JP2012187714A - Droplet ejection head, image forming apparatus, and method of manufacturing droplet ejection head - Google Patents

Droplet ejection head, image forming apparatus, and method of manufacturing droplet ejection head Download PDF

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Shusuke Iwata
秀介 岩田
Kazuo Haida
一穂 灰田
Shinichi Tsunoda
慎一 角田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a droplet ejection head having nozzles arranged at high density capable of improving ejection efficiency and image quality.SOLUTION: The droplet ejection head includes: a nozzle plate including a plurality of nozzles for ejecting droplets of a recording liquid used for image forming; a channel plate forming a plurality of pressurizing chambers communicating with the respective nozzles; a vibration plate 3 configuring one wall face of each pressurizing chamber and having diaphragm parts disposed thereon; and a piezoelectric element for generating energy to pressurize each pressurizing chamber. Each diaphragm part 51 includes an island part 51b for transmitting energy to the pressurizing chamber by abutting on the piezoelectric element, and first thin parts 51c, 51d provided around the island part 51b for facilitating deformation of a portion corresponding to the pressurizing chamber. Each island part 51b is provided with a slit-shaped second thin part 51e not abutting on the piezoelectric element, and extending parallel to a direction orthogonal to the alignment direction of the nozzles.

Description

本発明は、画像形成に用いられる記録液滴を吐出する液滴吐出ヘッド、画像形成装置及び液滴吐出ヘッドの製造方法に関する。   The present invention relates to a droplet discharge head that discharges recording droplets used for image formation, an image forming apparatus, and a method for manufacturing a droplet discharge head.

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、画像形成に用いられる記録液の液滴(例えばインク滴)を吐出する液滴吐出ヘッド(液体吐出ヘッド)からなる記録ヘッドを用いた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、インクジェット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。)を行うものであり、インクジェット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、インクジェット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。   As an image forming apparatus such as a printer, a facsimile machine, a copying machine, a plotter, or a complex machine of these, a recording composed of a liquid droplet ejection head (liquid ejection head) that ejects liquid droplets (for example, ink droplets) of recording liquid used for image formation. An ink jet recording apparatus or the like is known as an image forming apparatus using a head. This liquid discharge recording type image forming apparatus means that ink droplets from an inkjet head are transported on paper (not limited to paper, including OHP, and can be attached to ink droplets and other liquids). Yes, it is also ejected to a recording medium or a recording medium, recording paper, recording paper, etc.) to form an image (recording, printing, printing, and printing are also used synonymously). A serial type image forming apparatus that forms an image by ejecting droplets while the inkjet head moves in the main scanning direction, and a line type head that forms images by ejecting droplets without moving the inkjet head There are line type image forming apparatuses using

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。   In the present application, the “image forming apparatus” of the liquid discharge recording method is an apparatus that forms an image by discharging liquid onto a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, or the like. In addition, “image formation” means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a medium but also giving an image having no meaning such as a pattern to the medium (simply It also means that a droplet is landed on a medium). “Ink” is not limited to ink, but is used as a general term for all liquids capable of image formation, such as recording liquid, fixing processing liquid, and liquid. DNA samples, resists, pattern materials, resins and the like are also included. In addition, the “image” is not limited to a planar one, but includes an image given to a three-dimensionally formed image, and an image formed by three-dimensionally modeling a solid itself.

近年の液滴吐出ヘッドにおいては、ノズルを高密度化し、ヘッド数を増やすことなく高画質化を実現する技術が既に知られている。しかし、今までの高密度ノズルヘッドでは、ノズル配列方向の振動板ダイアフラム薄肉部幅の確保が難しくなり、振動板の変位を稼ぐことが困難であることによる吐出効率の低下、また圧力室(加圧液室)を区画する隔壁幅が減少してクロストーク増大による吐出効率の低下及び画像品質の低下という問題があった。また、従来より比較的大量に液滴を吐出した直後の圧力室内の残留圧力振動が、次滴の吐出速度や方向に影響を与え、それに因ると考えられるスジ・ムラが印字画像に発生し、画像品質が低下するという問題があった。   In recent droplet discharge heads, a technology for realizing high image quality without increasing the number of nozzles and increasing the number of heads is already known. However, in conventional high-density nozzle heads, it is difficult to secure the diaphragm diaphragm thin wall width in the nozzle arrangement direction, and it is difficult to increase the displacement of the diaphragm. There was a problem that the width of the partition wall defining the pressure chamber was reduced and the discharge efficiency was lowered and the image quality was lowered due to increased crosstalk. In addition, the residual pressure vibration in the pressure chamber immediately after ejecting a relatively large amount of droplets affects the ejection speed and direction of the next droplet, resulting in streaks and unevenness in the printed image. There was a problem that the image quality deteriorated.

特許文献1には、インクジェットヘッドの高応答性と高安定性を得る目的で、圧力室内に吐出時の圧力によって弾性変形可能な薄肉部を設け、薄肉部と対向する領域に対向壁を設けて薄肉部が対向壁に当接する構成が開示されている。この構成では、インク吐出後は圧力室の剛性が低くなり残留圧力振動を緩和させつつも、インク吐出時には圧力室の剛性が低下せずインク吐出効率を低下させないようにはできる。しかし、上述したノズル高密度化による吐出効率低下という問題は解消できていない。   In Patent Document 1, for the purpose of obtaining high responsiveness and high stability of an ink jet head, a thin portion that can be elastically deformed by pressure during ejection is provided in a pressure chamber, and an opposing wall is provided in a region facing the thin portion. A configuration in which the thin portion abuts against the opposing wall is disclosed. In this configuration, the rigidity of the pressure chamber is reduced after ink discharge and the residual pressure vibration is alleviated, but the rigidity of the pressure chamber is not reduced during ink discharge and the ink discharge efficiency is not reduced. However, the above-described problem of lowering the discharge efficiency due to the higher nozzle density cannot be solved.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、高密度ノズル化した液滴吐出ヘッドにおいて、振動板の変位を拡大するとともに、クロストークや圧力室内残留振動を抑えることにより、吐出効率及び画像品質を改善できる液滴吐出ヘッド、画像形成装置及び液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a droplet discharge head having a high-density nozzle, the displacement of the diaphragm is increased, and by suppressing crosstalk and residual vibration in the pressure chamber, the discharge efficiency and It is an object of the present invention to provide a droplet discharge head, an image forming apparatus, and a method for manufacturing the droplet discharge head that can improve image quality.

かかる目的を達成するために、本発明の液滴吐出ヘッドは、少なくとも、画像形成に用いられる記録液の液滴を吐出する複数のノズルを含むノズル板と、ノズルのそれぞれと連通する加圧液室を複数形成する流路板と、加圧液室の一壁面を構成するとともに、ダイアフラム部が配置された振動板と、加圧液室を加圧するエネルギーを発生する圧電素子と、を備えた液滴吐出ヘッドであって、ダイアフラム部は、圧電素子と当接してエネルギーを加圧液室に伝達するアイランド部と、アイランド部の周囲に、加圧液室に対応する部分の変形を容易にする第1の薄肉部と、を有し、アイランド部には、圧電素子と当接せず、かつ、ノズルの配列方向と直交する方向に、平行に伸びるスリット状の第2の薄肉部が設けられたことを特徴とする。   In order to achieve such an object, a liquid droplet ejection head according to the present invention includes at least a nozzle plate including a plurality of nozzles for ejecting liquid droplets of a recording liquid used for image formation, and a pressurized liquid communicating with each of the nozzles. A flow path plate that forms a plurality of chambers, a diaphragm that constitutes one wall surface of the pressurizing liquid chamber, and in which a diaphragm portion is disposed, and a piezoelectric element that generates energy for pressurizing the pressurizing liquid chamber. It is a droplet discharge head, and the diaphragm part is in contact with the piezoelectric element to transmit the energy to the pressurized liquid chamber, and the portion corresponding to the pressurized liquid chamber is easily deformed around the island part. The island portion is provided with a slit-like second thin portion that does not contact the piezoelectric element and extends in a direction perpendicular to the nozzle arrangement direction. It is characterized by that.

本発明の画像形成装置は、上記本発明の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする。   An image forming apparatus according to the present invention includes the above-described droplet discharge head according to the present invention.

本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、上記本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法であって、液滴吐出ヘッドを構成する振動板の形成工程として、第1のレジスト膜を基板上に塗布する工程と、第1の光学マスクを用いて第1のレジスト膜を露光し、第1の膜変質部を形成する工程と、第1のレジスト膜上に第2のレジスト膜を塗布する工程と、第2の光学マスクを用いて第2のレジスト膜を露光し、第2の膜変質部を形成する工程と、第1のレジスト膜及び第2のレジスト膜に対して、第1のレジスト部及び第2のレジスト部以外を除去する工程と、基板上に、第1のレジスト膜の膜厚より厚く、かつ、第1のレジスト膜と第2のレジスト膜を合わせた膜厚より薄く、ニッケル電鋳層を形成する工程と、第1のレジスト部及び第2のレジスト部を除去する工程と、を有し、第1のレジスト部は、少なくとも第1の薄肉部と第2の薄肉部に対応し、第2のレジスト部は、少なくとも第2の薄肉部に対応することを特徴とする。   The method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention is a method for manufacturing the droplet discharge head according to the present invention, wherein the first resist film is formed on the substrate as a step of forming a diaphragm constituting the droplet discharge head. A step of applying, a step of exposing the first resist film using the first optical mask to form a first film altered portion, and a step of applying a second resist film on the first resist film And a step of exposing the second resist film using the second optical mask to form a second film alteration portion, and the first resist film and the second resist film with respect to the first resist film and the second resist film. Removing the portion other than the first resist portion and the second resist portion, on the substrate, being thicker than the thickness of the first resist film and thinner than the combined thickness of the first resist film and the second resist film, Step of forming nickel electroformed layer, first resist portion and second resist The first resist portion corresponds to at least the first thin portion and the second thin portion, and the second resist portion corresponds to at least the second thin portion. It is characterized by.

