JP2015112793A - 液滴吐出ヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クロストークを抑制しつつ、良好な気泡排出性と、個別液室への液体供給量の確保する。
【解決手段】ノズル１１に連通する個別液室１２と、個別液室１２にインク流路４４を介して液体を供給する共通液室１５と、ノズルから液滴を吐出するよう個別液室に圧力変動を発生させる圧電素子５０と、共通液室の個別液室とのインク流路に対向する壁面を形成するダンパ膜７２とを備え、共通液室内のダンパ膜と対向する位置に、ノズルから液体が吸引された際にダンパ膜が接触する、ノズル列方向のリブ６２を設ける。
【選択図】図１４

Description

本発明は、ノズルから液滴を吐出する液滴吐出ヘッド、及び、この液滴吐出ヘッドを採用した画像形成装置に関するものである。

一般に、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は、例えばインクの液滴（以下、インク滴という）を吐出する液滴吐出ヘッドを備えたインクジェット記録装置がある。インクジェット記録装置では、媒体を搬送しながら液滴吐出ヘッドによりインク滴を用紙に付着させて画像形成を行う。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滴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滴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。

液滴吐出ヘッドは、複数のノズルが連通する複数の個別液室（圧力室、吐出室、加圧液室、液室、インク室等とも称される）と、各個別液室に圧力変動を発生させる圧力発生手段と、各個別液室に連通して液体を供給する共通液室等を有している。インクジェット記録装置のインクカートリッジから液滴吐出ヘッドの共通液室を介して各個別液室にインクを供給し、圧力発生手段を駆動して個別液室に圧力変動を発生させることにより、ノズルからインク滴として吐出する。液滴吐出ヘッドとしては、記録に必要なときにのみ圧力発生手段を駆動して、個別液室内のインクを昇圧してノズルから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。

液滴吐出ヘッドは各個別液室に圧力変動を発生させる圧力発生手段の種類により、幾つかの方式に大別される。例えば、個別液室の一壁面を振動板で構成して、振動板上に圧電素子を配置し、圧電素子に駆動電圧を印加して圧電素子を変形させることで振動板を変形させ、これにより個別液室内のインクを昇圧して液滴を吐出させるピエゾ方式が知られている。また、個別液室の一壁面を振動板で構成し、振動板に対向して個別液室外部に電極を配置し、電極との間に電界を形成して発生する静電力により振動板を変形させ、これにより個別液室内のインクを昇圧して液滴を吐出させる静電方式も知られている。さらに、個別液室の内部に発熱体を配置し、この発熱体に通電して発熱体を加熱することによって、個別液室内のインクに気泡を発生させ、気泡の圧力により個別液室内のインクを昇圧して液滴を吐出させるサーマル方式も知られている。

上記何れの圧力発生手段を用いた液滴吐出ヘッドでも、個別液室内で生じた圧力変動が連通する共通液室に伝播して、隣接する個別液室内のインクにも影響が及ぶ相互干渉（クロストーク）が発生し、吐出状態が不安定になる場合がある。特許文献１には、共通液室の壁面の一部を可撓性を有するダンパ膜で構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、ダンパ膜を変位させることで共通液室に伝播した圧力変動を緩和して、クロストークを抑制することができる。

液滴吐出ヘッドでは、個別液室に連通して液体を供給する共通液室の流路設計には、気泡排出性と、液滴吐出時の個別液室へのインク供給量の確保という二つの大きな課題が有る。
インクカートリッジ等から共通液室内にインクを充填する際にインクに気泡が混入し、圧力発生手段の駆動でインクを昇圧させても、混入した気泡の存在によって所定の圧力にならずに吐出不良を引き起こす場合がある。このような吐出不良を抑制するために、液滴吐出ヘッド内のインクに混入した気泡を排出することが不可欠となる。インクジェット記録装置では、ノズルからインクを吸引することにより、共通液室内の気泡を個別液室に流して、ノズルからインクとともに気泡を排出する維持回復動作が行われているが、この際、良好な気泡排出性を得ることが望まれている。

気泡排出性を向上させるには、共通液室の流路を狭めて、共通液室を流れるインクの流速を上げることが有効である。しかしながら、共通液室の流路を狭めると、液滴吐出時の個別液室へのインク供給量の確保が困難になる。一方、液滴吐出時の個別液室へのインク供給量を確保するために、共通液室の流路を広くすると、インクの流速が下がり気泡排出性が低下する。このように、気泡排出性と個別液室へのインク供給量の確保という二つの課題はトレードオフの関係にあるが、近年、液滴吐出ヘッドの高速駆動化に伴い、各個別液室から単位時間当たりに吐出されるインクの量が多くなっており、共通液室の流路をある程度広くすることが必要となっている。

一方、上記クロストークを良好に抑制するためには、共通液室の壁面の一部を形成するダンパ膜を、より可撓性が高い材料で形成することが有効である。上記特許文献１の液滴吐出ヘッドは、共通液室から個別液室へ液体を供給するインク供給路と対向する壁面をダンパ膜で形成した構成である。このような構成の液滴吐出液ヘッドのダンパ膜をより可撓性の高い材料で形成すると、ノズルからインクを吸引した際にダンパ膜がインク供給路に向かって共通液室内に大きく撓み、インク供給路を塞いでしまう部分が発生する。ダンパ膜が個別液室へのインク供給路を塞いだ部分では、共通液室内のインクが個別液室へ流れることができず、気泡排出性が低下する。特に、液滴吐出時の個別液室へのインク供給量の確保のために共通液室の流路をある程度広くすると、吸引時にダンパ膜は共通液室内に大きく撓むため、個別液室へのインク供給路を塞いでしまう部分が広くなり、気泡排出性の低下は顕著となる。

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、液滴吐出時に個別液室への液体供給量の確保し、クロストークを抑制しつつ、吸引時に良好な気泡排出性を得ることができる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。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、複数のノズルに連通する複数の個別液室と、該個別液室に液体流路を介して液体を供給する共通液室と、該ノズルから液滴を吐出するよう該個別液室に圧力変動を発生させる圧力発生手段と、該共通液室の該個別液室への液体流路と対向する壁面を形成する可撓性を有するダンパ膜とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
上記共通液室内の上記ダンパ膜と対向する位置に、上記ノズルから液体が吸引された際に該ダンパ膜が接触する突起部を設けたことを特徴とするものである。

