(57)【要約】      （修正有）【課題】静電アクチュエータを用いた液体吐出ヘッドを高速駆動する。【解決手段】可変電極５と、可変電極５に所定のギャップ６をおいて対向する固定電極である対向電極７とを備え、可変電極５の液室側の液室短辺方向端部には、可変電極５の液室３側への変位を抑制する構造として、可変電極５を構成する平板状部分５ａの液室側表面の短辺方向端部のみに引張応力を有する膜５ｂを設け、残留振動時の前記可変電極５の前記対向電極７とは逆側への変位を物理的に抑えた。【選択図】図１
2009220336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出するノズルと、
前記に連通する液室と、
前記液室の少なくとも１つの壁部を形成する可動性の可変電極及び前記可変電極に対向して前記液室外に設けられた対向電極を含む静電アクチュエータと、を備え、
前記可変電極の液室側の液室短辺方向端部には、前記可変電極の液室側への変位を抑制する構造が設けられている
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、前記可変電極の液室側への変位を抑制する構造が、前記可変電極の液室側表面の短辺方向端部のみに形成された引張応力を有する膜であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項３】
請求項２に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記引張応力を有する膜を形成した前記可変電極の液室側表面に、さらに異なる引張応力を有する膜が積層されていることを特徴と液体吐出ヘッド。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記可変電極の液室短辺方向の端部のみに形成された引張応力を有する膜が、複数の前記液室を隔てる隔壁形成領域部ま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５】
請求項２ないし４のいずれかに記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記可変電極の液室短辺方向の端部のみに形成された引張応力を有する膜の材料がシリコン窒化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に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記可変電極の液室側への変位を抑制する構造が、前記液室側に設けられ前記可変電極の変位時に前記可変電極に当接し変位を抑制するストッパ部材であることを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項７】
請求項６に記載の液体吐出ヘッドにおいて、前記ストッパ部材が、前記可変電極の形成された部材と前記液室が形成された部材との間に設けられた間材に設けら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１ないし７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画像形成装置に関し、特に静電アクチュエータを含む液体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、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙（紙に限定するものではなく、ＯＨＰなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。）に対して吐出して、画像形成（記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。）を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。
【０００３】
なお、本願において、「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること（単に液滴を媒体に着弾させること）をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限らず、記録液、定着処理液、液体などと称されるものなど、画像形成を行うことができるすべての液体の総称として用い、例えば、ＤＮＡ試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。