本発明によれば、高密度ノズル化した液滴吐出ヘッドにおいて、振動板の変位を拡大するとともに、クロストークや圧力室内残留振動を抑えて、吐出効率及び画像品質を改善できる。   According to the present invention, in a droplet discharge head having a high density nozzle, it is possible to improve the discharge efficiency and image quality by expanding the displacement of the diaphragm and suppressing crosstalk and residual vibration in the pressure chamber.

本発明の一実施形態に係る液滴吐出ヘッドの液室構造について説明する分解斜視図である。It is a disassembled perspective view explaining the liquid chamber structure of the droplet discharge head which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る液滴吐出ヘッドの液室構造について説明する液室長手方向断面図である。It is a liquid chamber longitudinal cross-sectional view explaining the liquid chamber structure of the droplet discharge head which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る液滴吐出ヘッド(バイピッチ構造の場合)の液室構造について説明する液室短手方向断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view in the lateral direction of the liquid chamber for explaining the liquid chamber structure of the droplet discharge head (in the case of a bi-pitch structure) according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る液滴吐出ヘッド(ノーマルピッチ構造の場合)の液室構造について説明する液室短手方向断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view in the lateral direction of the liquid chamber for explaining the liquid chamber structure of the droplet discharge head (in the case of a normal pitch structure) according to an embodiment of the present invention. 従来技術の液滴吐出ヘッドを構成する振動板のノズル面方向平面図である。It is a nozzle surface direction top view of the diaphragm which comprises the droplet discharge head of a prior art. 本発明の一実施形態に係る液滴吐出ヘッドを構成する振動板のノズル面方向平面図である。It is a nozzle surface direction top view of a diaphragm which constitutes a droplet discharge head concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る振動板のダイアフラム部の断面図である。It is sectional drawing of the diaphragm part of the diaphragm which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る振動板のダイアフラム部の挙動時の遷移を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the transition at the time of the behavior of the diaphragm part of the diaphragm which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る振動板のダイアフラム部の形成工程の遷移を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the transition of the formation process of the diaphragm part of the diaphragm which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る振動板のダイアフラム部の別形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another shape of the diaphragm part of the diaphragm which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る振動板のダイアフラム部の別形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another shape of the diaphragm part of the diaphragm which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る振動板のダイアフラム部の別形状を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another shape of the diaphragm part of the diaphragm which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating an overall configuration of a mechanism unit of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の機構部の要部平面説明図である。FIG. 2 is a plan view illustrating a main part of a mechanism unit of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の機構部全体の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an entire mechanism unit of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の記録ヘッドの構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a configuration of a recording head of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.

以下、本発明を実施するための形態(実施形態)について添付図面を参照して詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments (embodiments) for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

まず、本発明の概要について説明する。本発明は、振動板のダイアフラム部のうち、圧電素子と当接する厚肉部(アイランド)の一部に、ノズル配列方向と直交する方向にスリット状の第2の薄肉部を設けた液室構成にすることを特徴とする。この特徴により、第2の薄肉部の弾性変形によって個別液室内圧力変動や、隣接ノズルとのクロストークを吸収する効果が得られ、吐出効率及び画像品質を改善できる。また、本発明は、第2の薄肉部によって仕切られた厚肉部群のうち最外縁の位置にあるものは、圧電素子と接する面が外縁方向に下がるように傾斜し、その傾斜による変動量は圧電素子の駆動変位量以上とすることを特徴とする。
この特徴により、上記最外縁の厚肉部が、圧電素子駆動時に圧電素子に押されて傾斜し、厚肉部の圧力室側底面がダイアフラム外縁方向に変位するので、第1の薄肉部領域を十分に確保できない高密度ヘッドにおいても第1の薄肉部が緩んで圧電素子の変位を制限することがなくなるので、圧電素子本来の変位量で厚肉部を変位させることができる。同時に、第2の薄肉部は引っ張られて剛性が増加するので、厚肉部内に設けたとしても吐出効率が低下することはない。このような本発明の特徴について、以下、図面を参照しながら詳細に解説する。
First, an outline of the present invention will be described. The present invention provides a liquid chamber configuration in which a slit-shaped second thin portion is provided in a direction perpendicular to the nozzle arrangement direction in a part of a thick portion (island) that comes into contact with a piezoelectric element among diaphragm portions of a diaphragm. It is characterized by. With this feature, the effect of absorbing the pressure fluctuation in the individual liquid chamber and the crosstalk with the adjacent nozzle can be obtained by the elastic deformation of the second thin portion, and the discharge efficiency and the image quality can be improved. Further, according to the present invention, the thick portion group divided by the second thin portion is located at the outermost edge, and the surface in contact with the piezoelectric element is inclined so as to be lowered in the outer edge direction, and the fluctuation amount due to the inclination Is more than the driving displacement amount of the piezoelectric element.
Due to this feature, the thickest part of the outermost edge is inclined by being pushed by the piezoelectric element when the piezoelectric element is driven, and the bottom surface of the thicker part on the pressure chamber side is displaced toward the outer edge of the diaphragm. Even in a high-density head that cannot be sufficiently secured, the first thin portion is not loosened and the displacement of the piezoelectric element is not limited. Therefore, the thick portion can be displaced by the original displacement amount of the piezoelectric element. At the same time, the second thin-walled portion is pulled to increase the rigidity. Therefore, even if the second thin-walled portion is provided in the thick-walled portion, the discharge efficiency does not decrease. Such features of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

本実施形態の液滴吐出ヘッドの一例について図1〜図4を参照して説明する。図1は、本実施形態の液滴吐出ヘッドの分解斜視説明図、図2は本実施形態の液滴吐出ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図、図3はバイピッチ構造にした場合の、本実施形態の液滴吐出ヘッドの液室短手方向に沿う断面説明図、図4はノーマルピッチ構造にした場合の、本実施形態の液滴吐出ヘッドの液室短手方向に沿う断面説明図である。   An example of the droplet discharge head of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 is an exploded perspective view of the droplet discharge head of the present embodiment, FIG. 2 is a sectional view of the droplet discharge head of the present embodiment along the longitudinal direction of the liquid chamber, and FIG. 3 is a bi-pitch structure. FIG. 4 is a cross-sectional explanatory view along the short side direction of the liquid chamber of the liquid droplet ejection head of the present embodiment. FIG. 4 is an explanatory view of the cross section along the short side direction of the liquid chamber of the liquid droplet discharge head according to the present embodiment. It is.

本実施形態の液体吐出ヘッドは、例えばシリコン部材からなる流路形成部材である流路板1と、この流路板1の上面に接合したノズル形成部材である金属部材からなるノズル板2と、この流路板1の下面に接合した金属部材からなる振動板3とを有し、これらによって液滴(画像形成に用いられる記録液の液滴。例えばインク滴)を吐出するノズル4が連通路5を介して連通する加圧液室6(圧力室。単に「液室」ともいう)、流体抵抗部7、この流体抵抗部7を介して液室6と連通する導入部8を形成し、導入部8に振動板3に形成した供給口9を介して後述するフレーム部材17に形成した共通液室10から記録液(例えばインク)を供給する。   The liquid discharge head of the present embodiment includes a flow path plate 1 that is a flow path forming member made of, for example, a silicon member, and a nozzle plate 2 that is made of a metal member that is a nozzle forming member joined to the upper surface of the flow path plate 1. A nozzle 3 that has a diaphragm 3 made of a metal member joined to the lower surface of the flow path plate 1 and discharges liquid droplets (droplets of recording liquid used for image formation, for example, ink droplets) by these members is a communication path. A pressure liquid chamber 6 (pressure chamber; also simply referred to as “liquid chamber”), a fluid resistance portion 7, and an introduction portion 8 that communicates with the liquid chamber 6 via the fluid resistance portion 7. A recording liquid (for example, ink) is supplied from a common liquid chamber 10 formed in a frame member 17 to be described later to the introduction portion 8 through a supply port 9 formed in the diaphragm 3.

