JP5413257B2 - 液体吐出ヘッドの製造方法、液体吐出ヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は特にプレス加工された流路板を備える液体吐出ヘッドの製造方法、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（インクジェット記録装置）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。

液体吐出ヘッドとしては、液滴を吐出するノズルが連通する液室内の液体であるインクを加圧し圧力を発生するための圧力発生手段としての圧電素子を用いる圧電型ヘッド、発熱抵抗体を用いるサーマル型ヘッド、振動板と電極を用いる静電型ヘッドなどが知られている。

このような画像形成装置において、高画質化に対応するために液滴の小滴化やノズルの高密度化を図り、高速化に対応するため駆動周波数の高周波数化や１ヘッド当たりのノズル数の増加によるライン型ヘッドに代表されるヘッドの長尺化などが行なわれている。

ところで、特にノズル数の増加した長尺ヘッドを構成する場合、複雑な液流路形状を形成する流路板（流路部材）に関しては、シリコン基板を用いると低コストでの長尺化が困難である（１枚のシリコンウエハから切り出せる流路板の数が極めて少なくなる）ため、ステンレス材などの金属板や樹脂板が使用して、打ち抜きによるプレス加工によって液室となる貫通穴を形成することが知られている。

例えば、特許文献１には、鍛造プレス加工によって液室を形成することで、液室間隔壁形状を高精度に形成することが開示され、特許文献２には、プレス加工で液室を形成するときに液室形状の両端部の開口面積を広くすることでインクの流体抵抗を安定させることが開示されている。

特開２００４−００１３３８号公報 特開２００４−１１４４７７号公報

上述したようにプレス加工によって流路板を製造する場合、液室を高密度配置したときにはプレス加工による流路板の反り、うねりが発生して部品精度や加工精度を確保することが難しくなっている。また、液室形状の両端部の開口面積を広くとってしまうと、高密度化が困難となり、高性能なヘッドを得ることができなくなる。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、プレス加工で流路板を製造するときの加工に伴う流路板の反りやうねりの発生を抑制して部品精度や加工精度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、本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、
液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室となる貫通穴が配列された流路板を備える液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記流路板となる基材に対してパンチとダイを有するプレス加工手段で前記液室となる貫通穴を順次形成し、
前記プレス加工手段は、前記貫通穴の長手方向端部部分におけるパンチとダイのクリアランスが前記貫通穴の長手方向に延びた直線形状部分におけるパンチとダイのクリアランスよりも広い
構成とした。

本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、
液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室となる貫通穴が配列された流路板を備える液体吐出ヘッドの製造方法において、
前記流路板となる基材に対してパンチとダイを有するプレス加工手段で前記液室となる貫通穴を順次形成し、
前記プレス加工手段の前記パンチの表面粗さは、前記貫通穴の長手方向端部部分における表面粗さが前記貫通穴の長手方向に延びた直線部分における表面粗さよりも粗い
構成とした。

これらに本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法においては、前記貫通穴の長手方向端部部分が曲線形状である構成とできる。

また、前記流路板は金属板である構成とできる。

本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室となる貫通穴がプレス加工で形成された流路板を備える液体吐出ヘッドにおいて、
前記液室となる貫通穴は、長手方向が直線形状であり、長手方向端部が曲線形状であって、
前記長手方向端部の曲線形状部分のダレ量が前記直線形状部分のダレ量よりも大きい
構成とした。

本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているものである。

本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法によれば、流路板となる基材に対してパンチとダイを有するプレス加工手段で液室となる貫通穴を順次形成し、プレス加工手段は、貫通穴の長手方向端部部分におけるパンチとダイのクリアランスが貫通穴の長手方向に延びた直線形状部分におけるパンチとダイのクリアランスよりも広い構成としたので、液室を高密度配置してもプレス加工時に流路板に反りやうねりが生じることが抑制され、部品精度や加工精度を向上することができる。

本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法によれば、流路板となる基材に対してパンチとダイを有するプレス加工手段で液室となる貫通穴を順次形成し、プレス加工手段のパンチの表面粗さは、貫通穴の長手方向端部部分における表面粗さが貫通穴の長手方向に延びた直線部分における表面粗さよりも粗い構成としたので、液室を高密度配置してもプレス加工時に流路板に反りやうねりが生じることが抑制され、部品精度や加工精度を向上することができる。

