JP5958795B2

JP5958795B2 - インクジェットヘッド及び画像形成装置

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Publication number: JP5958795B2
Application number: JP2012034376A
Authority: JP
Inventors: 秀明西村; 行利田嶋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2012-02-20
Filing date: 2012-02-20
Publication date: 2016-08-02
Anticipated expiration: 2032-02-20
Also published as: US20130215188A1; JP2013169683A; US8678545B2

Description

本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に設けられるインクジェットヘッド、及び、そのインクジェットヘッドを備え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有する画像形成装置として、例えばインクの液滴を吐出するインクジェットヘッドを備え、媒体を搬送しながらインクの液滴を用紙に付着させて画像形成を行うインクジェット記録装置がある。

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液体の総称として用いる。

インクジェット記録装置のインクジェットヘッドは、圧電素子などの電気機械変換素子からなる圧力発生手段と、インクを吐出させる複数のノズル孔と連通しノズル孔からインクを吐出させる圧力が発生される圧力発生室とが複数個設けられたアクチュエータ基板を有している。また、各圧力発生室にインクを供給するための共通流路を設けた共通流路基板や、圧力発生室内のインクを吐出する複数のノズル孔を用紙と対向するノズル面に形成したノズルプレートなどを有している。共通流路基板とアクチュエータ基板とノズルプレートとは順に積層され接合されている。インクジェット記録装置は、圧力発生手段によって圧力発生室内のインクを加圧することによりノズルプレートのノズル孔からインクを吐出させ、媒体上に画像を形成する。

また、特許文献１に記載のインクジェットヘッドには、ノズル孔及びその周辺を露出させる開口が形成されるようにノズル面の周縁部を覆う枠部と、その枠部からインクジェットヘッドの側面に沿って折り曲げられ前記側面を覆う側面部とを有したカバー部材であるヘッドカバーが取り付けられている。これにより、インクジェットヘッドの側面などが、ワイパー部材でインクジェットヘッドのノズル面上の不要なインクを除去するワイピング処理時にワイパー部材と接触したり、用紙と接触したりすることで生じる外力から保護することができる。

インクジェットヘッドの工法としては、ＭＥＭＳ（ＭｉｃｒｏＥｌｅｃｔｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＳｙｓｔｅｍｓ）技術が取り入れられている。これは半導体プロセスを利用した微細加工技術である。例えば、シリコン基板上にインクジェットヘッドに必要な液室、振動板、圧電素子、電極などの部品をエッチング、スパッタなどの加工方法により形成する。そして、これらの部品を小さく形成したり、それぞれの部品の配置に工夫を凝らしたりすることにより、インクジェットヘッドとして小型に作りこむ。その結果、１枚のシリコン基板（半導体基板）から多くのインクジェットヘッドを作る（取り数を多くする）ことができ、小型化するほどにコストを下げることができる。

従来のインクジェットヘッドでは、少なくともアクチュエータ基板とノズルプレートとが概ね同一の外形寸法で形成されていた。これにより、ノズルプレートがアクチュエータ基板で支持されるので、ヘッドカバーとワイパー部材とが接触してヘッドカバーがノズルプレートを押すことによりノズルプレートが変形してしまうのを抑制することができる。

しかしながら、ノズルプレートを支持するためにアクチュエータ基板を大きくしてしまうと、１枚のシリコン基板（半導体基板）からの取り数が少なくなってしまい、インクジェットヘッドの高コスト化を招いてしまうといった問題が生じる。

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、低コスト化を図りつつ、印刷品質の悪化を抑制できるインクジェットヘッド、及び、そのインクジェットヘッドを備えた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、圧力発生室が設けられたアクチュエータ基板と、圧力発生手段により前記圧力発生室内の液体を吐出するノズル孔が記録媒体と対向するノズル面に複数形成されたノズルプレートと、各圧力発生室に液体を供給するための共通流路を設けた共通流路基板と、前記ノズル孔及びその周辺を露出させる開口が形成されるように前記ノズル面の周縁部を少なくとも覆うカバー部材とを備えたインクジェットヘッドにおいて、所定方向での、前記カバー部材の開口寸法をＬｃ、前記アクチュエータ基板の外形寸法をＬａ、前記ノズルプレートの外形寸法をＬｎ、前記共通流路基板の外形寸法をＬｍとしたときに、Ｌａ≦Ｌｃ＜Ｌｎ≦Ｌｍの関係を満たし、前記共通流路基板の前記ノズルプレート側の面の周縁部には前記ノズルプレートを支持する支持部が設けられ、前記支持部は、前記ノズルプレートにおける前記アクチュエータ基板の外周面より突出した部分を、該ノズルプレートの前記ノズル面と反対側の面から支持していることを特徴とするものである。