そして、液室6の壁面を形成する振動板3の面外側(液室6と反対面側)に、各加圧液室6に対応して、振動板3に形成したアイランド部を介して駆動素子(アクチュエータ手段、圧力発生手段)としての積層型圧電素子12(単に「圧電素子」ともいう)の上端面を接合している。また、積層型圧電素子12の下端面はベース部材13に接合している。   And it drives via the island part formed in the diaphragm 3 corresponding to each pressurized liquid chamber 6 to the surface outside (surface opposite to the liquid chamber 6) of the diaphragm 3 which forms the wall surface of the liquid chamber 6 An upper end surface of a laminated piezoelectric element 12 (also simply referred to as “piezoelectric element”) as an element (actuator means, pressure generating means) is joined. Further, the lower end surface of the multilayer piezoelectric element 12 is joined to the base member 13.

ここで、圧電素子12は、圧電材料層21と内部電極22a、22bとを交互に積層したものであり、内部電極22a、22bをそれぞれ端面に引き出して端面電極(外部電極)23a、23bに接続し、端面電極23a、23bに電圧を印加することで積層方向の変位を生じる。   Here, the piezoelectric element 12 is formed by alternately laminating piezoelectric material layers 21 and internal electrodes 22a and 22b, and the internal electrodes 22a and 22b are respectively drawn out to the end faces and connected to the end face electrodes (external electrodes) 23a and 23b. Then, a voltage is applied to the end face electrodes 23a and 23b to cause displacement in the stacking direction.

そして、圧電素子12には駆動信号を与えるために半田接合又はACF(異方導電性膜)接合若しくはワイヤボンディングでFPCケーブル15を接続する。このFPCケーブル15には各圧電素子12に選択的に駆動波形を印加するための図示しない駆動回路(ドライバIC)を実装する。   The FPC cable 15 is connected to the piezoelectric element 12 by solder bonding, ACF (anisotropic conductive film) bonding or wire bonding in order to give a drive signal. A drive circuit (driver IC) (not shown) for selectively applying a drive waveform to each piezoelectric element 12 is mounted on the FPC cable 15.

なお、液室短手方向(ノズル4の並び方向)では、図3に示すように、圧電素子12と支柱部12Aを交互に配置したバイピッチ構造とすることもできるし、あるいは、図4に示すように、支柱部12を設けないノーマルピッチ構造とすることもできる。   In the lateral direction of the liquid chamber (the direction in which the nozzles 4 are arranged), as shown in FIG. 3, a bi-pitch structure in which the piezoelectric elements 12 and the column portions 12A are alternately arranged can be used, or as shown in FIG. Thus, it can also be set as the normal pitch structure which does not provide the support | pillar part 12. FIG.

本実施形態の液滴吐出ヘッドでは、圧電素子12の圧電方向としてd33方向の変位を用いて液室6内インクを加圧する構成とし、さらに、液滴の吐出方向が液室6での記録液の流れ方向と異なるサイドシュータ方式で液滴を吐出させる構成としている。サイドシュータ方式とすることで、圧電素子12の大きさが略ヘッドの大きさとなり、圧電素子12の小型化を直接ヘッドの小型化に結びつけることができ、ヘッドの小型化を図り易いが、本発明はこの形態に限るものではない。   In the liquid droplet ejection head of this embodiment, the ink in the liquid chamber 6 is pressurized using the displacement in the d33 direction as the piezoelectric direction of the piezoelectric element 12, and the liquid droplet ejection direction is the recording liquid in the liquid chamber 6. The liquid droplets are ejected by a side shooter method that is different from the flow direction. By adopting the side shooter method, the size of the piezoelectric element 12 becomes substantially the size of the head, and the miniaturization of the piezoelectric element 12 can be directly linked to the miniaturization of the head, and the head can be easily miniaturized. The invention is not limited to this form.

さらに、これらの圧電素子12、ベース部材13及びFPC15などで構成されるアクチュエータ部の外周側には、エポキシ系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たフレーム部材17を接合している。   Further, a frame member 17 formed by injection molding with an epoxy resin or polyphenylene sulfite is joined to the outer peripheral side of the actuator portion composed of the piezoelectric element 12, the base member 13, the FPC 15, and the like.

そして、このフレーム部材17には上記共通液室10を形成するとともに、この共通液室10に外部から記録液を供給するための供給口19を形成し、この供給口19はさらに図示しないサブタンクや記録液カートリッジなどの記録液供給源に接続される。   The frame member 17 is formed with the common liquid chamber 10 and a supply port 19 for supplying recording liquid from the outside to the common liquid chamber 10. It is connected to a recording liquid supply source such as a recording liquid cartridge.

ここで、流路板1は、シリコンの異方性エッチングにより、連通路5となる貫通穴、加圧液室6、流体抵抗部7、連通部8などを構成する溝部をそれぞれ形成している。なお、加圧液室6はそれぞれ隔壁6aにて隔てられている。   Here, the flow path plate 1 is formed with through-holes serving as the communication passages 5, pressurized liquid chambers 6, fluid resistance portions 7, communication portions 8, and the like by anisotropic etching of silicon. . The pressurized liquid chambers 6 are separated from each other by a partition wall 6a.

ノズル板2は、ニッケル(Ni)電鋳でノズル4となるノズル孔を形成している。このノズル板2のノズル4は、例えば直径10〜35μmの孔で形成され、流路板1に接着剤接合している。そして、このノズル板2の液滴吐出側面(吐出方向の表面:吐出面、又は液室6側と反対の面)には撥水処理を施している。   The nozzle plate 2 forms a nozzle hole that becomes the nozzle 4 by nickel (Ni) electroforming. The nozzle 4 of the nozzle plate 2 is formed with a hole having a diameter of 10 to 35 μm, for example, and is bonded to the flow path plate 1 with an adhesive. Then, a water repellent treatment is applied to the droplet discharge side surface (surface in the discharge direction: discharge surface or surface opposite to the liquid chamber 6 side) of the nozzle plate 2.

振動板3は、ニッケル電鋳(例えば2層以上)で形成している。図5に示すように、この振動板3には、ダイアフラム部51が設けられている。ダイアフラム部51は、加圧液室6に対応する部分の変形を容易にするための第1の薄肉部51c、51dと、中央部には圧電素子12と接合するためのアイランド部51bとを有する。第1の薄肉部51c、51dは、ノズル4が形成された方向(ノズル面方向)から見てアイランド部51bを包含する。なお、図5に示すダイアフラム部51の構成は、従来技術で用いられるものである。本実施形態では、図5に示す構成において、アイランド部51bに第2の薄肉部を設ける構成とする。これについては図6を用いて後述する。   The diaphragm 3 is formed by nickel electroforming (for example, two or more layers). As shown in FIG. 5, the diaphragm 3 is provided with a diaphragm portion 51. The diaphragm portion 51 includes first thin portions 51c and 51d for facilitating deformation of a portion corresponding to the pressurized liquid chamber 6, and an island portion 51b for joining to the piezoelectric element 12 in the central portion. . The first thin portions 51c and 51d include an island portion 51b when viewed from the direction in which the nozzle 4 is formed (nozzle surface direction). In addition, the structure of the diaphragm part 51 shown in FIG. 5 is used by a prior art. In the present embodiment, in the configuration shown in FIG. 5, the island portion 51 b is provided with a second thin portion. This will be described later with reference to FIG.

圧電素子12は、積層型圧電素子部材をベース部材13の接合した後、ダイシングソーなどによって溝加工を施すことによって分割して形成したものである。前述した図3のバイピッチ構造をとるときの支柱部12Aは、溝加工によって形成される圧電素子部材であるが、駆動電圧を印加しないので単なる支柱として機能するだけである。   The piezoelectric element 12 is formed by dividing a laminated piezoelectric element member by joining a base member 13 and then performing groove processing with a dicing saw or the like. The column portion 12A when the bi-pitch structure shown in FIG. 3 is used is a piezoelectric element member formed by grooving, but only functions as a column because no drive voltage is applied.

以上のように構成された本実施形態の液滴吐出ヘッドは、例えば押し打ち方式で駆動する場合には、図示しない制御部から記録する画像に応じて複数の圧電素子12に20〜50Vの駆動パルス電圧を選択的に印加することによって、パルス電圧が印加された圧電素子12が変位して振動板3をノズル板2方向に変形させ、液室6の容積(体積)変化によって液室6内の液体を加圧することで、ノズル板2のノズル4から液滴が吐出される。そして、液滴の吐出に伴って液室6内の圧力が低下し、このときの液流れの慣性によって液室6内には若干の負圧が発生する。この状態の下において、圧電素子12への電圧の印加をオフ状態にすることによって、振動板2が元の位置に戻って液室6が元の形状になるため、さらに負圧が発生する。このとき、共通液室10から液室6内に記録液が充填され、次の駆動パルスの印加に応じて液滴がノズル4から吐出される。   When the droplet discharge head according to the present embodiment configured as described above is driven by, for example, a pushing method, the plurality of piezoelectric elements 12 are driven at 20 to 50 V according to an image recorded from a control unit (not shown). By selectively applying the pulse voltage, the piezoelectric element 12 to which the pulse voltage is applied is displaced to deform the vibration plate 3 in the direction of the nozzle plate 2, and the liquid chamber 6 changes its volume (volume) in the liquid chamber 6. A liquid droplet is discharged from the nozzle 4 of the nozzle plate 2 by pressurizing the liquid. As the liquid droplets are discharged, the pressure in the liquid chamber 6 decreases, and a slight negative pressure is generated in the liquid chamber 6 due to the inertia of the liquid flow at this time. Under this state, the application of voltage to the piezoelectric element 12 is turned off, so that the diaphragm 2 returns to the original position and the liquid chamber 6 has the original shape, so that further negative pressure is generated. At this time, the recording liquid is filled from the common liquid chamber 10 into the liquid chamber 6, and droplets are ejected from the nozzles 4 in response to the next drive pulse application.

