JP6024139B2

JP6024139B2 - Droplet discharge head, ink cartridge, and image forming apparatus

Info

Publication number: JP6024139B2
Application number: JP2012065228A
Authority: JP
Inventors: 大西　晃二; 晃二大西; 黒田　隆彦; 隆彦黒田; 西村　学; 学西村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2016-11-09
Anticipated expiration: 2032-03-22
Also published as: JP2013193411A

Description

本発明は、圧電素子、振動板、及び振動板を貫通して形成されるインク供給孔を有したインク吐出ヘッドにおいて、液体供給孔内のインク耐性の確保、振動板の特性維持、及び駆動信頼性確保を並立させることができる液滴吐出ヘッド、インクカートリッジ、及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a piezoelectric element, a vibration plate, and an ink discharge head having an ink supply hole formed through the vibration plate, ensuring ink resistance in the liquid supply hole, maintaining the characteristics of the vibration plate, and driving reliability. The present invention relates to a liquid droplet ejection head, an ink cartridge, and an image forming apparatus that can be secured in parallel.

画像形成装置の一つとして、インクジェットヘッドを搭載したキャリッジを主走査方向に往復移動させながらインクジェットヘッドからインクの微小液滴を吐出し、記録媒体上に着弾させることにより画像パターンを形成するインクジェットプリンタが知られている。
カラー印刷用のインクジェットヘッドにあっては、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各インクタンクから各色のインクを、インク供給孔を経由して各色毎の共通液室に供給し、各共通液室から各個別液室を経由してノズルに供給している。
最近では、記録が必要な時にのみインクの微小液滴を吐出するように構成されたオン・デマンド方式のインクジェットプリンタが主流になっており、これに装備されるインクジェットヘッドには、個別液室（圧力室）内に設けた圧力発生源としての圧電素子の変位により個別液室内の圧力を高めてノズルからインクを吐出させる圧電式と、ヒータにより液室内のインク中に気泡を発生させることによりインクを吐出させるサーマル方式とに区別される。いずれの方式においても、インクジェットヘッドを駆動させるための駆動ＩＣチップからの駆動信号で圧力発生源を作動させ、ノズルからインク液滴を吐出して記録媒体上に着弾させている。 As an image forming apparatus, an ink jet printer that forms an image pattern by ejecting micro droplets of ink from an ink jet head and landing on a recording medium while reciprocating a carriage mounted with the ink jet head in the main scanning direction. It has been known.
In an ink jet head for color printing, ink of each color is supplied from each ink tank of yellow, magenta, cyan, and black to a common liquid chamber for each color via an ink supply hole, and from each common liquid chamber It is supplied to the nozzle via each individual liquid chamber.
Recently, on-demand ink jet printers configured to eject ink droplets only when recording is required have become the mainstream, and the ink jet heads equipped therein have individual liquid chambers ( A piezoelectric type in which the pressure in the individual liquid chamber is increased by the displacement of a piezoelectric element as a pressure generation source provided in the pressure chamber), and ink is generated by generating bubbles in the ink in the liquid chamber by a heater. It is distinguished from the thermal method that discharges water. In either method, a pressure generation source is operated by a drive signal from a drive IC chip for driving an ink jet head, and ink droplets are ejected from nozzles to land on a recording medium.

インクジェットプリンタに用いられるインクジェットヘッドは、インクに接液することから、ヘッドの動作特性、及び長期信頼性を確保するためにインク耐性が求められる。そこでインク耐性を得るために、インクに接触する部位に接液膜を形成することで、インク耐性を確保する方法が採られている。一般にインク耐性を有したインク接液膜としては、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２膜）、ポリイミド等の樹脂膜、Ｔａ_２Ｏ_５またはＺｒＯ_２等の金属酸化物などが用いられている。
インクジェットヘッドのインクと接触する部位にこれらのインク接液膜を形成する方法としては、熱酸化法、塗布法、スパッタ法、或いは、蒸着法などが用いられるが、微細でかつ複雑な構造体であるインクジェットヘッドに対して、所望の部分に均質に接液膜を形成することは困難となっている。特に個別液室、或いは個別液室へインクを導入するためのインク供給路内に接液膜を均質に形成することが困難である。 Since an ink jet head used in an ink jet printer is in contact with ink, ink resistance is required to ensure the operating characteristics and long-term reliability of the head. Therefore, in order to obtain ink resistance, a method of ensuring ink resistance by forming a liquid contact film at a portion that contacts ink is employed. In general, as the ink wetted film having ink resistance, a silicon dioxide (SiO ₂ film), a resin film such as polyimide, or a metal oxide such as Ta ₂ O ₅ or ZrO ₂ is used.
A thermal oxidation method, a coating method, a sputtering method, a vapor deposition method, or the like is used as a method for forming these ink contact films on the portion of the inkjet head that comes into contact with the ink. However, a fine and complicated structure is used. It is difficult to form a liquid contact film uniformly on a desired portion with respect to a certain ink jet head. In particular, it is difficult to form a liquid contact film uniformly in the individual liquid chamber or in the ink supply path for introducing ink into the individual liquid chamber.

特許文献１には、振動板を貫通して形成された液体供給路から振動板に対する液体の浸漬を防止するために、保護膜によって液体供給路の内周面を被覆する構成が開示されている。保護膜として、ＳｉＯ_２膜を多層に形成する構成が記載されている。
特許文献２は、振動板を貫通して形成されるインク供給路に関連した内容ではないが、流路形成部材とアクチュエータ形成部材の接合信頼性を向上させる目的で、流路形成部材とアクチュエータ形成部材の接合に際して、それぞれの接合面に耐腐食性膜を形成し、接合することによって、接合性を確保する構成が開示されている。耐腐食性膜としては、一方に酸化シリコン膜、他方に有機樹脂薄膜であるポリペンゾオキサゾール膜を形成する構成が記載されている。 Patent Document 1 discloses a configuration in which an inner peripheral surface of a liquid supply path is covered with a protective film in order to prevent immersion of liquid into the diaphragm from a liquid supply path formed through the diaphragm. . As a protective film, a configuration in which SiO ₂ films are formed in multiple layers is described.
Patent Document 2 is not related to the ink supply path formed through the diaphragm, but for the purpose of improving the bonding reliability of the flow path forming member and the actuator forming member, the flow path forming member and the actuator are formed. In joining members, a structure is disclosed in which a corrosion-resistant film is formed on each joining surface and joining is ensured by joining. As the corrosion resistant film, a structure is described in which a silicon oxide film is formed on one side and a polybenzoxazole film which is an organic resin thin film is formed on the other side.

