(57)【要約】【課題】  樹脂材料でノズル形成部材を形成するときに樹脂フィルムに含まれる滑剤などの影響で異形ノズルが発生する。【解決手段】  ノズル・液室部材３１は、予めノズル連通路５などの流路部分を形成した流路形成部材１の表面に液状樹脂材料３ａを直接塗布した後、硬化工程を経て、流路形成部材１の表面に液状樹脂材料を硬化させた皮膜からなるノズル形成部材３を一体的に形成し、流路形成部材１側からレーザ加工でノズル４となるノズル孔を形成する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録液の液滴を吐出するノズルを有するノズル形成部材と前記ノズルが連通する液室を形成する流路形成部材とを一体化したノズル・液室部材と、前記液室内の記録液を加圧する圧力発生手段を備えた液体吐出ヘッドにおいて、前記ノズル・液室部材のノズル形成部材は前記流路形成部材に形成した液状樹脂材料の皮膜によって形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記ノズル形成部材は前記流路形成部材の表面に直接塗布された液状樹脂材料の皮膜によって形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項１に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記ノズル形成部材は前記流路形成部材の表面に別途形成されて転写された液状樹脂材料の皮膜によって形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記皮膜で形成されたノズル形成部材の硬化後の厚さが、１０〜５０μｍの範囲内であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記液状樹脂材料の皮膜がポリイミド皮膜であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項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において、前記液状樹脂材料には滑剤が含まれていないことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記ノズル形成部材の表面には撥水膜が形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項８】
請求項７に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記撥水膜は変性パーフルオロポリオキセタンで形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記皮膜と撥水膜との間にはＳｉＯ２膜が中間層として形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項１０】
請求項３の記載の液体吐出ヘッドを製造する製造方法であって、基板部材に塗布された液状樹脂材料を半硬化する工程を経た後、この半硬化した皮膜を流路形成部材の表面に転写接合することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし９に記載の液体吐出ヘッドを製造する製造方法であって、前記液状樹脂材料の皮膜が形成された流路形成部材の液室側からレーザ光を照射して前記皮膜にノズル孔を形成することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
請求項１ないし９に記載の液体吐出ヘッドを製造する製造方法であって、前記液状樹脂材料の皮膜を形成する工程から前記皮膜にノズル孔を形成する工程までの少なくとも１つの工程を、複数の流路形成部材が一体化された状態で行なうことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１３】
記録液の液滴を吐出する液体吐出ヘッドを備えた画像形成装置において、請求項１ないし９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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体吐出ヘッド及びその製造方法並びに画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、液体吐出ヘッドを記録ヘッドに用いて、記録紙等の被記録媒体（以下「用紙」と称するが、材質を紙に限定するものではなく、記録媒体、転写紙、転写材、被記録材などとも称される。）に記録液としてのインク滴を吐出して記録（画像形成、印写、印字、印刷なども同義語である。）を行なうものである。
【０００３】
ところで、液体吐出ヘッドはノズルから液滴を吐出させて記録を行うため、ノズルの形状、精度がインク滴の噴射特性に大きな影響を与える。また、ノズル孔を形成しているノズル形成部材の表面の特性もインク滴の噴射特性に影響を与えることが知られている。例えば、ノズル形成部材表面のノズル孔周辺部にインクが付着して不均一なインクだまりが発生すると、インク滴の吐出方向が曲げられたり、インク滴の大きさにバラツキが生じたり、インク滴の飛翔速度が不安定になる等の不都合が生じることが知られている。