本発明によれば、液滴吐出時に個別液室への液体供給量の確保し、クロストークを抑制しつつ、吸引時に良好な気泡排出性を得ることができるという優れた効果がある。

本実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を示す斜視図。 本実施形態に係るインクジェット記録装置の機構部の側面図。 液滴吐出ヘッドの一部分の内部構成を示す幅方向の断面説明図。 液滴吐出ヘッドの一部分の内部構成を示すノズル列方向の断面説明図。 液滴吐出ヘッドの外観を示す斜視図。 図５の液滴吐出ヘッドでフレーム部材を除いた部分の分解斜視図。 本実施形態に係るインクジェット記録装置の制御部の一例を示すブロック図。 同制御部の画像形成制御部と駆動回路素子（駆動ＩＣ）および圧電素子との関係を示すブロック図。 駆動回路素子（駆動ＩＣ）及び圧電素子について詳細に示すブロック図。 圧電素子に印加される駆動信号の波形の一例を示す説明図。 実施例１の液滴吐出ヘッドの通常時の幅方向の断面説明図。 実施例１の液滴吐出ヘッドの通常時のノズル列方向の断面説明図。 実施例１の液滴吐出ヘッドでフレーム部材を除いた部分の斜視図。 実施例１の液滴吐出ヘッドの吸引時の幅方向の断面説明図。 実施例１の液滴吐出ヘッドの吸引時のノズル列方向の断説明図。 実施例２の液滴吐出ヘッドの通常時の幅方向の断面説明図。 実施例２の液滴吐出ヘッドの吸引時の幅方向の断面説明図。 実施例３の液滴吐出ヘッドの共通液室基板を個別液室側からからみた斜視図。 実施例３の液滴吐出ヘッドの共通液室基板の端部におけるインクの流れの説明図。 実施例３の液滴吐出ヘッドの通常時のノズル列方向の断面説明図。 実施例３の液滴吐出ヘッドで吸引時のノズル列方向の断面説明図。 実施例４の液滴吐出ヘッドの共通液室基板のノズル列方向端部の拡大図。 従来の液滴吐出ヘッドでフレーム部材を除いた部分の斜視図。 従来の液滴吐出ヘッドの吸引時の幅方向の断面説明図。

以下、本発明を適用可能な画像形成装置の一実施形態としてのインクジェット記録装置について説明する。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。

インクジェット記録装置１００は、キャリッジ１０１と、キャリッジ１０１に搭載した液滴吐出ヘッド１と、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を本体内部に有している。キャリッジ１０１は、インクジェット記録装置１００本体内部において、用紙Ｓの搬送方向に対して直交方向である主走査方向に移動可能な部材である。

図２に示すように、装置本体の下方部には前方側から多数枚の記録紙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。更に、記録紙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を取り込む。そして、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。

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する。そして、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（後述する「ノズル１１」）を、主走査方向に対して直交する方向に配列している。さらには、キャリッジ１０１には、液滴吐出ヘッド１を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。

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いる。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。

ここで、キャリッジ１０１は後方側（用紙搬送方向の下流側）を主ガイドロッド１０７に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向の上流側）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を張装している。そして、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。

一方、給紙カセット１０４にセットした記録紙を液滴吐出ヘッド１の下方側に搬送する。このために、給紙カセット１０４から記録紙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、記録紙を案内するガイド部材１１５とを有している。更には、給紙された記録紙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からの記録紙の送り出し角度を規定する先端コロ１１８を有している。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。

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を設けている。さらには、記録紙を排紙トレイ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。

このインクジェット記録装置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にインクを吐出して１行分を記録し、その後、記録紙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を排紙する。

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ワイピング手段とを有している。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。

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す。続いて、吐出口面に付着したインクやゴミ等はワイピング手段により吐出口面を払拭することで除去され、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。

次に、本実施形態のインクジェット記録装置に用いることができる液滴吐出ヘッド１について説明する。
まず、液滴吐出ヘッド１の内部構造を、一例として薄膜ピエゾヘッド（「薄膜ヘッド」とも呼ばれる。）方式の構成を用いて説明する。図３は、液滴吐出ヘッドの一部分の内部構造を示す幅方向の部分断面図である。図４は、液滴吐出ヘッドの一部分の内部構造を示すノズル列方向の部分断面図である。この液滴吐出ヘッドは、インク滴を基板の面部に設けたノズルから吐出させるサイドシューター方式の一例である。

この液滴吐出ヘッド１は、ノズル基板１０と、アクチュエータ基板３５と、保持基板４０の３枚の基板を重ねた積層構造を有している。
アクチュエータ基板は、ノズル１１に連通する個別液室１２と、流体抵抗部１３と、インク供給部１４と成る溝部を形成する液室基板２０上に、個別液室の一壁面となる振動板３０を形成し、振動板３０上に圧電素子５０などアクチュエータを形成した基板である。圧電素子５０は、個別液室１２内のインクに圧力を発生させる圧力発生手段として機能するアクチュエータとなる。

液室基板２０としては、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。振動板は、ＳＯＩ（silicon on insulator）基板のＳｉ層表面にパイロ酸化法を適用し、シリコン酸化膜を形成したものである。振動板３０上には、下電極５１となる白金膜、圧電体５２、上電極５３となる白金膜の多層構成からなる圧電素子５０がシリコン基板をエッチングすることで形成した個別液室１２に対向する領域に形成されている。さらに、上電極５３、下電極５１と配線材料との層間に配置する層間絶縁膜５５、及び引き出し配線の材料を保護する為のパッシベーション膜５６が圧電素子５０の上面及び側面を覆う様に配置されている。上電極５３は、引き出し配線５４を介して端子電極としての個別電極パッド５８に接続されている。また、下電極５１は、引き出し配線５４及びバイパス配線５７を介して端子電極としての接続パッド（不図示）に接続されている。

ノズル基板１０は、例えば、厚さ３０［μｍ］〜５０［μｍ］以下のＳＵＳ基板が用いられ、プレス加工と研磨加工とによりノズル１１が形成される。このノズル１１は、液室基板２０の個別液室１２と連通している。

保持基板４０は、サブフレームとしての機能を有する基板であり、アクチュエータ基板３５上に形成された圧電素子５０の保護空間４１と、後述する共通液室１５から個別液室１２へのインク流路４４を形成する溝とを備えている。更に、保持基板４０は、液室基板２０の流路隔壁２１の剛性を高めて個別液室１２全体を支えるための柱４３と、バイパス配線５７が配置される配線用空間４２とが形成されている。