しかし、何れの従来例においても、微細でかつ複雑な構造体であるインクジェットヘッドに対して、所望の部分に均質に接液膜を形成することは困難である。特に、インク供給路内に接液膜を均質に形成することは困難である。
また、圧電素子を用いたインクジェットヘッドでは、圧電素子の変位をインク液室へ作用させるために、振動板が用いられるが、インク供給孔は振動板を貫通して形成する必要がある。この場合、振動板の貫通断面がインクと接触するために、貫通断面にはインクへの耐性が求められる。
振動板は、剛性、硬度等の所望の特性を得るために異種の膜を積層して構成される場合が多い。この場合、インク耐性が十分にない膜層がインクによって侵食されるという問題が生じる。例えば、振動板の構成材料として、ポリシリコン膜を用いた場合、振動板として所望のヤング率は得られるものの、特にアルカリ系インクに対する耐性が劣ることから、侵食による振動板の剥がれ、或いはインクのリークなどの課題が生じている。 However, in any conventional example, it is difficult to form a liquid contact film uniformly on a desired portion with respect to an inkjet head having a fine and complicated structure. In particular, it is difficult to form a liquid contact film uniformly in the ink supply path.
In addition, in an ink jet head using a piezoelectric element, a vibration plate is used to cause displacement of the piezoelectric element to the ink liquid chamber, but the ink supply hole needs to be formed through the vibration plate. In this case, since the penetrating section of the diaphragm is in contact with the ink, the penetrating section is required to have resistance to ink.
In many cases, the diaphragm is formed by stacking different kinds of films in order to obtain desired characteristics such as rigidity and hardness. In this case, there arises a problem that a film layer having insufficient ink resistance is eroded by ink. For example, when a polysilicon film is used as a constituent material of the diaphragm, a desired Young's modulus is obtained as the diaphragm, but the resistance to alkaline ink is particularly poor. There are problems such as leaks.

従来、例えば、積層振動板を構成する材料のひとつとしてポリシリコン膜が知られているが、ポリシリコン膜は振動板としての剛性或いは強度は優れるものの、インク耐性が弱いという課題がある。単にポリシリコン膜を用いた場合には、インク供給孔内壁に露出することとなり、インクに侵食され、振動板としての信頼性を損なうこととなる。特にポリシリコン膜等のシリコン材料は、インクジェット用インクとして広く用いられるアルカリ系インクに対して、耐性が弱く、課題となっている。
本発明は、圧電素子と、振動板と、振動板を貫通して形成されるインク供給孔を有したインクジェットヘッドにおいて、インク供給孔内のインク耐性確保と、振動板の特性確保の両立を目的とする。
積層振動板を形成する段階で、インク供給孔が形成される積層振動板の一部領域のみ、インク耐性が弱い材料を取り除いた積層構成とすることで、インク供給孔内壁にインク耐性が弱い材料が露出することが抑えられる。それによってインク供給孔内壁のインク耐性を確保できることになる。 Conventionally, for example, a polysilicon film is known as one of the materials constituting the laminated diaphragm, but the polysilicon film has a problem that ink resistance is weak although the rigidity or strength as the diaphragm is excellent. When the polysilicon film is simply used, it is exposed to the inner wall of the ink supply hole, and is eroded by the ink, thereby impairing the reliability as the vibration plate. In particular, a silicon material such as a polysilicon film has a low resistance to an alkaline ink widely used as an ink-jet ink and has been a problem.
An object of the present invention is to ensure both ink resistance in an ink supply hole and the characteristics of a vibration plate in an inkjet head having a piezoelectric element, a vibration plate, and an ink supply hole formed through the vibration plate. And
A material with low ink resistance on the inner wall of the ink supply hole is formed by removing a material with low ink resistance only in a part of the laminated diaphragm where the ink supply hole is formed at the stage of forming the multilayer vibration plate. Is prevented from being exposed. Thereby, the ink resistance of the inner wall of the ink supply hole can be ensured.

上記目的を達成するため、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、ノズル孔を一方の壁面に有したインク液室を備えたアクチュエータ基板と、前記インク液室の一方の壁面と対向する前記アクチュエータ基板外面に積層された多層膜から成る積層振動板と、該積層振動板に変位をもたらす圧電素子と、前記積層振動板を貫通して形成され、前記インク液室に外部よりインクを供給するためのインク供給孔と、を有したアクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、前記積層振動板の前記多層膜はポリシリコン膜と該ポリシリコン膜以外の他の膜とを含み、前記インクと接触する前記インク供給孔の内壁面には前記他の膜のみが露出していることを特徴とする。
これによれば、インクと接触するインク供給孔の内壁面にポリシリコン膜以外の膜のみを露出させる構成としたので、積層振動板の動作特性を維持しつつ、インク供給孔のインク耐性を確保できる。またインク供給孔のインク耐性が向上することでインクの適用性を拡大することができる。 In order to achieve the above object, a droplet discharge head according to the present invention includes an actuator substrate having an ink liquid chamber having a nozzle hole on one wall surface, and the actuator substrate facing the one wall surface of the ink liquid chamber. A laminated diaphragm made of a multilayer film laminated on the outer surface, a piezoelectric element that causes displacement to the laminated diaphragm, and formed through the laminated diaphragm, for supplying ink to the ink liquid chamber from the outside In the droplet discharge head including an actuator having an ink supply hole, the multilayer film of the laminated diaphragm includes a polysilicon film and a film other than the polysilicon film, and is in contact with the ink Only the other film is exposed on the inner wall surface of the ink supply hole .
According to this, since only the film other than the polysilicon film is exposed on the inner wall surface of the ink supply hole that comes into contact with ink , the ink resistance of the ink supply hole is ensured while maintaining the operation characteristics of the laminated diaphragm. it can. Further, the ink applicability can be expanded by improving the ink resistance of the ink supply hole.

本発明は、圧電素子と積層振動板、及び積層振動板を貫通して形成されるインク供給孔を有した液滴吐出ヘッドにおいて、インク供給孔内のインク耐性の確保と積層振動板の特性及び駆動信頼性の両立が実現できるため、インクの適応性が増すとともに、アクチュエータ、特に積層振動板の動作特性が安定した液滴吐出ヘッドが形成できる。また、簡易な方法によって実現できることから、液滴吐出ヘッドの低コスト化が実現でき、インクジェットプリンタの低コスト化へつながる。 The present invention relates to a piezoelectric element, a laminated diaphragm, and a liquid droplet ejection head having an ink supply hole formed through the laminated diaphragm, ensuring ink resistance in the ink supply hole, and characteristics of the laminated diaphragm, Since both driving reliability can be realized, the adaptability of the ink can be increased, and a droplet discharge head in which the operation characteristics of the actuator, particularly the laminated diaphragm can be stabilized can be formed. Further, since it can be realized by a simple method, the cost of the droplet discharge head can be reduced, leading to the cost reduction of the ink jet printer.

