JP2014019128A - 液滴吐出ヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の表面の平面度を向上させ、接合における信頼性を向上できる。
【解決手段】ノズル孔の配列する方向に沿って延びている共通液室の両端が狭窄し、隣接する列の共通液室の両端の間の樹脂板材の箇所に、該箇所の樹脂材料の一部を取り除いた切欠きの開口部２３−２ｂを設ける。この結果、隣り合う共通液室の対向する端部とで挟まれた部分を形成する射出成型用金型の空間部分と、隣り合う共通液室の長手方向における中央部分を形成する射出成型用金型の空間部分との肉厚が略同じになる。
【選択図】図４

Description

本発明は、液体をノズル孔から吐出させる液滴吐出ヘッド及び画像形成装置に関するものである。

一般に、プリンタ、ファックス、複写機、プロッタ、或いはこれらの内の複数の機能を複合した画像形成装置としては、例えばインクの液滴を吐出する液体吐出ヘッドを備えているインクジェット記録装置がある。このインクジェット記録装置では、媒体を搬送しながらインク滴を用紙に付着させて画像形成を行う。ここでの媒体は「用紙」ともいうが材質を限定するものではなく、被記録媒体、記録媒体、転写材、記録紙なども同義で使用する。また、画像形成装置は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味する。そして、画像形成とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与する（単に液滴を吐出する）ことをも意味する。また、インクとは、所謂インクに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えばＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる液体の総称として用いる。

上記インクジェット記録装置は、インクジェットヘッドを有している。このインクジェットヘッドの構成を簡素化し安価に製造するために、インクジェットヘッドを構成する基板をプレス加工で製造し、この基板を積層してインクを貯容する共通液室を形成している技術が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２）。これらの特許文献１、２のインクジェットヘッドでは、共通液室になる開口部が形成されている複数枚の金属板材を積層し、それらの板材間に接着剤を塗布して加熱、加圧して共通液室形成基板を構成している。

しかしながら、上記特許文献１、２のインクジェットヘッドでは、プレス加工によって１枚の金属板から各部品を打ち抜いている。この場合、打ち抜く部品同士の間の距離を最小にして１枚の金属板からより多くの部品を打ち抜くことで生産性を上げている。そのため、打ち抜く部品同士の間の距離と板厚との比であるアスペクト比の関係で板厚が制限される。そして、打ち抜く部品同士の間の距離が板厚より小さくなると、プレス加工による加工品の精度を確保できない虞がある。この結果、金属板材の板厚を厚くすることが難しくなる。これにより、必要な容積の共通液室を構成するためには、金属板材を積層する枚数を増やして狙いの板厚を確保することになってしまう。積層する枚数が増えれば接合面が増えてしまうことや、各層の位置決めなどで組立て工程数の増加や複雑化を招くことになる。その結果、コスト高となってしまう。

本発明者は、金属板材の枚数を減らしつつ共通液室の必要な容積を確保するため、共通液室形成基板の狙いの板厚が確保できる技術を特願２０１２−２５３３号（以下先願という）に提案している。この先願の液滴吐出ヘッドでは、単一の金属板材で構成するものであるが、単一の金属板材の板厚を厚くすることは上述のように難しい。そのために、単一の金属板材の板厚だけでは、必要な容積の共通液室を構成するための狙いの板厚にならない。狙いの板厚に足らない板厚分を補うために、その不足の板厚を有する樹脂板材を単一の金属板材に板厚方向で一体成型させて共通液室形成基板を構成している。これにより、上記特許文献１、２のインクジェットヘッドに比べて部品点数を少なくでき、組立て工程が単純となることで組立て工程数も少なくなる。よって、安価な液滴吐出ヘッドを提供している。

しかし、上記先願のように共通液室形成基板の形成には、金属板材を射出成型用金型に装填し射出成型用金型に溶融状態の樹脂材料を注入するインサート成型法が用いられている。共通液室形成基板に形成される共通液室は、複数列に配列されたノズル孔列にそれぞれ対応して設けられ、各ノズル孔に連通する加圧液室にそれぞれ連通している。そのため、共通液室は、対応するノズル孔列のノズル孔並び方向に沿って長尺な形状となる。