【０００４】
一般に液体吐出ヘッドは、液体を液滴として吐出する複数設けられたノズル（ノズル孔）と、各ノズルが連通する独立した個別液室などの流路と、個別液室内のインクを加圧するエネルギーを発生する圧力発生手段（アクチュエータ）とを備えている。なお、アクチュエータとしては、圧電素子等の電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ、またはヒータ等の電気熱変換素子などからなるサーマルアクチュエータ、可変電極と対向電極の静電力を使用する静電アクチュエータなどがあり、画像情報によって素子を駆動させること利用し、複数のノズル孔から選択的に液体を吐出できるものである。
【０００５】
ところで、静電アクチュエータを用いる静電型液体吐出ヘッドにおいては、駆動電圧の上昇を避けるために、液室の壁部を構成する一方の電極を兼ねる可動板（以下「可変電極」という。）の剛性を下げた構成で使用される。この可変電極はインクが移動する流路系の一部を成すものであり、流路系がこの機械的容量の大きい可変電極を含む結果、流路系全体の機械的容量と音響的容量の和を大きく上げてしまうことになる。このことは、流路系全体の共振周波数を下げてしまうことを意味し、アクチュエータが液滴を吐出できる最短時間の間隔を長くしてしまう。つまり、印字速度を上げるときの制限になっている。
【０００６】
一方で、この可変電極は剛性が低いために、流路系から働く圧力によりその動作が影響を受け易いものとなっている。そして、このことが静電力を利用した液体吐出ヘッドにおいて、更に印字速度を上げ難い要因となっている。
【０００７】
ここで、一般的な静電型液体吐出ヘッドの構成について図１０を参照して説明する。
可変電極５０１と、可変電極５０１にギャップ（空隙）５０２を介して対向する固定電極（対向電極）５０３とで構成される静電アクチュエータを含むアクチュエータ基板５０４に、液室５０５を形成するための流路板５０６、ノズル５０７を形成するためのノズル板５０８を積層することで、インク滴５０９を吐出することのできる液体吐出ヘッドが構成される。
【０００８】
このヘッドにおいては、対向配置された固定電極５０２と可変電極５０１間に電圧を印加すると静電力が発生し、可変電極５０１は破線図示で示す可変電極５０１Ａのように変位し、ここで印加電圧をＯＦＦすると、変位していた可変電極５０１Ａは元の可変電極１５０１の位置（実線図示の位置）に戻る。この可変電極５０１が戻る際の機械的な力を利用して、液室５０５内のインクを加圧することでノズル６０７からインク滴５０９として吐出させ、記録媒体Ｐに付着させる。
【０００９】
ここで、印加電圧をＯＦＦした際に、液室５０５内に生じる残留圧力振動の存在により、高周波駆動が制限されることは一般的に知られている。つまり、先に印加された電圧が引き起こした残留圧力振動の状態により、後続の印加電圧波形が同じであっても、その吐出特性が変化してしまうため、何らかの形で残留圧力振動に対処する必要がある。
【００１０】
例えば、次のように、残留圧力振動周期に合わせて駆動電圧を印加することは基本的な対策として知られている。特許文献１に記載のものは、駆動電圧パルスのパルス間隔を、インク圧力変動の固有周期あるいは固有振動数に基づき決定している。
【特許文献１】特開２００４−３０６３７５号公報
【００１１】
特許文献２に記載のものは、各インク液滴を吐出させるために印加される第１〜第ｎ番目までの各駆動電圧パルスの各パルス間隔を、インク液滴吐出後の前記振動板電極の残留振動波形に基づき設定している。
【特許文献２】特開２００５−３０５８６６号公報
【００１２】
特許文献３に記載のものは、圧電アクチュエータを用いたものであるが、これも駆動波形の設定によって対処するものである。
【特許文献３】特開２００２−２５４６１３号公報
【００１３】
一方で、積極的に残留振動を低減させる構成も知られている。例えば、特許文献４に記載のものは、印加する駆動電圧の設定により、可変電極が固定電極に接触している状態を平衡位置となるようにしている。
【特許文献４】特開２０００−１５３６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述した残留圧力振動により高周波駆動が困難になるという課題に対しては、駆動波形の設定による対処が一般的であるが、圧力発生手段として静電アクチュエータを用いた場合、これらの対策は十分ではない。
【００１５】
