで、本発明では、全体の高さ及び幅を抑えながらも曲げ剛性の強いベース部材１３にするために、圧電素子の接着面（接合面）と平行な方向に断面を増やすようし、短手方向でエネルギー発生手段を配置する側の面の短手方向幅よりも幅の広い部分を設けることで、液体吐出ヘッドの大型化を抑えつつ、ベース部材の反りを低減することで、低コストで長尺化を図るようにしている。
【００４９】
ここで、ベース部材１３の接合面１３ａの短手方向幅Ｗ１とは、図７に示すように、接合面１３ａの短手方向端部に面取り部１３ｃを形成した場合には、面取り部１３ｃの短手方向幅を含む幅である。
【００５０】
また、ベース部材１３の張り出し部は上記の例に限定されるものではなく、例えば図８ないし図１０に示すような形状とすることもできる。つまり、図８に示す他の第１例は、ベース部材１３の断面形状を台形状とすることによって張り出し部１３Ａを形成して幅の広い部分１３Ｂを形成することで、この例でも圧電素子部材１２との接合面１３ａと反対側の面１３ｄが接合面１３ａよりも広くなる。図９に示す他の第２例は、ベース部材１３の一方の端面１３ｂに張り出し部１３Ａを設けて幅の広い部分１３Ｂを形成することで接合面１３ａよりも反対側の面１３ｄを広くしている。図１１に示す他の第３例は、ベース部材１３の端面１３ｂ、１３ｂの途中に張り出し部１３Ａを設けることで高さの方向の中間部に幅の広い部分１３Ｂを形成することで、接合面１３ａと反対側の面１３ｄとは略同じ広さとし、全体で見ると断面形状は略十字形状となる。
【００５１】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの他の実施形態について図１１を参照して説明する。なお、図１１は同液体吐出ヘッドのベース部材の平面説明図である。
ここでは、ベース部材１３の両端面に張り出し部１３Ａを断続的に設けて、長手方向で隣り合う張り出し部１３Ａ、１３Ａ間に切り欠き部６１を設けている。
【００５２】
これにより、切り欠き部６１にフレキシブルケーブル（ＦＰＣ）１４を通すことができる。つまり、ベース部材１３の長手方向に沿って全体に張り出し部１３を形成した場合には、前述した図２に示すようにＦＰＣ１４に折り曲げ部１４ａを設けて引出さなければならなくなるが、この実施形態のように切り欠き部６１を設けることでそのままストレートに引出すことができるようになる。
【００５３】
なお、このように断続的に張り出し部１３Ａを形成した場合には、連続して張り出し部１３を形成した場合に比べて相対的に反りの低減を抑える効果は少なくなるが、実用上問題はない。
【００５４】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの他の実施形態の他の例について図１２お呼び図１３を参照して説明する。なお、図１２は同液体吐出ヘッドのベース部材の平面説明図、図１３は同じく側面説明図である。
ここでは、ベース部材１３の両端面に張り出し部１３Ａを連続的に設けて、この張り出し部１３Ａにベース部材１３の短手方向両端面で千鳥状配置になるようにＦＰＣ１４を通す貫通穴６２を形成している。
【００５５】
これにより、図１１の例と同様に、貫通穴６２にフレキシブルケーブル（ＦＰＣ）１４を通して引出すことができる。また、図１１の例に比べると相対的に反りを抑える効果は向上する。
【００５６】
なお、上記実施形態においてはベース部材が圧電素子を接合する例であるが、本発明はヒータ素子などの熱変換素子を含む基板をベース部材に複数個配置して接着する液体吐出ヘッドにも適用することができる。
【００５７】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える本発明に係る液体吐出装置を含む画像形成装置の一例について図１４及び図１５を参照して説明する。なお、図１４は同装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図、図１５は同機構部の要部平面説明図である。
この画像形成装置はシリアル型画像形成装置であり、左右の側板２０１Ａ、２０１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド２３１、２３２でキャリッジ２３３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タイミングベルトを介して矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。
【００５８】
このキャリッジ２３３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本発明に係る液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド２３４ａ、２３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド２３４」という。）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。
【００５９】
記録ヘッド２３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、記録ヘッド２３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、記録ヘッド２３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。
【００６０】
また、キャリッジ２３３には、記録ヘッド２３４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２３５ａ、２３５ｂ（区別しないときは「ヘッドタンク３５」という。）を搭載している。このサブタンク２３５には各色の供給チューブ３６を介して、各色のインクカートリッジ２１０から各色のインクが補充供給される。
【００６１】