従来のインクジェットヘッドにおいては、共通液室の長手方向の少なくとも一方の端部に、その長手方向中央部側から端部に向けて先細るように形成された狭窄部が設けられたものが知られている。このような狭窄部を設けることで、液溜まりを減らす効果が得られるが、隣り合う共通液室間における端部同士の間隔が、端部に狭窄部が設けられていない場合よりも広いものとなる。端部に狭窄部が設けられていない場合には、中央部と端部との間隔がほぼ一定なので、肉厚に違いがない。これに対し、狭窄部がある場合は、肉厚に違いが出てくる。そのため、射出成形用金型のキャビティでは、狭窄部がある場合の隣り合う共通液室間における端部間の空間部分の肉厚は、狭窄部が設けられていない場合の隣り合う共通液室間における端部間の空間部分の肉厚より、大きくなる。このため、狭窄部がある空間部分に注入された溶融状態の樹脂材料は、狭窄部がない空間部分に注入された溶融状態の樹脂材料に比べて固化しにくい。これにより、樹脂材料に固化ムラが生じる虞がある。この固化ムラに伴い、共通液室形成基板の樹脂部材の表面には凹凸などの成型不良が生じてしまう。この成型不良によって共通液室形成基板の表面の平面度が悪化し、接合における信頼性が低下してしまう問題点がある。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、基板の表面の平面度を向上させ、接合における信頼性を向上できる、液滴吐出ヘッド及び画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、液滴を吐出する複数のノズル孔と、該各ノズル孔にそれぞれ連通する加圧液室と、該各加圧液室に連通し、かつノズル孔の並び向に沿って延びて中央部から端部へ先細りしている狭窄部を長手方向の少なくとも一方の端部に設けられている複数列の共通液室とを備える基板と有し、金属板材を射出成型用金型に装填して前記射出成型用金型のキャビティに樹脂材料を注入して前記金属板材と固化した樹脂板材とを板厚方向に一体成型して構成され、かつ複数列の前記共通液室を形成する前記基板を有する液滴吐出ヘッドにおいて、前記狭窄部が設けられている共通液室の端部と、該端部に対向して隣り合う共通液室の端部とに挟まれている前記樹脂板材の箇所に、切欠きの肉抜き部が形成されるようなキャビティの構造を有する前記射出成型用金型に、樹脂材料を注入して前記金属板材と樹脂板材とを一体成型して構成される前記基板を有することを特徴とするものである。

本発明において、切欠きの肉抜き部が、狭窄部が設けられている共通液室の端部と、該端部に対向して隣り合う共通液室の端部とに挟まれている樹脂板材の箇所に設けられている。これにより、隣り合う共通液室の間の長手方向における各端部に挟まれた間隔が、隣り合う共通液室の間の長手方向における中央部分の短手方向の間隔と略同じになる。そして、切欠きの肉抜き部が形成されるようなキャビティの構造を有する射出成型用金型に樹脂材料を注入して金属板材と樹脂板材とを一体成型して基板が構成される。

具体的には、射出成型用金型のキャビティ内には、樹脂板材における隣り合う共通液室の空間部分を形成するための金型部がそれぞれ設けられている。この各金型部の長手方向における中央部分の短手方向の間隙幅と、切欠きの肉抜き部を形成するための金型部と共通液室の長手方向における端部を形成するための金型部との間の間隙幅とは、略同じにする。この結果、射出成形用金型のキャビティでは、狭窄部がある場合の隣り合う共通液室間における端部間の空間部分の肉厚は、狭窄部が設けられていない場合の隣り合う共通液室間における端部間の空間部分の肉厚と、略同じになる。このため、狭窄部がある空間部分に注入された溶融状態の樹脂材料は、狭窄部がない空間部分に注入された溶融状態の樹脂材料と同じように固化していく。これにより。射出成型用金型のキャビティ内では固化ムラが少なくなる。そして、基板の樹脂板材の表面での凹凸などの成型不良を抑制できる。よって、基板の表面の平面度を向上させ、接合における信頼性を向上できる、という特有な効果が得られる。

液滴吐出ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の一例を示す側面図である。 本実施形態の液滴吐出ヘッドの構成を示す斜視図である。 本実施形態の液滴吐出ヘッドの構成を示す分解斜視図である。 第２構造体をおもて面にして見たときの共通液室形成基板の構成を示す斜視図である。 （ａ）は図４のＡ−Ａ’線断面図、（ｂ）は（ａ）の破線で囲んだ部分の拡大図である。 図４のＢ−Ｂ’線断面である。 第１構造体をおもて面にして見たときの共通液室形成基板の構成を示す斜視図である。