つまり、図１５を参照して、印加していた電圧をＯＦＦすると、可変電極５０１が平衡位置（実線図示の可変電極５０１の位置）に戻る前に残留振動を伴うが、静電アクチュエータでは可変電極の剛性が低いために、残留振動時の可変電極の対向電極とは逆側（液室５０５側）への変位（仮想線図示の可変電極５０１Ｂの位置への変位）は、平衡位置から対向電極５０３までの変位量に相当する程になる。当然、これだけの距離を移動するのに或る程度の時間を要してしまい、駆動周波数を上げる場合の制限となる。
【００１６】
しかしながら、より問題なのは、静電力は電極間距離の２乗に逆比例するので、可変電極が固定電極と逆方向を変位移動している間は電圧を印加しても小さな静電力しか発生せず、可変電極は印加電圧の影響をほとんど受けないことである。つまり、電圧を印加しても可変電極を制御できないことになる。したがって、可変電極が対向電極逆側を変位している間は、単純に時間をロスすることになり、それだけ駆動周波数を上げることができないのである。
【００１７】
これは駆動波形の設定では回避できない課題である。圧電アクチュエータに関する特許文献４に記載された方法等で残留振動を低減させる場合でも、可変電極が固定電極逆側に変位してから、平衡位置に戻るまでの振動板変位のほぼ半周期は、電圧を印加しても静電力が小さいため、待つ必要がある。
【００１８】
この場合、圧力発生手段が圧電素子であれば、残留圧力振動の状態に依らず、同じ電圧の印加により圧電素子は同じ動作をするので、振動板の動作の制御が可能である。つまり、上述したような問題は、特に剛性の低い可変電極を有する静電アクチュエータを使用することから生じる特有の課題といえる。
【００１９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、静電アクチュエータを用いるヘッドの高速駆動を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
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、
液滴を吐出するノズルと、
前記に連通する液室と、
前記液室の少なくとも１つの壁部を形成する可動性の可変電極及び前記可変電極に対向して前記液室外に設けられた対向電極を含む静電アクチュエータと、を備え、
前記可変電極の液室側の液室短辺方向端部には、前記可変電極の液室側への変位を抑制する構造が設けられている
構成とした。
【００２１】
ここで、前記可変電極の液室側への変位を抑制する構造が、前記可変電極の液室側表面の短辺方向端部のみに形成された引張応力を有する膜である構成とできる。この場合、前記引張応力を有する膜を形成した前記可変電極の液室側表面に、さらに異なる引張応力を有する膜が積層されている構成とできる。また、前記可変電極の液室短辺方向の端部のみに形成された引張応力を有する膜が、複数の前記液室を隔てる隔壁形成領域部まで形成されている構成とできる。また、前記可変電極の液室短辺方向の端部のみに形成された引張応力を有する膜の材料がシリコン窒化膜である構成とできる。
【００２２】
また、前記可変電極の液室側への変位を抑制する構造が、前記液室側に設けられ前記可変電極の変位時に前記可変電極に当接し変位を抑制するストッパ部材である構成とできる。この場合、前記ストッパ部材が、前記可変電極の形成された部材と前記液室が形成された部材との間に設けられた間材に設けられている構成とできる。
【００２３】
本発明に係る画像形成装置は、本発明に液体吐出ヘッドを備えているものである。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る液体吐出ヘッドによれば、可変電極の液室側の液室短辺方向端部には、可変電極の液室側への変位を抑制する構造が設けられているので、残留振動時の可変電極の対向電極とは逆側への変位を物理的に抑えることができ、高速駆動が可能になる。
【００２５】
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、高速印刷を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、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３を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドの変電極短辺方向に沿う断面説明図、図２は静電アクチュエータ部分の斜視説明図、図３は同じく静電アクチュエータ部分の断面説明図である。
【００２７】