本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドのアクチュエータ部分の構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the structure of the actuator part of the inkjet head which concerns on one Embodiment of this invention. 組立状態のＡ−Ａ断面図である。It is AA sectional drawing of an assembly state. （ａ）乃至（ｆ）は本発明に係る振動板を含むアクチュエータの製造手順を示す断面図である。(A) thru | or (f) are sectional drawings which show the manufacture procedure of the actuator containing the diaphragm which concerns on this invention. （ａ）乃至（ｅ）は本発明に係るアクチュエータの製造手順を示す断面図である。(A) thru | or (e) are sectional drawings which show the manufacture procedure of the actuator which concerns on this invention. （ｆ）乃至（ｉ）は図４（ｅ）に続いて実施されるアクチュエータの製造手順を示す断面図である。(F) thru | or (i) are sectional drawings which show the manufacture procedure of the actuator implemented following FIG.4 (e). （ｊ）乃至（ｍ）は図５（ｉ）に続いて実施されるアクチュエータの製造手順を示す断面図である。(J) thru | or (m) is sectional drawing which shows the manufacturing procedure of the actuator implemented following FIG.5 (i). 本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the image forming apparatus provided with the droplet discharge head which concerns on this invention. 図７の画像形成装置の要部平面図である。It is a principal part top view of the image forming apparatus of FIG.

以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）のアクチュエータ部分の構成を示す分解斜視図であり、図２は組立状態のＡ−Ａ断面図である。
アクチュエータ１は、サブフレーム基板１０の下面に、アクチュエータ基板２０とノズル基板３０を順次積層状態で接着接合して構成されている。
サブフレーム基板１０はシリコン基板により形成されており、外部（インクタンク）からインクを供給するためのインク供給用開口１１が貫通形成されると共に、アクチュエータ保護キャビティ１２が下面に形成されている。上記以外にも外部への電気配線の取り回し用開口、及びアクチュエータ基板２０との接合アライメント用マーク等が形成されているが、本発明とは直接的な関連性がないため説明は省略する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a configuration of an actuator portion of a droplet discharge head (inkjet head) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an AA sectional view in an assembled state.
The actuator 1 is configured by adhesively bonding an actuator substrate 20 and a nozzle substrate 30 to each other on the lower surface of the subframe substrate 10 in a stacked state.
The subframe substrate 10 is formed of a silicon substrate. An ink supply opening 11 for supplying ink from the outside (ink tank) is formed therethrough, and an actuator protection cavity 12 is formed on the lower surface. In addition to the above, openings for routing electrical wiring to the outside, marks for bonding alignment with the actuator substrate 20, and the like are formed, but the description thereof is omitted because they are not directly related to the present invention.

アクチュエータ基板２０はシリコン基板により形成されており、シリコン基板上に形成された薄肉部分である振動板（積層振動板）２４の上面であって、各インク液室２２と対向する部位には、夫々電極膜、ピエゾ膜、電極膜のサンドイッチ構成から成るアクチュエータ素子２１が形成されている。また、各アクチュエータ素子２１を絶縁保護するためのアクチュエータ保護膜２５、及び外部駆動回路への信号を伝達するためのメタル配線２６、及びメタル配線２６を絶縁保護するための配線保護膜２７が形成されている。またアクチュエータ素子２１の他方の面には、振動板２４を介してインク液室２２が形成されている。インク液室２２には個々のビットに形成されたインク供給孔２３を通じて、外部よりインクがインク液室２２内に供給される。インク液室２２は、流路隔壁２２ａにより区画されることにより複数個隣接して形成されている。
このように構成されたアクチュエータ基板２０の下面に、個々のビットに応じたノズル孔３１が形成されたノズル基板３０が接合される。ノズル基板３０としては、ＳＵＳ材にプレス加工でノズル孔３１を形成したもの、或いはＮｉ電鋳工法によって、Ｎｉ基板上にノズル孔３１を形成したものを用いる。 The actuator substrate 20 is formed of a silicon substrate. The actuator substrate 20 is an upper surface of a vibration plate (laminated vibration plate) 24 that is a thin portion formed on the silicon substrate, and is located at a portion facing each ink liquid chamber 22. An actuator element 21 having a sandwich structure of an electrode film, a piezo film, and an electrode film is formed. In addition, an actuator protective film 25 for insulating and protecting each actuator element 21, a metal wiring 26 for transmitting a signal to an external drive circuit, and a wiring protective film 27 for insulating and protecting the metal wiring 26 are formed. ing. In addition, an ink liquid chamber 22 is formed on the other surface of the actuator element 21 via a vibration plate 24. Ink is supplied from the outside into the ink liquid chamber 22 through the ink supply holes 23 formed in the individual bits. A plurality of ink liquid chambers 22 are formed adjacent to each other by being partitioned by a flow path partition wall 22a.
The nozzle substrate 30 in which the nozzle holes 31 corresponding to the individual bits are formed is bonded to the lower surface of the actuator substrate 20 configured as described above. As the nozzle substrate 30, a SUS material in which the nozzle holes 31 are formed by press working, or a substrate in which the nozzle holes 31 are formed on the Ni substrate by the Ni electroforming method is used.

次にインク及びインク流路に関して説明する。インクジェットではアルカリ系のインクが広く用いられており、インクに接触する部位ではインク耐性を確保する必要があり、各接触部位には相応のインク接液膜が形成されている。本実施形態においてもサブフレーム基板１０のインク供給用開口１１、及びアクチュエータ基板２０のインク液室２２内壁には、夫々相応のインク接液膜が形成されているが、前述したように微細なインク供給孔２３の内壁に接液膜を均質厚に形成することは困難となっている。上記のように構成されたアクチュエータにおいては、インク供給孔２３は振動板２４を貫通して形成されるため、貫通断面がインクの接触することになる。その際に振動板を構成する材料、膜がインク耐性を有していないと、側面より侵食されることとなる。本実施形態では、このような不具合に対処するために、インクジェットヘッドの製造工程中において振動板２４を製造する際に、インク供給孔２３と対応した領域（貫通領域）のインク耐性が弱い膜を取り除くようにした点が特徴的である。 Next, the ink and the ink flow path will be described. Alkali-based inks are widely used in ink jets, and it is necessary to ensure ink resistance at portions that come into contact with the ink, and corresponding ink contact films are formed at each contact portion. Also in this embodiment, corresponding ink contact films are formed on the ink supply opening 11 of the subframe substrate 10 and the inner wall of the ink liquid chamber 22 of the actuator substrate 20, respectively. It is difficult to form a liquid contact film on the inner wall of the supply hole 23 with a uniform thickness. In the actuator configured as described above, the ink supply hole 23 is formed so as to penetrate the vibration plate 24, so that the penetrating section is in contact with ink. At this time, if the material and the film constituting the diaphragm do not have ink resistance, they will be eroded from the side surface. In the present embodiment, in order to deal with such a problem, when the diaphragm 24 is manufactured during the manufacturing process of the inkjet head, a film having a low ink resistance in a region (through region) corresponding to the ink supply hole 23 is formed. The point to be removed is characteristic.