以下、本発明に係る液滴吐出ヘッド及び該液滴吐出ヘッドを有する液滴吐出装置としてのインクジェット記録装置に用いる一実施形態について説明する。

図１は液滴吐出ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の一例を示す側面図である。
このインクジェット記録装置３０は、印字機構部３３等を収納している。この印字機構部３３は、装置本体の内部に走査方向に移動可能なキャリッジ３１、キャリッジ３１に搭載した図１の液滴吐出ヘッド１０、液滴吐出ヘッド１０へインクを供給するインクカートリッジ３２等で構成されている。そして、装置本体の下方部には前方側から多数枚の用紙３４を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい）３５を抜き差し自在に装着されている。また、用紙３４を手差しで給紙するために開かれる手差しトレイ３６を有し、給紙カセット３５あるいは手差しトレイ３６から給送される用紙３４を取り込む。

そして、印字機構部３３によって所要の画像を記録した後、後面側の装着された排紙トレイ３７に排紙する。印字機構部３３では、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド３８と従ガイドロッド３９とで、キャリッジ３１を主走査方向に摺動自在に保持する。このキャリッジ３１には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ(Ｍ)、ブラック(Ｂｋ)の各色のインク滴を吐出する液滴吐出ヘッド１０を複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交差する方向に配列している。そして、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、キャリッジ３１には液滴吐出ヘッド１０に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ３２を交換可能に装着している。インクカートリッジ３２は、上方に大気と連通する大気口、下方には液滴吐出ヘッド１０へインクを供給する供給口が設けられ、内部にはインクが充填された多孔質体を有している。多孔質体の毛管力により液滴吐出ヘッド１０へ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、液滴吐出ヘッド１０としては各色の液滴吐出ヘッド１０を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個の液出ヘッドでもよい。

ここで、キャリッジ３１は後方側（用紙搬送下流側）を主ガイドロッド３８に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送上流側）を従ガイドロッド３９に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ３１を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ（不図示）で回転駆動される駆動プーリ（不図示）と従動プーリ（不図示）との間にタイミングベルト（不図示）を張装している。このタイミングベルトはキャリッジ３１に固定されており、主走査モータの正逆回転によりキャリッジ３１が往復駆動される。一方、給紙カセット３５にセットした用紙３４を液滴吐出ヘッド１０に下方側に搬送するために、給紙ローラ４０、フリクションパッド４１、ガイド部材４２、搬送ローラ４３、搬送コロ４４及び先端コロ４５を有している。給紙ローラ４０及びフリクションパッド４１は、給紙カセット３５から用紙３４を分離給装する。ガイド部材４２は用紙３４を案内し、搬送ローラ４３は給紙された用紙３４を反転させて搬送するローラである。搬送コロ４４は搬送ローラ４３の周面に押し付け、先端コロ４５は搬送ローラ４３からの用紙３４の送り出し角度を規定する。搬送ローラ４３は副走査モータ（不図示）によってギア列を介して回転駆動される。そして、キャリッジ３１の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ４３から送り出された用紙３４を液滴吐出ヘッド１０の下方側で案内するため、用紙ガイド部材である印写受け部材４６を設けている。この印写受け部材４６の用紙搬送方向下流側には、用紙３４を排紙方向へ送り出すための回転駆動される搬送コロ４７と拍車４８を設けている。さらに、用紙３４を排紙トレイ３７に送り出す排紙ローラ４９と拍車５０と排紙経路を形成するガイド部材５１、５２とを配設している。

