JP2009113396A - 液滴吐出ヘッドとその製造方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂層と金属層からなる振動板の位置決めピン孔と液供給孔をプレス加工して高精度な位置決めを可能にするとともに、樹脂のカスやバリによるノズルダウンを防ぐ。
【解決手段】液滴吐出ヘッド１の金属層３１と樹脂層３２が積層された振動板１２の位置決めピン孔３４を金属層３１の方向からプレス加工し、液供給孔３５を樹脂層３２の方向からプレス加工して、ノズルプレート１３と流路板１１に対する位置決め精度を向上させるとともに、樹脂のカスやバリが液供給孔から加圧液室内に異物として混入することを防いで、ノズル詰まりを防止して安定して液滴を吐出する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、液滴吐出ヘッドとその製造方法及び液滴吐出ヘッドを使用した画像形成装置、特に液滴吐出ヘッドの振動板と振動板の製造に関するものである。

一般的な画像形成装置以外に液晶ディスプレー等のカラーフィルター製造装置や、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極製造装置あるいはバイオチップ製造に用いられる生体有機物噴射等に液滴吐出ヘッドが使用されている。

例えば近年のインクジェット方式の記録装置は、高速化と高画質化が急速に進んでいるが、その対応策として液滴吐出ヘッドの長尺化、フルライン化が検討されている。この長尺の液滴吐出ヘッドを製造するには数多くの技術的課題が存在しており、開発努力が続けられている。その課題の一つとして、アクチュエータのエネルギーを液室内の記録液に伝えるための樹脂層と金属層からなる振動板の位置決めピン孔と液供給孔の加工方法がある。

樹脂層と金属層からなる振動板の貫通孔の加工方法として、特許文献１では、液供給孔の加工を２段階に分け、金属層をエッチングし、金属層のエッチングされた部分の樹脂層をレーザー加工している。また、特許文献２や特許文献３、特許文献４及び特許文献５には、樹脂層と金属層からなる振動板の位置決めピン孔をプレス加工によって形成している。
特開２００１−３５３８７１号公報 特許第３５０３６６１号公報 特許第３３７１３３１号公報 特許第３５０８８６１号公報 特開２００６−２５５９３５号公報

特許文献１に示すように、樹脂層と金属層からなる振動板の貫通孔を加工するとき、金属層をエッチングした後、その部分の樹脂層をレーザー加工すると、レーザーによって生じる熱が、樹脂層と金属層の間でこもって樹脂層へ過剰なエネルギーを与えてしまうため、樹脂の焦げカスが生じてしまう。液供給孔は液室に直通しているため、この焦げカスがノズルに入り込み、ノズルを塞ぐ原因になってしまう。

また、特許文献２等に示すように、樹脂層と金属層からなる振動板の位置決めピン孔と液供給孔をプレス加工する場合、樹脂層方向からプレス加工した場合、樹脂のダレが生じることがわかっている。これにより位置決めをピンアライメントで行った場合、ピンと樹脂によって位置決めされるため、剛性が小さく、加圧中に振動板と液室とのずれが生じて吐出効率の低下や吐出特性のばらつきが生じる。また、振動板を金属層方向からプレス加工した場合、樹脂のダレは生じないが、樹脂のカスやバリが生じることがわかっている。これにより液供給孔から樹脂カスやバリが液室内に混入してノズルダウンの原因となる。

この発明は、このような問題を解消し、樹脂層と金属層からなる振動板の位置決めピン孔と液供給孔をプレス加工して高精度な位置決めを可能にするとともに、樹脂のカスやバリによるノズルダウンが生じない液滴吐出ヘッドとその製造方法及び液滴吐出ヘッドを使用した画像形成装置を提供することを目的とする。

