JP5895348B2 - 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 - Google Patents

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（例えば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、「用紙」とは、材質を紙に限定するものではなく、上述したＯＨＰシート、布なども含み、インク滴が付着されるものの意味であり、被記録媒体、記録媒体、記録紙、記録用紙などと称されるものを含むものの総称として用いる。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、また立体自体を三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の少なくとも一つの壁面を形成する変形可能な振動板部材と、振動板部材を変形させて液室内の液体を加圧する積層型圧電素子とを備え、振動板部材は、電鋳で形成された、圧電素子が当接する凸部と、凸部の周囲の薄肉部とを有し、凸部は、パターンエッジ部分が薄肉部に対して少なくとも二段以上のオーバーハング形状であるものが知られている（特許文献１）。

特開２００２−９０２９７号公報

上述した特許文献１に開示されている液体吐出ヘッドの振動板部材にあっては、一段目のオーバーハング形状部の薄肉部との連結部分を第１連結部分とし、二段目のオーバーハング形状部と一段目のオーバーハング形状部との連結部分を第２連結部分とするとき、第２の連結部分の液室短手方向に沿う方向の幅Ｗ２が、第１連結部分の液室短手方向に沿う方向の幅Ｗ１よりも小さい構造としている。なお、上記第１、第２連結部分の幅を「薄肉部側の幅」という。

このような構造においては、ノズルピッチが３００ｄｐｉ以上の高密度配置である場合、凸部であるオーバーハング形状部の薄肉部側の幅が非常に微細なパターン（１０μｍレベル）が必要となり、凸部は液室長手方向に沿う方向で中央部が厚く盛り上がった形状となるという課題がある。また、二段目のオーバーハング形状部を形成するためのリソグラフィー工程での寸法精度が解像度限界のために悪くなり、二段目のオーバーハング形状部の寸法がばらついてしまい、滴吐出特性のばらつきが大きくなるという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、高集積化を図りつつ、バラツキが少なく、安定した滴吐出特性が得られるようにすることを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明に係る液体吐出ヘッドは、
液滴を吐出するノズルが連通する液室の少なくとも一つの壁面を形成する変形可能な電鋳製の振動板部材と、
前記振動板部材を変形させて前記液室内の液体を加圧する駆動手段と、を備え、
前記振動板部材は、
前記駆動手段が当接する凸部と、前記凸部の周囲の薄肉部とを有し、
前記凸部は、パターンエッジ部分が前記薄肉部に対して少なくとも二段以上のオーバーハング形状であり、
一段目のオーバーハング形状部の前記薄肉部との連結部分を第１連結部分とし、二段目のオーバーハング形状部と前記一段目のオーバーハング形状部との連結部分を第２連結部分とするとき、
前記第１連結部分の液室短手方向に沿う方向の幅Ｗ１が、前記第２連結部分の液室短手方向に沿う方向の幅Ｗ２より小さく、かつ、
前記第１連結部分の液室長手方向に沿う方向の長さＬ１が、前記第２連結部分の液室長手方向に沿う方向の長さＬ２以上である
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ているものである。

本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、高集積化を図りつつ、バラツキが少なく、安定した滴吐出特性が得られる。

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、高画質画像を形成できる。

本発明の一実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）に沿う断面説明図である。 同ヘッドのノズル配列方向（液室短手方向）に沿う要部拡大断面説明図である。 同ヘッドの振動板部材のノズル配列方向に沿う方向の要部拡大断面説明図である。 同振動板部材のノズル配列方向と直交する方向に沿う方向の要部拡大断面説明図である。 比較例の振動板部材のノズル配列方向と直交する方向に沿う方向の要部拡大断面説明図である。 本発明の他の実施形態に係る液体吐出ヘッドの振動板部材のノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向）に沿う平面説明図である。 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機構部の全体構成を説明する側面説明図である。 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。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及び図２を参照して説明する。なお、図１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２は同ヘッドのノズル配列方向（液室短手方向）に沿う要部拡大断面説明図である。

この液体吐出ヘッドは、ＳＵＳ基板で形成した流路板（流路部材、液室基板）１と、この流路板１の下面に接合した振動板部材２と、流路板１の上面に接合したノズル板３とを有し、これらによって液滴（液体の滴）を吐出する複数のノズル４がそれぞれ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と連通する液体導入部８を形成し、液体導入部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、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、液室６、流体抵抗部７、液体導入部８などの開口をそれぞれ形成している。なお、流路板１としてはシリコン基板などを用いることもできる。

