JP5677702B2 - 液体吐出ヘッドユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に液滴を吐出する液体吐出ヘッドユニット及び同ユニットを備える画像形成装置に関する。

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としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。

なお、本願において、液体吐出記録方式の「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こと（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料、樹脂なども含まれる。また、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を３次元的に造形して形成された像も含まれる。

ところで、液体吐出ヘッドを記録ヘッドに用いる画像形成装置にあっては、滴吐出に伴うミストの発生が避けられず、このミストがヘッドを駆動するための電子部品などを実装した電気回路基板に付着すると、誤動作や電子部品の破損を生じるおそれがある。

そこで、例えば、インク滴を吐出するヘッド本体と、ヘッド本体にインクを供給しかつ保持するヘッドケースと、ヘッドケースにインクを供給するカートリッジケースと、ヘッド本体に電気信号を伝達する回路基板からなり、ヘッドケースとカートリッジケースにより回路基板を挟み込み、更にカートリッジケースに設けられたリブにより電気回路の移動を規制するものがある（特許文献１）。

また、液滴を吐出するヘッドユニットをヘッドホルダで覆い、ヘッドホルダの開口をヘッドユニットと接続され片面を絶縁した電気回路基板で気密的に閉鎖するように固定するものがある（特許文献２）。

また、印字手段と、印字手段にインクを供給するインク貯蔵手段と、印字手段に電気信号を印加する電気回路からなる小型印字装置において、電気回路は少なくとも一部表面が絶縁素材で覆われ、覆われた部分がインク貯蔵手段内部に配置されるものがある（特許文献３）。

特開２００３−２５５６２号公報 特開２００９−０００９７８号公報 特開平１０−５８７５６号公報

ところで、液体吐出ヘッドにおいては、小型化の要求が強く、ヘッドを構成する部品は、小型化、高密度化が進んでいる。また、ヘッドを駆動するため信号を与える電気回路基板も高密度化されてきており、配線パターンと電子部品が隙間無く実装されるようになっている。また、電子部品などの実装部品が基板の両面に配置されることもあり、周辺部材もそれを考慮して、隙間やギャップを設けた構成をとる必要があるが、上述したように、液滴吐出によって生じるインクミストなどが電子部品に付着することによって電子部品が破損するという問題が生じることになる。

この場合、特許文献１に開示の構成にあっては、電気回路はヘッドケースにもカートリッジケースにも固定されないので、部品間に隙間が残ることになり、ミストによる電気回路の破損を防止することはできない。また、特許文献２に開示の構成にあっては、電気回路基板は片面を絶縁処理しなければならず、コスト高になるとともに、実装部品を両面に配置した場合には絶縁処理が困難となるだけでなく、ヘッド全体を収納するためのヘッドホルダが大型化し、装置の大型化につながるという課題がある。さらに、特許文献３に開示の構成にあっては、絶縁した電気回路基板でインク流路の一部を封止しなければならず、接合が難しくなるとともに、一方向の面の実装部品はすべて絶縁しなければならず、その評価・検査が難しいという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、電気回路基板の電子部品をミストから保護して信頼性を向上しつつ、ヘッドの小型化を図ることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットは、
液滴を吐出するノズルが形成されたノズル板、及び、前記液滴を吐出させる圧力を発生させる複数の圧力発生手段を有するヘッドと、
前記ヘッドの圧力発生手段と電気的に接続し、電子部品が実装された電気回路基板と、
前記ヘッドに供給する液体を収容するタンクと、
を備える液体吐出ヘッドユニットであって、
前記ヘッドのフレーム部材と、前記電気回路基板と、前記タンクとは積層構造をなし、
前記ヘッドのフレーム部材と前記電気回路基板との間及び前記電気回路基板と前記タンクとの間の少なくともいずれかには、内部に、外周が前記ノズル板の外周よりも内側に配置された空間が設けられ、
前記電気回路基板の平面視において、前記電気回路基板の前記電子部品が、前記空間内における各々の前記圧力発生手段と前記電気回路基板との接続部同士の間に収容され、
前記ヘッドのフレーム部材と前記タンクとが当接している部分を有している
構成とした。

