JP5471646B2

JP5471646B2 - 液体吐出ヘッド及び画像形成装置

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Publication number: JP5471646B2
Application number: JP2010058107A
Authority: JP
Inventors: 智広玉井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2030-03-15
Also published as: JP2011189641A

Description

本発明は、液体吐出ヘッド及び画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置（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、インク滴を吐出する複数の並列されたノズルに個別に対応して配置された複数の個別流路（加圧液室、圧力室などともいう。）内のインクを加圧する圧力を発生するための圧力発生手段（アクチュエータ手段）として圧電素子などで構成される圧電アクチュエータを用いたもの、発熱抵抗体などで構成されるサーマルアクチュエータを用いたもの、静電力を発生する静電アクチュエータを用いたものなどが知られている。

液体吐出ヘッドは、ノズルからインクを液滴として吐出させるため、ノズルが形成されるノズル基材の液滴吐出側表面、即ちノズル板の用紙に対向する側の表面（これを、「吐出面」あるいは「ノズル形成面」という。）の表面特性が滴吐出特性に大きな影響を与える。例えば、ノズルの周辺部にインクが付着すると、液滴吐出方向が定まらないほか、付着したインクが固化してノズル径が縮小して液滴吐出量（液滴の大きさ）が減少したり、あるいは液滴吐出速度が不安定になる等の不具合が生じる。そのため、一般に、ノズル形成面の表面に撥水層（撥液層、撥インク層などともいう。）を形成し、ノズル周辺部のインクの付着を防止することにより液滴吐出特性を向上することが行われている。

一方、画像形成装置では、液体吐出ヘッドのノズルの目詰まり防止のために所要のタイミングでヘッドの維持回復を行う維持回復機構を備え、ヘッドのノズル形成面をワイパー部材で払拭して（ワイピングして）清浄化するようにしているため、ヘッドの撥水層は耐ワイピング性が求められる。

従来の液体吐出ヘッドとして、ＳｉＯ_２膜をノズル板の液室面、吐出面及びノズル孔内壁を含む全面に成膜したものがある。

特開２００６−４４２２６号公報

ところで、最近の画像形成装置にあっては、画像解像度の向上を目的とし、浸透性の高いインク（高浸透性インク）が使用されるようになっている。この高浸透性インクは、その表面張力の低さから非常に濡れやすく、ノズル板の吐出面（ノズル形成面）を汚しやすい。また、上述したように、ワイピングによるノズル形成面の摺擦が装置本体の数年に及ぶ寿命期間内に何度も実施されるため、物理的摩擦に対し撥水膜は高耐久性である必要がある。

そこで、撥水材料として、主鎖あるいは複数の側鎖にフッ素系化合物を使用した比較的大きな分子であるオリゴマーないしはポリマーを用いて撥水膜を形成することで、撥水膜の撥水性の向上と耐久性の向上を図ることができる。なお、耐久性をより向上させるために、ノズル基材の表面にＳｉＯ_２膜を成膜し、このＳｉＯ_２表面のシラノール基に対し密着性を持たせるために分子内にアルコキシシランを有する撥水材料がしばしば利用される。

このような撥水材料によって撥水膜を成膜する場合、撥水材料を溶媒に希釈してディッピングする成膜方法が一般的であるが、近年、比較的低い分子量であることを利用して蒸着を用いた成膜がされるようになっている。蒸着による成膜は分子密度を高く成膜できるため高耐久の膜が得られる。

