(57)【要約】【課題】  ヘッド構成部材を組み立てるときの圧力室にゴミなどが侵入して動作不良が発生したり、ノズル面に付着したインクがアクチュエータ手段まで侵入して動作不良を生じたりする。【解決手段】  流路板４には流路ユニット６とアクチュエータユニット１０とを接着剤接合するときに、接着面と平行な方向から見ることができる３個のアライメントマーク２５、２６、２７を形成し、一方、複数の圧電素子７を形成した２つの圧電素子部材８、８間には隙間３３を設けるとともに、各圧電素子部材８、８には溝を形成して、これらの隙間３３の両側開口及び溝３４の開口を流路ユニット６と接合するときに、接着面と平行な方向から見ることができる３個の切り欠きとして使用した。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するための複数のノズルが連通する圧力室と、この圧力室内の液体を加圧するエネルギーを発生するためのエネルギー発生手段とを有する液滴吐出ヘッドにおいて、前記エネルギー発生手段又はエネルギー発生手段を設ける部材と前記圧力室を形成する部材の双方に、両者の接着面と平行な方向から見ることのできる、少なくとも三箇所の位置合せ用の切り欠きが形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記ノズルの列が少なくとも２列以上形成され、各ノズルの列に対応する前記エネルギー発生手段の列を有し、各エネルギー発生手段の列の間が前記切り欠きを兼ねていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記エネルギー発生手段が圧電素子からなることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、この前記圧力室を形成する部材には前記圧力室に連通する流路の一端が前記接着面と直交する方向の端面に開口して形成され、この流路の開口が前記位置合せ用の切り欠きの少なくとも一つを兼ねていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記圧力室と、圧力室を形成する部材に設けられる前記位置合せ用の切り欠きが、同一の工程で形成されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えて被記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、請求項１ないし５のいずれかに記載の液滴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】
本発明は液滴吐出ヘッド及び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、コピー、プリンタ／ＦＡＸ／コピー等の画像形成装置として、記録液の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドを備えたものがある。この液滴吐出ヘッドは、液滴を吐出するノズルが連通する圧力室（液室、加圧室などともいう。）と、各圧力室の記録液を加圧するエネルギーを発生するエネルギー発生手段としての電気機械変換素子や発熱抵抗体などを備え、記録信号に応じてノズルから液滴を用紙等の被記録媒体に吐出することによって、高速、高密度、高品質の画像形成を行なうものである。
【０００３】
液滴吐出ヘッドとしては種々の構造のものが知られているが、例えば、基板上に複数の圧電素子を設け、この圧電素子に振動板の変位部を接合し、この振動板上に変位部に対応する液室を形成するための液室形成部材を設け、この液室形成部材上に振動板の変位部に対向するノズルを形成したノズル板を設けて、圧電素子を駆動することで振動板を介して液室内の液体を加圧し、ノズル板のノズルから液滴を吐出するようにしたものがある。
【０００４】
このような液滴吐出ヘッドおいて、高密度、高品質記録を行うためにはヘッド構成部品の個々の精度を高くしなければならないと共に、ノズル板、圧力室を形成する部材、振動板、圧電素子等の各構成部品を組み立てるときの組立て精度を高くする必要がある。
【０００５】
この組立て精度が低くなると、圧電素子等の変位が効率的に振動板から圧力室に伝達されなくなって、液体の吐出効率が低下したり、複数の圧電素子を同時に駆動したときに相互干渉を生じて吐出速度が低下したりして、画像品質が低下するなどの不都合が生じる。
【０００６】
そこで、従来、インクジェットヘッドとして、特許文献１に開示されているように、ノズルを形成したノズル板と振動板に両者を位置合わせする位置合わせ手段を設け、ノズル板と圧電素子を設けた基板に両者を位置合わせするための位置合わせ手段を設け、位置合わせ手段を光学的に検出して位置合わせして接合するようにしたものがある。