本発明に係る液体吐出ヘッドユニットは、
液滴を吐出するノズルが形成されたノズル板、及び、前記液滴を吐出させる圧力を発生させる複数の圧力発生手段を有するヘッドと、
前記ヘッドの圧力発生手段と電気的に接続し、電子部品が実装された電気回路基板と、
前記ヘッドに供給する液体を収容するタンクと、
フィルタユニットと、
を備える液体吐出ヘッドユニットであって、
前記ヘッドのフレーム部材と、前記電気回路基板と、前記フィルタユニットと、前記タンクとは積層構造をなし、
前記ヘッドのフレーム部材と前記電気回路基板との間及び前記電気回路基板と前記フィルタユニットとの間の少なくともいずれかには、内部に、外周が前記ノズル板の外周よりも内側に配置された空間が設けられ、
前記電気回路基板の平面視において、前記電気回路基板の前記電子部品が、前記空間内における各々の前記圧力発生手段と前記電気回路基板との接続部同士の間に収容され、
前記ヘッドのフレーム部材と前記タンクとが当接している部分を有している
構成とした。

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ユニットを備えたものである。

本発明に係る液体吐出ヘッドユニットによれば、電気回路基板の電子部品をミストから保護して信頼性を向上しつつ、ヘッドの小型化を図ることができる。

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ユニットを備えているので、信頼性が向上し、装置の小型化を図れる。

本発明に係る液体吐出ヘッドユニットの第１実施形態の外観斜視説明図である。 同ヘッドユニットの分解斜視説明図である。 同じくフレーム部材と電気回路基板の説明に供する斜視説明図である。 同じくタンクと電気回路基板の説明に供する斜視説明図である。 同じく側面説明図である。 同じく正面説明図である。 同じく側断面説明図である。 同じくヘッドの要部断面説明図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドユニットの第２実施形態の側断面説明図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドユニットの第３実施形態の側断面説明図である。 本発明に係る液体吐出ヘッドユニットの第４実施形態の側断面説明図である。 ヘッドのフレキシブル配線基板と電気回路基板との接続構造の説明に供する斜視説明図である。 同じく平面説明図である。 同じく複数の液体吐出ヘッドユニットを並べてラインヘッドアレーの一例を示す平面説明図である。 本発明に係る画像形成装置の一例を示す全体構成図である。 同じく要部平面説明図である。 本発明に係る画像形成装置の他の例を示す機構部全体の概略構成図である。

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ユニットの第１実施形態について図１ないし図５を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドユニットの外観斜視説明図、図２は同じく分解斜視説明図、図３は同じくフレーム部材と電気回路基板の説明に供する斜視説明図、図４は同じくタンクと電気回路基板の説明に供する斜視説明図、図５は同じく側面説明図、図６は同じく正面説明図、図７は同じく側断面説明図、図８はヘッドの要部断面説明図である。

この液体吐出ヘッドユニット（以下、単に「ヘッドユニット」という。）１は、液滴を吐出するヘッド２と、ヘッド２と接続する電子部品が実装された電気回路基板３と、ヘッド２に供給するインクを収容するタンク４とを備え、ヘッド２のフレーム部材と電気回路基板３とタンク４とは積層構造をなして一体化され、ヘッド２のフレーム部材１７と電気回路基板３との間及び電気回路基板３とタンク４との間に空間６、７がそれぞれ設けられ、電気回路基板３の電子部品３２が空間６、７に収容されている。

ここで、ヘッド２は、液滴を吐出するノズル１１が形成されたノズル板１２と、ノズル１１が連通する液室１３を形成する流路板１４と、液室１３の壁面の一部を形成する振動板１５ａを形成する振動板部材１５と、振動板１５ａを変位させる２つの圧電アクチュエータ１６と、各液室１３にインクを供給する共通液室１８を形成し、圧電アクチュエータ１６を内部に収納し、ノズル板１２、流路板１４及び振動板部材１５を前面側に保持するフレーム部材１７とを備えている。