以上、本発明によれば、低コスト化を図りつつ、印刷品質の悪化を抑制できるという優れた効果がある。

本実施形態でのアクチュエータ基板の外形寸法と、ノズルカバーの開口部寸法と、ノズルプレートの外形寸法と、共通流路基板の外形寸法との関係を示すインクジェットヘッドの断面図。実施形態に係るインクジェット記録装置の斜視図。実施形態に係るインクジェット記録装置の断面図。実施形態に係るインクジェットヘッドの外観斜視図。インクジェットヘッドの分解斜視図。（ａ）共通流路基板の周縁部の３辺にフレーム部材を設けた場合の共通流路基板の斜視図、（ｂ）共通流路基板の周縁部の２辺にフレーム部材を設けた場合の共通流路基板の斜視図、（ｃ）共通流路基板の周縁部の４辺にフレーム部材を設けた場合の共通流路基板の斜視図。従来でのアクチュエータ基板の外形寸法と、ノズルカバーの開口部寸法と、ノズルプレートの外形寸法と、共通流路基板の外形寸法との関係を示すインクジェットヘッドの断面図。インク吐出口付近の拡大図。本実施形態でのアクチュエータ基板の外形寸法と、ノズルカバーの開口部寸法と、ノズルプレートの外形寸法と、共通流路基板の外形寸法との関係を示すインクジェットヘッドの断面図。本実施形態でのアクチュエータ基板の外形寸法と、ノズルカバーの開口部寸法と、ノズルプレートの外形寸法と、共通流路基板の外形寸法との関係を示すインクジェットヘッドの断面図。本実施形態でのアクチュエータ基板の外形寸法と、ノズルカバーの開口部寸法と、ノズルプレートの外形寸法と、共通流路基板の外形寸法との関係を示すインクジェットヘッドの断面図。

以下、本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態について説明する。
図２は、本実施形態におけるインクジェット記録装置の内部構造を模式的に示す斜視図である。図３は、本実施形態におけるインクジェット記録装置の内部構造を媒体である用紙８３の搬送方向と直交する方向である主走査方向から見たときの側面図である。

本実施形態のインクジェット記録装置５１には、記録装置本体８１の内部に前記主走査方向へ移動可能なキャリッジ９３が設けられている。このキャリッジ９３には、インクジェットヘッド９４が着脱可能に搭載されており、また、インクジェットヘッド９４へインクを供給するインクカートリッジ９５も搭載されている。

また、インクジェット記録装置５１には、記録装置本体８１の下方に、多数枚の媒体である用紙８３を積載可能な給紙カセット８５（或いは給紙トレイでもよい。）が設けられている。また、本実施形態のインクジェット記録装置５１には、用紙８３を手差しで給紙するための手差しトレイ８４も設けられている。この手差しトレイ８４を図示の状態から正面側（図３中左側）へ開倒することで、手差しトレイ８４からも用紙８３を給送可能となっている。給紙カセット８５や手差しトレイ８４から給送される用紙８３は、それぞれの搬送路を経由して、キャリッジ９３が配置された印字機構部８９へと搬送され、その印字機構部８９においてインクジェットヘッド９４から吐出されるインクによって画像が記録される。その後、画像が記録された用紙８３は、背面側（図３中右側）に設けられた排紙トレイ８７へ排紙される。

印字機構部８９は、図示しない側板（図３中前後方向の装置内部の両端部に配置された板部材）に横架したガイド部材である主ガイドロッド９１と従ガイドロッド９２とによって、キャリッジ９３を前記主走査方向へ摺動自在に保持している。キャリッジ９３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインクを吐出する各色のノズル群（インク吐出口群）を備えたインクジェットヘッド９４が着脱自在に搭載されている。各色のノズル群は、色ごとに、前記主走査方向と交差する方向へ配列されてノズル列を形成している。インクジェットヘッド９４は、各色ノズルが形成されているノズル面が鉛直方向下方に向くように、キャリッジ９３に装着される。