一方、給紙トレイ２０２の用紙積載部（圧板）２４１上に積載した用紙２４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部２４１から用紙２４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）２４３及び給紙コロ２４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド２４４を備え、この分離パッド２４４は給紙コロ２４３側に付勢されている。
【００６２】
そして、この給紙部から給紙された用紙２４２を記録ヘッド２３４の下方側に送り込むために、用紙２４２を案内するガイド部材２４５と、カウンタローラ２４６と、搬送ガイド部材２４７と、先端加圧コロ２４９を有する押さえ部材２４８とを備えるとともに、給送された用紙２４２を静電吸着して記録ヘッド２３４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２５１を備えている。
【００６３】
この搬送ベルト２５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２５２とテンションローラ２５３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。また、この搬送ベルト２５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２５６を備えている。この帯電ローラ２５６は、搬送ベルト２５１の表層に接触し、搬送ベルト２５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト２５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ２５２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２３４で記録された用紙２４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２５１から用紙２４２を分離するための分離爪２６１と、排紙ローラ２６２及び排紙コロ２６３とを備え、排紙ローラ２６２の下方に排紙トレイ２０３を備えている。
【００６５】
また、装置本体１の背面部には両面ユニット２７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット２７１は搬送ベルト２５１の逆方向回転で戻される用紙２４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２４６と搬送ベルト２５１との間に給紙する。また、この両面ユニット２７１の上面は手差しトレイ２７２としている。
【００６６】
さらに、キャリッジ２３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド２３４のノズルの状態を維持し、回復するための回復手段を含む維持回復機構２８１を配置している。この維持回復機構２８１には、記録ヘッド２３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）２８２ａ、２８２ｂ（区別しないときは「キャップ２８２」という。）と、ノズル面をワイピングするためのブレード部材であるワイパーブレード２８３と、増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける空吐出受け２８４などを備えている。
【００６７】
また、キャリッジ２３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに増粘した記録液を排出するために記録に寄与しない液滴を吐出させる空吐出を行うときの液滴を受ける液体回収容器であるインク回収ユニット（空吐出受け）２８８を配置し、このインク回収ユニット２８８には記録ヘッド２３４のノズル列方向に沿った開口部２８９などを備えている。
【００６８】
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２０２から用紙２４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙２４２はガイド２４５で案内され、搬送ベルト２５１とカウンタローラ２４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２３７で案内されて先端加圧コロ２４９で搬送ベルト２５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００６９】
このとき、帯電ローラ２５６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２５１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２５１上に用紙２４２が給送されると、用紙２４２が搬送ベルト２５１に吸着され、搬送ベルト２５１の周回移動によって用紙２４２が副走査方向に搬送される。
【００７０】
そこで、キャリッジ２３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド２３４を駆動することにより、停止している用紙２４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙２４２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２４２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２４２を排紙トレイ２０３に排紙する。
【００７１】
このようなシリアル型画像形成装置において、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えることによって、長尺ヘッドの低コスト化が図られるので、液体吐出装置や高速で記録を行う画像形成装置を低コストで得ることができる。
【００７２】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えた液体吐出装置を含む画像形成装置の他の例について図１６を参照して説明する。なお、図１６は同画像形成装置の概略構成図である。
