JP6988612B2 - 液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置 - Google Patents

Description

本発明は、液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置（例えばインクジェット記録装置）が知られている。

液体を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）においては、圧力室（個別液室）の液体を加圧する効率を高めるなどの目的で、共通液室あるいは共通液室に通じる液体導入部から流体抵抗部を介して圧力室に液体を供給する構成が知られており、幅の狭い流体抵抗部と、流体抵抗部の下流側の圧力室、及び上流側の共通液室あるいは液体導入部などの流路を形成する流路板（流路部材）が用いられる。

流路及び流体抵抗部を構成する場合、板状部材に流路となる溝部等を形成するとき、寸法ばらつきが生じることがある。そのため、流路の断面積にばらつきが生じて流体抵抗（流体抵抗値）がばらつくという課題がある。

このような問題は流路の形状が複雑化し、構成する部材の数が多くなるほど発生しやすくなる。
その結果、液体吐出ヘッドの液体吐出特性の悪化（吐出液滴速度ばらつきの増大）、液体の循環特性のばらつきによる吐出特性の悪化を招くこととなる。さらに、流路内で液体を循環させながら吐出するタイプの液体吐出ヘッドの場合は、液体の循環特性のばらつきによる放置可能時間の短縮につながるという問題がある。

一方、高い液体吐出精度を得るためには、構成部材の寸法精度に加えて、流路板と他の部材（例えば、ノズル板や振動板）との接合強度や信頼性も要求される。接合には接着剤が使用されることが一般的であるが、接着剤のはみ出しが生じることがあり、はみ出し量の差異によって流路の断面積のばらつきをまねくおそれがある。

特許文献１では、圧力発生室の並設方向の側面を画成する隔壁と振動板とが圧力発生室の並設方向と交差する方向に沿って複数設けられた無機材料からなる柱状部材によって接合されていると共に、隔壁と振動板との間の柱状部材の周囲には、樹脂からなる接着層が形成されている液体噴射ヘッドが開示されている。かかる態様では、振動板の隔壁による拘束を低減させて、振動板の変位特性を向上することができる。また、振動板と隔壁とを接着層と柱状部材とで接合することで、振動板と隔壁との接合強度が低下して剥離等の不具合が発生するのを抑制することができる。さらに、振動板と隔壁との隙間が柱状部材によって規定されるため、樹脂のはみ出しや不足などによる変位特性のばらつきを抑制することができる。

また、特許文献２では、流路部材と振動板との接合面は接着剤により接合され、振動板は部位によって積層数が異なる積層構造であり、加圧液室へ液体を供給可能な開口部に複数のフィルタ孔が形成されたフィルタ部を有し、フィルタ部に当接または近接する流路部材の側壁と、振動板の積層数が最も多い厚肉部とが、積層方向において重ならない液滴吐出ヘッドが開示されている。このような構成により、振動板と流路部材との間に必要とされる接合強度が確保され、かつ接合に用いた接着剤の流出が抑制される。

上述のように、流路板において流路を形成する部材の寸法ばらつき（例えば、隔壁幅や隔壁間隔のばらつき）を有する場合、流路の断面積のばらつきを解消することが必要である。流路内で液体を循環させながら吐出するタイプのヘッドにおいても、液体の循環量を安定させるため、液体を供給する側の流体抵抗と液体を排出する側の流体抵抗の比を一定に保つことが有効である。

特許文献１及び特許文献２に記載の液体吐出ヘッドにおいては、構成部材の接合に用いられる接着剤のはみ出しが制御されるが、流路を構成する部材の寸法ばらつきに起因した流路の液体の流れの方向の断面積（流体抵抗値）のばらつきを抑制することは困難であり、吐出特性のばらつきを解消できないおそれがある。

