(57)【要約】【課題】ノズル孔の形状を適正化することによって、気泡排出性に優れたノズル形状を獲得する。【解決手段】インク液室を有する液室基板と、インク液室に連通する複数のノズル孔が配列されるノズルプレートと、インク液室に圧力を印加して、インク液室内のインク液をノズル孔から液滴として吐出させる吐出手段とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、ノズル孔の液室基板側の断面形状を、ノズル孔の配列方向に対して長円ないし楕円形状を有するとともに、ノズル孔の吐出側の断面形状は、ノズル孔の配列方向に沿う開口径がインク液室側の開口径よりも小径とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク液室を有する液室基板と、
前記インク液室に連通する複数のノズル孔が配列されるノズルプレートと、
前記インク液室に圧力を印加して、インク液室内のインク液を前記ノズル孔から液滴として吐出させる吐出手段とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、
前記ノズル孔の前記液室基板側の断面形状が、前記ノズル孔の配列方向に対して長円ないし楕円形状を有するとともに、前記ノズル孔の吐出側の断面形状は、前記ノズル孔の配列方向に沿う開口径がインク液室側の開口径よりも小径であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
前記ノズル孔の配列方向と直行する方向のインク液室側と吐出側の開口径が同径であることを特徴とする請求項１記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
前記ノズル基板は、ポリイミドフィルムによって形成されることを特徴とする請求項１又は２記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項５】
請求項１から３のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
インク液室に連通する複数のノズル孔が配列されるノズルプレートにおいて、
前記ノズル孔の前記インク液室側の断面形状が、前記ノズル孔の配列方向に対して長円ないし楕円形状を有するとともに、前記ノズル孔の吐出側の断面形状は、前記ノズル孔の配列方向に沿う開口径がインク液室側の開口径よりも小径となるように、レーザ光を１パルス照射毎に前記ノズルプレートを所定距離だけ前記ノズル孔の配列方向に平行に移動させて、再び照射と前記ノズルプレートの同一方向への移動とを繰り返して前記ノズル孔を形成することを特徴とするノズルプレートの製造方法。
【請求項７】
波長変換されたＹＡＧレーザを用いて前記ノズル孔を形成することを特徴とする請求項６記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項８】
前記ノズル孔を形成する際に、前記レーザ光の照射中も前記移動時と同速度でノズルプレートを移動することで、前記ノズルプレートに配置された少なくとも一列のノズル孔を定速度で移動させながら形成することを特徴とする請求項６又は７記載のノズルプレートの製造方法。
【請求項９】
前記レーザ光は、マスクを透過した後に前記ノズルプレートに照射され、
前記レーザ光の断面形状はマスクの開口パターンによって形成されることを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録用のインク滴を吐出する液滴吐出ヘッド、インクカートリッジ、インクジェット記録装置及びノズルプレートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にプリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像記録装置に用いる液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出する複数のノズル孔が形成されたノズルプレートと、ノズル孔に連通して吐出されるインク液を貯留するためのインク液室と、インク液室内のインクにエネルギーを作用させるためのエネルギー発生素子より構成されている。
【０００３】
このように構成された液滴吐出ヘッドにおいては、記録信号によってエネルギー発生素子が駆動され、対応したノズル孔よりインク液滴を吐出し、画像が形成される。
【０００４】
近年、このようなインクジェット記録装置では記録画像の高画質化が進んでおり、現在では１２００ｄｐｉ相当の高精彩な画像が実用化されているが、このような高精彩な画像を形成するためには吐出されるインク液滴の微小化をはじめ、ノズル孔の高密度化とインク液滴の高い着弾位置精度が要求されることになる。
【０００５】