この発明の液滴吐出ヘッドは、ノズルを有するノズル板と、前記ノズルに連通する加圧液室の壁面を形成する流路板と、前記加圧液室の少なくとも一壁面を形成し、金属層と該金属層に積層され前記加圧液室側に配置される樹脂層とからなる振動板と、前記振動板の前記加圧液室が形成された側とは反対側に設けられた圧力発生手段とを有する液滴吐出ヘッドにおいて、前記振動板は、金属層と樹脂層からなる基材に機械加工により貫通され、前記加圧液室と連通する液供給孔と、前記ノズル板と流路板に対して位置決めするための位置決め孔とを有し、前記液供給孔は機械加工により生じるバリが金属層方向に形成されており、前記位置決め孔は機械加工により生じるバリが樹脂層方向に形成されていることを特徴とする。

前記液供給孔は、金属層の孔の径が樹脂層の孔の径より大きく、前記位置決め孔は、金属層の孔の径が樹脂層の孔の径より小さく形成されていることを特徴とする。

また、前記金属層の材料は、３０４系あるいは３１６系のステンレスであることを特徴とする。

さらに、前記樹脂層の材料は、ポリイミドあるいはポリフェニレンサルファイドであることを特徴とする。

この発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、ノズルに連通する加圧液室の少なくとも一壁面を形成し、金属層と該金属層に積層され前記加圧液室側に配置される樹脂層とからなり、圧力発生手段により変位して前記加圧液室内の液体を加圧する振動板を形成する液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記振動板は、金属層と樹脂層からなる基材に機械加工によりバリが樹脂層方向に形成されるように位置決め孔を形成した後に、機械加工によりバリが金属層方向に形成されるように液供給孔を形成することを特徴とする。

前記振動板を形成する基材は、重合させた樹脂材料を金属層の表面に塗工し、熱処理して一体化することを特徴とする。

この発明の画像形成装置は、液滴を液滴吐出ヘッドから吐出して記録媒体に付着させて記録する画像形成装置であって、液滴吐出ヘッドとして前記液滴吐出ヘッドを使用したことを特徴とする。

この発明は、液滴吐出ヘッドの振動板の位置決めピン孔と液供給孔とを、異なる適切な方向から機械加工することにより、ノズルプレートと流路板に対する位置決め精度を向上させるとともに、樹脂のカスやバリが液供給孔から加圧液室内に異物として混入することを防いで、ノズル詰まりを防止して安定して液滴を吐出することができる。

また、振動板を構成する金属層の材料として３０４系あるいは３１６系のステンレスを使用することにより、機械加工性が良いので、孔径のばらつきがなく、位置決め精度を確保できる。また、エッチング加工性が良く振動板を精度よく加工することができるとともに耐インク性等を高めることができる。

さらに、振動板を構成する樹脂層の材料としてポリイミドあるいはポリフェニレンサルファイドを使用することにより、延伸性が良いので、位置決め孔における金属層と樹脂層の孔径の大小関係を確保でき、結果として位置決め精度を確保できる。また、振動板の振動の劣化をなくすことができ、吐出効率を向上することができる。

また、位置決め孔を形成した後に液供給孔を形成することにより、液供給孔を加工するときに余分な位置決め孔を設けないで済む。

また、振動板を形成する基材は、重合させた樹脂材料を金属層の表面に塗工し、熱処理して一体化することにより、接着材を使用せずに強固な接合強度を得ることができ、安定した吐出特性を得ることができる。

さらに、位置決めピン孔と液供給孔とを異なる適切な方向から機械加工した振動板を有する液滴吐出ヘッドを使用した画像形成装置は、画像品質に影響を及ぼす吐出滴の吐出特性を長期間安定させて、長期間にわたり記録品質の低下や故障などを防止して、信頼性の高い画像形成装置を提供することができる。

図１は、この発明の画像形成装置における記録ユニットを構成する液滴吐出ヘッド１の構成を示し、（ａ）は液室長手方向に沿う部分断面図、（ｂ）は液室短手方向（ノズルの並び方向）の部分断面図である。液室吐出ヘッド１は、例えば単結晶シリコン基板を異方性エッチングして形成した流路板１１と、流路板１１の下面に接合した例えば金属材料層と樹脂材料層で形成した振動板１２と、流路板１１の上面に接合したノズルプレート１３とを接合して積層し、これらによって液滴（インク滴）を吐出するノズル１４が連通する流路であるノズル連通路１５と液室１６と、液室１６にインクを供給するための共通液室１７に連通するインク供給口１８などを形成している。流路板１１と振動板１２及びノズルプレート１３は、それぞれ位置決め孔を持っており、これらに接着剤を塗布したのちに同一の位置決めピンに挿入することで位置決め接合される。