図５は、液滴吐出ヘッド１の外観を示す斜視図である。図６は、図５の液滴吐出ヘッド１からフレーム部材７０を除いた部分の分解斜視図である。本実施形態の液滴吐出ヘッド１は、ノズル基板１０と、アクチュエータ基板３５と、保持基板４０との積層構造（図３，４参照）の上に、共通液室基板６０と、フレーム部材７０とをさらに積層した構成である。なお、本実施形態では、上記薄膜ピエゾヘッド方式の構成を用いて、液滴吐出ヘッドを説明するが、本発明は、薄膜ピエゾヘッド方式に限って実施可能な発明ではなく、他の方式の液滴吐出ヘッドであっても実施可能である。

以下、液滴吐出ヘッド１の各部材について詳細に説明する。
（ノズル基板）
ノズル基板１０はインク吐出用のノズル１１が配列されている基板であり、材料は必要な剛性や加工性から任意のものを用いることができる。例としては、ＳＵＳ、Ｎｉ等の金属または合金やシリコン、セラミックス等の無機材料、ポリイミド等の樹脂材料を挙げることができる。ノズル１１の加工方法は材料の特性と要求される精度・加工性から任意のものを選ぶことができ、電鋳めっき法、エッチング法、プレス加工法、レーザー加工法等、フォトリソグラフィ法等を例示できる。ノズルの開口径、配列数、配列密度は、インクヘッドに要求される仕様に合わせて最適な組み合わせを設定することができる。

（アクチュエータ基板）
アクチュエータ基板３５は、個別液室１２、流体抵抗部１３、インク供給部１４等が形成される液室基板２０を有している。液室基板２０の材料は加工性・物性から任意のものを用いることができるが、３００ｄｐｉ（約８５［μm］ピッチ）以上ではフォトリソグラフィ法を用いることができるシリコン基板を用いることが好ましい。個別液室１２の加工は任意のものを用いることができるが、前述のフォトリソグラフィ法を用いる場合は、ウェットエッチング法、ドライエッチング法のいずれかを用いることができる。いずれの手法でも、振動板３０の個別液室側を二酸化シリコン膜等とすることで、エッチストップ層とできるため、液室高さを高精度に制御することができる。

個別液室１２はインクに圧力を加え、ノズル１１からインク滴を吐出させる機能を有する。個別液室１２の上部を振動板３０で形成し、振動板３０上には下電極５１、圧電体５２、上電極５３が積層された圧電素子５０を形成する。振動板３０は任意のものを用いることができるが、シリコンや窒化物、酸化物、炭化物等の剛性の高い材料とすることが好ましい。また、これらの材料の積層構造としても良い。積層膜とする場合は、引張応力となるＳｉ_３Ｎ_４と圧縮応力となるＳｉＯ_２を交互に積層し、応力緩和する構成が例として挙げられる。

振動板３０の厚さは、所望の特性に応じて選択できるが、概ね０．５［μm］〜１０［μm］の範囲が好ましく、さらに好ましくは、１．０［μm］〜５．０［μm］の範囲である。振動板３０が薄すぎる場合はクラック等により振動板３０が破損しやすくなり、厚すぎる場合は変位量が小さくなりと出効率が低下してしまう。また、薄すぎる場合は、振動板３０の固有振動数が低下し、駆動周波数が高められない課題がある。

下電極５１、上電極５３は、導電性のある任意の材料を用いることができる。例としては金属、合金、導電性化合物が挙げられる。これらの材料の単層膜でも積層膜でも良い。また、圧電体と反応したり、拡散したりしない材料を選定する必要があるため、安定性の高い材料を選定する必要がある。また、必要に応じて圧電体、振動板、密着性を考慮し、密着層を形成しても良い。電極材料の例としては、Pｔ、Ｉｒ、Ｉｒ酸化物、Pｄ、Pｄ酸化物等が安定性の高い材料として挙げられる。また、振動板３０との密着層としては、Ｔｉ、Ｔａ、W、Ｃｒ等が例示できる。

圧電体５２の材料は圧電性を示す強誘電体材料を用いることができる。例としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）やチタン酸バリウムが一般的に用いられる。圧電体５２の成膜方法は任意の手法を用いることができ、例としてはスパッタリング法、ゾルゲル法が挙げられ、成膜温度の低さからゾルゲル法が好ましい。上電極５３、圧電体５２は個別液室ごとにパターニングする必要がある。パターニングは通常のフォトリソグラフィ法を用いることができる。

（配線）
図示しないが、配列したＰＺＴ等の圧電体５２に駆動信号を入力するために、上電極から個別配線を引き出し、下電極からバイパス配線５７を引き出す構成をとる。上電極からは、配列する上電極から配線層の一部である個別配線を介して、個別電極パッド５８まで引き出され、駆動ＩＣ５０９と接続され、駆動ＩＣ５０９からさらに配線を介して接続パッド５９まで引き出される。一方、下電極は、バイパス配線５７を介して接続パッド５９まで引き出される。配線は同一材料、同一工程で形成することが望ましい。配線材料としては、抵抗値の低い金属、合金、導電性材料を用いることができる。また、上部電極、下部電極とコンタクト抵抗の低い材料を用いることが必要である。例としてはＡｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｗ，Ｔｉ、Ｔａ、Cｕ、Ｃｒなどが例示でき、コンタクト抵抗を低減するために、これらの材料の積層構造としても良い。コンタクト抵抗を下げる材料としては、任意の導電性化合物を用いても良い。例としては、Ｔａ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、ＴｉＮ、ＺｎＯ、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ等の酸化物，窒化物およびその複合化合物が挙げられる。膜厚は任意に設定できるが、３［μm］以下とすることが好ましい。また、成膜には真空成膜法等の膜厚均一性が高い成膜方法を採用することが好ましい。これらの配線は、保持基板４０との接合面にもなるため、高さ均一性を確保できる膜厚・成膜方法を取る必要がある。

（保持基板）
アクチュエータ基板３５は２０［μm］〜１００［μm］と薄いため、アクチュエータ基板３５の剛性を確保することが必要である。このため、アクチュエータ基板３５のノズル基板１０と対向する側に保持基板４０を接合する。保持基板４０の材料としては、任意の材料を用いることができるが、アクチュエータ基板３５の反りを防止するために熱膨張係数の近い材料を選定する必要があり、ガラス、シリコン、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ₂、Ａｌ_２Ｏ_３等のセラミクス材料とすることが好ましい。また、保持基板４０は、圧電素子５０の保護空間４１と、共通液室１５から個別液室１２へのインク流路４４を形成する溝等を備えている。上述の薄膜ピエゾヘッド方式の構成のように、圧電素子５０を保護空間４１は個別液室１２ごとに区画し、流路隔壁２１上で接合されることが好ましい。これにより、板厚の薄いアクチュエータ基板３５の剛性を高めることができ、圧電素子５０を駆動した際の隣接液室間の相互干渉を低減することが可能となる。保持基板４０は、樹脂などの低剛性材料ではなく、シリコンなどの高剛性材料が好ましい。また、保持基板４０の保護空間４１は個別液室１２ごとに区画されるため、高密度化のためには高度な加工精度が要求され、例えば、３００ｄｐｉの液滴吐出ヘッドにおいては保持基板４０の隔壁幅を５［μm］〜２０［μm］とすることが望ましい。