このような微細かつ高密度なノズル孔を形成する方法として、従来よりエキシマレーザを用いた形成方法が広く知られている。一般的にはノズル孔パターンが形成された遮光マスクにエキシマレーザを照射し、透過されたビーム光によってノズル孔が形成される方法であり、特徴としてマスクに複数のノズルパターンを形成することで、多数のノズル孔を一括で、あるいはそれらを繰り返し行うことでノズル孔が形成できるため、加工品質とともに生産性に優れた工法として知られている。
【０００６】
しかしながら、エキシマレーザによって形成されるノズル孔の課題として、レーザ光の入射側から、吐出側に向かって先細り形状に形成されるため、吐出口径に対して入射口径が大径となることからノズル孔の高密度配列の点において課題となっている。
【０００７】
そこで、これらの課題を解決する方法として、特許文献１から３には、ノズル孔の形状を長円あるいは楕円形状としたものが提案されている。
【０００８】
特許文献１では、エキシマレーザによるノズル孔の形成において、ノズル孔の形状として、吐出側が真円で、流入側がノズルピッチ方向に短径をもつ長円形状としたものが開示されている。
【０００９】
流入側を長円形状にすることによって、ノズルの配列密度を上げつつ、ノズル孔の内容積が確保されるため、高密度で噴射特性に優れたノズルが形成される。製造方法は、長円の径方向に対して、段階的にレーザ照射とノズル板の移動を繰り返して形成する。
【００１０】
また、特許文献２では、特許文献１と同様に、ノズル孔の吐出側が真円で、流入側がノズルピッチ方向に短径をもつ長円形状としたものが示されている。製造方法は、照射されるレーザ光の焦点を変化させて断面形状を連続的に変化させたものである。
【００１１】
また、特許文献３では、ノズル孔の配列方向に対して長径をもった楕円形状のノズル基板について開示されており、ノズル孔の吐出側と流入側を同じ径、形状にて形成されている。ヘッドの走査方向に対して、用紙の送り方向の機械精度が劣ることにより、ノズル形状を改良することで、送り方向の画像解像度を改良させたものである。
【００１２】
これらによるとノズル孔の配列方向に短径を、またそれと直行する方向に長径を有する長円あるいは楕円形状にノズル孔を形成することによって、高密度なノズル孔の配列が可能としている。また、長円あるいは楕円形状にノズル孔を形成することによって、ノズル孔の配列ピッチに影響を及ぼさない長径側の開口径をより大径に形成することが可能となり、ノズル孔内部を大容積に確保されることからインク滴の噴射の安定化がはかれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１から３に示されるようなノズル構成および製造方法においては、いくつかの課題が残る。ひとつは、インクジェットヘッドの特性として、インク液室内に発生する気泡の排出性が重要な特性となる。インク液室の気泡排出性に対しては、ノズル孔をインク液室の端部に配置することが有効であるが、従来の構成では、この課題が解決できていない。
【００１４】
また、このような長円あるいは楕円形状のノズル孔を形成するためには、レーザ光の照射と、ノズルプレートを保持した加工ステージの移動を交互に繰り返す必要があることから、半面、加工時間が長くなり、生産性および生産コストに対して課題が発生する。
【００１５】
また、レーザ光の照射と加工ステージの移動を交互に繰り返すことで、ノズル孔が形成されることから、加工ステージの動作精度が要求され、加工設備の複雑化およびコストアップの要因となっている。また、ノズル配列方向に対して長円に形成することが困難であった。
【００１６】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、ノズル孔の形状を適正化することによって、気泡排出性に優れたノズル形状を獲得することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明における液滴吐出ヘッドは、インク液室を有する液室基板と、インク液室に連通する複数のノズル孔が配列されるノズルプレートと、インク液室に圧力を印加して、インク液室内のインク液をノズル孔から液滴として吐出させる吐出手段とを備えた液滴吐出ヘッドにおいて、ノズル孔の液室基板側の断面形状が、ノズル孔の配列方向に対して長円ないし楕円形状を有するとともに、ノズル孔の吐出側の断面形状は、ノズル孔の配列方向に沿う開口径がインク液室側の開口径よりも小径であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明におけるインクカートリッジは、上記記載の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明におけるインクジェット記録装置は、上記記載の液滴吐出ヘッドを備えることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明におけるノズルプレートの製造方法は、インク液室に連通する複数のノズル孔が配列されるノズルプレートにおいて、ノズル孔の前