ところが、安定した吐出性能を得るには、ノズル内壁の親水化が必要であるが、蒸着による成膜ではノズル孔内に回った分子によりノズル内壁が撥水化してしまうことになる。

また、接液性の確保の観点から液室面にＳｉＯ_２が成膜された場合、ノズル内壁にもＳｉＯ_２が成膜されるため、上述したノズル孔内壁に付着した撥水材料の除去が困難となり、安定したメニスカスを形成できないため不吐出や吐出曲がり（吐出不良）が生じやすいという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、ノズル孔内壁面の撥水材料の除去を容易に行なうことができるようにして、吐出不良や液体充填性を損なうことがないようにすること目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
ノズル基材の液室面から吐出面にかけてラウンド状に収縮する形状にノズル孔が形成されたノズル板を有する液体吐出ヘッドにおいて、
前記液室面には、ＳｉＯ_２膜が成膜され、
前記吐出面には、下地層、ＳｉＯ_２膜、分子内にアルコキシシランを有するパーフルオロポリエーテル膜の順にノズル基材表面から成膜されており、
前記ノズル孔の内壁の出口近傍には、前記液室面に形成されたＳｉＯ2膜の上に前記下地層が吐出面から連続して成膜されており、かつ、前記下地層が最表面に露出し、
前記下地層はＴｉ層である
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たものである。

本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、ノズル孔内壁面の撥水材料の除去を容易に行なうことができるようにして、吐出不良や液体充填性を損なうことがないようにすることができる。

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うことができて、安定した画像形成を行うことができる。

本発明に係る液体吐出ヘッドの一例を示す分解斜視図である。同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図である。同ヘッドの液室短手方向に沿う断面説明図である。本発明に係るノズル板の平面説明図である。同じく断面説明図である。同じく１つのノズル部分の拡大断面説明図である。同ヘッドの製造工程の説明に供する説明図である。本発明に係る画像形成装置の一例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。

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。まず、本発明に係る液体吐出ヘッドの一例について図１ないし図３を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドの分解斜視説明図、図２は同ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）に沿う断面説明図、図３は同ヘッドのノズル配列方向（液室短手方向）に沿う断面説明図である。

この液体吐出ヘッドは、流路板（液室基板、流路部材）１と、この流路板１の下面に接合した振動板部材２と、流路板１の上面に接合したノズル形成部材であるノズル板３とを有し、これらによって液滴（液体の滴）を吐出する複数のノズル孔４がそれぞれノズル連通路５を介して連通する個別流路としての複数の液室（加圧液室、圧力室、加圧室、流路などとも称される。）６、液室６にインクを供給する供給路を兼ねた流体抵抗部７、この流体抵抗部７を介して液室６と連通する連通部８を形成し、連通部８に振動板部材２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からインクを供給する。

流路板１は、シリコン基板をエッチングして連通路５、加圧液室６、流体抵抗部７などの開口をそれぞれ形成している。なお、流路板１は、例えば、ＳＵＳ基板を、酸性エッチング液を用いてエッチング、あるいは打ち抜き（プレス）などの機械加工することで形成することもできる。

振動板部材２は各液室６に対応してその壁面を形成する各振動領域（ダイアフラム部）２ａを有し、振動領域２ａの面外側（液室６と反対面側）に島状凸部２ｂが設けられ、この島状凸部２ｂに振動領域２ａを変形させ、液滴を吐出させるエネルギーを発生する駆動素子（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、１２の各圧電素子柱１２Ａの上端面（接合面）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。

ここで、圧電素子１２は、ＰＺＴなどの圧電材料層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、即ち圧電素子１２の振動板２に略垂直な側面に引き出して、この側面に形成された端面電極（外部電極）２３ａ、２３ｂに接続し、端面電極（外部電極）２３ａ、２３ｂに電圧を印加することで積層方向の変位を生じる。この圧電素子１２は、ハーフカットダイシングによる溝加工を施して１つの圧電素子部材に対して所要数の圧電素子柱１２Ａ、１２Ｂを形成したものである。

なお、圧電素子１２の圧電素子柱１２Ａ、１２Ｂは、同じものであるが、駆動波形を与えて駆動させる圧電素子柱を圧電素子柱１２Ａ、駆動波形を与えないで単なる支柱として使用する圧電素子柱を圧電素子柱１２Ｂとして区別している。この場合、図３に示すように、駆動用圧電素子柱１２Ａと支柱用圧電素子柱１２Ｂとを交互に使用するバイピッチ構成でも、あるいは、すべての圧電素子柱を駆動用圧電素子柱１２Ａとして使用するノーマルピッチ構成のいずれでも採用できる。

