(57)【要約】【課題】吐出不良及び供給量不足を起し難く、信頼性の高い液滴吐出ヘッド及び画像形成装置を提供できる。【解決手段】共通液室と加圧液室との間の流路に設けられたフィルタ部の孔の開口形状を略三角形とする。そして、略三角形の仮想の内接円の内径がノズル径よりも小さくなるようにフィルタ部の孔を形成する。これにより、振動板フィルタで加圧液室への侵入を防止することができるとともに孔の開口形状が略三角形状であるため周辺長を長く取ることができることで孔に張り付いた膜状の異物が破り易くなりフィルタの閉塞防止となる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルと、ノズルに連通する加圧液室と、前記加圧液室内を昇圧するアクチュエータ手段と、前記加圧液室に液体を供給するための共通液室と、前記共通液室と前記加圧液室との間の流路に設けられた孔を有するフィルタ部と、を備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
前記フィルタ部の孔の開口形状は略三角形を成し、略三角形の仮想の内接円の内径が前記ノズルの内径より小さい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、
前記加圧液室の少なくとも一部の壁面を形成する振動板が設けられ、前記孔は振動板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３】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記ノズルが複数設けられ各ノズルに対して設けられた前記加圧液室毎に、前記孔は区分され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４】
請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記アクチュエータ手段は前記振動板に形成した薄膜状の圧電層であり、前記孔は前記振動板に誘導結合型プラズマドライエッチングで形成し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記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記孔は互い違いに列状に配置していることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
請求項５記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
前記孔の列が複数あり、各列間で前記孔の略三角形の頂点が前記孔の略三角形の辺に対向するように配置してい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から記録液を記録材に吐出して画像を記録することを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のノズルから記録媒体にインク滴を吐出して文字や画像等を記録する液滴吐出ヘッド、及び、これを用いて各ノズルから記録材に対して液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の液滴吐出ヘッドは、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の画像形成装置のインクジェット記録ヘッドとして用いられる。ここでいう画像形成装置は、記録材上に画像を形成するものであるが、その記録材の材質は紙に限定されるものではなく、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等のあらゆる記録材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記録材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記録材に付与する（単に液滴を吐出する）ことをも意味する。また、液滴として吐出される液体は、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。
【０００３】
