JP2011056922A

JP2011056922A - 液体吐出ヘッド及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2011056922A
Application number: JP2009212538A
Authority: JP
Inventors: Kunihiro Yamanaka; 邦裕山中
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2011-03-24

Abstract

【課題】ヘッドの構成部品を小型化し、ノズル保護部材を強固に接着することが難しい。
【解決手段】ノズル板３とノズル板３が接合され、ノズル４が連通する個別流路６を形成する流路板１と、ノズル板３の表面周縁部及びヘッド周辺部を覆うノズルカバー部材３１とを有し、ノズル板３の外周部の一部となる切断代３ａが流路板１のノズル板３の外周部よりも外側の表面に形成された溝部３０内に填まり込み、流路板１とノズルカバー部材３１とが流路板１の溝部３０内に設けられた接着剤４１で接合されている。
【選択図】図５

Description

本発明は液体吐出ヘッド及び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。

従来、液体吐出ヘッドとして、圧力室（液室、個別液室、加圧室などともいう。）内の液体であるインクを加圧する圧力を発生するための圧力発生手段（アクチュエータ手段）として圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などのサーマルアクチュエータ、振動板と電極で構成される静電アクチュエータなどを用いたものが知られている。

このような液体吐出ヘッドとして、ノズルを形成したノズル板や流路を形成する流路板（流路部材）などを積層して構成したものがある。この場合、各板状部材（ノズル板、流路板など）の外形をプレスで型抜きしたり、刃物による押し切りなど形成したものが用いられる場合、切断部にバリや変形が発生して突状部を形成するため、板状部材を重ね合わせて接合するときに、その突状部が他の部材に接触すると、接合不良が発生してしまうことになる。

そこで、突状部が対向する領域に、突状部との当接を回避する切り欠きを外周に形成することにより接合不良を防止するものがある（特許文献１）。

また、画像形成装置本体側にはノズル板の表面（ノズル表面）をワイピングして残留インクや付着物を除去する回復機構を備えるようにしている。そこで、液体吐出ヘッドとしては、このワイピング時や被記録媒体のジャム時に、ノズル板や流路部材の側面を外部からの物理的接触から保護したり、インクの侵入を防止するためにノズルカバー（ノズル保護部材）を装着したものがある。

この場合、ジャム時には被記録媒体が衝突した場合、非常に大きい衝撃が加わることになるため、ノズル保護部材は破損したり、外れたりしないように装着し、また、インクの侵入を防止するためにインクが侵入するような隙間が生じないようにする必要がある。

ところが、ノズル板の表面には撥水処理されているためノズル保護部材との強固な接着が難しく、ジャム時に被記録媒体の衝突によりノズル保護部材が外れたり、ノズル保護部材とノズル板の間からインクが侵入し、ノズル保護部材で保護された機能部分の機能が損なわれる場合がある。

そこで、ノズル板の外縁部に非撥水処理面を形成して、ノズル保護部材の強固な接着を可能にしたもの、ノズル保護部材をベース部材とを接着するようにしたものが知られている（特許文献２）。

特開２００７−３０７７６２号公報特開平１０−０１６２４０号公報

ところで、液体吐出ヘッドを低コストで作製するには、ノズル板や流路部材などできる限り小さなサイズで作製することが好ましい。この場合、液滴を吐出するための機能として、部品の構成を考えると、各部品のサイズが異なることになる。通常、ノズルの形成領域は個別流路の形成領域より小さなサイズとなるため、機能上ではノズル板は流路部材より小さなサイズで作製することができる。

しかしながら、特許文献１に開示の構成にあっては、ノズル板切断時に形成した突出部を流路部材の外周に形成した切り欠きによって回避するため、ノズル板と流路部材が略同じサイズとなってしまい、ノズル板の小型化が難しいという課題がある。また、保護部材を装着しようとした場合には、ノズル表面が撥水処理されていると前述したようにノズル保護部材の装着に強固な接着が難しいという課題がある。