（共通液室基板）
共通液室基板６０は、個別液室１２へインクを供給するための共通液室１５のインク流路となる空間としてスリット状開口部６１を形成する部品である。材料は必要な剛性や加工性から任意のものを用いることができる。例としては、Ｓ４５Ｃなどの鉄、ＳＵＳ等の合金やシリコン、セラミックス等の無機材料、エポキシやＰＰＳなどの樹脂材料を挙げることができる。加工方法としては、材料に応じてエッチング、プレス加工、レーザー加工、フォトリソグラフィ法、射出成形などがある。共通液室基板６０は、各色に対応する複数のスリット状開口部６１を有している。アクチュエータ基板３５の小型化に伴い、共通液室基板６０のスリット状開口部６１の間の幅は０．１［ｍｍ］〜０．８［mm］にすることが望ましい。なお、図６では図示していないが、後述するようにスリット状開口部６１内にリブ６２を有している（図１３参照）。

（フレーム部材）
フレーム部材７０は、液滴吐出ヘッドのフレームを形成する部材である。フレーム部材７０は、共通液室基板６０のスリット状開口部６１と協働して共通液室１５となる空間を有し、この空間には共通液室１５の一壁面となる可撓性を有するダンパ膜７２が形成されている。フレーム部材７０としては、コスト面から樹脂を用いて成形をおこなうことが好ましい。樹脂としては、エポキシ、ポリフェニルサルファイドなどが挙げられる。これらの樹脂を射出成形で、弁形成部が開口（不図示）したフレーム部材７０の枠体を成形した後、シリコーン等からなるエラストマーなどの射出成形によってダンパ膜７２を形成する。共通液室１５のコンプライアンスを高くするため、ダンパ膜７２はできるだけ薄く、ヤング率を低い材料が好ましい。ダンパ膜７２の厚みは、５０［μm］〜５００［μm］とすることが望ましく、ヤング率としては１０［ＭＰａ］以下が好ましい。
なお、図５に示すフレーム部材７０の上面は、インクタンク（不図示）と共通液室１５とを連通する流路が形成される流路変換部品（不図示）が接合されて閉鎖されており、後述するようにダンパ膜７２を介して共通液室１５と対向する空気層７３が形成されている。

次に、本実施形態に係るインクジェット記録装置の制御について説明する。
図７は、本実施形態に係るインクジェット記録装置の制御部の一例を示すブロック図である。
図７において、制御部５００は、ＣＰＵ５０１とＲＯＭ５０２とＲＡＭ５０３と不揮発性メモリ５０４とＡＳＩＣ５０５とを備えている。ＣＰＵ５０１は、装置全体の制御を司る。ＲＯＭ５０２は、ＣＰＵ５０１が実行する本発明に係るデータ生成に関わるプログラム、その他のプログラムなどの固定データを格納する。ＲＡＭ５０３は、画像データ等を一時格納する。不揮発性メモリ５０４は、装置の電源が遮断されている間もデータを保持するための書き換え可能なメモリである。ＡＳＩＣ５０５は、画像データに対する各種信号処理、並び替え等を行う画像処理やその他装置全体を制御するための入出力信号を処理する。

また、制御部５００は、画像形成制御部５０８、駆動回路素子（駆動ＩＣ）５０９、モータ駆動部５１０、ＡＣバイアス供給部５１１などを備えている。画像形成制御部５０８は、液滴吐出ヘッド１を駆動制御するためのデータ転送手段や駆動信号発生手段として機能する。駆動回路素子（駆動ＩＣ）５０９は、キャリッジ１０１側に設けた液滴吐出ヘッド１の圧電素子５０を駆動する。モータ駆動部５１０は、キャリッジ１０１を移動走査する主走査モータ５５４と、搬送ローラ１１６を周回移動させる副走査モータ５５５と、回復装置１２７のキャップ部材やワイパ部材の移動などを行なう維持回復モータ５５６とを駆動する。ＡＣバイアス供給部５１１は、帯電ローラ（不図示）にＡＣバイアスを供給する。

また、制御部５００には、この装置に必要な情報の入力及び表示を行うための操作パネル５１４が接続されている。

また、制御部５００は、ホスト側とのデータ、信号の送受を行うためのＩ／Ｆ（インターフェース）５０６を有している。制御部５００は、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置、イメージスキャナなどの画像読み取り装置、デジタルカメラなどの撮像装置などのホスト６００側から、ケーブル或いはネットワークを介してＩ／Ｆ５０６で受信する。

制御部５００のＣＰＵ５０１は、Ｉ／Ｆ５０６に含まれる受信バッファ内の画像データ（印刷データ）を読み出して解析し、ＡＳＩＣ５０５にて必要な画像処理、データの並び替え処理等を行う。そして、ＣＰＵ５０１は、ＡＳＩＣ５０５で処理した画像データを画像形成制御部５０８から駆動回路素子（駆動ＩＣ）５０９に転送する。なお、画像を出力するためドットパターンデータの生成はホスト６００側のプリンタドライバ６０１で行なうことも、制御部５００で行なうこともできる。

画像形成制御部５０８は、上述した画像データをシリアルデータで転送するとともに、この画像データの転送及び転送の確定などに必要な転送クロックやラッチ信号、制御信号などを駆動回路素子（駆動ＩＣ）５０９に出力する。更に、画像形成制御部５０８は、ＲＯＭ５０２に格納されている駆動パルスのパターンデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器及び電圧増幅器と、電流増幅器等で構成される駆動信号生成部とを含む。そして、画像形成制御部５０８は、１の駆動パルス或いは複数の駆動パルスで構成される駆動信号を駆動回路素子（駆動ＩＣ）５０９に対して出力する。