各圧電アクチュエータ１６は、基板２１に接合された２列の圧力発生手段である積層型圧電素子部材２２を有し、圧電素子部材２２にはスリット加工が施されて各液室１３に対応する圧電素子柱２２ａが形成されている。そして、各圧電素子部材２２には、各圧電素子柱２２ａと電気回路基板３とを電気的に接続するＦＰＣなどのフレキシブル配線基板２３が接合されて接続されている。

フレーム部材１７には、前述した共通液室１８の他、圧電アクチュエータ１６を収納する開口部１７ａ及び空間６を形成する開口部１７ｂがそれぞれ形成されている。このフレーム部材１７はＳＵＳなどの金属部材で形成されているが、これに限るものではなく、樹脂部材でもよい。

なお、振動板部材１５には共通液室１８と液室１３との間に液供給口部となるフィルタ部１９が形成されている。また、共通液室１８と振動板１５を挟んで反対側にダンパ室２０が形成されている。

電気回路基板３には、基板本体３１の両面に、圧電アクチュエータ１６とフレキシブル配線基板２３及び基板３上の配線パターンを介して接続される電子部品３２が実装され、また、このヘッドユニット１と画像形成装置本体のコントローラなどの制御ボードと接続するためのＦＦＣコネクタ３３などが搭載されている。さらに、フレキシブル配線基板２３を通す開口部３４が形成されている。ここで、実装密度を上げて小型化を行うためには、このような両面実装が望ましいが、フレーム部材１７側、もしくはタンク４側のいずれか一方にのみ電子部品３２を実装してもよい。

タンク４は、２分割されたインク室４１、４１を形成するポリスチレン、ポリプロピレンなどからなるタンクケース４２の各開口部に弾性変形可能な部材（可撓性フィルム部材や弾性部材：以下「可撓性フィルム」という。）４３が設けられ、各インク室４１、４１に外部からインクを供給するための供給径路と接続される連結部（ポート）４５が設けられている。そして、タンクケース４２は空間７を形成する凹部４６が設けられている。

このように、液滴を吐出するヘッド２と、ヘッド２と接続する電子部品が実装された電気回路基板３と、ヘッド２に供給するインクを収容するタンク４とを備え、ヘッド２のフレーム部材１７と電気回路基板３とタンク４とは積層構造をなして一体化され、ヘッド２のフレーム部材１７と電気回路基板３との間及び電気回路基板３とタンク４との間に空間６、７がそれぞれ設けられ、電気回路基板３の電子部品３２が空間６、７に収容されている構成とすることで、ミストから電気回路基板３の電子部品３２などを保護することができて信頼性が向上し、フレーム部材又はタンク内に電子部品が収容されていることでヘッドユニットの小型化を図ることができる。

また、上記実施形態において、フレーム部材１７と電気回路基板３との間には絶縁シート５１が介在されている。これにより、フレーム部材１７を金属（例えばＳＵＳ）などの導電性部材で形成した場合でも、電気回路基板３の基板本体３１の面に配線パターンを形成することができて、電気回路基板３をより高密度にして、ヘッドユニット１の小型化を図ることができる。なお、絶縁シート５１は電気回路基板３を固定する領域は逃げて配置されている。

また、電気回路基板３とタンク４との間には、電気回路基板３とタンク４との間に残る隙間を外部から遮蔽することで液体を遮蔽する遮蔽部材５２が設けられている。この遮蔽部材５２は、略Ｌ字状の樹脂フィルム部材で形成している。これにより、電気回路基板３とタンク４との間の隙間からのミストの侵入をより効果的に防止できる。なお、遮蔽部材５２に代えて、あるいは遮蔽部材５２とともに、電気回路基板３とタンク４との間を封止材によって封止することもできる。