記インク液室側の断面形状が、ノズル孔の配列方向に対して長円ないし楕円形状を有するとともに、ノズル孔の吐出側の断面形状は、ノズル孔の配列方向に沿う開口径がインク液室側の開口径よりも小径となるように、レーザ光を１パルス照射毎にノズルプレートを所定距離だけノズル孔の配列方向に平行に移動させて、再び照射とノズルプレートの同一方向への移動とを繰り返してノズル孔を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明により、気泡排出性に優れたノズル形状を獲得できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係る液滴吐出ヘッドの構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る液滴吐出ヘッドの断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るノズルプレートと液室基板を接合した基材の平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るノズル孔の説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係るノズルプレートと従来のノズルプレートとの比較図である。
【図６】レーザ装置の概要図である。
【図７】レーザ装置の概要図である。
【図８】本発明の実施形態に係るノズル孔の形成方法の説明図である。
【図９】本発明の実施形態に係るノズル孔の形成方法の説明図である。
【図１０】本発明の他の実施形態に係るノズル孔の形成方法の説明図である。
【図１１】ノズル形状を示す図である。
【図１２】画像形成装置の概要図である。
【図１３】画像形成装置の要部平面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の実施形態に係る液滴吐出ヘッドの構成図である。また図２は、図１ａ−ａ方向の断面（図２（ａ））を、図１ｂ−ｂ方向の断面（図２（ｂ））を示す。
【００２５】
本液滴吐出ヘッドは、ノズルプレート１００と、液室基板１０２と、振動基板１０５と、アクチュエータ基板１０８と、を積層して構成される。
【００２６】
ここでノズルプレート１００は、液滴吐出面側に撥水層１０９を有するポリイミド樹脂によるシート材１１０より形成されており、ノズル孔１０１が配列されている。
【００２７】
液室基板１０２には、ノズル孔１０１に連通した連通孔１０３とインク液室１０４が形成されている。ここで液室基板１０２は、シリコンウェハにより形成されている。
【００２８】
振動基板１０５には、インク液室１０４に対応し、かつインク液室１０４の一面を形成するダイヤフラム状の振動板１０６が形成されている。ここでは振動基板１０５としてＮｉ基材が用いられている。
【００２９】
アクチュエータ基板１０８には、インク液室１０４に対応した圧電素子１０７が配列されている。
【００３０】
このように構成された液滴吐出ヘッドにおいて、外部の電気回路（図示しない）から供給される駆動信号によって、アクチュエータ基板１０８上に形成された圧電素子１０７が電気機械変換作用によって収縮し、圧電素子１０７に対応した振動板１０６に変位をもたらす。振動板１０６の変位によって液室基板１０２に形成されたインク液室１０４に貯留されたインク液に圧力が作用し、インク液室１０４に連通した連通孔１０３を経て、ノズル孔１０１からインク液滴が吐出される。
【００３１】
次に、本発明の実施形態におけるノズルプレート及びノズル孔の形態について説明する。
【００３２】
図３に、ノズルプレートと液室基板を接合した基材の平面図を示す。また図４（ａ）には、ノズル孔近傍の拡大図を、図４（ｂ）にはその断面図を示す。図示するように、ノズル孔１０１は、インク液室１０４側の入射口１１３がノズルの配列方向に沿って長円あるいは楕円形を有した形状であり、吐出口１１２が略円形状を有した形状となっている。
【００３３】
また、ノズル孔１０１の配列方向に直行する方向、すなわち長円の短径方向においては、入射口１１３および吐出口１１２の径は同径に形成される。
【００３４】
また、図４（ｃ）に示すようにノズル内壁は吐出口１１２から入射口１１３に沿って次第に大径を成す広がり形状に形成される。
【００３５】
ノズル孔をこのように形成することにより、図５（ａ）に示すように、インク液室１０４の端部からＬ１の距離にノズル孔１０１を配置することが可能となり、図５（ｂ）に示す従来構成の距離Ｌ２に対して、ノズル孔１０１とインク液室１０４の端部との距離を短くすることが可能となり、液室端部に流れてきた気泡をノズル孔を通して速やかに液滴吐出ヘッド外に排出できる。
【００３６】
さらにノズル孔のインク液室側がノズル孔の配列方向（図５のおける横方向）に長く形成されていることにより、インク液室の角部に生じるデッドスペースをなくすという効果も有する。すなわち、従来構成に比べてノズル孔のインク液室側の開口部がインク液室角部の近傍まで達しているために、この部位にもインクの流れが生じ角部に気泡等がトラップされてしまうという不具合を解消できる。
