インクジェットヘッドの製造方法及びインクジェットヘッド並びに画像形成装置
【課題】せん断モード変形を利用したインクジェットヘッドの高解像化を実現する。
【解決手段】中間層を挟んで第１及び第２の圧電性材料基板が一体化されたアクチュエータ部材を形成した後、第１及び第２の圧電性材料基板のそれぞれに複数のインクチャンネルからなるチャンネル列を形成し、各インクチャンネルに駆動電極を形成するとともに、該駆動電極に接続した取出電極を形成し、前記アクチュエータ部材の両面のそれぞれに、各インクチャンネルの一壁面を構成するとともに各インクチャンネルに連通する共通流路を構成する蓋基板を接合し、各インクチャンネルに対応する部分にノズル孔を有するノズルプレートを前記アクチュエータ部材に接合するインクジェットヘッドの製造方法を提供することにより、前記課題を解決する。
【解決手段】中間層を挟んで第１及び第２の圧電性材料基板が一体化されたアクチュエータ部材を形成した後、第１及び第２の圧電性材料基板のそれぞれに複数のインクチャンネルからなるチャンネル列を形成し、各インクチャンネルに駆動電極を形成するとともに、該駆動電極に接続した取出電極を形成し、前記アクチュエータ部材の両面のそれぞれに、各インクチャンネルの一壁面を構成するとともに各インクチャンネルに連通する共通流路を構成する蓋基板を接合し、各インクチャンネルに対応する部分にノズル孔を有するノズルプレートを前記アクチュエータ部材に接合するインクジェットヘッドの製造方法を提供することにより、前記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電性材料からなる隔壁により隔てられた互いに並行する複数のインクチャンネルを有し、前記インクチャンネルの内壁に形成された駆動電極への駆動電圧に応じて、前記隔壁を変形させ、その変形にともなって前記インクチャンネル内に充填されているインクをそのインクチャンネルに連通したノズルより吐出させるインクジェットヘッドの製造方法及びインクジェットヘッド並びに画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドのノズルからインク液滴を記録媒体に向かって吐出することにより記録を行うものであり、記録動作時の騒音が低く、ランニングコストが安く、高解像、高品質な画像記録が可能であり、様々な分野で幅広く利用されている。
【０００３】
従来、インクジェットヘッドには、インク吐出原理として圧電素子のせん断モード変形を利用したものが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００４】
特許文献１には、圧電性材料からなる隔壁により隔てられた互いに並行する複数のインクチャンネルを有するインクジェットヘッドが記載されている。しかしながら、このインクジェットヘッドでは、複数のインクチャンネルが１列に並べられた構成となっているため、インクチャンネルとなる溝部を加工する切削手段（ダイサーなど）を改良してもノズルピッチを狭くするには限界があり、高解像度のインクジェットヘッドを実現することは困難である。
【０００５】
一方、特許文献２には、複数のインクチャンネルが２列に並べられたインクジェットヘッドが記載されている。このインクジェットヘッドによれば、２つの圧電性材料基板を貼り合わせた基板の両面のそれぞれに、複数のインクチャンネルからなるチャンネル列が形成されており、特許文献１に記載の構成に比べてノズルピッチを狭めることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−２５２７５０号公報
【特許文献２】特開２００２−１１８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載のインクジェットヘッドは、各圧電性材料基板に複数のインクチャンネルからなるチャンネル列をそれぞれ形成してから、チャンネル列が形成された圧電性材料基板同士を貼り合わせているため、位置合わせ時のばらつきや接着剤のばらつきによって、各インクチャンネルに対するノズルの位置がばらつく要因となり、吐出安定性が低下し、高解像度のインクジェットヘッドを実現することは難しい。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、せん断モード変形を利用したインクジェットヘッドの高解像化を実現することができるインクジェットヘッドの製造方法及びインクジェットヘッド並びに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】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、圧電性材料からなる隔壁により隔てられた互いに並行する複数のインクチャンネルを有し、前記インクチャンネルの内壁に形成された駆動電極への駆動電圧に応じて、前記隔壁を変形させ、その変形にともなって前記インクチャンネル内に充填されているインクをそのインクチャンネルに連通したノズルより吐出させるインクジェットヘッドの製造方法であって、第１の圧電性材料基板及び第２の圧電性材料基板が中間層を挟んで一体化されたアクチュエータ部材を形成するアクチュエータ部材形成工程と、前記アクチュエータ部材形成工程が行われた後、前記第１の圧電性材料基板に複数のインクチャンネルからなる第１のチャンネル列を形成するとともに、前記第２の圧電性材料基板に複数のインクチャンネルからなる第２のチャンネル列を形成するインクチャンネル形成工程と、各インクチャンネルに駆動電極を形成するとともに、該駆動電極に接続した取出電極を形成する電極形成工程と、前記アクチュエータ部材の両面のそれぞれに、各インクチャンネルの一壁面を構成するとともに各インクチャンネルに連通する共通流路を構成する蓋基板を接合する蓋基板接合工程と、各インクチャンネルに対応する部分にノズル孔を有するノズルプレートを前記アクチュエータ部材に接合するノズルプレート接合工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、第１の圧電性材料基板及び第２の圧電性材料基板が中間層を挟んで一体化されてから、各圧電性材料基板のそれぞれに複数のインクチャンネルが形成される。即ち、インクチャンネル形成後に圧電性材料基板同士を貼り合わせる工程が不要であるため、各インクチャンネルの位置合わせ時のばらつきや接着剤の厚みのばらつきの影響がなく、各インクチャンネルに対するノズルの位置精度が向上し、吐出安定性が高く、高解像度のインクジェットヘッドを実現することが可能となる。
【００１１】
本発明において、第１のチャンネル列を構成する各インクチャンネルと、第２のチャンネル列を構成する各インクチャンネルは、チャンネル列を構成する複数のインクが配列される方向（チャンネル列方向）に関して同一位置に配置されていてよいし、一方のチャンネル列の各インクチャンネルが他方のチャンネル列の各インクチャンネルに対してチャンネル列方向に所定のピッチ（例えば１／２ピッチ）をずらして配置されていてもよい。ここでいう「ピッチ」とは、同一チャンネル列において隣接するインクチャンネル同士の間隔をいう。
【００１２】
また、「蓋基板」は、１つの基板で構成されていてもよいし、複数の基板で構成されていてもよい。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法の一態様に係り、前記第１のチャンネル列を構成する各インクチャンネルと、前記第２のチャンネル列を構成する各インクチャンネルは、チャンネル列を構成する複数のインクチャンネルが配列される方向に関して、一方のチャンネル列のインクチャンネルが他方のチャンネル列のインクチャンネルと同一位置とならないように交互に配置された構成となっていることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、各インクチャンネルが千鳥状に配置されるため、ノズルピッチを狭めることができ、インクジェットヘッドの高解像化が可能となる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの製造方法の一態様に係り、前記アクチュエータ部材形成工程は、分極用の外部電極を形成する工程と、圧電性材料基板を構成する圧電体を分極処理する工程と、前記分極処理後に前記外部電極を取り除く工程とを含むことを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、外部電極を用いて圧電体の分極処理を行うことができるとともに、分極処理後に外部電極を取り除くことにより、隣接するインクチャンネル同士の駆動電極が導通するのを防ぐことができる。
【００１７】
また、前記目的を達成するために、本発明に係るインクジェットヘッド（請求項４に記載の発明）は、圧電性材料からなる隔壁により隔てられた互いに並行する複数のインクチャンネルを有し、前記インクチャンネルの内壁に形成された駆動電極への駆動電圧に応じて、前記隔壁を変形させ、その変形にともなって前記インクチャンネル内に充填されているインクをそのインクチャンネルに連通したノズルより吐出させるインクジェットヘッドであって、第１の圧電性材料基板及び第２の圧電性材料基板が中間層を挟んで一体化され、前記第１の圧電性材料基板に複数のインクチャンネルからなる第１のチャンネル列が形成されるとともに、前記第２の圧電性材料基板に複数のインクチャンネルからなる第２のチャンネル列が形成され、さらに、各インクチャンネルに駆動電極が形成されるとともに該駆動電極に電気的に接続される取出電極が形成されたアクチュエータ部材と、前記アクチュエータ部材の両面のそれぞれに接合され、各インクチャンネルの一壁面を構成するとともに各インクチャンネルに連通する共通流路を構成する蓋基板と、前記アクチュエータ部材に接合され、各インクチャンネルに対応する部分にノズル孔を有するノズルプレートと、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、各インクチャンネルに対するノズルの位置精度が向上し、吐出安定性が高く、高解像度のインクジェットヘッドを実現することが可能となる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のインクジェットヘッドの一態様に係り、前記第１のチャンネル列を構成する各インクチャンネルと、前記第２のチャンネル列を構成する各インクチャンネルは、チャンネル列を構成する複数のインクチャンネルが配列される方向に関して、一方のチャンネル列のインクチャンネルが他方のチャンネル列のインクチャンネルと同一位置とならないように交互に配置された構成となっていることを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、インクジェットヘッドの高密度化、高解像化が可能となる。
【００２１】