画像形成装置の一例であるインクジェット記録装置におけるインクジェット記録ヘッドは、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する加圧液室と、この加圧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を備えている。そして、アクチュエータ手段を駆動することで加圧液室内を昇圧してノズルからインク滴を吐出させるものであり、記録の必要なときにのみインク滴を吐出するインク・オン・デマンド方式のものが主流である。また、インクジェット記録ヘッドのノズルは数十［μｍ］の大きさの非常に小さい内径で形成されており、加圧液室へ異物が混入すると異物がノズルに詰まり吐出不良の原因となる。インクジェット記録ヘッドは近年の高速化への対応としてノズル数の増加が求められ、ノズルの大きさもより小さくなり異物がノズルに詰まる可能性が高まる。これらにより、異物が加圧液室に混入することを防止する異物除去手段の必要性は益々高まっている。異物が異物除去手段を通過してノズル近傍に到達した場合は不安定な吐出動作を回復させるため空吐出などの維持回復動作を行うことになる。
【０００４】
上記異物除去手段としてのフィルタ部を設けたインクジェット記録ヘッドとして、特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１のインクジェット記録装置は、ノズル板、液室基板及び振動板を積層して構成され、液室基板と振動板とが積層されることで共通液室及び加圧液室が形成される。そして、共通液室と加圧液室との流路間の位置に相当する振動板の部材の一部に、ノズルの内径より小さい内径を有し、かつ開口形状が略円形である複数の孔を有するフィルタ部を設けている。この孔の内径をノズル内径より小さくすることで、フィルタ部の孔の内径より大きな異物は孔を通過させず、フィルタ部の孔の内径より小さい異物は孔を通過させる。これにより、フィルタ部の孔を通過しノズル近傍に達した異物は上記維持回復動作でノズルから空吐出して排出できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１では、上記フィルタ部の孔の開口形状が円形をなしているため、その孔に膜状の異物が張り付いた場合その膜状の異物を破ることができず孔が閉塞してしまう。なぜならば、フィルタ部の孔の開口形状が略円形で、略円形のほぼ中心から孔の円縁までの長さがほぼ同じであるので、フィルタ部の孔に張り付いた膜状の異物の表面張力は全面に亘って均一となる。このため、異物の表面張力以上の力が異物に加わらないかぎり膜状の異物は破れない。また、膜状の異物が張り付いていない孔をインクが通ると圧力がその孔から逃げるので、孔に張り付いた膜状の異物へ加わる圧力が弱まり膜状の異物を破ることは一層難しくなる。これらにより、膜状の異物はフィルタ部の孔を塞いだままになり、吐出が不安定になったり、インクの供給量不足になったりしていた。
【０００６】
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、ファイルタ部の孔に張り付いた膜状の異物を容易に破ることができ、安定した吐出及び供給量を得られ信頼性の高い液滴吐出ヘッド及び画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、液滴を吐出するノズルと、ノズルに連通する加圧液室と、前記加圧液室内を昇圧するアクチュエータ手段と、前記加圧液室に液体を供給するための共通液室と、前記共通液室と前記加圧液室との間の流路に設けられた孔を有するフィルタ部と、を備えた液滴吐出ヘッドにおいて、前記フィルタ部の孔の開口形状は略三角形を成し、略三角形の仮想の内接円の内径が前記ノズルの内径より小さいことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明においては、フィルタ部の孔の開口形状を略三角形と成し、この略三角形の仮想の内接円の内径をノズルの内径より小さくする。これにより、維持回復動作で行われる空吐出によってノズルから排出することができない大きさの異物はフィルタ部の孔を通過させない。そして、略三角形のフィルタ部の孔の開口に描く各辺に接する仮想の内接円において、この仮想の内接円の中心から略三角形の頂点までの長さは、仮想の円の中心を通る略三角形の辺からの垂線の当該中心までの長さより長くなる。このため、膜状の異物が略三角形の孔に張り付いた場合、仮想の円の中心から略三角形の頂点までの間における膜状の異物の表面張力は、仮想の円の中心を通りかつ略三角形の辺からの垂線が当該辺と交わる点から仮想の円の中心までの間における膜状の異物の表面張力より、弱くなる。これにより、仮想の円の中心から略三角形の頂点までの間における膜状の異物の表面張力以上の圧力が異物に加われば、膜状の異物は破り易くなる。よって、膜状の異物はフィルタ部の孔を塞いだままにならず、吐出が安定になり、液体の供給量不足にもならない。
【発明の効果】
【０００９】
以上、本発明によれば、ファイルタ部の孔に張り付いた膜状の異物を容易に破ることができ、安定した吐出及び供給量を得られ信頼性の高い液滴吐出ヘッド及び画像形成装置を提供できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態のインクジェット記録装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本実施形態のインクジェット記録装置の機構部の側面図である。