このような構成を有するインクジェット記録装置３０で記録時には、キャリッジ３１を移動させながら画像信号に応じて液滴吐出ヘッド１０を駆動する。このことにより、停止している用紙３４にインクを吐出して１行分を記録し、その後、用紙３４を所定量搬送後、次の行の記録を行う。記録終了信号または用紙３４の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙３４を排紙する。また、キャリッジ３１の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、液滴吐出ヘッド１０の吐出不良を回復するための回復装置（不図示）を配置している。この回復装置はキャップ手段、吸引手段及びクリーニング手段を有している。キャリッジ３１は印字待機中にはこの回復装置側に移動されてキャッピン手段で液滴吐出ヘッド１０をキャッピングして吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係ないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出状態を維持する。また、吐出不良が発生した場合等には、キャピング手段で液滴吐出ヘッド１０の吐出出口(ノズル)を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともの気泡等を吸出する。そして、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。このように、このインクジェット記録装置においては、本実施形態の液滴吐出ヘッド１０を搭載しているので、安定したインク吐出特性が得られ、画像品質が向上する。上述した説明ではインクジェット記録装置に液滴吐出ヘッドを使用した場合について説明したが、インク以外の液滴、例えばパターニング用の液体レジストを吐出する装置に液滴吐出ヘッドを適用してもよい。

図２は本実施形態の液滴吐出ヘッドの構成を示す斜視図である。図３は本実施形態の液滴吐出ヘッドの構成を示す分解斜視図である。両図に示す本実施形態の液滴吐出ヘッドとしてのインクジェットヘッド１０は、主に、ノズルプレート１１、アクチュエータ基板１２及び共通液室形成基板１３を含んで構成されている。その他の構成として、ノズルカバー１４、ダンパ部材１５及びハウジング１６を含んで構成されている。そして、ノズルプレート１１には、インク滴を吐出する複数のノズル孔（不図示）が配置されている。アクチュエータ基板１２は、ノズル孔にインクを供給する複数の個別液室（不図示）が形成され、各個別液室を加圧する振動板上に下部電極、圧電体、上部電極から構成される電気機械変換素子（不図示）が形成されている。共通液室形成基板１３は、アクチュエータ基板１２と接合することにより、共通液室、個別液室及びインク供給路を形成する。ノズルカバー１４は、ノズルプレート１１に配置されたノズル孔を露出開口して、インクジェットヘッド周縁部を覆うように配置されている。ハウジング１６には、ダンパ部材１５を収容し、後述するキャリッジ３１に係合する位置基準部１６ａ、１６ｂを備え、複数個のインクタンク（図示せず）を保持するタンクホルダ１７にネジ等の締結手段１８により固定されている。

また、インクジェットヘッド１０には、後述するインクジェット記録装置３０に配置されるコネクタと電気的に接続されて記録画像に応じた電気信号を伝達する電気パッドを具備するコネクタ基板１９が設けられている。更に、アクチュエータ基板１２上に設けられた電気機械変換素子を駆動するための駆動ＩＣ（不図示）と、駆動ＩＣに電気的に接続するパッド部とコネクタ基板１９とを電気的に接続するＦＰＣ２０とが設けられている。記録画像に応じてインクジェット記録装置から伝達される電気信号が、コネクタ基板１９とＦＰＣ２０を介して電気機械変換素子に供給される。そして、電気機械変換素子によって変換された機械振動が振動板を介して個別液室内のインクを加圧し、ノズル孔から記録用紙に高精度にインクが吐出される。

本実施形態のインクジェットヘッド１０におけるノズルプレート１１には各列毎に複数個のノズル孔が形成されたノズル列が計４列形成されている。１つのインクジェットヘッドで４色分のインクを吐出できる構成となっている。ノズルプレート１１の材質としてはステンレススチール等の板部材を用いることが好適である。加工法としては、プレス加工法、エッチング法、レーザ加工法等が挙げられるが、低コスト化の観点からプレス加工法によってノズル孔を形成することが好適である。ノズルプレート１１には撥液材料が表面処理されており、不均一なインクの付着によるインクの吐出曲がりなどの吐出不良を防止する構造となっている。撥液材料としては、表面エネルギーが小さいフルオロカーボンを含む有機材料を好適に用いることができ、蒸着法や浸漬法によりノズルプレート１１の表面に塗布したものを用いることができる。一方、ノズルプレート１１におけるアクチュエータ基板１２との接合面には撥液材料を除去する手段である酸素プラズマ処理等の処理がなされ撥液材料が除去される。これにより、アクチュエータ基板１１に塗布した接着剤を介して接合がされやすくなる。接着剤としては、インクジェット記録装置にて使用されるインクに対して耐溶剤性の高い接着剤を用いることができ、具体的にはエポキシ樹脂やシリコーン樹脂を含有する熱硬化型接着剤を好適に用いることができる。