また、前記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置（請求項６に記載の発明）は、請求項４又は５に記載のインクジェットヘッドを備えたことを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、画像品質の向上を図ることができ、好ましい画像を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、第１の圧電性材料基板及び第２の圧電性材料基板が中間層を挟んで一体化されてから、各圧電性材料基板のそれぞれに複数のインクチャンネルが形成される。即ち、インクチャンネル形成後に圧電性材料基板同士を貼り合わせる工程が不要であるため、各インクチャンネルの位置合わせ時のばらつきや接着剤の厚みのばらつきの影響がなく、各インクチャンネルに対するノズルの位置精度が向上し、吐出安定性が高く、高解像度のインクジェットヘッドを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図
【図２】図１のインクジェットヘッドの側面断面図
【図３】図１のインクジェットヘッドの一部を示した正面断面図
【図４】図１のインクジェットヘッドの製造方法を示した工程図
【図５】インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図
【図６】インクジェット記録装置の印字部周辺を示した要部平面図
【図７】インクジェット記録装置の制御系を示す要部ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２６】
〔インクジェットヘッドの構成〕
図１は本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。また、図２は図１のインクジェットヘッドの側面断面図、図３は図１のインクジェットヘッドの一部（アクチュエータ部材）を示した正面断面図である。なお、図２は図３のＡ−Ａ線に相当する位置の断面構造を表している。
【００２７】
図１に示すインクジェットヘッド１０は、インクチャンネル２０となる溝部が両面（上端面１２ｃ及び下端面１２ｄ）にそれぞれ複数形成されたアクチュエータ部材１２と、各インクチャンネル２０に対応する複数のノズル２２が形成されたノズルプレート１４と、各インクチャンネル２０の一壁面を構成するカバー基板１６（１６Ａ、１６Ｂ）と、共通流路２４となる溝部やインク供給口２６となる孔部が形成された流路形成基板１８（１８Ａ、１８Ｂ）とから主に構成されている。
【００２８】
アクチュエータ部材１２は、中間層（電極）２８を挟んで第１の圧電性材料基板３０Ａ及び第２の圧電性材料基板３０Ｂが一体化された構成となっており、各圧電性材料基板３０Ａ、３０Ｂのそれぞれには、複数のインクチャンネル２０からなるチャンネル列３２（第１のチャンネル列３２Ａ、第２のチャンネル列３２Ｂ）が設けられている。
【００２９】
図３に示すように、第１のチャンネル列３２Ａを構成する各インクチャンネル２０Ａと第２のチャンネル列３２Ｂを構成する各インクチャンネル２０Ｂは、チャンネル列を構成する複数のインクチャンネルが配列される方向（チャンネル列方向；図３の横方向）に沿って交互に配置されている。換言すれば、各チャンネル列３２Ａ、３２Ｂは、チャンネル列方向に関して、一方のチャンネル列の各インクチャンネル（例えば２０Ａ）が他方のチャンネル列の各インクチャンネル（例えば２０Ｂ）に対して同一位置とならないようにそれぞれ半ピッチずらして形成されており、各インクチャンネル２０Ａ、２０Ｂはいわゆる千鳥状の配置構成となっている。
【００３０】
各インクチャンネル（溝部）２０は互いに平行で同一形状であり、アクチュエータ部材１２の前端面１２ａからその反対側の後端面１２ｂに向かって細長く延設され、前端面１２ａ側は一定の深さに形成され、後端面１２ｂに近づくに従い次第に浅くなるように形成されている（図２参照）。
【００３１】
各圧電性材料基板３０Ａ、３０Ｂのそれぞれは、２層の圧電体３４、３６からなる積層構造を有している。各圧電体３４、３６は、強誘電性を有する圧電材料、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料等で構成され、互いに離反する方向に分極処理が施されている。具体的には、第１の圧電性材料基板３０Ａを構成する圧電体３４Ａ、３６Ａは、図３に示す矢印Ｐ１、Ｐ２方向にそれぞれ分極され、第２の圧電性材料基板３０Ｂを構成する圧電体３４Ｂ、３６Ｂは、図３に示す矢印Ｐ３、Ｐ４方向にそれぞれ分極されている。
【００３２】
各圧電体３４、３６を構成する圧電材料は同一であってもよいし、異なる圧電材料で構成されていてもよい。但し、圧電体３４、３６同士の圧電特性を均一にして吐出安定化を図る観点から、各圧電体３４、３６を構成する圧電材料は同一であることが好ましい。本例では、各圧電体３４、３６は同一のセラミックス材料（ＰＺＴ）で構成されている。
【００３３】
図２に示すように、アクチュエータ部材１２の上端面１２ｃにはカバー基板１６Ａが接合されており、当該カバー基板１６Ａによって第１の圧電性材料基板３０Ａに形成される各インクチャンネル２０Ａの一壁面が構成されている。また、カバー基板１６Ａよりも後端面１２ｂ側には流路形成基板１８Ａが接合されており、各インクチャンネル２０Ａは流路形成基板１８Ａによって構成される共通流路２４Ａに連通している。なお、カバー基板１６Ａ及び流路形成基板１８Ａは１つの基板で構成されていてもよい（後述するカバー基板１６Ｂ及び流路形成基板１８Ａも同様である。）
アクチュエータ部材１２の下端面１２ｄにも同様にカバー基板１６Ｂ及び流路形成基板１８Ｂが接合されており、当該カバー基板１６Ｂによって第２の圧電性材料基板３０Ｂに形成される各インクチャンネル２０Ｂの一壁面が構成されるとともに、各インクチャンネル２０Ｂは流路形成基板１８Ｂによって構成される共通流路２４Ｂに連通している。
【００３４】
また、アクチュエータ部材１２の前端面１２ａにはノズルプレート１４が接合されている。ノズルプレート１４には、各インクチャンネル２０にそれぞれ対応する複数のノズル２２が千鳥状に形成されており、各ノズル２２はそれぞれ対応するインクチャンネル２０と連通している。
【００３５】
各インクチャンネル（溝部）２０の両側壁３８の表面（側面）には、駆動電圧印加用の駆動電極４０が形成されている。また、インクチャンネル２０の浅い領域では側面だけでなく底面にも駆動電極４０が形成されている。アクチュエータ部材１２の上端面１２ｃ及び下端面１２ｄには、各インクチャンネル２０よりも後方側（後端面１２ｂ側）に取出電極４２がインクチャンネル毎にそれぞれ形成されており、各取出電極４２はそれぞれ対応するインクチャンネル２０の側面に設けられている駆動電極４０と電気的に接続されている。
【００３６】
また、アクチュエータ部材１２の上端面１２ｃ及び下端面１２ｄの後方側（後端面１２ｂ側）には、フレキシブルプリント配線板４４（４４Ａ、４４Ｂ）の一端が接合されている。フレキシブルプリント配線板４４には、各取出電極４２に対応した導電性パターンが形成されており、その導電性パターンと各取出電極４２は電気的に接続されている。なお、各フレキシブルプリント配線板４４の他端は不図示の駆動回路に接続されており、この駆動回路からフレキシブルプリント配線板４４を介して各駆動電極４０に所定の駆動電圧が印加されるようになっている。
【００３７】
次に、上述したインクジェットヘッド１０の動作について説明する。
【００３８】
インク供給口２６及び共通流路２４を介して各インクチャンネル２０にインクが充填された状態において、入力画像データに従って、例えば図３（ａ）に示すインクチャンネル２０Ａが選択されると、選択されたインクチャンネル２０Ａの内壁に形成された駆動電極４０に所定の駆動電圧が印加される。このとき、インクチャンネル２０Ａの両側の側壁３８、３８には各圧電体３４Ａ、３６Ａの分極方向Ｐ１、Ｐ２と直交する方向Ｑ１、Ｑ２の電界が印加され、各側壁３８、３８は、圧電厚みすべり効果によってインクチャンネル２０Ａの内部方向に変形する（図３（ｂ））。この変形によってインクチャンネル２０Ａの容積が減少してインクチャンネル２０Ａ内のインクが加圧され、インクチャンネル２０Ａに連通するノズル２２からインクの一部が液滴（インク液滴）となって吐出される。その後、駆動電圧の印加が停止され、各側壁３８、３８が元の状態に復帰する際、共通流路２４Ａからインクチャンネル２０Ａにインクが供給される。
【００３９】
〔インクジェットヘッドの製造方法〕
次に、本実施形態に係るインクジェットヘッド１０の製造方法について図４を参照しながら説明する。図４は図１のインクジェットヘッド１０の製造方法を示した工程図である。
【００４０】
まず、図４（ａ）に示す積層構造体５０を用意する。この積層構造体５０は、圧電体と電極が交互に積層されたものであり、図３に示したアクチュエータ部材１２の一部を構成する圧電体３４Ａ、中間層（電極）２８、及び圧電体３４Ｂからなる積層体の両面にそれぞれ分極用の外部電極５２Ａ、５２Ｂを形成したものである。なお、外部電極５２Ａ、５２Ｂは、後述するように、分極処理後に除去される電極である。
【００４１】
次に、各圧電体３４Ａ、３４Ｂの両面に配置された外部電極５２Ａ、５２Ｂと中間層（電極）２８を利用して、各圧電体３４Ａ、３４Ｂの分極方向が互いに向き合う方向に分極処理を行う。即ち、図４（ａ）に示す矢印Ｐ１、Ｐ３方向に各圧電体３４Ａ、３４Ｂを分極する。分極処理後、積層構造体５０の両面に形成される外部電極５２Ａ、５２Ｂは、研磨などの方法により取り除く（図４（ｂ））。
【００４２】
次に、図４（ｂ）に示す積層構造体５０の両面にそれぞれ、各圧電体３４Ａ、３４Ｂとは反対方向に分極処理された圧電体３６Ａ、３６Ｂを接合する（図４（ｃ））。具体的には、積層構造体５０の上端面５０ａに、圧電体３４Ａの分極方向Ｐ１とは反対方向であるＰ２方向に分極処理された圧電体３６Ａを接合する。また、積層構造体５０の下端面５０ｂにも同様に、圧電体３４Ｂの分極方向Ｐ３とは反対方向であるＰ４方向に分極処理された圧電体３６Ｂを接合する。こうして、中間層（電極）２８を挟んで第１の圧電性材料基板３０Ａ及び第２の圧電性材料基板３０Ｂが一体化されたアクチュエータ部材１２が得られる。
【００４３】
次に、図４（ｃ）に示したアクチュエータ部材１２の両面（上端面１２ｃ及び下端面１２ｄ）のそれぞれに、インクチャンネル２０Ａ、２０Ｂとなる溝部を複数形成する（図４（ｄ））。このとき、アクチュエータ部材１２の前端面（ノズルプレート接合面）１２ａ側から見たときに、第１の圧電性材料基板３０Ａに形成される各インクチャンネル２０Ａと第２の圧電性材料基板３０Ｂに形成される各インクチャンネル２０Ｂとが、チャンネル列方向に沿って交互に配置されるように（即ち、各インクチャンネル２０Ａ、２０Ｂが千鳥状に配列されるように）形成する。
【００４４】
次に、図４（ｅ）に示すように、アクチュエータ部材１２の両面（上端面１２ｃ及び下端面１２ｄ）に複数の取出電極４２Ａ、４２Ｂをそれぞれ形成する。各取出電極４２Ａ、４２Ｂはインクチャンネル毎に設けられ、各インクチャンネル２０Ａ、２０Ｂよりも後方側（（図４（ｅ）の左端側）にそれぞれ形成される。
【００４５】
次に、図４（ｆ）に示すように、各インクチャンネル２０Ａ、２０Ｂとなる溝部の側面に駆動電極４０を形成する。このとき、インクチャンネル２０Ａ、２０Ｂの浅い領域には側面だけでなく底面にも駆動電極４０を形成し、各取出電極４２Ａ、４２Ｂとそれぞれ対応するインクチャンネル２０Ａ、２０Ｂの側面に形成される駆動電極４０と電気的な接続を行う。
【００４６】
次に、図４（ｇ）に示すように、アクチュエータ部材１２の両面（上端面１２ｃ及び下端面１２ｄ）のそれぞれに、カバー基板１６Ａ、１６Ｂを接合する。これにより、第１の圧電成材料基板３０Ａに形成される各インクチャンネル２０Ａの一壁面はカバー基板１６Ａで構成され、また、第２の圧電成材料基板３０Ｂに形成される各インクチャンネル２０Ｂの一壁面はカバー基板１６Ｂで構成される。