そこで、本発明は、流路を構成する部材の寸法ばらつきにかかわらず、ノズルから吐出される液滴の吐出特性のばらつきが低減された液体吐出ヘッドを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の液体吐出ヘッドは、液滴を吐出する複数のノズルが形成されたノズル板と、少なくとも複数の前記ノズルに連通する複数の圧力室を区画する隔壁が形成された流路板と、前記圧力室を画成するように前記流路板の前記ノズル板で覆われた面と対向する面を覆う振動板と、前記振動板を振動させて前記圧力室内の液体を加圧する圧力を発生するための駆動手段と、を備え、前記圧力室を区画する隔壁は、前記ノズル板との接合部及び前記振動板との接合部の周縁に、接合に用いた接着剤のはみ出しを有し、前記隔壁と前記ノズル板及び前記振動板とを接合する接着剤量が、前記隔壁の幅に応じて異なり、前記隔壁の幅の値が所定の値よりも大きい場合、前記所定の値よりも小さい場合と比べて、前記圧力室空間への前記接着剤のはみ出し量が少なくなる態様で前記接着剤が塗布されたことを特徴とする液体吐出ヘッドである。

本発明によれば、流路を構成する部材の寸法ばらつきにかかわらず、ノズルから吐出される液滴の吐出特性のばらつきが低減された液体吐出ヘッドを提供することができる。

液体吐出ヘッドの一例を示す液室（圧力発生室）長手方向に沿った断面図である。 液体吐出ヘッドにおける液室短手方向に沿った断面の要部概略図である。 液体吐出ヘッドにおける液室平面方向に沿った断面の要部概略図であり、圧力室部の上面図である 本発明に係る液体を吐出する装置の一例としての画像形成装置の機構部の全体構成を説明する側面説明図である。 本発明に係る液体を吐出する装置の一例としての画像形成装置の機構部の要部平面説明図である。 本実施形態に係る液体吐出ヘッドの圧力室の断面を模式的に示す説明図である。 本実施形態に係る液体吐出ヘッドの圧力室の断面を模式的に示す説明図である。 本実施形態に係る液体吐出ヘッドの圧力室平面方向に沿った断面を模式的に示す説明図である。 本発明に係る液体吐出ユニットの一例示す要部平面説明図である。 本発明に係る液体吐出ユニットの他の例を示す正面説明図である。

以下、本発明に係る液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット及び液体を吐出する装置について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。

なお、「液体吐出ヘッド」とは、ノズルから液体を吐出・噴射する機能部品である。
吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。本実施形態においては、積層型圧電素子を使用する例について説明するが、これに限定されない。

液体吐出ヘッドの一例について図１、図２及び図３を参照して説明する。
図１は本発明を適用可能な液体吐出ヘッド（インクジェットヘッド）の液室長手方向に沿った断面図である。
図２は同液体吐出ヘッドにおける液室短手方向に沿った断面の要部概略図であり、図２（Ａ）は図１のＡ−Ａ断面であり、図２（Ｂ）は図１とは異なる形状（圧力室２ａや流体抵抗部２ｂが流路板２を貫通する形で形成されている形状）の流路板２を有する液体吐出ヘッドの液室長手方向に沿った断面図の一例である。
図３は、同液滴吐出ヘッドにおける液室平面方向に沿った断面の要部概略図であり、圧力室部の上面図である。

この液体吐出ヘッドは、インク供給口１ｂと共通液室１ａとなる彫り込みを形成したフレーム１と、流体抵抗部２ｂ、圧力室（圧力発生室）２ａとなる彫り込みとノズル３ａに連通する連通口２ｃを形成した流路板２と、ノズル３ａを形成するノズル板３と、島状凸部６ａ、ダイアフラム部６ｂおよびインク流入口６ｃを有する振動板６と、振動板に接着層７を介して接合された駆動手段としての積層圧電素子５と、積層圧電素子５を固定しているベース４を備えている。

ベース４はチタン酸バリウム系セラミックからなり、積層圧電素子５を２列配置して接合している。

積層圧電素子５は、厚さ１０〜５０μｍ／１層のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の圧電層と、厚さ数μｍ／１層の銀・パラジューム（ＡｇＰｄ）からなる内部電極層とを交互に積層している。内部電極層は両端で外部電極に接続する。

積層圧電素子５はハーフカットのダイシング加工により櫛歯上に分割され、1つ毎に駆動部５ｃと支持部（非駆動部）５ｄとして使用する。外部電極の外側はハーフカットのダイシング加工で分割されるように、切り欠き等の加工により長さを制限しており、これらは複数の個別電極５ｂとなる。他方はダイシングでは分割されずに導通しており共通電極５ａとなる。