また、キャリッジ９３には、インクジェットヘッド９４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９５が着脱自在に搭載されている。インクカートリッジ９５は、上方に大気と連通する大気口、下方にはインクジェットヘッド９４へインクを供給する供給口を、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インクジェットヘッド９４へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。なお、本実施形態では、単一のインクジェットヘッド９４に複数色のインク吐出用のノズルを設けた構成であるが、色ごとに個別のインクジェットヘッド９４を設けた構成であってもよい。

本実施形態において、キャリッジ９３は、背面側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド９１に摺動自在に嵌装され、正面側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド９２に摺動自在に載置している。また、主走査モータ９７で回転駆動される駆動プーリ９８と従動プーリ９９との間にはタイミングベルト１００が張架されており、このタイミングベルト１００上にキャリッジ９３が固定されている。これにより、主走査モータ９７の正逆回転により、キャリッジ９３を主ガイドロッド９１及び従ガイドロッド９２に沿って、前記主走査方向へ往復移動（走査）することができる。

また、本実施形態では、給紙カセット８５にセットした用紙８３をインクジェットヘッド９４の下方側に搬送するために、給紙カセット８５から用紙８３を分離給装する給紙ローラ１０１及びフリクションパッド１０２と、用紙８３を案内するガイド部材１０３と、給紙された用紙８３を反転させて搬送する搬送ローラ１０４と、搬送ローラ１０４の周面に押し付けられる搬送コロ１０５と、この搬送コロ１０５からの用紙８３の送り出し角度を規定する先端コロ１０６とが設けられている。搬送ローラ１０４は、副走査モータ１０７によってギヤ列を介して回転駆動される。

キャリッジ９３の前記主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１０４から送り出された用紙８３は、インクジェットヘッド９４の下方側で用紙８３を案内する用紙ガイド部材である印写受け部材１０９上を搬送され、インクジェットヘッド９４の下方を通過する。この印写受け部材１０９の用紙搬送方向下流側には、用紙８３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１１１と、この搬送コロ１１１に対向配置される拍車１１２とが設けられており、さらに用紙８３を排紙トレイ８７に送り出す排紙ローラ１１３，１１４と、排紙経路を形成するガイド部材１１５，１１６とが配設されている。

画像記録時には、キャリッジ９３を前記主走査方向へ移動させながら、画像信号に応じてインクジェットヘッド９４を駆動することにより、停止状態の用紙８３にインクを吐出して１行分の画像を記録し、用紙８３を所定量搬送後に次の行の記録を行う。記録終了信号または用紙８３の搬送方向後端が印字機構部８９の記録領域に到達した信号を受けることにより、画像記録動作を終了させ、用紙８３を排紙する。

また、本実施形態には、図２に示すように、キャリッジ９３の移動方向（前記主走査方向）一端側の記録領域を外れた位置に、インクジェットヘッド９４の吐出不良を回復する処理等を行うための回復装置１１７が配置されている。回復装置１１７は、キャッピング手段と、吸引手段と、クリーニング手段であるワイパー部材とを有している。

キャリッジ９３は、印字待機中には、回復装置１１７との対向位置へ移動し、キャッピング手段によってインクジェットヘッド９４のノズル面がキャッピングされる。これにより、ノズルを湿潤状態に保つことができ、ノズル内のインクが乾燥することによる吐出不良を防止することができる。また、連続画像記録動作の途中などに画像記録と関係しないインクを回復装置１１７で吐出（空吐出）することにより、すべての吐出口のインク粘度を一定に保ち、安定した吐出性能を維持することができる。

また、吐出不良が発生した場合などには、キャッピング手段でインクジェットヘッド９４のノズルをキャッピングして密封し、チューブを通して吸引手段でノズルからインクとともに気泡等を吸い出す処理を行う。また、ノズル面に付着したインクやゴミ等は、クリーニング手段であるワイパー部材により除去する処理も行う。これらの処理を実行することで吐出不良の回復を図る。吸引されたインクは、記録装置本体８１の下部に設置した図示しない廃インク溜に排出され、廃インク溜の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ヘッド９４について説明する。図４は実施形態に係るインクジェットヘッド９４の外観斜視図であり、図５はインクジェットヘッド９４の分解斜視図である。