この液体吐出ヘッドは、インク滴を吐出するノズル１を形成したノズル板２と、このノズル１が連通する液室３を形成する流路板４と、液室３の１つの壁面（壁部）を形成する振動板を兼ねる可変電極５と、この可変電極５に所定のギャップ６をおいて対向する固定電極である対向電極７とを備え、可変電極５及び対向電極７はアクチュエータ基板８に設けられ、可変電極５と対向電極７及びアクチュエータ基板８によって静電型アクチュエータ１０が構成される。
【００２８】
可変電極５の液室側の液室短辺方向端部には、可変電極５の液室３側への変位を抑制する構造として、図２及び図３にも示すように、可変電極５を構成する平板状部分５ａの液室側表面の短辺方向端部のみに引張応力を有する膜５ｂが設けられている。この引張応力を有する膜５ｂは複数の液室４を隔てる隔壁形成領域部（隔壁部）４ａまで形成されている
【００２９】
なお、振動板は全体を可変電極５とすることもできるし、複層構造にして一部を可変電極５とすることもできる。また、振動板はシリコン基板の異方性エッチングなどで流路板４と一体形成することもできるが、ここでは、犠牲層エッチングを用いてアクチュエータ基板８と一体に形成している。
【００３０】
この液体吐出ヘッドにおいては、振動板を兼ねた可変電極５と対向電極７との間にヘッド駆動回路から所定の駆動パルスを印加することによって、可変電極５と対向電極７との間に静電力が生じて、可変電極５が対向電極７側に当接するまで変位し（破線図示の状態）、駆動パルスが立ち下がることによって静電力が消失することにより、可変電極５が自身の機械的復元力によって液室３側に復元するので、この可変電極（振動板）５の機械的な力によって液室３内のインクが加圧されて、ノズル１から液滴９（又は連続する複数の液滴）が吐出され、被記録媒体Ｐに着弾する。
【００３１】
この液体吐出ヘッドにおいては、上述したように、可変電極５は、可変電極全域で一様な平板状部分５ａと、液室側の短辺方向の端部のみに設けられた引張応力を有する膜（引張応力膜という。）５ｂとを有する。
【００３２】
ここで、図４に示すように、平板１１Ｘに引張応力を有する膜１１Ｙを積層すると、引張応力を有する膜１１Ｙを積層した側を谷とするような初期撓みが生じてしまうことが一般的に知られている。つまり、そのような状態では、積層板は平板１１Ｘ側を山とする方向へは変位し易いが、膜１１Ｙ側を山とする方向へは相対的に変位し難くなる。
【００３３】
上述した可変電極５では、引張応力膜５ｂを液室側短辺方向端部のみに形成している。このことは、次の理由による。つまり、引張応力膜５ｂを平板状部分５ａの全体に形成する、つまり、可変電極５自体を引張応力膜５ｂを有する積層膜とした場合、上述したように大きな初期撓みが発生してしまい、平衡状態において可変電極５が対向電極７側に接触する、つまり、駆動電圧の印加にかかわらず、可変電極５が変位した状態になるという不具合が生じやすい。さらに、引張応力膜５ｂを全域に形成すると、可変電極５全体が割れ易いものとなってしまうためである。
【００３４】
このように、可変電極５の液室側短辺方向端部のみに引張応力膜５ｂを有することで、可変電極５は対向電極７側へは撓み易く、その逆側へは撓み難いものとなる。
【００３５】
これにより、液滴吐出時、両電極５、７間に印加した電圧をＯＦＦした時、可変電極５が対向電極７と逆方向に変位するときの変位量が小さくなる。このことは、液室３の共振周波数が高くなることを意味する。また、対向電極７と逆方向に変位する変位量が小さいことで、可変電極５はより速く印加された電圧が大きな静電力を発生する位置に戻ることができ、この電圧印加により可変電極５の残留振動を制御することも可能になる。結果として、最高駆動周波数を高くすることができるようになる。
【００３６】
ここで、引張応力膜５ｂを形成する材料としては、大きな引張応力を有する窒化シリコン膜が好ましい。引張応力膜５ｂの可変電極短辺方向長さは、可変電極５の短辺方向長さにもよるが、実験による、その１０％程度或いは１０μｍ以下が良い。可変電極短辺方向長さが長くても、幅１０μｍ以上になると、可変電極５の全面に積層した場合と同様の不具合が生じ易くなる。
【００３７】
次に、この液体吐出ヘッドにおける静電アクチュエータの製造工程の概略について図５を参照して説明する。
図５（ａ）に示すように、図示しないシリコン基板上に熱酸化膜３０を形成し、その上に対向電極（固定電極）７の導電層となるポリシリコン層３１を厚さ０．５μｍで積層し、更に絶縁膜となるＳｉＯ２膜３２を厚さ０．１５μｍで積層する。更に、可変電極５と対向電極７との間のギャップ６を形成するための犠牲層４１としてポリシリコン層を０．２５μｍ厚で積層する。
【００３８】
次に、図５（ｂ）に示すように、犠牲層４１上に、可変電極（振動板）５の各層を成す材料を積層する。まず、絶縁膜となるＳｉＯ２膜２１を０．１５μｍ、導電層となるポリシリコン膜２２を０．２μｍ、引張内部応力を有するＳｉ３Ｎ４膜２３を可変電極全面に０．１３μｍ、ＳｉＯ２膜２４を０．６μｍ、順次積層形成している。