ここで、本実施形態の液滴吐出ヘッドにおけるダイアフラム部51の例について、図6〜図8を参照して説明する。   Here, an example of the diaphragm unit 51 in the liquid droplet ejection head of the present embodiment will be described with reference to FIGS.

図6は、振動板3を圧電素子接合面方向から見た平面図である。図6に示すように、本実施形態では、振動板3上にノズル配列方向に配置されたダイアフラム部51において、圧電素子12と当接するアイランド部51b内に、圧電素子12と当接せず、かつ、ノズル配列方向と直交する方向にアイランド部51b全長にわたって平行に伸びるスリット状の、第2の薄肉部51eを設けている。このような第2の薄肉部51eを形成することにより図8に示すように駆動前後は第2の薄肉部51eが撓んで、効率よく液室6内の圧力変動を減衰することができる。これにより隣接ノズルとのクロストークも抑制することができる。一方で駆動中は圧電素子12の変位により第2の薄肉部51eには引っ張る方向にテンションがかかるため剛性があがり厚肉部とほぼ同様の効果を示す。これにより駆動中は厚肉部で形成した場合と同等の吐出効率を達成するとともに、駆動前後では液室6内に面する薄肉部面積を稼いで速やかに圧力変動を減衰することができる。   FIG. 6 is a plan view of the diaphragm 3 viewed from the piezoelectric element bonding surface direction. As shown in FIG. 6, in the present embodiment, in the diaphragm portion 51 arranged in the nozzle arrangement direction on the diaphragm 3, the island portion 51 b that contacts the piezoelectric element 12 does not contact the piezoelectric element 12, In addition, a slit-like second thin portion 51e extending in parallel over the entire length of the island portion 51b is provided in a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction. By forming such a second thin portion 51e, as shown in FIG. 8, the second thin portion 51e is bent before and after driving, and the pressure fluctuation in the liquid chamber 6 can be efficiently attenuated. Thereby, crosstalk with an adjacent nozzle can also be suppressed. On the other hand, since the second thin portion 51e is tensioned in the pulling direction due to the displacement of the piezoelectric element 12 during driving, the rigidity is increased and the effect is almost the same as that of the thick portion. As a result, during driving, the discharge efficiency equivalent to that formed by the thick portion can be achieved, and before and after driving, the thin portion area facing the liquid chamber 6 can be gained to quickly attenuate the pressure fluctuation.

また、この第2の薄肉部51eによって仕切られたアイランド部51のうち最外縁位置にある(スリット状の第2の薄肉部の両外側にある)厚肉部51fは、図7に示すように、圧電素子12と接する面が外縁方向に下がるように傾斜させることが好ましい。このように傾斜させることで図8に示すように、駆動時に厚肉部51fが外方向に傾斜し第2薄肉部をより効率的に引き伸ばすことができるために第2薄肉部の剛性をより高めることができる。また合わせて、第1の薄肉部は収縮する方向に変位することになるため、第1の薄肉部の幅が十分にとれないような高密度ノズルヘッドにおいても、第1の薄肉部で圧電素子の駆動を阻害することがない。具体的に第1の薄肉部と厚肉部のみの構成では、第1の薄肉部領域が狭いと圧電素子の変位分だけ第1の薄肉部が伸びることができず、圧電素子は十分に変位することができない。これに対し、このような傾斜構成があれば駆動時に厚肉部51fが傾くことにより第1の薄肉部が撓み、その撓み分が伸びる分だけ圧電素子の変位をより大きく許容できる。これにより高密度ノズルヘッドにおいても十分な吐出効率を得ることができる。   Further, as shown in FIG. 7, the thick part 51f at the outermost edge position (on both outer sides of the slit-like second thin part) of the island part 51 partitioned by the second thin part 51e is as shown in FIG. The surface in contact with the piezoelectric element 12 is preferably inclined so as to be lowered in the outer edge direction. By tilting in this way, as shown in FIG. 8, the thick portion 51f is inclined outward during driving and the second thin portion can be more efficiently stretched, so that the rigidity of the second thin portion is further increased. be able to. In addition, since the first thin portion is displaced in the contracting direction, even in a high-density nozzle head in which the width of the first thin portion cannot be sufficiently taken, the first thin portion has a piezoelectric element. Does not hinder driving. Specifically, in the configuration having only the first thin part and the thick part, if the first thin part region is narrow, the first thin part cannot be extended by the displacement of the piezoelectric element, and the piezoelectric element is sufficiently displaced. Can not do it. On the other hand, with such an inclined configuration, the first thin-walled portion is bent due to the inclination of the thick-walled portion 51f during driving, and the displacement of the piezoelectric element can be allowed to a greater extent by the extension of the bent portion. Thereby, sufficient discharge efficiency can be obtained even in a high-density nozzle head.

このとき、圧電素子12と振動板3はアイランド部51bとの接着により接合保持されており、圧電素子12と厚肉部51fは接着されていないことが好ましい。先端が接着されていたとしても接着点を支点に変形して上記の効果を奏するが、非接着で圧電素子上を摺動できるような構成とすることでより厚肉部51fを動きやすくでき、上記効果を高めることができる。   At this time, it is preferable that the piezoelectric element 12 and the diaphragm 3 are bonded and held by bonding with the island portion 51b, and the piezoelectric element 12 and the thick portion 51f are not bonded. Even if the tip is bonded, the bonding point is transformed into a fulcrum and the above effect is obtained, but the thick part 51f can be moved more easily by adopting a configuration that can slide on the piezoelectric element without bonding, The above effects can be enhanced.

また、第1の薄肉部51c、51dと第2の薄肉部51eとの肉厚は優先される特性により差をもたせればよく、圧力変動抑制を優先するならば第2の薄肉部51eを第1の薄肉部51c、51dよりも薄く、吐出効率向上を優先するならば厚く形成すればよい。しかし、好ましくは第2の薄肉部51eは、第1の薄肉部51c、51dと同一の肉厚で形成し、第2の薄肉部51eは、第1の薄肉部51c、51dと同一面上に配置することがよい。このように形成することで第1の薄肉部51c、51dと第2の薄肉部51eを同一工程で形成することが可能となり、通常の振動板と同等のコストで形成することができる。   Further, the thickness of the first thin portion 51c, 51d and the second thin portion 51e may be different depending on the priority characteristics, and if priority is given to suppression of pressure fluctuation, the second thin portion 51e is replaced with the first thin portion 51e. If it is thinner than the one thin portion 51c, 51d and priority is given to improving the discharge efficiency, it may be formed thicker. However, preferably, the second thin portion 51e is formed with the same thickness as the first thin portions 51c and 51d, and the second thin portion 51e is on the same plane as the first thin portions 51c and 51d. It is good to arrange. By forming in this way, the first thin portions 51c and 51d and the second thin portion 51e can be formed in the same process, and can be formed at the same cost as a normal diaphragm.

また、第2の薄肉部51eに対応するスリットにおいて、圧電素子12側の開口部の幅が、加圧液室6側の開口部の幅よりも小さくすることが好ましい。このようにすることで、圧電素子との接合面積を広く確保し薄肉部面積を広く確保したまま厚肉部の剛性を高めることができる。   In the slit corresponding to the second thin portion 51e, the width of the opening on the piezoelectric element 12 side is preferably smaller than the width of the opening on the pressurized liquid chamber 6 side. By doing in this way, the rigidity of a thick part can be improved, ensuring a large joint area with a piezoelectric element and ensuring a wide thin part area.

図8は、本実施形態における、吐出前後のダイアフラム部51の挙動を説明する断面図である。図8では、圧電素子12の駆動前、駆動中、駆動直後のそれぞれにおけるダイアフラム部51の挙動を示している。なお、図8において、ダイアフラム部51を構成する各部については図示を省略しているが、図7に示す図示と同様である。   FIG. 8 is a cross-sectional view for explaining the behavior of the diaphragm portion 51 before and after ejection in the present embodiment. FIG. 8 shows the behavior of the diaphragm portion 51 before, during, and immediately after driving the piezoelectric element 12. In FIG. 8, illustration of each part constituting the diaphragm part 51 is omitted, but it is the same as that shown in FIG. 7.