【０００４】
そこで、従来の液体吐出ヘッドとして、特許文献１には吐出液が吐出する側が撥液性有機フィルムによって構成される積層体をノズル形成部材に用いるヘッドが記載されている。
【特許文献１】特開平１０−２６４４０８号公報
【０００５】
また、特許文献２にはノズルパターンの固体層が設けられ吐出エネルギー発生素子の形成された基板を、光重合開始剤と熱重合開始剤とを併存させた活性エネルギー線硬化性ノズル形成部材で被覆し、活性エネルギー線を透過する蓋板をノズル形成部材を介して基板に接合した後、活性エネルギー線を照射して、ノズル形成部材を硬化させ、次に、ノズルパターンの固体層を除去することによりノズルを形成するヘッド及びその製造方法が記載されている。
【特許文献２】特開平８−３０９９９０号公報
【０００６】
さらに、特許文献３にはポリイミドフィルムをノズル形成部材に用いてエキシマレーザ加工でノズル孔を穿孔すること、チップ状のノズル・液室ユニットを複数一体に配列した液室構成部材集合体でノズル加工をした後チップ状に切り出してノズル・液室ユニットを得る製造方法が記載されている。
【特許文献３】特開２００４−１８１８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したようにフィルム状部材をノズル形成部材として使用した場合、フィルム製造時に材料内に含まれる滑材やコンタミによって、レーザでフィルム状部材にノズル孔を加工すると、ノズル孔に異形（異形ノズル）が発生することがある。
【０００８】
この場合、フィルム製造工程においては、フィルム取り扱い上、滑材含有が常識であり、滑材除去は困難とされている。また、フィルムの製造工程全域をコンタミのないクリーンな環境にすることは困難であって、フィルム内からコンタミをなくすることは実質的には不可能な状態にある。
【０００９】
そのため、ノズル加工での異形ノズルの発生を避けることができず、滴吐出特性にバラツキが生じて、画像品質が劣化する。また、このように、ノズル形成部材の全ノズル中１個でも異形ノズルが発生すると、当該ノズル形成部材は不良品となり、特に、記録速度の高速化に伴ってノズル数が増加していることから、不良率が上昇してコストアップを招いているという課題がある。
【００１０】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり異形ノズルの発生を低減した液体吐出ヘッド及びその製造方法、当該液体吐出ヘッドを備えることで高い画像品質の画像を形成することができる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】
【００１１】
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、記録液の液滴を吐出するノズルを有するノズル形成部材とノズルが連通する液室を形成する流路形成部材とを一体化したノズル・液室部材のノズル形成部材は流路形成部材に形成した液状樹脂材料の皮膜によって形成されている構成とした。
【００１２】
ここで、ノズル形成部材は流路形成部材の表面に直接塗布された液状樹脂材料の皮膜によって形成されていることが好ましい。あるいは、ノズル形成部材は流路形成部材の表面に別途形成されて転写された液状樹脂材料の皮膜によって形成されていることが好ましい。
【００１３】
また、皮膜で形成されたノズル形成部材の硬化後の厚さが、１０〜５０μｍの範囲内であることが好ましい。さらに、液状樹脂材料の皮膜がポリイミド皮膜であることが好ましい。さらにまた、液状樹脂材料には滑剤が含まれていないことが好ましい。
【００１４】
さらに、ノズル形成部材の表面には撥水膜が形成されていることが、撥水膜は変性パーフルオロポリオキセタンで形成されていることが、皮膜と撥水膜との間にはＳｉＯ２膜が中間層として形成されていることが好ましい。
【００１５】
本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、基板部材に塗布された液状樹脂材料を半硬化する工程を経た後、この半硬化した皮膜を流路形成部材の表面に転写接合する構成としたものである。
【００１６】
本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、液状樹脂材料の皮膜が形成された流路形成部材の液室側からレーザ光を照射して皮膜にノズル孔を形成する構成としたものである。
【００１７】
本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法は、液状樹脂材料の皮膜を形成する工程から皮膜にノズル孔を形成する工程までの少なくとも１つの工程を、複数の流路形成部材が一体化された状態で行なう構成としたものである。
【００１８】
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。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、ノズル形成部材は流路形成部材に形成した液状樹脂材料の皮膜によって形成されているので、異形ノズルの発生が低減して優れた滴吐出特性が得られるとともに、低コスト化を図ることができる。