【００３９】
そして、図５（ｃ）に示すように、可変電極５の短辺方向両端部に、引張応力を有するＳｉ３Ｎ４膜２５を厚さ０．０７μｍで積層している。なお、可変電極５の短辺長は６０μｍであり、Ｓｉ３Ｎ４膜２５の幅は両端部共に６μｍとしている。
【００４０】
その後、図５（ｄ）に示すように、犠牲層４１を除去するための図示しない犠牲層除去孔を通して犠牲層４１（ポリシリコン膜）をＩＣＰによりエッチングし、ギャップ６を形成する。
【００４１】
この構成を採る静電アクチュエータを複数集積して液体吐出ヘッドとした。なお、導電層であるポリシリコン膜３１及びポリシリコン膜２２には電気伝導率を上げるため、Ａｓを注入している。
【００４２】
この場合、静電アクチュエータでは、可変電極５或いは対向電極（固定電極）７のいずれか一方を、全アクチュエータの共通電極として利用する場合が多い。ここでは、作製したヘッドにおいて、可変電極５を共通電極とし、固定電極７をアクチュエータ毎の個別電極として使用している。
【００４３】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第２実施形態について図６を参照して説明する。なお、図６は同ヘッドの静電アクチュエータ部分の断面説明図である。
ここでは、可変電極５の液室側表面に弱い引張応力を有する膜１５を全面に積層している。したがって、可変電極５の液室側短辺方向端部では引張応力膜５ｂと弱い引張応力を有する膜１５との積層膜を設けた構造になる。
【００４４】
つまり、吐出する液の特性によるが、通常インクジェット記録に用いるインクは強いアルカリ性を示す場合が多い。その場合、耐アルカリ性を有する材料を可変電極５の個別電極７とは逆側（液室側）全面に設ける必要がある。このような場合にも、弱い引張応力を有する膜１５を可変電極５の固定電極逆側最外部に設けることで、上述したことと同様の効果を得ることができる。耐アルカリ性を示し、弱い引張応力を有する材料膜としては、樹脂膜が好ましい。
【００４５】
次に、この液体吐出ヘッドにおける静電アクチュエータの製造工程の概略について図７を参照して説明する。
この製造工程では、図７（ａ）ないし（ｄ）までの工程で前述した図５（ａ）ないし（ｄ）と同じ工程を実施し、その後、図７（ｅ）に示すように、耐アルカリ性を有する樹脂としてポリイミド材料を液体状態で、スピンコートで塗布し、熱処理により材料のイミド化を行い、弱い引張応力を有する膜１５として耐アルカリ層２６を厚さ１μｍで形成している。
【００４６】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第３実施形態について図８及び図９を参照して説明する。なお、図８は同ヘッドの変電極短辺方向に沿う断面説明図、図９はストッパ部を構成する間材の底面説明図である。
ここでは、可変電極５の液室側の液室短辺方向端部には可変電極５の液室側への変位を抑制する構造として、アクチュエータ基板８の可動電極５と流路板４の液室間隔壁４ａとの間に、液室側に設けられ、可変電極５の変位時に可変電極５に当接し変位を抑制するストッパ部材となるツメ状突起部６２ａを有する間材６１が接合されている。
【００４７】
この間材６１のツメ状突起部（ストッパ部）のは、６２ａと可変電極５及び流路板４間に接合する部分（基部）との間にはストッパ部６２ａより厚みが薄い部分６２ｂが形成されている。この厚みが薄い部分６２ｂは、接合時の接着剤のはみ出しから逃げるために設けられた部分であると同時に、後述するように、接着剤転写の際のアライメントズレを吸収するためでもある。なお、薄い部分６２ｂ及びストッパ部６２ａはいずれも可変電極５とは接合されていない。
【００４８】
また、このストッパ部６２ａは、可変電極５の長辺方向では、図９に示すように、液室の両端部に交互に配置されており、複数のストッパ部６２ａは１つの間材６１に一体的に設けられている。この場合、ツメ状突起部（ストッパ部材）６２ａの可変電極長辺方向間隔は可変電極短辺長の２倍以下とすることが実験の結果好ましいことが判明した。
【００４９】
このように構成したので、ヘッドを駆動したとき、電圧ＯＦＦにより生じる可変電極５の残留振動において、対向電極７と反対側（液室側）への変位は、ストッパ部材となるツメ状突起部６２ａに当接することで大きく制限されることになり、流路系全体のコンプライアンスが減少することと、可変電極５が電圧印加により大きな静電力を得られる位置（図８で右側部分の平行位置）に常に存在するため、制御し易いことから、高速駆動が可能となる。
