(57)【要約】【課題】  本発明は、高密度化、高品質化、高画質化と低コスト化を満たすことができる、液体吐出ヘッド、インクカートリッジ及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するノズルを有したノズル基板と、各ノズルが連通する液体を蓄える液室が設けられた液室ユニットと、液室の少なくとも一部の壁面を形成する振動板と、液室内の液体を加圧する圧力を発生させるための駆動手段とを有している。そして、本発明の液体吐出ヘッドにおいて、液室ユニットは、機械加工処理で形成された第１の液室基板と、該第１の液室基板と同一組成であって、かつ機械加工処理とは異なる加工処理で形成された平坦な第２の液室基板とが積層して形成される。【選択図】        図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するノズルを有したノズル基板と、各ノズルが連通する液体を蓄える液室が設けられた液室ユニットと、前記液室の少なくとも一部の壁面を形成する振動板と、前記液室内の液体を加圧する圧力を発生させるための駆動手段とを有する液体吐出ヘッドにおいて、
前記液室ユニットは、機械加工処理で形成された第１の液室基板と、該第１の液室基板と同一組成であって、かつ前記機械加工処理とは異なる加工処理で形成された平坦な第２の液室基板とが積層して形成されることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記第２の液室基板の液室が加工された面積が前記第１の液室基板の液室が加工された面積以下であることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
前記第２の液室基板が前記第１の液室基板と前記振動板の間で接合され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。
【請求項４】
前記第２の液室基板が前記第１の液室基板と前記ノズル基板の間で接合され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。
【請求項５】
前記第２の液室基板が前記第１の液室基板と前記ノズル基板の間と、前記第１の液室基板と前記振動板の間で接合され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。
【請求項６】
複数枚の前記第２の液室基板を接合させることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項７】
前記第２の液室基板が、エッチング加工で形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項８】
前記第２の液室基板が、レーザ加工で形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項９】
前記第１の液室基板を形成する機械加工処理はプレス加工であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッド
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを搭載したことを特徴とするヘッドカートリッジ。
【請求項１１】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドを搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッド、インクカートリッジ及び画像形成装置に関し、詳細には圧電素子などの駆動手段により振動板を変位させてノズルから液体を吐出させる液体吐出ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像形成装置として使用するインクジェット記録装置は、液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する圧力室、加圧液室、液室、インク室、流路等の吐出室と、この吐出室内の液体を加圧するエネルギーを発生するアクチュエータ手段とを備えて、アクチュエータ手段を駆動することで吐出室内の液体を加圧してノズルから液滴を吐出させるものであり、記録の必要なときにのみ液滴を吐出するインク・オン・デマンド方式のものが主流である。
【０００３】
ところで、記録速度の高速化、記録密度の高密度化の要求から、複数のノズルを有するマルチノズルヘッドを使用し、さらに要求する液滴のサイズを益々小さくする傾向にある。そのために液室をより小さくする傾向にある。ノズルピッチを細かくするために幅方向が短くなるだけでなく、液室の長さ方向も短くする必要がある。これは、液室の圧力共振周波数を高くすることで、小さい滴を吐出させるためである。
【０００４】
液室を小さくしたとしても、アクチュエータ素子による駆動エネルギーが液室には十分に伝搬されると共に、複数の液室を隔てている隔壁部分にはその駆動エネルギーが伝わらないようにする必要がある。また、各ノズルから吐出する液滴吐出特性を均一にする必要があり、各ヘッド間で圧力室、加圧液室、吐出室、インク室などの液室の容積や流体抵抗に違いが無いことが重要になるので高精度な加工と高精度な接合が必須となっている。