駆動部の個別電極５ｂにはＦＰＣ８が半田接合されている。また、共通電極５ａは積層圧電素子の端部に電極層を設けて回し込んでＦＰＣ８のＧｎｄ電極に接合している。
ＦＰＣ８には図示しないドライバＩＣが実装されており、これにより駆動部５ｃへの駆動電圧印加を制御している。

振動板６は、薄膜のダイアフラム部６ｂと、このダイアフラム部６ｂの中央部に形成した駆動部５ｃとなる積層圧電素子５と接合する島状凸部（アイランド部）６ａと、フレーム１に接合する梁を含む厚膜部と、インク流入口６ｃとなる開口を電鋳工法によるＮｉメッキ膜を2層重ねて形成している。
ダイアフラム部６ｂの厚さは３μｍ、幅は３５ｍｍ（片側）である。

また、共通液室１ａに面する個所には振動板が１層からなる薄膜部６ｄを設け、共通液室１ａの圧力を吸収する機能を設けている。

この振動板６の島状凸部６ａと積層圧電素子５の駆動部５ｃ、振動板６とフレーム１の結合は、ギャップ材を含んだ接着層７をパターニングして接着している。

流路板２はシリコン単結晶基板を用いて、流体抵抗部２ｂ、圧力室２ａとなる彫り込み、およびノズル３ａに対する位置に連通口２ｃとなる貫通口をエッチング工法でパターニングして形成している。
エッチングで残された部分が圧力室２ａの隔壁２ｄとなる。また、このヘッドではエッチング幅を狭くする部分を設けて、これを流体抵抗部２ｂとした。

ノズル板３は金属材料、例えば電鋳工法によるＮｉメッキ膜等で形成したもので、インク滴を飛翔させるための微細な吐出口であるノズル３ａを多数形成している。このノズル３ａの内部形状（内側形状）は、ホーン形状（略円柱形状又は略円錘台形状でもよい。）に形成している。また、このノズル３ａの径はインク滴出口側の直径で約２０〜３５μｍである。また各列のノズルピッチは１５０ｄｐｉとした。

このノズル板３のインク吐出面（ノズル表面側）は、図示しない撥水性の表面処理を施した撥水処理層を設けている。ＰＴＦＥ−Ｎｉ共析メッキやフッ素樹脂の電着塗装、蒸発性のあるフッ素樹脂（例えばフッ化ピッチなど）を蒸着コートしたもの、シリコン系樹脂・フッ素系樹脂の溶剤塗布後の焼き付け等、インク物性に応じて選定した撥水処理膜を設けて、インクの滴形状、飛翔特性を安定化し、高品位の画像品質を得られるようにしている。

インク供給口１ｂと共通液室１ａとなる彫り込みを形成するフレーム１は樹脂成形で作製している。

このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、記録信号に応じて駆動部５ｃに駆動波形（１０〜５０Ｖのパルス電圧）を印加することによって、駆動部５ｃに積層方向の変位が生起し、振動板６を介して圧力室２ａが加圧されて圧力が上昇し、ノズル３ａからインク滴が吐出される。

その後、インク滴吐出の終了に伴い、圧力室２ａ内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性と駆動パルスの放電過程によって圧力室２ａ内に負圧が発生してインク充填行程へ移行する。このとき、インクタンクから供給されたインクは共通液室１ａに流入し、共通液室１ａからインク流入口６ｃを経て流体抵抗部２ｂを通り、圧力室２ａ内に充填される。

流体抵抗部２ｂは、吐出後の残留圧力振動の減衰に効果が有る反面、表面張力による最充填（リフィル）に対して抵抗になる。流体抵抗部を適宜に選択することで、残留圧力の減衰とリフィル時間のバランスが取れ、次のインク滴吐出動作に移行するまでの時間（駆動周期）を短くできる。

本実施形態に係る液体吐出ヘッドについて、図６、図７及び図８に基づき説明する。
図６及び図７は、圧力室２ａの液体の流れ方向に垂直な断面を示したもので、図８は圧力室２ａの液体の流れ方向に水平な方向の断面図を示したものである。
また、図８（Ａ）における液体の流れ方向に垂直な断面は図６、図８（Ｂ）における液体の流れ方向に垂直な断面は図７に対応している。