【００５０】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドの第４実施形態について図１０を参照して説明する。なお、図１０は同ヘッドにおけるストッパ部を構成する間材の底面説明図である。
前記第３実施形態ではツメ状突起部６２ａを片持ち梁状としたが、この実施形態では、両持ち（両側の液室隔壁部４ａで支持する）して可変電極５にブリッジ状にかかるように構成している。このようにしても前記第３実施形態と同様の作用効果が得られるが、製造上の歩留まりは前記第３実施形態の方が高くなるという結果が得られた。
また、ツメ状突起の可変電極長辺方向間隔は、可変電極短辺長の２倍以下とすべきである。
【００５１】
次に、前記第３実施形態の液体吐出ヘッドにおける静電アクチュエータの製造工程の概略について図１１を参照して説明する。
図１１（ａ）に示すように、図示しないシリコン基板上に熱酸化膜３０を形成し、その上に対向電極（固定電極）７の導電層となるポリシリコン層３１を厚さ０．５μｍで積層し、更に絶縁膜となるＳｉＯ２膜３２を厚さ０．１５μｍで積層する。更に、可変電極５と対向電極７との間のギャップ６を形成するための犠牲層４１としてポリシリコン層を０．２５μｍ厚で積層する。
【００５２】
次に、図１１（ｂ）に示すように、犠牲層４１上に、可変電極（振動板）５の各層を成す材料を積層する。まず、絶縁膜となるＳｉＯ２膜２１を０．１５μｍ、導電層となるポリシリコン膜２２を０．２μｍ、引張内部応力を有するＳｉ３Ｎ４膜２３を可変電極全面に０．１３μｍ、ＳｉＯ２膜２４を０．６μｍ、順次積層形成している。
【００５３】
その後、図１１（ｃ）に示すように、犠牲層４１を除去するための図示しない犠牲層除去孔を通して犠牲層４１（ポリシリコン膜）をＩＣＰによりエッチングし、ギャップ６を形成する。
【００５４】
その後、図１１（ｄ）に示すように、耐アルカリ性を有する樹脂としてポリイミド材料を液体状態で、スピンコートで塗布し、熱処理により材料のイミド化を行い、耐アルカリ層２６を厚さ１μｍで形成している。
【００５５】
この構成を採る静電アクチュエータを複数集積して液体吐出ヘッドとした。なお、導電層であるポリシリコン膜３１及びポリシリコン膜２２には電気伝導率を上げるため、Ａｓを注入している。
【００５６】
一方、間材６１は、シリコン基板を用いて作製した。前記第３実施形態の構成で、ツメ状突起部６２ａの可変電極長辺方向間隔は６０μｍとし、可変電極短辺方向両端において千鳥状に配置した。ツメ状突起部６２ａの可変電極短辺方向長さは７μｍ、厚さの薄い部分６１ｂの長さも６μｍである。また、シリコン基板の厚みは４００μｍであり、厚さの薄い部分６２ｂの厚みは３８０μｍとなるようにしている。なお、Ｓｉ基板を用いたが、安価なＳＵＳ材を用いることでヘッドのコストを下げることができる。
【００５７】
また、間材６１のツメ状突起部６２ａの部分に接着剤が塗布されていると、静電アクチュエータ１０との接合時、両者が接合されてしまうため、ツメ状突起部６２ａの部分に接着剤が塗布されないようにしている。これは、次の方法で行った。
【００５８】
オフセット印刷により、ゴムブランケットから図１２に示した形状を有する２次中間転写体６５に接着剤を塗布する。なお、この２次転写体６５はＳｉ基板から作製されており、エッチングにより深さ５０μｍの溝６６を形成している。この２次転写体６５から更に間材６１に接着剤を転写している。
【００５９】
なお、静電アクチュエータ１０と間材６１の接合には、厚さ１μｍ程度の接着剤で十分なので、２次転写体６５には３μｍの接着剤が塗布されるように設定した。また、２次転写体６５と間材６１の転写時のアライメントは±５μｍ以下に抑えることができるので、厚さの薄い部分６２ｂの可変電極短辺方向長さは７μｍで十分である。
【００６０】
このようにして、ツメ状突起部６２ａ及び厚さの薄い部分（切り欠き部、溝部）６２ｂの部分に接着剤を塗布することなく、その他の部分に接着剤を塗布することができる。
【００６１】
そして、静電アクチュエータ１０と間材６１を接合し、更に流路板４、ノズル板２を接合することで液体吐出ヘッドを作製した。
【００６２】
ここで、間材６１のストッパ部材（ツメ状突起部）６２ａの効果はドップラー振動計を用いて確認した。ここでは、静電アクチュエータ１０と間材６１のみを接合したアクチュエータを使用した。間材６１を接合したヘッドと、間材６１を接合していないヘッドを用いて、可変電極５の短辺方向中央部の残留振動を計測した。この結果、間材６１を接合したヘッドは、対向電極（固定電極）７と逆方向への変位が小さく、明らかに効果が有ることが確認できた。
【００６３】