一方、特許文献２に開示の構成にあっては、ノズル板の外形をプレスで型抜きしたり、刃物による押し切りなどで形成した場合、切断部にバリや変形が発生するため、ノズル板と流路部材の接合が難しくなったり、或いはノズル板のバリや変形を修正するための加工が別途必要になったりする。また、ノズル保護部材と流路部材とを接着する場合でも、ノズル面側や流路部材側面に接着剤がはみ出しやすくなるため、ノズル面側に接着剤がはみ出してしまった場合には、ノズル面を清浄に保てなくなり、また、はみ出さないようにするためには高精度に接着剤の量を制御することが必要になる。さらに、側面側にはより接着剤がはみ出しやすいため、薄膜で構成された共通液室の圧力変動を吸収するダンパ部材をヘッド側面側に配置することができない。この場合、接着剤がはみ出してもヘッドとして機能する機能部に影響が無いように、機能部を接着部からの距離に余裕を持たせると、部品が大型化になり、部品コストが高くなるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、部品を小型化し、ノズル保護部材を強固に接着して信頼性を向上す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は、
液滴を吐出するノズルが形成され、表面が撥水性を有するノズル板と、
前記ノズル板が接合され、前記ノズルが連通する個別流路を形成する流路部材と、
少なくとも前記ノズル板の表面周縁部を覆うヘッド保護部材と、を有し、
前記ノズル板の外周部の一部が前記流路部材の表面に形成された溝部内に位置し、
前記流路部材と前記ヘッド保護部材とが前記流路部材の溝部内に設けられた接着剤で接合されている
構成とした。

本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を吐出するノズルが形成され、表面が撥水性を有するノズル板と、
前記ノズル板が接合され、前記ノズルが連通する個別流路を形成する流路部材と、
少なくとも前記ノズル板の表面周縁部を覆うヘッド保護部材と、を有し、
前記ノズル板の外周部の一部が前記流路部材の表面に形成された溝部内に位置し、
前記流路部材の前記溝部と隣接する前記流路部材表面と前記ヘッド保護部材とが接着剤を介して接合されている
構成とした。

ここで、前記流路部材の溝部の底面は粗面化されている構成とできる。

また、前記ノズル板の外周部の一部はノズル板の切断端部である構成とできる。

また、複数の前記個別流路に液体を供給する共通液室の壁面の一部を形成する変形可能領域を有し、前記変形可能領域は前記ヘッド保護部材に覆われている構成とできる。

また、前記ヘッド保護部材の表面は前記ノズル板に向かって傾斜している構成とできる。

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を備えたものである。

本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、ノズル板の外周部の一部が流路部材の表面に形成された溝部内に位置し、流路部材とヘッド保護部材とが流路部材の溝部内に設けられた接着剤で接合されている構成としたので、ノズル板の切断代がノズル板と流路部材の接合時の邪魔にならず、ノズル板の小型化が図れ、流路部材の溝部部分とヘッド保護部材が接着接合されているので、接着剤のはみ出しを抑制しつつヘッド保護部材を強固に、かつ、保護部材内に液体が侵入することなく接着することができ、信頼性が向上する。

本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、ノズル板の外周部の一部が流路部材の表面に形成された溝部内に位置し、流路部材の溝部と隣接する流路部材表面とヘッド保護部材とが接着剤を介して接合されている構成としたので、ノズル板の切断代がノズル板と流路部材の接合時の邪魔にならず、ノズル板の小型化が図れ、流路部材の溝部に隣接する表面とヘッド保護部材が接着接合されているので、接着剤のはみ出しを抑制しつつヘッド保護部材を強固に、かつ、保護部材内に液体が侵入することなく接着することができ、信頼性が向上する。

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を備えているので、信頼性が向上する。

本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドのヘッド保護部材を取り外した状態での分解斜視説明図である。同ヘッドの液室長手方向）に沿う断面説明図、である。同じく液室短手方向に沿う断面説明図である。同ヘッドにおけるノズル板のノズル板の斜視説明図である。同じくヘッドの要部断面説明図である。同じくノズル板の平面説明図である。同じく流路板の平面説明図である。同じく同ヘッドの製造工程の説明に供する説明図である。本発明の第２実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部断面説明図である。本発明の第３実施形態に係る液体吐出ヘッドの流路板の一例を示す平面説明図である。同じく流路板の他の例を示す平面説明図である。同じく流路板の更に一例を示す平面説明図である。図１２の流路板にノズル板を接合した状態の平面説明図である。本発明の第４実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部断面説明図である。同じくノズルカバー部材の断面説明図である。本発明の第５実施形態に係る液体吐出ヘッドの平面説明図である。同じく正面説明図である。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全体構成図である。