【０００５】
そこで、従来例として特許文献１によれば、液室と振動板を同時に加工形成することで、液室と振動板の接合に関して、高精度なアライメントを行う必要がないが、高密度化に伴う高精度な寸法の液室を確保することはエッチング加工では難しい。高精度な寸法に液室を形成する加工方法としてプレス加工が用いられている。しかし、プレス加工において、微細で高精度な寸法の液室を形成することが可能ではあるが、部品の厚さ方向の変形が問題となってくる。このような部品の厚さ方向の寸法変動に関しては、特許文献２に厚さ方向のばらついた駆動素子を高平面度加工することで、高精度な接合を実現することが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献２のように駆動素子であれば不要部を削り高平面度に加工することが可能であるが、液室基板の変形の場合は、平面加工により液室の形状（厚み）が変動してしまい液室形状が高精度に形成できない。よって、高密度でかつ高精度な寸法で形成されていて、かつ厚み方向の変形バラツキが生じても各液室間でバラツキなく、液体に駆動エネルギーを効率良く伝えることが可能となる高精度な接合が要求されている。
【０００７】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、高密度化、高品質化、高画質化と低コスト化を満たすことができる、液体吐出ヘッド、インクカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記問題点を解決するために、本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するノズルを有したノズル基板と、各ノズルが連通する液体を蓄える液室が設けられた液室ユニットと、液室の少なくとも一部の壁面を形成する振動板と、液室内の液体を加圧する圧力を発生させるための駆動手段とを有している。そして、本発明の液体吐出ヘッドにおいて、液室ユニットは、機械加工処理で形成された第１の液室基板と、該第１の液室基板と同一組成であって、かつ機械加工処理とは異なる加工処理で形成された平坦な第２の液室基板とが積層して形成されることに特徴がある。よって、第１の液室基板が第２の液室基板側に変形が矯正され、第１の液室基板と接合される第２の液室基板の接合面とは異なるもう一方の面が接合後でも平坦であるために均一な接合が可能となる。また、高剛性な第２の液室基板により駆動手段が液室に与えるエネルギーの損失を防ぐことができるために吐出効率が良く、高品質で高信頼性を実現できる高密度な液体吐出ヘッドを提供できる。また、第１，第２の液室基板は同一組成の部材であるので線膨張係数が同じになり接着剤の熱硬化温度による反りがなくなる。更に、流路部材の親水性も液室ユニットで同じになるので部材の違い（親水性の違い）によって気泡が抜けにくくなることが無くなる。
【０００９】
また、第２の液室基板の液室が加工された面積が第１の液室基板の液室が加工された面積以下であることにより、高剛性が保たれ高信頼性な液体吐出ヘッドを提供できる。
【００１０】
更に、第２の液室基板が第１の液室基板と振動板の間で接合される。また、第２の液室基板が第１の液室基板とノズル基板の間で接合される。更には、第２の液室基板が第１の液室基板とノズル基板の間と、第１の液室基板と振動板の間で接合される。よって、高剛性が保たれ高信頼性な液体吐出ヘッドを提供できる。
【００１１】
また、複数枚の第２の液室基板を接合させることにより、より一層高剛性が保たれ高信頼性な液体吐出ヘッドを提供できる。
【００１２】
更に、第２の液室基板が、エッチング加工又はレーザ加工で形成されることにより、加工面がテーパー形状となることで接着剤の流れ出しが振動板のダイアフラム部に達するのを防止するので高信頼性な液体吐出ヘッドを提供できる。
【００１３】
また、第１の液室基板を形成する機械加工処理はプレス加工であることにより、低コストかつ高精度な液室が形成でき、高画質化と低コスト化を満たすことができる液体吐出ヘッドを提供できる。
【００１４】
更に、別の発明としてのヘッドカートリッジは、上記の液体吐出ヘッドを搭載したことに特徴がある。よって、高密度化、高品質化、高画質化と低コスト化を満たすことができるインクカートリッジを提供できる。
【００１５】
また、別の発明としての画像形成装置は、上記の液体吐出ヘッドを搭載したことに特徴がある。よって、高密度化、高品質化、高画質化と低コスト化を満たすことができる画像形成装置を提供できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の液体吐出ヘッドにおける液室ユニットは、機械加工処理で形成された第１の液室基板と、該第１の液室基板と同一組成であって、かつ機械加工処理とは異なる加工処理で形成された平坦な第２の液室基板とが積層して形成されている。よって、高剛性が保たれ、高密度化、高品質化、高画質化と低コスト化を満たすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す断面図である。