次に、本発明の第一の実施形態としてのアクチュエータ１の形成方法（アクチュエータ基板上に積層振動板を形成する方法）について説明する。
図３は本発明における振動板２４を含むアクチュエータ１の形成方法（製造工程）を示す図である。
まず、図３（ａ）に示すように、シリコン基板であるアクチュエータ基板２０の面上にシリコン酸化膜２５−１を形成する。ここではシリコン酸化膜２５−１は熱酸化法によって形成されている。次に振動板としての剛性及び強度を得るためにポリシリコン膜２５−２をシリコン酸化膜２５−１の上に積層形成する。ポリシリコン膜２５−２は周知のＣＶＤ法によって形成する。ポリシリコン膜２５−２はアルカリ系インクに対して耐性を有しないため、インクに接触した場合に侵食される課題がある。
そのため図３（ｂ）に示すように、インク供給孔２３を形成する領域（貫通領域）Ｂにあるポリシリコン膜２５−２を部分的に除去する。除去方法はリソグラフィ及びエッチングによるものである。 Next, a method for forming the actuator 1 as a first embodiment of the present invention (a method for forming a laminated diaphragm on an actuator substrate) will be described.
FIG. 3 is a view showing a method (manufacturing process) for forming the actuator 1 including the diaphragm 24 in the present invention.
First, as shown in FIG. 3A, a silicon oxide film 25-1 is formed on the surface of the actuator substrate 20 which is a silicon substrate. Here, the silicon oxide film 25-1 is formed by a thermal oxidation method. Next, in order to obtain rigidity and strength as a vibration plate, a polysilicon film 25-2 is laminated on the silicon oxide film 25-1. The polysilicon film 25-2 is formed by a well-known CVD method. Since the polysilicon film 25-2 is not resistant to alkaline ink, there is a problem that it is eroded when it comes into contact with the ink.
Therefore, as shown in FIG. 3B, the polysilicon film 25-2 in the region (through region) B where the ink supply hole 23 is formed is partially removed. The removal method is by lithography and etching.

次に図３（ｃ）に示すように、ポリシリコン膜２５−２の上に、シリコン酸化膜２５−３を形成する。次いで図３（ｄ）に示すように、シリコン窒化膜２５−４、シリコン酸化膜２５−５を順次積層形成し、その上にポリシリコン膜２５−６を形成する。シリコン窒化膜２５−４、及びシリコン酸化膜２５−５もＣＶＤ法によって形成する。
次に図３（ｅ）に示すように、形成されたポリシリコン膜２５−６をインク供給孔領域Ｂに相当する部分のみ、図３（ｂ）と同様にリソグラフィ、エッチングによって除去し、パターンを形成する。
最後に図３（ｆ）に示すように、ポリシリコン膜２５−６上に最上層のシリコン酸化膜２５−７を形成し、インク供給孔２３が形成される領域Ｂのみ、ポリシリコン膜２５−２、２５−６が除去された振動板２４が形成される。これによってインク供給孔２３が形成される領域Ｂの振動板２４からポリシリコン膜２５−２、２５−６が除去され、その結果、シリコン酸化膜２５−１、２５−３、２５−５、２５−７と、シリコン窒化膜２５−４のみで構成されるため、インク耐性が確保される。 Next, as shown in FIG. 3C, a silicon oxide film 25-3 is formed on the polysilicon film 25-2. Next, as shown in FIG. 3D, a silicon nitride film 25-4 and a silicon oxide film 25-5 are sequentially stacked, and a polysilicon film 25-6 is formed thereon. The silicon nitride film 25-4 and the silicon oxide film 25-5 are also formed by the CVD method.
Next, as shown in FIG. 3E, only the portion corresponding to the ink supply hole region B is removed from the formed polysilicon film 25-6 by lithography and etching in the same manner as in FIG. Form.
Finally, as shown in FIG. 3F, the uppermost silicon oxide film 25-7 is formed on the polysilicon film 25-6, and only in the region B where the ink supply hole 23 is formed, the polysilicon film 25- The diaphragm 24 from which 2, 25-6 is removed is formed. As a result, the polysilicon films 25-2 and 25-6 are removed from the diaphragm 24 in the region B where the ink supply holes 23 are formed. As a result, the silicon oxide films 25-1, 25-3, 25-5 and 25 are removed. Ink resistance is ensured because it is composed of only -7 and the silicon nitride film 25-4.

図３に示した製造工程によって製造されたアクチュエータ１を備えたインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）は、次の如き特徴を有している。
即ち、シリコン基板（アクチュエータ基板）２０に形成されたインク液室２２及び該インク液室の壁面の一部を構成する振動板２４と、該振動板に変位をもたらす圧電素子、及びインク液室にインクを外部より供給するためのインク供給孔２３が備えられたアクチュエータ１を備えた液滴吐出ヘッドにおいて、振動板２４が多層膜より形成される積層振動板であって、かつインク供給孔２３が振動板を貫通して形成される場合に、インク供給孔が貫通形成される積層振動板の領域の積層構成と、該領域以外の他の振動板領域の積層構成が異なる構成であることが特徴的である。
これを換言すれば、本発明の液滴吐出ヘッドは、ノズル孔３１を一方の壁面に有したインク液室２２を備えたアクチュエータ基板２０と、インク液室の一方の壁面と対向するアクチュエータ基板外面に積層された積層振動板２４と、該積層振動板に変位をもたらす圧電素子と、積層振動板を貫通して形成され、インク液室２２に外部よりインクを供給するためのインク供給孔２３と、を有したアクチュエータ１を備え、積層振動板２４の積層構成は、インク供給孔が貫通する領域（貫通領域）Ｂと、それ以外の領域とで異なっていることを特徴とする。
具体的には、インク供給孔２３が形成される領域Ｂにのみ振動板を構成する積層膜の一部膜層が取り除かれている。取り除かれている一部膜層は、インクに対する耐性の低い材質である。
また、一部取り除かれる膜層は、リソグラフィ、エッチングによって、パターン形成されている。 An ink jet head (droplet discharge head) including the actuator 1 manufactured by the manufacturing process shown in FIG. 3 has the following characteristics.
That is, the ink liquid chamber 22 formed on the silicon substrate (actuator substrate) 20, the vibration plate 24 constituting a part of the wall surface of the ink liquid chamber, the piezoelectric element that causes displacement of the vibration plate, and the ink liquid chamber In the droplet discharge head including the actuator 1 provided with the ink supply hole 23 for supplying ink from the outside, the vibration plate 24 is a laminated vibration plate formed of a multilayer film, and the ink supply hole 23 is When formed through the diaphragm, the laminated structure of the laminated diaphragm area in which the ink supply holes are formed is different from the laminated structure of the diaphragm area other than the area. Is.
In other words, the droplet discharge head of the present invention includes the actuator substrate 20 having the ink liquid chamber 22 having the nozzle hole 31 on one wall surface, and the outer surface of the actuator substrate facing the one wall surface of the ink liquid chamber. A laminated vibration plate 24, a piezoelectric element that causes displacement to the laminated vibration plate, an ink supply hole 23 that is formed through the laminated vibration plate and supplies ink to the ink liquid chamber 22 from outside. The laminated structure of the laminated diaphragm 24 is different in a region (penetrating region) B through which the ink supply hole penetrates and other regions.
Specifically, a partial film layer of the laminated film constituting the vibration plate is removed only in the region B where the ink supply hole 23 is formed. The part of the film layer that has been removed is a material having low resistance to ink.
The film layer to be partially removed is patterned by lithography and etching.

