JP2010162862A - 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】滴吐出に伴う加圧液室の圧力変動を吸収して減衰させる構成が複雑であったり、減衰手段を適用できる箇所が制限される。
【解決手段】液滴を吐出するノズル４が連通する複数の個別液室６と、複数の個別液室６にインクを供給する共通液室８と、共通液室８に設けられた振動減衰部材２１とを有し、振動減衰部材２１はシロキサン結合を含まない主鎖と主鎖間をシロキサン架橋基にて連結するフッ素系樹脂で形成され、フレーム部材１７に設けられた枠状の保持部材２２内に保持されている。
【選択図】図１

Description

本発明は液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。

一般に、プリンタ、ファックス、コピア、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は、例えば、インクの液滴を吐出する液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドを備え、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、インク滴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。

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（単に液滴を吐出する液体吐出装置を含む）ことをも意味する。また、「インク」とは、狭義の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、処理液、試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。

液体吐出ヘッドとしては、個別流路（以下「加圧液室」という。）内の液体であるインクを加圧する圧力を発生するための圧力発生手段（アクチュエータ手段）として圧電素子などで構成される圧電アクチュエータを用いたもの、発熱抵抗体などで構成されるサーマルアクチュエータを用いたもの、静電力を発生する静電アクチュエータを用いたものなどが知られている。

ところで、画像形成装置においては、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は、ノズルの数、密度共に増加する傾向にある。それに伴って、各加圧液室間隔は狭まくなり、また、吐出エネルギー印加の駆動周波数も高くなる傾向にある。後者の要求に対しては、ヘッドの長尺化が試みられており、媒体の幅全領域を覆うことのできるフルライン型ヘッドも実用化されつつある。

このような高密度化された多数のノズルを備えることが要求される液体吐出ヘッドにあっては、所定の加圧液室に加えた吐出エネルギーによって当該加圧液室の液体に圧力変動を生じるとともに、この加圧液室内で生じた圧力変動は複数の加圧液室に液体を供給する共通流路（以下「共通液室」という。）にも伝播する。

この共通液室に伝播した圧力変動が当該液滴を吐出する加圧液室に逆伝播すると、加圧液室の圧力を変動させることになって、所要の滴速度、滴量（滴体積）で液滴を吐出できなくなり、噴射不良（吐出不良）を引き起こすことになる。また、共通液室に伝播した圧力変動が隣接する加圧液室に伝播して液体にも影響が及ぶ相互干渉が生じると、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することになる。その結果、高品位な画像出力を得ることを妨げることになる。

そこで、従来、特許文献１に記載されているように共通液室内に振動吸収体を設ける、或いは、共通液室内にくさび状の突起を設けることが、特許文献２に記載されているように変形可能部材と振動減衰部材とを構成される手段を設けることが知られている。

特開２０００−０４３２５２号公報 特開２００７−３１３７６１号公報

しかしながら、特許文献１の構成にあっては振動を吸収する構造を設けるのに煩雑なため小型化が困難であり、部品コストが高くなってしまうという課題がある。さらに極めて小さな領域である流路内に振動吸収層を塗布形成することも困難である。また、特許文献２の構成にあっては変形可能部材を配置する必要があるために適用箇所が限定されるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、圧力変動を確実に吸収し減衰させることで正確なメニスカス制御を行うことができるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を吐出するノズルが連通する複数の個別流路と、
前記複数の個別流路に液体を供給する共通流路と、を有し、
前記個別流路及び共通流路の少なくともいずれかに隣接して設けられた保持部に、シロキサン結合を含まない主鎖と主鎖間をシロキサン架橋基にて連結した樹脂が充填されている
構成とした。

ここで、前記樹脂の流路隣接面と反対側の面が拘束されていない構成とできる。

また、前記樹脂と流路との間に変形可能部材からなる隔壁を有する構成とできる。

また、前記樹脂及び保持部が前記個別流路もしくは共通流路内に設けられている構成とできる。

また、前記樹脂がフッ素樹脂である構成とできる。

この場合、前記フッ素樹脂がフッ素系ゲルである構成とできる。

また、前記フッ素樹脂は前記主鎖がフッ素化ポリエーテルである構成とできる。

また、前記樹脂は内部に気泡を含有している構成とできる。

また、前記保持部には、前記保持部が設けられた個別流路又は共通流路を形成する部材とは異なる部材が設けられている構成とできる。

また、前記樹脂の液体に接する表面は流路の壁面と同一面に形成されている構成とできる。

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搭載している構成とした。

本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、個別流路及び共通流路の少なくともいずれかに隣接して設けられた保持部にシロキサン結合を含まない主鎖と主鎖間をシロキサン架橋基にて連結した樹脂が充填されている構成としたので、簡単な構成で圧力変動を確実に吸収し減衰させることができる。