ノズルカバー１４はノズルプレート１１に形成されたノズル孔部の周辺部が開口されている。また、共通液室形成基板１３の端面部、およびＦＰＣ２０とアクチュエータ基板１２の電気的接続部を覆うように折り曲げられて略箱形に形成され、ハウジング１６に設けた突起部１６ｃと勘合して取り付けがなされるための穴部１４ａが設けられている。ノズルカバー１３の材料としてはノズルプレート１１と同一材料であるステンレススチールを用いることができる。また、ノズルプレート１１の表面に処理された撥液材料をノズルカバー１４の表面に対して処理することにより、ノズルカバー１４へのインクの付着を抑制することができる。

アクチュエータ基板１２に形成された電気機械変換素子は，ゾルゲル法を用いた半導体デバイス製造技術によって微細加工がなされ、電気機械変換素子の高密度化を容易に行うことが可能となっている。ゾルゲル法とは非特許文献１に示すように、金属アルコキシド等の金属有機化合物を溶液系で加水分解、重縮合させて金属−酸素−金属結合を成長させ、最終的に焼結することにより完成させる無機酸化物の作製方法である。このゾルゲル法により成膜される圧電体材料として具体的には、酢酸鉛、イソプロポキシドジルコニウム、イソプロポキシドチタンを出発材料にしている。そして、これらの出発材料を、共通溶媒としてのメトキシエタノールに溶解させたチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系の材料を好適に用いることができる。

次に、共通液室形成基板の構成について説明する。
図４は第２構造体をおもて面にして見たときの共通液室形成基板の構成を示す斜視図である。図５（ａ）は図４のＡ−Ａ’線断面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の破線で囲んだ部分の拡大図である。図６は図４のＢ−Ｂ’線断面である。図７は第１構造体１３−１をおもて面にして見たときの共通液室形成基板の構成を示す斜視図である。図４に示す共通液室形成基板１３は、金属材料で構成された第１構造体１３−１、樹脂材料で構成された第２構造体１３−２の複合材により形成された基板である。図７に示すように、第１構造体１３−１には、共通液室１３−１ａと、共通液室以外の場所に形成された貫通穴１３−１ｂとが開口されている。図４に示すように、第２構造体１３−２には、共通液室１３-２ａと、共通液室以外の場所に形成され、かつ切欠きの肉抜き部に相当する開口部１３−２ｂとが開口されている。そして、第１構造体１３−１及び第２構造体１３−２は、インサート成型法によって一体化されて構成されている。アクチュエータ基板２２には、電気機械変換素子２２ａと、電気機械変換素子２２ａを駆動するための駆動ＩＣ２２ｃとが設けられている。更には、加圧液室２５の内壁の一部を構成する振動板２６が設けられている。

第１構造体１３−１を形成する金属部材のおもて面に、溶融状態の樹脂材料と密着するための表面加工を予め施しておき、射出成型用金型にインサートする。インサートしてある第１構造体１３−１に溶融状態の樹脂が射出され、第２構造体１３−２を形成する。射出成型金型から取り出すときには第１構造体１３−１と第２構造体１３−２とが強固に密着して一体化される。このような積層構造にすることで射出成型時の温度変化に対して発生する熱応力が緩和され、共通液室形成基板１３の撓み変形を抑制することが可能となる。さらに、第１構造体１３−１に対して、第２構造体１３−２を接着剤接合などの接合方法によって積層するための工程が不必要となることからコスト削減が可能となる。

図４に示すように、本実施形態における共通液室１３−２ａの断面開口形状は、ノズル孔列方向に直交する長手方向に延伸し、かつ共通液室両端部付近が先細り形状となっている。この共通液室両端部には先細り形状の狭窄部１３−２ｃが設けられている。この狭窄部１３−２ｃは、共通液室の端部に生じやすい液溜まりを抑制するものである。そして、共通液室を区画する隔壁部における共通液室両端部の隔壁幅は、共通液室中央部の隔壁幅に比べて幅広になって肉厚が過剰に厚くなっている。そこで、図４に示すように、共通液室両端部の隔壁部の部分に、切欠きの開口部１３−２ｂを設ける。これにより、隔壁部における隔壁幅が減り、過剰な肉厚の部分が少なくなる。そして、開口部１３−２ｂを設けて隔壁部を形成するキャビティの部分に流れる樹脂材料の量は減り、共通液室中央部の隔壁部を形成するキャビティの部分に流れる樹脂材料の量とほぼ同じぐらいになる。これにより、共通液室を区画する隔壁部を流れる樹脂材料の流動性が向上させることができる。すなわち、射出成型に伴うウェルドやヒケなどの成型不良を低減することが可能となり、共通液室基板２３の平面度を向上させることができる。本実施形態では、切欠きの肉抜き部として開口部１３−２ｂを設けているが、この肉抜き部は射出成型金型のキャビティを流動する樹脂材料の量を減らす部分であるので、貫通穴に限らず溝部でもよく、形状や構造は任意のものでよい。