振動板部材２は、第１層２ａないし第３層２ｃの３層構造であり、各液室６に対応してその壁面を形成する第１層２ａで形成された薄肉部である各振動領域（ダイアフラム部）２Ａと、振動領域２ａの面外側（液室６と反対面側）に第２層２ｂ、第３層２ｃで形成された厚肉部である島状凸部２Ｂが設けられ、この島状凸部２Ｂに振動領域２Ａを変形させるアクチュエータ手段（駆動手段、駆動素子、圧力発生手段などともいう。）としての積層型圧電部材１２の圧電柱１２Ａの上端面（接合面）を接合している。また、積層型圧電部材１２の下端面はベース部材１３に接合している。

ここで、圧電部材１２は、圧電層と内部電極とを交互に積層したものであり、内部電極をそれぞれ端面、即ち圧電部材１２の振動板部材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）２３、２４に接続し、端面電極（外部電極）２３、２４間に電圧を印加することで積層方向の変位を生じる。ここで、外部電極２３を個別外部電極（個別電極）とし、外部電極２４を共通外部電極（共通電極）として使用する。外部電極２３、２４は例えばＡｕなどの金属膜で形成されている。

この圧電部材１２は、ハーフカットダイシングによって溝を加工して１つの圧電部材１２に対して所要数の圧電柱１２Ａ、１２Ｂを所定の間隔で櫛歯状に形成したものである。なお、圧電部材１２の圧電柱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柱を駆動柱１２Ａとして振動板部材３の凸部１２Ｂに接合し、駆動波形を与えないで単なる支柱として使用する圧電柱を非駆動柱１２Ｂとして液室間隔壁部１ａに対応する部分に接合している。

また、圧電部材１２には駆動柱１２Ａに駆動信号を与えるための可撓性を有する配線基板としてのＦＰＣ１５が接続されている。

ノズル板３は、ニッケル（Ｎｉ）の金属プレートから形成したもので、エレクトロフォーミング法（電鋳）で製造している。このノズル板３には各液室６に対応して直径１０〜３５μｍのノズル４を形成し、流路板１に接着剤接合している。そして、このノズル板３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）には撥水層を設けている。

さらに、これらの圧電部材１２、ベース部材１３及びＦＰＣ１５などで構成される圧電アクチュエータの外周側には、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、例えば圧電部材１２の駆動柱１２Ａに印加する電圧を基準電位から下げることによって駆動柱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内に例えばインクが流入し、その後駆動柱１２Ａに印加する電圧を上げて駆動柱１２Ａを積層方向に伸長させ、振動領域２Ａをノズル４方向に変形させて液室６の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４からインク滴が吐出される。

そして、駆動柱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領域２Ａ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４のメニスカス面の振動が減衰して安定した後、次の液滴吐出のための動作に移行する。

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

次に、この液体吐出ヘッドにおける振動板部材２の詳細について図３及び図４も説明する。なお、図３は同振動板部材のノズル配列方向（液室短手方向に沿う方向）の要部拡大説明図、図４は同振動板部材のノズル配列方向と直交する方向（液室長手方向に沿う方向）の要部拡大説明図である。
振動板部材２は、ニッケル電鋳によって形成され、前述したように、三層の電鋳膜である第１層２ａないし第３層２ｃによって形成され、第１層２ａで振動領域２Ａを形成し、第２層２ｂ及び第３層２ｃで駆動手段としての圧電部材１２の駆動柱１２Ａが当接する凸部２Ｂを形成したものである。

ここで、振動板部材２の凸部２Ｂを構成する二段の電鋳膜である第２層２ｂ（これを「一段目の電鋳膜」とする。）と第３層２ｃ（これを「と二段目の電鋳膜」とする。）は、いずれも、パターンエッジ部分が薄肉部である振動領域２Ａに対して二段以上（ここでは、二段とする。）のオーバーハング形状で形成されているオーバーハング形状部１０１、１０２を有している。

そして、一段目のオーバーハング形状部１０１の振動領域２Ａとの連結部分を第１連結部分１０１ａとし、二段目のオーバーハング形状部１０２と一段目のオーバーハング形状部１０２との連結部分を第２連結部分１０２ａとするとき、図３に示すように、第１連結部分１０１ａの液室短手方向に沿う方向の幅Ｗ１が、第２連結部分１０２ａの液室短手方向に沿う方向の幅Ｗ２より小さく（Ｗ１＜Ｗ２）、かつ、図４に示すように、第１連結部分１０１ａの液室長手方向に沿う方向の長さＬ１が、第２連結部分１０２ａの液室長手方向に沿う方向の長さＬ２以上（Ｌ１≧Ｌ２）である構成としている。