【００４７】
次に、図４（ｈ）に示すように、各ノズル２２とそれぞれ対応するインクチャンネル２０とが連通するように位置合わせした状態で、アクチュエータ部材１２の前端面１２ａにノズルプレート１４を接合する。
【００４８】
次に、図４（ｉ）に示すように、アクチュエータ部材１２の両面（上端面１２ｃ及び下端面１２ｄ）に少なくとも各取出電極４２Ａ、４２Ｂの後端部が表面に露出した状態で流路形成基板１８Ａ、１８Ｂをそれぞれ接合する。
【００４９】
そして最後に、図４（ｊ）に示すように、アクチュエータ部材１２の両面（上端面１２ｃ及び下端面１２ｄ）の後端部にそれぞれフレキシブルプリント配線板４４Ａ、４４Ｂの一端を接合して、フレキシブルプリント配線板４４Ａ、４４Ｂに形成される導電性パターンと各取出電極４２Ａ、４２Ｂとの電気的な接続を行う。なお、フレキシブルプリント配線板４４Ａ、４４Ｂの他端は、不図示の駆動回路に接続する。このようにして、本実施形態に係るインクジェットヘッド１０を得ることができる。
【００５０】
本製造方法によれば、アクチュエータ部材１２を構成する第１の圧電性材料基板３０Ａ及び第２の圧電性材料基板３０Ｂを中間層（電極）２８を介して一体的に構成してから、各圧電性材料基板３０Ａ、３０Ｂにそれぞれインクチャンネル２０Ａ、２０Ｂとなる溝部を形成しているので、各インクチャンネル２０Ａ、２０Ｂの位置合わせを必要とする工程が不要となり、各インクチャンネル２０Ａ、２０Ｂに対するノズル２２の位置精度が向上し、高密度で吐出安定性が高く、高解像度のインクジェットヘッドを実現することができる。
【００５１】
〔画像形成装置〕
次に、本発明に係る画像形成装置としての一実施形態であるインクジェット記録装置について説明する。
【００５２】
図５は、インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。図５に示すように、このインクジェット記録装置１００は、インクの色毎に設けられた複数のインクジェットヘッド（以下、単に「ヘッド」と称する。）１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙを有する印字部１１２と、各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１１４と、記録紙１１６を供給する給紙部１１８と、記録紙１１６のカールを除去するデカール処理部１２０と、前記印字部１１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１１６の平面性を保持しながら記録紙１１６を搬送する吸着ベルト搬送部１２２と、印字部１１２による印字結果を読み取る印字検出部１２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部１２６と、を備えている。
【００５３】
図５では、給紙部１１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
【００５４】
ロール紙を使用する装置構成の場合、図５のように、裁断用のカッター１２８が設けられており、該カッター１２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター１２８は、記録紙１１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃１２８Ａと、該固定刃１２８Ａに沿って移動する丸刃１２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃１２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃１２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター１２８は不要である。
【００５５】
複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。
【００５６】
給紙部１１８から送り出される記録紙１１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部１２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム１３０で記録紙１１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
【００５７】
デカール処理後、カットされた記録紙１１６は、吸着ベルト搬送部１２２へと送られる。吸着ベルト搬送部１２２は、ローラー１３１、１３２間に無端状のベルト１３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１１２のノズル面及び印字検出部１２４のセンサ面に対向する部分が平面をなすように構成されている。
【００５８】
ベルト１３３は、記録紙１１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（不図示）が形成されている。図５に示したとおり、ローラー１３１、１３２間に掛け渡されたベルト１３３の内側において印字部１１２のノズル面及び印字検出部１２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー１３４が設けられており、この吸着チャンバー１３４をファン１３５で吸引して負圧にすることによってベルト１３３上の記録紙１１６が吸着保持される。
【００５９】
ベルト１３３が巻かれているローラー１３１、１３２の少なくとも一方にモータ（不図示）の動力が伝達されることにより、ベルト１３３は図５において、時計回り方向に駆動され、ベルト１３３上に保持された記録紙１１６は、図５の左から右へと搬送される。
【００６０】
縁無しプリント等を印字するとベルト１３３上にもインクが付着するので、ベルト１３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部１３６が設けられている。ベルト清掃部１３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。
【００６１】
なお、吸着ベルト搬送部１２２に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。従って、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
【００６２】
吸着ベルト搬送部１２２により形成される用紙搬送路上において印字部１１２の上流側には、加熱ファン１４０が設けられている。加熱ファン１４０は、印字前の記録紙１１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１１６を加熱する。印字直前に記録紙１１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
【００６３】
印字部１１２には、記録紙１１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図５の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応したヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙが配置されている。記録紙１１６を搬送しつつ各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１１６上にカラー画像を形成し得る。
【００６４】
各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙは、それぞれ、図１に示したインクジェットヘッド１０に相当するものである。各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙは、記録紙１１６の全幅（画像形成可能幅）に対応した長さのノズル列を有するライン型ヘッドで構成されている（図６参照）。また、図示は省略するが、インクジェットヘッド１０に相当する短尺のヘッドを複数繋ぎ合わせることで長尺化することにより、全体として記録紙１１６の全幅に対応する長さのノズル列を有するライン型ヘッドで構成されていてもよい。
【００６５】
また、各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙは、記録紙１１６の全幅に満たない長さのノズル列を有する短尺ヘッドを紙搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシリアル型ヘッドで構成されていてもよい。
【００６６】
各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙがライン型ヘッドで構成される態様によれば、紙搬送方向（副走査方向）について記録紙１１６と印字部１１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の副走査で）記録紙１１６の全面に画像を記録することができる。これにより、各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙがシリアル型ヘッドで構成される態様に比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
【００６７】
なお本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出するヘッドを追加する構成も可能である。
【００６８】
図５に示したように、インク貯蔵／装填部１１４は、各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
【００６９】
印字検出部１２４は、印字部１１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。
【００７０】
本例の印字検出部１２４は、少なくとも各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。
【００７１】
印字検出部１２４は、各色のヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。
【００７２】
印字検出部１２４の後段には、後乾燥部１４２が設けられている。後乾燥部１４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。
【００７３】
多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。
【００７４】
後乾燥部１４２の後段には、加熱・加圧部１４４が設けられている。加熱・加圧部１４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー１４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
【００７５】