本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液体吐出ヘッドを搭載しているので、安定して高画質画像を形成できる。

本発明に係る液体吐出ヘッドの第１実施形態の説明に供するヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。 同じくヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの第２実施形態の説明に供するヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの第３実施形態の説明に供するヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの第４実施形態の説明に供するヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの第５実施形態の説明に供するヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの第６実施形態の説明に供するヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。 同実施形態の他の例の説明に供するヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。 同実施形態の更に他の例の説明に供するヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの第７実施形態の説明に供するヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの第８実施形態の説明に供するヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの第９実施形態の説明に供するヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドの第１０実施形態の説明に供するヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。 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を示す機構部の全体構成を説明する概略構成図である。 同じく機構部の要部平面説明図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明に係る液体吐出ヘッドの第１実施形態について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図、図２は同ヘッドのノズル配列方向に沿う断面説明図である。
この液体吐出ヘッドは、流路基板（液室基板）１と、この流路基板１の上面に接合したノズル板２と、流路基板１の下面に接合した振動板部材３とを有し、これらによってインク滴を吐出する複数のノズル４が連通路５を介して連通する個別流路である各加圧液室６、各加圧液室６にインクを供給するインク供給路７を形成し、後述するフレーム部材に形成した共通流路である共通液室８から振動板部材３の開口９、インク供給路７を介して各加圧液室６にインクが供給される。

ここで、流路基板１は、例えば単結晶シリコン基板をエッチングして各加圧液室６、インク供給路７などの開口をそれぞれ形成している。ノズル板２は、各加圧液室６に対応して例えば直径１０〜３０μｍのノズル４を形成し、流路基板１に接着剤接合している。このノズル板２としては、Ｎｉ電鋳で形成しているが、その他のステンレスなどの金属、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など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。振動板部材３は、例えばＮｉ電鋳で形成している。

そして、振動板部材３の振動板領域３Ａの面外側（加圧液室６と反対面側）には、振動板領域３Ａを変形変位させる圧電アクチュエータを構成する駆動圧電素子柱１２ａを接合している。圧電素子柱１２ａ、１２ｂを形成した圧電素子部材１２はベース基板１３上に接合している。

なお、圧電素子部材１２はベース基板１３に接合固定して溝加工（スリット加工）によって分断することのない溝２０を形成することで、複数の圧電素子柱１２ａ、１２ｂを形成し、そのうちの駆動電圧を印加する圧電素子柱を駆動圧電素子柱１２ａとし、支柱として使用する圧電素子柱を非駆動圧電素子柱１２ｂとするものである。また、圧電素子部材１２としては、厚さ１０〜５０μｍ／１層のチタン酸ジルコン酸（ＰＺＴ）と、厚さ数μｍ／１層の銀・パラジューム（ＡｇＰｄ）からなる内部電極とを交互に積層した積層型圧電素子を用いている。

さらに、振動板部材３の周囲には圧電素子部材１２及びベース基板１３の周囲を囲むフレーム部材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、外部から供給口１９を介してインクが供給される共通液室８を形成している。この共通液室８は、振動板部材３の開口（貫通穴）９を介して各インク供給路７及び各加圧液室６に連通している。

そして、共通液室８内には、シロキサン結合を含まない主鎖と主鎖間をシロキサン架橋基にて連結する材料で形成されている振動減衰部材２１を設けている。この振動減衰部材２１はフレーム部材１７に共通液室８に隣接して設けた枠状の保持部材（保持部）２２内に保持している。なお、本発明における「振動減衰部材」とは、「変形を材料内の変位や熱変換にて吸収する部材」の意味である。

振動減衰部材２１としては、フッ素系樹脂（例えば、信越化学工業製SIFEL8570）を使用している。フッ素系樹脂は、インクへの耐液性に優れた構造になっている。これはフッ素系樹脂として含まれているシリコーン架橋部は、インクに対する耐液性が劣るため、シリコーン架橋部を主鎖に含まない構造であることにより耐液性（耐インク性）が得られる。

このように構成したインクジェットヘッドにおいては、例えば圧電素子部材１２の駆動圧電素子柱１２ａに印加する電圧を基準電位から下げることによって駆動圧電素子柱１２ａが収縮し、振動板部材３の振動板領域３Ａ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、その後駆動圧電素子柱１２ａに印加する電圧を上げて駆動圧電素子柱１２ａを積層方向に伸長させ、振動板領域３Ａ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内のインクが加圧され、ノズル４からインク滴が吐出される。