この画像形成装置はフルライン型ヘッドを備えたライン型画像形成装置であり、装置本体４０１の内部に画像形成部４０２及び用紙を搬送する搬送機構４０３等を有し、装置本体４０１の一方側に多数枚の用紙４０５を積載可能な給紙トレイ４０４を備え、この給紙トレイ４０４から給紙される用紙４０５を取り込み、副走査搬送機構４０３によって用紙４０５を搬送しながら画像形成部４０２によって所要の画像を記録した後、装置本体４０１の他方側に装着された排紙トレイ４０６に用紙４０５を排紙する。
【００７３】
画像形成部４０２は、記録液となる液体を収容した液体タンクを一体にし、用紙の幅方向（搬送方向と直交する方向）の長さ相当分のノズル列を有する本発明に係る液体吐出ヘッドで構成したライン型ヘッド４１０ｙ、４１０ｍ、４１０ｃ、４１０ｋを備えたものである。これらのライン型ヘッド４１０ｙ、４１０ｍ、４１０ｃ、４１０ｋは図示しないヘッドホルダに取り付けている。
【００７４】
ライン型ヘッド４１０ｙ、４１０ｍ、４１０ｃ、４１０ｋは、用紙搬送方向上流側からそれぞれ例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に各色の液滴を吐出する。なお、ライン型ヘッドとしては、各色の液滴を吐出する複数のノズル列を所定間隔で配置した１つのヘッドを用いることもできるし、ヘッドと液体カートリッジを別体としたものを用いることもできる。
【００７５】
給紙トレイ４０４の用紙４０５は、給紙コロ４２１によって１枚ずつ分離され装置本体４０１内に給紙され、用紙供給ローラ４２２によって搬送機構４０３に送り込まれる。
【００７６】
この搬送機構４０３は、駆動ローラ４２３と従動ローラ４２４との間に掛け渡した搬送ベルト４２５と、この搬送ベルト４２５を帯電させるための帯電ローラ４２６と、搬送ベルト４２５を画像形成部２に対向する部分で案内するガイド部材（プラテンプレート）４２７と、搬送ベルト４２５に付着した記録液（インク）を除去するためのクリーニング手段である多孔質体などからなる記録液拭き取り部材（ここでは、クリーニングローラ）４２８と、用紙４０５を除電するための導電ゴムを主体とした除電ローラ４２９と、用紙４０５を搬送ベルト４２５側へ押える用紙押さえローラ４３０とを備えている。
【００７７】
また、搬送機構４０３の下流側には画像が記録された用紙４０５を排紙トレイ４０６に送り出すための排紙ローラ４３１を備えている。
【００７８】
このように構成したライン型画像形成装置においても、搬送ベルト４２５を帯電させて用紙４０５を送り込むことによって、静電力で用紙４０５が搬送ベルト４２５に吸着されて、搬送ベルト４２５の周回移動によって搬送され、画像形成部４０２によって画像が形成されて、排紙トレイ４０６に排紙される。
【００７９】
このようなライン型画像形成装置において、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えることによって、フルライン型ヘッドの低コスト化が図られるので、液体吐出装置や高速で記録を行う画像形成装置を低コストで得ることができる。
【００８０】
なお、本発明に係る液体吐出装置、画像形成装置は、例えば、プリンタ／ファックス／コピアの単機能機やこれらの複合機などの画像形成装置に適用することができる。また、インク以外の液体である記録液や定着処理液などを用いる画像形成装置、その他の前述したような各種の液体を吐出する液体吐出装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係る液体吐出ヘッドの一実施形態を示す斜視説明図である。
【図２】同じく図１のＡ−Ａ線に沿う液室長手方向（液室の並び方向と直交する方向）に沿う断面説明図である。
【図３】同じく液室短手方向（液室の並び方向）に沿う断面説明図である。
【図４】図３の１つの加圧液室部分の拡大断面説明図である。
【図５】同ヘッドのベース部材の側面説明図である。
【図６】ベース部材の反りの説明に供する説明図である。
【図７】同ベース部材の他の例を示す側面説明図である。
【図８】ベース部材の他の第１例を示す側面説明図である。
【図９】ベース部材の他の第２例を示す側面説明図である。
【図１０】ベース部材の他の第３例を示す側面説明図である。
【図１１】本発明に係る液体吐出ヘッドの他の実施形態におけるベース部材の平面説明図である。
【図１２】同実施形態におけるベース部材の他の例を示す平面説明図である。
【図１３】同ベース部材の側面説明図である。
【図１４】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図１５】同機構部の要部平面説明図である。
【図１６】本発明に係る画像形成装置の他の例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…流路基板
２…振動板部材
３…ノズル板
４…ノズル
６…加圧液室
８…共通液室
１２…圧電素子
１３…ベース部材
１３Ａ…張り出し部
１３Ｂ…幅の広い部分
１８…ダンパ室
１９…ダイアフラム部
２３４ａ、２３４ｂ…記録ヘッド
４１０ｋ、４１０ｃ、４１０ｍ、４１０ｙ…ライン型ヘッド
【図１】
2008114561.tif 000003
【図２】
2008114561.tif 000004
【図３】
2008114561.tif 000005
【図４】
2008114561.tif 000006
【図５】
2008114561.tif 000007
【図６】
2008114561.tif 000008
【図７】
2008114561.tif 000009
【図８】
2008114561.tif 000010
【図９】
2008114561.tif 000011
【図１０】
2008114561.tif 000012
【図１１】
2008114561.tif 000013
【図１２】
2008114561.tif 000014
【図１３】
2008114561.tif 000015
【図１４】
2008114561.tif 000016
【図１５】
2008114561.tif 000017
【図１６】
2008114561.tif 000018