駆動回路素子（駆動ＩＣ）５０９は、シリアルに入力される液滴吐出ヘッド１の１行分に相当する画像データに基づいて画像形成制御部５０８から与えられる駆動波形を構成するパルスを選択して、吐出パルスを有する駆動信号を生成する。そして、駆動回路素子（駆動ＩＣ）５０９は、液滴吐出ヘッド１の液滴を吐出させるエネルギーを発生する圧力発生手段としての圧電素子５０に対して、生成した駆動信号を印加することで液滴吐出ヘッド１を駆動する。このとき、駆動信号の波形を構成するパルスの一部又は全部或いはパルスを形成する波形用要素の全部又は一部を選択することによって、例えば、大滴、中滴、小滴など、大きさの異なるドットを打ち分けることができる。

また、制御部５００は、Ｉ／Ｏ部５１３を備えている。Ｉ／Ｏ部５１３は、装置に装着されている各種のセンサ群５１５からの情報を取得し、プリンタの制御に必要な情報を抽出し、画像形成制御部５０８、モータ駆動部５１０及びＡＣバイアス供給部５１１の制御に使用する。センサ群５１５は、用紙の位置を検出するための光学センサや、機内の温度を監視するための温度検出手段としてのサーミスタ、帯電ベルトの電圧を監視するセンサ、カバーの開閉を検出するためのインターロックスイッチなどがある。Ｉ／Ｏ部５１３は様々のセンサ情報を処理することができる。

図８は、画像形成制御部５０８と駆動回路素子（駆動ＩＣ）５０９および圧電素子５０との関係を示すブロック図である。図９は、駆動回路素子（駆動ＩＣ）５０９及び圧電素子５０について詳細に示したブロック図である。

画像形成制御部５０８は、駆動波形生成部７０１とデータ転送部７０２とを備えている。
駆動波形生成部７０１は、画像形成動作時や空吐出動作時に、各動作の１単位である１駆動周期内に複数のパルスで構成される所定の駆動波形（共通駆動波形）の駆動信号を生成して出力する。駆動周期としては、画像形成動作時の印字周期と、空吐出動作時の空吐出周期とがある。印字周期は、所定の液滴付着対象物である用紙などの記録媒体に向けて画像形成用の液滴を吐出する駆動波形の駆動信号が出力される周期である。空吐出周期は、個別液室１２内の所定特性から変化した液体（例えば、所定の粘度から増粘した液体）を排出するための空吐出波形の駆動信号が出力される周期である。

駆動波形生成部７０１は、画像形成動作時及び空吐出動作時に所定の波形を生成する。すなわち、駆動波形生成部７０１は、画像形成動作時には１印字周期内に複数のパルスで構成される所定の駆動波形の駆動信号を生成して出力する。また、空吐出動作時には、１空吐出周期内に複数のパルスで構成される空吐出用の駆動波形である空吐出波形の駆動信号を生成して出力する。空吐出動作時の液滴の吐出は画像形成を目的としていないため、１印字周期と１空吐出周期とでは、駆動波形生成部７０１から出力される駆動波形が互いに異なる。なお、１印字周期及び１空吐出周期はそれぞれ、画像形成動作中及び空吐出動作中に圧電素子５０に印加される駆動波形の１周期である。

データ転送部７０２は、画像形成対象の画像に応じた２ビットの画像データ（階調信号０、１）と、クロック信号と、ラッチ信号（ＬＡＴ）と、滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３とを出力する。

滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３は、駆動回路素子（駆動ＩＣ）５０９の後述するスイッチ手段であるアナログスイッチ７１５の開閉を液滴毎に指示する２ビットの信号である。滴制御信号は、共通駆動波形の周期に合わせて選択すべきパルス又は波形要素でＨレベル（ＯＮ）に状態遷移し、非選択時にはＬレベル（ＯＦＦ）に状態遷移する。

駆動回路素子（駆動ＩＣ）５０９は、液滴吐出ヘッド１の圧電素子５０を駆動する駆動部であり、シフトレジスタ７１１とラッチ回路７１２とセレクタ７１３とレベルシフタ７１４とアナログスイッチ７１５とを備えている。ラッチ回路７１２は、データ転送部７０２からの転送クロック（シフトクロック）及びシリアル画像データ（階調データ：２ビット／１チャンネル（１ノズル）を入力する。ラッチ回路７１２は、シフトレジスタ７１１の各レジスト値をラッチ信号によってラッチする。セレクタ７１３は、階調データと滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３をセレクトして結果を出力する。レベルシフタ７１４は、セレクタ７１３のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチ７１５が動作可能なレベルへとレベル変換する。アナログスイッチ７１５は、レベルシフタ７１４を介して与えられるセレクタ７１３の出力でオン／オフ（開閉）される。

アナログスイッチ７１５は、各圧電素子５０の選択電極（個別電極）に接続され、駆動波形生成部７０１からの共通駆動波形が入力されている。したがって、シリアル転送された画像データ（階調データ）と滴制御信号ＭＮ０〜ＭＮ３をセレクタ７１３でセレクトした結果に応じて、アナログスイッチ７１５がオンにする。これにより、共通駆動波形を構成する所要のパルス（あるいは波形要素）が通過して（選択されて）圧電素子５０に印加される。

図１０は、圧電素子５０に印加される駆動信号の波形の一例を示す説明図である。
なお、以下の説明において、「駆動パルス」とは駆動信号の波形（以下、適宜「駆動波形」と略す。）を構成する要素としてのパルスを示す用語として用いる。この駆動パルスには、次の吐出パルスと非吐出パルスとがある。

「吐出パルス」とは圧電素子５０に印加されて液滴を吐出させるパルスを示す用語として用いる。また、「非吐出パルス」とは、圧電素子５０に印加されるが液滴を吐出させないパルスを示す用語として用いる。非吐出パルスが圧電素子５０に印加されているときは、ノズル１１内の液体を流動させており、ノズル１１における液面が微振動している。

なお、非吐出パルスを圧電素子５０に印加しているときの駆動を「微駆動」といい、非吐出パルスを含む駆動信号の１周期の波形を「微駆動波形」という。非吐出パルスは、上記微駆動を行うためのパルスであるので、「微駆動パルス」と呼ぶ場合もある。

図１０の例は、３種類のサイズの液滴（大滴、中滴、小滴）を吐出させる吐出パルスそれぞれを含む駆動信号と、ノズルの液面を微振動させる非吐出パルスを含む駆動波形の例である。駆動波形生成部７０１からは図中の（ａ）に示すような駆動波形（共通駆動波形）Ｐｖが出力される。この駆動波形Ｐｖは、画像形成の１周期（１駆動周期）内で、基準信号に同期して、駆動パルスＰ１〜Ｐ４を時系列で生成した波形である。なお、基準信号は、形成する画像の密度に応じてキャリッジ１０１の主走査方向位置に対応して出力される信号である。また、駆動パルスＰ１は非吐出パルスであり、駆動パルスＰ２〜Ｐ４は吐出パルスである。