【特許文献１】特開平８−１８７９２８号公報
【０００７】
また、特許文献２に開示されているように、ノズル板、液室形成部材及び振動板からなる流路ユニットと、基板に圧電素子を設けたアクチュエータユニットとに位置合わせ用の貫通穴を形成して、この貫通穴に位置決め部材を差し込むことで位置合わせを行うものもある。
【特許文献２】特開２００２−２８０４７０号公報
【０００８】
さらに、他の位置合わせ構造としては、図２０ないし図２８に示すようなものもある。
つまり、図２０及び図２１に示すように、インクを吐出するためのノズル孔５０２を形成したノズル板５０３には、そのノズル列方向の両端部にアライメントマークとしての貫通穴５２１を各一個ずつ形成する。
【０００９】
また、図２２ないし図２４に示すように、ノズル孔５０２が連通する圧力室５１６及びノズル孔５０２と圧力室５１６を連通するノズル連通路５１７などを形成した流路板５０４には、圧力室５１６の並び方向の延長線上の両端部にアライメントマークとして貫通穴５２５を形成するとともに、ノズル板５０３との接合面には非貫通の窪み５２６を、後述する振動板５０５との接合面には非貫通の窪み５２７をそれぞれ形成する。
【００１０】
さらに、図２５及び図２６に示すように、圧力室５１６の壁面を形成する振動板５０５には、その長辺方向の両端部にアライメントマークとしての貫通穴５２９、５３０をそれぞれ形成する。
【００１１】
一方、図２７及び図２８に示すように、エネルギー発生手段となる複数の圧電素子５２０をスリット溝５２１によって分割して形成した圧電素子部材５０７、５０７を所定の隙間を置いて配置することで、圧電素子部材５０７、５０７間の隙間５０８をアライメントマークとするとともに、圧電素子部材５０７の両端部にアライメントマークとなる溝５３４をそれぞれ形成している。
【００１２】
このヘッドを組み立てるときには、図２９及び図３０に示すように、振動板５０５と流路板５０４とを、振動板５０５に形成した位置合わせ用のアライメントマーク５３０と、流路板５０４に形成した位置合わせ用のアライメントマーク５２７を振動板５０５側から見ながら接合する。このとき、振動板５０５に形成した位置合わせ用の貫通穴５２９と流路板５０４に形成した位置合わせ用の貫通穴５２５の中心点が一致するように接合する。
【００１３】
次に、接合された流路板５０４及び振動板５０５と、圧電素子部材５０７の各圧電素子５２０とを接合する。このとき、図３０に示すように、流路板５０４に設けられた貫通穴５２５及び振動板５０５に設けられた貫通穴５２９を介して、圧電素子部材５０７側の隙間６０８及び溝５３４で形成される十字線を流路板５０４側から見ることにより高精度に接合する。
【００１４】
その後、上記の工程で接合したユニットにノズル板５０３を接合する。このとき、ノズル板５０３に形成した位置合わせ用の貫通穴５２１と、流路板５０４に設けられたアライメントマーク５２６をノズル板５０３側から見ながら接合する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上記特許文献１に記載のヘッドにあっては、流路ユニットとアクチュエータユニットを接合する際に、基板に設けられたアライメントマークを目標にするために、圧電素子よりも基板を大きく製作しなければならず、結果としてヘッドが大きくなり、かつ、製作コストがかかるという課題がある。
【００１６】
また、特許文献２に記載のヘッドにあっては、ノズル板の表面に貫通穴が形成されるために、ノズル表面に付着したインクが貫通穴と位置決め部材との隙間を通じてアクチュエータユニット内に侵入して、動作不良が生じるおそれがあるという課題がある。
【００１７】
さらに、図２０ないし図３０で説明した位置合わせ構造にあっては、組立て工程が煩雑になるのに加えて、流路ユニットを構成する工程が、アクチュエータユニットに流路板を接合した後になるため、組み立て時にゴミ等の不純物が圧力室に混入しやすくなり、それにより、インクの吐出異常を起こす原因になる。
【００１８】
これを防止するために、流路ユニットを組み立てた後に、アクチュエータユニットを接合しようとした場合、ノズル板５０３と流路板５０４、振動板５０５の三部材を貫通するアライメントマークが必要になるが、この場合には、上記特許文献２と同様に、ノズル面に付着したインクがアクチュエータユニット側に浸透してしまい、動作不良を起こす原因となる。この場合、貫通穴を接着剤などの封止剤で塞ぐことは、一般にノズル板の表面には撥水加工がなされているため、接着剤の塗布が困難である。
【００１９】
また、流路板をシリコン基板から形成した場合、流路板に位置合わせ用の貫通穴を形成するためには、一方の面には圧力室などを形成することから、流路板の両面からエッチングを行なう必要がある。そのため、流路板に形成する貫通穴は、圧力室を形成するために用いるマスクと異なるマスクを用いて形成しなければならなくなるが、両者のマスクの位置誤差が、部材の接合の際の誤差を招く原因となり、ヘッドの信頼性の低下を招くという課題もある。