【図３】本実施形態の液滴吐出ヘッドの断面図である。
【図４】本実施形態の液滴吐出ヘッドのアクチュエータ部の部分平面図である。
【図５】本実施形態の液滴吐出ヘッドの製造工程を示す工程断面図である。
【図６】本実施形態の液滴吐出ヘッドの製造工程を示す工程断面図である。
【図７】本実施形態の液滴吐出ヘッドにおける振動板フィルタの供給孔形状の一例を示す図である。
【図８】振動板フィルタの供給孔形状の他の例を示す図である。
【図９】本実施形態の液滴吐出ヘッドにおける振動板フィルタの別の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
はじめに、本発明に係る液滴吐出ヘッドの一例であるインクジェット記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の構成について図面を参照して説明する。図１は本実施形態のインクジェット記録装置の構成を示す斜視図、図２は本実施形態のインクジェット記録装置の機構部の側面図である。
図１及び図２に示す本実施形態のインクジェット記録装置１００は、装置本体の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ１０１、キャリッジ１０１に搭載した液滴吐出ヘッド１及び液滴吐出ヘッド１に対してインクを供給するインクカートリッジ１０２等で構成される印字機構部１０３等を収納し、装置本体の下方部には前方側から多数枚の記録紙３０を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい）１０４を抜き差し自在に装着されている。また、記録紙３０を手差しで給紙するために開かれる手差しトレイ１０５を有し、給紙カセット１０４あるいは手差しトレイ１０５から給送される記録紙３０を取り込み、印字機構部１０３によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ１０６に排紙する。
【００１２】
印字機構部１０３は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド１０７と従ガイドロッド１０８とでキャリッジ１０１を主走査方向に摺動自在に保持し、このキャリッジ１０１にはイエロー（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１を複数のインク吐出口（ノズル）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。また、キャリッジ１０１には液滴吐出ヘッド１に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ１０２を交換可能に装着している。
【００１３】
インクカートリッジ１０２は上方に大気と連通する大気口、下方には液滴吐出ヘッド１へインクを供給する供給口が設けられ、内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力により液滴吐出ヘッド１へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、液滴吐出ヘッド１としては各色毎に液滴吐出ヘッドを用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個の液滴吐出ヘッドでもよい。
【００１４】
ここで、キャリッジ１０１は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド１０７に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド１０８に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ１０１を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ１０９ａで回転駆動される駆動プーリ１１０と従動プーリ１１１との間にタイミングベルト１１２を張装し、このタイミングベルト１１２をキャリッジ１０１に固定し、主走査モータ１０９ａの正逆回転によりキャリッジ１０１が往復に走査される。
【００１５】
一方、給紙カセット１０４にセットした記録紙３０を液滴吐出ヘッド１の下方側に搬送するために、給紙カセット１０４から記録紙３０を分離給装する給紙ローラ１１３及びフリクションパッド１１４と、記録紙３０を案内するガイド部材１１５と、給紙された記録紙３０を反転させて搬送する搬送ローラ１１６と、この搬送ローラ１１６の周面に押し付けられる搬送コロ１１７及び搬送ローラ１１６からの記録紙３０の送り出し角度を規定する先端コロ１１８とを有する。搬送ローラ１１６は副走査モータ１０９ｂによってギヤ列を介して回転駆動される。