本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、流路板の液室となる貫通穴は、長手方向が直線形状であり、長手方向端部が曲線形状であって、長手方向端部の曲線形状部分のダレ量が直線形状部分のダレ量よりも大きい構成としたので、液室を高密度配置してもプレス加工時に流路板にうねりが生じることが抑制され、部品精度や加工精度を向上することができ、更に接合信頼性が向上する。

本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、安定した滴吐出を行なって高速で高画質画像を形成することができるようになる。

本発明に係る液体吐出ヘッドの実施形態の一例を示す概略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。 同ヘッドの圧電アクチュエータの斜視説明図である。 同アクチュエータの断面説明図である。 同ヘッドの流路板の平面説明図である。 同流路板の製造工程の説明に供する斜視説明図である。 同製造工程で使用するプレス加工手段の説明に供する模式的平面説明図である。 図７のＣ−Ｃ線に沿う断面説明図である。 図７のＤ−Ｄ線に沿う断面説明図である。 同流路板の貫通穴の壁面形状の説明に供する説明図である。 同流路板の貫通穴の壁面形状の説明に供する説明図である。 本発明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。 同機構部の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一実施形態について図１ないし図４を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドの概略分解斜視説明図、図２は同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図、図３は圧電アクチュエータの斜視説明図、図４は同圧電アクチュエータの断面説明図である。

この液体吐出ヘッドは、ノズル板１と、流路板（流路部材）２と、振動板部材３と、圧電アクチュエータ４と、フレーム部材５とで構成され、ノズル板１、流路板２及び振動板部材３によって液室（流路）ユニット６が構成される。
ている。

ノズル板１には、液滴を吐出する複数のノズル１１が例えば６００ｄｐｉピッチで形成されている。複数のノズル１１の列（これを「ノズル列」という。）は４列配置している。また、ノズル板１の液滴吐出側の面には図示しないがフッ素系の撥水処理膜が形成されている。このノズル板１は、樹脂部材、ニッケルなどの金属部材、あるいは樹脂部材と金属部材の積層部材などで形成される。なお、ノズル板１は１枚構成としないで複数枚を並べて配置した構成とすることもできる。

流路板２には、ノズル１１が連通する加圧液室２２などが形成されている。液室２２は、各ノズル１１に対応し、各ノズル列に対応して４列配置している。この流路板２は、後述するように、ＳＵＳなどの金属板をプレス加工して形成している。

振動板部材３には、各液室２２に対応し、かつ各液室２２の一面を形成するダイヤフラム状の振動領域（ダイヤフラム部）３１が形成され、この振動領域３１には凸部３２が形成されている。この振動板部材３は、例えば複層構造のＮｉ電鋳部材、あるいは樹脂部材と金属部材の積層部材などで形成されている。

圧電アクチュエータ４は、１つのベース部材４１上に、各液室２２に対応する複数の圧電素子柱４２ａを形成した４個の積層型圧電部材４２Ａ〜４２Ｄ（以下、区別しないときは「圧電部材４２）という。）を配置して、圧電素子柱４２ａの列を４列配置し、各圧電部材４２の圧電素子柱４２ａの端面電極に圧電素子柱４２ａに対して駆動信号を伝達する信号伝達ケーブルとしてのＦＰＣケーブル４３Ａ〜４３Ｄ（以下、区別しないときは「ＦＰＣケーブル４３」という。）を半田接合している。

ここで、圧電部材４２は、圧電層と内部電極とを交互に積層して内部電極を交互に異なる端面に引き出して端面電極に接続した部材に対し、ハーフカットダイシングを施して溝を形成することで、複数の圧電素子柱４２ａを一体的に分割形成したものである。

なお、圧電部材４２の両端面の端面電極のうち共通電極となる側はカットされない内部電極を通じて個別電極側の端面電極と同じ端面に引き回されているので、圧電部材４２の一方の端面側にＦＰＣケーブル４３を半田接合することができる。また、ここではハーフカットダイシングによって複数の圧電素子柱４２ａが一体的な圧電部材を用いているが、個々の圧電素子柱に完全に分割した構成とすることもできる。また、圧電素子柱４２ａは、１本おきに、駆動信号を印加する駆動圧電素子柱と、液室間隔壁を支持する支持部材となる非駆動圧電素子柱とするバイピッチ構成、各圧電素子柱４２ａをすべて駆動信号を印加する駆動圧電素子柱とするノーマルピッチ構成のいずれの構成とすることもできる。