そして、この遮蔽部材５２はタンク４の可撓性フィルム部材４３の外面を囲んで配置されている。これにより可撓性フィルム部材４３の外壁面へのミストの付着を防止している。

この場合、タンク４のタンクケース４２には、遮蔽部材５２を可撓性フィルム４３に干渉しない位置に保持する手段である突起部（隙間保持手段）５３が設けられている。これにより、可撓性フィルム４３と遮蔽部材５２が干渉して、可撓性フィルム４３の動作が妨げられることを防止でき、更にコネクタ３３と装置本体側のコネクタの着脱時にコネクタが可撓性フィルム４３に接触してフィルム４３が損傷することをも防止できる。

また、フレーム部材１７の共通液室１８は供給ポート７１と排出ポート７２を有し、同様にタンク４にも供給ポート７３と排出ポート７４を有している。これらのフレーム部材１７の供給ポート７１及び排出ポート７２とタンク４の供給ポート７３及び排出ポート７４とは、電気回路基板３の貫通穴７５、絶縁シート５１の貫通穴７６を介して各接続され、各接続部分はゴムパッキンなどで封止されている。これにより、タンク４からヘッド２のフレーム部材１７の共通液室１８へのインク供給は電気回路基板３の貫通穴６５を通じて行われる。このように、タンク４とヘッド２との間のインク供給、インク排出を電気回路基板３を通じて行うことで、電気回路基板３のフレーム部材１７との接合面側と反対側の面をタンク４で覆うことができる。

ここで、電気回路基板３の貫通穴７５を介した接続は、前記貫通穴７５をインクが直接通る必要はなく、たとえばフレーム部材１７の供給ポート７１及び排出ポート７２を突出して形成し、前記貫通穴７５の中を通して、タンク４の供給ポート７３及び排出ポート７４と接続される構成でもよい。このような構成では、電気回路基板３とのフレーム部材１７、タンク４との封止が必要なく、フレーム部材１７とタンク４間の封止だけでよい。また逆に、タンク側の供給ポート７３及び排出ポート７４を突出する構成としてもよい。

また、電気回路基板３及びフレーム部材１７の位置決めは位置決めピン７７と位置決め穴（切り欠きを含む）７８にて行い、紫外線硬化性接着剤などで接合している。

また、タンク４とヘッド２のフレーム部材１７とは、図６に示すように、タンク４のタンクケース４２の一部４ａが直接当接する構成としている。これにより、タンク４とヘッド２のフレーム部材１７とが直接接触する構造となり、電気回路基板３に負荷をかけることなく、タンク４とフレーム部材１７との間にはさむことができる。これにより、取り付け時の電気回路基板へのダメージの低減、絶縁シート５１への過剰負荷による破れ等の防止が可能となる。

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９を参照して説明する。
この実施形態は、電気回路基板３の片面（ヘッド１側の面）に電子部品３２を実装して、ヘッド２のフレーム部材１７側の空間６に収容し、タンク４側には前記第１実施形態の空間７を設けていない例である。なお、電気回路基板３の片面（タンク４側の面）に電子部品３２を実装して、タンク４側の空間７内に収容し、ヘッド２のフレーム部材１７側の前記第１実施形態の空間６を設けない（圧電アクチュエータ１６用の開口部１７ａは形成する）構成とすることもできる。

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１０を参照して説明する。
この実施形態は、タンク４と電気回路基板３との間にフィルタユニット８１を介在させ、フィルタユニット８１に電気回路基板３の電子部品３２を収容する空間７を形成する凹部８１ａを設けた例である。

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１１を参照して説明する。
この実施形態は、ヘッド１のフレーム部材１７と電気回路基板３との間に空間１６を形成するための中間部材８２を介在させた例である。同様に、タンク４と電気回路基板３との間に空間７を形成する中間部材を設けることもできる。なお、本願における、電気回路基板とフレーム部材との間の空間、電気回路基板とタンクとの間の空間は、いずれもこのような中間部材（スペーサ部材）を介在させて形成する空間を含む意味である。

前述したとおり、このような空間はフレーム部材１７やタンク４に設けることが好ましいが、圧電アクチュエータ１６の設置スペースの確保やタンク４の筐体の強度確保のために設置できる空間の大きさが制限される場合がある。このような場合に、この中間部材８２はヘッドの大きさをほとんど変えることなく、電子部品３２を収納する空間を広げることができるため有効である。