そして、データ転送部７０２からは、図中の（ｂ）に示す滴制御信号Ｍ０〜Ｍ３が出力される。
滴制御信号Ｍ０は、駆動波形の駆動パルスＰ１〜Ｐ４を選択して図中の（ｃ）に示す大滴用の吐出パルスを生成させる。
滴制御信号Ｍ１は、駆動波形の駆動パルスＰ２、Ｐ４を選択して図中の（ｄ）に示す中滴用の吐出パルスを生成させる。
滴制御信号Ｍ２は、駆動波形の駆動パルスＰ３を選択して図中の（ｅ）に示す小滴用の吐出パルスを生成させる。
滴制御信号Ｍ３は、駆動波形の駆動パルスＰ１を選択して図中の（ｆ）に示す微駆動用の非吐出パルスを生成させる。

前述の図１及び図２で説明した液滴吐出ヘッド１では、図１０に示したように小滴、中滴、大滴などサイズの違う液滴を打ち分けたり空吐出動作を行わせたりといった制御を行っている。

なお、図１０では、画像形成動作時の駆動波形を生成する制御例に挙げたが、空吐出波形を生成する場合も同様の制御を行う。

次に、本実施形態の液滴吐出ヘッド１の特徴部について説明する。
この液滴吐出ヘッド１では、共通液室１５の個別液室１２とは反対側の壁面を形成するダンパ膜７２と対向する位置に、ノズル列方向に延在する突起部を設けている。以下、実施例１〜４に基づき説明する。

＜実施例１＞
図１１は、実施例１の液滴吐出ヘッド１の通常時の幅方向（ノズル列方向と直交する方向）の断面説明図であり、図１２におけるＡ−Ａ’断面を示している。図１２は、実施例１の液滴吐出ヘッドの通常時のノズル列方向の断面説明図である。なお、図１２では、便宜上、ノズル列方向の半分に対応する部分のみを図示しており、さらに、個別液室１２、圧電素子５０の図示を省略している。
この液滴吐出ヘッド１では、共通液室基板６０のスリット状開口部６１とフレーム部材７０の内部空間とで共通液室１５を形成する。具体的には、共通液室基板６０のスリット状開口部６１が共通液室１５の個別液室側のインク流路を形成し、フレーム部材７０の内部空間に設けたダンパ膜７２が共通液室１５の上面を形成している。フレーム部材７０の内部空間のダンパ膜７２の上部は空気層７３が形成されている。また、ダンパ膜７２は、ノズル列方向中央となる共通液室１５へのインク供給口７４からノズル列方向端部に向かうに伴い、個別液室側（下方）に接近するように形成されている。共通液室１５の上面となるダンパ膜７２をこのような形状とすることで、インク供給口７４から供給されたインクの流れにより端部に流れた気泡が個別液室側に流れ易くなり、気泡排出性を向上させることができる。

この液滴吐出ヘッド１は、図１３の、フレーム部材７０を除いて部分の斜視図に示すように、共通液室基板６０のスリット状開口部６１内にノズル列方向に延在するリブ６２を設けている。リブ６２は、共通液室１５内のダンパ膜７２と対向する位置でノズル列方向に延在する突起部となる。リブ６２によりスリット状開口部６１は２つの領域６１ａ，６１ｂに仕切られる。リブ６２により仕切られた２つの領域６１ａ、６１ｂは、リブ６２よりも上方の、フレーム部材７０の空間により形成された共通液室１５の上部において連通している。また、スリット状開口部６１の仕切られた２つの領域のうち、図１１中左側の領域６１ａが、保持基板４０に形成されたインク流路４４を介して個別液室１２へ連通している。なお、図１２は、液滴吐出ヘッドのノズル列方向のリブ６２を設置した位置の断面を示している。

図１４は、実施例１の液滴吐出ヘッドの吸引時の幅方向の断面説明図である。図１５は、実施例１の液滴露出ヘッドで吸引時のノズル列方向の断面説明図であり、リブ６２を設置した位置の断面を示している。
共通液室１５に混入した気泡排出のため、回復装置１２７を用いてノズル１１よりインクを吸引する。この気泡排出のための吸引により、共通液室１５の上面を形成するダンパ膜７２が下方（個別液室側）に大きく撓むが、対向するリブ６２と接触してその変位が規制される。このため、液滴吐出時のクロストークを良好に抑制するよう、従来よりもさらに可撓性の高い材料でダンパ膜７２を形成した場合でも、吸引時にダンパ膜７２が大きく撓んで共通液室１５と個別液室１２へのインク流路４４を塞ぐことが抑制される。これにより、吸引時に共通液室１５の気泡が個別液室１２に流れることができない部分が発生して気泡排出性が低下することが抑制される。なお、リブ６２は、吸引時にダンパ膜７２と接触する高さとする。

さらに、ノズル１１からの吸引時は、ダンパ膜７２がリブ６２に接触する部分では、共通液室１５内が、ダンパ膜７２と、リブ６２と、共通液室基板６０やフレーム部材７０の壁面に囲まれた２つの流路１５ａ、１５ｂに区画される。また、図１５に示すように、共通液室１５へのインク供給口７４近傍では、ダンパ膜７２はリブ６２に接触しないため、二つの流路１５ａ、１５ｂは連通している。また、ノズル列方向端部のダンパ膜７２がフレーム部材７０に接続されている箇所の近傍では、ダンパ膜７２は変形が小さくリブ６２に接触しないため、二つの流路１５ａ、１５ｂは連通している。ダンパ膜７２がリブ６２に接触する部分では、共通液室１５が二つの流路１５ａ、１５ｂに区画されることで、各流路１５ａ、１５ｂのヘッド高さ方向の断面積は区画されていない場合と比べて狭くなる。ダンパ膜７２がリブ６２に接触する部分では、この２つの流路１５ａ、１５ｂのうち、個別液室１２へのインク流路４４に連通する流路１５ａを介して気泡が排出される。このため、液滴吐出時の個別液室１２へのインク供給量の確保のために、スリット状開口部６１をある程度広く形成しても、個別液室１２へのインク流路４４を確保しつつ、断面積が狭くなった流路１５ａを用いて流速を速くすることで、気泡排出性が向上する。

