液体吐出ヘッドの製造方法及び画像形成装置
【課題】ハンドリングを容易にし、且つ、吐出安定性を向上させる。
【解決手段】第１の薄板部材に対して供給絞り部に相当する第１の孔部を貫通形成する第１の孔部形成工程と、第２の薄板部材に対して共通流路に相当する第２の孔部と圧力室に相当する第３の孔部をそれぞれ貫通形成する第２の孔部形成工程と、前記第１及び第２の孔部形成工程後、前記第１の孔部の少なくとも一部は前記第２の孔部及び前記第３の孔部の少なくとも一方に重なるように、前記第１の薄板部材と前記第２の薄板部材を積層して接合する接合工程と、前記接合工程後、前記第１薄板部材に対して前記共通流路に相当する第４の孔部及び前記圧力室に相当する第５の孔部の少なくとも一方を貫通形成する第３の孔部形成工程と、を含むことを特徴とする液体吐出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】第１の薄板部材に対して供給絞り部に相当する第１の孔部を貫通形成する第１の孔部形成工程と、第２の薄板部材に対して共通流路に相当する第２の孔部と圧力室に相当する第３の孔部をそれぞれ貫通形成する第２の孔部形成工程と、前記第１及び第２の孔部形成工程後、前記第１の孔部の少なくとも一部は前記第２の孔部及び前記第３の孔部の少なくとも一方に重なるように、前記第１の薄板部材と前記第２の薄板部材を積層して接合する接合工程と、前記接合工程後、前記第１薄板部材に対して前記共通流路に相当する第４の孔部及び前記圧力室に相当する第５の孔部の少なくとも一方を貫通形成する第３の孔部形成工程と、を含むことを特徴とする液体吐出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、液体吐出ヘッドの製造方法及び画像形成装置に係り、特に、複数の薄板部材を積層して構成される液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
共通流路から複数の圧力室に対してそれぞれインクが供給され、各圧力室に隣接して配置される圧力発生素子（例えば、圧電素子など）の変位を利用して、圧力室内のインクを加圧し、圧力室に対応して設けられるノズルからインク滴を吐出するヘッド（液体吐出ヘッド）を搭載したインクジェット記録装置が知られている。
【０００３】
この種のヘッドには、例えば、特許文献１に記載されるように、複数の薄板部材を積層して構成されるものがあり、各薄板部材に形成される孔部や溝部を組み合わせることによって、共通流路や圧力室などがヘッド内部に設けられている。また、共通流路と各圧力室の間をそれぞれ連通する個別流路の少なくとも一部にはノズル側の流路より流路抵抗の大きな供給絞りが設けられており、これにより、インク吐出時に圧力室から共通流路に向かうインクの逆流を制限し、吐出効率の低下を防止している。
【特許文献１】特開２００３−１９７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１では一の薄板部材に対して供給絞りに相当する溝部をハーフエッチングで加工している。ハーフエッチングでは溝部の深さ方向の精度が悪く、供給絞りの形状精度が良くないといった問題がある。そのため各供給絞りにおける流路抵抗にばらつきが生じやすく、インク滴の吐出量や吐出速度などの吐出特性がノズル毎に異なり、その結果、画像品質の劣化を招いてしまう。
【０００５】
また、ヘッドの高密度化に伴って、薄板部材において開口部が占める面積割合が大きくなり、ヘッドの製造時におけるハンドリングが難しいといった問題もある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ハンドリングを容易にし、且つ、吐出安定性を向上させる液体吐出ヘッドの製造方法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】
【０００７】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ノズル毎にそれぞれ対応して設けられる複数の圧力室と、前記複数の圧力室に連通し前記液体を供給するための共通流路と、各圧力室と共通流路を連通する個別流路の少なくとも一部に設けられる供給絞り部と、を有し、複数の薄板部材を積層して形成される液体吐出ヘッドの製造方法であって、第１の薄板部材に対して前記供給絞り部に相当する第１の孔部を貫通形成する第１の孔部形成工程と、第２の薄板部材に対して前記共通流路に相当する第２の孔部と前記圧力室に相当する第３の孔部をそれぞれ貫通形成する第２の孔部形成工程と、前記第１及び第２の孔部形成工程後、前記第１の孔部の少なくとも一部は前記第２の孔部及び前記第３の孔部の少なくとも一方に重なるように、前記第１の薄板部材と前記第２の薄板部材を積層して接合する接合工程と、前記接合工程後、前記第１薄板部材に対して前記共通流路に相当する第４の孔部及び前記圧力室に相当する第５の孔部の少なくとも一方を貫通形成する第３の孔部形成工程と、を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法を提供する。
【０００８】
本発明によれば、第１の薄板部材と第２の薄板部材を積層して接合する接合工程の後に第３の孔部形成工程を行うことにより、ハンドリングが容易となる。また、第１の孔部形成工程において第１の薄板部材に対して供給絞り部に相当する第１の孔部を貫通形成することにより、供給絞り部の形状精度は第１の薄板部材の板厚で容易に管理することができる。即ち、供給絞り部の形状精度は向上し、供給絞り部における流路抵抗にはばらつきがなくなり、吐出安定性が向上する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記接合工程は、前記第１の孔部の一の端部が前記第２の孔部に重なり、且つ、前記第１の孔部の他の端部が前記第３の孔部に重なるように、前記第１の薄板部材と前記第２の薄板部材を積層して接合することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の態様によれば、第１の孔部が第２及び第３の孔部にそれぞれ重なるように、第１及び第２の薄板部材を積層することで、第３の孔部形成工程により、確実に、供給絞りを介して共通流路と圧力室がつながった形状を加工できる。また、第１及び第２の薄板部材を積層するときに位置ずれが生じても、上記の如く各孔部が重なるようにすれば、供給絞りを介して共通流路と圧力室は確実につながる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記第３の孔部形成工程は、前記第２の薄板部材をマスクとして前記第４の孔部及び前記第５の孔部の少なくとも一方を貫通形成することを特徴とする。