【００２０】
本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法によれば、基板部材に塗布された液状樹脂材料を半硬化する工程を経た後、この半硬化した皮膜を流路形成部材の表面に転写接合する構成としたので、撓み等のない精度のよいノズル形成部材を作製することができ、品質の良好なノズル孔を形成することができる。
【００２１】
本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法によれば、液状樹脂材料の皮膜が形成された流路形成部材の液室側からレーザ光を照射して皮膜にノズル孔を形成する構成としたので、本発明に係る液体吐出ヘッドを低コストで製造することができる。
【００２２】
本発明に係る液体吐出ヘッドの製造方法によれば、液状樹脂材料の皮膜を形成する工程から皮膜にノズル孔を形成する工程までの少なくとも１つの工程を、複数の流路形成部材が一体化された状態で行なう構成としたので、製造効率が向上して、ヘッドの低コスト化を図れる。
【００２３】
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、ノズル精度が良く、優れた滴吐出特性が得られることから高画質画像を安定して形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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第１実施形態について図１ないし図４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は同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図、図３は図２の要部拡大図、図４及び図５は同ヘッドの液室短手方向に沿う異なる例を示す断面説明図である。
【００２５】
この液体吐出ヘッドは、液室６を形成する流路形成部材１と液室６に連通するノズル４を形成するノズル形成部材３とを一体化したノズル・液室部材３１を有し、このノズル・液室部材３１の流路形成部材１の下面に振動板２を接合している。これにより、液滴を吐出するノズル４が連通路５を介して連通する液室６、流体抵抗部７、流体抵抗部７を介して液室６と連通する連通部９を形成し、連通部９に振動板２に形成した供給口１０を介して後述するフレーム部材１７に形成した共通液室８から記録液（例えばインク）を供給する。
【００２６】
そして、液室６の壁面を形成する振動板２の面外側（液室６と反対面側）に、各加圧液室６に対応して、振動板２に形成した連結部１１を介して圧力発生手段としての積層型圧電素子１２の上端部を接合し、この積層型圧電素子１２の下端部は支持基板１３に接合して固定している。なお、支持基板１３は圧電素子１２の各列毎に分割した構成とすることもできる。
【００２７】
この圧電素子１２は、圧電材料層１４と内部電極１５ａ、１５ｂとを交互に積層したものである。この場合、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することも、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内インクを加圧する構成とすることもできる。
【００２８】
また、ノズル・液室部材３１及び振動板２の周囲は例えば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に接着接合し、このフレーム部材１７と支持基板１３とは図示しない部分を接着剤などで相互に固定している。そして、このフレーム部材１７には前述した共通液室８を形成するとともに、この共通液室８に外部から記録液を供給するための図示しない供給路（連通管）を形成し、この供給路は更に図示しない記録液カートリッジなどの記録液供給源に接続される。
【００２９】
さらに、圧電素子１２には駆動信号を与えるために半田接合又はＡＣＦ（異方導電性膜）接合若しくはワイヤボンディングでＦＰＣケーブル１８を接続し、このＦＰＣケーブル１８には各圧電素子１２に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）１９を実装している。
【００３０】
ここで、流路形成部材１は、例えば結晶面方位（１１０）の単結晶シリコン基板を水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、連通路５、加圧液室６となる貫通穴、流体抵抗部７、連通部９などを構成する溝部をそれぞれ形成している。
【００３１】
振動板２はニッケル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で製造している。この振動板２は加圧液室６に対応する部分を変形を容易にするための薄肉部とし、中央部には圧電素子１２を連結するために振動板２側の第１層１１ａと圧電素子１２側の第２層１１ｂからなる２層構造の連結部１１を設けている。
【００３２】
なお、液室短手方向（ノズル４の並び方向）では、図４に示すように、圧電素子１２と支柱部２２を交互に配置したバイピッチ構造とすることもできるし、あるいは、図５に示すように、支柱部２２を設けないノーマルピッチ構造とすることもできる。