本実施形態に係る液体吐出ヘッドは、液滴を吐出する複数のノズル３ａが形成されたノズル板３と、少なくとも複数のノズル３ａに連通する複数の圧力室２ａを区画する隔壁２ｄが形成された流路板２と、圧力室２ａを画成するように流路板２のノズル板３で覆われた面と対向する面を覆う振動板６と、振動板６を振動させて圧力室内の液体を加圧する圧力を発生するための駆動手段（積層圧電素子）５と、を備え、圧力室２ａを区画する隔壁２ｄは、ノズル板３との接合部及び振動板６との接合部の周縁に、接合に用いた接着剤９のはみ出しを有し、隔壁２ｄとノズル板３及び振動板６とを接合する接着剤９の量（以下、塗布量）が、隔壁２ｄの幅に応じて異なる液体吐出ヘッドである。

また、接着剤９の塗布量は、隔壁２ｄによって区画される圧力室２ａの液体の流れ方向に垂直な断面における幅Ｗｃに応じても異なる。幅Ｗｃは、隔壁２ｄの幅、または隔壁２ｄの間隔（ピッチ）により規定される。
隔壁２ｄとノズル板３及び振動板６とを接合するのに使用される接着剤９の塗布量は、隔壁の幅の値が所定の値よりも大きい場合、所定の値よりも小さい場合と比べて多くなっている。

そして、隔壁の幅の値が所定の値よりも大きい場合は、所定の値よりも小さい場合と比べて、圧力室空間への接着剤９のはみ出し量が少なくなる態様で接着剤９が塗布されている。
接着剤９のはみ出し量は、図６及び図７中に示すはみ出した領域の幅Ｗｂで表される。

なお、所定の値は、複数の圧力室２ａの値から求めた平均値であることが好ましい。

すなわち、図６〜図８に示すように、圧力室２ａの幅Ｗｃが、複数の圧力室２ａの幅Ｗｃの平均値と比較して大きい場合（隔壁２ｄの間隔が大きい、または隔壁２ｄの幅の値が小さい場合）には、接着剤９の圧力室２ａの空間へのはみ出し量Ｗｂが多く、小さい場合（隔壁２ｄの間隔が小さい、または隔壁２ｄの幅の値が大きい場合）に、接着剤９の圧力室２ａへはみ出し量Ｗｂが少ない。

上記の構成を実現するためには、圧力室２ａの幅Ｗｃ（隔壁２ｄの間隔、または隔壁２ｄの幅）の大小に応じて接着剤９の塗布量またははみ出し量Ｗｂを制御する必要がある。
制御方法としては、例えば、インクジェット法やマイクロディスペンサ法などを用いて塗布位置と塗布量を制御可能であるデジタル印刷による方法が挙げられる。
圧力室２ａの幅Ｗｃ（隔壁２ｄの間隔、または隔壁２ｄの幅）の大小を測定する方法としては、例えば、ＣＣＤによる光学観察や、レーザーによる測長などの方法が挙げられる。

事前に圧力室２ａの幅Ｗｃ（隔壁２ｄの間隔、または隔壁２ｄの幅）を測定することで得られる情報に基づき、基準となる値（例えば、同一流路板上のすべての圧力室２ａの幅Ｗｃの平均値）を算出しておき、当該基準となる値に応じて、それぞれの隔壁２ｄに対する接着剤９の塗布量とはみ出し量Ｗｂを制御する事によって、上述の構成を実現することができる。

接着剤９の塗布量及びはみ出し量Ｗｂの基準となるのは、圧力室２ａの液体の流れ方向の垂直断面積であり、隔壁２ｄの幅にかかわらず、当該断面積が一定となるように接着剤９の量を制御することが好ましい。
断面積については、例えば、ＣＣＤによる光学観察等により得られた画像から算出する方法などが挙げられる。

すなわち、本実施形態の液体吐出ヘッドは、圧力室２ａの接着剤９のはみ出した部分を除いた空間部分の断面積が、液体の流れ方向に垂直な方向の一の断面において、複数の圧力室間で略同一となっている。