【００２０】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、組み立て工程の簡略化、組み立て精度の向上を図れる液滴吐出ヘッド及びこの液滴吐出ヘッドを備えた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】
【００２１】
本発明に係る液滴吐出ヘッドは、エネルギー発生手段又はエネルギー発生手段を設ける部材と圧力室を形成する部材の双方に、両者の接着面と平行な方向から見ることのできる、少なくとも三箇所の位置合せ用の切り欠きが形成されている構成とした。
【００２２】
ここで、ノズルの列が少なくとも２列以上形成され、そのノズルの列に対応するエネルギー発生手段の列を有し、各エネルギー発生手段の列の間が、切り欠きの少なくとも一つを兼ねていることが好ましい。また、エネルギー発生手段が圧電素子からなることが好ましい。
【００２３】
さらに、圧力室を形成する部材には圧力室に連通する流路の一端が接着面と直交する方向の端面に開口して形成され、この流路の開口が位置合せ用の切り欠きの少なくとも一つを兼ねていることが好ましい。また、圧力室と、圧力室を形成する部材に設けられる位置合せ用の切り欠きが、同一の工程で形成されたものであることが好ましい。
【００２４】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えたものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る液滴吐出ヘッドによれば、エネルギー発生手段又はエネルギー発生手段を設ける部材と圧力室を形成する部材の双方に、両者の接着面と平行な方向から見ることのできる、少なくとも三箇所の位置合せ用の切り欠きが形成されているので、部品選定の自由度を高く保ち、かつ部品点数を増やすことなく、高精度の部材の接合が可能となる。
【００２６】
本発明に係る画像形成装置によれば、本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えているので、高品質で信頼性の高い画像形成装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図１ないし図４を参照して説明する。なお、図１は本発明に係る液滴吐出ヘッドの斜視説明図、図２は同ヘッドの分解斜視図、図３は同ヘッドの流路板の平断面説明図、図４は同ヘッドの側面説明図である。
【００２８】
この液滴吐出ヘッド１は、液滴を吐出するノズル孔２が形成されたノズル板３と、ノズル孔２が連通する圧力室１６（後述する図１０）を形成する部材である流路板４と、圧力室１６の一つの壁面を形成し、エネルギー発生手段である圧電素子７と接合される振動板５とにより構成する流路ユニット６と、圧力室１６の記録液（インク）を加圧するためのエネルギーを発生するエネルギー発生手段である圧電素子７と、圧電素子７を支持する基板８と、圧電素子７を駆動するための電力を供給するＦＰＣ９とにより構成するアクチュエータユニット１０と、このアクチュエータユニット１０を収納する空間１１と、流路ユニット６にインクを供給する共通液室１２と、図示しないインクタンクから共通液室１２にインクを供給する供給口１３を有し、上平面１４に流路ユニット６を接合するフレーム１５の３つのユニットで構成されている。
【００２９】
次に、このヘッドを構成する各部材の詳細について図５ないし図１５を参照して説明する。なお、図５は同ヘッドの要部分解斜視説明図、図６はノズル板の斜視説明図、図７は同ノズル板の要部平面説明図、図８は流路板の斜視説明図、図９は同流路板の要部平面説明図、図１０は同流路板の底面から見た要部底面説明図、図１１は同流路板の側面説明図、図１２は振動板の斜視説明図、図１３は同振動板の要部平面説明図、図１４は図５のノズル並び方向と直交する方向から見た同ヘッドの分解説明図、図１５はノズルの並び方向から見た同ヘッドの分解説明図である。
【００３０】
ノズル板３は、図５ないし図７に示すように、インクを吐出するための複数のノズル孔２を並べた列を２列有している。このノズル板３には、ノズル孔２の並び方向の両側の端面の中央部に、部材の接合の際の位置合せ手段として使用する切り欠き（以下「アライメントマーク」ともいう。）２１、２２を各一個ずつ形成し、また、ノズル孔２の並び方向に沿う一端面に、ノズル孔２の並び方向で一方の端面とノズル孔２の列の端との間に相当する領域内に、一個のアライメントマーク２３を形成している。これらのアライメントマーク２１〜２３は、いずれもノズル板３の厚み方向ではノズル板３を貫通して形成し、また端面に開口していることにより流路板４との接合面（接着面）と平行な方向から見ることができる。