【００１６】
そして、キャリッジ１０１の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１１６から送り出された記録紙３０を液滴吐出ヘッド１の下方側で案内するため用紙ガイド部材である印写受け部材１１９を設けている。この印写受け部材１１９の用紙搬送方向下流側には、記録紙３０を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１２０と拍車１２１を設け、さらに記録紙３０を排紙トレイ１０６に送り出す排紙ローラ１２３と拍車１２４と、排紙経路を形成するガイド部材１２５、１２６とを配設している。
【００１７】
この記録装置１００で記録時には、キャリッジ１０１を移動させながら画像信号に応じて液滴吐出ヘッド１を駆動することにより、停止している記録紙３０にインクを吐出して１行分を記録し、その後、記録紙３０を所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または記録紙３０の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ記録紙３０を排紙する。
【００１８】
また、キャリッジ１０１の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、液滴吐出ヘッド１の吐出不良を回復するための回復装置１２７を配置している。回復装置１２７はそれぞれ図示していないキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。キャリッジ１０１は印字待機中にはこの回復装置１２７側に移動されてキャッピング手段で液滴吐出ヘッド１をキャッピングして吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
【００１９】
更に、吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で液滴吐出ヘッド１の吐出口（ノズル）を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【００２０】
このように、このインクジェット記録装置１００においてはアクチュエータユニットを有するインクジェット記録ヘッドを搭載しているので、安定したインク滴吐出特性が得られ、画像品質を向上することができる。
【００２１】
図３は本実施形態の液滴吐出ヘッドの断面図である。図４は本実施形態の液滴吐出ヘッドのアクチュエータ部の部分平面図である。同図に示す液滴吐出ヘッド１は、主として、ノズル基板１０、液室基板２０、振動板３０及び保護基板４０を重ねた積層構造となって構成されている。ノズル基板１０には、厚さ３０〜５０［μｍ］のＳＵＳ基板にプレス加工と研磨加工によりノズル孔１１が形成されている。このノズル孔１１は液室基板の加圧液室と連通している。液室基板２０は、シリコン基板上にシリコン酸化膜を介してシリコンが張り合わされたＳＯＩ基板を用いている。振動板３０はＳＯＩ基板のＳｉ層表面にパイロ酸化法を適用してシリコン酸化膜を形成されている。そして、振動板３０の上において、共通電極である下部電極５１となる白金膜、圧電体層（ＰＺＴ）５２、個別電極である上部電極５３となる白金膜の多層構成からなるアクチュエータ部が、シリコンをエッチングすることで形成された加圧液室１２に対向する領域に形成されている。
【００２２】
また、保護基板４０は下部電極５１及び上部電極５３に電気的に接続される配線部材５４を含めて圧電素子保護空間を形成する基板であり、共通液室としてインク流路となる溝部、圧電素子の保護及び変位を妨げないための空間及び流路隔壁の剛性を高め、液室全体を支えるために柱を形成している。さらに、下部電極５１、上部電極５３と配線部材５４との層間に配置する層間絶縁膜５５、及び配線部材５４を保護するための耐湿等としてパッシベーション膜５６がアクチュエータ部の上面及び側面を覆うように配置されている。また、下部電極パッド部５７が下部電極５１に電気的に接続される配線部材５４に電気的に接続するように設けられ、上部電極パッド部５８が上部電極５３に電気的に接続される配線部材５４に電気的に接続するように設けられている。更に、保護基板４０の共通液室から、液室基板２０の加圧液室へインクを供給する流路となる部分に、振動板に略三角形状の供給孔を複数作製した振動板フィルタ６０を設ける。
【００２３】
次に、本実施形態の液滴吐出ヘッドの製造方法について、製造工程を示す工程断面図である図５及び図６に従って説明する。