図５（ａ）、（ｂ）及び図６に示すように、本実施形態における共通液室の断面開口形状は、長手方向に延伸する共通液室両端部が先細り形状となっている。そして、共通液室を区画する共通液室隔壁部１３ａ、１３ｂは、その隔壁幅が均一化するように形成されている。このため、射出成型時の樹脂材料の流動性を向上することができる。すなわち、射出成型に伴うウェルドやヒケなどの成型不良を低減することが可能となり、共通液室形成基板２３の平面度を向上させることができる。これにより、共通液室形成基板２３と接合されるダンパ基板２４との接合信頼性を高めることが可能となる。更に、開口部１３−２ｂを介して、射出成型金型から共通液室形成基板１３を取り出す際に部材表面を加圧する突き出しピンにより金属基板１３−１を突き出すことが可能となる。このため、突き出しピンと射出成型金型と間隙に生じるバリや突き出しピンの加圧による凹みを無くすことが可能となる。これにより、更なる共通液室形成基板１３の平面度の向上が可能となる。

また、図５（ａ）、（ｂ）及び図６に示すように、開口部１３−２ｂを形成した領域の少なくとも一部にあたる金属基板１３−１における貫通穴１３−１ａを設ける。これにより、射出成型金型内に金属基板１３−１をインサートする際の高精度な位置決め穴として用いることが可能である。このため、共通液室形成基板１３を大型化することなく、精度の高い基板を製造することが可能となる。

更に、インクジェットヘッドの小型化、高集積化に伴って共通液室を構成する共通液室隔壁部１３ａ、１３ｂの幅を狭小に設ける場合があるが、本実施形態においては共通液室形成基板１３に高剛性の金属基板１３−１の第１構造体を含んでいる。このため、樹脂部材１３−２の第２構造体に形成される共通液室隔壁部１３ｂによって補強される。これにより、インクジェットヘッドをより小型化、高集積化することが可能となる。

また、金属基板１３−１の第１構造体の金属材料としては、ステンレススチール、あるいはＦｅ−４２Ｎｉ合金を好適に用いることができる。加工法としては、プレス加工法、エッチング法、ワイヤカット法、レーザ加工法等各種の加工法が挙げられるが、低コスト化の観点からプレス加工法をより好適に用いることができる。樹脂部材１３−２の第２構造体の樹脂材料としては、耐溶剤性に優れたポリフェニレンサルファイド(Ｐｏｌｙ-Ｐｈｅｎylｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ)を含む樹脂材料を好適に用いることができる。更に、この樹脂材料にガラス繊維を含有させることにより共通液室形成基板１３の剛性を向上し、樹脂部材の線膨張係数を金属基板の線膨張係数と略同じようにすることにより、温度変化に伴う撓み変形をより一層抑制することが可能となる。