このように、第１連結部分１０１ａの液室短手方向に沿う方向の幅Ｗ１を、第２連結部分１０２ａの液室短手方向に沿う方向の幅Ｗ２より小さく（Ｗ１＜Ｗ２）することで、圧電部材１２の駆動柱１２Ａと接合される凸部２Ｂの中央部での偏肉を抑制することができる。また、第１連結部分１０１ａの液室長手方向に沿う方向の長さＬ１を、第２連結部分１０２ａの液室長手方向に沿う方向の長さＬ２以上（Ｌ１≧Ｌ２）とすることで、凸部２Ｂの液室長手方向に沿う方向における両端部で厚さが薄くなる（中央部で厚さが厚くなる）ことを防ぐことができる。これらにより、凸部２Ｂの平坦性を確保できる。

つまり、第１連結部分１０１ａの液室短手方向に沿う方向の幅Ｗ１を、第２連結部分１０２ａの液室短手方向に沿う方向の幅Ｗ２以上（Ｗ１≧Ｗ２）にした場合、図５に示すように、凸部２Ｂの液室長手方向に沿う方向における中央部２Ｃで盛り上がりが生じて圧電部材１２との接合面が平坦な形状とすることができない。これは、電鋳工法で細線パターンを形成するときに電界集中により生じる現象である。すなわち、パターンが密集して電界の逃げ場のない中央部２Ｃでは電界が集中し電鋳における金属の析出量が多くなり、図５のような中央部２Ｃが盛り上がった形状となる。

この中央部２Ｃの盛り上がりの抑制には第２層２ｂ、第３層２ｃの形状による電鋳高さの制御が必要となるが、第２層２ｂは振動領域２Ａに駆動力を伝える部位であり吐出効率等で幅Ｗ１は決まってしまうため、あまり形状に自由度がない。

これに対し、本実施形態では３層目の幅Ｗ２をＷ１＜Ｗ２となるようにすることで、この電鋳部の盛り上がりを抑制している。以下に電鋳の盛り上がりを抑制できる理由について述べる。

まず、第１に、Ｗ１≧Ｗ２の形態よりもＷ１＜Ｗ２の形態の方が同じＷ１に対して電柱時の開口（Ｗ２）を広くとれることがある。電鋳の電界集中は開口が狭いほど顕著に現れるため、幅を広げただけでもある程度の盛り上がりの低減効果を有する。

第２に、Ｗ１＜Ｗ２とすることで、Ｗ２の両端部は第２層２ｂの上面に形成されたラウンド面（図３に円弧で示された領域）にかかることになる。ラウンド面は上面のフラット面よりも当然ながら下方にあるため、第３層３ｃの電鋳でラウンド面から盛り上がりが生じてもトータルの高さはフラット面に形成されるＷ１≧Ｗ２の場合よりも低くなる。

また、Ｗ１＜Ｗ２とすることで、幅Ｗ１が非常に微細なパターン（例えば１０μｍレベル）であっても、二段目のオーバーハング形状部１０２の形成のためのリソグラフィー工程での寸法精度を確保でき、二段目のオーバーハング形状部１０２のばらつきを小さくできて、滴吐出特性のばらつきを低減できるという効果も有する。

一方で、同様に長手方向をＬ１＜Ｌ２としては、長手端部でも同様に電鋳時の盛り上がりが小さくなってしまうため、中央部と長手端部の盛り上がり量の差はあまり変わらず平坦性は向上しない。そこで、本実施形態ではＬ１≧Ｌ２とすることで長手方向端部においては第２層２ｂのフラット面から電鋳を行う構成とすることで端部と中央部の厚さの差を小さくし、平坦性を向上している。

凸部２Ｂの駆動柱１２Ａとの対向面の平坦性は、凸部２Ｂと駆動柱１２Ａとの接合に重要であり、より駆動柱１２Ａの変位を効率よく伝えるためには、凸部２Ｂはできるだけ平坦で広い面積で駆動柱１２Ａに当接することが好ましい。また、平坦性を向上することで、駆動柱１２Ａと点で当接することによって生じるチャンネルごとの変位伝達のばらつきも抑制でき、バラツキが少なく、安定した滴吐出特性を得ることができる。

さらに、本実施形態では、図３に示すように、一段目のオーバーハング形状部１０１の液室短手方向に沿う方向の最大の幅Ｘ１が、二段目のオーバーハング形状部１０２の液室短手方向に沿う方向の最大の幅Ｘ２より大きく（Ｘ１＞Ｘ２）形成されている。また、図４に示すように、一段目のオーバーハング形状部１０１の液室長手方向に沿う方向の最大の長さＬ１１が、二段目のオーバーハング形状部１０２の液室長手方向に沿う方向の最大の長さＬ１２より大きく（Ｌ１１＞Ｌ１２）形成されている。

このように、Ｘ１＞Ｘ２、Ｌ１１＞Ｌ１２とすることで、振動領域１２Ａである薄肉部のピンホール検査のための光路を確保でき、また、第３層目のアライメントずれの視認が可能になり、不良品の発生を低減できる。