先ず、図５の（ａ）に示すように、厚み４００［μｍ］の＜１００＞シリコン基板２０１の表面にシリコン酸化膜２０２を０．２［μｍ］及びシリコンを２．０［μｍ］を張り合わせたＳＯＩ基板を用いる。このＳＯＩ基板表面にパイロ（Ｗｅｔ）酸化法によりシリコン酸化膜を０．３［μｍ］形成し、これを振動板層とする。その後、圧電素子の下部電極となる白金（Ｐｔ）層２０３をスパッタ法により０．２［μｍ］成膜し、パターニングする。更に、図５の（ｃ）に示すように、ゾルゲル法により圧電体層２０４を２［μｍ］成膜し、さらに上部電極となる白金（Ｐｔ）層２０５を０．１［μｍ］成膜する。その後、リソエッチ法により上部電極及び圧電体層をパターニングする。
【００２４】
次に、図５の（ｄ）に示すように、プラズマＣＶＤ法により層間絶縁膜２０６を０．３［μｍ］成膜し、リソエッチ法により配線コンタクトを取るためのビアホール２０７を形成する。層間絶縁膜２０６は、次に形成する配線部材と上部電極との導通部２０８と、バイパス配線部材への導通部２０９、およびインク供給孔となる貫通部２１０をパターニングしている。更に、図５の（ｅ）に示すように、アルミ材料により、引き出し電極２１１を形成する。この引き出し電極２１１は、圧電体の駆動による振動板の振動による応力を受けるので、振動により断線しないように、やわらかいアルミ材料を使い、１［μｍ］程度の厚い膜厚で形成されている。
【００２５】
次に、図５の（ｆ）に示すように、アルミ配線保護のためのパッシベーション膜としてプラズマＣＶＤ法によるシリコン窒化膜２１２を２［μｍ］成膜し、パターニングする。そして、振動板のインク供給孔となる部分２１３を事前にエッチングする。単にインク供給孔を開口するのではなく、ノズル孔の内径より小さい内接円の略三角形状の複数の供給孔を振動板の部材に形成する。供給孔を形成するマスクを変えるだけで、作製プロセスは大きな開口を作るのと同じであるため、コストアップすることなく異物侵入防止の振動板フィルタを作製することができる。本実施形態の三角形状の開口を形成するには、加工に方向性のない誘導結合型プラズマ（Inductively Coupled Plasmas;ＩＣＰ）ドライエッチングを使うのが使い勝手が良い。その後、図６の（ａ）に示すように、金をメッキ法により積層して、上部電極パッド部２１４と下部電極パッド部２１５とを同時に形成する。上部電極パッド部２１４及び下部電極パッド部２１５を金で形成することで、図示しないドライバＩＣとの電気的接続を低温のワイヤボンディングで接続している。また、金は抵抗値が低く、上部電極及び下部電極の抵抗値を下げる効果が大きい。更に、下部電極パッド部２１５は、上部電極パッド部２１４と形成工程を分けて形成してもよく、パッド部の材料として銅、アルミなどを使用することもできる。その場合は、外部と保護されていない上部電極パッド部２１４には腐食から保護する保護層が必要となる場合もある。
【００２６】
その後、図６の（ｂ）に示すように別途ガラス基板にブラスト加工で柱を形成した保護基板２１６を液室基板側に接合し、図６の（ｃ）に示すように液室基板の保護基板接合面とは反対面を、所望の厚さまで研磨する。保護基板２１６はシリコン基板にリソエッチ法で凹部を加工したものでも良く、シリコン基板をＴＭＡＨ、ＫＯＨなどのアルカリエッチング液を用いたウェットエッチングにより加工したものでも構わない。また、樹脂モールドやメタルインジェクションモールドなどの成型部品でも構わない。また、ドライバ回路をアクチュエータ基板上に一体形成する際に、パイロ酸化法で形成した酸化膜をＬＯＣＯＳ酸化法で形成し、酸化膜の形成領域を選択することで、駆動回路を同一基板上に形成することもできる。その後、図６の（ｃ）に示すようにシリコン基板である液室基板２１７の反対面にＩＣＰドライエッチングにより加圧液室２１８、流体抵抗部２１９及びインク供給部２２０となる凹部を形成する。最後に、図６の（ｄ）に示すように、別途厚さ３０〜５０［μｍ］のＳＵＳ基板にプレス加工と研磨加工によりノズル孔２２１を形成したノズル基板２２２を液室基板２１７の流路隔壁形成面に接着、圧電素子の上部電極及び下部電極と接続されたアルミ配線部を駆動回路に接続することで液滴吐出ヘッドが完成する。
【００２７】