次に、本発明に係る液体吐出ヘッドを備える画像形成装置の一例について図１３及び図１４を参照して説明する。なお、図１３は同装置の機構部の全体構成を説明する概略構成図、図１４は同機構部の要部平面説明図である。
この画像形成装置はシリアル型画像形成装置であり、左右の側板２０１Ａ、２０１Ｂに横架したガイド部材である主従のガイドロッド２３１、２３２でキャリッジ２３３を主走査方向に摺動自在に保持し、図示しない主走査モータによってタイミングベルトを介して矢示方向（キャリッジ主走査方向）に移動走査する。
【００６４】
このキャリッジ２３３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色のインク滴を吐出するための本発明に係る液体吐出ヘッドからなる記録ヘッド２３４ａ、２３４ｂ（区別しないときは「記録ヘッド２３４」という。）を複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
【００６５】
記録ヘッド２３４は、それぞれ２つのノズル列を有し、記録ヘッド２３４ａの一方のノズル列はブラック（Ｋ）の液滴を、他方のノズル列はシアン（Ｃ）の液滴を、記録ヘッド２３４ｂの一方のノズル列はマゼンタ（Ｍ）の液滴を、他方のノズル列はイエロー（Ｙ）の液滴を、それぞれ吐出する。
【００６６】
また、キャリッジ２３３には、記録ヘッド２３４のノズル列に対応して各色のインクを供給するためのサブタンク２３５ａ、２３５ｂ（区別しないときは「サブタンク２３５」という。）を搭載している。このサブタンク２３５には各色の供給チューブ３６を介して、各色のインクカートリッジ２１０ｋ、２１０ｃ、２１０ｍ、２１０ｙから各色のインクが補充供給される。
【００６７】
一方、給紙トレイ２０２の用紙積載部（圧板）２４１上に積載した用紙２４２を給紙するための給紙部として、用紙積載部２４１から用紙２４２を１枚ずつ分離給送する半月コロ（給紙コロ）２４３及び給紙コロ２４３に対向し、摩擦係数の大きな材質からなる分離パッド２４４を備え、この分離パッド２４４は給紙コロ２４３側に付勢されている。
【００６８】
そして、この給紙部から給紙された用紙２４２を記録ヘッド２３４の下方側に送り込むために、用紙２４２を案内するガイド部材２４５と、カウンタローラ２４６と、搬送ガイド部材２４７と、先端加圧コロ２４９を有する押さえ部材２４８とを備えるとともに、給送された用紙２４２を静電吸着して記録ヘッド２３４に対向する位置で搬送するための搬送手段である搬送ベルト２５１を備えている。
【００６９】
この搬送ベルト２５１は、無端状ベルトであり、搬送ローラ２５２とテンションローラ２５３との間に掛け渡されて、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。また、この搬送ベルト２５１の表面を帯電させるための帯電手段である帯電ローラ２５６を備えている。この帯電ローラ２５６は、搬送ベルト２５１の表層に接触し、搬送ベルト２５１の回動に従動して回転するように配置されている。この搬送ベルト２５１は、図示しない副走査モータによってタイミングを介して搬送ローラ２５２が回転駆動されることによってベルト搬送方向に周回移動する。
【００７０】
さらに、記録ヘッド２３４で記録された用紙２４２を排紙するための排紙部として、搬送ベルト２５１から用紙２４２を分離するための分離爪２６１と、排紙ローラ２６２及び排紙コロ２６３とを備え、排紙ローラ２６２の下方に排紙トレイ２０３を備えている。
【００７１】
また、装置本体の背面部には両面ユニット２７１が着脱自在に装着されている。この両面ユニット２７１は搬送ベルト２５１の逆方向回転で戻される用紙２４２を取り込んで反転させて再度カウンタローラ２４６と搬送ベルト２５１との間に給紙する。また、この両面ユニット２７１の上面は手差しトレイ２７２としている。
【００７２】
さらに、キャリッジ２３３の走査方向一方側の非印字領域には、記録ヘッド２３４のノズルの状態を維持し、回復するための維持回復機構２８１を配置している。この維持回復機構２８１には、記録ヘッド２３４の各ノズル面をキャピングするための各キャップ部材（以下「キャップ」という。）２８２ａ、２８２ｂ（区別しないときは「キャップ２８２」という。）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２８３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うときの液滴を受ける空吐出受け２８４などを備えている。
【００７３】