次に振動板２４を形成した以降のアクチュエータ部分の形成方法について図４乃至図６を用いて説明する。
まず図４（ａ）に示すように、アクチュエータ基板２０を構成するシリコン基板上に、図３に示した工程によって振動板２４を形成する。振動板２４は、インク供給孔領域Ｂに相当する部分に凹所を有し、この凹所内はインクに対する耐性が低いポリシリコン膜２５−２、２５−６が除去された構成となっている。
次に図４（ｂ）に示すように、振動板２４上にアクチュエータ素子２１を形成する。アクチュエータ素子２１は下部電極を構成するＴｉ層、Ｐｔ層、ＳＲＯ層によって形成されている。ついで圧電素子となるＰＺＴ膜をゾルゲル法によって所望の厚みに形成する。さらにＰＺＴ膜上に上部電極を構成するＳＲＯ層、Ｐｔ層を形成する。 Next, a method for forming the actuator portion after the diaphragm 24 is formed will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 4A, the diaphragm 24 is formed on the silicon substrate constituting the actuator substrate 20 by the process shown in FIG. The diaphragm 24 has a recess in a portion corresponding to the ink supply hole region B, and the polysilicon film 25-2, 25-6 having low resistance to ink is removed in the recess.
Next, as shown in FIG. 4B, the actuator element 21 is formed on the diaphragm 24. The actuator element 21 is formed of a Ti layer, a Pt layer, and an SRO layer that constitute the lower electrode. Next, a PZT film to be a piezoelectric element is formed to a desired thickness by a sol-gel method. Further, an SRO layer and a Pt layer constituting the upper electrode are formed on the PZT film.

次に図４（ｃ）に示すように、積層されたこれらのアクチュエータ素子２１を、リソグラフィ及びエッチングによって所望のパターンサイズに加工形成する。本例では、アクチュエータ素子２１を構成する層を所要サイズの凸部状に構成する。ついでアクチュエータ素子２１の絶縁保護膜としてのアクチュエータ保護膜２５を、振動板２４の上面と凸状のアクチュエータ素子２１の外面にかけて積層形成する。アクチュエータ保護膜２５にはＡｌ２Ｏ３膜或いはシリコン酸化膜等を用いている。
次に図４（ｄ）に示すように、外部回路へ電気信号を伝達するためのメタル配線２６を構成する膜をアクチュエータ保護膜２５上に均一に積層形成する。メタル配線はスパッタ法によりＡＬ膜を形成している。
次に図４（ｅ）に示すように、メタル配線を構成する膜をリソグラフィ、及びエッチングによって所望のパターンサイズに加工してメタル配線２６を形成する。 Next, as shown in FIG. 4C, these stacked actuator elements 21 are processed and formed into a desired pattern size by lithography and etching. In this example, the layers constituting the actuator element 21 are formed in a convex shape having a required size. Next, an actuator protective film 25 as an insulating protective film of the actuator element 21 is laminated over the upper surface of the diaphragm 24 and the outer surface of the convex actuator element 21. For the actuator protective film 25, an Al2O3 film or a silicon oxide film is used.
Next, as shown in FIG. 4D, a film constituting the metal wiring 26 for transmitting an electric signal to an external circuit is uniformly laminated on the actuator protective film 25. For the metal wiring, an AL film is formed by sputtering.
Next, as shown in FIG. 4E, the metal wiring 26 is formed by processing the film constituting the metal wiring into a desired pattern size by lithography and etching.

次に図５（ｆ）に示すように、メタル配線２６の絶縁保護膜としての配線保護膜２７をアクチュエータ保護膜２５とメタル配線２６の外面に積層形成する。配線保護膜２７はプラズマＣＶＤ法によりシリコン窒化膜を形成している。ここで、メタル配線２６及び配線保護膜２７は駆動用電気信号の伝達機能に加えて、サブフレーム基板１０との接合領域として用いている。
図５（ｇ）では、配線保護膜２７を図示しないマスクを用いてエッチングすることにより選択的に除去する。この結果、アクチュエータ素子２１に相当するアクチュエータ保護膜２５部分と、インク供給孔２３に相当するアクチュエータ保護膜２５の部分が露出される。
アクチュエータ基板２０の接合領域の構成としては、下部より振動板２４、アクチュエータ保護膜２５、メタル配線２６、配線保護膜２７が積層された構造となっており、配線保護膜２７の高さはアクチュエータ素子２１よりも高くなっている。
次に図５（ｈ）、（ｉ）に示すように、インク供給孔２３を形成するために（ｇ）までの工程で積層された膜の上面にレジストパターン２８を形成する。さらにドライエッチング法によって、図３においてポリシリコン層の除去された領域Ｂに相当する振動板２４部分を貫通開口し、インク供給孔２３が形成される。 Next, as shown in FIG. 5F, a wiring protective film 27 as an insulating protective film for the metal wiring 26 is laminated on the outer surfaces of the actuator protective film 25 and the metal wiring 26. As the wiring protective film 27, a silicon nitride film is formed by plasma CVD. Here, the metal wiring 26 and the wiring protective film 27 are used as a junction region with the subframe substrate 10 in addition to the function of transmitting the driving electric signal.
In FIG. 5G, the wiring protective film 27 is selectively removed by etching using a mask (not shown). As a result, the actuator protective film 25 corresponding to the actuator element 21 and the actuator protective film 25 corresponding to the ink supply hole 23 are exposed.
The structure of the bonding region of the actuator substrate 20 is a structure in which a diaphragm 24, an actuator protective film 25, a metal wiring 26, and a wiring protective film 27 are laminated from below, and the height of the wiring protective film 27 is the actuator element. It is higher than 21.
Next, as shown in FIGS. 5H and 5I, a resist pattern 28 is formed on the upper surface of the laminated film in the steps up to (g) in order to form the ink supply hole. Further, by a dry etching method, an ink supply hole 23 is formed by penetrating through the diaphragm 24 corresponding to the region B from which the polysilicon layer has been removed in FIG.