これにより、ベース部材１３上に駆動素子としての複数の駆動用圧電素子柱１２Ａが並べて配置された駆動素子列（駆動用圧電素子柱１２Ａの列）が２列設けられた構成としている。

また、積層型圧電素子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ているが、積層型圧電素子１２の圧電方向としてｄ３１方向の変位を用いて加圧液室６内のインクを加圧する構成とすることもできる。

また、圧電素子として用いる材料についても本実施例に限られるものでなく、一般に圧電素子材料として用いられるＢaＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、（ＮaＫ）ＮｂＯ３等の強誘電体などの電気機械変換素子を用いることもできる。さらに、圧電素子に積層型のものを用いているが、単板の圧電素子を用いても良い。単板の圧電素子としては切削加工したものや、スクリーン印刷して焼結した厚膜のものや、スパッタや蒸着、或いはゾルゲル法により形成する薄膜のものでも良い。また、１つのベース部材１３に設けられる積層型圧電素子１２は１列としても、複数列設けられた構造としてもよい。

そして、圧電素子１２の各駆動用圧電素子柱１２Ａの外部電極２３ａには駆動信号を与えるために半田部材で配線手段としてのＦＰＣ１５を直接接続し、このＦＰＣ１５には圧電素子１２の各駆動用圧電素子柱１２Ａに対して選択的に駆動波形を印加するための駆動回路（ドライバＩＣ）１６が実装されている。なお、すべての圧電素子柱１２Ａの外部電極２３ｂは電気的に共通に接続されてＦＰＣ１５の共通配線に同じく半田部材で接続される。また、ここでは、ＦＰＣ１５の圧電素子１２と接合される出力端子部には半田メッキが施されており、半田接合を可能にしているが、ＦＰＣ１５ではなく圧電素子１２側に半田メッキを施しても良い。また、接合方法についても半田接合の他に異方導電性膜による接合やワイヤボンディングを用いることもできる

ノズル板３は、各液室６に対応して直径１０〜３５μｍのノズル孔４を構成する孔部が形成されたノズル基材３１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、ノズル形成面）に撥水層３２を形成して構成している。

また、ＦＰＣ１５を実装した（接続した）圧電素子１２及びベース部材１３などで構成される圧電型アクチュエータユニット１００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。そして、このフレーム部材１７には前述した共通液室１０を形成し、更に共通液室１０に外部からインクを供給するための供給口１９を形成し、この供給口１９は更に図示しないサブタンクやインクカートリッジなどのインク供給源に接続される。

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

そして、圧電素子柱１２Ａに印加する電圧を基準電位に戻すことによって振動板部材２が初期位置に復元し、液室６が膨張して負圧が発生するので、このとき、共通液室１０から液室６内にインクが充填される。そこで、ノズル孔４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。

なお、このヘッドの駆動方法については上記の例（引き−押し打ち）に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。

次に、本発明に係るノズル板３の詳細について図４ないし図６を参照して説明する。なお、図４は同ノズル板の平面説明図、図５は同じく断面説明図、図６は１つのノズル部分の拡大断面説明図である。
ノズル板３は、例えばＮｉ金属プレートからなるノズル基材３１の吐出面３１ａに、下地層としてのＴｉ層３３、ＳｉＯ_２膜３４及び分子内にアルコキシシランを有するパーフルオロポリエーテル膜（この膜を「撥水膜」という。）３２の順にノズル基材３１表面から成膜されている。そして、ノズル孔４の内壁面４ａの出口近傍には、ノズル基材３１の液室面３１ｂに形成されたＳｉＯ_２膜３５の上に下地層（Ｔｉ層）３３が吐出面から連続して成膜されており、かつ、下地層（Ｔｉ層）３３が最表面に露出している。