【図５】ｄ３１圧電方向の駆動部を用いた液体吐出ヘッドの構成を示す断面図である。
【図６】機械加工処理で液室を形成した液室基板を示す図である。
【図７】機械加工処理を行った液室基板と振動板を接合した従来例を示す図である。
【図８】変形した振動板の様子を示す断面図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す図である。
【図１２】エッチング加工によって形成された別の液室基板の一例を示す図である。
【図１３】第１の実施の形態の液体吐出ヘッドの別の構成を示す図である。
【図１４】第１の実施の形態の液体吐出ヘッドの別の構成を示す図である。
【図１５】第１の実施の形態の液体吐出ヘッドの別の構成を示す図である。
【図１６】第２の実施の形態の液体吐出ヘッドの別の構成を示す図である。
【図１７】第２の実施の形態の液体吐出ヘッドの別の構成を示す図である。
【図１８】第３の実施の形態の液体吐出ヘッドの別の構成を示す図である。
【図１９】別の発明に係る画像形成装置の全体構成を示す側面図である。
【図２０】別の発明に係る画像形成装置の要部構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１〜図４は本発明の第１の実施の形態に係る液体吐出ヘッドの全体構成を示す断面図である。図１は液室長軸方向、つまりノズル配列方向と交差する方向に沿った断面図である。図２、３は液室短軸方向、つまりノズル配列方向に沿った断面図である。なお、吐出する液体はインクでなくても良い。また、接合面に関して、ここでは平面であることを中心に説明するが部材表面に複数の凹凸があっても良い。
【００１９】
図１、２に示す液体吐出ヘッドの液室１１や流体抵抗部１２を形成する液室基板は、機械加工処理で形成された第１の液室基板１０と機械加工処理とは異なる加工処理で形成された平坦な第２の液室基板７０の２部材で構成されている。また、この液室基板１０の上面に接合した液滴を吐出するノズル２１を形成するノズル板２０と、液室基板７０の下面に接合し、ダイアフラム部３１を有す振動板３０と、この振動板３０と接合され、液室１１内の圧力を変化させる圧力変化手段である積層圧電素子４０と、積層圧電素子４０を固定するベース基板５０とを備えている。なお、各部材は接着層を介して接合されているが、図１、２では接着層は他部材に比べると厚さが薄いために図示していない。また、振動板３０には図３に示すような凸部３２と厚肉部３３を設ける構成も考えられる。
【００２０】
液体吐出ヘッドにおける積層圧電素子４０は、図１の（ｂ）及び当該図１の（ｂ）の破線部分の拡大図である図１の（ｃ）に示すように、圧電材料層と電極層とを交互に積層した電極積層部４１を有し、積層圧電素子４０の圧電方向としてｄ３３方向の変位を用いて液室１１内の液体を加圧する構成としている。また、図２、３に示したような、積層圧電素子４０はハーフカットのダイシング加工により櫛歯上に分割され、１つ毎に圧電素子の駆動部４２と非駆動部である支持部材４３として使用する。この構造をバイピッチ構造と呼ぶ。支持部材４３により流路ユニットを支えているので、液室１１の圧力上昇によって液室基板１０が持ち上がることを防ぎ、いわゆる相互干渉を抑えることに非常に有効である。
【００２１】
なお、液室１１をより高密度化させた構造を示す図４からわかるように、積層圧電素子４０の駆動部４２をノズルピッチと同じ間隔として、支持部材４３を形成しない構造（ノ−マルピッチ構造）でも良い。また、液室基板１０、７０の材料はＳｉ、Ｎｉ、４２アロイ、ＳＵＳ３０４や別のＳＵＳ材であっても良い。液室基板１０、７０の液体に接する面には、窒化チタン膜あるいはポリイミドなどの有機樹脂膜からなる耐液性薄膜を成膜しても良い。このような耐液性薄膜を形成することで、液室基板１０、７０の材料が液体に対して溶出しにくく、また濡れ性も向上するため気泡の滞留が生じにくくなり、安定した滴吐出が可能になる。なお、ここでは「層」や「膜」は、実質的な平らな全ての構造物を含む意味に用いる。
【００２２】
また、図１、図２に示す液体吐出ヘッドでは、液室基板１０と液室基板７０を合わせた厚さが４０μｍ〜６００μｍ、液室１１の長手方向の長さは４００μｍ〜１６００μｍ、液室１１の幅は１２０〜１３９μｍとした。流路隔壁の幅は振動板３０との接合面で約１５〜５０μｍ（液室ピッチが１５０ｄｐｉのため）である。
【００２３】
更に、図４に示す液体吐出ヘッドの液室基板１０と液室基板７０を合わせた厚さが１００μｍ〜６００μｍ、液室１１の長手方向の長さは４００μｍ〜１２００μｍ、液室１１の幅は５０〜７０μｍとした構造であっても良い（液室ピッチが３００ｄｐｉのため）。また、ノズル板２０は金属材料、例えば電鋳工法によるＮｉメッキ膜等で形成したもので、液滴を飛翔させるための微細な吐出口であるノズル２１を多数形成している。このノズル２１の内部形状（内側形状）は、ホーン形状（略円柱形状又は略円錘台形状でも良い）に形成している。更に、このノズル２１の径は液滴出口側の直径で約１５〜３５μｍである。ここでのノズル２１の直径は１８〜２４μｍとした。また、各列のノズルピッチは、１５０ｄｐｉ／３００ｄｐｉである。ノズル板２０の材料として樹脂材を用いることもある。