更に、図５、図６及び図７に示すように、狭窄部１３−１ｃを長手方向の両端部に有する共通液室１３−１ａ及び貫通穴１３−１ｂを備える金属材料の金属基板１３−１の第１構造体における樹脂材料の樹脂部材１３−２の第２構造体の形成側と反対側にも、樹脂部材１３−２の第２構造体と同一の材質を用いてフレーム部材２７を形成する。これにより、一体成型時の撓み変形をより一層抑制することができる。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
液滴を吐出する複数のノズル孔と、該各ノズル孔にそれぞれ連通する加圧液室と、該各加圧液室に連通し、かつノズル孔の並び向に沿って延びて中央部から端部へ先細りしている狭窄部を長手方向の少なくとも一方の端部に設けられている複数列の共通液室とを備える基板と有し、金属板材を射出成型用金型に装填して射出成型用金型のキャビティに樹脂材料を注入して金属板材と固化した樹脂板材とを板厚方向に一体成型して構成され、かつ複数列の共通液室を形成する基板を有する液滴吐出ヘッドにおいて、狭窄部が設けられている共通液室の端部と該端部に対向して隣り合う共通液室の端部とに挟まれている樹脂板材の箇所に、切欠きの肉抜き部が形成されるようなキャビティの構造を有する射出成型用金型に、樹脂材料を注入して金属板材と樹脂板材とを一体成型して構成される前記基板を有する。これによれば、上記実施形態について説明したように、インサート成形法で金属材料の第１構造体１３−１に一体成型される樹脂材料の第２構造体１３−２に、肉抜き部である開口部１３−２ｂを設ける。この開口部１３−２ｂでは樹脂材料が取り除かれ存在しない。開口部１３−２ｂが設けられた箇所を形成する射出成型金型内のキャビティの空間部分の大きさは開口部１３−２ｂの容積分減る。基板における樹脂部材の堰部及び隔壁部の容積は、圧力発生手段が駆動可能となるために設けられる空間や個別液室、共通液室や流路の容積に応じて異なる。そのため、その空間部分の差に相当する容積の開口部１３−２ｂを樹脂板材に設けることで、キャビティの各部分の容積の差が少なくなる。そして、射出成型金型内のキャビティの空間部分の容積が略均一化される。これにより、ウェルドやヒケなどの成型不良を抑制できる。よって、基板の表面の平面度を向上させ、接合における信頼性を向上できる。
（態様２）
（態様１）において、ノズル孔列方向の両端部を狭窄するように開口する複数の共通液室を少なくとも樹脂板材に形成した場合、各共通液室の端部の樹脂板材の箇所に、肉抜き部を設ける。これによれば、上記実施形態について説明したように、共通液室がノズル列方向両端部を狭窄するように開口されて形成されているので共通液室の両端部周辺の樹脂部材の部分に開口部１３−２ｂを設ける。これにより、共通液室の両端部周辺の樹脂部材を形成する射出成型金型内のキャビティを流れる溶融状態の樹脂材料の量を減らすことができる。
（態様３）
（態様１）又は（態様２）において、肉抜き部は金属板材の面の少なくとも一部を露出している。これによれば、上記実施形態について説明したように、突き出しピンにより金属基板２３−１を突き出すことが可能となる。
（態様４）
（態様１）又は（態様２）において、肉抜き部の少なくとも一部の領域に、金属板材を貫通する開口穴が設けられている。これによれば、上記実施形態について説明したように、開口部１３−２ｂが設けられた堰部及び隔壁部を形成する射出成型金型内のキャビティの空間部分の大きさを減らすことができる。開口部１３−２ｂの大きさを調整することで基板における樹脂部材の堰部及び隔壁部を形成する射出成型金型内のキャビティを流れる溶融状態の樹脂材料の量を調整することができる。
（態様５）
（態様１）において、樹脂板材が一体成型されている金属板材の面と反対側の面に別の樹脂板材を設けられている。これによれば、上記実施形態について説明したように、溝部が設けられた堰部及び隔壁部を形成する射出成型金型内のキャビティの空間部分の大きさを減らすことができる。溝部の閉じた空間部分の大きさを調整することで基板における樹脂部材の堰部及び隔壁部を形成する射出成型金型内のキャビティを流れる溶融状態の樹脂材料の量を調整することができる。
（態様６）
（態様１）において、金属板材の全面、あるいは樹脂板材と接触する領域に表面処理が施されている。これによれば、上記実施形態について説明したように、樹脂材料と金属材料の密着が増し、強固に一体化される。
（態様７）
（態様１）〜（態様６）のいずれかにおいて、金属板材の金属材料は、ステンレススチールあるいはＦｅ-４２Ｎｉ合金である。これによれば、上記実施形態について説明したように、共通液室形成基板２３の剛性が向上し、温度変化に伴う撓み変形をより一層抑制することが可能となる。
（態様８）
（態様１）〜（態様６）のいずれかにおいて、樹脂板材の樹脂材料は、ポリフェニレンサルファイドである。これによれば、上記実施形態について説明したように、樹脂材料の板材の耐溶剤性が向上する。
（態様９）
（態様８）において、樹脂板材の樹脂材料にガラス繊維が含有される。これによれば、上記実施形態について説明したように、共通液室形成基板２３の剛性が向上し、温度変化に伴う撓み変形をより一層抑制することが可能となる。
（態様１０）
（態様１）〜（態様９）のいずれかの液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置に特徴がある。これによれば、上記実施形態について説明したように、ノズル孔から記録用紙に高精度にインクが吐出され、高画質な画像を形成することができる。