ここで、流路板１１は、例えば結晶面方位（１１０）の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることによりノズル連通路１５と液室１６となる凹部や穴部を形成したものであるが、単結晶シリコン基板に限られるものではなく、その他のステンレス基板や感光性樹脂などを用いることもできる。振動板１２は、金属板に樹脂を形成した複合材になっている。

ノズルプレート１３は各液室１６に対応して直径１０〜３０μｍのノズル１４を形成し、流路板１１に接着剤接合している。このノズルプレート１３は、金属材あるいは樹脂材からなるノズル形成部材の表面に所要の層を介して最表面に撥水層を形成したものである。

振動板１２を変形させて液室１６内の液を加圧するための圧力発生手段（アクチュエータ手段）である電気機械変換素子としての２列（図１（ｂ）では１列のみ図示）の積層型圧電素子１９と、この圧電素子１９を接合固定するベース基板２０とを備えている。なお、圧電素子１９の間には支柱部２１を設けている。この支柱部２１は圧電素子部材を分割加工することで圧電素子１９と同時に形成した部分であるが、駆動電圧を印加しないので単なる支柱となる。また、圧電素子１９には図示しない駆動回路（駆動ＩＣ）を搭載したＦＰＣケーブル２２を接続している。

そして、振動板１２の周縁部をフレーム部材２３に接合し、このフレーム部材２３には、圧電素子１９及びベース基板２０などで構成されるアクチュエータユニットを収納する貫通部２４及び共通液室１７なる凹部、この共通液室１７に外部から液を供給するための液供給孔２５を形成している。このフレーム部材２３は、例えばエポキシ系樹脂などの熱硬化性樹脂或いはポリフェニレンサルファイトで射出成形により形成している。

圧電素子１９は、圧電材料２６と内部電極２７とを交互に積層した積層型圧電素子（ここではＰＺＴ）である。この圧電素子１９の交互に異なる端面に引き出された各内部電極１７には個別電極２８及び共通電極２９が接続されている。この圧電素子１９の圧電方向としてｄ３３方向の変位を用いて液室１６内の液を加圧する構成としているが、圧電素子１９の圧電方向としてｄ３１方向の変位を用いて加圧液室１６内の液を加圧する構成とすることもできる。また、１つの基板２０に１列の圧電素子１９が設けられる構造とすることもできる。

このように構成した液滴吐出ヘッド１においては、例えば圧電素子１９に印加する電圧を基準電位から下げることによって圧電素子１９が収縮し、振動板１２が下降して液室１６の容積が膨張することにより液室１６内に液が流入し、その後、圧電素子１９に印加する電圧を上げて圧電素子１９を積層方向に伸長させ、振動板１２をノズル１４方向に変形させて液室１６の容積／体積を収縮させることにより、液室１６内の記録液が加圧され、ノズル１４から記録液の滴が吐出（噴射）される。そして、圧電素子１９に印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板１２が初期位置に復元し、液室１６が膨張して負圧が発生して共通液室１８から液室１６内に記録液が充填される。そこで、ノズル１４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。

この液滴吐出ヘッド１に使用している振動板１２の構成を図２に示す。振動板１２は、金属層３１と樹脂層３２が積層された構造であり、大きくわけて、ダイアフラム部３３と位置決めピン孔３４及び液供給孔３５の３つの加工がなされる。これらのうちダイアフラム部３３以外の金属層３１と樹脂層３２は貫通した孔となっている。ダイアフラム部３３は金属層３１のみ貫通孔になっており、樹脂層３２には孔がない。位置決めピン孔３４の形状は丸穴と長穴とであるが、液供給孔３５の形状は、図２（ａ）に示すように、個々の孔で形成しても、図２（ｂ）に示すように、フレーム部材２３からの液を液室１６に供給できる形状にできれば、複数のチャンネルで１つの液供給孔３５を共用することでプレスショット数を削減することが可能となる。このように複数のチャンネルで１つの液供給孔３５を共用すると、送りピッチが細かくプレスショット数が多いい場合、振動板が撓んでしまうことを回避することができる。