【００２４】
また、ノズル板２０の液体吐出面（ノズル表面側）には、図示しない撥水性の表面処理を施した撥水処理層が設けられている。ＰＴＦＥ−Ｎｉ共析メッキやフッ素樹脂の電着塗装、蒸発性のあるフッ素樹脂（例えばフッ化ピッチなど）を蒸着コートしたもの、シリコン系樹脂・フッ素系樹脂の溶剤塗布後の焼き付け等、液体物性に応じて選定した撥水処理膜を設けて、液体の滴形状、飛翔特性を安定化し、高品位の画像品質を得られるようにしている。
【００２５】
図１に示すように、外部から液体を供給するための液体供給口３４と、共通液室１３となる彫り込みが形成するフレーム６０はエポキシ系樹脂の射出成形により形成している。樹脂材料は、ポリフェニレンサルファイト等でも良い。
【００２６】
このような構成を有する液体吐出ヘッドにおいては、記録信号に応じて積層圧電素子４０に駆動波形（１０〜５０Ｖのパルス電圧）を印加することによって、積層圧電素子４０に積層方向の変位が生起し、振動板３０を介して液室１１が加圧されて圧力が上昇し、ノズル２１から液滴が吐出される。その後、液滴吐出の終了に伴い、液室１１内の液体圧力が低減し、液体の流れの慣性と駆動パルスの放電過程によって液室１１内に負圧が発生して液体充填行程へ移行する。このとき、液体タンクから供給された液体は共通液室１３に流入し、共通液室１３から液体流入口３４を経て流体抵抗部１２を通り、液室１１内に充填される。流体抵抗部１２は、吐出後の残留圧力振動の減衰に効果が有る反面、表面張力による再充填（リフィル）に対して抵抗になる。流体抵抗部を適宜に選択することで、残留圧力の減衰とリフィル時間のバランスが取れ、次の液滴吐出動作に移行するまでの時間（駆動周期）を短くできる。
【００２７】
また、図１に示すように、振動板の部材は金属層や樹脂層とした構成が考えられる。金属膜にすることにより液体の透湿を懸念することがなくなる。金属部材として、Ｎｉ、４２アロイ、ＳＵＳ３０４が考えられる。また、ＳｉＯ２やＴｉ等の金属膜を表面に形成することにより液体の透湿を懸念することがなくなる。また、振動板３０の部材を樹脂層にすると金属層に比べダイアフラム部３１の剛性が、低くなることで積層圧電素子４０の変位効率を阻害することもなくなる。また、液室基板１０、７０が例えばＮｉ、４２アロイ、ＳＵＳ３０４などの金属である場合、金属同士の接合より接合強度が増す。
【００２８】
更に、樹脂層が、圧延フィルムであっても良い。これにより厚みが薄くなってもピンホールなどの欠陥がほとんど皆無で、信頼性が高い製品を提供することができる。
【００２９】
なお、振動板３０と駆動部４２の接合領域に接着剤に対して親和性を示す処理を行うことも考えられる。また、親和性を示す処理として水酸基やＳｉＯ２薄膜層を形成することが考えられる。ＳｉＯ２薄膜層の形成には、比較的熱のかからない、すなわち振動板３０の部材に熱的影響の発生しない範囲の温度で成膜可能な方法で形成する。具体的には、スパッタリング、イオンビーム蒸着、イオンプレーティング、ＣＶＤ（化学蒸着法）、Ｐ−ＣＶＤ（プラズマ蒸着法）などが適しているといえる。Ｓｉのスパッタリング後スパッタ膜にＯ２処理をしてＳｉＯ２膜を生成している。ＳｉＯ２薄膜層の膜厚は密着力が確保できる範囲で必要最小限の厚さとするのが工程時間、材料費から見て有利である。ＳｉＯ２膜の厚さを１０〜２０００Åの範囲で使用している。また、撥水処理に関して、メッキ被膜、あるいは撥水剤コーティングなどの周知の方法で撥水膜を形成している。撥水処理方法としてスピンコータ、ロールコータ、スクリーン印刷、スプレーコータなどの方法が使用可能であり、それ以外にも真空蒸着で成膜する方法も使用されている。この方法を使用すると撥水膜の密着性が向上する。薄肉部の厚さは、２〜６μｍである。また、液室短手方向の薄肉部領域の長さを１０〜５０μｍとしている。
【００３０】
また、樹脂層としてポリフェニレンサルフアイド（ＰＰＳ）樹脂を用いているが、延伸可能な他の高分子材料、例えば、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、ボリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂、ポリバラバン酸（ＰＰＡ）樹脂、ボリサルホン（ＰＳＦ）樹脂、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリオレフィン（ＡＰＯ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、アラミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリカーネート樹脂等を用いることもできる。
【００３１】
また、駆動部４２としての圧電素子の圧電方向ｄ３３方向だけでなく、図５で示すように圧電方向がｄ３１方向でもよい。なお、図５において、接着剤の厚さは厚く表現されているが、塗布厚さは１〜１０μｍ程度である。
【００３２】