以下、本発明の実施の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の第１実施形態について図まず、本発明に係る液体吐出ヘッドの第１実施形態について図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は同液体吐出ヘッドのヘッド保護部材を取り外した状態での分解斜視説明図、図２は同ヘッドの液室長手方向（ノズル並び方向と直交する方向）に沿う断面説明図、図３は同じく液室短手方向（ノズル並び方向）に沿う断面説明図である。なお、図は見やすくするためにハッチングを一部省略している（以下同じ）。

この液体吐出ヘッドは、流路板（液室基板）１と、この流路板１の下面に接合した振動板部材２と、流路板１の上面に接合したノズル板３とを有し、これらによって液滴（液体の滴）を吐出するノズル４がノズル連通路（連通管）５を介して連通する個別流路としての加圧液室（圧力室、加圧室、流路などとも称される。）６、加圧液室６に液体であるインク（記録液）を供給する供給路を兼ねた流体抵抗部７などを形成し、後述するフレーム部材１７に形成された共通液室８から各加圧液室６にインクが供給される。そして、ノズル３表面の少なくとも周縁部及びフレーム部材１７の外周などを覆うヘッド保護部材としてのノズルカバー部材３１を備えている。

ここで、流路板１は、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で、各加圧液室６、流体抵抗部７などをそれぞれ形成している。

なお、流路板１としては、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が、微細加工性に優れるシリコン基板が好ましく、更にはアルカリ異方性エッチングにより高精度な垂直面が形成可能な面方位（１１０）の基板を用いることで流路を狭いピッチで形成でき、高速、高解像度印刷を行うヘッドの流路部材として最も好ましい。

また、流路板１は酸化処理され、全面をシリコン酸化膜で覆うことが望ましい。これにより、接着剤に対する濡れ性が向上し、信頼性の高い接着を可能にし、また、インクなどのアルカリ性の液体などの耐液性も向上できる。なお、流路板１にはＳＵＳなどの金属基板を打ち抜きなどの機械加工したものを用いることもできる。

振動板部材２は、図２に示すように加圧液室６側から第１層２ａ、第２層２ｂ、第３層２ｃの３層構造のニッケルプレートで形成したもので、例えば電鋳によって作製している。なお、この振動板部材２は、例えば、ポリイミドなどの樹脂部材とＳＵＳ基板などの金属プレートとの積層部材、或いは、樹脂部材から形成したものなどを用いることもできる。

ノズル板３は、各加圧液室６に対応して多数のノズル４を形成し、流路板１に接着剤接合している。このノズル板３としては、ステンレス、ニッケルなどの金属板から形成している。また、ノズル４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、このノズル４の穴径はインク滴出口側の直径で約２０〜３５μｍとしている。さらに、各列のノズルピッチは１５０ｄｐｉとした。

また、ノズル板３のノズル面（吐出方向の表面：吐出面）には、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。撥水処理層としては、例えば、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、記録液物性に応じて選定した撥水処理膜を設けて、記録液の滴形状、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。

そして、振動板部材２には、図２に示すように、各加圧液室６に対応して第１層２ａで形成した変形可能な領域であるダイアフラム部２Ａの中央部に第２層２ｂ、第３層２ｃの２層構造の凸部２Ｂを形成し、この凸部２Ｂに圧力発生手段（アクチュエータ手段）を構成する圧電部材１２に形成された柱状の駆動圧電素子柱素子１２Ａをそれぞれ接合している。また、各加圧液室６の隔壁６Ａに対応して３層構造部分（厚肉部２C）に圧電部材１２に形成された柱状の非駆動圧電素子柱１２Ｂを接合している。

これらの駆動圧電素子柱１２Ａ及び支柱部となる非駆動圧電素子柱１２Ｂは積層型圧電部材１２にハーフカットのダイシングによるスリット加工を施して櫛歯状に分割して形成したもので、非駆動圧電素子柱１２Ｂも圧電素子であるが駆動電圧を印加しないために単なる支柱部となっている。この積層型圧電部材１２はベース部材１５に接合している。

なお、圧電部材１２は、例えば厚さ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たものであり、内部電極を交互に端面の端面電極（外部電極）である個別電極、共通電極に電気的に接続し、これらの電極にＦＰＣケーブル１６を介して駆動信号を供給するようにしている。