次に図６（ｊ）に示すように、アクチュエータ素子２１と反対側の面にインク液室２２を形成するためのレジストパターン２８を形成し、次いで（ｋ）に示すように、インク液室（インク供給孔２３）に対応するレジストパターン２８部分にエッチングによって開口を形成する。
次に図６（ｌ）に示すように、レジストパターン２８をマスクとしてドライエッチングによってアクチュエータ基板２０に、インク供給孔２３と連通したインク液室２２を形成する。ドライエッチングは誘導結合型（ＩＣＰ）方式によるドライエッチングを用いている。
アクチュエータ基板にはインク液室２２を２つに仕切る壁２２Ａを形成し、この壁２２Ａには壁の両側を連通させるために流体抵抗部２９を形成する。
図６（ｍ）に示すように、このようにして形成した積層体の上面のアクチュエータ基板２０にサブフレーム基板１０を積層し、下面にノズル基板３０を接着接合することで、インクジェットヘッドのアクチュエータ部分１が形成される。 Next, as shown in FIG. 6 (j), a resist pattern 28 for forming the ink liquid chamber 22 is formed on the surface opposite to the actuator element 21, and then the ink liquid chamber ( An opening is formed by etching in the resist pattern 28 corresponding to the ink supply hole 23).
Next, as shown in FIG. 6L, an ink liquid chamber 22 communicating with the ink supply hole 23 is formed on the actuator substrate 20 by dry etching using the resist pattern 28 as a mask. Dry etching uses inductively coupled (ICP) dry etching.
A wall 22A that divides the ink liquid chamber 22 into two is formed on the actuator substrate, and a fluid resistance portion 29 is formed on the wall 22A in order to communicate both sides of the wall.
As shown in FIG. 6 (m), the sub-frame substrate 10 is laminated on the actuator substrate 20 on the upper surface of the laminate formed in this way, and the nozzle substrate 30 is adhesively bonded to the lower surface, whereby the actuator portion of the inkjet head. 1 is formed.

本発明によれば、圧電素子と、積層振動板と、積層振動板を貫通して形成されるインク供給孔を有した液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）において、インク供給孔内のインク耐性確保と、振動板の特性確保の両立を実現できる。
即ち、積層振動板を形成する段階で、インク供給孔が形成される積層振動板の一部領域のみ、インク耐性が弱い材料を取り除いた積層構成とすることで、インク供給孔内壁にインク耐性が弱い材料が露出することが防止される。それによってインク供給孔内壁のインク耐性を確保できることになる。 According to the present invention, in a droplet discharge head (inkjet head) having a piezoelectric element, a laminated diaphragm, and an ink supply hole formed through the laminated diaphragm, ensuring ink resistance in the ink supply hole. In addition, it is possible to achieve both of ensuring the characteristics of the diaphragm.
That is, at the stage of forming the laminated diaphragm, only a part of the laminated diaphragm in which the ink supply holes are formed has a laminated configuration in which a material with low ink resistance is removed, so that the ink supply hole inner wall has ink resistance. Exposure of weak materials is prevented. Thereby, the ink resistance of the inner wall of the ink supply hole can be ensured.

従来、例えば、積層振動板を構成する材料の一つとしてポリシリコン膜が知られているが、ポリシリコン膜は振動板としての剛性或いは強度は優れるものの、インク耐性が弱いという課題がある。単にポリシリコン膜を用いた場合にはインク供給孔内壁に露出することとなり、インクに侵食され、振動板としての信頼性を損なうこととなる。特にポリシリコン膜等のシリコン材料は、インクジェット用インクとして広く用いられるアルカリ系インクに対して、耐性が弱く、課題となっている。
本発明では、振動板を形成する過程で、ポリシリコン膜を形成した後に、インク供給孔が形成される領域のポリシリコン膜を取り除き、さらにポリシリコン膜上に所望の振動板膜を形成して積層振動板を構成する。これによって、インク供給孔を貫通形成する際に、供給孔の内壁にポリシリコン膜が露出せず、インク供給孔内壁のインク耐性が確保されるものである。
この結果、振動板特性を維持しつつ、インク供給孔のインク耐性を確保できる。またインク供給孔のインク耐性が向上することでインクの適用性が広がる。
なお、前記実施形態では、取り除かれる膜としてポリシリコン膜を示したが、これは一例に過ぎない。 Conventionally, for example, a polysilicon film is known as one of the materials constituting the laminated diaphragm. However, although the polysilicon film is excellent in rigidity or strength as a diaphragm, there is a problem that ink resistance is weak. If a polysilicon film is simply used, it will be exposed to the inner wall of the ink supply hole and will be eroded by the ink, impairing the reliability of the diaphragm. In particular, a silicon material such as a polysilicon film has a low resistance to an alkaline ink widely used as an ink-jet ink and has been a problem.
In the present invention, in the process of forming the diaphragm, after forming the polysilicon film, the polysilicon film in the region where the ink supply holes are formed is removed, and a desired diaphragm film is formed on the polysilicon film. A laminated diaphragm is constituted. As a result, when the ink supply hole is formed through, the polysilicon film is not exposed on the inner wall of the supply hole, and the ink resistance of the inner wall of the ink supply hole is ensured.
As a result, the ink resistance of the ink supply hole can be secured while maintaining the diaphragm characteristics. Moreover, the ink applicability is expanded by improving the ink resistance of the ink supply hole.
In the above embodiment, the polysilicon film is shown as the film to be removed, but this is only an example.

次に、本発明に係る液滴吐出ヘッド或いは液滴吐出ヘッドを備えた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は同装置の全体構成を説明する側面図、図８は同装置の要部平面図である。
この画像形成装置は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材であるガイドロッド１０１とガイドレール１０２とでキャリッジ１０３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ１０４でタイミングベルト１０５を介して矢示方向（主走査方向）に移動走査する。
このキャリッジ１０３には、例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する４個の液滴吐出ヘッドからなる記録ヘッド１０７を複数のインク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。なお、記録ヘッド１０７を構成する液滴吐出ヘッドとしては、圧電素子などの圧電アクチュエータを用いたものを使用している。
また、キャリッジ１０３には、記録ヘッド１０７に各色のインクを供給するための各色のサブタンク１０８を搭載している。このサブタンク１０８には図示しないインク供給チューブを介してメインタンク（インクカートリッジ）からインクが補充供給される。
この実施形態では、サブタンク１０８と記録ヘッド１０７で本発明に係る液滴吐出ヘッドを構成しているが、記録ヘッド１０７を本発明に係る液滴吐出ヘッドで構成し、別途サブタンク１０８を設ける構成とすることもできるし、或いは、サブタンクを用いないでインクカートリッジを搭載する構成とすることもできる。 Next, an example of a liquid droplet ejection head or an image forming apparatus provided with the liquid droplet ejection head according to the present invention will be described with reference to FIGS. 7 is a side view for explaining the overall configuration of the apparatus, and FIG. 8 is a plan view of the main part of the apparatus.
In this image forming apparatus, a carriage 103 is slidably held in a main scanning direction by a guide rod 101 and a guide rail 102 which are horizontally mounted on left and right side plates (not shown), and a timing belt 105 is slid by a main scanning motor 104. Is moved and scanned in the direction indicated by the arrow (main scanning direction).
For example, the carriage 103 includes a plurality of recording heads 107 including four droplet ejection heads that eject ink droplets of each color of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (Bk). The ink discharge ports are arranged in a direction crossing the main scanning direction, and are mounted with the ink droplet discharge direction facing downward. In addition, as a droplet discharge head constituting the recording head 107, a droplet discharge head using a piezoelectric actuator such as a piezoelectric element is used.
The carriage 103 is also equipped with a sub-tank 108 for each color for supplying each color ink to the recording head 107. Ink is supplied to the sub tank 108 from a main tank (ink cartridge) through an ink supply tube (not shown).
In this embodiment, the sub-tank 108 and the recording head 107 constitute the liquid droplet ejection head according to the present invention. However, the recording head 107 is composed of the liquid droplet ejection head according to the present invention, and the sub-tank 108 is separately provided. Alternatively, the ink cartridge can be mounted without using a sub tank.