また、キャリッジ２３３の走査方向他方側の非印字領域には、記録中などに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うときの液滴を受ける液体回収容器であるインク回収ユニット（空吐出受け）２８８を配置し、このインク回収ユニット２８８には記録ヘッド２３４のノズル列方向に沿った開口部２８９などを備えている。
【００７４】
このように構成したこの画像形成装置においては、給紙トレイ２０２から用紙２４２が１枚ずつ分離給紙され、略鉛直上方に給紙された用紙２４２はガイド２４５で案内され、搬送ベルト２５１とカウンタローラ２４６との間に挟まれて搬送され、更に先端を搬送ガイド２３７で案内されて先端加圧コロ２４９で搬送ベルト２５１に押し付けられ、略９０°搬送方向を転換される。
【００７５】
このとき、帯電ローラ２５６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２５１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２５１上に用紙２４２が給送されると、用紙２４２が搬送ベルト２５１に吸着され、搬送ベルト２５１の周回移動によって用紙２４２が副走査方向に搬送される。
【００７６】
そこで、キャリッジ２３３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッド２３４を駆動することにより、停止している用紙２４２にインク滴を吐出して１行分を記録し、用紙２４２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２４２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２４２を排紙トレイ２０３に排紙する。
【００７７】
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、残留振動の影響が低減して、高い印字品質で、安定して高画質画像を形成することができる。
【００７８】
なお、上記実施形態では本発明をプリンタ構成の画像形成装置に適用した例で説明したが、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、レジスト、ＤＮＡ試料などを用いる画像形成装置にも適用することができる。さらに、ライン型液体吐出ヘッドやライン型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】
【００７９】
【図１】本発明に係る液体吐出ヘッドの第１実施形態の可変電極短辺方向に沿う断面説明図である。
【図２】同ヘッドの静電アクチュエータ部分の斜視説明図である。
【図３】同じく静電アクチュエータ部分の断面説明図である。
【図４】引張応力膜を積層したときの初期撓みの説明に供する説明図である。
【図５】同静電アクチュエータの製造工程の説明に供する説明図である。
【図６】本発明に係る液体吐出ヘッドの第２実施形態における静電アクチュエータ部分の説明図である。
【図７】同静電アクチュエータの製造工程の説明に供する説明図である。
【図８】本発明に係る液体吐出ヘッドの第３実施形態の可変電極短辺方向に沿う断面説明図である。
【図９】同ヘッドの間材の説明に供する底面説明図である。
【図１０】本発明に係る液体吐出ヘッドの第４実施形態における間材の説明に供する底面説明図である。
【図１１】第３実施形態に係る静電アクチュエータの製造工程の説明に供する説明図である。
【図１２】同じくヘッドの製造工程で用いる中間転写体の説明に供する説明図である。
【図１３】本発明に係る液体吐出ヘッドを備える画像形成装置の一例を示す機構部の全体構成を説明する概略構成図である。
【図１４】同じく機構部の要部平面説明図である。
【図１５】静電アクチュエータにおける可変電極の挙動の説明に供する説明図である。
【符号の説明】
【００８０】
１…ノズル
２…ノズル板
３…液室
４…流路板
５…可変電極
６…ギャップ
７…対向電極（固定電極）
５ａ…平板状部分
５ｂ…引張り応力を有する膜
６１…間材
６２ａ…ストッパ部材（ツメ状突起部）
２３４…キャリッジ
２３５…記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
【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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【図１５】
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