また、圧電部材１２の圧電方向としてｄ３３方向の変位を用いて加圧液室６内インクを加圧する構成とすることも、圧電素子１２の圧電方向としてｄ３１方向の変位を用いて加圧液室６内インクを加圧する構成とすることもできる。本実施形態ではｄ３３方向の変位を用いた構成をとっている。

ベース部材１５は金属材料で形成することが好ましい。ベース部材１３の材質（材料）が金属であれば、圧電素子１２の自己発熱による蓄熱を防止することができる。圧電部材１２とベース部材１５は接着剤により接着接合しているが、チャンネル数が増えると、圧電部材１２の自己発熱により１００℃近くまで温度が上昇し、接合強度が著しく低下することになる。また、自己発熱によりヘッド内部の温度上昇が発生し、インク温度が上昇するが、インクの温度が上昇すると、インク粘度が低下し、噴射特性に大きな影響を与える。したがって、ベース部材１５を金属材料で形成して圧電部材１２の自己発熱による蓄熱を防止することで、これらの接合強度の低下、記録液粘度の低下による噴射特性の劣化を防止することができる。

さらに、振動板部材２の周囲には例えばエポキシ系樹脂或いはポリフェニレンサルファイト（ＰＰＳ）で射出成形により形成したフレーム部材１７を接着剤で接合している。

このフレーム部材１７には、各加圧液室６に記録液を供給する共通液室８を形成し、共通液室８から振動板部材２に形成した供給口９、流体抵抗部７の上流側に形成した流路１０、流体抵抗部７を介して加圧液室６に記録液が供給される。なお、フレーム部材１７には共通液室８に外部から記録液を供給するためのインク供給口１９も形成される。また、共通液室８は、図１に示すように、加圧液室６の並び方向（ノズル並び方向：これを「共通液室長手方向」とする）に平面形状で長方形状に形成している。尚、共通液室８の構造ついては、長手方向の端部で短手方向の幅が狭くなり深さが浅くなる形状としても良い。共通液室８をこのような形状とすることにより記録液の流れ性と気泡排出性を高めることができる。

そして、この共通液室８内の圧力変動を吸収減衰させるためのダンパ手段を設けている。このダンパ手段は、共通液室８の一部の壁面を形成する変形可能なる振動板部材２の第１層２ａのみからなる薄膜部２３で形成されている。こうすることで、吐出時の共通液室８内の圧力変動を抑制することができ、高速で多ビットを吐出させた場合でも安定して吐出させることができる。なお、薄膜部２３の上にさらに振動を減衰させる振動減衰部材などを設けても良い。

このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば駆動圧電素子柱１２Ａに印加する電圧を基準電位から下げることによって駆動圧電素子柱１２Ａが収縮し、振動板部材２が下降して加圧液室６の容積が膨張することで、加圧液室６内にインクが流入し、その後駆動圧電素子柱１２Ａに印加する電圧を上げて駆動圧電素子柱１２Ａを積層方向に伸長させ、振動板部材２をノズル４方向に変形させて加圧液室６の容積を収縮させることにより、加圧液室６内のインクが加圧され、ノズル４から記録液の滴が吐出（噴射）される。

そして、駆動圧電素子柱１２Ａに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板部材２が初期位置に復元し、加圧液室６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室８から加圧液室６内に記録液が充填される。そこで、ノズル４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。

次に、この液体吐出ヘッドにおけるノズル板及び流路板並びにノズルカバーの詳細について図４及び図５をも参照して説明する。なお、図４は同ヘッドのノズル板の斜視説明図、図５は同じくヘッドの要部断面説明図、図６は同じくノズル板の平面説明図、図７は同じく流路板の平面説明図、図８は同じく同ヘッドの製造工程の説明に供する説明図である。
ノズル板３は、複数のノズル板を一枚のシートに一括して形成した状態で製造し、各ノズル板１に切断分離して形成されるため、図４及び図６に示すように、外周部に切断代（外周部の一部）３ａが残っている。この切断代３ａはノズル表面方向からの刃により押し切って切断されており、流路板１と重ねたときに、図５に示すように、切断代３ａは流路板１方向に変形するように形成されている。なお、ノズル板３は金型によるプレス加工で切断されても良い。なお、ノズル板３の表面には撥水処理膜３２が形成されている。