図７は本実施形態の液滴吐出ヘッドにおける振動板フィルタの供給孔形状の一例を示す図である。同図の（ａ）に示すように、供給孔における正三角形状の内接円φＦがノズル径φＮよりも小さくなるように設計している。このようにすることで、ノズル孔より大きくノズルを閉塞する可能性がある異物を、振動板フィルタで加圧液室への侵入を防止することができる。また、供給孔の形状を正三角形にするのは、ノズル閉塞防止である大きさの内接円を設計する場合、三角形は周辺長を長く取ることができる。このように周辺長を長いことは流体抵抗値を下げることができる。つまり振動板フィルタでの圧力損失を抑えることができる。また、新たなインクカートリッジを取り付けてインクを充填する時に気体と液体の界面に供給孔に膜状の異物が張り付いた場合、正三角形のフィルタ部の孔の開口に描く各辺に接する仮想の内接円において、この仮想の内接円の中心から正三角形の頂点までの長さＬＡは、仮想の内接円の中心を通る正三角形の辺からの垂線の当該中心までの長さＬＢより長くなる。仮想の内接円と同じ円形の開口を考えた時の表面張力より、仮想の円の中心から正三角形の頂点までの間における膜状の異物の表面張力はかなり弱く、孔に張り付いた膜状の異物は破れ易くなる。これにより、振動板フィルタを設けたインクジェット記録ヘッドの充填性が向上する。気体と液体の界面は、初期のインク充填時だけでなく、インクカートリッジの交換時などでも発生するため、振動板フィルタにおける膜の破れ易さを非常に重要である。
【００２８】
図８は振動板フィルタの供給孔形状の他の例を示す図である。同図の（ａ）に示すように、振動板フィルタの供給孔の略三角形状は実際の開口時に頂点が丸くなる場合があるが頂点が丸くなった場合でも、図８の（ｂ）のように、頂点までの距離が内接円の半径より明らかに大きければ、充填性に違いが出る。また、図７の（ａ）では三角形状を正三角形で構成しているが、本実施形態は正三角形に限ったものではない。図８の（ｂ）のように、各辺の長さが異なるような略三角形状でも良い。
【００２９】
図９は本実施形態の液滴吐出ヘッドにおける振動板フィルタの別の構成を示す断面図である。液滴吐出ヘッド全体の構成としては、上記実施形態とほぼ同等であり、複数の略三角形状の供給孔の配置だけが、図４の上記実施形態とは異なる。つまり、図９の（ａ）が上記実施形態、図９の（ｂ）が供給孔の別の配置を示す。供給孔を配置する場合、特に加圧液室個別にインク供給する供給口に配置する場合多くの供給孔は配置できない。その形状及び並べ方も重要になる。できるだけ開口面積を稼げるように配置し、なお且つフィルタ部の機械的強度を強くする必要がある。なぜなら、開口面積が小さいと異物で幾つか供給孔が詰まった場合に、インク供給不足になる可能性がある。それを避けるためにフィルタ全体面積を広げると、ヘッド全体が大きくなり、部品の取り数が減少してコストアップになる。また、フィルタ部はインク充填時に圧力がかかるので、機械的強度を確保していないと、フィルタ部が割れて、逆に異物を発生させるからである。
【００３０】
そこで、供給孔の形状を、略正三角形状にして、互い違いに並べることで、有効に開口面積を稼いでいる。図９の（ａ）に示す上記実施形態の配置及び図９の（ｂ）に示す別の配置では、これを２列配置する構成でフィルタを形成している。図９の（ａ）と図９の（ｂ）では供給孔数が同じなので開口面積は同じであるが、機械強度は各列間で、三角形の頂点が辺に対応する位置に配置した図９の（ａ）の方が強い。図９の（ａ）と図９の（ｂ）は、複数の略三角形状の供給孔を、色々な三角形状および配置にすることを含むが、供給孔の形状を略正三角形状にし、互い違いに並べることで、開口面積を広く取ることが好ましい。更に、複数列を配置できる場合、頂点が辺に対応する位置に配置することで機械強度を高くすることが好ましい。
【００３１】
本実施形態は、複数の略三角形状の供給孔は同じ形状、大きさである必要はなく、例えば図９の（ｃ）に示すように、いびつな三角形が混じっていても良く、また図９の（ｄ）に示すように円形など別形状の供給孔が一部含まれていても良い。但し、異物を通しては意味がないので、円形の大きさは所定の大きさよりも小さい必要がある。
【００３２】
ここで、本実施形態では各加圧液室への供給口にそれぞれ複数の供給孔（フィルタ）を作製しているが、例えばフィルタを通過後に分岐して加圧液室にインクを供給する構成のヘッドに、本実施形態の略三角形状の供給孔を作成しても良い。この場合、供給孔の幾つかに膜が張ってインクが流れなくなっても他の供給孔から供給されるので、本実施形態の効果が薄れることがある。但し、このような構成の液滴吐出ヘッドでは、振動板フィルタをどのように保持するか、インク供給で圧力をかけるときに破れないように形成できるか難しい面がある。本実施形態のように、各加圧液室の供給口にフィルタを形成する構成は、フィルタ部が分かれているので機械的強度の問題は少ない。各加圧液室に対応した供給孔数は多く取れないため、それぞれが有効に異物除去に機能することが重要になる。その面で、膜を張り難くしている本実施形態は、本実施形態のような加圧液室それぞれにフィルタ部を設けるヘッド構成で、より効果を発揮する。
【００３３】
本実施形態の液滴吐出ヘッドと、供給口を内接円の円形開口を形成した液滴吐出ヘッドを作成して充填性を確認した。この検証では全てのノズルから吐出が可能になるまでの充填回数を計数した。その結果、本実施形態の液滴吐出ヘッドが明らかに充填性が良いことが確認され、かつ異物がノズルを閉塞するような問題も発生しなかった。供給口を通常のように大開口で形成した場合、充填性は本実施形態と顕著な差は無いが、異物が侵入してノズル閉塞される問題が発生する。