このようにして生成されたプリント物は、排紙部１２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１００では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部１２６Ａ、１２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（不図示）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）１４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター１４８は、排紙部１２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター１４８の構造は前述した第１のカッター１２８と同様であり、固定刃１４８Ａと丸刃１４８Ｂとから構成されている。また、図示を省略したが、本画像の排出部１２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。
【００７６】
図７は、インクジェット記録装置１００の制御系を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１００は、通信インターフェース１７０、システムコントローラ１７２、画像メモリ１７４、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８、プリント制御部１８０、画像バッファメモリ１８２、ヘッドドライバ１８４等を備えている。
【００７７】
通信インターフェース１７０は、ホストコンピュータ１８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース１７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。ホストコンピュータ１８６から送出された画像データは通信インターフェース１７０を介してインクジェット記録装置１００に取り込まれ、一旦画像メモリ１７４に記憶される。
【００７８】
画像メモリ１７４は、通信インターフェース１７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ１７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ１７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
【００７９】
システムコントローラ１７２は、通信インターフェース１７０、画像メモリ１７４、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ１７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ１８６との間の通信制御、画像メモリ１７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ１８８やヒータ１８９を制御する制御信号を生成する。
【００８０】
モータドライバ１７６は、システムコントローラ１７２からの指示に従ってモータ１８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ１７８は、システムコントローラ１７２からの指示に従って後乾燥部１４２その他各部のヒータ１８９を駆動するドライバである。
【００８１】
プリント制御部１８０は、システムコントローラ１７２の制御に従い、画像メモリ１７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（ドットデータ）をヘッドドライバ１８４に供給する制御部である。プリント制御部１８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ１８４を介してヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙのインク滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
【００８２】
プリント制御部１８０には画像バッファメモリ１８２が備えられており、プリント制御部１８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ１８２に一時的に格納される。なお、図７において画像バッファメモリ１８２はプリント制御部１８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ１７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部１８０とシステムコントローラ１７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。
【００８３】
ヘッドドライバ１８４は、プリント制御部１８０から与えられるドットデータに基づいて各色のヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙのインクチャンネル２０（図１参照）を駆動するための駆動信号を生成し、インクチャンネル２０に対応する駆動電極４０に生成した駆動信号を供給する。ヘッドドライバ１８４にはヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
【００８４】
印字検出部１２４は、図５で説明したように、ラインセンサを含むブロックであり、記録紙１１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部１８０に提供する。
【００８５】
プリント制御部１８０は、必要に応じて印字検出部１２４から得られる情報に基づいてヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙに対する各種補正を行う。
【００８６】
以上、本発明のインクジェットヘッドの製造方法及びインクジェットヘッド並びに画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００８７】
１０…インクジェットヘッド、１２…アクチュエータ部材、１４…ノズルプレート、１６…カバー基板、１８…流路形成基板、２０…インクチャンネル、２２…ノズル、２４…共通流路、２６…インク供給口、２８…中間層（電極）、３０…圧電性材料基板、３２…インクチャンネル列、３４、３６…圧電体、３８…側壁、４０…電極、４２…取出電極、４４…フレキシブルプリント配線板、１００…インクジェット記録装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電性材料からなる隔壁により隔てられた互いに並行する複数のインクチャンネルを有し、前記インクチャンネルの内壁に形成された駆動電極への駆動電圧に応じて、前記隔壁を変形させ、その変形にともなって前記インクチャンネル内に充填されているインクをそのインクチャンネルに連通したノズルより吐出させるインクジェットヘッドの製造方法及びインクジェットヘッド並びに画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドのノズルからインク液滴を記録媒体に向かって吐出することにより記録を行うものであり、記録動作時の騒音が低く、ランニングコストが安く、高解像、高品質な画像記録が可能であり、様々な分野で幅広く利用されている。
【０００３】
従来、インクジェットヘッドには、インク吐出原理として圧電素子のせん断モード変形を利用したものが知られている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００４】
特許文献１には、圧電性材料からなる隔壁により隔てられた互いに並行する複数のインクチャンネルを有するインクジェットヘッドが記載されている。しかしながら、このインクジェットヘッドでは、複数のインクチャンネルが１列に並べられた構成となっているため、インクチャンネルとなる溝部を加工する切削手段（ダイサーなど）を改良してもノズルピッチを狭くするには限界があり、高解像度のインクジェットヘッドを実現することは困難である。
【０００５】
一方、特許文献２には、複数のインクチャンネルが２列に並べられたインクジェットヘッドが記載されている。このインクジェットヘッドによれば、２つの圧電性材料基板を貼り合わせた基板の両面のそれぞれに、複数のインクチャンネルからなるチャンネル列が形成されており、特許文献１に記載の構成に比べてノズルピッチを狭めることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−２５２７５０号公報
【特許文献２】特開２００２−１１８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２に記載のインクジェットヘッドは、各圧電性材料基板に複数のインクチャンネルからなるチャンネル列をそれぞれ形成してから、チャンネル列が形成された圧電性材料基板同士を貼り合わせているため、位置合わせ時のばらつきや接着剤のばらつきによって、各インクチャンネルに対するノズルの位置がばらつく要因となり、吐出安定性が低下し、高解像度のインクジェットヘッドを実現することは難しい。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、せん断モード変形を利用したインクジェットヘッドの高解像化を実現することができるインクジェットヘッドの製造方法及びインクジェットヘッド並びに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】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法は、圧電性材料からなる隔壁により隔てられた互いに並行する複数のインクチャンネルを有し、前記インクチャンネルの内壁に形成された駆動電極への駆動電圧に応じて、前記隔壁を変形させ、その変形にともなって前記インクチャンネル内に充填されているインクをそのインクチャンネルに連通したノズルより吐出させるインクジェットヘッドの製造方法であって、第１の圧電性材料基板及び第２の圧電性材料基板が中間層を挟んで一体化されたアクチュエータ部材を形成するアクチュエータ部材形成工程と、前記アクチュエータ部材形成工程が行われた後、前記第１の圧電性材料基板に複数のインクチャンネルからなる第１のチャンネル列を形成するとともに、前記第２の圧電性材料基板に複数のインクチャンネルからなる第２のチャンネル列を形成するインクチャンネル形成工程と、各インクチャンネルに駆動電極を形成するとともに、該駆動電極に接続した取出電極を形成する電極形成工程と、前記アクチュエータ部材の両面のそれぞれに、各インクチャンネルの一壁面を構成するとともに各インクチャンネルに連通する共通流路を構成する蓋基板を接合する蓋基板接合工程と、各インクチャンネルに対応する部分にノズル孔を有するノズルプレートを前記アクチュエータ部材に接合するノズルプレート接合工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、第１の圧電性材料基板及び第２の圧電性材料基板が中間層を挟んで一体化されてから、各圧電性材料基板のそれぞれに複数のインクチャンネルが形成される。即ち、インクチャンネル形成後に圧電性材料基板同士を貼り合わせる工程が不要であるため、各インクチャンネルの位置合わせ時のばらつきや接着剤の厚みのばらつきの影響がなく、各インクチャンネルに対するノズルの位置精度が向上し、吐出安定性が高く、高解像度のインクジェットヘッドを実現することが可能となる。