図６は機械加工処理で液室を形成した液室基板を示す図である。同図に示すように、機械加工により液室１１や流体抵抗部１２の長さや幅の寸法は高精度に形成できるが、同図の（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である同図の（ｂ）に示すように、二点鎖線で示す基準線を元に見てみると厚み方向に変形が生じている。特に、液室１１を高密度化すると厚み方向の変形は顕著になる。
【００３３】
図７は機械加工処理を行った液室基板と振動板を接合した従来例を示す図である。図中では振動板との位置関係を示すために液室基板１０の液室部分と流体抵抗部分だけを点線で記している。図７の（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である同図の（ｂ）に示すように、弾性変形を行うダイアフラム部３１を有する振動板３０と変形が生じている液室基板１０を接合した場合、振動板３０は液室基板１０に倣って、変形を残したままとなる。この変形を残したまま駆動部４２と接合すると図８のように安定して接合できていない。図８の（ａ）に示す接合例は、過度に押し込まれて凸部３２と駆動部４２の接合に用いられる接着剤が押しつぶされて駆動部４２や凸部３２の側面に押し出されている例である。この押し出された接着剤がダイアフラム部３１に達すると薄肉部の特性が変化し、吐出に影響を与えてしまう。また、図８の（ｂ）に示す接合例は、駆動部４２と凸部３２の接合が不完全である例である。駆動部４２の変位を効率良く圧力に変換できないので吐出異常となる。更に、図８の（ｃ）に示す接合例は、ダイアフラム部３１が変形していることによって凸部３２と駆動部４２が均一に接合されずに片当たりして接合されている例である。図８のように安定して接合できていないことによって各液室間の容積にバラツキが生じ、またダイアフラム部３１の張力にもバラツキが生じて、吐出特性のバラツキが大きくなる。
【００３４】
図９は本発明の第１の実施の形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す図である。同図の（ａ）のＣ−Ｃ’線断面図である同図の（ｂ）に示す液体吐出ヘッドは、機械加工した液室基板１０と機械加工以外の処理で形成し、かつ液室基板１０とは別の液室基板７０を積層したものであり、液室基板１０と液室基板７０とは接着剤で接合されている。これにより液室基板７０に液室基板１０が矯正されて、振動板３０の部材と平面が出ている状態で接合できる。より矯正の効果を大きくするには、液室基板７０は液室基板１０以上の剛性を有することが望ましいが、液室基板７０の形状が液室基板１０と同形状でも良い。また、機械加工よりは部品精度を確保することはできないので液室基板１０より加工面に多少のバラツキが生じても良い。更に、液室基板１０の液室１１の幅が液室基板７０の液室１１の幅より加工幅が狭い場合、液室基板１０と液室基板７０の接合で使用される接着剤の流れ出しが振動板薄肉部に流れ出すことがなくなる利点がある。またこのような構成であれば、液室基板７０の液室１１の加工幅が広いことによりエッチング等の機械加工以外の形成方法でも精度を制御しやすく安定した品質を維持できる。
【００３５】
図１０は本発明の第２の実施の形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す図である。同図の（ａ）のＤ−Ｄ’線断面図である同図の（ｂ）に示す液体吐出ヘッドによれば、液室基板７０が接合される場所が、液室基板１０とノズル板（図示せず）との接合間である。この構成でも液室形成のために機械加工処理を行った液室基板１０の厚さ方向の変形が液室基板７０に矯正される。
【００３６】
図１１は本発明の第３の実施の形態に係る液体吐出ヘッドの構成を示す図である。同図の（ａ）のＥ−Ｅ’線断面図である同図の（ｂ）に示す液体吐出ヘッドによれば、ノズル基板（図示せず）と液室基板１０との間と、液室基板１０と振動板３０との間の両方に液室基板７０が接合されている。両方を平坦な液室基板７０で挟み込むことによって、より効率よく液室基板１０の変形を矯正することができるため、液室基板７０の厚さを薄くすることができ、液室基板の加工精度を上げることができる。ここで、機械加工とは異なる加工方法として、エッチング方式やレーザ加工方式がある。
【００３７】
図１２はエッチング加工によって形成された別の液室基板の一例を示す図である。液室基板７０の加工面の断面に関して、図１２の（ｂ）は片側エッチングを行い形成されたテーパー形状の加工断面を示し、図１２の（ｃ）は両側エッチングを行い形成された加工断面を示している。どちらの加工断面でも接合で用いられる接着剤が隔壁を伝わってノズルやダイアフラム部に流れ出すのを防ぐことができる。具体的には、図１２（ｂ）の構成では、液室間隔壁の広い側（図の下方）を液室基板１０と接合する。液室基板７０の接合面は隔壁幅が広くなっていることにより、この部位で液室基板１０と液室基板の７０を接着する接着剤はせき止められ、液室基板７０の隔壁を伝って他の部材（例えば振動板）へと流れ出すことを防止できる。また、図１２（ｃ）の構成では、液室基板１０と液室基板７０の接合による接着剤は液室基板７０の隔壁を伝って流れ出すが隔壁幅が最も太くなっている部分で流れ出しは停まり、裏面側まで流れ出すことはない。これにより片側エッチングで形成した部品図１２（ｂ）と同様に他の部材への接着剤の流れ出しを防止できる。また、このようなテーパー形状の加工断面はレーザ加工で形成することも可能である。