まず、図示はしていないが、例えば図5に示した従来技術のダイアフラム部51の挙動について説明する。図5に示す振動板3の構成では、圧電素子12がその駆動変位量80aだけノズル面方向に変位することで、加圧液室6が加圧される。このような、圧電素子12によりダイアフラム部51が80aだけノズル面方向に変位した状態では、第1の薄肉部51dは張力が増加している。特に、従来技術のような高密度ノズルヘッドにおいて、空間的制約から第1の薄肉部51dの幅(例えば図8の81d参照)は小さく、せいぜい10μm程度である。したがって、圧電素子12の駆動状態(液滴吐出状態)においては、第1の薄肉部51dの張力上昇も、その幅が小さい場合は顕著となり、圧電素子12の変位を抑制するため、吐出効率が低下する一因となる。   First, although not shown, for example, the behavior of the diaphragm portion 51 of the prior art shown in FIG. 5 will be described. In the configuration of the diaphragm 3 shown in FIG. 5, the pressurized liquid chamber 6 is pressurized by the piezoelectric element 12 being displaced in the nozzle surface direction by the drive displacement amount 80a. In such a state where the diaphragm portion 51 is displaced by 80a in the nozzle surface direction by the piezoelectric element 12, the tension of the first thin portion 51d is increased. In particular, in a high-density nozzle head as in the prior art, the width of the first thin portion 51d (see, for example, 81d in FIG. 8) is small due to space limitations, and is about 10 μm at most. Therefore, in the driving state (droplet discharge state) of the piezoelectric element 12, the increase in tension of the first thin portion 51d is also significant when the width is small, and the discharge efficiency is reduced because the displacement of the piezoelectric element 12 is suppressed. It contributes to the decline.

これに対し、本実施形態によれば、図8に示すように、厚肉部51fが、圧電素子12の駆動時(液滴吐出時)に、圧電素子12に押されて接触点51hを中心とするモーメント力により傾斜し、圧肉部51fの圧力室側底面がダイアフラム51外縁方向にΔ=81d−82dだけ変位する。これにより、薄肉部51dは緩んで剛性が低下し、圧電素子12及びダイアフラム51の変位を80cだけ増加させると同時に、第2の薄肉部51eは引っ張られて剛性が増加するので、51eによって吐出効率が低下することを防ぐことができる。加えて、吐出直後は第2の薄肉部51eが弾性変形することにより、圧力室内の圧力振動を吸収でき、比較的単位時間に多量の吐出を行った直後においても、比較的安定した吐出が可能となる。   On the other hand, according to the present embodiment, as shown in FIG. 8, the thick part 51f is pushed by the piezoelectric element 12 when the piezoelectric element 12 is driven (during droplet discharge), and the contact point 51h is centered. The pressure chamber side bottom surface of the incline portion 51f is displaced by Δ = 81d−82d toward the outer edge of the diaphragm 51. As a result, the thin-walled portion 51d is loosened and the rigidity is lowered, and the displacement of the piezoelectric element 12 and the diaphragm 51 is increased by 80c. At the same time, the second thin-walled portion 51e is pulled and the rigidity is increased. Can be prevented from decreasing. In addition, the second thin portion 51e is elastically deformed immediately after discharge, so that pressure vibration in the pressure chamber can be absorbed, and relatively stable discharge is possible immediately after a large amount of discharge is performed in a relatively unit time. It becomes.

以上説明したように、本実施形態の液滴吐出ヘッドによれば、少なくとも、画像形成に用いる液滴を吐出する複数のノズルを含むノズル板と、ノズルのそれぞれと連通する加圧液室を複数形成する流路板と、加圧液室の一壁面を構成するとともに、ダイアフラム部が配置された振動板と、加圧液室を加圧するエネルギーを発生する圧電素子とを備えた液滴吐出ヘッドであって、ダイアフラム部は、圧電素子と当接してエネルギーを加圧液室に伝達するアイランド部と、ノズルが形成された方向から見てアイランド部を包含し、加圧液室に対応する部分の変形を容易にする第1の薄肉部と、を有し、アイランド部には、圧電素子と当接せず、かつ、ノズルの配列方向と直交する方向に、アイランド部全長にわたって平行に伸びるスリット状の第2の薄肉部が設けられたことを特徴とする。これにより、第2の薄肉部が個別液室ダンパとして機能し、圧力変動を吸収できる。すなわち、第2の薄肉部の弾性変形によって個別液室内圧力変動や、隣接ノズルとのクロストークを吸収する効果が得られ、吐出効率及び画像品質を改善できる。   As described above, according to the droplet discharge head of this embodiment, at least a nozzle plate including a plurality of nozzles that discharge droplets used for image formation, and a plurality of pressurized liquid chambers communicating with each of the nozzles. A droplet discharge head comprising: a flow path plate to be formed; a vibration plate that constitutes one wall surface of a pressurized liquid chamber; and a diaphragm in which a diaphragm portion is disposed; and a piezoelectric element that generates energy to pressurize the pressurized liquid chamber The diaphragm part includes an island part that contacts the piezoelectric element and transmits energy to the pressurized liquid chamber, and an island part viewed from the direction in which the nozzle is formed, and corresponds to the pressurized liquid chamber. A slit that extends in parallel over the entire length of the island portion in a direction perpendicular to the nozzle arrangement direction and does not contact the piezoelectric element on the island portion. First Wherein the thin portion of the is provided. Thereby, the 2nd thin part functions as an individual liquid chamber damper, and can absorb pressure fluctuation. In other words, the elastic deformation of the second thin portion provides the effect of absorbing the pressure fluctuation in the individual liquid chamber and the crosstalk with the adjacent nozzle, and the discharge efficiency and the image quality can be improved.

また、本実施形態の液滴吐出ヘッドにおいては、第2の薄肉部によって分離されたアイランド部のうち最外縁に位置する厚肉部は、圧電素子と接する面が外縁方向に下がるように傾斜し、当該傾斜による厚肉部の両端の変動量は、圧電素子の駆動変位量以上であることを特徴とする。また、厚肉部が、圧電素子の駆動時に当該圧電素子に押下されて、ノズルの配列方向と直交する方向から見て当該ノズルの配列方向に傾斜し、最外縁に位置する厚肉部の加圧液室側底面がダイアフラム部の外縁方向に変位することで、第1の薄肉部が収縮して剛性が低下するとともに、第2の薄肉部が伸張し剛性が増加することを特徴とする。このような特徴により、第2の薄肉部は引っ張られて剛性が増加し、第2の薄肉部による吐出効率低下を防ぐ効果が得られる。すなわち、液滴吐出時に第2の薄肉部による液室の剛性低下を防ぐことができ、PZT変位を増加させて吐出効率を向上させることができる。   Further, in the droplet discharge head of the present embodiment, the thick part located at the outermost edge among the island parts separated by the second thin part is inclined so that the surface in contact with the piezoelectric element is lowered in the outer edge direction. The variation amount at both ends of the thick wall portion due to the inclination is not less than the drive displacement amount of the piezoelectric element. In addition, the thick portion is pushed by the piezoelectric element when the piezoelectric element is driven, and is inclined in the nozzle arrangement direction when viewed from the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction, and the thick portion located at the outermost edge is added. Displacement of the bottom surface of the pressurized fluid chamber in the outer edge direction of the diaphragm portion causes the first thin portion to contract and the rigidity to decrease, and the second thin portion to expand and the rigidity to increase. With such a feature, the second thin portion is pulled to increase the rigidity, and an effect of preventing the discharge efficiency from being lowered by the second thin portion is obtained. That is, it is possible to prevent the liquid chamber from being lowered in rigidity by the second thin portion during droplet discharge, and to increase the discharge efficiency by increasing the PZT displacement.

また、本実施形態の液滴吐出ヘッドにおいては、第2の薄肉部によって分離されたアイランド部のうち最外縁に位置する厚肉部は、圧電素子に接着されていないことを特徴とする。この特徴により、接着剤の節約によるコストダウンを実現できるとともに、上述した厚肉部の傾斜を行い易くできる。   In the droplet discharge head of this embodiment, the thick part located at the outermost edge among the island parts separated by the second thin part is not bonded to the piezoelectric element. With this feature, it is possible to realize cost reduction by saving the adhesive and to easily perform the above-described inclination of the thick portion.

また、本実施形態の液滴吐出ヘッドにおいては、第2の薄肉部は、第1の薄肉部と同一の肉厚を有することを特徴とする。この特徴により、加工を容易にし、コストダウンを実現できる。   In the droplet discharge head of this embodiment, the second thin portion has the same thickness as the first thin portion. This feature facilitates processing and realizes cost reduction.

また、本実施形態の液滴吐出ヘッドにおいては、第2の薄肉部は、第1の薄肉部と同一面上に配置されていることを特徴とする。この特徴により、加工を容易にし、コストダウンを実現でき、加工方法の自由度を拡大することもできる。   In the droplet discharge head of this embodiment, the second thin portion is arranged on the same plane as the first thin portion. Due to this feature, machining can be facilitated, cost can be reduced, and the degree of freedom of the machining method can be expanded.

次に、上記振動板3のダイアフラム部51の形成方法(本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法の一実施形態)について、図9を用いて説明する。   Next, a method for forming the diaphragm portion 51 of the diaphragm 3 (one embodiment of the method for manufacturing a droplet discharge head of the present invention) will be described with reference to FIG.