【００１１】
本発明において、第１のチャンネル列を構成する各インクチャンネルと、第２のチャンネル列を構成する各インクチャンネルは、チャンネル列を構成する複数のインクが配列される方向（チャンネル列方向）に関して同一位置に配置されていてよいし、一方のチャンネル列の各インクチャンネルが他方のチャンネル列の各インクチャンネルに対してチャンネル列方向に所定のピッチ（例えば１／２ピッチ）をずらして配置されていてもよい。ここでいう「ピッチ」とは、同一チャンネル列において隣接するインクチャンネル同士の間隔をいう。
【００１２】
また、「蓋基板」は、１つの基板で構成されていてもよいし、複数の基板で構成されていてもよい。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法の一態様に係り、前記第１のチャンネル列を構成する各インクチャンネルと、前記第２のチャンネル列を構成する各インクチャンネルは、チャンネル列を構成する複数のインクチャンネルが配列される方向に関して、一方のチャンネル列のインクチャンネルが他方のチャンネル列のインクチャンネルと同一位置とならないように交互に配置された構成となっていることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、各インクチャンネルが千鳥状に配置されるため、ノズルピッチを狭めることができ、インクジェットヘッドの高解像化が可能となる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの製造方法の一態様に係り、前記アクチュエータ部材形成工程は、分極用の外部電極を形成する工程と、圧電性材料基板を構成する圧電体を分極処理する工程と、前記分極処理後に前記外部電極を取り除く工程とを含むことを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、外部電極を用いて圧電体の分極処理を行うことができるとともに、分極処理後に外部電極を取り除くことにより、隣接するインクチャンネル同士の駆動電極が導通するのを防ぐことができる。
【００１７】
また、前記目的を達成するために、本発明に係るインクジェットヘッド（請求項４に記載の発明）は、圧電性材料からなる隔壁により隔てられた互いに並行する複数のインクチャンネルを有し、前記インクチャンネルの内壁に形成された駆動電極への駆動電圧に応じて、前記隔壁を変形させ、その変形にともなって前記インクチャンネル内に充填されているインクをそのインクチャンネルに連通したノズルより吐出させるインクジェットヘッドであって、第１の圧電性材料基板及び第２の圧電性材料基板が中間層を挟んで一体化され、前記第１の圧電性材料基板に複数のインクチャンネルからなる第１のチャンネル列が形成されるとともに、前記第２の圧電性材料基板に複数のインクチャンネルからなる第２のチャンネル列が形成され、さらに、各インクチャンネルに駆動電極が形成されるとともに該駆動電極に電気的に接続される取出電極が形成されたアクチュエータ部材と、前記アクチュエータ部材の両面のそれぞれに接合され、各インクチャンネルの一壁面を構成するとともに各インクチャンネルに連通する共通流路を構成する蓋基板と、前記アクチュエータ部材に接合され、各インクチャンネルに対応する部分にノズル孔を有するノズルプレートと、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、各インクチャンネルに対するノズルの位置精度が向上し、吐出安定性が高く、高解像度のインクジェットヘッドを実現することが可能となる。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のインクジェットヘッドの一態様に係り、前記第１のチャンネル列を構成する各インクチャンネルと、前記第２のチャンネル列を構成する各インクチャンネルは、チャンネル列を構成する複数のインクチャンネルが配列される方向に関して、一方のチャンネル列のインクチャンネルが他方のチャンネル列のインクチャンネルと同一位置とならないように交互に配置された構成となっていることを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、インクジェットヘッドの高密度化、高解像化が可能となる。
【００２１】
また、前記目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置（請求項６に記載の発明）は、請求項４又は５に記載のインクジェットヘッドを備えたことを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、画像品質の向上を図ることができ、好ましい画像を実現することが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、第１の圧電性材料基板及び第２の圧電性材料基板が中間層を挟んで一体化されてから、各圧電性材料基板のそれぞれに複数のインクチャンネルが形成される。即ち、インクチャンネル形成後に圧電性材料基板同士を貼り合わせる工程が不要であるため、各インクチャンネルの位置合わせ時のばらつきや接着剤の厚みのばらつきの影響がなく、各インクチャンネルに対するノズルの位置精度が向上し、吐出安定性が高く、高解像度のインクジェットヘッドを実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図
【図２】図１のインクジェットヘッドの側面断面図
【図３】図１のインクジェットヘッドの一部を示した正面断面図
【図４】図１のインクジェットヘッドの製造方法を示した工程図
【図５】インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図
【図６】インクジェット記録装置の印字部周辺を示した要部平面図
【図７】インクジェット記録装置の制御系を示す要部ブロック図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
【００２６】
〔インクジェットヘッドの構成〕
図１は本発明の一実施形態に係るインクジェットヘッドの分解斜視図である。また、図２は図１のインクジェットヘッドの側面断面図、図３は図１のインクジェットヘッドの一部（アクチュエータ部材）を示した正面断面図である。なお、図２は図３のＡ−Ａ線に相当する位置の断面構造を表している。
【００２７】
図１に示すインクジェットヘッド１０は、インクチャンネル２０となる溝部が両面（上端面１２ｃ及び下端面１２ｄ）にそれぞれ複数形成されたアクチュエータ部材１２と、各インクチャンネル２０に対応する複数のノズル２２が形成されたノズルプレート１４と、各インクチャンネル２０の一壁面を構成するカバー基板１６（１６Ａ、１６Ｂ）と、共通流路２４となる溝部やインク供給口２６となる孔部が形成された流路形成基板１８（１８Ａ、１８Ｂ）とから主に構成されている。
【００２８】
アクチュエータ部材１２は、中間層（電極）２８を挟んで第１の圧電性材料基板３０Ａ及び第２の圧電性材料基板３０Ｂが一体化された構成となっており、各圧電性材料基板３０Ａ、３０Ｂのそれぞれには、複数のインクチャンネル２０からなるチャンネル列３２（第１のチャンネル列３２Ａ、第２のチャンネル列３２Ｂ）が設けられている。
【００２９】
図３に示すように、第１のチャンネル列３２Ａを構成する各インクチャンネル２０Ａと第２のチャンネル列３２Ｂを構成する各インクチャンネル２０Ｂは、チャンネル列を構成する複数のインクチャンネルが配列される方向（チャンネル列方向；図３の横方向）に沿って交互に配置されている。換言すれば、各チャンネル列３２Ａ、３２Ｂは、チャンネル列方向に関して、一方のチャンネル列の各インクチャンネル（例えば２０Ａ）が他方のチャンネル列の各インクチャンネル（例えば２０Ｂ）に対して同一位置とならないようにそれぞれ半ピッチずらして形成されており、各インクチャンネル２０Ａ、２０Ｂはいわゆる千鳥状の配置構成となっている。
【００３０】
各インクチャンネル（溝部）２０は互いに平行で同一形状であり、アクチュエータ部材１２の前端面１２ａからその反対側の後端面１２ｂに向かって細長く延設され、前端面１２ａ側は一定の深さに形成され、後端面１２ｂに近づくに従い次第に浅くなるように形成されている（図２参照）。
【００３１】
各圧電性材料基板３０Ａ、３０Ｂのそれぞれは、２層の圧電体３４、３６からなる積層構造を有している。各圧電体３４、３６は、強誘電性を有する圧電材料、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料等で構成され、互いに離反する方向に分極処理が施されている。具体的には、第１の圧電性材料基板３０Ａを構成する圧電体３４Ａ、３６Ａは、図３に示す矢印Ｐ１、Ｐ２方向にそれぞれ分極され、第２の圧電性材料基板３０Ｂを構成する圧電体３４Ｂ、３６Ｂは、図３に示す矢印Ｐ３、Ｐ４方向にそれぞれ分極されている。
【００３２】
各圧電体３４、３６を構成する圧電材料は同一であってもよいし、異なる圧電材料で構成されていてもよい。但し、圧電体３４、３６同士の圧電特性を均一にして吐出安定化を図る観点から、各圧電体３４、３６を構成する圧電材料は同一であることが好ましい。本例では、各圧電体３４、３６は同一のセラミックス材料（ＰＺＴ）で構成されている。
【００３３】
図２に示すように、アクチュエータ部材１２の上端面１２ｃにはカバー基板１６Ａが接合されており、当該カバー基板１６Ａによって第１の圧電性材料基板３０Ａに形成される各インクチャンネル２０Ａの一壁面が構成されている。また、カバー基板１６Ａよりも後端面１２ｂ側には流路形成基板１８Ａが接合されており、各インクチャンネル２０Ａは流路形成基板１８Ａによって構成される共通流路２４Ａに連通している。なお、カバー基板１６Ａ及び流路形成基板１８Ａは１つの基板で構成されていてもよい（後述するカバー基板１６Ｂ及び流路形成基板１８Ａも同様である。）
アクチュエータ部材１２の下端面１２ｄにも同様にカバー基板１６Ｂ及び流路形成基板１８Ｂが接合されており、当該カバー基板１６Ｂによって第２の圧電性材料基板３０Ｂに形成される各インクチャンネル２０Ｂの一壁面が構成されるとともに、各インクチャンネル２０Ｂは流路形成基板１８Ｂによって構成される共通流路２４Ｂに連通している。
【００３４】
また、アクチュエータ部材１２の前端面１２ａにはノズルプレート１４が接合されている。ノズルプレート１４には、各インクチャンネル２０にそれぞれ対応する複数のノズル２２が千鳥状に形成されており、各ノズル２２はそれぞれ対応するインクチャンネル２０と連通している。
【００３５】
各インクチャンネル（溝部）２０の両側壁３８の表面（側面）には、駆動電圧印加用の駆動電極４０が形成されている。また、インクチャンネル２０の浅い領域では側面だけでなく底面にも駆動電極４０が形成されている。アクチュエータ部材１２の上端面１２ｃ及び下端面１２ｄには、各インクチャンネル２０よりも後方側（後端面１２ｂ側）に取出電極４２がインクチャンネル毎にそれぞれ形成されており、各取出電極４２はそれぞれ対応するインクチャンネル２０の側面に設けられている駆動電極４０と電気的に接続されている。