一方、吸引が終わると、図１１に示すように、ダンパ膜７２は自身の弾性によりリブ６２と接触しない位置に戻る。このため、共通液室１５内が複数の流路１５ａ、１５ｂに区画された状態が解消され、共通液室１５はリブ６２よりも上部で連通し、吸引時に比べて共通液室１５の流路の断面積が広くなる。これにより、液滴吐出時は、共通液室１５から個別液室１２へのインク供給量の確保がし易くなる。リブ６２の高さ、ダンパ膜７２のヤング率等を調整することで、十分な供給量を確保することが可能となる。

ここで、比較例として、従来の液滴ヘッドについて説明する。図２３は、従来の液滴吐出ヘッドにおいてフレーム部材７０を除いた部分の斜視図である。従来の液滴吐出ヘッドでは、共通液室基板６０のスリット状開口部６１内にノズル列方向に延在するリブを設けていない。共通液室基板６０とフレーム部材７０とにより共通液室１５として、一つの流路が形成されている。

図２４は、従来の液滴吐出ヘッドの吸引時の幅方向の断面説明図である。気泡排出のための吸引により、可撓性の高いダンパ膜７２が大きく撓んで下方に達し、個別液室１２へのインク流路４４を塞いでしまう部分が発生する。詳しくは、図３に示すように、フレーム部材７０のノズル列方向中央部は、共通液室１５内にインクを供給するよう、インクタンクと連通するインク供給口７４を有しており、共通液室の中央部を除いた位置にダンパ膜７２が形成されている。このため、中央部においては、吸引時に共通液室１５の個別液室１２へのインク流路４４はダンパ膜７２に塞がれる虞は無く、インクは個別液室１２に流れることができる。しかし、共通液室１５の上部にダンパ膜７２が形成された部分では、ダンパ膜７２が大きく撓んで下がりすぎて、個別液室１２へのインク流路４４を塞いでしまう虞がある。塞がれた部分では、共通液室１５のインクが個別液室１２に流れることができず、気泡排出性が低下する。

＜実施例２＞
図１６は、実施例２の液滴吐出ヘッドの通常時の幅方向の断面説明図である。図１７は、実施例２の液滴吐出ヘッドの吸引時の幅方向の断面説明図である。
実施例２の液滴吐出ヘッドは、実施例１の液滴吐出ヘッドにおいて、共通液室１５のダンパ膜７２と対向する位置に、ノズル列方向に延在するリブ６２を２つ設けた構成であり、これ以外は実施例１と同じである。リブ６２を２つ設けることで、吸引時にダンパ膜７２が下方に大きく撓んだ際、その変位が規制される効果が大きく得られる。さらに、リブ６２を２つ設けることで、吸引時に、共通液室は３つの流路１５ａ、１５ｂ、１５ｃに区画され、各流路の断面積が狭くなる。このため、各流路の断面積は狭くなり、流速が速くなるため、気泡排出性が向上する。このように、リブ６２の数を増やすことで、さらに気泡排出性を向上させることができるが、リブ６２の数を増やすことで共通液室基板６０の加工が困難となり、コストが高くなってしまうという問題は生じる。このため、リブ６２の本数は、気泡排出性とコストとのバランスを考えて決めることが好ましい。

＜実施例３＞
実施例３の液滴吐出ヘッドは、実施例１の液滴吐出ヘッドにおいて、共通液室１５のノズル列方向に延在するリブ６２に、リブ６２により仕切られたスリット状開口部６１の二つの領域６１ａ、６１ｂを連通させるための通路６３を設けた構成である。
図１８は、実施例３の液滴吐出ヘッドにおける共通液室基板６０を個別液室側からみた斜視図である。図１９は、実施例３の液滴吐出ヘッドの共通液室基板の端部におけるインクの流れの説明図である。また、図２０は、実施例３の液滴吐出ヘッドの通常時のノズル列方向の断面説明図である。図２１は、実施例３の液滴吐出ヘッドの吸引時のノズル列方向の断面説明図である。

図１８に示すように、スリット状開口部６１のノズル列方向に延在するリブ６２の端部に切り欠き部６３を設けている。この切り欠き部６３は、リブ６２により仕切られて形成された流路６１ａ、６１ｂを連通させる通路６３となる。スリット状開口部６１にリブ６２を設けることで、リブ６２で仕切られたインク流路４４に連通する流路が狭くなり、インクの流れ方向の下流部となる端部で液滴吐出時に個別液室１２への供給量が不足してしまう虞がある。このため、スリット状開口部６１の二つの流路６１ａ、６１ｂを連通させる通路６３を設けることで、図１９に示すように、インク流路４４が形成された側と反対側の流路６１ｂから、インク流路４４を有する側の流路６１ａへインクの流れを形成する。これにより、インクの供給が不足する個別液室配列方向の端部の個別液室１２への流量を確保する。液滴吐出時の個別液室１２への供給量は、切り欠き部の高さ等により通路の大きさを調整することで、変化させることができる。 また、実施例３では、通路をリブの高さ方向最下部に設けた例を図示しているが、通路６３はリブの高さ方向中央部でも構わない。

＜実施例４＞
図２２は、実施例４の液滴吐出ヘッドにおける共通液室基板のノズル列方向端部の拡大図である。実施例４の液滴吐出ヘッドは、実施例１の液滴吐出ヘッド１において、スリット状開口部６１内に設けたリブ６２が、ノズル列方向の端部に向かうに伴い幅が広くなるように形成している。これにより、端部に向かうに伴い、共通液室１５の下部のインク流路が幅方向に狭窄した形状となる。スリット状開口部６１の端部を幅方向に狭窄させて、スリット状開口部６１の端部における断面積を小さくすることで共通液室１５の端部における流速を速くして、端部における気泡排出性を向上させている。

以上、実施例１〜４においては、ダンパ膜７２は、ノズル列方向中央となる共通液室１５へのインク供給口７４からノズル列方向端部に向かうに伴い、個別液室側（下方）に接近するように形成した構成を用いて本発明を説明した。本発明は、この構成に限らず、共通液室の個別液室へのインク流路とは対向する壁面をダンパ膜で形成する構成であれば、適用可能であり、同様の効果が得られる。

以上に説明したものは一例である、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様Ａ）
複数のノズル１１に連通する複数の個別液室１２と、個別液室１２へのインク流路４４などの液体流路を介して液体を供給する共通液室１５と、ノズル１１からインク滴などの液滴を吐出するよう個別液室１２に圧力変動を発生させる圧電素子５０などの圧力発生手段と、共通液室１５の個別液室１２へのインク流路４４と対向する壁面を形成する可撓性を有するダンパ膜７２とを備えた液滴吐出ヘッド１である。この液滴吐出ヘッド１において、共通液室１５内のダンパ膜７２と対向する位置に、ノズル１１から液体が吸引された際にダンパ膜７２が接触するリブ６２などの突起部を設ける。