次に、上記各実施形態におけるヘッド２のフレキシブル配線基板と電気回路基板との接続構成の一例について図１２及び図１３を参照して説明する。
ヘッド２は、上述したように、２つの圧電アクチュエータ１６、１６にそれぞれ２列の駆動圧電素子柱２２ａを形成した圧電素子部材２２を有し、各圧電素子部材２２にはそれぞれ２枚のフレキシブル配線基板２３、２３が接続されている。また、電気回路基板３は、基板本体３１上に複数のコネクタ３３及び電子部品３２が配置されて、図示しない配線パターンが形成されている。

そして、フレキシブル配線基板２３は、電気回路基板３に形成された開口部３４を通じて電気回路基板３の配線パターンと接続する側に引き出され、各フレキシブル配線基板２３の入力端子２３ａ側は対面方向に互いに対向しない位置で折り曲げられて電気回路基板３の配線パターンに接続され、電気回路基板３の複数のコネクタ３３は電気回路基板３の長手方向に並べて配置されている。

このように、フレキシブル配線基板２３の入力端子２３ａを一方に寄せ、対面方向に互いに対向しない位置に配置することにより、電気回路基板３の中央部にヘッド短手方向を貫く領域Ａを確保することができる。これにより、電気回路基板３を大きくすることなく、入力端子２３ａへの配線パターンを容易にヘッド短手方向に引き出すことが可能となり、複数のコネクタ３３をヘッド長手方向に沿って配置することができるようになる。

また、このようにヘッド長手方向に沿ってコネクタ３３を配置することにより、図１４に示すように、ベース部材１０１上にヘッドユニット１を複数列配置してラインヘッドアレー（ライン型液体吐出ヘッドユニット）とした場合でも、ヘッドアレーの外周側にコネクタ３３を配置できるので、容易に電気接続の着脱が容易となり、交換性が向上することができる。なお、図１４はヘッドアレーを上方から見た説明図である（ただし、タンク４についは見易くするために図示を省略している。）。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを備える本発明に係る画像形成装置の一例について図１５及び図１６を参照して説明する。なお、図１５は同装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図、図１６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ユニットからなる記録ヘッド２３４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つのノズル列を有する液体吐出ヘッドユニット２３４ａ、２３４ｂを１つのベース部材に取り付けて構成したもので、一方のヘッド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、他方のヘッド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。なお、ここでは２ヘッド構成で４色の液滴を吐出する構成としているが、前述したように、１ヘッド当たり４ノズル列配置として、１個のヘッドで４色の各色を吐出させることもできる。

また、記録ヘッド２３４のタンク４ａ、４ｂには各色の供給チューブ２３６を介して、供給ユニット２２４によっ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、増粘したインク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インク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２８８を配置し、この空吐出受け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。

このように、この画像形成装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを記録ヘッドとして備えるので、信頼性が向上し、ヘッドの小型化による装置の小型化を図れる。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える本発明に係る画像形成装置の他の例について図１７を参照して説明する。なお、図１７は同装置の機構部全体の概略構成図である。
この画像形成装置は、ライン型画像形成装置であり、装置本体４０１の内部に画像形成部４０２等を有し、装置本体４０１の下方側に多数枚の記録媒体（用紙）４０３を積載可能な給紙トレイ４０４を備え、この給紙トレイ４０４から給紙される用紙４０３を取り込み、搬送機構４０５によって用紙４０３を搬送しながら画像形成部４０２によって所要の画像を記録した後、装置本体４０１の側方に装着された排紙トレイ４０６に用紙４０３を排紙する。

また、装置本体４０１に対して着脱可能な両面ユニット４０７を備え、両面印刷を行うときには、一面（表面）印刷終了後、搬送機構４０５によって用紙４０３を逆方向に搬送しながら両面ユニット４０７内に取り込み、反転させて他面（裏面）を印刷可能面として再度搬送機構４０５に送り込み、他面（裏面）印刷終了後排紙トレイ４０６に用紙４０３を排紙する。