ダイアフラム部３３には、図２（ａ）のＡ−Ａ断面で切断した部分拡大斜視図である図３に示すように、エッチングにより金属層３１のみ加工することで形成される凸部３３ａがあり、前述した圧電素子１９と当接している。圧電素子１９が凸部３３ａを押すことにより、液室１６内の液が押し出され、ノズル１４より吐出される。位置決めピン孔３４は、ノズルプレート１３および流路板１２との位置決めをするための貫通孔である。これらを位置決め接合する際、加圧中にズレが生じないように、剛性が高い孔である必要がある。液供給孔３５はフレーム部材２３から液室１６への連通路となる貫通孔である。したがって、液供給孔３５に異物、カスなどが付着している場合にはノズル詰まりが生じる。

位置決めピン孔３４や液供給孔３５の貫通孔の加工方法として、まず金属層３１のみをエッチングした後に樹脂層３２をレーザー加工によって除去する方法がある。しかし、この方法ではレーザーの熱が金属層３１と樹脂層３２の間に溜まり、結果として金属層３１１へのダメージや樹脂層３２の焦げなどが発生する。その結果、位置決めピン孔３４のエッジがくずれたり、あるいは樹脂のカスが生じる。

そこで位置決めピン孔３４や液供給孔３５の貫通孔をプレス加工で形成する。これらの貫通孔を金属層３１の方向からプレス加工した場合の金属層３１の孔３６ａと樹脂層３２の孔３６ｂの加工形状を図４（ａ）に示す。実験によって、金属層３１の方向からプレス加工した場合、樹脂層３２側に向かって金属層３１のバリ３１ａと樹脂層のバリ３２ａが生じるとともに、金属層３１の孔３６ａよりも樹脂層３２の孔３６ｂの方が大きな径になることがわかっている。また、樹脂層３２のバリ３２ａには、多数の樹脂カス３２ｃが生じる。液供給孔３５を金属層３１の方向からプレス加工した場合、この樹脂カス３２ｃは液とともに液室１６内に混入し、この樹脂カス３２ｃによりノズル１４が詰まり、結果として液吐出ができなくなってしまう。

次に、位置決めピン孔３４や液供給孔３５を樹脂層３２の方向からプレス加工した場合の金属層３１の孔３７ａと樹脂層３２の孔３７ｂの加工形状を図４（ｂ）に示す。実験によって、樹脂層３２の方向からプレス加工した場合、金属層３１側に向かって金属層３１のバリ３１ｂと樹脂層３２のダレ３２ｂが生じることにより、金属層３１の孔３７ａよりも樹脂層３２の孔３７ｂの方が径が小さくなることがわかっている。このダレ３２ｂは、図示されていないプレス加工工具のダイとパンチとのクリアランスに樹脂層３２が引き込まれることによって生じるものである。位置決めピン孔３４を樹脂層３２の方向からプレス加工した場合、図示されていない位置決めピンは、剛性の低い樹脂層３２のダレ３２ｂに当接することになり、加圧接合中に発生するせん断力（チャンネル方向の力）により液室１６とのズレが生じる。液室１６の位置に対するダイアフラム部３３の凸部３３ａの位置がずれると、液の排除体積が変わり、吐出効率の低下や吐出特性にばらつきが生じてしまう。また、樹脂がピンに付着した場合、他部品への二次付着も生じる。