【００３８】
図１３〜図１５は第１の実施の形態の液体吐出ヘッドの別の構成を示す図である。図１６及び図１７は第２の実施の形態の液体吐出ヘッドの別の構成を示す図である。各図において、液室基板７０が複数枚の部材が積層されて形成され、加工形状が違うものである。ここで液室基板１０と同一部材である液室基板７０の接合位置はノズル板２０と液室基板１０の間や液室基板１０と振動板３０との間のどちらでも良い。また、１枚では液室基板より剛性が低い場合でも、本実施の形態では複数枚積層することで液室基板以上の高剛性を示す場合も含んでいる。
【００３９】
図１８は第３の実施の形態の液体吐出ヘッドの別の構成を示す図である。同図の（ａ）のＬ−Ｌ’線断面図である同図の（ｂ）に示すように、ノズル板（図示せず）と液室基板１０の間と、液室基板１０と振動板３０の間に形成されている液室基板７０が複数枚両方とも積層されている。
【００４０】
なお、上述した本発明の液体吐出ヘッドにおける液室基板１０がプレス加工で加工されたものであっても良く、研磨によって加工されたものでも良い。
【００４１】
本発明で用いることができるインクジェットヘッドは、インク流路から吐出口にかけての形状が直線的であるエッジシュータ方式であっても良いし、インク流路の向きと吐出口の向きが異なるサイドシュータ方式であっても良い。
【００４２】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッド或いは液滴吐出装置を備えた本発明に係る画像形成装置の一例について図１９及び図２０を参照して説明する。なお、図１９は本発明に係る画像形成装置の全体構成を示す側面図であり、図２０は本発明に係る画像形成装置の要部構成を示す平面図である。
【００４３】
本発明の画像形成装置１００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を介して図２０で矢示方向（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）の各色の液滴を吐出する４個の液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド１０６を複数の液体吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、液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１０６を構成する液体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。
【００４４】
また、キャリッジ１０３には、記録ヘッド１０６に各色の液体を供給するための各色のサブタンク１０７を搭載している。このサブタンク１０７には図示しない液体供給チューブを介してメインタンクである本発明のインクカートリッジから液体が補充供給される。この実施の形態では、サブタンク１０７と記録ヘッド１０６で液滴吐出装置を構成しているが、記録ヘッド１０６を本発明に係る液体吐出ヘッドで構成し、別途にサブタンク１０７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本発明の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。
【００４５】
一方、給紙カセット１０８などの用紙積載部（圧板）１０９上に積載した用紙１１０を給紙するための給紙部として、用紙積載部１０９から用紙１１０を１枚ずつ分離給送する半月コロである給紙ローラ１１１及び当該給紙ローラ１１１に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド１１２を備え、この分離パッド１１２は給紙ローラ１１１側に付勢されている。
【００４６】
そして、このような給紙部から給紙された用紙１１０を記録ヘッド１０６の下方側で搬送するための搬送部として、用紙１１０を静電吸着して搬送するための搬送ベルト１１３と、給紙部からガイド１１４を介して送られる用紙１１０を搬送ベルト１１３との間で挟んで搬送するためのカウンタローラ１１５と、略鉛直上方に送られる用紙１１０を略９０°方向転換させて搬送ベルト１１３上に倣わせるための搬送ガイド１１６と、押さえ部材１１７で搬送ベルト１１３側に付勢された先端加圧コロ１１８とを備えている。また、搬送ベルト１１３の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ１１９を備えている。
【００４７】
ここで、搬送ベルト１１３は、無端状ベルトであり、搬送ローラ１２０とテンションローラ１２１との間に掛け渡されて、副走査モ−タ１２２からタイミングベルト１２３及びタイミングローラ１２４を介して搬送ローラ１２０が回転されることで、図１９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１１３の裏面側には記録ヘッド１０６による画像形成領域に対応してガイド部材１２５を配置している。