まず、図9(a)に示すように、スピンコート等にてウエハ基板91a上に一層目のレジスト部となる第1のレジスト膜91bを均一に塗布する(ステップS1)。ここで、ウエハ基板91aは、同様のニッケル電鋳法等によってあらかじめ土台基板に形成された振動板3の一層目を指す。   First, as shown in FIG. 9A, a first resist film 91b to be a first resist portion is uniformly applied on the wafer substrate 91a by spin coating or the like (step S1). Here, the wafer substrate 91a indicates the first layer of the diaphragm 3 formed in advance on the base substrate by a similar nickel electroforming method or the like.

図9(a)に示すように第1のマスク91cにより第1のレジスト膜91bを露光し、第1の薄肉部51d及び第2の薄肉部51eに相当する領域を硬化させ、図9(b)に示すように第1の膜変質部(第1のレジスト部)92aを形成する(ステップS2)。   As shown in FIG. 9A, the first resist film 91b is exposed by the first mask 91c, and the regions corresponding to the first thin portion 51d and the second thin portion 51e are cured, and FIG. ), A first film alteration portion (first resist portion) 92a is formed (step S2).

通常この段階で未硬化部の膜除去を行うが、ここでは未だ除去は行わず、図9(b)に示すように、再度スピンコート等にて第1のレジスト膜91b上に第2のレジスト膜92bを塗布する(ステップS3)。   Usually, the film of the uncured portion is removed at this stage, but the removal is not performed here. As shown in FIG. 9B, the second resist is formed on the first resist film 91b by spin coating or the like again. A film 92b is applied (step S3).

図9(b)に示すように、第2のマスク92cにより第2のレジスト膜92bを露光し、第2の薄肉部51eに相当する領域を硬化させ、図9(c)に示すように第2の膜変質部(第2のレジスト部)93aを形成する(ステップS4)。ここで、図10(a)に示すように93aに対し92aが所定量95aだけ広くなるようオフセットすれば、図10(b)、(c)に示すように機能を損なわずに接着面積を拡大することもできる。   As shown in FIG. 9B, the second resist film 92b is exposed by the second mask 92c, the region corresponding to the second thin portion 51e is cured, and the second resist film 92b is cured as shown in FIG. A second film alteration portion (second resist portion) 93a is formed (step S4). Here, as shown in FIG. 10 (a), if 92a is offset from 93a by a predetermined amount 95a, the bonding area is expanded without impairing the function as shown in FIGS. 10 (b) and 10 (c). You can also

第1のレジスト膜91b及び第2のレジスト膜92bに対し、膜変質部(レジスト部)以外を除去し、図9(d)のようにする(ステップS5)。   With respect to the first resist film 91b and the second resist film 92b, portions other than the film altered portion (resist portion) are removed, as shown in FIG. 9D (step S5).

ニッケル電鋳を行い、図9(e)、(f)に示すように、93b以上93c以下の膜厚となる電鋳層94aを形成する(ステップS6)。   Nickel electroforming is performed to form an electroformed layer 94a having a thickness of 93b or more and 93c or less as shown in FIGS. 9 (e) and 9 (f) (step S6).

最後に、図9(g)に示すように、レジスト92a、93aを溶解除去し(ステップS7)、表面をポリイミドベーク等によりコートすれば(ステップS8)、ダイアフラム部51を有する振動板3が完成する。   Finally, as shown in FIG. 9G, the resists 92a and 93a are dissolved and removed (step S7), and the surface is coated with polyimide bake or the like (step S8). Thus, the diaphragm 3 having the diaphragm 51 is completed. To do.

図9で説明したダイアフラム部51の形成方法を用いて、図9(g)に示す形状以外のダイアフラム部51を形成することも可能である。この例について、図11及び図12を用いて説明する。   It is also possible to form the diaphragm 51 other than the shape shown in FIG. 9G by using the method for forming the diaphragm 51 described in FIG. This example will be described with reference to FIGS.

図11の例では、振動板3に形成されるダイアフラム部51において、第2の薄肉部51eを1箇所(上図)ないし3箇所(下図)にした場合を示している。厚肉部51fがアイランド部51bの中心軸に対し線対称に配置されていれば、図7、図8、図9(g)で説明したダイアフラム部51の機能を満足する。ただし、第2の薄肉部51eが複数箇所の場合(下図)は、中央の薄肉部51gは吐出時も端部の薄肉部51eに比べて剛性の上昇が小さいため、51gを増やすと圧力変動吸収機能が増加する一方吐出効率は低下する。   In the example of FIG. 11, in the diaphragm part 51 formed in the diaphragm 3, the case where the 2nd thin part 51e is made into one place (upper figure) thru | or three places (lower figure) is shown. If the thick part 51f is arranged symmetrically with respect to the central axis of the island part 51b, the function of the diaphragm part 51 described with reference to FIGS. 7, 8, and 9 (g) is satisfied. However, in the case where there are a plurality of second thin portions 51e (the lower figure), the central thin portion 51g has a smaller increase in rigidity than the thin portion 51e at the end even during discharge. While the function increases, the discharge efficiency decreases.

図12の例では、振動板3に形成されるダイアフラム部51において、第2の薄肉部51eを、アイランド部51bの長手方向に平行に伸びた上で両端部をさらに連結した環状形状とした場合(上図及び下図)を示している。上図は1つの環状薄肉部、下図は複数の環状薄肉部を形成した場合を示している。これにより、スリット状の第2の薄肉部51e設置によるアイランド部51bの剛性低下を防ぐことができる。また、アイランド部51bの短手方向にも複数の薄肉部51gを任意配置する(下図参照)ことで、圧力変動吸収機能、すなわちコンプライアンス値の調整が可能である。ただし、前述同様に薄肉部51gは吐出時も剛性の上昇は比較的小さい構成である。   In the example of FIG. 12, in the diaphragm portion 51 formed on the diaphragm 3, the second thin portion 51 e extends in parallel to the longitudinal direction of the island portion 51 b and has an annular shape in which both ends are further connected. (Upper and lower figures). The upper figure shows a case where one annular thin part is formed, and the lower figure shows a case where a plurality of annular thin parts are formed. Thereby, the rigidity reduction of the island part 51b by slit-like 2nd thin part 51e installation can be prevented. Further, by arbitrarily arranging a plurality of thin portions 51g in the short direction of the island portion 51b (see the following figure), the pressure fluctuation absorbing function, that is, the compliance value can be adjusted. However, as described above, the thin portion 51g has a relatively small increase in rigidity even during ejection.

次に、本実施形態の液滴吐出ヘッドを備える画像形成装置の一例について図13及び図14を参照して説明する。なお、図13は同装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図、図14は同機構部の要部平面説明図である。   Next, an example of an image forming apparatus including the droplet discharge head according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 13 is a schematic configuration diagram for explaining the overall configuration of the mechanism section of the apparatus, and FIG. 14 is an explanatory plan view of the main part of the mechanism section.

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。   This image forming apparatus is a serial type image forming apparatus, and a carriage 233 is slidably held in the main scanning direction by main and slave guide rods 231 and 232 which are guide members horizontally mounted on the left and right side plates 221A and 221B. The main scanning motor that does not perform moving scanning in the direction indicated by the arrow (carriage main scanning direction) via the timing belt.

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上述した本実施形態の液滴吐出ヘッドと、同ヘッドに駆動信号を与える電気回路基板と、同ヘッドに供給するインクを収容するタンクを一体化した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。   The carriage 233 includes the above-described droplet discharge head of the present embodiment for discharging ink droplets of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K). A recording head 234 composed of a liquid discharge head unit in which an electric circuit board for supplying a drive signal and a tank for storing ink to be supplied to the head are integrated, and a nozzle array composed of a plurality of nozzles in a sub-scanning direction perpendicular to the main scanning direction And are mounted with the ink droplet ejection direction facing downward.

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、1ヘッド当たり4ノズル列配置とし、1個のヘッドで4色の各色を吐出させることもできる。   The recording head 234 is configured by attaching liquid discharge head units 234a and 234b each having two nozzle rows to one base member, and one nozzle row of one head 234a receives black (K) droplets. The other nozzle row ejects cyan (C) droplets, the other nozzle row of the other head 234b ejects magenta (M) droplets, and the other nozzle row ejects yellow (Y) droplets. To do. Here, a configuration in which droplets of four colors are ejected in a two-head configuration is used, but it is also possible to arrange four nozzle rows per head and eject each of the four colors with one head.

また、記録ヘッド234のタンク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。   Further, the ink of each color is replenished and supplied from the ink cartridge 210 of each color to the tank 235 of the recording head 234 via the supply tube 236 of each color.

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。   On the other hand, as a paper feeding unit for feeding the paper 242 stacked on the paper stacking unit (pressure plate) 241 of the paper feed tray 202, a half-moon roller (feeding) that separates and feeds the paper 242 one by one from the paper stacking unit 241. A separation pad 244 made of a material having a large coefficient of friction is provided opposite to the sheet roller 243 and the sheet feeding roller 243, and the separation pad 244 is urged toward the sheet feeding roller 243 side.

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。   In order to feed the sheet 242 fed from the sheet feeding unit to the lower side of the recording head 234, a guide member 245 for guiding the sheet 242, a counter roller 246, a conveyance guide member 247, and a tip pressure roller. And a conveying belt 251 which is a conveying means for electrostatically attracting the fed paper 242 and conveying it at a position facing the recording head 234.