また、本実施形態の液体吐出ヘッドを構成する流路板２は、さらに圧力室２ａに連通して圧力室内の液体の一部を回収する循環流路を区画する隔壁が形成されてなるものであってもよい。
この場合、流路板２としては、流体抵抗部２ｂ、圧力室２ａ、及び供給流路が形成された部材と、圧力室２ａを介して供給流路と循環流路とを連通する連通口が形成された部材と、循環流路が形成された部材とを積層した構成が挙げられる。
循環流路が形成された液体吐出ヘッドとしては、例えば、特許文献３（特開２０１５−７１２８９号公報）に記載の構成を採用することができる。

上述の本実施形態の液体吐出ヘッドによれば、流路の隔壁幅のばらつきに対する流路の断面積のばらつきを低減することが可能となるため、流路を構成する部品がばらつきを有する場合であっても、構成される流路の流体抵抗値のばらつきを低減することが出来る。
これにより、ノズルから吐出される液滴の吐出特性のばらつきを低減することができ、液滴吐出特性を向上させ、高性能，高信頼性である液滴吐出ヘッドを実現することが可能となる。

上述の本発明に係る液体吐出ヘッドを備えた液体を吐出する装置の一例について図４及び図５を参照して説明する。
なお、図４は液体を吐出する装置の全体構成を説明する側面説明図、図５は同装置の要部平面説明図である。

この液体を吐出する装置はシリアル型インクジェット記録装置であり、装置本体１１の左右の側板２１Ａ、２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド３１、３２でキャリッジ３３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図５中矢印Ｄ１で示す方向（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３４ａ、３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド３４」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３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、記録ヘッド３４ａ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３４ｂ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。
なお、記録ヘッド３４としては、１つのノズル面に複数のノズルを並べた各色のノズル列を備えるものなどを用いることもできる。

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第２インク供給部としてのサブタンクであるサブタンク３５ａ、３５ｂ（区別しないときは「サブタンク３５」という）を搭載している。
このサブタンク３５には、カートリッジ装填部１４に着脱自在に装着される各色のインクカートリッジ（メインタンク）１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋから、供給ポンプユニット２４によって各色の供給チューブ３６を介して、各色の記録液が補充供給される。

一方、給紙トレイ１２の用紙積載部（圧板）４１上に積載した用紙４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部４１から用紙４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）４３及び給紙コロ４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド４４を備え、この分離パッド４４は給紙コロ４３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４２を記録ヘッド３４の下方側に送り込むために、用紙４２を案内するガイド部材４５と、カウンタローラ４６と、搬送ガイド部材４７と、先端加圧コロ４９を有する押さえ部材４８とを備えるとともに、給送された用紙４２を静電吸着して記録ヘッド３４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５１を備えている。

この搬送ベルト５１は、無端状ベルトであり、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、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５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ５６を備えている。

この帯電ローラ５６は、搬送ベルト５１の表層に接触し、搬送ベルト５１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５１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５２が回転駆動されることによって、図５中矢印Ｄ２で示すベルト搬送方向に周回移動する。

さらに、記録ヘッド３４で記録された用紙４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト５１から用紙４２を分離するための分離爪６１と、排紙ローラ６２及び排紙コロである拍車６３とを備え、排紙ローラ６２の下方に排紙トレイ１３を備えている。

また、装置本体１１の背面部には両面ユニット７１が着脱自在に装着されている。
この両面ユニット７１は搬送ベルト５１の逆方向回転で戻される用紙４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ４６と搬送ベルト５１との間に給紙する。
また、この両面ユニット７１の上面は手差しトレイ７２としている。
さらに、キャリッジ３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構８１を配置している。

この維持回復機構８１には、記録ヘッド３４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）８２ａ、８２ｂ（区別しないときは「キャップ８２」という）と、ノズル面をワイピングするためのワイパ部材（ワイパブレード）８３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８４と、キャリッジ３３をロックするキャリッジロック８７などとを備えている。

また、このヘッドの維持回復機構８１の下方側には維持回復動作によって生じる廃液を収容するための廃液タンク１００が装置本体に対して交換可能に装着される。

また、キャリッジ３３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空吐出受け８８を配置し、この空吐出受け８８には記録ヘッド３４のノズル列方向に沿った開口部８９などを備えている。

このように構成したこの液滴を吐出する装置においては、給紙トレイ１２から用紙４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙４２はガイド４５で案内され、搬送ベルト５１とカウンタローラ４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド３７で案内されて先端加圧コロ４９で搬送ベルト５１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５６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５１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５１上に用紙４２が給送されると、用紙４２が搬送ベルト５１に吸着され、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。