一方、給紙カセット１１０などの用紙積載部（圧板）１１１上に積載した用紙１１２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１１１から用紙１１２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙ローラ）１１３及び給紙ローラ１１３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１１４を備え、この分離パッド１１４は給紙ローラ１１３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１１２を記録ヘッド１０７の下方側で搬送するための搬送部として、用紙１１２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト１２１と、給紙部からガイド１１５を介して送られる用紙１１２を搬送ベルト１２１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ１２２と、略鉛直上方に送られる用紙１１２を略９０°方向転換させて搬送ベルト１２１上に倣わせるための搬送ガイド１２３と、押さえ部材１２４で搬送ベルト１２１側に付勢された先端加圧コロ１２５とを備えている。また、搬送ベルト１２１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１２６を備えている。 On the other hand, as a paper feeding unit for feeding paper 112 stacked on a paper stacking unit (pressure plate) 111 such as a paper feeding cassette 110, a half-moon roller (separately feeding paper 112 one by one from the paper stacking unit 111) A separation pad 114 made of a material having a large friction coefficient is provided opposite to the sheet feeding roller 113 and the sheet feeding roller 113, and the separation pad 114 is urged toward the sheet feeding roller 113 side.
As a transport unit for transporting the paper 112 fed from the paper feed unit below the recording head 107, a transport belt 121 for electrostatically attracting and transporting the paper 112, and a paper feed unit A counter roller 122 for transporting the paper 112 fed through the guide 115 while sandwiching it between the transport belt 121 and the paper 112 fed substantially vertically upward is changed by about 90 ° and copied on the transport belt 121. A conveying guide 123 for adjusting the pressure and a tip pressure roller 125 urged toward the conveying belt 121 by a pressing member 124. In addition, a charging roller 126 that is a charging unit for charging the surface of the conveyance belt 121 is provided.

ここで、搬送ベルト１２１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１２７とテンションローラ１２８との間に掛け渡されて、副走査モータ１３１からタイミングベルト１３２及びタイミングローラ１３３を介して搬送ローラ１２７が回転されることで、図８のベルト搬送方向（副走査方向）に周回するように構成している。なお、搬送ベルト１２１の裏面側には記録ヘッド１０７による画像形成領域に対応してガイド部材１２９を配置している。
また、図７に示すように、搬送ローラ１２７の軸には、スリット円板１３４を取り付け、このスリット円板１３４のスリットを検知するセンサ１３５を設けて、これらのスリット円板１３４及びセンサ１３５によってエンコーダ１３６を構成している。
帯電ローラ１２６は、搬送ベルト１２１の表層に接触し、搬送ベルト１２１の回動に従動して回転するように配置され、加圧力として軸の両端に各２．５Ｎをかけている。 Here, the conveyance belt 121 is an endless belt, and is stretched between the conveyance roller 127 and the tension roller 128, and the conveyance roller 127 rotates from the sub-scanning motor 131 via the timing belt 132 and the timing roller 133. By doing so, it is configured to circulate in the belt conveyance direction (sub-scanning direction) of FIG. A guide member 129 is disposed on the back side of the conveyance belt 121 in correspondence with the image forming area formed by the recording head 107.
As shown in FIG. 7, a slit disk 134 is attached to the shaft of the transport roller 127, and a sensor 135 for detecting the slit of the slit disk 134 is provided. An encoder 136 is configured.
The charging roller 126 is arranged so as to contact the surface layer of the conveyor belt 121 and rotate following the rotation of the conveyor belt 121, and applies 2.5N to both ends of the shaft as a pressing force.

また、キャリッジ１０３の前方側には、図７に示すように、スリットを形成したエンコーダスケール１４２を設け、キャリッジ１０３の前面側にはエンコーダスケール１４２のスリットを検出する透過型フォトセンサからなるエンコーダセンサ１４３を設け、これらによって、キャリッジ１０３の主走査方向位置（ホーム位置に対する位置）を検知するためのエンコーダ１４４を構成している。
さらに、記録ヘッド１０７で記録された用紙１１２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト１２１から用紙１１２を分離するための分離部と、排紙ローラ１５２及び排紙コロ１５３と、排紙される用紙１１２をストックする排紙トレイ１５４とを備えている。
また、背部には両面給紙ユニット１６１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット１６１は搬送ベルト１２１の逆方向回転で戻される用紙１１２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２２と搬送ベルト１２１との間に給紙する。 Further, as shown in FIG. 7, an encoder scale 142 having slits is provided on the front side of the carriage 103, and an encoder sensor comprising a transmissive photosensor that detects the slits of the encoder scale 142 on the front side of the carriage 103. The encoder 144 for detecting the position of the carriage 103 in the main scanning direction (position with respect to the home position) is configured.
Further, as a paper discharge unit for discharging the paper 112 recorded by the recording head 107, a separation unit for separating the paper 112 from the conveying belt 121, a paper discharge roller 152 and a paper discharge roller 153, and paper discharge A paper discharge tray 154 for stocking the paper 112 to be printed.
A double-sided paper feeding unit 161 is detachably attached to the back. The double-sided paper feeding unit 161 takes in the paper 112 returned by the reverse rotation of the transport belt 121, reverses it, and feeds it again between the counter roller 22 and the transport belt 121.

このように構成した画像形成装置においては、給紙部から用紙１１２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１１２はガイド１１５で案内され、搬送ベルト１２１とカウンタローラ１２２との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド１２３で案内されて先端加圧コロ１２５で搬送ベルト１２１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
このとき、図示しない制御回路によって高圧電源から帯電ローラ１２６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１２１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１２１上に用紙１１２が給送されると、用紙１１２が搬送ベルト１２１に静電力で吸着され、搬送ベルト１２１の周回移動によって用紙１１２が副走査方向に搬送される。 In the image forming apparatus configured as described above, the sheets 112 are separated and fed one by one from the sheet feeding unit, and the sheet 112 fed substantially vertically upward is guided by the guide 115, and includes the conveyance belt 121 and the counter roller 122. The leading end is guided by the conveying guide 123 and pressed against the conveying belt 121 by the leading end pressure roller 125, and the conveying direction is changed by approximately 90 °.
At this time, a positive voltage output and a negative output are alternately repeated from the high voltage power supply to the charging roller 126 by a control circuit (not shown), that is, an alternating voltage is applied, and a charging voltage pattern in which the conveying belt 121 alternates, that is, In the sub-scanning direction, which is the circumferential direction, plus and minus are alternately charged in a band shape with a predetermined width. When the paper 112 is fed onto the conveyance belt 121 charged alternately with plus and minus, the paper 112 is attracted to the conveyance belt 121 by electrostatic force, and the paper 112 is conveyed in the sub-scanning direction by the circular movement of the conveyance belt 121. Is done.