ベース部材４１の圧電部材４２を接合する側は、圧電素子柱４２ａの並び方向（圧電素子の列に沿う方向）と直交する方向の断面形状が凹凸形状になるように形成され、それぞれの凸部４１ａの最上面に圧電部材４２が接合配置されている。ここでは、圧電素子柱４２ａの列が４つであり、各凸部４１ａに２列ずつ配置できるので、ベース部材４１の断面形状は凹形状としている。なお、圧電素子柱の列数は４列に限るものではなく、１列以上であればよい。

また、ベース部材４１には圧電素子部材４２Ｂと４２Ｃとの間に貫通穴４４を形成し、ベース部材４１の端部に位置しない圧電部材４２Ｂに接続したＦＰＣケーブル４３Ｂと圧電素子部材４２Ｃに接続したＦＰＣケーブル４３Ｃとは、この貫通穴４４を通じてベース部材４１の背面側（圧電部材４２を接合する側と反対側）に引き出している。なお、ベース部材４１の端部に位置する圧電部材４２Ａに接続したＦＰＣケーブル４３Ａと圧電部材４２Ｄに接続したＦＰＣケーブル４３Ｄとは、そのまま、ベース部材４１の側面に沿って引き出されている。

ベース部材４１は、例えば樹脂などでも可能であるが、金属材料であることが好ましい。剛性の高い金属材料を採用することで、圧電素子柱４２ａの振動が本体に伝達することを抑制することができる。また、金属材料でベース部材４１を形成することで、ベース部材４１の加工方法の選択範囲が広がり、例えばメタルインジェクションや引き抜き加工を採用することによってベース部材の材料、加工コストを低減することができるようになる。

フレーム部材５は、振動板部材３の供給口３３を介して各液室２２にインクを供給する共通液室５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄを形成している。各共通液室５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５２Ｄには外部から図示しない供給路を介してインクが供給される。また、フレーム部材５にはベース部材４１を収納する収納部５２Ａ、５２Ｂを形成し、これらの収納部５２Ａ，５２Ｂ間の共通液室５１Ｂ、５１Ｃを形成する中央部分５３は、ベース部材４１の貫通穴４４を貫通している。このフレーム部材５は例えば樹脂部材で形成している。なお、フレーム部材５は複数の部材に分割することもできる。

このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば圧電素子柱４２ａに印加する電圧を基準電位から下げることによって圧電素子柱４２ａが収縮し、振動板部材３の振動領域３１が下降して液室２２の容積が膨張することで、液室２２内にインクが流入し、その後圧電素子柱４２ａに印加する電圧を上げて圧電素子柱４２ａを伸長させ、振動領域３１をノズル１１方向に変形させて液室２２の容積を収縮させることにより、液室２２内のインクが加圧され、ノズル１１からインクの滴が吐出（噴射）される。

そして、圧電素子柱４２ａに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動領域３１が初期位置に復元し、液室２２が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室５１から液室２２内にインクが充填される。そこで、ノズル１１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、本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法における流路板の製造方法について図５及び図６を参照して説明する。
流路板２は、ステンレスやＳＵＳなどの金属板にプレス加工（打ち抜き加工）を行なって液室２２となる貫通穴６１を４列形成したものである。ノズル配列方向（液室配列方向）で各液室２２（貫通穴６１）の間には、液室間隔壁６２が形成されている。また、液室２２となる貫通穴６１は、平面形状（上から見た形状）で、ノズル配列方向と直交する長手方向の壁面６１ａが直線形状であり、長手方向端部の壁面６１ｂが曲線形状（Ｒ形状）である。

流路板２に対するプレス加工は、図６に示すように、パンチ（冶具）７１とダイ７２とを有するプレス加工手段（プレス加工装置）７０によって、流路板２となる基材２Ａに対してプレス加工装置７０を矢示方向に移動させながら、基材２Ａをパンチ７１によって打ち抜くことで貫通穴６１を順次形成する。このとき、貫通穴６１が形成される毎に液室間隔壁６２が形成される。