【００３６】
また、アクチュエータ部材１２の上端面１２ｃ及び下端面１２ｄの後方側（後端面１２ｂ側）には、フレキシブルプリント配線板４４（４４Ａ、４４Ｂ）の一端が接合されている。フレキシブルプリント配線板４４には、各取出電極４２に対応した導電性パターンが形成されており、その導電性パターンと各取出電極４２は電気的に接続されている。なお、各フレキシブルプリント配線板４４の他端は不図示の駆動回路に接続されており、この駆動回路からフレキシブルプリント配線板４４を介して各駆動電極４０に所定の駆動電圧が印加されるようになっている。
【００３７】
次に、上述したインクジェットヘッド１０の動作について説明する。
【００３８】
インク供給口２６及び共通流路２４を介して各インクチャンネル２０にインクが充填された状態において、入力画像データに従って、例えば図３（ａ）に示すインクチャンネル２０Ａが選択されると、選択されたインクチャンネル２０Ａの内壁に形成された駆動電極４０に所定の駆動電圧が印加される。このとき、インクチャンネル２０Ａの両側の側壁３８、３８には各圧電体３４Ａ、３６Ａの分極方向Ｐ１、Ｐ２と直交する方向Ｑ１、Ｑ２の電界が印加され、各側壁３８、３８は、圧電厚みすべり効果によってインクチャンネル２０Ａの内部方向に変形する（図３（ｂ））。この変形によってインクチャンネル２０Ａの容積が減少してインクチャンネル２０Ａ内のインクが加圧され、インクチャンネル２０Ａに連通するノズル２２からインクの一部が液滴（インク液滴）となって吐出される。その後、駆動電圧の印加が停止され、各側壁３８、３８が元の状態に復帰する際、共通流路２４Ａからインクチャンネル２０Ａにインクが供給される。
【００３９】
〔インクジェットヘッドの製造方法〕
次に、本実施形態に係るインクジェットヘッド１０の製造方法について図４を参照しながら説明する。図４は図１のインクジェットヘッド１０の製造方法を示した工程図である。
【００４０】
まず、図４（ａ）に示す積層構造体５０を用意する。この積層構造体５０は、圧電体と電極が交互に積層されたものであり、図３に示したアクチュエータ部材１２の一部を構成する圧電体３４Ａ、中間層（電極）２８、及び圧電体３４Ｂからなる積層体の両面にそれぞれ分極用の外部電極５２Ａ、５２Ｂを形成したものである。なお、外部電極５２Ａ、５２Ｂは、後述するように、分極処理後に除去される電極である。
【００４１】
次に、各圧電体３４Ａ、３４Ｂの両面に配置された外部電極５２Ａ、５２Ｂと中間層（電極）２８を利用して、各圧電体３４Ａ、３４Ｂの分極方向が互いに向き合う方向に分極処理を行う。即ち、図４（ａ）に示す矢印Ｐ１、Ｐ３方向に各圧電体３４Ａ、３４Ｂを分極する。分極処理後、積層構造体５０の両面に形成される外部電極５２Ａ、５２Ｂは、研磨などの方法により取り除く（図４（ｂ））。
【００４２】
次に、図４（ｂ）に示す積層構造体５０の両面にそれぞれ、各圧電体３４Ａ、３４Ｂとは反対方向に分極処理された圧電体３６Ａ、３６Ｂを接合する（図４（ｃ））。具体的には、積層構造体５０の上端面５０ａに、圧電体３４Ａの分極方向Ｐ１とは反対方向であるＰ２方向に分極処理された圧電体３６Ａを接合する。また、積層構造体５０の下端面５０ｂにも同様に、圧電体３４Ｂの分極方向Ｐ３とは反対方向であるＰ４方向に分極処理された圧電体３６Ｂを接合する。こうして、中間層（電極）２８を挟んで第１の圧電性材料基板３０Ａ及び第２の圧電性材料基板３０Ｂが一体化されたアクチュエータ部材１２が得られる。
【００４３】
次に、図４（ｃ）に示したアクチュエータ部材１２の両面（上端面１２ｃ及び下端面１２ｄ）のそれぞれに、インクチャンネル２０Ａ、２０Ｂとなる溝部を複数形成する（図４（ｄ））。このとき、アクチュエータ部材１２の前端面（ノズルプレート接合面）１２ａ側から見たときに、第１の圧電性材料基板３０Ａに形成される各インクチャンネル２０Ａと第２の圧電性材料基板３０Ｂに形成される各インクチャンネル２０Ｂとが、チャンネル列方向に沿って交互に配置されるように（即ち、各インクチャンネル２０Ａ、２０Ｂが千鳥状に配列されるように）形成する。
【００４４】
次に、図４（ｅ）に示すように、アクチュエータ部材１２の両面（上端面１２ｃ及び下端面１２ｄ）に複数の取出電極４２Ａ、４２Ｂをそれぞれ形成する。各取出電極４２Ａ、４２Ｂはインクチャンネル毎に設けられ、各インクチャンネル２０Ａ、２０Ｂよりも後方側（（図４（ｅ）の左端側）にそれぞれ形成される。
【００４５】
次に、図４（ｆ）に示すように、各インクチャンネル２０Ａ、２０Ｂとなる溝部の側面に駆動電極４０を形成する。このとき、インクチャンネル２０Ａ、２０Ｂの浅い領域には側面だけでなく底面にも駆動電極４０を形成し、各取出電極４２Ａ、４２Ｂとそれぞれ対応するインクチャンネル２０Ａ、２０Ｂの側面に形成される駆動電極４０と電気的な接続を行う。
【００４６】
次に、図４（ｇ）に示すように、アクチュエータ部材１２の両面（上端面１２ｃ及び下端面１２ｄ）のそれぞれに、カバー基板１６Ａ、１６Ｂを接合する。これにより、第１の圧電成材料基板３０Ａに形成される各インクチャンネル２０Ａの一壁面はカバー基板１６Ａで構成され、また、第２の圧電成材料基板３０Ｂに形成される各インクチャンネル２０Ｂの一壁面はカバー基板１６Ｂで構成される。
【００４７】
次に、図４（ｈ）に示すように、各ノズル２２とそれぞれ対応するインクチャンネル２０とが連通するように位置合わせした状態で、アクチュエータ部材１２の前端面１２ａにノズルプレート１４を接合する。
【００４８】
次に、図４（ｉ）に示すように、アクチュエータ部材１２の両面（上端面１２ｃ及び下端面１２ｄ）に少なくとも各取出電極４２Ａ、４２Ｂの後端部が表面に露出した状態で流路形成基板１８Ａ、１８Ｂをそれぞれ接合する。
【００４９】
そして最後に、図４（ｊ）に示すように、アクチュエータ部材１２の両面（上端面１２ｃ及び下端面１２ｄ）の後端部にそれぞれフレキシブルプリント配線板４４Ａ、４４Ｂの一端を接合して、フレキシブルプリント配線板４４Ａ、４４Ｂに形成される導電性パターンと各取出電極４２Ａ、４２Ｂとの電気的な接続を行う。なお、フレキシブルプリント配線板４４Ａ、４４Ｂの他端は、不図示の駆動回路に接続する。このようにして、本実施形態に係るインクジェットヘッド１０を得ることができる。
【００５０】
本製造方法によれば、アクチュエータ部材１２を構成する第１の圧電性材料基板３０Ａ及び第２の圧電性材料基板３０Ｂを中間層（電極）２８を介して一体的に構成してから、各圧電性材料基板３０Ａ、３０Ｂにそれぞれインクチャンネル２０Ａ、２０Ｂとなる溝部を形成しているので、各インクチャンネル２０Ａ、２０Ｂの位置合わせを必要とする工程が不要となり、各インクチャンネル２０Ａ、２０Ｂに対するノズル２２の位置精度が向上し、高密度で吐出安定性が高く、高解像度のインクジェットヘッドを実現することができる。
【００５１】
〔画像形成装置〕
次に、本発明に係る画像形成装置としての一実施形態であるインクジェット記録装置について説明する。
【００５２】
図５は、インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図である。図５に示すように、このインクジェット記録装置１００は、インクの色毎に設けられた複数のインクジェットヘッド（以下、単に「ヘッド」と称する。）１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙを有する印字部１１２と、各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１１４と、記録紙１１６を供給する給紙部１１８と、記録紙１１６のカールを除去するデカール処理部１２０と、前記印字部１１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１１６の平面性を保持しながら記録紙１１６を搬送する吸着ベルト搬送部１２２と、印字部１１２による印字結果を読み取る印字検出部１２４と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部１２６と、を備えている。
【００５３】
図５では、給紙部１１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
【００５４】
ロール紙を使用する装置構成の場合、図５のように、裁断用のカッター１２８が設けられており、該カッター１２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター１２８は、記録紙１１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃１２８Ａと、該固定刃１２８Ａに沿って移動する丸刃１２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃１２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃１２８Ｂが配置されている。なお、カット紙を使用する場合には、カッター１２８は不要である。
【００５５】
複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコードあるいは無線タグ等の情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。
【００５６】
給紙部１１８から送り出される記録紙１１６はマガジンに装填されていたことによる巻き癖が残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部１２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム１３０で記録紙１１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
【００５７】
デカール処理後、カットされた記録紙１１６は、吸着ベルト搬送部１２２へと送られる。吸着ベルト搬送部１２２は、ローラー１３１、１３２間に無端状のベルト１３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１１２のノズル面及び印字検出部１２４のセンサ面に対向する部分が平面をなすように構成されている。
【００５８】
ベルト１３３は、記録紙１１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（不図示）が形成されている。図５に示したとおり、ローラー１３１、１３２間に掛け渡されたベルト１３３の内側において印字部１１２のノズル面及び印字検出部１２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー１３４が設けられており、この吸着チャンバー１３４をファン１３５で吸引して負圧にすることによってベルト１３３上の記録紙１１６が吸着保持される。
【００５９】
ベルト１３３が巻かれているローラー１３１、１３２の少なくとも一方にモータ（不図示）の動力が伝達されることにより、ベルト１３３は図５において、時計回り方向に駆動され、ベルト１３３上に保持された記録紙１１６は、図５の左から右へと搬送される。
【００６０】