（態様Ａ）においては、ノズルからの吸引時、共通液室の個別液室へのインク流路と対向する壁面を形成するダンパ膜がインク流路に向かって共通液室内に撓んでも、対向する突起部と接触してその変位が規制される。このため、個別液室への液体供給量の確保のため共通液室の流路を広くし、クロストークの抑制のためダンパ膜としてより可撓性の高い材料を用いた場合でも、吸引時にダンパ膜が共通液室内に大きく撓んで個別液室へのインク流路を塞ぐことが抑制される。これにより、吸引時に共通液室から液体が個別液室に良好に流れて、ノズルから気泡が良好に排出される。

（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、突起部が、個別液室１２の配列方向に沿って形成されたリブ６２である。これによれば、実施例１について説明したように、吸引時にダンパ膜７２がリブ６２に接触した領域では、共通液室１５内を、ダンパ膜７２と、リブ６２と、共通液室１５の個別液室側の壁面などに囲まれた複数の流路１５ａ、１５ｂに区画する。共通液室１５が複数の流路１５ａ、１５ｂに区画されることで、区画された各流路１５ａ、１５ｂの断面積は狭くなる。区画された領域では、複数の流路のうち、個別液室１２へのインク流路４４を有する流路１５ａを介して液体が流れて気泡が排出される。このため、液滴吐出時の個別液室１２への液体供給量の確保するため、共通液室１５の流路をある程度広く形成ても、個別液室１２へのインク流路４４を確保しつつ、断面積の狭い流路１５ａにより液体の流速を速くさせて、気泡排出性を向上させることができる。
吸引時以外は、ダンパ膜７２はリブ６２に接触しない状態となり、共通液室１５内が複数の流路１５ａ、１５ｂに区画された状態が解消される。共通液室１５は、リブよりも上部で連通した流路となり、吸引時に比べて広い流路が形成される。このため、液滴吐出時に共通液室１５から個別液室１２への液体供給量を確保できる。

（態様Ｃ）
（態様Ｂ）において、リブ６２の配列方向端部に、リブにより仕切られた共通液室内の領域を連通させるための通路６３を設ける。これによれば、実施例３について説明したように、端部の通路を介して、リブにより仕切られた他の領域から液体が個別液室へのインク流路を有する領域へ流れ込み、個別液室に供給される。このため、インクの供給が不足する配列方向端部の個別液室への流量を確保できる。

（態様Ｄ）
（態様Ｂ）または（態様Ｃ）において、上記リブを上記配列方向と直交する方向の異なる位置に複数備える。これによれば、実施例２について説明したように、リブを複数設けることで、吸引時に可撓性を有するダンパ膜の変位が規制される効果が大きく得られる。また、リブの数が増えることで、吸引時に、共通液室がより多くの流路に区画され、各流路の断面積が狭くなる。このため、気泡排出に用いる流路の断面積は狭くなり、流速が速くなるため、気泡排出性がより向上する。

（態様Ｅ）
（態様Ｂ）乃至（態様Ｄ）の何れかにおいて、リブは、配列方向の端部に向かうに伴い幅が広くなるよう形成する。これによれば、実施例４について説明したように、端部に向かうに伴いリブの幅を広くすることで、端部に向かうに伴い共通液室の個別液室側の液体流路が幅方向に狭くなる。これにより、流速がおそくなる端部において、断面積を狭くして流速を確保する。このため、気泡排出性がより向上する。

（態様Ｆ）
(態様Ａ）乃至（態様Ｅ）の何れかの液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドのノズルから内部の液体を吸引する吸引手段とを備えたことインクジェット記録装置などの画像形成装置である。これによれば、良好な吐出性能が得られ、高品位の画像を得ることができる。

１ 液滴吐出ヘッド
１０ ノズル基板
１１ ノズル
１２ 個別液室
１３ 流体抵抗部
１４ インク供給部
１５ 共通液室
１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 区画された流路
２０ 液室基板
２１ 流路隔壁
３０ 振動板
３５ アクチュエータ基板
４０ 保持基板
４１ 保護空間
４２ 配線用空間
４４ インク流路
５０ 圧電素子
５１ 下電極
５２ 圧電体
５３ 上電極
５４ 配線
５５ 層間絶縁膜
５６ パッシベーション膜
５７ バイパス配線
５８ 個別電極パッド
５９ 接続パッド
６０ 共通液室基板
６１ スリット状開口部
６１ａ、６１ｂ スリット状開口の仕切られた流路
６２ リブ
６３ 通路（切り欠き部）
７０ フレーム部材
７２ ダンパ膜
７３ 空気層
７４ インク供給口
１００ インクジェット記録装置
１０１ キャリッジ
１０２ インクカートリッジ
１０３ 印字機構部
１０４ 給紙カセット
１２７ 回復装置
５００ 制御部
５０８ 画像形成制御部
５０９ 駆動ＩＣ

特開２０１３−１９３４４５号公報

Claims (6)

1. 複数のノズルに連通する複数の個別液室と、該個別液室に液体流路を介して液体を供給する共通液室と、該ノズルから液滴を吐出するよう該個別液室に圧力変動を発生させる圧力発生手段と、該共通液室の該個別液室への液体流路と対向する壁面を形成する可撓性を有するダンパ膜とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
   上記共通液室内の上記ダンパ膜と対向する位置に、上記ノズルから液体が吸引された際に該ダンパ膜が接触する突起部を設けたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
2. 請求項１の液滴吐出ヘッドにおいて、上記突起部が上記個別液室の配列方向に沿って形成されたリブであることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
3. 請求項２の液滴吐出ヘッドにおいて、上記リブの上記配列方向の端部に、該リブにより仕切られた上記共通液室内の領域を連通させるための通路を設けたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
4. 請求項２または３の液滴吐出ヘッドにおいて、上記リブを上記配列方向と直交する方向の異なる位置に複数備えたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
5. 請求項２乃至４の何れかの液滴吐出ヘッドにおいて、上記配列方向の端部に向かうに伴い、上記リブの幅が広くなるよう形成したことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
6. 請求項１乃至５の何れかの液滴吐出ヘッドと、該液滴吐出ヘッドのノズルから内部の液体を吸引する吸引手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images