そこで、キャリッジ１０３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１０７を駆動することにより、停止している用紙１１２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１１２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１１２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１１２を排紙トレイ１５４に排紙する。
また、両面印刷の場合には、表面（最初に印刷する面）の記録が終了したときに、搬送ベルト１２１を逆回転させることで、記録済みの用紙１１２を両面給紙ユニット１６１内に送り込み、用紙１１２を反転させて（裏面が印刷面となる状態にして）再度カウンタローラ１２２と搬送ベルト１２１との間に給紙し、タイミング制御を行って、前述したと同様に搬送ベルト１２１上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ１５４に排紙する。
なお、本発明に係る画像形成装置は、プリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、これらの複合機などにも適用することができる。また、インク以外の液体、例えばＤＮＡ試料やレジスト、パターン材料などを吐出する液滴吐出ヘッド、或いはこれらを備える画像形成装置にも適用することができる。 Therefore, by driving the recording head 107 according to the image signal while moving the carriage 103, ink droplets are ejected onto the stopped paper 112 to record one line, and after the paper 112 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 112 has reached the recording area, the recording operation is finished, and the paper 112 is discharged onto the paper discharge tray 154.
In the case of double-sided printing, when recording on the front surface (surface to be printed first) is completed, the recording belt 112 is fed into the double-sided paper feeding unit 161 by rotating the conveyor belt 121 in the reverse direction. The paper 112 is reversed (with the back surface being the printing surface), and is fed again between the counter roller 122 and the conveyor belt 121. The timing is controlled, and the sheet is conveyed onto the conveyor belt 121 as described above. Then, after recording on the back surface, the paper is discharged onto a paper discharge tray 154.
Note that the image forming apparatus according to the present invention can also be applied to a printer, a facsimile machine, a copying machine, a multi-function machine thereof, and the like. The present invention can also be applied to a liquid droplet ejection head that ejects a liquid other than ink, such as a DNA sample, a resist, or a pattern material, or an image forming apparatus including these.

１…アクチュエータ、１０…サブフレーム基板、１１…インク供給用開口、１２…アクチュエータ保護キャビティ、２０…アクチュエータ基板、２１…アクチュエータ素子、２２…インク液室、２３…インク供給孔、２４…積層振動板、２５…アクチュエータ保護膜、２５−１、２５−３、２５−５…シリコン酸化膜、２５−４…シリコン窒化膜、２５−２、２５−６…ポリシリコン膜、２６…メタル配線、２７…配線保護膜、２８…レジストパターン、３０…ノズル基板、３１…ノズル孔、１０１…ガイドロッド、１０２…ガイドレール、１０３…キャリッジ、１０４…主走査モータ、１０５…タイミングベルト、１０７…記録ヘッド、１０８…サブタンク、１０８…別途サブタンク、１１０…給紙カセット、１１１…用紙積載部、１１２…用紙、１１３…給紙ローラ、１１４…分離パッド、１１５…ガイド、１２１…搬送ベル、１２１…搬送ベルト、１２２…カウンタローラ、１２３…搬送ガイド、１２４…部材、１２５…先端加圧コロ、１２６…帯電ローラ、１２７…搬送ローラ、１２８…テンションローラ、１２９…ガイド部材、１３１…副走査モータ、１３２…タイミングベルト、１３３…タイミングローラ、１３４…スリット円板、１３５…センサ、１３６…エンコーダ、１４２…エンコーダスケール、１４３…エンコーダセンサ、１４４…エンコーダ、１５２…排紙ローラ、１５３…排紙コロ、１５４…排紙トレイ、１６１…両面給紙ユニット DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Actuator, 10 ... Sub-frame board | substrate, 11 ... Ink supply opening, 12 ... Actuator protection cavity, 20 ... Actuator board | substrate, 21 ... Actuator element, 22 ... Ink liquid chamber, 23 ... Ink supply hole, 24 ... Laminated diaphragm 25 ... Actuator protective film, 25-1, 25-3, 25-5 ... Silicon oxide film, 25-4 ... Silicon nitride film, 25-2, 25-6 ... Polysilicon film, 26 ... Metal wiring, 27 ... Wiring protective film, 28 ... resist pattern, 30 ... nozzle substrate, 31 ... nozzle hole, 101 ... guide rod, 102 ... guide rail, 103 ... carriage, 104 ... main scanning motor, 105 ... timing belt, 107 ... recording head, 108 ... Sub tank, 108 ... Sub tank, 110 ... Paper cassette, 111 ... Paper stacking unit, 112 Paper 113, sheet feeding roller 114, separation pad 115, guide 121, conveyance bell 121, conveyance belt 122, counter roller 123, conveyance guide 124, member 125, tip pressure roller 126, Charging roller, 127 ... conveying roller, 128 ... tension roller, 129 ... guide member, 131 ... sub-scanning motor, 132 ... timing belt, 133 ... timing roller, 134 ... slit disk, 135 ... sensor, 136 ... encoder, 142 ... Encoder scale, 143 ... encoder sensor, 144 ... encoder, 152 ... paper discharge roller, 153 ... paper discharge roller, 154 ... paper discharge tray, 161 ... double-sided paper feed unit

特開２００８−１５５４３０公報JP 2008-155430 A 特開２００３−３２０６６３公報JP 2003-320663 A

Claims

An actuator substrate having an ink liquid chamber having a nozzle hole on one wall surface; a laminated diaphragm comprising a multilayer film laminated on the outer surface of the actuator substrate facing the one wall surface of the ink liquid chamber; and the laminated vibration In a liquid droplet ejection head provided with an actuator having a piezoelectric element that causes displacement of a plate and an ink supply hole that is formed through the laminated diaphragm and supplies ink to the ink liquid chamber from the outside. ,
The multilayer film of the laminated diaphragm includes a polysilicon film and another film other than the polysilicon film, and only the other film is exposed on the inner wall surface of the ink supply hole in contact with the ink. A droplet discharge head characterized by that.

The droplet discharge head according to claim 1, wherein the other films are a silicon oxide film and a silicon nitride film.

2. The end portion on the ink supply hole side of the polysilicon film is located in an upper layer of the polysilicon film and is covered with a first film constituting the multilayer film. Or the droplet discharge head of 2.

The droplet discharge head according to claim 3, wherein the first film is a silicon oxide film.

Droplet ejection head according to any one of claims 1 to 4 wherein the ink supply hole, wherein the layer of the polysilicon film of the transmembrane region have been removed penetrating out of the laminated diaphragm.

6. The droplet discharge head according to claim 5 , wherein the removed polysilicon film layer is patterned by lithography and etching.

An ink cartridge comprising the droplet discharge head according to any one of claims 1 to 6 .

An image forming apparatus comprising the ink cartridge according to claim 7 .