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。   The conveyor belt 251 is an endless belt, and is configured to wrap around the conveyor roller 252 and the tension roller 253 so as to circulate in the belt conveyance direction (sub-scanning direction). In addition, a charging roller 256 that is a charging unit for charging the surface of the transport belt 251 is provided. The charging roller 256 is disposed so as to come into contact with the surface layer of the conveyor belt 251 and to rotate following the rotation of the conveyor belt 251. The transport belt 251 rotates in the belt transport direction when the transport roller 252 is rotationally driven through timing by a sub-scanning motor (not shown).

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。   Further, as a paper discharge unit for discharging the paper 242 recorded by the recording head 234, a separation claw 261 for separating the paper 242 from the transport belt 251, a paper discharge roller 262, and a paper discharge roller 263 are provided. A paper discharge tray 203 is provided below the paper discharge roller 262.

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。   A double-sided unit 271 is detachably attached to the back surface of the apparatus main body. The duplex unit 271 takes in the paper 242 returned by the reverse rotation of the transport belt 251, reverses it, and feeds it again between the counter roller 246 and the transport belt 251. The upper surface of the duplex unit 271 is a manual feed tray 272.

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284などを備えている。   Further, a maintenance / recovery mechanism 281 that is a head maintenance / recovery device according to the present invention includes a recovery means for maintaining and recovering the nozzle state of the recording head 234 in the non-printing area on one side of the carriage 233 in the scanning direction. Is arranged. The maintenance / recovery mechanism 281 includes a cap member (hereinafter referred to as “cap”) 282a and 282b (hereinafter referred to as “cap 282” when not distinguished) and a nozzle surface for capping each nozzle surface of the recording head 234. A wiper blade 283 that is a blade member for discharging, a blank discharge receiver 284 that receives a droplet when performing a blank discharge that discharges a droplet that does not contribute to recording in order to discharge the thickened recording liquid, and the like. .

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。   Further, in the non-printing area on the other side in the scanning direction of the carriage 233, there is an empty space for receiving a liquid droplet when performing an empty discharge for discharging a liquid droplet that does not contribute to the recording in order to discharge the recording liquid thickened during the recording. A discharge receiver 288 is disposed, and the idle discharge receiver 288 is provided with an opening 289 along the nozzle row direction of the recording head 234 and the like.

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。   In this image forming apparatus configured as described above, the sheets 242 are separated and fed one by one from the sheet feeding tray 202, and the sheet 242 fed substantially vertically upward is guided by the guide 245, and is conveyed to the conveyor belt 251 and the counter. It is sandwiched between the rollers 246 and conveyed, and further, the leading end is guided by the conveying guide 237 and pressed against the conveying belt 251 by the leading end pressing roller 249, and the conveying direction is changed by approximately 90 °.

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。   At this time, a positive output and a negative output are alternately applied to the charging roller 256, that is, an alternating voltage is applied, and a charging voltage pattern in which the conveying belt 251 alternates, that is, in the sub-scanning direction that is the circumferential direction. , Plus and minus are alternately charged in a band shape with a predetermined width. When the sheet 242 is fed onto the conveyance belt 251 charged alternately with plus and minus, the sheet 242 is attracted to the conveyance belt 251, and the sheet 242 is conveyed in the sub scanning direction by the circumferential movement of the conveyance belt 251.

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。   Therefore, by driving the recording head 234 according to the image signal while moving the carriage 233, ink droplets are ejected onto the stopped paper 242 to record one line, and after the paper 242 is conveyed by a predetermined amount, Record the next line. Upon receiving a recording end signal or a signal that the trailing edge of the paper 242 has reached the recording area, the recording operation is finished and the paper 242 is discharged onto the paper discharge tray 203.

このように、この画像形成装置では、上述した本実施形態に係る液滴吐出ヘッドを記録ヘッドとして備えるので、信頼性が向上する。   As described above, in this image forming apparatus, since the droplet discharge head according to the above-described embodiment is provided as a recording head, reliability is improved.

次に、本実施形態の液滴吐出ヘッドを備える画像形成装置の他の例について図15を参照して説明する。なお、図15は同装置の機構部全体の概略構成図である。   Next, another example of the image forming apparatus including the droplet discharge head according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a schematic configuration diagram of the entire mechanism unit of the apparatus.

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。   This image forming apparatus is a line type image forming apparatus, has an image forming unit 402 and the like inside the apparatus main body 401, and can supply a large number of recording media (sheets) 403 on the lower side of the apparatus main body 401. A paper tray 404 is provided, a sheet 403 fed from the sheet feeding tray 404 is taken in, a required image is recorded by the image forming unit 402 while the sheet 403 is conveyed by the conveying mechanism 405, and then the side of the apparatus main body 401. The paper 403 is discharged to a paper discharge tray 406 attached to the printer.

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。   Also, a duplex unit 407 that can be attached to and detached from the apparatus main body 401 is provided, and when performing duplex printing, the sheet 403 is conveyed into the duplex unit 407 while being transported in the reverse direction by the transport mechanism 405 after one-side (front) printing is completed. Then, the other side (back side) is sent back to the transport mechanism 405 as the printable side, and the paper 403 is discharged to the paper discharge tray 406 after the other side (back side) printing is completed.

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、ライン型の4個の本実施形態に係る液滴吐出ヘッドと当該液体吐出ヘッドにインクを供給するサブタンクを一体化して構成した記録ヘッド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。   Here, the image forming unit 402, for example, discharges liquid droplets of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) according to four line-type liquids according to the present embodiment. Each recording head 411 includes recording heads 411y, 411m, 411c, and 411k (hereinafter referred to as “recording head 411” when colors are not distinguished), which are configured by integrating a droplet discharge head and a sub-tank that supplies ink to the liquid discharge head. Is attached to the head holder 413 with the nozzle surface on which nozzles for discharging droplets are formed facing downward.

なお、1つの記録ヘッド411は、図16に示すように、複数(この例では6個)のサブタンク一体型の本実施形態に係る液滴吐出ヘッド501A〜501Fをベース部材502に所定の位置関係で配列して構成しているが、1つのフルライン型の液滴吐出ヘッドで構成することもできる。   As shown in FIG. 16, one recording head 411 has a predetermined positional relationship between a plurality of (six in this example) droplet discharge heads 501 </ b> A to 501 </ b> F according to this embodiment integrated with a sub-tank. However, it can also be constituted by a single full-line type droplet discharge head.

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。   In addition, a maintenance / recovery mechanism 412y, 412m, 412c, 412k (referred to as “maintenance / recovery mechanism 412” when colors are not distinguished) corresponding to each recording head 411 is provided to maintain and recover the performance of the head. During the head performance maintenance operation such as wiping processing, the recording head 411 and the maintenance / recovery mechanism 412 are relatively moved so that the capping member constituting the maintenance / recovery mechanism 412 faces the nozzle surface of the recording head 411.

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。   The paper 403 in the paper feed tray 404 is separated one by one by a paper feed roller (half-moon roller) 421 and a separation pad (not shown) and fed into the apparatus main body 401, and is registered along the guide surface 423 a of the transport guide member 423. It is sent between 425 and the conveyor belt 433, and is sent to the conveyor belt 433 of the conveyor mechanism 405 via the guide member 426 at a predetermined timing.

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。   The conveyance guide member 443 is also formed with a guide surface 423 b for guiding the paper 403 sent out from the duplex unit 407. Further, a guide member 427 for guiding the sheet 403 returned from the transport mechanism 405 to the duplex unit 407 during duplex printing is also provided.

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。   The conveyance mechanism 405 includes an endless conveyance belt 433 that is stretched between a conveyance roller 431 that is a driving roller and a driven roller 432, a charging roller 434 that charges the conveyance belt 433, and an image forming unit 402. A platen member 435 that maintains the flatness of the conveyance belt 433 at the opposite portion, a pressing roller 436 that presses the paper 403 fed from the conveyance belt 433 against the conveyance roller 431 side, and other recording liquid that is attached to the conveyance belt 433, although not shown. It has a cleaning roller made of a porous material or the like, which is a cleaning means for removing (ink). As the transport mechanism, for example, a mechanism that sucks the recording medium onto the transport belt by air suction can be used.

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。   On the downstream side of the transport mechanism 405, a paper discharge roller 438 and a spur 439 for sending the paper 403 on which an image is recorded to the paper discharge tray 406 are provided.

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。   In the image forming apparatus configured as described above, the conveyance belt 433 moves in the direction indicated by the arrow and is charged by contact with the charging roller 434 to which a high applied voltage is applied. When 403 is fed, the sheet 403 is electrostatically attracted to the conveyance belt 433. In this way, the sheet 403 that is strongly adsorbed to the transport belt 433 is calibrated for warpage and unevenness, and forms a highly flat surface.

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。   Then, the paper 403 is moved around the conveyor belt 433 and droplets are ejected from the recording head 411, whereby a required image is formed on the paper 403, and the paper 403 on which the image has been recorded is the paper discharge roller 438. As a result, the paper is discharged to the paper discharge tray 406.