一方、流路板１のノズル板３の表面には、図５及び図７に示すように、ノズル板３の周囲に、ノズル板３と重ね合わせたときに切断代３ａが入り込む溝部３０が形成されている。なお、流路板１の溝部３０は、流路板１の加圧液室６を形成する工程であるエッチング工程の際に同時に形成することができる。この場合、水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）のＫＯＨ濃度を調整することで、溝部３０の底面３０ａの粗さを制御でき、濃度は３０％程度にすることで約１μｍの凹凸面を形成することができる。このように、溝部３０の底面３０ａを粗面化することで、アンカー効果により強い接着力を得ることができる。なお、流路板１の材料はＳＵＳ等でも良く、ウエットエッチングなどにより底面が粗さを持つ溝部３０を形成することもできる。

これにより、図８（ａ）に示すように、流路板１の溝部３０はノズル板接合時に外縁部の位置になるように配置されているので、ノズル板３を流路板１に接合すると、ノズル板３の切断代３ａが溝部３０内に填まり込み、ノズル板３と流路板１とは切断代３ａに邪魔されることなく高い信頼性で接合できる。

ここで、ノズル板３は流路板１より幅が小さく形成され、流路板１の外周側表面にノズル板３の全周囲にわたって溝部３０が形成されているので、図８（ｂ）に示すように、接着剤４１を溝部３０内に微細なディスペンサなどで塗布し、図５、図８（ｃ）に示すように、ノズルカバー部材３１を溝部３０内の接着剤４１でノズル板表面の全周囲が封止されるように接着する。

また、ノズルカバー部材３１により、ダンパ手段である共通液室８上の薄膜部２３やノズル板３や流路板１などの側面を保護している。ここで、ノズルカバー部材３１からインクが侵入すると、薄膜部２３に達して、特に高浸透性の高粘度のインクの場合は乾燥して固化することにより、薄膜部２３の剛性が上がり、狙いのコンプライアンスが得られなくなり、ダンパ手段のダンピング機能が低下してしまうため、インク侵入を防ぐことが必要となる。

また、ノズルカバー部材３１は外部からの接触により外れたりしないように装着されている必要がある。ノズルカバー部材３１を接着剤により固定する場合、ノズル板３の表面は全面撥水処理されているため接着力を得られないが、流路板１の溝部３０を介して接着剤４１で流路板１と接着することで、強い強度と高い液シール性が得られる。このとき、溝部３０に接着剤４１が溜まるので、接着剤４１がダンパ手段である薄膜部２３側やノズル板１のノズル面側へ流れ込むことを抑制できる。溝部３０のノズル表面側は、表面が撥水処理されたノズル板３の外縁部の切断代３ａが填め込まれているので、接着剤４１に対して濡れ性が悪く、ノズル表面への接着剤４１のはみ出しを効果的に抑制することができる。

なお、ダンパ手段（薄膜部２３）が輸送などの気圧変化の影響を受けないように、ノズルカバー部材３１とフレーム部材１７側面は完全に封止しない方が好ましい。

このように、ノズル板の外周部の一部が流路部材の表面に形成された溝部内に位置し、流路部材とヘッド保護部材とが流路部材の溝部内に設けられた接着剤で接合されている構成とすることで、ノズル板の切断代がノズル板と流路部材の接合時の邪魔にならず、ノズル板の小型化が図れ、流路部材の溝部部分とヘッド保護部材が接着接合されているので、接着剤のはみ出しを抑制しつつヘッド保護部材を強固に、かつ、保護部材内に液体が侵入することなく接着することができ、信頼性が向上する。

次に、本発明の第２実施形態について図９を参照して説明する。なお、図９は同実施形態の要部断面説明図である。
この実施形態は、流路板１の溝部３０の一部に、ノズル板３と流路板１とを仮接合するための仮接合用接着剤４２を充填したものである。なお、流路板１とノズルカバー部材３１とは、前記第１実施形態と同様に溝部３０に充填した接着剤（図示省略）で接合されている。