【００３１】
このノズル板３は例えばＮｉ電鋳で形成しているが、これに限るものではなく、樹脂やＳＵＳ等、様々な部材で形成することができる。
【００３２】
流路板４は、図５及び図８ないし図１１に示すように、例えばＳｉ部材で形成し、ノズル孔２に対応した複数の個別の圧力室１６及び圧力室１６とノズル孔２とを連通するノズル連通路１６ａ、圧力室１６に共通液室８からインクを供給するための流体抵抗部を兼ねたインク供給路１７などをフォトリソグラフィー及び異方性エッチングで形成している。なお流路板４の形成部材はＳｉに限るものではなく、ＳＵＳやＮｉといった金属へのエッチングやプレス加工、あるいは樹脂等を加工して作製することもできる。
【００３３】
この流路板４には流路ユニット６とアクチュエータユニット１０とを接着剤接合するときに、接着面と平行な方向から見ることができる３個のアライメントマーク（位置合せ用切り欠き）２５、２６、２７を形成している。ここで、流路板４のアライメントマーク２５、２６はノズル孔２の並び方向の両側の端面に形成し、アライメントマーク２７はノズル孔２の並び方向と直交する方向の一端面に、ノズル孔２の列の端とノズル２の並び方向の一方の端面との間に相当する領域内に形成している。また、アライメントマーク２５〜２７は、振動板５側の接合面から厚み方向に所定の深さで形成し、厚み方向には貫通させていないが、端面に開口しているので接着面と平行な方向から見ることができる。
【００３４】
この流路板４のアライメントマーク２５、２６、２７は、上記の個別の圧力室１６を形成する工程で同時に形成する。このとき、個別の圧力室１６の並び方向の延長線上に位置するアライメントマーク２５、２６の深さを個別の圧力室１６の深さと同じにすることにより、同じ工程でアライメントマーク２５、２６及び圧力室１６の両方の加工をすることができる。
【００３５】
このような構成にすることにより、個別の圧力室１６と同じ精度の切り欠き２５、２６を形成することができ、位置決めの精度をより向上させることができる。また、切り欠き２５、２６を作る工程を別に設ける必要がないため、ヘッド製作に要する時間を節約でき、コストの削減を図れる。
【００３６】
また、本実施形態では、形成されるアライメントマークとなる切り欠き２５〜２７は、加工側の面（図１０の面）からみて長方形に形成しているが、Ｓｉ結晶の配向によっては長方形の穴を作ることが難しく、平行四辺形の加工しかできない場合があるが、この場合、複数の平行四辺形を連続的に形成し、それらを繋ぐ補助的なパターンを作ることで、擬似的な長方形を形成することができる。
【００３７】
また、アライメントマークとなる切り欠き２５〜２７の形状は矩形に限るものではなく、多角形、円形等様々な形状で形成することも可能である。
【００３８】
振動板５は、図５、図１２及び図１３に示すように、例えばＮｉの薄膜で形成され、個別の圧力室１６の壁部を形成し、エネルギー発生手段である圧電素子７の変位を圧力室１６へと伝達する機能を有している。また、ノズル板３と同様な位置に、アライメントマークと２１〜２３と同様なアライメントマーク２９、３０、３１を形成している。
【００３９】
この振動板５もノズル板３と同様に電鋳で形成しているが、これに限るものではなく、樹脂やＳＵＳ等、様々な部材で形成することが可能である。
【００４０】
圧電素子７はノズル孔２の列に対応するように配置している。具体的には、図５、図１４及び図１５に示すように、基板８上に接合した２つの圧電素子部材１８、１８に対して所定のピッチで溝１９を形成することで櫛歯状に溝加工することで個々の圧電素子７を形成している。
【００４１】
ここで、ノズル孔２の並び方向に沿う圧電素子部材１８、１８間の隙間３３の両端側開口と、圧電素子部材１８、１８にダイシングなどで溝１９を加工するときに、ノズル孔２の並び方向と直交する方向に形成した溝３４の開口を、それぞれ接着面と平行な方向から見ることのできる位置合わせ用の切り欠き（アライメントマーク）として使用する。
【００４２】
つまり、本実施形態ではエネルギー発生手段としての圧電素子７を設ける部材である２つの圧電素子部材１８，１８にアライメントマークを設けた構成とし、かつ、２つの圧電素子部材１８，１８間の隙間３がアライメントマークを兼ねる構成としている。なお、圧電素子部材１８自体をエネルギー発生手段と見た場合にはエネルギー発生手段に位置合わせ用の切り欠き（アライメントマーク）を設けていることになる。            
【００４３】
そこで、このヘッド１における各部材の接合方法について説明する。
先ず、流路板４と振動板５とを接合する。流路板４のアライメントマーク２５、２６、２７が形成されている面（振動板５との接合面）に接着剤を塗布し、流路板４のアライメントマーク２５、２６、２７と振動板５のアライメントマーク２９、３０、３１を、図５の矢印Ａ、Ｂ、Ｃの方向からＣＣＤカメラなどの撮像手段で撮像して画像処理を行い、図５のＺ方向に押圧することで精度良く接合する。