このように、この画像形成装置では、本実施形態に係る液滴吐出ヘッドを備えているので、吐出効率及び画像品質を改善でき、画像形成の信頼性が向上する。   As described above, since the image forming apparatus includes the droplet discharge head according to the present embodiment, the discharge efficiency and the image quality can be improved, and the reliability of the image formation is improved.

なお、上記実施形態では、プリンタ構成の画像形成装置を例に説明したが、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、前述したように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。   In the above embodiment, an image forming apparatus having a printer configuration has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and as described above, the image forming apparatus can be applied to an image forming apparatus such as a printer / fax / copier multifunction machine. In addition, as described above, the present invention can also be applied to an image forming apparatus using a liquid other than the narrowly defined ink or a fixing processing liquid.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記説明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。   The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above description, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

1 流路板
2 ノズル板
3 振動板
4 ノズル
5 連通路
6 加圧液室
6a 隔壁
7 流体抵抗部
8 導入部
9 供給口
10 共通液室
12 積層型圧電素子
12A 支柱部
13 ベース部材
15 FPCケーブル
17 フレーム部材
19 供給口
21 圧電材料層
22a、22b 内部電極
23a、23b 端面電極
51 ダイアフラム部
51b アイランド部
51c、51d 第1の薄肉部
51e 第2の薄肉部
51f 厚肉部
51h 接触点
81g 傾斜量
91a ウエハ基板
91b 第1のレジスト膜
91c 第1のマスク
92a 第1の膜変質部(レジスト部)
92b 第2のレジスト膜
92c 第2のマスク
93a 第2の膜変質部(レジスト部)
93b 第1の膜変質部の高さ(厚さ)
93c 第1の膜変質部と第2の膜変質部を合わせた高さ(厚み)
94a 電鋳層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flow path plate 2 Nozzle plate 3 Vibrating plate 4 Nozzle 5 Communication path 6 Pressurized liquid chamber 6a Bulkhead 7 Fluid resistance part 8 Introduction part 9 Supply port 10 Common liquid chamber 12 Stacked piezoelectric element 12A Strut part 13 Base member 15 FPC cable 17 Frame member 19 Supply port 21 Piezoelectric material layer 22a, 22b Internal electrode 23a, 23b End face electrode 51 Diaphragm part 51b Island part 51c, 51d First thin part 51e Second thin part 51f Thick part 51h Contact point 81g Inclination amount 91a Wafer substrate 91b First resist film 91c First mask 92a First film altered portion (resist portion)
92b Second resist film 92c Second mask 93a Second film altered portion (resist portion)
93b Height (thickness) of the first membrane alteration part
93c Combined height (thickness) of the first and second membrane affected parts
94a Electroformed layer

特開2003−127372号公報JP 2003-127372 A

Claims (11)

少なくとも、画像形成に用いられる記録液の液滴を吐出する複数のノズルを含むノズル板と、前記ノズルのそれぞれと連通する加圧液室を複数形成する流路板と、前記加圧液室の一壁面を構成するとともに、ダイアフラム部が配置された振動板と、前記加圧液室を加圧するエネルギーを発生する圧電素子と、を備えた液滴吐出ヘッドであって、
前記ダイアフラム部は、
前記圧電素子と当接して前記エネルギーを前記加圧液室に伝達するアイランド部と、
前記アイランド部の周囲に、前記加圧液室に対応する部分の変形を容易にする第1の薄肉部と、を有し、
前記アイランド部には、
前記圧電素子と当接せず、かつ、前記ノズルの配列方向と直交する方向に、平行に伸びるスリット状の第2の薄肉部が設けられたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
At least a nozzle plate including a plurality of nozzles for discharging droplets of a recording liquid used for image formation, a flow path plate for forming a plurality of pressurized liquid chambers communicating with each of the nozzles, and the pressurized liquid chamber A droplet discharge head comprising a diaphragm having a single wall surface and a diaphragm portion disposed thereon, and a piezoelectric element that generates energy for pressurizing the pressurized liquid chamber,
The diaphragm part is
An island that contacts the piezoelectric element and transmits the energy to the pressurized liquid chamber;
A first thin portion that facilitates deformation of a portion corresponding to the pressurized liquid chamber around the island portion;
In the island part,
2. A liquid droplet ejection head, comprising: a slit-like second thin portion extending in parallel in a direction orthogonal to the nozzle arrangement direction without contacting the piezoelectric element.
前記スリット状の第2の薄肉部がアイランド部全長にわたって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。   2. The droplet discharge head according to claim 1, wherein the slit-shaped second thin portion is formed over the entire length of the island portion. 前記第2の薄肉部によって分離された前記アイランド部のうち最外縁に位置する厚肉部は、前記圧電素子と接する面が外縁方向に前記圧電素子から遠ざかる方向に傾斜した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。   The thick part located at the outermost edge among the island parts separated by the second thin part has a surface in contact with the piezoelectric element inclined in a direction away from the piezoelectric element in an outer edge direction. Item 3. The droplet discharge head according to Item 1 or 2. 前記厚肉部が、前記圧電素子の駆動時に当該圧電素子に押下されて、前記ノズルの配列方向と直交する方向から見て当該ノズルの配列方向に傾斜し、前記最外縁に位置する厚肉部の前記加圧液室側底面が前記ダイアフラム部の外縁方向に変位することで、前記第1の薄肉部が収縮して剛性が低下するとともに、前記第2の薄肉部が伸張し剛性が増加することを特徴とする請求項3記載の液滴吐出ヘッド。   The thick part is pressed by the piezoelectric element when the piezoelectric element is driven, and is inclined in the nozzle arrangement direction when viewed from the direction orthogonal to the nozzle arrangement direction, and is located at the outermost edge. As the bottom surface of the pressurized liquid chamber side is displaced in the outer edge direction of the diaphragm portion, the first thin portion contracts and the rigidity decreases, and the second thin portion expands and the rigidity increases. The droplet discharge head according to claim 3. 前記第2の薄肉部によって分離された前記アイランド部のうち最外縁に位置する厚肉部は、前記圧電素子に接着されていないことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッド。   The thick part located in the outermost edge among the said island parts isolate | separated by the said 2nd thin part is not adhere | attached on the said piezoelectric element, The any one of Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned. Droplet discharge head. 前記第2の薄肉部は、前記第1の薄肉部と同一の肉厚を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッド。   6. The liquid droplet ejection head according to claim 1, wherein the second thin portion has the same thickness as the first thin portion. 前記第2の薄肉部は、前記第1の薄肉部と同一面上に配置されていることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッド。   The liquid droplet ejection head according to claim 1, wherein the second thin portion is disposed on the same plane as the first thin portion. 前記振動板は、2層以上の電鋳ニッケルからなることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッド。   8. The droplet discharge head according to claim 1, wherein the diaphragm is made of two or more layers of electroformed nickel. 前記第2の薄肉部に対応するスリットにおいて、前記圧電素子側開口部の幅が、前記加圧液室側開口部の幅よりも小さいことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッド。   9. The slit corresponding to the second thin portion has a width of the piezoelectric element side opening that is smaller than a width of the pressurizing liquid chamber side opening. 9. The droplet discharge head described in 1. 請求項1から9のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the droplet discharge head according to claim 1. 請求項1から9のいずれか1項に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法であって、
前記液滴吐出ヘッドを構成する振動板の形成工程として、
第1のレジスト膜を基板上に塗布する工程と、
第1の光学マスクを用いて前記第1のレジスト膜を露光し、第1の膜変質部を形成する工程と、
前記第1のレジスト膜上に第2のレジスト膜を塗布する工程と、
第2の光学マスクを用いて前記第2のレジスト膜を露光し、第2の膜変質部を形成する工程と、
前記第1のレジスト膜及び前記第2のレジスト膜に対して、前記第1のレジスト部及び前記第2のレジスト部以外を除去する工程と、
前記基板上に、前記第1のレジスト膜の膜厚より厚く、かつ、前記第1のレジスト膜と前記第2のレジスト膜を合わせた膜厚より薄く、ニッケル電鋳層を形成する工程と、
前記第1のレジスト部及び前記第2のレジスト部を除去する工程と、を有し、
前記第1のレジスト部は、少なくとも前記第1の薄肉部と前記第2の薄肉部に対応し、
前記第2のレジスト部は、少なくとも前記第2の薄肉部に対応することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
A method for manufacturing a droplet discharge head according to any one of claims 1 to 9,
As a process of forming a diaphragm constituting the droplet discharge head,
Applying a first resist film on the substrate;
Exposing the first resist film using a first optical mask to form a first film altered portion;
Applying a second resist film on the first resist film;
Exposing the second resist film using a second optical mask to form a second film altered portion;
Removing the portions other than the first resist portion and the second resist portion with respect to the first resist film and the second resist film;
Forming a nickel electroformed layer on the substrate that is thicker than the first resist film and thinner than the combined thickness of the first resist film and the second resist film;
Removing the first resist portion and the second resist portion,
The first resist portion corresponds to at least the first thin portion and the second thin portion,
The method of manufacturing a droplet discharge head, wherein the second resist portion corresponds to at least the second thin portion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2018202770A (en) * 2017-06-06 2018-12-27 セーレン株式会社 Inkjet head and inkjet recording device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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