ここで、プレス装置７０の構成について図７ないし図９を参照して説明する。なお、図７は同プレス装置の要部模式的平面説明図、図８は図７のＣ−Ｃ線に沿う断面説明図、図９は図７のＤ−Ｄ線に沿う断面説明図である。
このプレス装置７０は、液室２２（貫通穴６１）の平面形状に対応する平面形状を有するパンチ７１と、パンチ７１に対応するダイ７２とを備える。そして、パンチ７１とダイ７２とのクリアランスについて、貫通穴６１の長手方向端部部分（曲線形状部分）におけるパンチ７１とダイ７２のクリアランスＣ１が貫通穴６１の長手方向に延びた直線形状部分におけるパンチ７１とダイ７２のクリアランスＣ２よりも広い（Ｃ１＞Ｃ２）構成としている。

すなわち、上述したように、パンチ７１によって流路板２となる基材２Ａに微小なピッチで液室２２となる貫通穴６１を順次打ち抜き加工するとき、パンチ７１とダイ７２とのクリアランスを全周で同じにして加工すると、特に、図５に仮想線で示す領域８１で流路板２が波打つような反りやうねりが生じ、加工精度としても、部品精度としても低下することが判明した。

また、流路板２にうねりなどが発生すると、ノズル板１や振動板部材３と接着剤接合するときの接合信頼性が低下することになるため、結果としてうねりを生じた流路板２をヘッド部品として使用することができずコスト高になる。

そこで、鋭意研究した結果、貫通穴６１の長手方向端部（曲線形状部分）は、プレス加工時に、長手方向に延びる直線形状部分と比べて内部ストレスを多く受け、これがうねりなどの要因になっていると考えられることが判明した。そして、上述したように、パンチ７１とダイ７２とのクリアランスについて試行錯誤した結果、貫通穴６１の長手方向端部部分（曲線形状部分）におけるパンチ７１とダイ７２のクリアランスＣ１が貫通穴６１の長手方向に延びる線形状部分におけるパンチ７１とダイ７２のクリアランスＣ２よりも広い（Ｃ１＞Ｃ２）構成とすることで、長手方向端部における内部ストレス（内部応力）が低減され、流路板２のうねりなどが低減されることが確認された。

このように、流路板となる基材に対してパンチとダイを有するプレス加工手段で液室となる貫通穴を順次形成し、プレス加工手段は、貫通穴の長手方向端部部分におけるパンチとダイのクリアランスが貫通穴の長手方向に延びる直線形状部分におけるパンチとダイのクリアランスよりも広い構成とすることで、液室を高密度配置してもプレス加工時に流路板に反りやうねりが生じることが抑制され、部品精度や加工精度を向上することができ、更に他部品との接着剤接合時の接合信頼性も向上する。

また、このようにすることで、貫通穴の長手方向直線形状部分と長手方向に延びる端部付近における加工せん断力が均等に保たれることで、金型が部分的に摩耗することがなく、金型の耐久性の向上も図ることができる。せん断加工においては、パンチ７１とダイ７２のクリアランスを同一としても、直線部よりも曲線部の金型への負荷が大きくなる。これは、同一面積あたりの加工距離が曲線部の方が長くなるためと、加工時の応力方向が一定方向にならないためと考えられている。一般的にパンチ７１とダイ７２のクリアランスが広い方が加工時の負荷は低減するため、長手方向端部の曲線部のクリアランスC１を広くすることは、この部位の金型の磨耗量を低減し、直線形状部分の金型の磨耗量に近づけるという効果を奏するためである。

上述したようなクリアランス構成のプレス加工装置７０によって液室２２となる貫通穴６１が形成された流路板２においては、図１０（ａ）に示すように、貫通穴６１の長手方向端部の壁面６１ｂのダレ量（打ち抜き方向の深さＬ２２、パンチ７１の進入側での打ち抜き方向と直交する方向の幅Ｌ１２）は、図１０（ｂ）に示すように、長手方向に延びる直線形状部分の壁面６１ａにおけるダレ量（打ち抜き方向の深さＬ２１、パンチ７１の進入側での打ち抜き方向と直交する方向の幅Ｌ１１）に対して、Ｌ２２＞Ｌ２１、Ｌ１２＞Ｌ１１の関係になる。

すなわち、液室２２となる貫通穴６１のダレ量を上記のようにするプレス加工を行なうことで、液室を高密度配置してもプレス加工時に流路板に反りやうねりが生じることが抑制され、部品精度や加工精度を向上することができ、他部品との接合信頼性も向上する。