【００４４】
次に、振動板５を接合した流路板４にノズル板３を接合する。流路板４のアライメントマーク２５、２６、２７が形成されていない面に接着剤を塗布し、アライメントマーク２５、２６、２７と、ノズル板３のアライメントマーク２１、２２、２３を、図５の矢印Ａ、Ｂ、Ｃの方向からＣＣＤカメラなどの撮像手段で撮像して画像処理を行い、図５のＺ方向に押圧することで精度良く接合する。
【００４５】
これにより、流路ユニット６が形成される。
【００４６】
次に、圧電素子７を含むアクチュエータユニット１０と流路ユニット６とを接合する。圧電素子７の上面に接着剤を塗布し、流路板４に形成されたアライメントマーク２５、２６、２７と、圧電素子部材１８、１８の間隙で形成される溝３３とダイシングによって形成された溝３４を、図５の矢印Ａ、Ｂ、Ｃの方向からＣＣＤカメラで撮像して画像処理を行い、図５のＺ方向に押圧することで精度良く接合する。
【００４７】
このように、圧力室を形成する部材とエネルギー発生手段又はエネルギー発生手段を設ける部材の双方に、接着面に平行な方向から見ることのできる少なくとも三箇所のアライメントマークである位置合わせ用の切り欠きを設けることにより、部材選定の自由度を高く保ち、かつ、部材点数を増やすことなく、位置決めや接合の精度を高く保つことができる。
【００４８】
また、流路ユニット６を形成した後に、アクチュエータユニット１０やフレーム１５との接合を実施することができるため、部材の組立工程における圧力室１６を含む流路ユニット６へのゴミ等の不純物の混入を抑えて、歩留まりを向上させることができ、信頼性の高いインクジェットヘッドを作製することが可能となる。
【００４９】
次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの第２実施形態について、図１６を参照して説明する。なお、図１６は同実施形態の説明に供するヘッドの流路板の斜視説明図である。
本実施形態の流路板４０は、個別の圧力室１６及びインク供給路１７に連続する流路４１をそのまま圧力室１６の並び方向に沿う端面まで延ばして形成することで開口４２を形成し、この開口４１がアライメントマークを兼ねる構成としている。
【００５０】
このような構成にすることにより、第１実施形態のようなアライメントマークとしての切り欠きを設けなくとも、図１６におけるＸ方向への位置合わせについては、この開口４２がアライメントマークを兼ねることにより、各部材を精度良く接合することができる。
【００５１】
また、Ｙ方向及びθ方向については、第１実施形態において用いた流路板４と同様に、流路板４０の個別の圧力室４１の並び方向の端面にアライメントマーク２５、２６（２６は図示していない。）を形成して、これらのアライメントマーク２５、２６を用いて位置合わせをする。
【００５２】
次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドの第３実施形態について、図１７を参照して説明する。なお、図１７は同実施形態の説明に供する平面説明図である。
上述した各実施形態では、流路板４と振動板５とを接合する工程において、二つの部材の幅が異なる場合、流路板４のアライメントマーク２７と振動板５のアライメントマーク３１を、図５の矢印Ａの方向から見たときにＣＣＤカメラのピントがどちらか一方のアライメントマークにしか合わない可能性がある。また、二つの部材の長さが異なれば、流路板４のアライメントマーク２５、２６と振動板のアライメントマーク２９、３０についても同様のことが生じる可能性がある。
【００５３】
そこで、本実施形態においては、振動板５には、切り欠きの形状が長方形ではなく、例えば、平面形状で先端が細くなっている形状のアライメントマーク５５、５７を設ける。このアライメントマーク５５、５７の先端は流路板４の端面まで臨む位置とすることで、流路板４に設けられたアライメントマーク２５、２７と振動板５のアライメントマーク５５、５７は同じ位置か重なり合う位置にすることができる。なお、流路板４、振動板５のアライメントマーク５５、５７とノズル列並び方向の反対側の端面には前記第1実施形態で説明したと同様なアライメントマークを設けるが、図示を省略している。
【００５４】
このように構成することで、図１７の矢印Ａ、Ｂの方向からＣＣＤカメラで見たときにピントが合い、流路板４と振動板５を精度良く接合することができる。なお、アライメントマークとなる切り欠きの形状は、上記形状に限るものではなく、同様の効果が得られるものであれば、他の形状でも構わない。
【００５５】