【００３７】
この角部のデッドスペースは図５（ｂ）に示す構成に限らず、図５（ｃ）に示すようなインク液室側が吐出側よりも大きな円形であるノズル孔の形状であっても生じてしまう。本願はこのような図５（ｃ）よりもさらにデッドスペースを縮小するという効果を有する。
【００３８】
ここで液室基板１０２は、結晶方位<１１０>を有する４００μｍ厚のシリコン基板より形成されており、ノズル孔１０１の開口部に通じた連通孔１０３、およびインク液を貯留されるインク液室１０４が形成されている。また、ノズルプレート１００は最表面に撥水膜が付与された２５μｍ厚のポリイミドフィルムより形成されており、図示しないが液室基板１０２に接着剤によって接合されている。
【００３９】
次に、本発明の実施形態におけるノズル孔の形成に用いるレーザ加工設備の概要について説明する。
【００４０】
図６は、本実施形態におけるレーザ装置の概要図である。図示するように、加工ステージ４０４上に保持された加工ワーク４０３（この場合は液室基板とノズルプレートを貼り合わせたもの）に対して、レーザ発振器４０１より発振されたレーザ光４００をマスク４０２を透過して、加工ワーク４０３に照射する構成である。
【００４１】
ここでレーザ光源としては、ＹＡＧレーザを基調とした波長変換システムによって、２６６μｍ波長のレーザ光４００を用いることが好ましい。
【００４２】
レーザ光源としては、一般的にＹＡＧレーザ、エキシマレーザ等が利用されるが、このようなレーザでは発振周波数が数百Ｈｚ程度であるために高速での連続加工が困難である。そのため、通常はレーザ照射時はノズルプレートの移動を停止し、照射が終わると次の照射位置まで高速で移動し、停止後に次の照射を行う。このような加工では、移動と停止の繰り返しによる装置のバックラッシュ等でノズル間の位置精度が悪くなってしまう。
【００４３】
もちろん、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザで上記のようなバックラッシュが無いように定速度で動かすことも可能であるが、発振周波数により移動速度は決まってしまうため、レーザ発振の必要のないノズル孔間の移動も同じ速度で移動せざるを得ず、生産性を著しく低下させるため現実的ではない。
【００４４】
しかし、ここで前述のＹＡＧレーザの波長変換による２６６μｍ波長（高調波）のレーザ光を用いれば、波長変換により発振周波数を２０〜５０ｋＨｚまで数百倍高めることができ、高速の定速度搬送でノズル孔一列を装置を停止させることなく加工することが可能となる。
【００４５】
また、このような加工はノズル孔の配列方向に長径を有する本願の構成でのみ可能であり、ノズル孔の配列方向と直角方向に長径を有する従来構成では、ＹＡＧレーザの波長変換を用いてもこのような高速加工を行うことはできない。
【００４６】
また図７に示すように、一般的なレーザ光４００は約２ｍｍのビーム径を有するものであり、形成するノズル孔１０１の口径に応じたマスク４０２を透過させてノズルプレート１００に照射させ、所望の開口径を得る。
【００４７】
次に、本発明の実施形態におけるノズル孔の形成方法を模式的に説明する。図８（ａ）にノズル孔形成時の平面図を、図８（ｂ）にその断面図を示す。ここでは模式的に５パルスのレーザ照射によってノズル孔１０１を形成する場合の例を示す。
【００４８】
図示するように、ノズル孔１０１はパルス毎に「ノズル加工１−１」から「ノズル加工１−５」のステップから成るもので、まず「ノズル加工１−１」のステップで１パルスのレーザ光４００がノズルプレート１００に照射され、次に、ノズルプレート１００の移動を伴って「ノズル加工１−２」のステップとして２パルス目のレーザ光４００が照射される。
【００４９】
このように、同時にレーザ光４００の照射とノズルプレート１００の動作を行なうことによって、ワークの移動方向に対して長径あるいは楕円形を成したノズル孔が形成されることになる。すなわち、ノズルプレート１００は、ノズル孔１０１の形成中は定速度で移動させたまま、レーザ光４００の発振周波数に同調したノズル孔１０１の形成方法となっている。
【００５０】
ここでは説明として５パルスを用いたが、実際の形成条件としては、発振周波数を２０ＫＨｚとして、５０パルスでノズル孔１０１が形成される。ここでレーザ光４００の出力は１．５Ｗを用いている。また、ノズル孔１０１の形成中、ノズルプレートの移動はノズル孔の配列方向に沿っていることから、それと直行する方向、すなわち長円の短径方向に関しては吐出口１１２と入射口１１３の開口径は同径に形成されている。
【００５１】
上記のような形成ステップを繰り返すことによって、すなわち隣接したノズル孔１０１までの移動時間はレーザ光４００の発振を停止させることによって、加工ワーク４０３を移動させながら、ノズル孔１０１が形成される。