【００３４】
別の実施形態として積層圧電素子を駆動手段とした液滴吐出ヘッドに適応しても良い。この実施形態でも各加圧液室への供給口にそれぞれフィルタにおける複数の供給孔を作製している。また、複数の略三角形状のフィルタの供給孔を電鋳工程により振動板に形成しているが、供給孔形成工程はこれに限ったものではない。振動板についても、別の実施形態のＮｉメッキ膜ではなく、例えばポリイミドなどの樹脂とＳＵＳ材の積層材を用いても良い。その場合、加工工程をエッチング工程などに変更して、フィルタに相当する略三角形状の供給孔を作製すれば良い。別の実施形態におけるフィルタの効果は、供給口を内接円の円形開口を形成したヘッドを作成して、充填性を確認した。この検証では全てのノズルから吐出が可能になるまでの充填回数を計数した。その結果、別の実施形態の液滴吐出ヘッドが明らかに充填性が良いことが確認された。また、異物がノズルを閉塞するような問題も発生しなかった。供給口を通常のように大開口で形成した場合、充填性は本実施形態と顕著な差は無いが、異物が侵入してノズル閉塞される問題が発生する。
【００３５】
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
加圧液室と共通液室との間の流路中に設けられたフィルタ部の孔の形状を、仮想の内接円の内径がノズルの内径より小さい略三角形にする。図４を用いて上記実施形態について説明したように、フィルタ部に膜が張り難く、膜が張っても破れ易い。これにより、フィルタ部での液体の供給を阻害することなく、加圧液室への液体の充填ができるため、供給不足による気泡巻き込みが発生し難く、吐出不良の少ない信頼性の高い液滴吐出ヘッド及び画像形成装置が実現できる。
【００３６】
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、加圧液室の少なくとも一部の壁面を形成する振動板が設けられ、フィルタ部の孔は振動板に形成されている。図５及び図６を用いて上記実施形態に説明したように、製造が容易になる。
【００３７】
（態様Ｃ）
（態様Ａ）において、ノズルが複数設けられ各ノズルに対して設けられた加圧液室毎に、孔は区分されて配置されている。図５及び図６を用いて上記実施形態について説明したように、機械的強度を高めることができる。
【００３８】
（態様Ｄ）
（態様Ａ）において、アクチュエータ手段は振動板に形成した薄膜状の圧電層であり、フィルタ部の孔は振動板に誘導結合型プラズマドライエッチングで形成している。図５及び図６を用いて上記実施形態について説明したように、孔の略三角形状の作製が容易である。
【００３９】
（態様Ｅ）
（態様Ａ）において、フィルタ部の孔は互い違いに列状に配置している。図９を用いて上記実施形態の変形例について説明したように、フィルタ部の小型化が図れ、かつ多数の孔を設けることができる。
【００４０】
（態様Ｆ）
（態様Ｅ）において、フィルタ部の孔の列が複数あり、各列間で孔の略三角形の頂点が孔の略三角形の辺に対向するように配置している。図９を用いて上記実施形態の変形例について説明したように、フィルタ部の機械的強度を高めることができる。
【００４１】
（態様Ｇ）
（態様Ａ）〜（態様Ｆ）のいずれかに記載の態様の液滴吐出ヘッドのノズル孔から記録液を記録材に吐出して画像を形成する。図１及び図２を用いて本実施形態の画像形成装置について説明したように、供給量及び吐出特性が共に安定することで記録液の滴吐出特性が得られ、画像品質を向上することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  液滴吐出ヘッド
１０  ノズル基板
１１  ノズル孔
１２  加圧液室
１３  流体抵抗部
２０  液室基板
３０  振動板
４０  保護基板
５１  下部電極
５２  圧電体層
５３  上部電極
５４  配線部材
５５  層間絶縁膜
５６  パッシベーション膜
５７  下部電極パッド部
５８  上部電極パッド部
５９  貫通孔
６０  振動板フィルタ
１００  インクジェット記録装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４３】
【特許文献１】特開平０６−２５５１０１号公報
【図１】
2012250484.tif 000003
【図２】
2012250484.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2012250484.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2012250484.tif 000011