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、停止している用紙４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙４２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４２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４２を排紙トレイ１３に排紙する。

そして、記録ヘッド３４のノズルの維持回復を行うときには、キャリッジ３３をホーム位置である維持回復機構８１に対向する位置に移動して、キャップ部材８２によるキャッピングを行ってノズルからの吸引を行うノズル吸引、画像形成に寄与しない液滴を吐出する空吐出動作などの維持回復動作を行うことにより、安定した液滴吐出による画像形成を行うことができる。

本願において、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備
え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置に
は、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を
気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手
段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装
置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形
成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像
が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパター
ン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。
上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用
紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶
液中に分散した組成液をノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装
置などがある。

なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

次に、本発明に係る液体吐出ユニットについて説明する。
「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。

例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、図９に示すように液体吐出ヘッド４０４を、走査移動機構４９３の一部を構成するガイド部材４０１に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッド４０４と走査移動機構４９３が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッド４０４とキャリッジ４０３と主走査移動機構４９３が一体化されているものがある。

図９に示す液体吐出ユニットは、上述の液体を吐出する装置を構成している部材のうち、側板４９１Ａ、４９１Ｂ及び背板４９１Ｃで構成される筐体部分と、主走査移動機構４９３と、キャリッジ４０３と、液体吐出ヘッド４０４で構成されている。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、図１０に示すように、ヘッドタンク若しくは流路部品４４４が取付けられた液体吐出ヘッド４０４にチューブ４５６が接続されて、液体吐出ヘッド４０４と供給機構が一体化されているものがある。このチューブ４５６を介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。
なお、流路部品４４４はカバー４４２の内部に配置されている。流路部品４４４に代えてヘッドタンクを含むこともできる。また、流路部品４４４の上部には液体吐出ヘッド４０４と電気的接続を行うコネクタ４４３が設けられている。

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。

１ フレーム１
１ａ 共通液室１ａ
１ｂ インク供給口１ｂ
２ 流路板２
２ａ 圧力室（圧力発生室）２ａ
２ｂ 流体抵抗部２ｂ
３ ノズル板３
３ａ ノズル３ａ
４ ベース４
５ 積層圧電素子５
５ａ 共通電極５ａ
５ｂ 個別電極５ｂ
５ｃ 駆動部５ｃ
５ｄ 支持部（非駆動部）５ｄ
６ 振動板６
６ａ 凸部６ａ
６ｂ ダイアフラム部６ｂ
６ｃ インク流入口６ｃ
７ 接着層
８ ＦＰＣ
９ 接着剤
１１ 画像形成装置

特開２０１０−２２１４３４号公報 特開２０１３−２２４００７号公報 特開２０１５−７１２８９号公報

Claims (6)

1. 液滴を吐出する複数のノズルが形成されたノズル板と、
   少なくとも複数の前記ノズルに連通する複数の圧力室を区画する隔壁が形成された流路板と、
   前記圧力室を画成するように前記流路板の前記ノズル板で覆われた面と対向する面を覆う振動板と、
   前記振動板を振動させて前記圧力室内の液体を加圧する圧力を発生するための駆動手段と、を備え、
   前記圧力室を区画する隔壁は、前記ノズル板との接合部及び前記振動板との接合部の周縁に、接合に用いた接着剤のはみ出しを有し、
   前記隔壁と前記ノズル板及び前記振動板とを接合する接着剤量が、前記隔壁の幅に応じて異なり、前記隔壁の幅の値が所定の値よりも大きい場合、前記所定の値よりも小さい場合と比べて、前記圧力室空間への前記接着剤のはみ出し量が少なくなる態様で前記接着剤が塗布されたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記圧力室の前記接着剤のはみ出した部分を除いた空間部分の断面積が、液体の流れ方向に垂直な方向の一の断面において、複数の前記圧力室間で略同一であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記流路板は、さらに前記圧力室に連通して前記圧力室内の液体の一部を回収する循環流路を区画する隔壁が形成されてな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。
4. 前記流路板が、シリコンから形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えることを特徴とする液体吐出ユニット。
6. 請求項１から４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えることを特徴とする液体を吐出する装置。

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