縁無しプリント等を印字するとベルト１３３上にもインクが付着するので、ベルト１３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部１３６が設けられている。ベルト清掃部１３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、あるいはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラー線速度を変えると清掃効果が大きい。
【００６１】
なお、吸着ベルト搬送部１２２に代えて、ローラー・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラー・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面にローラーが接触するので、画像が滲み易いという問題がある。従って、本例のように、印字領域では画像面と接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
【００６２】
吸着ベルト搬送部１２２により形成される用紙搬送路上において印字部１１２の上流側には、加熱ファン１４０が設けられている。加熱ファン１４０は、印字前の記録紙１１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１１６を加熱する。印字直前に記録紙１１６を加熱しておくことにより、インクが着弾後乾き易くなる。
【００６３】
印字部１１２には、記録紙１１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図５の左側）から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応したヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙが配置されている。記録紙１１６を搬送しつつ各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１１６上にカラー画像を形成し得る。
【００６４】
各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙは、それぞれ、図１に示したインクジェットヘッド１０に相当するものである。各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙは、記録紙１１６の全幅（画像形成可能幅）に対応した長さのノズル列を有するライン型ヘッドで構成されている（図６参照）。また、図示は省略するが、インクジェットヘッド１０に相当する短尺のヘッドを複数繋ぎ合わせることで長尺化することにより、全体として記録紙１１６の全幅に対応する長さのノズル列を有するライン型ヘッドで構成されていてもよい。
【００６５】
また、各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙは、記録紙１１６の全幅に満たない長さのノズル列を有する短尺ヘッドを紙搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシリアル型ヘッドで構成されていてもよい。
【００６６】
各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙがライン型ヘッドで構成される態様によれば、紙搬送方向（副走査方向）について記録紙１１６と印字部１１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち、一回の副走査で）記録紙１１６の全面に画像を記録することができる。これにより、各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙがシリアル型ヘッドで構成される態様に比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
【００６７】
なお本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態には限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ等のライト系インクを吐出するヘッドを追加する構成も可能である。
【００６８】
図５に示したように、インク貯蔵／装填部１１４は、各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは図示を省略した管路を介して各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段等）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
【００６９】
印字検出部１２４は、印字部１１２の打滴結果を撮像するためのイメージセンサ（ラインセンサ等）を含み、該イメージセンサによって読み取った打滴画像からノズルの目詰まりその他の吐出不良をチェックする手段として機能する。
【００７０】
本例の印字検出部１２４は、少なくとも各ヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙによるインク吐出幅（画像記録幅）よりも幅の広い受光素子列を有するラインセンサで構成される。このラインセンサは、赤（Ｒ）の色フィルタが設けられた光電変換素子（画素）がライン状に配列されたＲセンサ列と、緑（Ｇ）の色フィルタが設けられたＧセンサ列と、青（Ｂ）の色フィルタが設けられたＢセンサ列とからなる色分解ラインＣＣＤセンサで構成されている。なお、ラインセンサに代えて、受光素子が二次元配列されて成るエリアセンサを用いることも可能である。
【００７１】
印字検出部１２４は、各色のヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各ヘッドの吐出検出を行う。吐出判定は、吐出の有無、ドットサイズの測定、ドット着弾位置の測定等で構成される。
【００７２】
印字検出部１２４の後段には、後乾燥部１４２が設けられている。後乾燥部１４２は、印字された画像面を乾燥させる手段であり、例えば、加熱ファンが用いられる。印字後のインクが乾燥するまでは印字面と接触することは避けたほうが好ましいので、熱風を吹きつける方式が好ましい。
【００７３】
多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。
【００７４】
後乾燥部１４２の後段には、加熱・加圧部１４４が設けられている。加熱・加圧部１４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラー１４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
【００７５】
このようにして生成されたプリント物は、排紙部１２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１００では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部１２６Ａ、１２６Ｂへと送るために排紙経路を切り換える選別手段（不図示）が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）１４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター１４８は、排紙部１２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に、本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター１４８の構造は前述した第１のカッター１２８と同様であり、固定刃１４８Ａと丸刃１４８Ｂとから構成されている。また、図示を省略したが、本画像の排出部１２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられている。
【００７６】
図７は、インクジェット記録装置１００の制御系を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１００は、通信インターフェース１７０、システムコントローラ１７２、画像メモリ１７４、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８、プリント制御部１８０、画像バッファメモリ１８２、ヘッドドライバ１８４等を備えている。
【００７７】
通信インターフェース１７０は、ホストコンピュータ１８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース１７０にはＵＳＢ（Universal Serial Bus）、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。ホストコンピュータ１８６から送出された画像データは通信インターフェース１７０を介してインクジェット記録装置１００に取り込まれ、一旦画像メモリ１７４に記憶される。
【００７８】
画像メモリ１７４は、通信インターフェース１７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ１７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ１７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
【００７９】
システムコントローラ１７２は、通信インターフェース１７０、画像メモリ１７４、モータドライバ１７６、ヒータドライバ１７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ１７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ１８６との間の通信制御、画像メモリ１７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ１８８やヒータ１８９を制御する制御信号を生成する。
【００８０】
モータドライバ１７６は、システムコントローラ１７２からの指示に従ってモータ１８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ１７８は、システムコントローラ１７２からの指示に従って後乾燥部１４２その他各部のヒータ１８９を駆動するドライバである。
【００８１】
プリント制御部１８０は、システムコントローラ１７２の制御に従い、画像メモリ１７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（ドットデータ）をヘッドドライバ１８４に供給する制御部である。プリント制御部１８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ１８４を介してヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙのインク滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
【００８２】