ここで、画像形成部４０２は、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）の各色の液滴を吐出する、例えば前述した図１４で示すように本発明に係る液体吐出ヘッドユニット１を複数個並べて配置して構成したフルライン型記録ヘッド４１１ｙ、４１１ｍ、４１１ｃ、４１１ｋ（色を区別しないときには「記録ヘッド４１１」という。）を備え、各記録ヘッド４１１は液滴を吐出するノズルを形成したノズル面を下方に向けてヘッドホルダ４１３に装着している。

また、各記録ヘッド４１１に対応してヘッドの性能を維持回復するための維持回復機構４１２ｙ、４１２ｍ、４１２ｃ、４１２ｋ（色を区別しないときには「維持回復機構４１２」という。）を備え、パージ処理、ワイピング処理などのヘッドの性能維持動作時には、記録ヘッド４１１と維持回復機構４１２とを相対的に移動させて、記録ヘッド４１１のノズル面に維持回復機構４１２を構成するキャッピング部材などを対向させる。

給紙トレイ４０４の用紙４０３は、給紙コロ（半月コロ）４２１と図示しない分離パッドによって１枚ずつ分離され装置本体４０１内に給紙され、搬送ガイド部材４２３のガイド面４２３ａに沿ってレジストローラ４２５と搬送ベルト４３３との間に送り込まれ、所定のタイミングでガイド部材４２６を介して搬送機構４０５の搬送ベルト４３３に送り込まれる。

また、搬送ガイド部材４４３には両面ユニット４０７から送り出される用紙４０３を案内するガイド面４２３ｂも形成されている。更に、両面印刷時に搬送機構４０５から戻される用紙４０３を両面ユニット４０７に案内するガイド部材４２７も配置している。

搬送機構４０５は、駆動ローラである搬送ローラ４３１と従動ローラ４３２との間に掛け渡した無端状の搬送ベルト４３３と、この搬送ベルト４３３を帯電させるための帯電ローラ４３４と、画像形成部４０２に対向する部分で搬送ベルト４３３の平面性を維持するプラテン部材４３５と、搬送ベルト４３３から送り出す用紙４０３を搬送ローラ４３１側に押し付ける押さえコロ４３６と、その他図示しないが、搬送ベルト４３３に付着した記録液（インク）を除去するためのクリーニング手段である多孔質体などからなるクリーニングローラなどを有している。なお、搬送機構としては例えばエアー吸引によって搬送ベルトに被記録媒体を吸着させるものなども使用できる。

この搬送機構４０５の下流側には、画像が記録された用紙４０３を排紙トレイ４０６に送り出すための排紙ローラ４３８及び拍車４３９を備えている。

このように構成した画像形成装置において、搬送ベルト４３３は矢示方向に周回移動し、高電位の印加電圧が印加される帯電ローラ４３４と接触することで帯電され、帯電した搬送ベルト４３３上に用紙４０３が給送されると、用紙４０３は搬送ベルト４３３に静電的に吸着される。このようにして、搬送ベルト４３３に強力に吸着した用紙４０３は反りや凹凸が校正され、高度に平らな面が形成される。

そして、搬送ベルト４３３を周回させて用紙４０３を移動させ、記録ヘッド４１１から液滴を吐出することで、用紙４０３上に所要の画像が形成され、画像が記録された用紙４０３は排紙ローラ４３８によって排紙トレイ４０６に排紙される。

このように、この画像形成装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドユニットを記録ヘッドとして備えるので、信頼性が向上し、ヘッドの小型化による装置の小型化を図れる。

なお、上記実施形態では本発明をプリンタ構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、これに限るものではなく、前述したように、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適用することができ、また、狭義のインク以外の液体や定着処理液などを用いる画像形成装置にも適用することができる。

１ 液体吐出ヘッドユニット
２ ヘッド
３ 電気回路基板
４ タンク
６、７ 空間
１１ ノズル
１２ ノズル板
１３ 液室
１４ 流路板
１５ 振動板部材
１６ 圧電アクチュエータ
１７ フレーム部材
３２ 電子部品
３３ コネクタ
２３３ キャリッジ
２３４ａ、１３４ｂ 記録ヘッド（液体吐出ヘッドユニット）
４１１ｙ、４１１ｍ、４１１ｃ、４１１ｋ 記録ヘッド（液体吐出ヘッドユニット）