【００１２】
請求項３の態様によれば、第２の薄板部材をマスクすることにより、第１の薄板部材に貫通形成される孔部（第４又は第５の孔部）は第２の薄板部材に貫通形成される孔部（第２又は第３の孔部）と位置ずれがなく同形状に形成される。つまり、共通流路や圧力室を精度良く形成することできる。また、別のマスクを新たに用意する必要がなく、コストダウンが可能である。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記第１の薄板部材は樹脂部材であり、前記第１の孔部形成工程及び前記第３の孔部形成工程の少なくとも一方はレーザ加工により行われることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の態様によれば、供給絞り部を精度良く形成することが可能である。
【００１５】
また前記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の製造方法により製造された液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第１の薄板部材と第２の薄板部材を積層して接合する接合工程の後に第３の孔部形成工程を行うことにより、ハンドリングが容易となる。また、第１の孔部形成工程において第１の薄板部材に対して供給絞り部に相当する第１の孔部を貫通形成することにより、供給絞り部の形状精度は第１の薄板部材の板厚で容易に管理することができる。即ち、供給絞り部の形状精度は向上し、供給絞り部における流路抵抗にばらつきがなくなり、吐出安定性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【００１８】
〔インクジェット記録装置〕
図１は、本発明が適用され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の全体概略図である。図１に示すように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色毎に設けられた複数の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４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２６と、を備えている。
【００１９】
図１では、給紙部１８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。
【００２０】
ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター２８が設けられており、該カッター２８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２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂ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２８は不要である。
【００２１】
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。
【００２２】
給紙部１８から送り出される記録紙１６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２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６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。
【００２３】
デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラー３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が平面（フラット面）をなすように構成されている。
【００２４】
ベルト３３は、記録紙１６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１に示したとおり、ローラー３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー３４が設けられており、この吸着チャンバー３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。
【００２５】
ベルト３３が巻かれているローラー３１、３２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３３は図１において、時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は、図１の左から右へと搬送される。
【００２６】
縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３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３６が設けられている。ベルト清掃部３６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。
【００２７】
なお、吸着ベルト搬送部２２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。
【００２８】
吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６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。
【００２９】