なお、ノズル基材３１としては、Ｎｉ金属プレートで説明しているが、これに限るものではない。

ここで、ノズル板３の撥水層３２は蒸着によって形成し、ノズル孔４の内壁面の出口近傍には撥水層３２を形成する蒸着膜は形成されていない。これにより吐出不良や液体充填性を損なうことがなく、安定した滴吐出を行うことができる。

なお、ここでノズル孔４の内壁面４ａの出口近傍とは、ノズル孔４の中心軸Ｏと、中心軸Ｏと同一平面上にあるノズル孔内壁の接線とのなす角が４５度以下である領域であることが好ましい。なぜなら、４５度以上の領域（吐出面に対して平行に近い領域）では後述する液室面からのプラズマ処理により蒸着膜の除去を比較的容易に行なえるのに対し、４５度以下（吐出面に対して垂直に近い領域）では、酸素プラズマによる除去が困難であるためである。したがって、少なくともこの領域は下地層が露出した構成とすることが好ましい。

そこで、上述した液体吐出ヘッドの製造工程について図７を参照して説明する。なお、図７は同製造工程の説明に供する説明図である。

まず、図７（ａ）に示すように、Ｎｉ金属プレートからなるノズル基材３１の液室面３１ｂにＳｉＯ_２膜３５をコーティングし、次いで、ノズル基材３１の吐出面３１ａに下地層（Ｔｉ層）３３をコーティングする。

次いで、図７（ｂ）に示すように、ノズル基材３１の吐出面３１ａにＳｉＯ_２膜３４を成膜する。このとき、ノズル孔４の内壁面４ａの出口近傍では、吐出面３１ａから成膜した下地層３３が露出するようにＳｉＯ_２膜３４を成膜する。

その後、図７（ｃ）に示すように、ノズル基材３１の吐出面３１ａから撥水膜３２を蒸着により成膜する。このとき、撥水膜３２の一部はノズル孔４の内壁面４ａの出口近傍まで回り込む。

次いで、図７（ｄ）に示すように、酸素プラズマによりノズル孔４の内壁面４ａに回り込んだ撥水膜３２を除去する。このとき、ノズル孔４の内壁面４ａに回り込んだ撥水膜３２は指向性のあるラジカル、イオンにより叩かれて除去可能となる。このとき、ラウンド形状の内壁面のうちノズル孔４出口から離れた部位は、プラズマ照射方向に対して垂直に近い面となるため、プラズマの効果が有効に働き容易に除去可能となる。一方、ノズル孔４出口近傍部は、回り込んだ撥水膜３２の下地はＳｉＯ_２膜３５ではなく下地層３３であることから、分子内のアルコキシシランがノズル基材表面と強固に結びつくことなく容易に除去可能であり、ノズル孔４の内壁面の撥水膜３２を除去して親水化することができる。

このように形成されたノズル基材３１は内壁に撥水膜の残りがなく、吐出が安定するとともに、液体に対する接液性も良好となる。なぜなら、内壁面にはＳｉＯ_２層が形成されており、たとえ下地層がなくなったとしてもこのＳｉＯ_２層が接液性を担保するためである。

なお、ここでは、ＳｉＯ_２層３５の厚みは１００ｎｍ、下地層３３の厚みは１０ｎｍ、ＳｉＯ_２層３４の厚みは１００ｎｍ、撥水層３２の厚みは１０ｎｍとした。

ここで、ＳｉＯ_２層３４の成膜は、例えば、（１）ＳｉＯ_２を真空中で蒸発させ基板に薄膜形成する。または、Ｓｉを蒸発させ酸素プラズマ中を通過させて誘電体を基板上で形成する真空蒸着法、（２）ＳｉＯ_２をターゲット材料としてＡｒプラズマなどで原子やクラスターをたたき出し基板上に薄膜形成する酸化物スパッタリング法、（３）Ｓｉターゲットを原料とし、酸素を含む反応性ガスで参加しながら基板上に薄膜形成する反応性スパッタリング法、（４）基板を回転しながら、Ｓｉターゲットでのスパッタ−金属薄膜形成と異なるゾーンでの酸化を繰り返し実施しＳｉＯ_２薄膜を形成するメタモードスパッタリング法、などが挙げられる。このとき、成膜不要領域にはマスクを施してもよいし、一度成膜したあとに除去してもよい。