次に、本発明の第３実施形態の異なる例について図１０ないし図１３を参照して説明する。
この実施形態では、流路板１の溝部３０の一部あるいは溝部３０とは別にノズル板３と流路板１とを仮接合するための仮接合用接着剤４２を充填する溝部を設けたものである。
すなわち、図１０は、仮接合するための溝部（仮接合用溝部）３３は溝部３０より幅が広い溝とし、仮接合領域が比較的大きな領域になるように形成している。なお、仮接合用溝部３３の深さは溝部３０と同じ深さとし、溝部３０と一括形成できる構成とすることが好ましい。仮接合用溝部３３が比較的大きい領域であるために、仮接合のための接着剤４２の塗布に高い精度が要求されることが無く、仮接合用の接着剤４２の塗布を容易に行うことができる。また、仮接合用溝部３３は流路板１の端まで形成することで、仮接合のための接着剤４２として紫外線硬化型の接着剤を用いた場合、に部品の外部からの紫外線照射の際に硬化を容易に行うことができる。

図１１は、流路板１の溝部３０の一部である短手側の溝部３０Ａはノズル板３の切断代３ａに相当する箇所にのみ形成して、仮接合用溝部３３と分離している。なお、長手側もノズル３の切断代３ａに相当する箇所のみ形成しても良いが、溝部３０のみに接着剤を塗布してノズルカバー部材３１を装着した場合は、長手側において、ノズルカバー部材３１の接着封止が完全ではない状態になるおそれがあり、また、溝部が形成されていない所にも接着剤を塗布してノズルカバー部材３１を装着した場合は、接着剤のはみ出しを溝部３０で完全に吸収できなくなるおそれがあることから、長手側は溝部を分割形成しない方が好ましい。

図１２は、流路板１の短手側の溝部を仮接合するための溝部（仮接合用溝部）３３としたものである。仮接合用溝部３３とノズルカバー部材３１の接着用の溝部３０とを完全に分離することで、ノズルカバー部材３１の接着剤が仮接合用の接着剤（硬化済み）と接触しないため、均一で安定したノズルカバー部材３１の接着が可能になる。

この場合には、図１３に示すように、ノズル板３の接合後、流路板１の長手と角部にのみノズルカバー部材３１を接合する接着剤４１が塗布され、ノズルカバー部材３１を接着固定する。このように、長手にはノズルカバー部材３１がノズル表面と封止されているので、ノズル表面の長手からのインク侵入を防ぐことができる。そのため、長手にあるダンパ手段（薄膜部２３）はインクから保護することができ、他方、短手は完全に封止されていない構成としているので、輸送などの気圧変化によりダンパ部が破損したり、液体が充填された状態では液体がノズルから漏れ出したりする不具合を生じるのを防ぐことができる。

次に、本発明の第４実施形態について図１４及び図１５を参照して説明する。なお、図１４は同実施形態の要部断面説明図、図１５はノズルカバー部材の断面説明図である。
ここでは、ノズルカバー部材３１は流路板１の溝部３０に隣接する表面１ａと接着剤４１を介して接合している。このように、非撥水処理面である流路部材１表面とヘッド保護部材（ノズルカバー部材３１）とが接着されているため高い接着力を確保できる。また、流路板１のノズルカバー部材３１を接合する表面１ａは溝部３０に隣接しているので、ノズル板３側にはみ出した接着剤を溝部３０内に溜めることができ、さらに溝部３０には表面が撥水処理された（撥水膜３２が形成された）ノズル板３の切断代３ａがあるので、接着剤４１に対して濡れ性が悪くノズル板表面への接着剤４１のはみ出しを効果的に抑制することができる。

また、ノズルカバー部材３１の先端側（ノズル板表面側）はノズル板表面方向に向かって厚さが薄くなっている、つまり、ノズル板側に向かって低くなるように傾斜している傾斜面３６を有している。これにより、ノズル板表面の清掃（ワイピング）時に、清掃面の段差を小さくでき、インクをノズル板表面に残さずに払拭可能となり、ノズル板表面を清浄に保つことができる。

また、ノズルカバー部材３１の表面には撥水処理膜３５が形成されている。撥水処理膜３５の形成方法としては、液状のフッ素系樹脂をノズルカバー部材３１の表面にスプレー状に噴霧する方法で形成しているが、処理方法はディッピングなどでも良く、特に形成方法は限定されない。

このように、ノズル板の外周部の一部が流路部材の表面に形成された溝部内に位置し、流路部材の溝部と隣接する流路部材表面とヘッド保護部材とが接着剤を介して接合されている構成とすることで、ノズル板の切断代がノズル板と流路部材の接合時の邪魔にならず、ノズル板の小型化が図れ、流路部材の溝部に隣接する表面とヘッド保護部材が接着接合されているので、接着剤のはみ出しを抑制しつつヘッド保護部材を強固に、かつ、保護部材内に液体が侵入することなく接着することができ、信頼性が向上する。