印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型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）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている。印字部１２を構成する各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、本インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインクの吐出口（ノズル）が1列に配列されたライン型ヘッドで構成されている。
【００３０】
記録紙１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図１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印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。
【００３１】
このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部１２によれば、紙搬送方向（副走査方向）について記録紙１６と印字部１２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１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが紙搬送方向と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシャトル型ヘッド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。
【００３２】
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印字ヘッドを追加する構成も可能である。
【００３３】
図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ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印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４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。
【００３４】
印字検出部２４は、印字部１２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。
【００３５】
本例の印字検出部２４は、少なくとも各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ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。
【００３６】
印字検出部２４は、各色の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ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。
【００３７】
印字検出部２４の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２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。
【００３８】
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。
【００３９】
後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４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４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
【００４０】
このようにして生成されたプリント物は、排紙部２６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１０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２６Ａ、２６Ｂ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）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６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４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成されている。
【００４１】
また、図示を省略したが、本画像の排出部２６Ａ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。
【００４２】
尚、インク色ごとに設けられている各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によって印字ヘッドを示すものとする。
【００４３】
〔印字ヘッド〕
次に、本発明に係る印字ヘッド５０の第１〜第３の実施形態について説明する。
【００４４】
＜第１の実施形態＞
図２は、第１の実施形態に係る印字ヘッド５０のノズル面を表した平面図である。同図に示すように、印字ヘッド５０のノズル面にはインク滴を吐出するノズル５１が２次元状（マトリクス状）に配列されている。
【００４５】
印字ヘッド５０は、主走査方向を長手方向とする複数の流路ユニット５２（５２Ａ〜５２Ｆ）と、供給口形成部材５６（５６Ａ、５６Ｂ）とから主に構成され、副走査方向に積層した流路ユニット５２（５２Ａ〜５２Ｆ）の副走査方向両端に供給口形成部材５６（５６Ａ、５６Ｂ）が配置されている。
【００４６】
各流路ユニット５２にはその長手方向（即ち、主走査方向）に沿って配列されたノズル列がそれぞれ１列ずつ設けられており、一のノズル列は副走査方向に隣接する他のノズル列と主走査方向の位置をずらして配置されており、各ノズル５１はいわゆる千鳥状に配置された構成となっている。このようなノズル配列構成において、特に図示はしないが、主走査方向に並ぶように投影される投影ノズル列は一定のノズルピッチで等間隔に配列されるように構成されており、これにより実質的なドットピッチの高密度化が達成されている。
【００４７】