そして、駆動圧電素子柱１２ａに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板領域３Ａ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１８から加圧液室６内にインクが充填される。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。

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。

ここで、加圧液室６内のインクが圧電素子部材１２にて加圧されることでノズル４より吐出する時に同時に共通液室８に向かって残留振動が伝播することになる。このとき、共通液室８内には、共通液室８に隣接して設けられた（この例では共通液室内に設けられた）保持部２２に、残留振動を吸収するフッ素系樹脂からなる振動減衰部材２１を配設しているので、フッ素系樹脂の粘弾性によって残留振動エネルギーを吸収し、共通液室８から他の加圧液室６への残留振動の伝播を抑制することができ、インク滴を大きく打った後の残留振動によるインク吐出を抑制することができる。

この場合、フッ素系樹脂を使用することでインクに対する耐液性に優れ、インク中に溶出することを防止できる。比較として、シリコーン系樹脂（スリーボンド社製ＴＢ１２３０Ｈ）を同様に用いた場合には、インクに対してエラストマーの溶出がみられ、共通液室８内に配置した樹脂が削れた状態となることが確認された。このことからも、主鎖がシリコーン架橋部からなる材料では、Ｓｉ−Ｏ結合部がイオン結合性による結合の解離が発生するので、主鎖として含まれることは好ましくない。そのため、主鎖としてＳｉ−Ｏ結合部が含まれないことが要求され、フッ素系に限らずエポキシ系やイミド系でも適応可能である。

また、振動減衰部材２１を形成するフッ素系樹脂は、供給状態では液状（ゲル状を含む）なため、単純に供給しただけでは厚さが得られない。そこで、枠状の保持部材２２を設けて液状のフッ素系樹脂の形状を保持できるようにし、フッ素系樹脂として残留振動抑制の機能を果たすことができるようにしている。

このような構成とすることで、複雑な組立工程や塗布工程を行うことなく、液状のフッ素系樹脂を保持部に流し込むだけで厚さの厚い樹脂層を形成でき、簡単な製造工程で振動抑制効果の極めて大きい振動減衰部材を得ることができる。

また、このような振動減衰部材はインクに面した厚い樹脂層が必要となるため、加圧流路もしくは共通流路内に形成せざるをえない。そのため、樹脂としては前述のシリコーン架橋部を主鎖に含まない構造をシロキサン架橋基で連結した樹脂を用いている。これにより、インク中に存在してもインクにより劣化することがない。

液状のフッ素系樹脂は常温においても反応し架橋を開始するため、架橋終了を待ってからヘッドの組立を行ってももちろんよいが、架橋時間の短縮のためには、半架橋の状態でヘッド組立を行い、ヘッド組立時の接着剤硬化工程などの加熱工程で同時に架橋を促進させてもよい。

ここで、保持部材２２としては、常温硬化型エポキシ樹脂をディスペンサにてフレーム部材１７内の共通液室８に供給して硬化した後に、液状のフッ素系樹脂をディスペンサにて保持部材２２である枠内に供給して設けている。このようにすることで、個別流路や共通流路を形成する部材に複雑な形状を設ける必要がなくなるため、樹脂成型等で安価に製造することが可能となる。

また、共通液室８内に振動減衰部材２１としてのフッ素系樹脂を設けることで、共通液室８は個別液室６に比べ大面積であることから、フッ素系樹脂の供給が容易である。

このように、共通流路に隣接して設けられた保持部に振動減衰部材を有し、振動減衰部材はシロキサン結合を含まない主鎖と主鎖間をシロキサン架橋基にて連結する材料で形成されている構成とすることで、簡単な構成で圧力変動を確実に吸収し減衰させることができる。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第２実施形態について図３を参照して説明する。なお、図３は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。
ここでは、フレーム部材１７自体で共通液室８に隣接して振動減衰部材２１を保持する保持部材（保持部）２３を形成している。これにより、保持部材ないし保持部の材料コストを低減することができる。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第３実施形態について図４を参照して説明する。なお、図４は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。
ここでは、流路基板１にエッチングなどで空洞部（凹部）２４を設けてフッ素系樹脂を供給保持して振動減衰部材２１とすることもでき、この場合には流路基板１の凹部２４が個別流路に隣接して設けられた（この例では個別流路内に設けられた）保持部となる。

そして、振動減衰部材２１となるフッ素系樹脂表層を加圧液室６の壁面と同一平面に形成している。これにより、残留振動の拡散等による余計な振動波の発生を抑制することができる。特に、本実施形態で用いたフッ素系樹脂（信越化学製ＳＩＦＥＬ８５７０）は薄くぬれ広がるため均一な表面を構成するのに適している。