【００５２】
次に、本発明の実施形態における加工基材について説明する。図９に示すように、加工基材としてシリコン基板８０２としてノズルプレート１００と液室基板１０２を接合した基材を用いている。
【００５３】
図示するように、シリコン基板８０２内には、インクジェットヘッドのノズルプレート１００及び液室基板１０２に対応するヘッドチップが複数形成されており、ノズル孔１０１形成時の加工基材の形態としてシリコン基板８０２を扱う形としている。
【００５４】
レーザ装置の加工ステージに保持されたシリコン基板８０２は、例えば図示するような移動経路８０１を定速度で移動する間に、上記に記される加工ステップを繰り返すことで、ノズル孔１０１が形成される。また、ヘッドチップ８０３間の移動速度を加工時の移動速度より高速にするなどによって、より生産性を高めることも可能である。
【００５５】
次に、第２の実施形態について図１０を参照に詳細に説明する。第１の実施形態においては、マスク４０２の開口パターンを真円形としていることから、レーザ光４００の断面形状もほぼ真円形状となり、形成されるノズル孔１０１の吐出口１１２の形状がノズル孔の配列方向に対して短径を有した細長状に形成されている。
【００５６】
これに対して、第２の実施形態は、マスク４０２の開口パターンをより長円にすることによって、レーザ光４００の断面形状を長円とし、形成されるノズル孔１０１の吐出口１１２を略真円形状に形成している。
【００５７】
このように、本発明の実施形態によれば、マスクを用いることで、レーザ光４００の形状を任意に形成できることから、ノズル孔の配列方向に対して横長形状を有した所望のノズル形状の形成が可能となる。
【００５８】
またノズル孔のテーパ形状に関して、ノズル形状は図１１に示すようにテーパがついていることが好ましい。テーパがつくことで、インクの供給がよりスムーズに行われる。テーパ角θは、１〜４５度であることが好ましく、３〜３０度であることがさらに好ましい。θが１度未満ではインクリフィルが十分でなく、逆に４５度を超えるとノズルの高集積化に支障が出てしまう。
【００５９】
次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドあるいは液滴吐出装置を備えた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は同装置の全体構成を説明する側面説明図、図１３は同装置の要部平面説明図である。
【００６０】
本画像形成装置は、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１１０１とガイドレール１１０２とでキャリッジ１１０３を主走査方向に摺動自在に保持し、主走査モータ１１０４でタイミングベルト１１０５を介して矢示方向（主走査方向）に移動走査する。
【００６１】
このキャリッジ１１０３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１１０７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１１０７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。
【００６２】
また、キャリッジ１１０３には、記録ヘッド１１０７に各色のインクを供給するための各色のサブタンク１１０８を搭載している。このサブタンク１１０８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。
【００６３】
本実施形態では、サブタンク１１０８と記録ヘッド１１０７で本実施形態に係る液滴吐出装置を構成しているが、記録ヘッド１１０７を本実施形態に係る液滴吐出ヘッドで構成し、別途サブタンク１１０８を設ける構成とすることもできるし、あるいは、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可能である。
【００６４】
一方、給紙カセット１１１０などの用紙積載部（圧板）１１１１上に積載した用紙１１１２を給紙するための給紙部として、用紙積載部１１１１から用紙１１１２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙ローラ）１１１３及び給紙ローラ１１１３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１１１４を備え、この分離パッド１１１４は給紙ローラ１１１３側に付勢されている。
【００６５】
そして、この給紙部から給紙された用紙１１１２を記録ヘッド１１０７の下方側で搬送するための搬送部として、用紙１１１２を静電吸着して搬送するための搬送ベルト１１２１と、給紙部からガイド１１１５を介して送られる用紙１１１２を搬送ベルト１１２１との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ１１２２と、略鉛直上方に送られる用紙１１１２を略９０°方向転換させて搬送ベルト１１２１上に倣わせるための搬送ガイド１１２３と、押さえ部材１１２４で搬送ベルト１１２１側に付勢された先端加圧コロ１１２５とを備えている。また、搬送ベルト１１２１表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１１２６を備えている。