したがって、位置決めピン孔３４と液供給孔３５とを同方向からプレス加工した場合、どちらかの孔において不具合が生じることになる。そこで、位置決めピン孔３４を、図４（ａ）に示すように金属層３１の方向からプレス加工し、液供給孔３５を、図４（ｂ）に示すように樹脂層３２の方向からプレス加工することにより前記不具合を防ぐことができる。この位置決めピン孔３４と液供給孔３５をプレス加工するとき、まず、位置決めピン孔３４を先にプレス加工した後、液供給孔３５をプレス加工すると、位置決めピン孔３４を液供給孔３５を加工するときの位置決め孔として使用できるため、余分な位置決め孔を加工する必要がなくなる。

この金属層３１の材料としては、ダイアフラム部３３の凸部３３ａのエッチングと、位置決め孔３４と液供給孔３５のプレス加工精度を確保するため、３０４系あるいは３１６系のステンレスを用いることが良い。その理由としては、プレス加工性が良いことにより、金属層３１の孔径にばらつきがないことである。金属層３１の孔径がばらついて大きくなってしまうと、精密な位置決めができなかったり、樹脂層３２の孔よりも大きくなると位置決めピンと樹脂層３２が当接してしまう。また、プレス加工時にバリの発生も抑えることができる。すなわち、バリが大きく発生した場合、流路板１１との間に隙間が生じてしまい、気泡混入によるノズルダウンが生じる。さらに、例えばインクなどの液を吐出する場合に、耐インク性も持ち合わせているために好ましい。

また、樹脂層３２の材料としては、延伸性の高い樹脂であるポリイミドまたはポリフェニレンサルファイドを使用する。この延伸性により、位置決めピン孔３４を金属層３１の方向からプレスした際に樹脂層３２がパンチに引っ張られた状態で破断するため、金属層３１の孔よりも樹脂層３２の孔の径を大きくすることができる。また、吐出機能に関しても、前述したように、圧電素子１９がダイアフラム部３３の凸部３３ａを押すことにより、液室１６内の液が押し出され、ノズル１４より吐出されるため、樹脂層３２が延伸であるほど振動を劣化させずに液を押し出すことができ、吐出効率を向上することができる。また、、他部品との接合工程で熱硬化型接着剤を使用する場合にも、耐熱性を持ち合わせているため好ましい。さらに、ポリイミドやポリフェニレンサルファイドはステンレスと同様に、耐インク性も持ち合わせているため好ましい。

この樹脂層３２は、重合させた後に金属層３１の表面に塗工し、熱処理することによって形成される。振動板１２は、圧電素子１９の駆動力をうけるため、金属層３１と樹脂層３２の接合は強固である必要がある。これらの接合に、例えば接着剤を使用した場合、接着剤は金属層３１と樹脂層３２の両方に対して強固な接合力を持つ必要があるが、ポリイミドやポリフェニレンサルファイドを金属層３１の表面に塗工し、熱処理して樹脂層３２を形成することにより、接着剤を使用する必要がないとともに、金属層３１と樹脂層３２に強固な接合力を持つことができる。

次に前記のように加工して形成した振動板１２を使用した液滴吐出ヘッド１を備えた画像形成装置について、図５〜図７の構成図を参照して説明する。図５は画像形成装置を前方側から見た斜視説明図、図６は画像形成装置の機構部の全体構成を示す概略構成図、図７は機構部の要部平面図である。

図５に示すように、画像形成装置は、装置本体１００と、装置本体１００に装着された記録用紙を装填するための給紙トレイ１１０と、装置本体１００に着脱自在に装着されて画像が記録（形成）された記録用紙を排紙してストックするための排紙トレイ１５４とを備えている。装置本体１００の前面の一端部側（給排紙トレイ部の側方）には、前面から装置本体１００の前方側に突き出して、色の異なる液体（インク）、例えば黒（Ｂｋ）インク、シアン（Ｃ）インク、マゼンタ（Ｍ）インク、イエロー（Ｙ）インクをそれぞれ収容した複数の液体カートリッジ１０８ｋ、１０８ｃ、１０８ｍ、１０８ｙを、装置本体１００の前面側から後方側に向って挿入して装填可能としたカートリッジ装填部１００ａを有し、このカートリッジ装填部１００ａの上面は操作ボタンや表示器などを設ける操作／表示部１０９としている。このカートリッジ装填部１００ａの前面側には、液体カートリッジ１０を着脱するときに開くカートリッジカバーを開閉自在に設けている。