インクジェットヘッド９４は、インクを吐出する複数のインク吐出口２１ａが用紙８３と対向するノズル面２１ｂに配置されたノズルプレート２１を有している。また、インク吐出口２１ａと連通し、インク吐出口２１ａからインクを吐出させる圧力が発生される複数の圧力発生室である個別液室が形成され、各個別液室を加圧する振動板上に下部電極、圧電素子、上部電極から構成される電気機械変換素子が形成されたアクチュエータ基板２２を有している。また、各個別液室にインクを供給するための共通流路を設けた共通流路基板２４を有している。また、ノズルプレート２１に配置されたインク吐出口２１ａ及びその周辺が露出するように開口しノズルプレート２１のノズル面２１ｂの周縁部を少なくとも覆うカバー部材であるノズルカバー２０を有している。また、ノズル列と垂直方向となる位置基準面を備えダンパ部材２６，２７を介して、共通流路基板２４、アクチュエータ基板２２、ノズルプレート２１、ノズルカバー２０が取り付けられるハウジング４０を有している。また、複数個のインクタンク（図示せず）を保持してハウジング４０と締結手段であるネジ４３により固定されるタンクホルダ５０を有している。

共通流路基板２４やダンパ部材２６，２７やハウジング４０には、各ノズル列に対応した配置でインク吐出口２１ａまで連通したインク供給経路を具備しており、アクチュエータ基板２２に形成された個別液室及び各ノズル列に各色インクをインクタンクから供給する。

また、インクジェット記録装置に配置されたコネクタ（図示せず）と電気的に接続されて記録画像に応じた電気信号を伝達する電気パッドを具備するコネクタ基板４２と、アクチュエータ基板２２上に設けられた電気機械変換素子を駆動するための駆動ＩＣ（図示せず）と駆動ＩＣとに電気的に接続するパッド部とコネクタ基板４２とを電気的に接続するＦＰＣ（ＦｌｅｘｉｂｌｅＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔｓ）４１とが設けられている。そして、記録画像に応じてインクジェット記録装置から伝達される電気信号がコネクタ基板４２とＦＰＣ４１とを介して電気機械変換素子を具備するアクチュエータ基板２２に供給され、電気機械変換素子によって変換された機械振動が振動板を介して個別液室内のインクを加圧し、インク吐出口２１ａから用紙８３に高精度にインクを吐出することができる構成となっている。

ノズルプレート２１は、ノズル面２１ｂに各列毎で複数個のインク吐出口２１ａが形成されたノズル列が計４列形成されており、１つのインクジェットヘッド９４で４色分のインクを吐出することができる。ノズルプレート２１の材質としては、ステンレス鋼等の板材を用いることが好適であり、プレス加工法によってインク吐出口２１ａを形成することが好適である。

また、ノズルプレート２１には撥液材料が表面処理されており、不均一なインクの付着によるインクの吐出曲がりなどの吐出不良を抑制する構造となっている。撥液材料としては、表面エネルギーが小さいフルオロカーボンを含む有機材料を好適に用いることができ、蒸着法や浸漬法によりノズルプレート２１の表面に塗布したものを用いることが好適である。

なお、ノズルプレート２１のアクチュエータ基板２２との接合面は撥液材料除去手段である酸素プラズマ処理等の処理によって撥液材料が除去されており、アクチュエータ基板２２の表面に塗布した接着剤を介して接合されている。前記接着剤としては、インクジェット記録装置にて使用されるインクに対して耐溶剤性の高い接着剤を用いることができ、具体的には、エポキシ樹脂やシリコーン樹脂を含有する熱硬化型接着剤を好適に用いることができる。

ノズルカバー２０は、ノズルプレート２１に形成されたインク吐出口２１ａが露出するように開口され、共通流路基板２４の端面部及びＦＰＣ４１とアクチュエータ基板２２の接続部を覆うように折り曲げられて略箱形に形成されている。また、ノズルカバー２０には、ハウジング４０に設けた突起部４０ａと嵌合して取り付けがなされるための孔部２０ａが設けられている。

ノズルカバー２０の材料としては、ノズルプレート２１と同一材料であるステンレス鋼を用いており、ノズルプレート２１の表面に処理された撥液材料がノズルカバー２０の表面に対しても処理されることで、ノズルカバー２０へのインクの付着を抑制することができる。