次に、本発明の他の実施形態について図６を参照して説明する。なお、図６は同実施形態に係る液体吐出ヘッドの振動板部材の凸部の平面説明図である。
本実施形態では、第２連結部分１０２の幅Ｗ２は、図５のように、凸部２Ｂの長手方向において、中央部から端部になるに従って小さくなるように形成されている。このとき少なくとも中央部においてはＷ１＜Ｗ２の関係となっている。

つまり、電鋳工法では、細線ほど電界集中により厚くなる現象を利用することで平坦化を可能にしている。凸部２Ｂの液室長手方向に沿う方向において、中央部の厚さの盛り上がりを抑え、端部では逆に電界集中しやすいようにすることで効果的に端部の膜の落ち込みを抑制でき、これらにより、凸部の接合面の平坦性をより向上できる。

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７及び図８を参照して説明する。なお、図７は同装置の機構部の全体構成を説明する側面説明図、図８は同じく要部平面説明図である。
この画像形成装置はシリアル型画像形成装置であり、左右の側板２２１Ａ、２２１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド２３１、２３２でキャリッジ２３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。

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

記録ヘッド２３４は、それぞれ２つのノズル列を有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記録ヘッドとして備えているので、安定した滴吐出特性が得られ、安定して高画質画像を形成することができる。

次に、この画像形成装置における温度検出部について図１２のブロック説明図を参照して説明する。
熱起電力計測部６０１は、前述した第１、第２金属配線１５１、１５２で構成される熱電対６００で生じる熱起電力を計測する。温度換算部６０２は、熱起電力計測部６０１で計測された熱起電力を温度に換算して、この装置全体の制御を司る主制御部５００に出力する。

ここで、装置使用中における熱電対６００で生じる熱起電力はアクチュエータ手段の温度に対応するものとなるので、熱起電力を計測して温度換算することで、記録ヘッド２３４のアクチュエータ手段の温度を検出することができる。そこで、主制御部５００は、ヘッドのアクチュエータ手段の温度に応じて駆動波形の電圧を変更するなどの制御を行うことで、より安定した滴吐出を行うことができて、高画質画像を形成することができるようになる。

なお、上記実施形態では本発明の画像形成装置としてシリアル型画像形成装置を例に説明しているが、ライン型画像形成装置にも同様に実施することができる。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 流路板
２ 振動板部材
２ａ 第１層
２ｂ 第２層
２ｃ 第３層
２Ａ 振動領域（薄肉部）
２Ｂ 凸部（厚肉部）
３ ノズル板
４ ノズル
６ 液室
１０ 共通液室
１２ 圧電部材
１２Ａ、１２Ｂ 圧電柱
１３ ベース部材
１０１ 一段目のオーバーハング形状部
１０２ 二段目のオーバーハング形状部
２３３…キャリッジ
２３４…記録ヘッド

Claims (6)

1. 液滴を吐出するノズルが連通する液室の少なくとも一つの壁面を形成する変形可能な電鋳製の振動板部材と、
   前記振動板部材を変形させて前記液室内の液体を加圧する駆動手段と、を備え、
   前記振動板部材は、
   前記駆動手段が当接する凸部と、前記凸部の周囲の薄肉部とを有し、
   前記凸部は、パターンエッジ部分が前記薄肉部に対して少なくとも二段以上のオーバーハング形状であり、
   一段目のオーバーハング形状部の前記薄肉部との連結部分を第１連結部分とし、二段目のオーバーハング形状部と前記一段目のオーバーハング形状部との連結部分を第２連結部分とするとき、
   前記第１連結部分の液室短手方向に沿う方向の幅Ｗ１が、前記第２連結部分の液室短手方向に沿う方向の幅Ｗ２より小さく、かつ、
   前記第１連結部分の液室長手方向に沿う方向の長さＬ１が、前記第２連結部分の液室長手方向に沿う方向の長さＬ２以上である
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 前記一段目のオーバーハング形状部の液室短手方向に沿う方向の最大の幅Ｘ１が、前記二段目のオーバーハング形状部の液室短手方向に沿う方向の最大の幅Ｘ２より大きいことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 前記一段目のオーバーハング形状部の液室長手方向に沿う方向の最大の長さＬ１１が、前記二段目のオーバーハング形状部の液室長手方向に沿う方向の最大の長さＬ１２より大きい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。
4. 前記二段目のオーバーハング形状部の液室短手方向に沿う方向の幅が、液室長手方向に沿う方向において、中央部から両端部に向かうほど小さくな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。
5. 前記振動板部材の前記薄肉部及び前記凸部が同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを備えていることを特徴とする画像形成装置。

Images