この画像形成装置の機構部は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１０１とガイドレール１０２とでキャリッジ１０３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ１０４でタイミングベルト１０５を介して図７で矢示方向（主走査方向）に移動走査する。キャリッジ１０３には、例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の液滴を吐出する４個の液滴吐出ヘッド１からなる記録ヘッド１０６を複数の液吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、液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１０３には、記録ヘッド１０６に各色の液を供給するための各色のサブタンク１０７を搭載している。このサブタンク１０７には図示しない液供給チューブを介して液カートリッジ１０８から液が補充供給される。ここでサブタンク１０７と記録ヘッド１０６で液滴吐出装置を構成しているが、サブタンク１０７を用いないで液カートリッジ１０８を搭載する構成とすることもできる。

一方、給紙カセット１１０などの用紙積載部（圧板）１１１上に積載した記録用紙１１２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１１１から記録用紙１１２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙ローラ）１１３及び給紙ローラ１１３に対向して摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１１４を備え、この分離パッド１１４は給紙ローラ１１３側に付勢されている。そして、この給紙部から給紙された記録用紙１１２を記録ヘッド１０６の下方側で搬送するための搬送部として、記録用紙１１２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト１２１と、給紙部からガイド１１５を介して送られる記録用紙１１２を搬送ベルト１２１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ１２２と、略鉛直上方に送られる記録用紙１１２を略９０度方向転換させて搬送ベルト１２１上に倣わせるための搬送ガイド１２３と、押さえ部材１２４で搬送ベルト１２１側に付勢された先端加圧コロ１２５とを備えている。また、搬送ベルト１２１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１２６を備えている。

ここで、搬送ベルト１２１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１２７とテンションローラ１２８との間に掛け渡されて、副走査モータ１３１からタイミングベルト１３２及びタイミングローラ１３３を介して搬送ローラ１２７が回転されることで、図７のベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。なお、搬送ベルト１２１の裏面側には記録ヘッド１０６による画像形成領域に対応してガイド部材１２９を配置している。

また、図７に示すように、搬送ローラ１２７の軸には、スリット円板１３４を取り付け、このスリット円板１３４のスリットを検知するセンサ１３５を設けて、これらのスリット円板１３４及びセンサ１３５によってエンコーダ１３６を構成している。

帯電ローラ１２６は、搬送ベルト１２１の表層に接触し、搬送ベルト１２１の回動に従動して回転するように配置され、軸の両端に各2.5Ｎの加圧力が加えられている。

また、キャリッジ１０３の前方側には、図６に示すように、スリットを形成したエンコーダスケール１４２を設け、キャリッジ１０３の前面側にはエンコーダスケール１４２のスリットを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ１４３を設け、これらによって、キャリッジ１０３の主走査方向位置（ホーム位置に対する位置）を検知するためのエンコーダ１４４を構成している。

さらに、記録ヘッド１０６で記録された記録用紙１１２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト１２１から記録用紙１１２を分離するための分離部と、排紙ローラ１５２及び排紙コロ１５３と、排紙される記録用紙１１２をストックする排紙トレイ１５４とを備えている。

また、装置本体１００の背部部には両面給紙ユニット１６１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット１６１は搬送ベルト１２１の逆方向回転で戻される記録用紙１１２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ１２２と搬送ベルト１２１との間に給紙する。

このように構成した画像形成装置においては、給紙部から記録用紙１１２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された記録用紙１１２はガイド１１５で案内され、搬送ベルト１２１とカウンタローラ１２２との間に挟まれて搬送され、さらに先端を搬送ガイド１２３で案内されて先端加圧コロ１２５で搬送ベルト１２１に押し付けられ、略９０度搬送方向を転換される。このとき、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ１２６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交番する電圧が印加され、搬送ベルト１２１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１２１上に記録用紙１１２が給送されると、記録用紙１１２が搬送ベルト１２１に静電力で吸着され、搬送ベルト１２１の周回移動によって記録用紙１１２が副走査方向に搬送される。そこで、キャリッジ１０３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１０６を駆動することにより、停止している記録用紙１１２に液滴を吐出して１行分を記録し、記録用紙１１２を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号又は記録用紙１１２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、記録用紙１１２を排紙トレイ１５４に排紙する。