【００４８】
また、図１９に示すように、搬送ローラ１２０の軸には、スリット円板１２５を取り付け、このスリット円板１２５のスリットを検知するための図２０のセンサ１２６を設けて、これらのスリット円板１２５及びセンサ１２６によってエンコーダ１２７を構成している。更に、帯電ローラ１１９は、搬送ベルト１１３の表層に接触し、搬送ベルト１１３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。また、キャリッジ１０３の前方側には、図２０に示すように、スリットを形成したエンコーダスケール１２８を設け、キャリッジ１０３の前面側にはエンコーダスケール１２８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１２９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１３０を構成している。
【００４９】
更に、記録ヘッド１０６で記録された用紙１１０を排紙するための排紙部として、搬送ベルト１１３から用紙１１０を分離するための分離部と、排紙ローラ１３１及び排紙コロ１３２と、排紙される用紙１１０をストックする排紙トレイ１３３とを備えている。
【００５０】
また、背部には両面給紙ユニット１３４が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット１３４は搬送ベルト１１３の逆方向回転で戻される用紙１１０を取り込んで反転させて再度カウンタローラ１１５と搬送ベルト１１３との間に給紙する。
【００５１】
このような構成を有する本発明の画像形成装置１００においては、給紙部から用紙１１０が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙１１０はガイド１１４で案内され、搬送ベルト１１３とカウンタローラ１１５との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド１１６で案内されて先端加圧コロ１１８で搬送ベルト１１３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１１９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１１３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１１３上に用紙１１０が給送されると、用紙１１０が搬送ベルト１１３に静電力で吸着され、搬送ベルト１１３の周回移動によって用紙１１０が副走査方向に搬送される。
【００５２】
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１０６を駆動することにより、停止している用紙１１０に液滴を吐出して１行分を記録し、用紙１１０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１１０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１１０を排紙トレイ１３３に排紙する。
【００５３】
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１１３を逆回転させることで、記録済みの用紙１１０を両面給紙ユニット１３４内に送り込み、用紙１１０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１１５と搬送ベルト１１３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１１３上に搬送して裏面に記録を行った後、排紙トレイ１３３に排紙する。
【００５４】
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体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。
【００５５】
また、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５６】
１０，７０；液室基板、１１；液室、１２；液体抵抗部、
１３；共通液室、２０；ノズル板、２１；ノズル、３０；振動板、
３１；ダイアフラム部、３２；凸部、３３；肉厚部、
３４；液体供給口、４０；積層圧電素子、４１；電極積層部、
４２；駆動部、４３；支持部材、５０；ベース基板、６０；フレーム、
１００；画像形成装置。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５７】
【特許文献１】特開平０９−２９０５０６号公報
【特許文献２】特許第３，１１４，７７１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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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