Claims (9)

1. 液滴を吐出するノズルが形成されたノズル板、及び、前記液滴を吐出させる圧力を発生させる複数の圧力発生手段を有するヘッドと、
   前記ヘッドの圧力発生手段と電気的に接続し、電子部品が実装された電気回路基板と、
   前記ヘッドに供給する液体を収容するタンクと、
   を備える液体吐出ヘッドユニットであって、
   前記ヘッドのフレーム部材と、前記電気回路基板と、前記タンクとは積層構造をなし、
   前記ヘッドのフレーム部材と前記電気回路基板との間及び前記電気回路基板と前記タンクとの間の少なくともいずれかには、内部に、外周が前記ノズル板の外周よりも内側に配置された空間が設けられ、
   前記電気回路基板の平面視において、前記電気回路基板の前記電子部品が、前記空間内における各々の前記圧力発生手段と前記電気回路基板との接続部同士の間に収容され、
   前記ヘッドのフレーム部材と前記タンクとが当接している部分を有している
   ことを特徴とする液体吐出ヘッドユニット。
2. 前記電気回路基板と前記タンクとの間には液体を遮蔽する遮蔽部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドユニット。
3. 前記タンクは、側面に弾性変形可能な部材が設けられ、前記遮蔽部材は前記弾性変形可能な部材の外面に隙間を開けて配置され、かつ、前記タンクには前記遮蔽部材を前記弾性変形可能な部材に干渉しない位置に保持する手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の液体吐出ヘッドユニット。
4. 前記ヘッドと前記電気回路基板との間及び前記電気回路基板と前記タンクとの間の少なくともいずれかを封止する封止材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドユニット。
5. 前記電気回路基板の前記電子部品が収容される空間の外周を形成する中間部材が配置されてい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体吐出ヘッドユニット。
6. 前記ヘッドと前記タンクとは、前記ヘッドのノズル配列方向の端部領域で、前記電気回路基板を通じて流路が接続されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の液体吐出ヘッドユニット。
7. 液滴を吐出するノズルが形成されたノズル板、及び、前記液滴を吐出させる圧力を発生させる複数の圧力発生手段を有するヘッドと、
   前記ヘッドの圧力発生手段と電気的に接続し、電子部品が実装された電気回路基板と、
   前記ヘッドに供給する液体を収容するタンクと、
   フィルタユニットと、
   を備える液体吐出ヘッドユニットであって、
   前記ヘッドのフレーム部材と、前記電気回路基板と、前記フィルタユニットと、前記タンクとは積層構造をなし、
   前記ヘッドのフレーム部材と前記電気回路基板との間及び前記電気回路基板と前記フィルタユニットとの間の少なくともいずれかには、内部に、外周が前記ノズル板の外周よりも内側に配置された空間が設けられ、
   前記電気回路基板の平面視において、前記電気回路基板の前記電子部品が、前記空間内における各々の前記圧力発生手段と前記電気回路基板との接続部同士の間に収容され、
   前記ヘッドのフレーム部材と前記タンクとが当接している部分を有している
   ことを特徴とする液体吐出ヘッドユニット。
8. 前記ヘッドは、４列以上の圧力発生手段と、各圧力発生手段に接続されたフレキシブル配線基板とを有し、
   前記電気回路基板は、基板本体上に複数のコネクタ及び前記電子部品が配置され、
   前記フレキシブル配線基板は、前記電気回路基板に形成された開口部を通じて前記電気回路基板と接続する側に引き出され、各フレキシブル基板の入力端子側は対面方向に互いに対向しない位置で折り曲げられて前記電気回路基板に接続され、
   前記電気回路基板の前記複数のコネクタは基板本体の長手方向に並べて配置されている
   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ユニット。
9. 請求項１ないし８のいずれかに記載の液体吐出ヘッドユニットを備えていることを特徴とする画像形成装置。

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