アクチュエータ基板２２に形成された電気機械変換素子は、ゾルゲル法を用いた半導体デバイス製造技術によって微細加工がなされており、電気機械変換素子の高密度化を容易に行うことが可能となっている。

ゾルゲル法とは非特許文献１に示すように、金属アルコキシド等の金属有機化合物を溶液系で加水分解、重縮合させて金属−酸素−金属結合を成長させ、最終的に焼結することにより完成させる無機酸化物の作製方法である。ゾルゲル法により成膜される圧電素子材料として具体的には、酢酸鉛、イソプロポキシドジルコニウム、イソプロポキシドチタンを出発材料にし、これらの出発材料を、共通溶媒としてのメトキシエタノールに溶解させたチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系の材料を好適に用いることができるものである。

共通流路基板２４は複数枚の積層部材から形成され、少なくともアクチュエータ基板２２側と接合される第一の板部材と、ダンパ部材２６側と接合される第二の部材とによって構成されている。前記第一の部材としては、ステンレス鋼あるいはＦｅ−Ｎｉ合金を好適に用いることができ、加工方法としては、プレス加工法、エッチング法、レーザー加工法等各種の加工法が挙げられるが、コスト面からプレス加工法をより好適に用いることができる。また、前記第二の部材は、ポリフェニレンサルファイド（Ｐｏｌｙ−ＰｈｅｎｙｌｅｎｅＳｕｌｆｉｄｅ）を含む樹脂を射出成型法によって形成することが好適である。

フレーム部材２３は、共通流路基板２４を構成する前記第二の部材と同一の部材で形成されており、ノズルプレート２１の吐出面とは反対側の面と、共通流路基板２４のノズルプレート側の面と、アクチュエータ基板２２の外周側面とに囲まれた領域の少なくとも一部に形成されている。

また、フレーム部材２３は、アクチュエータ基板２２の寸法に基づいて種々の形態をとることが可能である。

図６（ａ）は共通流路基板２４の周縁部の３辺にフレーム部材２３を設けた場合の共通流路基板２４の斜視図である。図６（ｂ）共通流路基板２４の周縁部の２辺にフレーム部材２３を設けた場合の共通流路基板２４の斜視図である。図６（ｃ）は共通流路基板２４の周縁部の４辺にフレーム部材２３を設けた場合の共通流路基板２４の斜視図である。

図６（ａ）では、共通流路基板２４のアクチュエータ基板２２との接合面のうち、４辺の縁部からなる周縁部の３辺にフレーム部材２３を設けている。図６（ｂ）では、共通流路基板２４の前記接合面のうち、前記周縁部の共通流路基板２４の長手方向に延びる２辺にフレーム部材２３を設けている。図６（ｃ）では、共通流路基板２４の前記接合面のうち、周縁部の４辺全てにフレーム部材２３を設けている。

図６（ａ）、図６（ｂ）、図６（ｃ）に示すように、共通流路基板２４のアクチュエータ基板２２との接合面のうち、周縁部の少なくとも一部にフレーム部材２３を配置することが可能である。

共通流路基板２４とフレーム部材２３とは、インサート成形法によって一体化されることが好適である。すなわち、一体化は共通流路基板２４を形成している第一の部材である金属部材の表面に、溶融樹脂と密着するための表面加工を予め施しておき、射出成形用金型にインサートする。インサートしてある前記第一の部材に溶融状態の樹脂が射出されることで強固に接合し、金型から取り出すときには共通流路基板２４とフレーム部材２３とが一体化される。これにより、共通流路基板２４及びフレーム部材２３を形成するための接合が不必要となることからコスト削減が可能となる。

図７は、従来のインクジェットヘッド９４におけるアクチュエータ基板２２の外形寸法Ｌａと、ノズルカバー２０の開口部寸法Ｌｃと、ノズルプレート２１の外形寸法Ｌｎと、共通流路基板２４の外形寸法Ｌｍとの関係を示すインクジェットヘッド９４の断面図である。図８はアクチュエータ基板２２の個別液室内にあるインク２２ａが吐出されるインク吐出口２１ａ付近を拡大したものであり、ノズルプレート２１の表面に付着したインクを除去するためのワイピング動作を示す模式図である。