【００３３】
このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば押し打ち方式で駆動する場合には、図示しない制御部から記録する画像に応じて複数の圧電素子１２に２０〜５０Ｖの駆動パルス電圧を選択的に印加することによって、パルス電圧が印加された圧電素子１２が変位して振動板２をノズル板３方向に変形させ、液室６の容積（体積）変化によって液室６内の液体を加圧することで、ノズル板３のノズル４から液滴が吐出される。そして、液滴の吐出に伴って液室６内の圧力が低下し、このときの液流れの慣性によって液室６内には若干の負圧が発生する。この状態の下において、圧電素子１２への電圧の印加をオフ状態にすることによって、振動板２が元の位置に戻って液室６が元の形状になるため、さらに負圧が発生する。このとき、図示しない液タンクに通じる液供給パイプから入った液は、液室６内に充填され、次の駆動パルスの印加に応じて液滴がノズル４から吐出される。
【００３４】
次に、この液体吐出ヘッドのノズル・液室部材３１の詳細について図６を参照して説明する。なお、同図は同ノズル・液室部材のノズル部分をその製造工程を含めて示す拡大断面説明図である。
このノズル・液室部材３１は、同図（ａ）に示すように、予めノズル連通路５などの流路部分を形成した流路形成部材１の表面に液状樹脂材料３ａを直接塗布した後、硬化工程を経て、同図（ｂ）に示すように、流路形成部材１の表面に液状樹脂材料を硬化させた皮膜からなるノズル形成部材３を一体的に形成したものである。ここで、ノズル形成部材３を構成する液状樹脂材料を硬化させた皮膜は、ノズル形成部材として必要な剛性を持つ化学的に安定な膜となっている。
【００３５】
この場合、流路形成部材１にはノズル連通路５となる開口が形成されているが、液状樹脂材料３ａはノズル連通路５の開口を含めて流路形成部材１の表面に層状に形成される。流路形成部材１のノズル連通路５の開口径は数十μｍの寸法サイズとなっており、液状樹脂材料３ａの塗布時の粘性を適正に選択すること、及び塗布条件を選択することによって、所望の膜厚を得ることができる。
【００３６】
このように、流路形成部材の表面に液状樹脂材料を直接塗布して皮膜を形成することによって、接着剤が不要で且つ工数が低減する。
【００３７】
液状樹脂材料３ａとしては、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリサルフォンなど種々な樹脂材料が使用可能であるが、後の工程のノズル孔レーザ加工も考慮すると、ポリイミドが好ましい。すなわち、塗布時の液状樹脂材料としては、ポリイミド樹脂製造過程で得られるポリイミド前駆体の状態で使用し、加熱工程を経ることで安定なポリイミド樹脂となる。具体的に利用できる市販材料としては、ポリイミドワニス「Ｕ-ワニス-Ａ」「Ｕ-ワニス-Ｓ」（いずれも宇部興産(株)製、商品名）等が使用できる。これらの材料は、硬化のためには３５０℃〜４５０℃の加熱工程を実施することが好ましい。
【００３８】
この場合の液状樹脂材料３ａには滑剤を含んでいない。これにより液状樹脂材料３を硬化して形成した皮膜に滑剤が含まれないので、レーザ加工時に異形ノズルが発生することを防止できる。
【００３９】
ノズル形成部材３の厚さは、ノズル形成部材としての剛性保持および塗布のしやすさから、硬化後の厚さが１０μｍ〜５０μｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは２０μｍ〜４０μｍの範囲内である。
【００４０】
このように、流路形成部材１の表面に液状樹脂材料を硬化させた皮膜からなるノズル形成部材３を一体的に形成することで、異形ノズルや精度の悪いノズルの発生を大幅に低減することができる。
【００４１】
すなわち、一般的に市販されている樹脂フィルムには、製造工程上、滑剤とよばれるＳｉＯ２や燐酸水素カルシウムなどの粒子が添加されている。ところが、樹脂フィルムにエキシマレーザなどのレーザ加工でノズル孔を形成しようとすると、この粒子の加工性が悪いために、粒子とノズル孔の位置関係が悪い場合には、加工後のノズル形状が異形となったり、ノズル径精度が低下することがある。また、樹脂フィルム製造工程でコンタミがフィルム内に混入すると、これもレーザでの加工性が悪い材質のものであれば、同様にノズル形状が異形になったり、寸法精度が低下したりする。
【００４２】
ところが、多数のノズルの中で１個でも異形ノズルが発生するとノズル形成部材としては不良品とせざるを得ないが、樹脂フィルムをノズル形成部材に使用した場合は、上述したように大量生産の製造工程上、異形ノズルの発生を避けることが非常に困難である。
【００４３】
これに対し、本発明に係る液体吐出ヘッドは、フィルム等のようにロール等で取り扱う必要がないので滑剤を添加する必要がなく、且つ、ヘッド製造のための限定されたスペース（空間）をクリーン状態にすることでコンタミ等の混入を防止することができることから、異形ノズル発生が大幅に低減する。
【００４４】