次に、本発明の第５実施形態について図１６及び図１７を参照して説明する。なお、図１６は同実施形態に係るタンク一体型ヘッドの平面説明図、図１７は同じく正面説明図である。
このタンク一体型ヘッド１００は、本発明に係る液体吐出ヘッドからなるヘッド部１０１と、このヘッド部１０１に対してインクを供給するインクタンク１０２とを一体化したものである。これによって、高速で安定して滴吐出できるタンク一体型ヘッド（ヘッド一体型液体カートリッジ）が得られる。

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一例について図１８及び図１９を参照して説明する。なお、図１８は同装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図、図１９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つのノズル列を有し、一方のヘッド２３４ａの一方の２列のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方の２列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２列のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方の２列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、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、キャリッジ２３３には、記録ヘッド２３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのサブタンク２３５ａ、２３５ｂ（区別しないときは「サブタンク２３５」という。）を搭載している。このサブタンク２３５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を記録ヘッドとして備えるので、信頼性が向上し、安定した滴吐出特性が得られるので、高画質画像を形成することができる。

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２０を参照して説明する。なお、図２０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、例えばブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色の液滴を吐出する、フルライン型の４個の本発明に係る液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッド４１１ｋ、４１１ｃ、４１１ｍ、４１１ｙ（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４１２ｋ、４１２ｄ、４１２ｍ、４１２ｙ（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。

なお、ここでは、記録ヘッド４１１は、用紙搬送方向上流側から、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順に各色の液滴を吐出する配置としているが、配置及び色数はこれに限るものではない。また、ライン型ヘッドとしては、各色の液滴を吐出する複数のノズル列を所定間隔で設けた１又は複数のヘッドを用いることもできるし、ヘッドとこのヘッドに記録液を供給する記録液カートリッジを一体とすることも別体とすることもできる。

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４２３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。

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、この高電位に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、この画像形成装置においては本発明に係る液体吐出ヘッドからなる記録ヘッドを備えているので、信頼性が向上し、安定した滴吐出特性が得られるので、高画質画像を形成することができる。

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。また、上記実施形態では圧電アクチュエータを用いる液体吐出ヘッドで説明しているが、前述したようなその他のアクチュエータを用いる液体吐出ヘッドにも同様に適用できる。

１流路板圧電部材
２振動板部材
３ノズル板
４ノズル
６加圧液室（個別流路）
８共通液室
２３ダンパ手段（薄膜部）
３０溝部
３１ノズルカバー部材（ヘッド保護部材）
４１接着剤
４２仮接合用接着剤
２３３キャリッジ
２３４ａ、２３４ｂ記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
４１１ｋ、４１１ｃ、４１１ｍ、４１１ｙ記録ヘッド（液体吐出ヘッド）

Claims

液滴を吐出するノズルが形成され、表面が撥水性を有するノズル板と、
前記ノズル板が接合され、前記ノズルが連通する個別流路を形成する流路部材と、
少なくとも前記ノズル板の表面周縁部を覆うヘッド保護部材と、を有し、
前記ノズル板の外周部の一部が前記流路部材の表面に形成された溝部内に位置し、
前記流路部材と前記ヘッド保護部材とが前記流路部材の溝部内に設けられた接着剤で接合されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
液滴を吐出するノズルが形成され、表面が撥水性を有するノズル板と、
前記ノズル板が接合され、前記ノズルが連通する個別流路を形成する流路部材と、
少なくとも前記ノズル板の表面周縁部を覆うヘッド保護部材と、を有し、
前記ノズル板の外周部の一部が前記流路部材の表面に形成された溝部内に位置し、
前記流路部材の前記溝部と隣接する前記流路部材表面と前記ヘッド保護部材とが接着剤を介して接合されている
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
前記流路部材の溝部の底面は粗面化されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
前記ノズル板の外周部の一部はノズル板の切断端部であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
複数の前記個別流路に液体を供給する共通液室の壁面の一部を形成する変形可能領域を有し、前記変形可能領域は前記ヘッド保護部材に覆わ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。
前記ヘッド保護部材の表面は前記ノズル板に向かって傾斜し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画像形成装置。
請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする画像形成装置。