まず、従来のインクジェットヘッド９４の一例を図７に示す。
従来のインクジェットヘッド９４では、ノズルプレート２１とアクチュエータ基板２２とがほぼ同一の寸法で形成されている。また、ノズルカバー２０がノズルプレート２１の表面と、ノズルプレート２１とアクチュエータ基板２２と共通流路基板２４との端面を覆蓋するように配置されている。そして、Ｌｃ＜Ｌｎ≦Ｌａ≦Ｌｍの関係を満たすように構成されている。

従来のインクジェットヘッド９４においては、ノズルカバー２０の剛性を確保するために、ノズルプレート２１とアクチュエータ基板２２とのオーバーラップ量を確保する構成となっている。ところが、これによりノズルカバー２０の開口部の縁とノズルプレート２１におけるインク吐出口２１ａとの距離が狭まってしまう。このような場合においては、図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）に示すように、ノズルカバー２０の開口部の縁とノズルプレート２１の表面とにより形成される段差部が、インク吐出口２１ａと近づいてしまう。

このとき、ワイパー保持部２９によって保持されたワイパー部材２８は、インクジェットヘッド９４に対して相対移動することによって、ノズルプレート２１の表面に付着したインク２２ｂを払拭した際に、払拭しきれずに残留して段差部にインク２２ｃが堆積する状態となる。さらに、段差部に堆積したインク２２ｃの周辺に、新たにインク２２ｄが付着して段差部に堆積されていくと、その堆積したインクがインク吐出口２１ａ付近まで到達しインク吐出口２１ａ付近のノズルプレート２１の表面が汚染される。そのため、インク吐出口２１ａから吐出されたインクが曲ってしまう吐出曲がり等の吐出不良を引き起こす虞がある。

本実施形態に係るインクジェットヘッド９４の一形態を図１に示す。
図１において、アクチュエータ基板２２の外形寸法Ｌａと、ノズルカバー２０の開口部寸法Ｌｃと、ノズルプレート２１の外形寸法Ｌｎと、共通流路基板２４の外形寸法Ｌｍとが、Ｌａ＜Ｌｃ＜Ｌｎ≦Ｌｍの関係を満たすように構成されている。

また、フレーム部材２３がノズルプレート２１のインク吐出口２１ａ吐出面とは反対側の面と、共通流路基板２４のノズルプレート側の面と、アクチュエータ基板２２の外周の側面部とに囲まれた領域に形成されており、ノズルプレート２１の外周部を補強する構成となっている。

このような構成にすることで、製造コストが高いアクチュエータ基板２２の小型化を図りつつ、ノズルカバー２０とワイパー部材２８とが接触しノズルカバー２０がノズルプレート２１を押すことでノズルプレート２１が変形するのを抑制することができる。また、ノズルカバー２０の開口部の縁とインク吐出口２１ａとの距離を、従来のインクジェットヘッド９４よりも離すことができる。これにより、ノズルカバー２０の開口部の縁とノズルプレート２１の表面とにより形成される段差部にインクが堆積されていっても、インク吐出口２１ａ付近のノズルプレート２１の表面までインクが到達し難くなる。よって、インク吐出口２１ａ付近のノズルプレート２１の表面が汚染されて吐出曲がり等の吐出不良を引き起こしてしまうのを抑制することができる。

また、フレーム部材２３をアクチュエータ基板２２の板厚よりも薄く形成して、フレーム部材２３とノズルプレート２１との間に隙間を形成し、その隙間に充填材３０を充填しても良い。これにより、フレーム部材２３とノズルプレート２１との固定性が向上し、インクジェットヘッド内部へのインクの浸入を抑制することができるため、インクジェットヘッド９４の信頼性がさらに向上することができる。

また、本実施形態に係るインクジェットヘッド９４の他の形態を、図９、図１０、図１１に示す。

図９においては、アクチュエータ基板２２の外形寸法Ｌａと、ノズルカバー２０の開口部寸法Ｌｃと、ノズルプレート２１の外形寸法Ｌｎと、共通流路基板２４の外形寸法Ｌｍとが、Ｌａ＝Ｌｃ＜Ｌｎ＜Ｌｍの関係を満たすように構成されている。