次に、このように構成したノズル・液室部材３１の吐出面側表面には、図７に示すように、撥水膜３２を形成することが好ましい。ここでは、ノズル・液室部材３１の表面に撥水膜の密着性を向上するための中間層としてのＳｉＯ２膜３３を形成し、このＳｉＯ２膜３３上に撥水膜３２としてのフッ素系薄膜をコートしている。具体的には、流路形成部材１とノズル形成部材３とが一体化され硬化工程を経たノズル・液室部材３１のノズル形成部材３の表面に、ＳｉＯ２をスパッタリングによって１０Å〜１００Åの厚さに形成してＳｉＯ２膜３３とし、その表面に撥水剤としての変性パーフルオロポリオキセタンを真空蒸着することにより、良好な撥水性を示す撥水膜３２を形成している。撥水膜の具体的材料としては、ダイキン工業(株)より市販されているオプツールＤＳＸ（ダイキン工業株式会社製、商品名）を１００〜２００Åの厚さで蒸着している。
【００４５】
次に、液体吐出ヘッドのノズル・液室部材の他の実施形態について図８を参照して説明する。
上述したように、流路形成部材１の表面に液状樹脂材料３ａを直接塗布して硬化させることで液状樹脂材料の被膜を形成する場合、液状樹脂材料３ａの粘度と塗布条件を適正に選択することで所望の膜厚が得られるが、液状樹脂材料３ａがノズル連通路５の開口上部に所定の膜厚で塗布され、且つ、硬化終了時まで形状が維持され、硬化後のノズル形成部材３が撓んだりすることなく形成されるためには、各条件のシビアな維持が必要になると共に、塗布可能な厚さに制約が生じることもあり、設計的に最適なノズル形成部材３の厚さが得られないことも考えられる。
【００４６】
つまり、図８（ａ）に示すように、接合のための治具として用意された基板部材４１に、上述した液状樹脂材料３ａを塗布した後、半硬化工程を経て、同図（ｂ）に示すように、半硬化状態となった液状樹脂材料３ｂを形成する。半硬化工程は前述した完全硬化の工程に較べて低温の加熱で実施する。
【００４７】
この半硬化工程後の液状樹脂材料３ｂは、後工程で実施する流路形成部材１に接合して液状樹脂材料３ｂが完全硬化するまでの間に、液状樹脂材料３ｂ自身が撓んだりして変形しない程度に硬化していれば良く、必ずしも加熱しなくても液状樹脂材料３ａの溶剤成分を飛ばす程度の常温放置等でも良い。
【００４８】
そして、図９に示すように、前記半硬化状態の液状樹脂材料３ｂを流路形成部材１に接着剤４２で接合することで、半硬化状態の液状樹脂材料３ｂを流路形成部材１に転写する。なお、ここでは、液状樹脂材料３ｂが基板部材４１に一体的になった状態のままで接合しているが、場合によっては液状樹脂材料３ｂを基板部材４１から剥離してから接合することもできる。また、流路形成部材１と液状樹脂材料３ｂとの接合転写には、流路形成部材１の表面に塗布された接着剤を使用しているが、液状樹脂材料３ｂの半硬化状態で粘着力を残しておき、その粘着力を利用して接合転写することもできる。
【００４９】
その後、半硬化状態の液状樹脂材料３ｂを本硬化する。基板部材４１の取り外しは本硬化工程の前でも後でも任意に選択することができる。なお、半硬化状態の液状樹脂材料３ｂが硬化して液状樹脂材料の被膜としてのノズル形成部材３が形成された後、撥水膜を形成する。
【００５０】
このように、基板部材に塗布された液状樹脂材料を半硬化する工程を経た後、この半硬化した皮膜を流路形成部材の表面に転写接合することで、ノズル形成部材は流路形成部材の表面に別途形成されて転写された液状樹脂材料の皮膜によって形成されている構成とすることによって、撓み等のない精度のよいノズル形成部材となって、更に品質の良好なノズル孔を形成できる。
【００５１】
次に、ノズル孔加工工程について図１０及び図１１を参照して説明する。
図１０に示すように、撥水膜３２が形成されたノズル・液室部材３１の流路形成部材１のノズル連通路５側からエキシマレーザ光５２を照射してノズル孔４を形成する。
【００５２】
このレーザ光の照射は、図１１に示すようなレーザ加工装置を使用して行われる。この加工装置は、レーザ発振器５１から射出されたエキシマレーザビーム５２はミラー５３、５５、５８によって反射され、加工テーブル６０に導かれている。レーザビーム５２が加工テーブル６０に至るまでの光路には加工物Ｗ（ここではノズル・液室部材３１）に対して最適なビームが届くように、ビームエキスパンダ５４、マスク５６、フィールドレンズ５７、結像光学系５９が所定の位置に設けられている。加工物Ｗは加工テーブル６１の上に載置され、レーザビーム５２を受けることになる。加工テーブル６１は、周知のＸＹＺテーブル等で構成されていて、必要に応じて加工物Ｗを移動し所望の位置にレーザビームを照射することができるようになっている。ここでは、レーザとして、エキシマレーザを利用して説明しているが、アブレーション加工が可能である短波長な紫外光レーザであれば、種々なレーザが利用可能である。
【００５３】
このとき、撥水膜３２の加工については、撥水膜３２もＳｉＯ２膜３３も非常に薄膜であるため、ノズル形成部材３がレーザで穿孔されるのと一緒に除去されることになる。
【００５４】
このように、液状樹脂材料の皮膜が形成された流路形成部材の液室側からレーザ光を照射して皮膜にノズル孔を形成することによって、ノズル・液室部材が完成した後にノズル加工を行なうことができ、液状樹脂材料でノズル形成部材を形成するヘッドの場合にはレーザ加工が最適なノズル加工方法である。
【００５５】