なお、液室２２の形状としては、液室２２の液室間隔壁６２の部分では直線形状とすることで液室容積を大きくしてリフィル量を確保でき、長手方向端部を曲線形状とすることで気泡が残留しにくくなるので安定した滴吐出特性が得られることになる。ただし、液室の長手方向端部も直線形状にする場合でも本発明は同様に適用することができる。

また、打ち抜き加工で貫通穴を形成する場合、液室２２の壁面となる隔壁６２の壁面の部分は、図１１（ａ）に示すように、入口側がＲ形状部６３になり、更にせん断部６４と破断部６５とバリ部６６が形成されるので、同図（ｂ）に示すようにバリ部６６は機械的加工によって除去することが好ましいが、バリ部６６の大きさによっては接着剤内に埋もれてしまうこともあるので、この場合には除去しないでもよい。

また、上記実施形態では長手方向に延びる直線形状部分と長手方向端部とでパンチとダイのクリアランスを異ならせることで流路板の反りやうねりを低減したが、パンチの表面粗さを、長手方向端部の表面粗さが長手方向に延びる直線形状部分における表面粗さよりも粗い構成することでも、貫通穴の長手方向端部における内部応力を低減することができ、液室を高密度配置してもプレス加工時に流路板に反りやうねりが生じることが抑制され、部品精度や加工精度を向上することができ、他部品との接合信頼性も向上することができる。

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一例について図１２及び図１３を参照して説明する。なお、図１２は同装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図、図１３は同機構部の要部平面説明図である。
この画像形成装置はシリアル型画像形成装置であり、左右の側板２２１Ａ、２２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド２３１、２３２でキャリッジ２３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。

このキャリッジ２３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための本発明に係る液体吐出ヘッドユニットからなる記録ヘッド２３４を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。

記録ヘッド２３４は、それぞれ２つのノズル列を有する液体吐出ヘッド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、各色毎の液体吐出ヘッドを備えることもできる。

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、記録ヘッドとしてノズルを高密度で配置した高密度ヘッドを用いて、高速で、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１４を参照して説明する。なお、図１４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、４１２ｃ、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、ブランク、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インクを供給する液体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、記録ヘッドとしてノズルを高密度で配置した高密度ヘッドを用いて、高速で、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、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る。また、狭義のインク以外の液体や定着処理液などを用いる画像形成装置にも適用することができる。

１ ノズル板
２ 流路部材（流路板）
３ 振動板部材
４ 圧電アクチュエータ
５ フレーム部材
１１ ノズル
２２ 液室
３１ 振動領域
４１ ベース部材
４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄ 圧電部材
４２ａ 圧電素子柱
６１ 貫通穴
６２ 液室隔壁
７０ プレス加工装置
７１ パンチ
７２ ダイ
２３３ キャリッジ
２３４ａ、２３４ｂ 記録ヘッド
４１１ｋ、４１１ｃ、４１１ｍ、４１１ｙ 記録ヘッド

Claims (6)

1. 液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室となる貫通穴が配列された流路板を備える液体吐出ヘッドの製造方法において、
   前記流路板となる基材に対してパンチとダイを有するプレス加工手段で前記液室となる貫通穴を順次形成し、
   前記プレス加工手段は、前記貫通穴の長手方向端部部分におけるパンチとダイのクリアランスが前記貫通穴の長手方向に延びた直線形状部分におけるパンチとダイのクリアランスよりも広い
   ことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
2. 液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室となる貫通穴が配列された流路板を備える液体吐出ヘッドの製造方法において、
   前記流路板となる基材に対してパンチとダイを有するプレス加工手段で前記液室となる貫通穴を順次形成し、
   前記プレス加工手段の前記パンチの表面粗さは、前記貫通穴の長手方向端部部分における表面粗さが前記貫通穴の長手方向に延びた直線部分における表面粗さよりも粗い
   ことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
3. 前記貫通穴の長手方向端部部分が曲線形状であ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の製造方法。
4. 前記流路板は金属板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の製造方法。
5. 液滴を吐出する複数のノズルが連通する複数の液室となる貫通穴がプレス加工で形成された流路板を備える液体吐出ヘッドにおいて、
   前記液室となる貫通穴は、長手方向が直線形状であり、長手方向端部が曲線形状であって、
   前記長手方向端部の曲線形状部分のダレ量が前記直線形状部分のダレ量よりも大きい
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
6. 請求項５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。

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