【００６６】
ここで、搬送ベルト１１２１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１１２７とテンションローラ１１２８との間に掛け渡されて、副走査モータ１１３１からタイミングベルト１１３２及びタイミングローラ１１３３を介して搬送ローラ１１２７が回転されることで、図１３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１１２１の裏面側には記録ヘッド１１０７による画像形成領域に対応してガイド部材１１２９を配置している。
【００６７】
また、図１２に示すように、搬送ローラ１１２７の軸には、スリット円板１１３４を取り付け、このスリット円板１１３４のスリットを検知するセンサ１１３５を設けて、これらのスリット円板１１３４及びセンサ１１３５によってエンコーダ１１３６を構成している。
【００６８】
帯電ローラ１１２６は、搬送ベルト１１２１の表層に接触し、搬送ベルト１１２１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。
【００６９】
また、キャリッジ１１０３の前方側には、図１２に示すように、スリットを形成したエンコーダスケール１１４２を設け、キャリッジ１１０３の前面側にはエンコーダスケール１１４２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１１４３を設け、これらによって、キャリッジ１１０３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１１４４を構成している。
【００７０】
さらに、記録ヘッド１１０７で記録された用紙１１１２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト１１２１から用紙１１１２を分離するための分離部と、排紙ローラ１１５２及び排紙コロ１１５３と、排紙される用紙１１１２をストックする排紙トレイ１１５４とを備えている。
【００７１】
また、背部には両面給紙ユニット１１６１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット１１６１は搬送ベルト１１２１の逆方向回転で戻される用紙１１１２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ１１２２と搬送ベルト１１２１との間に給紙する。
【００７２】
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１１１２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１１１２はガイド１１１５で案内され、搬送ベルト１１２１とカウンタローラ１１２２との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド１１２３で案内されて先端加圧コロ１１２５で搬送ベルト１１２１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００７３】
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１１２６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１１２１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１１２１上に用紙１１１２が給送されると、用紙１１１２が搬送ベルト１１２１に静電力で吸着され、搬送ベルト１１２１の周回移動によって用紙１１１２が副走査方向に搬送される。
【００７４】
そこで、キャリッジ１１０３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド１１０７を駆動することにより、停止している用紙１１１２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙１１１２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１１１２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１１１２を排紙トレイ１１５４に排紙する。
【００７５】