プリント制御部１８０には画像バッファメモリ１８２が備えられており、プリント制御部１８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ１８２に一時的に格納される。なお、図７において画像バッファメモリ１８２はプリント制御部１８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ１７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部１８０とシステムコントローラ１７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。
【００８３】
ヘッドドライバ１８４は、プリント制御部１８０から与えられるドットデータに基づいて各色のヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙのインクチャンネル２０（図１参照）を駆動するための駆動信号を生成し、インクチャンネル２０に対応する駆動電極４０に生成した駆動信号を供給する。ヘッドドライバ１８４にはヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
【００８４】
印字検出部１２４は、図５で説明したように、ラインセンサを含むブロックであり、記録紙１１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部１８０に提供する。
【００８５】
プリント制御部１８０は、必要に応じて印字検出部１２４から得られる情報に基づいてヘッド１１２Ｋ、１１２Ｃ、１１２Ｍ、１１２Ｙに対する各種補正を行う。
【００８６】
以上、本発明のインクジェットヘッドの製造方法及びインクジェットヘッド並びに画像形成装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００８７】
１０…インクジェットヘッド、１２…アクチュエータ部材、１４…ノズルプレート、１６…カバー基板、１８…流路形成基板、２０…インクチャンネル、２２…ノズル、２４…共通流路、２６…インク供給口、２８…中間層（電極）、３０…圧電性材料基板、３２…インクチャンネル列、３４、３６…圧電体、３８…側壁、４０…電極、４２…取出電極、４４…フレキシブルプリント配線板、１００…インクジェット記録装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電性材料からなる隔壁により隔てられた互いに並行する複数のインクチャンネルを有し、前記インクチャンネルの内壁に形成された駆動電極への駆動電圧に応じて、前記隔壁を変形させ、その変形にともなって前記インクチャンネル内に充填されているインクをそのインクチャンネルに連通したノズルより吐出させるインクジェットヘッドの製造方法であって、
第１の圧電性材料基板及び第２の圧電性材料基板が中間層を挟んで一体化されたアクチュエータ部材を形成するアクチュエータ部材形成工程と、
前記アクチュエータ部材形成工程が行われた後、前記第１の圧電性材料基板に複数のインクチャンネルからなる第１のチャンネル列を形成するとともに、前記第２の圧電性材料基板に複数のインクチャンネルからなる第２のチャンネル列を形成するインクチャンネル形成工程と、
各インクチャンネルに駆動電極を形成するとともに、該駆動電極に接続した取出電極を形成する電極形成工程と、
前記アクチュエータ部材の両面のそれぞれに、各インクチャンネルの一壁面を構成するとともに各インクチャンネルに連通する共通流路を構成する蓋基板を接合する蓋基板接合工程と、
各インクチャンネルに対応する部分にノズル孔を有するノズルプレートを前記アクチュエータ部材に接合するノズルプレート接合工程と、
を含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記第１のチャンネル列を構成する各インクチャンネルと、前記第２のチャンネル列を構成する各インクチャンネルは、チャンネル列を構成する複数のインクチャンネルが配列される方向に関して、一方のチャンネル列のインクチャンネルが他方のチャンネル列のインクチャンネルと同一位置とならないように交互に配置された構成となっていることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記アクチュエータ部材形成工程は、分極用の外部電極を形成する工程と、圧電性材料基板を構成する圧電体を分極処理する工程と、前記分極処理後に前記外部電極を取り除く工程とを含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４】
圧電性材料からなる隔壁により隔てられた互いに並行する複数のインクチャンネルを有し、前記インクチャンネルの内壁に形成された駆動電極への駆動電圧に応じて、前記隔壁を変形させ、その変形にともなって前記インクチャンネル内に充填されているインクをそのインクチャンネルに連通したノズルより吐出させるインクジェットヘッドであって、
第１の圧電性材料基板及び第２の圧電性材料基板が中間層を挟んで一体化され、前記第１の圧電性材料基板に複数のインクチャンネルからなる第１のチャンネル列が形成されるとともに、前記第２の圧電性材料基板に複数のインクチャンネルからなる第２のチャンネル列が形成され、さらに、各インクチャンネルに駆動電極が形成されるとともに該駆動電極に電気的に接続される取出電極が形成されたアクチュエータ部材と、
前記アクチュエータ部材の両面のそれぞれに接合され、各インクチャンネルの一壁面を構成するとともに各インクチャンネルに連通する共通流路を構成する蓋基板と、
前記アクチュエータ部材に接合され、各インクチャンネルに対応する部分にノズル孔を有するノズルプレートと、
を備えたことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項５】
請求項４に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記第１のチャンネル列を構成する各インクチャンネルと、前記第２のチャンネル列を構成する各インクチャンネルは、チャンネル列を構成する複数のインクチャンネルが配列される方向に関して、一方のチャンネル列のインクチャンネルが他方のチャンネル列のインクチャンネルと同一位置とならないように交互に配置された構成となっていることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のインクジェットヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
圧電性材料からなる隔壁により隔てられた互いに並行する複数のインクチャンネルを有し、前記インクチャンネルの内壁に形成された駆動電極への駆動電圧に応じて、前記隔壁を変形させ、その変形にともなって前記インクチャンネル内に充填されているインクをそのインクチャンネルに連通したノズルより吐出させるインクジェットヘッドの製造方法であって、
第１の圧電性材料基板及び第２の圧電性材料基板が中間層を挟んで一体化されたアクチュエータ部材を形成するアクチュエータ部材形成工程と、
前記アクチュエータ部材形成工程が行われた後、前記第１の圧電性材料基板に複数のインクチャンネルからなる第１のチャンネル列を形成するとともに、前記第２の圧電性材料基板に複数のインクチャンネルからなる第２のチャンネル列を形成するインクチャンネル形成工程と、
各インクチャンネルに駆動電極を形成するとともに、該駆動電極に接続した取出電極を形成する電極形成工程と、
前記アクチュエータ部材の両面のそれぞれに、各インクチャンネルの一壁面を構成するとともに各インクチャンネルに連通する共通流路を構成する蓋基板を接合する蓋基板接合工程と、
各インクチャンネルに対応する部分にノズル孔を有するノズルプレートを前記アクチュエータ部材に接合するノズルプレート接合工程と、
を含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記第１のチャンネル列を構成する各インクチャンネルと、前記第２のチャンネル列を構成する各インクチャンネルは、チャンネル列を構成する複数のインクチャンネルが配列される方向に関して、一方のチャンネル列のインクチャンネルが他方のチャンネル列のインクチャンネルと同一位置とならないように交互に配置された構成となっていることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のインクジェットヘッドの製造方法において、
前記アクチュエータ部材形成工程は、分極用の外部電極を形成する工程と、圧電性材料基板を構成する圧電体を分極処理する工程と、前記分極処理後に前記外部電極を取り除く工程とを含むことを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項４】
圧電性材料からなる隔壁により隔てられた互いに並行する複数のインクチャンネルを有し、前記インクチャンネルの内壁に形成された駆動電極への駆動電圧に応じて、前記隔壁を変形させ、その変形にともなって前記インクチャンネル内に充填されているインクをそのインクチャンネルに連通したノズルより吐出させるインクジェットヘッドであって、
第１の圧電性材料基板及び第２の圧電性材料基板が中間層を挟んで一体化され、前記第１の圧電性材料基板に複数のインクチャンネルからなる第１のチャンネル列が形成されるとともに、前記第２の圧電性材料基板に複数のインクチャンネルからなる第２のチャンネル列が形成され、さらに、各インクチャンネルに駆動電極が形成されるとともに該駆動電極に電気的に接続される取出電極が形成されたアクチュエータ部材と、
前記アクチュエータ部材の両面のそれぞれに接合され、各インクチャンネルの一壁面を構成するとともに各インクチャンネルに連通する共通流路を構成する蓋基板と、
前記アクチュエータ部材に接合され、各インクチャンネルに対応する部分にノズル孔を有するノズルプレートと、
を備えたことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項５】
請求項４に記載のインクジェットヘッドにおいて、
前記第１のチャンネル列を構成する各インクチャンネルと、前記第２のチャンネル列を構成する各インクチャンネルは、チャンネル列を構成する複数のインクチャンネルが配列される方向に関して、一方のチャンネル列のインクチャンネルが他方のチャンネル列のインクチャンネルと同一位置とならないように交互に配置された構成となっていることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のインクジェットヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１７９６３２（Ｐ２０１０−１７９６３２Ａ）
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７４３２（Ｐ２００９−２７４３２）
【出願日】平成２１年２月９日（２００９．２．９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月１９日（２０１０．８．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月９日（２００９．２．９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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