このように、個別流路に隣接して設けられた保持部に振動減衰部材を有し、振動減衰部材はシロキサン結合を含まない主鎖と主鎖間をシロキサン架橋基にて連結する材料で形成されている構成とすることで、簡単な構成で圧力変動を確実に吸収し減衰させることができる。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第４実施形態について図５を参照して説明する。なお、図５は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。
ここでは、前記第１実施形態と前記第３実施形態とを組み合わせて、個別液室６及び共通液室８にフッ素系樹脂からなる振動減衰部材２１を設けている。

このように、複数個所に振動減衰部材２１を配置することによって、流路の不連続部に起因する残留振動の反射や拡散を抑制することができる。特に、個別液室６で発生した残留振動が個別液室６や共通液室８の不連続部等で反射して、その個別液室６に戻ってきた残留振動や、複数の残留振動の重ね合わせによる振動などは高速化するほど滴吐出特性に悪影響を及ぼすため、複数個所に配置することで抑制効果を大きく得られることになる。

なお、個別液室６のように一箇所に多くのフッ素系樹脂（振動減衰部材２１）を配置できない場合には、ディスペンサや転写などによるスポット供給などで振動減衰部材２１を複数個所に点在させて設けることもできる。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第５実施形態について図６を参照して説明する。なお、図６は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向に沿う断面説明図である。
ここでは、振動減衰部材２１を形成するフッ素系樹脂に気泡２５を含有させている。通常フッ素系樹脂を供給後脱泡工程にてフッ素系樹脂に含まれる気泡を排除するが、この実施形態のように振動減衰部材２１に気泡２５を含有させる、振動減衰部材２１（フッ素系樹脂）の弾性特性を向上させることができる。特に、個別液室６のように気泡の排除が困難かつフッ素系樹脂が十分に供給できない箇所においては、この実施形態のような構成によって効果的に残留振動の抑制を果たすことができる。

保持部に液体フッ素系樹脂を充填した本発明の実施例の構成においては、液体フッ素系樹脂に気体を混ぜることでフッ素系樹脂中の気泡量を容易に制御でき、所望の気泡含有量のフッ素系樹脂層を形成することができる。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第６実施形態について図７を参照して説明する。
ここでは、共通液室８を形成するフレーム部材１７に保持部３１を設けて、この保持部３１に振動減衰部材２１を設けている。この場合、振動減衰部材２１の共通液室８側はインクに接触している状態であるが、反対側は接触しない状態となっており、振動減衰部材２１の変形が阻害されることはない。

この場合、振動減衰部材２１を形成するフッ素系樹脂は、供給状態では液状なため、単純に供給しただけでは厚さが得られない。そこで、図８に示すように、枠状の保持部材として、フレーム部材１７を用いて、外側に保護部材３２を設けて振動減衰部材２１を形成するフッ素系樹脂の形状を保持できるようにし、残留振動抑制の機能を果たすことができるようにしている。この場合、保護部材３２が振動減衰部材２１の変形を抑制する場合には、剥離して図７の形態にて実施することとなる。

また、図９に示すフレーム部材１７の内部側、即ち共通液室８側に変形可能な保護部材３３を設け、フレーム部材１７の外側からフッ素系樹脂を供給することもでき、この場合には保護部材３３をそのまま用いることができる。

このように、共通流路に隣接して設けられた保持部に振動減衰部材を保持し、振動減衰部材は保持部材によって保持され、他の部材と非接触となる面（非接触面、変形可能となる面）を有する構成とすることで、簡単な構成で圧力変動を確実に吸収し減衰させることができる。

この保持部に振動減衰部材２１を厚く形成するには、液体吐出ヘッドを９０度傾けて前記保持部の開口が上向きになるようにして、液状の振動減衰部材２１を流し込み、保持部内で固化させればよい。このようにすることで、容易に振動減衰に必要な厚みを確保することができる。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第７実施形態について図１０を参照して説明する。
ここでは、振動板部材３の共通液室８に臨む部分に変形可能な領域（薄肉領域）３５を設け、この変形可能な領域３５の外面側にフッ素系樹脂からなる振動減衰部材２１を保持部３６にて保持している。この場合、変形可能な領域３５が保護部材となっている。

また、ノズル板２の周縁部からフレーム部材１７の外面を覆うノズルカバー３７を設けている。この場合、振動減衰部材２１の外面側がノズルカバー３７に接触すると所要の減衰特性が得られないので、接触しないように配設する。また、保持部３６を設けないと、液状のフッ素系樹脂自体が薄くぬれ広がってしまうため、所望の振動減衰特性が得られなくなる。