図１０においては、アクチュエータ基板２２の外形寸法Ｌａと、ノズルカバー２０の開口部寸法Ｌｃと、ノズルプレート２１の外形寸法Ｌｎと、共通流路基板２４の外形寸法Ｌｍとが、Ｌａ＝Ｌｃ＜Ｌｎ＝Ｌｍの関係を満たすように構成されている。

図１１においては、アクチュエータ基板２２の外形寸法Ｌａと、ノズルカバー２０の開口部寸法Ｌｃと、ノズルプレート２１の外形寸法Ｌｎと、共通流路基板２４の外形寸法Ｌｍとが、Ｌａ＜Ｌｃ＜Ｌｎ＝Ｌｍの関係を満たすように構成されている。

図９、図１０、図１１のいずれの場合も、図１の構成と同様の効果を得ることができる。

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）
圧力発生室が設けられたアクチュエータ基板２２などのアクチュエータ基板と、圧力発生手段により圧力発生室内のインクなどの液体を吐出するインク吐出口２１ａなどのノズル孔が用紙８３などの記録媒体と対向するノズル面２１ｂなどのノズル面に複数形成されたノズルプレート２１などのノズルプレートと、各圧力発生室に液体を供給するための共通流路を設けた共通流路基板２４などの共通流路基板と、ノズル孔及びその周辺を露出させる開口が形成されるようにノズル面の周縁部を少なくとも覆うノズルカバー２０などのカバー部材とを備えたインクジェットヘッド９４などのインクジェットヘッドにおいて、所定方向での、カバー部材の開口寸法をＬｃ、アクチュエータ基板の外形寸法をＬａ、ノズルプレートの外形寸法をＬｎ、共通流路基板の外形寸法をＬｍとしたときに、Ｌａ≦Ｌｃ＜Ｌｎ≦Ｌｍの関係を満たし、ノズルプレートのノズル面とは反対側の面と、共通流路基板のノズルプレート側の面と、アクチュエータ基板の外周側面とに囲まれた領域に、該ノズルプレートの該反対側の面と該共通流路基板のノズルプレート側の面とに接触しノズルプレートを支持する支持部材を設けた。これよれば、上記実施形態について説明したように、低コスト化を図りつつ、印刷品質の悪化を抑制できる。
（態様Ｂ）
（態様Ａ）において、上記フレーム部材は上記共通流路基板のノズルプレート側の面の周縁部の少なくとも一部に形成すれば良い。
（態様Ｃ）
（態様Ａ）または（態様Ｂ）において、上記フレーム部材の板厚をｔｂ、上記アクチュエータ基板の板厚をｔａとしたときに、ｔｂ≦ｔａの関係を満たし、前記フレーム部材と上記ノズルプレートとの間に形成された隙間に充填材を充填した。これによれば、上記実施形態について説明したように、インクジェットヘッドの信頼性を向上させることができる。
（態様Ｄ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）または（態様Ｃ）において、上記共通流路基板と上記フレーム部材とが、金属部材と樹脂部材とで一体化されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、コスト削減が可能となる。
（態様Ｅ）
（態様Ｄ）において、上記共通流路基板の少なくとも一部は金属部材で形成されており、前記共通流路基板を形成している金属部材の全面もしくは樹脂部材と接触する面側に、表面処理を施すのが望ましい。
（態様Ｆ）
（態様Ｄ）または（態様Ｅ）において、上記金属部材としてステンレス鋼を好適に用いることができる。
（態様Ｇ）
（態様Ｄ）、（態様Ｅ）または（態様Ｆ）において、上記樹脂部材としてポリフェニレンサルファイドを含む樹脂を好適に用いることができる。
（態様Ｈ）
（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）、（態様Ｅ）、（態様Ｆ）または（態様Ｇ）において、上記圧力発生手段に電気機械変換素子を好適に用いることができる。
（態様Ｉ）
インクジェット記録装置において、（態様Ａ）、（態様Ｂ）、（態様Ｃ）、（態様Ｄ）、（態様Ｅ）、（態様Ｆ）、（態様Ｇ）または（態様Ｈ）のインクジェットヘッドを搭載した。これによれば、上記実施形態について説明したように、印刷品質の悪化を抑えつつ低コスト化を図ることができる。