また、このような構成は、流路ユニット６とアクチュエータユニット１０の関係でも適用することができる。つまり、流路ユニット６とアクチュエータユニット１０を接合する際に、先の実施形態では、流路板４のアライメントマーク２５、２６、２７とアクチュエータユニット１０のアライメントマーク３３、３４、３５を見て合わせていたが、このような場合にも、ピントが合わない可能性がある。
【００５６】
そこで、流路板４に、図示しないが、上記の振動板５のアライメントマーク５５、５６、５７と同様の形状のアライメントマークを設けて、圧電素子７のアライメントマークと位置合わせをすることができる。
【００５７】
なお、上述したピントが合わない可能性を解決するためには、例えば、ＣＣＤカメラで取り込んだ流路板４のアライメントマーク２５、２６、２７の画像を記憶装置に記憶しておき、同一のカメラでアクチュエータユニット１０や振動板５のアライメントマークを見て、先に記憶した流路板４のアライメントマークを呼び出して、画像処理を実施し、接合を行うことも可能である。
【００５８】
また、上記各実施形態では圧電素子をエネルギー発生手段に用いたヘッド構成で説明したが、発熱抵抗体をエネルギー発生手段に用いるヘッド構成でも、圧力室を形成する部材と発熱抵抗体を設ける部材との有する場合には、同様に適用することができる。
【００５９】
次に、本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えた液体吐出装置としての本発明に係る画像形成装置としてのインクジェット記録装置について図６及び図７を参照して説明する。なお、図６は同画像形成装置の機構部の全体構成を説明する構成図、図７は同装置の要部平面説明図である。
【００６０】
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とステー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に取り付けたプーリ１０６ａと他方側に配置したプーリ１０６ｂとの間にタイミングベルト１０５にキャリッジ１０３を取り付けて、主走査モータ１０４でタイミングベルト１０５を介してキャリッジ１０３をキャリッジ主走査方向に移動走査する。
【００６１】
このキャリッジ１０３には、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本発明に係る液滴吐出ヘッドである４個のインクジェットヘッドからなる記録ヘッド１０７を複数の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。
【００６２】
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。
【００６３】
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枚づつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）１１３及び給紙コロ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は給紙コロ１１３側に付勢されている。
【００６４】
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。
【００６５】
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、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。
【００６６】
この搬送ベルト１２１は、抵抗制御を行っていない純粋な厚さ４０μｍ程度の樹脂材、例えばＥＴＦＥピュア材で形成した用紙吸着面となる表層２１ａと、この表層と同材質でカーボンによる抵抗制御を行った裏層（中抵抗層、アース層）とを有している。
【００６７】
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２１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、搬送ローラ１２７はアースローラの役目も担っており、搬送ベルト１２１の中抵抗層（裏層）と接触配置され接地している。
【００６８】
また、搬送ベルト２１の裏側には、記録ヘッド１０７による印写領域に対応してガイド部材１３６を配置している。このガイド部材１３６は、上面が搬送ベルト１２１を支持する２つのローラ（搬送ローラ１２７とテンションローラ１２８）の接線よりも記録ヘッド１０７側に突出している。これにより、搬送ベルト１２１は印写領域ではガイド部材１３６の上面にて押し上げられてガイドされる。
【００６９】