また、振動減衰部材２１は共通液室からは変形可能な領域３５で隔離されているが、ノズル吐出面を清掃する際に液体がノズルカバー３７とノズルの隙間から侵入する場合があり、この部位への使用であっても振動減衰部材２１には高い耐液性が求められる。そのため、振動減衰部材２１としては、共通液室８内部にもうける場合と同様、シロキサン結合を主鎖に含まないことが必要となる。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第８実施形態について図１１を参照して説明する。
ここでは、共通液室８内に振動減衰部材２１を配設し、振動減衰部材２１の共通液室８側に変形可能な保護部材３８を設け、保護部材３８と反対側の面はフレーム部材１７に接触しない状態で設けている。このように、振動減衰部材２１の一面がフレーム部材１７に接触していないことで、所要の振動減衰特性が得られる。

この保持部に振動減衰部材２１を厚く形成するには、保持部材単体に振動減衰部材２１液状の振動減衰部材２１を流し込み、保持部内で固化した後で共通液室８内に反転接着すればよい。このようにすることで、容易に振動減衰に必要な厚みを確保することができる。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第９実施形態について図１２を参照して説明する。
ここでは、上記第８実施形態における保護部材３８を振動減衰部材２１の配設後に剥離している。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第１０実施形態について図１３を参照して説明する。
ここでは、流路部材１に凹部である保持部２４を形成し、この凹部２４内に振動減衰部材２１を配設し、振動減衰部材２１の液室６側及び周囲に保護部材３９を配設している。この場合、振動減衰部材２１の液室６側と反対側の面は流路部材１に接触しない状態で設けている。このように、振動減衰部材２１の一面が流路部材１に接触していないことで、所要の振動減衰特性が得られる。

次に、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２２１Ａ、２２１Ｂ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。

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。

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。

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２３５」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。

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。

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。

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。

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。

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。

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本発明に係るヘッドの維持回復装置である維持回復機構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。

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。

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。

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。

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。

この画像形成装置は本発明に係る液体吐出ヘッドを搭載しているので、インク滴吐出特性が安定して高画質画像を形成することができる。

なお、上記実施形態ではプリンタ構成の画像形成装置で説明しているが、これに限るものではなく、例えば、プリンタ／ファックス／コピア複合機などの画像形成装置にも適用することができる。また、ライン型液体吐出ヘッドやライン型画像形成装置にも同様に適用することができる。さらに、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料などを吐出する液体吐出ヘッドや画像形成装置にも適用することができる。また、液体吐出ヘッドは、圧電型ヘッドに限らず、サーマル型ヘッドや静電型ヘッドなど他の液体吐出ヘッドにも同様に適用できる。

１ 流路基板（流路部材）
２ ノズル板
３ 振動板部材
４ ノズル
６ 加圧液室（個別流路）
７ インク供給路
８ 共通液室（共通流路）
１２ 圧電素子部材
１２ａ 駆動圧電素子柱
１２ｂ 支柱圧電素子柱
１３ ベース基板
１７ フレーム部材
２１ 振動減衰部材
２２、２３、２４、３１…保持部材（保持部）
３２、３３、３８、３９…保護部材
２５…気泡
２３４…記録ヘッド（液体吐出ヘッド）

Claims (11)

1. 液滴を吐出するノズルが連通する複数の個別流路と、
   前記複数の個別流路に液体を供給する共通流路と、を有し、
   前記個別流路及び共通流路の少なくともいずれかに隣接して設けられた保持部に、シロキサン結合を含まない主鎖と主鎖間をシロキサン架橋基にて連結した樹脂が充填されている
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記樹脂の流路隣接面と反対側の面が拘束されていないことを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
3. 前記樹脂と流路との間に変形可能部材からなる隔壁を有す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。
4. 前記樹脂及び保持部が前記個別流路もしくは共通流路内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
5. 前記樹脂がフッ素樹脂であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
6. 前記フッ素樹脂がフッ素系ゲルであることを特徴とする請求項５に記載の液滴吐出ヘッド。
7. 前記フッ素樹脂は前記主鎖がフッ素化ポリエーテルであることを特徴とする請求項５又は６に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記樹脂は内部に気泡を含有していることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
9. 前記保持部には、前記保持部が設けられた個別流路又は共通流路を形成する部材とは異なる部材が設けられていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
10. 前記樹脂の液体に接する表面は流路の壁面と同一面に形成されていることを特徴とする請求項４ないし９のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
11. 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搭載していることを特徴とする画像形成装置。

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