また、撥水膜３２は、オプツールＤＳＸ（ダイキン工業社製）を蒸着法で成膜した。蒸着法においては、蒸着の条件は、オプツールＤＳＸ原液をロータリーポンプにより１０−１Ｐａ程度まで減圧し、その状態で室温から徐々に約４５０℃まで昇温させることで蒸着している。オプツールＤＳＸは下地のＳｉＯ_２層３４に対し、余剰分が干渉縞として観察される程度に過剰に蒸着し、およそ７０℃で１０分間加熱乾燥処理を施すことで蒸着膜を得た。

また、撥水膜３２の除去は、吐出面側にイクロステープ（三井化学社製）でラミネート保護し、ＰＤＣ-５１０（ヤマト科学社製）にて液室面から酸素プラズマで５０［ｓｃｃｍ］・１分間、逆スパッタすることで、液室面及びノズル孔内壁面に付着した撥水膜３２を除去した。

その後、図示しないが、上述したようにして得られたノズル板３と流路板１とを１５０〜４００℃で加熱・加圧接合する。加圧・加熱接合の際、流路内を正圧にし、流路板１からノズル板３に向かって気流を発生させることで、加熱時に流路内に蒸発或いは拡散した撥水材料が再付着しないようにしている。

次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える画像形成装置の一例について図８及び図９を参照して説明する。なお、図８は同装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図、図９は同機構部の要部平面説明図である。
この画像形成装置は、シリアル型画像形成装置であり、左右の側板２２１Ａ、２２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド２３１、２３２でキャリッジ２３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。

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

記録ヘッド２３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、記録ヘッド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、記録ヘッド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。

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ヘッドタンク２３５ａ、２３５ｂ（区別しないときは「ヘッドタンク３５」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３６を介して、各色のインクカートリッジ２１０ｋ、２１０ｃ、２１０ｍ、２１０ｙ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。

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液体回収容器であるインク回収ユニット（空吐出受け）２８８を配置し、このインク回収ユニット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２４７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備えているので、液滴吐出特性が安定し、安定して高画質画像を形成することができる。

１流路部材（流路板）
２振動板部材
３ノズル板（ノズル形成部材）
４ノズル
６液室
１２圧電素子部材
３１ノズル基材
３２撥水膜
３３Ｔｉ層（下地層）
３４吐出面側のＳｉＯ_２膜
３５液室面側のＳｉＯ_２膜
２３３キャリッジ
２３４、４１１記録ヘッド

Claims

ノズル基材の液室面から吐出面にかけてラウンド状に収縮する形状にノズル孔が形成されたノズル板を有する液体吐出ヘッドにおいて、
前記液室面には、ＳｉＯ_２膜が成膜され、
前記吐出面には、下地層、ＳｉＯ_２膜、分子内にアルコキシシランを有するパーフルオロポリエーテル膜の順にノズル基材表面から成膜されており、
前記ノズル孔の内壁の出口近傍には、前記液室面に形成されたＳｉＯ2膜の上に前記下地層が吐出面から連続して成膜されており、かつ、前記下地層が最表面に露出し、
前記下地層はＴｉ層である
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
前記出口近傍がノズル孔の中心軸と、前記中心軸と同一平面上にあるノズル孔内壁の接線とのなす角が４５度以下である領域であることを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
請求項１又は２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。