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１４２及び排紙コロ１４３と、排紙される用紙１１２をストックする排紙トレイ１４４とを備えている。また、背部には両面給紙ユニット１５１が着脱自在に装着されている。この両面給紙ユニット１５１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。
【００７０】
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。
【００７１】
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が給送されることで、用紙１１２が搬送ベルト１２１に静電的に吸着され、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。
【００７２】
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１２を排紙トレイ１４４に排紙する。
【００７３】
このように、この画像形成装置では、本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドを搭載しているので、高品質で信頼性の高い画像形成装置を得ることができる。
【００７４】
なお、ここでは画像形成装置であるインクジェット記録装置について説明しているが、これに限るものではない。インク等の液体の付与が行われる被記録媒体としては、各種の紙やＯＨＰシート、コンパクトディスクや装飾板等に用いられるプラスチック材、布帛、アルミニウムや銅等の金属材、牛皮、豚皮、人工皮革等の皮革材、木、合板等の木材、竹材、タイル等のセラミックス材、スポンジ等の三次元構造体等を用いることができる。
【００７５】
また、画像形成装置には、各種の紙やＯＨＰシート等に対して記録を行うプリンタ装置、コンパクトディスク等のプラスチック材に記録を行うプラスチック用記録装置、金属板に記録を行う金属用記録装置、皮革に記録を行う皮革用記録装置、木材に記録を行う木材用記録装置、セラミックス材に記録を行うセラミックス用記録装置、スポンジ等の三次元網状構造体に対して記録を行う記録装置、または布帛に記録を行う捺染装置等をも含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に係る液滴吐出ヘッドの斜視説明図である。
【図２】同ヘッドの分解斜視説明図である。
【図３】同ヘッドのフレームの平面説明図である。
【図４】同ヘッドのフレームの側面説明図である。
【図５】同ヘッドの要部分解斜視説明図である。
【図６】同ヘッドのノズル板の斜視説明図である。
【図７】同ノズル板の要部平面説明図である。
【図８】同ヘッドの流路板の斜視説明図である。
【図９】同流路板の要部平面説明図である。
【図１０】同流路板の要部底面説明図である。
【図１１】同流路板の側面説明図である。
【図１２】同ヘッドの振動板の斜視説明図である。
【図１３】同振動板の要部平面説明図である。
【図１４】図５のＡ方向から見た同ヘッドの分解説明図である。
【図１５】図５のＢ方向から見た同ヘッドの分解説明図である。
【図１６】本発明の第２の実施形態の説明に供する流路板の斜視説明図である。
【図１７】本発明の第３の実施形態の説明に供する平面説明図である。
【図１８】本発明に係る画像形成装置の機構部の一例を示す概略構成図である。
【図１９】同装置の機構部の説明に供する平面説明図である。
【図２０】従来の液滴吐出ヘッドの説明に供するノズル板の斜視説明図である。
【図２１】同ノズル板の要部平面説明図である。
【図２２】同ヘッドの流路板の斜視説明図である。
【図２３】同流路板の要部平面説明図である。
【図２４】同流路板の要部底面説明図である。
【図２５】同ヘッドの振動板の斜視説明図である。
【図２６】同振動板の要部平面説明図である。
【図２７】同ヘッドのアクチュエータユニットの説明に供する平面説明図である。
【図２８】同アクチュエータユニットの圧電素子部材の要部拡大平面説明図である。
【図２９】同ヘッドの接合工程の説明に供する分解斜視説明図である。
【図３０】同ヘッドの組み立て工程の説明に供する要部平面説明図である。
【符号の説明】
【００７７】
１…液滴吐出ヘッド
２…ノズル孔
３…ノズル板
４…流路板
５…振動板
６…流路ユニット
７…圧電素子
８…基板
９…ＦＰＣ
１０…アクチュエータユニット
１１…空間
１２…共通液室
１３…供給口
１４…上半面
１５…フレーム
１６…圧力室
２１、２２、２３…ノズル板のアライメントマーク
２５、２６、２７…流路板のアライメントマーク
２９、３０、３１…振動板のアライメントマーク
３３…圧電素子部材間の隙間
３４…溝
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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