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１１２１を逆回転させることで、記録済みの用紙１１１２を両面給紙ユニット１１６１内に送り込み、用紙１１１２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１１２２と搬送ベルト１１２１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１１２１上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ１１５４に排紙する。
【００７６】
なお、本発明の実施形態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や液滴吐出装置、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。
【００７７】
以下、本発明の実施形態に係る液滴吐出ヘッドの作用効果について説明する。
【００７８】
本発明の実施形態によれば、長円あるいは楕円形状のノズル孔の形成に対して、また入射口径と吐出口径の異径ノズルを形成に対して、精密な加工精度を確保しつつ、高い生産性を実現したノズル孔の形成方法を獲得するところにあり、本実施形態における液滴吐出ヘッドは、ノズル形状の適性化による気泡排出性の改良、あるいは噴射特性の安定化に対してノズル孔の形状および製造方法が有効であることを示してきた。またエキシマレーザで長円あるいは楕円形状のノズル孔を形成する際の課題に対して、波長変換されたＹＡＧレーザ光を用いて、レーザの発振周波数と加工ワークの移動を同期させることによってノズル孔が形成されることで、加工時間の短縮化、生産性の改善が可能であることを示した。
【００７９】
本実施形態における液滴吐出ヘッドによると、ノズル孔とインク液室の距離を最小にとどめることが可能であることから、気泡排出性が改善されるとともに、吐出側の開口径に対して、インク液室側の開口径が長円あるいは楕円形状であることから、インク滴の噴射安定性に有効なノズル孔およびノズルプレートの実現が可能となる。
【００８０】
また、ノズルプレートとしてポリイミド樹脂フィルムを用いることによって、アブレーション加工による高品位、かつ高精度なノズル孔、およびノズルプレートに形成が可能となる。
【００８１】
また、本実施形態における液滴吐出ヘッドの製造方法によると、加工レーザ光源として、波長変換されたＹＡＧレーザをもちいることによって、アブレーション加工が可能となるとともに、エキシマレーザなどで必要とされる光学素子を不要とした簡素なレーザ装置によって、ノズル孔の形成が可能となる。
【００８２】
また、加工ワークであるノズルプレートを移動させながらノズル孔が形成されることによって、加工時間の短縮化および生産性に優れたノズル孔の形成方法が可能となる。
【００８３】
また、ノズルプレートを定速度で移動させながらノズル孔が形成されることによって、静定精度などの加工ステージの高精度を伴わないことから、レーザ装置の簡素化および設備コストの低減が可能となる。
【００８４】
また、マスクパターンを透過したレーザ光によってノズル孔が形成されることによって、所望の開口形状が得られることから、噴射特性が安定した最適なノズル孔形状を形成することが可能となる。
【００８５】
また、本実施形態における液滴吐出ヘッドを用いたインクカートリッジ、あるいはインクジェット記録装置においては、インク滴の吐出効率および着弾位置精度の向上から、より高精細な画像の記録が可能となる。また狭ピッチでノズル孔を配列することが可能となることから、より高画質な画像の記録が可能となる。
【００８６】
以上、実施の形態を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら実施の形態や具体例に様々な修正および変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
医療分野において液状薬剤を霧状として肺吸入させる際に使用される吸入装置などに好適に用いられる、液体を微小な液滴として吐出する液体吐出ヘッドなどに適用可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１００    ノズルプレート
１０１    ノズル孔
１０２    液室基板
１０３    連通孔
１０４    インク液室
１０５    振動基板
１０６    振動板
１０７    圧電素子
１０８    アクチュエータ基板
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８９】
【特許文献１】特許第３１２７５７０号公報
【特許文献２】特許第３２８５０４１号公報
【特許文献３】特開２００３−１４５７７４号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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