以上の説明では、ノズル孔1個分しか図示説明していないが、実際には複数のノズル孔の加工を可能な範囲で複数ノズル分同時加工を行うことになる。また、複数のノズル・液室部材と流路形成部材とを一体化した状態で同時に製作した後各チップに分割する方が効率的である。
【００５６】
例えば、図１２に示すように、６インチのシリコンウエハ７１に、流路形成部材１となる領域７２を割り付けて、一般的に知られている半導体製作用のフォトリソプロセス等を用いて、各流路形成部材１となる各領域７２に液室６、ノズル連通路５などの所要の流路パターンを形成する。なお、同図は６インチウエハに４２個の領域（チップ領域）７２を割り付ける配置例で示している。
【００５７】
その後、シリコンウエハ７１の流路パターンを形成していない面も含めた表面に、ノズル形成部材３となる液状樹脂材料３ａを、周知のローラ塗布装置等で塗布し、更に、液状樹脂材料３ａを塗布したシリコンウエハ７１を加熱することで、シリコンウエハ７１上に液状樹脂材料３ａの硬化した皮膜からなるノズル形成部材３が一体的に形成されたノズル・液室部材を得る。
【００５８】
そして、前述した撥水膜３３の形成を行なった後、レーザ加工によってウエハ単位でハンドリングしつつ液状樹脂材料３ａの硬化した皮膜からなるノズル形成部材３にノズル４を穿孔する工程を実施する。全ての工程が終了した段階で、図１２に鎖線で示す各チップ領域７２の外形形状でダイシングを実施し、１ヘッド分としてのチップ化を行う。
【００５９】
このように、液状樹脂材料の皮膜を形成する工程から皮膜にノズル孔を形成する工程までの少なくとも１つの工程を、複数の流路形成部材が一体化された状態で行なうことによって、飛躍的に生産効率が向上してヘッドの低コスト化を図ることができる。
【００６０】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えた本発明に係る画像形成装置の一例について１３及び図１４を参照して説明する。なお、図１３は同画像形成装置の全体構成を説明する側面説明図、図１４は同装置の要部平面説明図である。
【００６１】
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で駆動プーリ１０６Ａと従動プーリ１０６Ｂ間に架け渡したタイミングベルト１０５を介して図１４で矢示方向（主走査方向）に移動走査する。
【００６２】
このキャリッジ１０３には、例えば、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色の記録液の液滴（インク滴）を吐出する独立した４個の本発明に係る液体吐出ヘッド１０７ｋ、１０７ｃ、１０７ｍ、１０７ｙで構成した記録ヘッド１０７を主走査方向に沿う方向に配置し、液滴吐出方向を下方に向けて装着している。なお、ここでは独立した液体吐出ヘッドを用いているが、各色の記録液の液滴を吐出する複数のノズル列を有する１又は複数のヘッドを用いる構成とすることもできる。また、色の数及び配列順序はこれに限るものではない。
【００６３】
記録ヘッド１０７を構成する本発明に係る液体吐出ヘッドとしては、加圧液室内のインクを加圧する圧力発生手段として圧電素子などの電気機械変換素子を用いてインク流路の壁面を形成する振動板を変形させてインク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いて記録液の膜沸騰を利用するいわゆるサーマル型のもの、インク流路の壁面を形成する振動板と電極とを対向配置し、振動板と電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形させることで、インク流路内容積を変化させてインク滴を吐出させる静電型のもの、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータなどを使用できる。
【００６４】
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にはインク供給チューブ１０９を介して図示しないメインタンク（インクカートリッジ）からインクが補充供給される。
【００６５】
一方、給紙カセット１１０などの用紙積載部（圧板）１１１上に積載した被記録媒体（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。
【００６６】
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。
【００６７】
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１４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。
【００６８】
また、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。
【００６９】
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。
【００７０】
また、キャリッジ１０３の前方側には、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の主走査方向位置を検知するためのエンコーダ１４４を構成している。
【００７１】