２０ノズルカバー
２０ａ孔部
２１ノズルプレート
２１ａインク吐出口
２１ｂノズル面
２２アクチュエータ基板
２２ａインク
２２ｂインク
２２ｃインク
２２ｄインク
２３フレーム部材
２４共通流路基板
２６ダンパ部材
２７ダンパ部材
２８ワイパー部材
２９ワイパー保持部
３０充填材
４０ハウジング
４０ａ突起部
４２コネクタ基板
４３ネジ
５０タンクホルダ
５１インクジェット記録装置
８１記録装置本体
８３用紙
８４手差しトレイ
８５給紙カセット
８７排紙トレイ
８９印字機構部
９１主ガイドロッド
９２従ガイドロッド
９３キャリッジ
９４インクジェットヘッド
９５インクカートリッジ
９７主走査モータ
９８駆動プーリ
９９従動プーリ
１００タイミングベルト
１０１給紙ローラ
１０２フリクションパッド
１０３ガイド部材
１０４搬送ローラ
１０５搬送コロ
１０６先端コロ
１０７副走査モータ
１０９印写受け部材
１１１搬送コロ
１１２拍車
１１３排紙ローラ
１１４排紙ローラ
１１５ガイド部材
１１６ガイド部材
１１７回復装置

特開２０１１−０００７７８号公報

Ｋ．Ｄ．Ｂｕｄｄ、Ｓ．Ｋ．Ｄｅｙ、Ｄ．Ａ．Ｐａｙｎｅ、Ｐｒｏｃ．Ｂｒｉｔ．Ｃｅｒａｍ．Ｓｏｃ．３６、１０７（１９８５）

Claims

圧力発生室が設けられたアクチュエータ基板と、
圧力発生手段により前記圧力発生室内の液体を吐出するノズル孔が記録媒体と対向するノズル面に複数形成されたノズルプレートと、
各圧力発生室に液体を供給するための共通流路を設けた共通流路基板と、
前記ノズル孔及びその周辺を露出させる開口が形成されるように前記ノズル面の周縁部を少なくとも覆うカバー部材とを備えたインクジェットヘッドにおいて、
所定方向での、前記カバー部材の開口寸法をＬｃ、前記アクチュエータ基板の外形寸法をＬａ、前記ノズルプレートの外形寸法をＬｎ、前記共通流路基板の外形寸法をＬｍとしたときに、Ｌａ≦Ｌｃ＜Ｌｎ≦Ｌｍの関係を満たし、
前記共通流路基板の前記ノズルプレート側の面の周縁部には前記ノズルプレートを支持する支持部が設けられ、
前記支持部は、前記ノズルプレートにおける前記アクチュエータ基板の外周面より突出した部分を、該ノズルプレートの前記ノズル面と反対側の面から支持していることを特徴とするインクジェットヘッド。
請求項１のインクジェットヘッドにおいて、
前記圧力発生手段は電気機械変換素子を有し、
前記アクチュエータ基板には、振動板と、前記電気機械変換素子と、該電気機械変換素子を駆動するための駆動ＩＣとが備えられており、さらに、前記アクチュエータ基板には該駆動ＩＣを収容するための空間が設けられていることを特徴とするインクジェットヘッド。
請求項１または２のインクジェットヘッドにおいて、前記ノズルプレートの前記ノズル面と反対側の面と、前記支持部の前記ノズルプレート側の面との間には充填材が設けられており、前記支持部は前記充填材を介して前記ノズルプレートを支持していることを特徴とするインクジェットヘッド。
請求項１乃至３のいずれか１に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記支持部は前記共通流路基板と一体で構成されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
請求項４に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記支持部と前記共通流路基板とはいずれも樹脂部材であることを特徴とするインクジェットヘッド。
請求項４に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記共通流路基板と前記支持部とが、金属部材と樹脂部材とで一体化されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
請求項６のインクジェットヘッドにおいて、
前記共通流路基板の少なくとも一部は金属部材で形成されており、
前記共通流路基板を形成している金属部材の全面もしくは樹脂部材と接触する面側に、表面処理が施されていることを特徴とするインクジェットヘッド。
請求項６または７のインクジェットヘッドにおいて、
前記金属部材がステンレス鋼であることを特徴とするインクジェットヘッド。
請求項５乃至８のいずれか１に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記樹脂部材がポリフェニレンサルファイドを含む樹脂であることを特徴とするインクジェットヘッド。
請求項１乃至９のいずれか１に記載のインクジェットヘッドを搭載したことを特徴とする画像形成装置。