１０ インクジェットヘッド
１１ ノズルプレート
１２ アクチュエータ基板
１３ 共通液室形成基板
１３ａ 共通液室隔壁部
１３ｂ 共通液室隔壁部
１３−１ 第１構造体
１３−１ａ 共通液室
１３−１ｂ 貫通穴
１３−１ｃ 狭窄部
１３−２ 第２構造体
１３−２ａ 共通液室
１３−２ｂ 開口部
１３−２ｃ 狭窄部
１４ ノズルカバー
１５ ダンパ部材
１６ ハウジング
１７ タンクホルダ
１８ 締結手段
２１ ノズルプレート
２１ａ ノズル孔
２２ アクチュエータ基板
２２ａ 電気機械変換素子
２２ｂ 駆動ＩＣ
２４ ダンパ基板
２５ 加圧液室
２６ 振動板
２７ フレーム部材
３０ インクジェット記録装置
３１ キャリッジ
３２ インクカートリッジ
３３ 印字機構部
３４ 用紙
３５ 給紙カセット
３６ 手差しトレイ
３７ 排紙トレイ
３８ 主ガイドロッド
３９ 従ガイドロッド
４０ 給紙ローラ
４１ フリクションパッド
４２ ガイド部材
４３ 搬送ローラ
４４ 搬送コロ
４５ 先端コロ
４６ 印写受け部材
４７ 搬送コロ
４８ 拍車
４９ 排紙ローラ
５０ 拍車
５１ ガイド部材
５２ ガイド部材

特開２００４−０２５６３６号公報 特開２００６−０９５８８４号公報

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

Claims (10)

1. 液滴を吐出する複数のノズル孔と、該各ノズル孔にそれぞれ連通する加圧液室と、該各加圧液室に連通し、かつノズル孔の並び向に沿って延びて中央部から端部へ先細りしている狭窄部を長手方向の少なくとも一方の端部に設けられている複数列の共通液室とを備える基板と有し、金属板材を射出成型用金型に装填して前記射出成型用金型のキャビティに樹脂材料を注入して前記金属板材と固化した樹脂板材とを板厚方向に一体成型して構成され、かつ複数列の前記共通液室を形成する前記基板を有する液滴吐出ヘッドにおいて、
   前記狭窄部が設けられている共通液室の端部と該端部に対向して隣り合う共通液室の端部とに挟まれている前記樹脂板材の箇所に、切欠きの肉抜き部が形成されるようなキャビティの構造を有する前記射出成型用金型に、樹脂材料を注入して前記金属板材と樹脂板材とを一体成型して構成される前記基板を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
2. 請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
   ノズル孔列方向の両端部を狭窄するように開口する複数の前記共通液室を少なくとも前記樹脂板材に形成した場合、前記各共通液室の端部の前記樹脂板材の箇所に、前記肉抜き部を設けることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
3. 請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
   前記肉抜き部は前記金属板材の面の少なくとも一部を露出していることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
4. 請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
   前記肉抜き部の少なくとも一部の領域に、前記金属板材を貫通する開口穴が設けられていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
   前記樹脂板材が一体成型されている前記金属板材の面と反対側の面に別の樹脂板材を設けられていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
6. 請求項１記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
   前記金属板材の全面、あるいは前記樹脂板材と接触する領域に表面処理が施されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
   前記金属板材の金属材料は、ステンレススチールあるいはＦｅ-４２Ｎｉ合金であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
8. 請求項１〜６のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
   前記樹脂板材の樹脂材料は、ポリフェニレンサルファイドであることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
9. 請求項８記載の液滴吐出ヘッドにおいて、
   前記樹脂板材の樹脂材料にガラス繊維が含有されることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
10. 請求項１〜９のいずれか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。