また、両面印刷の場合には、表面（最初に印刷する面）の記録が終了したときに、搬送ベルト１２１を逆回転させることで、記録済みの記録用紙１１２を両面給紙ユニット１６１内に送り込み、記録用紙１１２を反転させて（裏面が印刷面となる状態にして）再度カウンタローラ１２２と搬送ベルト１２１との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述と同様に搬送ベルト１２１上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ１５４に排紙する。

この画像形成装置は、プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、これらの複合機などにも適用することができる。また、液滴吐出ヘッド１は液以外の液滴、例えばＤＮＡ試料やレジスト、パターン材料などを吐出する液滴吐出装置等にも適用することができる。

この発明の液滴吐出ヘッド１の構成を示す部分断面図である。 振動板の構成を示す斜視図である。 振動板のダイアフラム部と位置決めピン孔と液供給孔を示す部分拡大斜視図である。 位置決めピン孔や液供給孔をプレス加工したときの貫通孔の形状を示す断面図である。 この発明の画像形成装置の外観を示す斜視図である。 画像形成装置の機構部を示す概略構成図である。 画像形成装置の機構部を示す腰部平面図である。

符号の説明

１；液室吐出ヘッド、１１；流路板、１２；振動板、１３；ノズルプレート、
１４；ノズル、１５；ノズル連通路、１６；液室、１７；共通液室、
１８；インク供給口、１９；圧電素子、３１；金属層、３２；樹脂層、
３３；ダイアフラム部、３４；位置決めピン孔、３５；液供給孔、
１００；画像形成装置。

Claims (7)

1. ノズルを有するノズル板と、前記ノズルに連通する加圧液室の壁面を形成する流路板と、前記加圧液室の少なくとも一壁面を形成し、金属層と該金属層に積層され前記加圧液室側に配置される樹脂層とからなる振動板と、前記振動板の前記加圧液室が形成された側とは反対側に設けられた圧力発生手段とを有する液滴吐出ヘッドにおいて、
   前記振動板は、金属層と樹脂層からなる基材に機械加工により貫通され、前記加圧液室と連通する液供給孔と、前記ノズル板と流路板に対して位置決めするための位置決め孔とを有し、
   前記液供給孔は機械加工により生じるバリが金属層方向に形成されており、
   前記位置決め孔は機械加工により生じるバリが樹脂層方向に形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
2. 前記液供給孔は、金属層の孔の径が樹脂層の孔の径より大きく、前記位置決め孔は、金属層の孔の径が樹脂層の孔の径より小さく形成されていることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッド。
3. 前記金属層の材料は、３０４系あるいは３１６系のステンレスであることを特徴とする請求項１又は２記載の液滴吐出ヘッド。
4. 前記樹脂層の材料は、ポリイミドあるいはポリフェニレンサルファイドであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッド。
5. ノズルに連通する加圧液室の少なくとも一壁面を形成し、金属層と該金属層に積層され前記加圧液室側に配置される樹脂層とからなり、圧力発生手段により変位して前記加圧液室内の液体を加圧する振動板を形成する液滴吐出ヘッドの製造方法において、
   前記振動板は、金属層と樹脂層からなる基材に機械加工によりバリが樹脂層方向に形成されるように位置決め孔を形成した後に、機械加工によりバリが金属層方向に形成されるように液供給孔を形成することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
6. 前記振動板を形成する基材は、重合させた樹脂材料を金属層の表面に塗工し、熱処理して一体化することを特徴とする請求項５の記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
7. 液滴を液滴吐出ヘッドから吐出して記録媒体に付着させて記録する画像形成装置であって、
   前記液滴吐出ヘッドは、請求項１乃至４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とする画像形成装置。

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