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。
【００７２】
また、背部には両面給紙ユニット１５５が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット１５５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１２２と搬送ベルト１２１との間に給紙する。
【００７３】
さらに、図１３に示すように、キャリッジ１０３の走査方向の一方側の非印字領域には、記録ヘッド１０７のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構１５６を配置している。
【００７４】
この維持回復機１５６は、記録ヘッド１０７の各ノズル面をキャピングするための各キャップ１５７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１５８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なうときの液滴を受ける空吐出受け１５９などを備えている。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
そこで、キャリッジ１０３を往路及び復路方向に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。
【００７８】
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１５５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
【００７９】
また、印字（記録）待機中にはキャリッジ１０３は維持回復機構１５５側に移動されて、キャップ１５７で記録ヘッド１０７のノズル面がキャッピングされて、ノズルを湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、キャップ１５７で記録ヘッド１０７をキャッピングした状態でノズルから記録液を吸引し（「ノズル吸引」又は「ヘッド吸引」という。）し、増粘した記録液や気泡を排出する回復動作を行い、この回復動作によって記録ヘッド１０７のノズル面に付着したインクを清掃除去するためにワイパーブレード１５８でワイピングを行なう。また、記録開始前、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出する空吐出動作を行う。これによって、記録ヘッド１０７の安定した吐出性能を維持する。
【００８０】
このように、この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ので、高いノズル精度が得られて優れた滴吐出特性が得られ、高画質画像を安定して形成することができる。
【００８１】
なお、上記各実施形態では本発明に係る画像形成装置としてプリンタ構成で説明したが、これに限るものではなく、例えば、プリンタ／ファックス／コピア複合機などの画像形成装置に適用することができる。また、インク以外の液体である記録液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。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】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。
【図２】同ヘッドの液室長手方向に沿う断面説明図である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【図４】同ヘッドの液室短手方向に沿うバイピッチ構造の断面説明図である。
【図５】同ヘッドの液室短手方向に沿うノーマルピッチ構造の断面説明図である。
【図６】同液体吐出ヘッドのノズル・液室部材の一例をその製造工程を含めて示す拡大断面説明図である。
【図７】図６のノズル・液室部材に撥水膜を形成した状態の拡大断面説明図である。
【図８】同液体吐出ヘッドのノズル・液室部材の他の例に係る半硬化状態の液状樹脂材料形成工程の説明に供する拡大断面説明図である。
【図９】図８の半硬化状態の液状樹脂材料のノズル・液室部材への接合転写工程の説明に供する拡大断面説明図である。
【図１０】液体吐出ヘッドのノズル・液室部材のノズル加工の説明に供する拡大断面説明図である。
【図１１】同ノズル加工に用いるエキシマレーザ加工機の説明に供する模式的説明図である。
【図１２】複数チップを同時に形成する例の説明に供する平面説明図である。
【図１３】本発明に係る画像形成装置の一例を示す全体構成図である。
【図１４】同じく要部平面説明図である。
【符号の説明】
【００８３】
１…流路形成部材
２…振動板
３…ノズル形成部材
４…ノズル
６…液室
１２…圧電素子
３１…ノズル・液室部材
３ａ…液状樹脂材料
１０３…キャリッジ
１０７…記録ヘッド
【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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