供給口形成部材５６（５６Ａ、５６Ｂ）には、図１に示したインク貯蔵／装填部１４から印字ヘッド５０にインクを供給するためのインク供給口５８（５８Ａ、５８Ｂ）がそれぞれ複数設けられている。尚、供給口形成部材５６の配置は本例に限定されるものでない。
【００４８】
図３は流路ユニット５２の構成図であり、（ａ）は流路ユニット５２の一部拡大平面図、（ｂ）は流路ユニット５２の側面断面図（図３（ａ）中３ｂ−３ｂ線に沿う断面図）をそれぞれ表している。
【００４９】
図３の（ｂ）に示すように、流路ユニット５２は、複数の薄板部材６２（６２ａ〜６２ｆ）の積層体であるユニット本体６４と、ノズル５１が形成されるノズル板６６とから構成され、ユニット本体６４の、各薄板部材６２の積層方向（副走査方向）に垂直な一端面にノズル板６６が接合されている。
【００５０】
流路ユニット５２には、各薄板部材６２に形成される孔部（若しくは溝部）の組み合わせによって、共通流路６８、供給絞り７０、圧力室７２及びノズル流路７４が設けられており、これらは、主走査方向に配列される各ノズル５１に対応するようにしてそれぞれ主走査方向に配列されている（図３の（ａ）参照）。後述する圧電素子７６も同様にして、主走査方向に配列されている。
【００５１】
供給絞り７０、ノズル流路７４及びノズル５１は圧力室７２毎にそれぞれ設けられており、各圧力室７２は供給絞り７０を介して共通流路６８に連通するとともに、ノズル流路７４を介してノズル５１に連通する。尚、図示は省略しているが、共通流路６８は複数の流路ユニット５２にわたって構成されており、各流路ユニット５２の圧力室７２と供給絞り７０を介して連通している。
【００５２】
圧力室７２の一壁面を構成する薄板部材６２ｂ上の圧力室７２に対応する位置には薄膜状の圧電素子７６が設けられている。圧電素子７６は、各薄板部材６２の積層方向に相当する副走査方向に薄幅の薄膜状の圧電体に個別電極８２を設けた構成となっている。尚、薄板部材６２ｂの圧電素子７６側の表面全体には共通電極８０が設けられている。圧電素子７６は膜厚方向（副走査方向）に分極処理されており、その分極方向に平行に電界を印加すると圧電素子７６はいわゆる伸縮モード（縦方向振動モード）の変形を発生させ、圧電素子７６が配置される薄板部材（振動板）６２ｂを圧力室７２側に撓ませるように変形させる。
【００５３】
薄板部材６２ａには、薄板部材６２ｂ側に開口する溝部８４が設けられている。溝部８４は、圧電素子７６のサイズより若干大きめに構成されており、薄板部材６２ｂ上の圧電素子７６を溝部８４内に収納した状態において圧電素子７６の変位を妨げないように圧電素子７６の周辺に空洞が形成されるようになっている。これにより、圧電素子７６の変位効率が向上する。
【００５４】
図４の（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ薄板部材６２ａ〜６２ｆの平面図を表している。
【００５５】
共通流路６８に相当する孔部９０ａ〜９０ｆは薄板部材６２ａ〜６２ｆにそれぞれ貫通形成される。供給絞り７０に相当する孔部９２は薄板部材６２ｄに貫通形成される。圧力室７２に相当する孔部９４ａ〜９４ｃは薄板部材６２ｃ、６２ｄ、６２ｅにそれぞれ貫通形成される。ノズル流路７４に相当する孔部９６は薄板部材６２ｅに貫通形成される。また、上述したように、薄板部材６２ｂには圧電素子７６が設けられ、薄板部材６２ａには圧電素子７６を収納するための溝部８４が設けられている。
【００５６】
図５は供給口形成部材５６（５６Ａ、５６Ｂ）の側面断面図であり、（ａ）は流路ユニット５２Ａ側の供給口形成部材５６Ａを示し、（ｂ）は流路ユニット５２Ｂ側の供給口形成部材５６Ｂを示している。尚、各図ではそれぞれ流路ユニット５２Ａ、５２Ｂを便宜的に表示している。
【００５７】
供給口形成部材５６Ａは流路ユニット５２Ａの薄板部材６２ａ側に積層される（図５（ａ）参照）。一方、供給口形成部材５６Ｂは流路ユニット５２Ｆの薄板部材６２ｆ側に積層される（図５（ｂ）参照）。各供給口形成部材５６Ａ、５６Ｂには、それぞれ流路ユニット５２Ａ、５２Ｆの共通流路６８に対応する位置にインク供給口５８Ａ、５８Ｂが設けられている。つまり、共通流路６８の一端にはインク供給口５８Ａが配置され、他端にはインク供給口５８Ｂが配置された構成となっている。一方のインク供給口５８Ａをインク供給用とし、他方のインク供給口５８Ｂをインク排出用として、共通流路６８内のインクを循環させることにより、インクの増粘を防止することができ、吐出安定性を高めることができる。
【００５８】
このような構成において、図１に示したインク貯蔵／装填部１４から供給されるインクは共通流路６８に貯留され、共通流路６８から圧力室７２毎に設けられる供給絞り７０を介して各圧力室７２に分配供給される。圧力室７２に対応する圧電素子７６に所定の駆動電圧が印加されると、圧電素子７６の変位によって薄板部材（振動板）６２ｂは圧力室７２ｂ側に撓むように変形し、これにより、圧力室７２内のインクは加圧され、ノズル５１からインク滴が吐出される。
【００５９】
このとき、圧力室７２内のインクはノズル流路７４を通ってノズル５１側（吐出側）に移動するとともに、共通流路６８側（供給側）にも移動（逆流）しようとするが、圧力室７２と共通流路６８の間に設けられる供給絞り７０が流路抵抗となりインクの逆流は制限されるので、圧力損失が抑えられた状態でインク吐出が行われる。
【００６０】
本実施形態の印字ヘッド５０は、複数の流路ユニット５２（５２Ａ〜５２Ｆ）が副走査方向に積層して構成され、各流路ユニット５２はその積層方向（副走査方向）に複数の薄板部材６２（６２ａ〜６２ｆ）を積層して構成される。そして、薄板部材６２ｂ上には薄膜状の圧電素子７６が主走査方向に１次元状に配列された圧電素子列が設けられている。即ち、薄膜状の圧電素子７６の膜厚方向（副走査方向）に対して略垂直な方向（主走査方向）に配列された複数の圧電素子７６から成る圧電素子列が、圧電素子７６の膜厚方向（副走査方向）に複数列設けられている。従って、副走査方向のヘッドサイズを短く構成することができるので、印字ヘッド５０を取り付ける際のアライメント調整を容易に行うことができ、インク滴の着弾精度を向上させることができる。また、印字ヘッド５０の高密度化も可能となる。
【００６１】
次に、第１の実施形態に係る印字ヘッド５０の製造方法について図６を参照しながら説明する。
【００６２】
まず、図６の（ａ）に示すように、薄板部材（ポリイミドシート）６２ｄ（第１の薄板部材）に対して供給絞り７０に相当する孔部（長孔）９２（第１の孔部）を、エキシマレーザを用いたレーザ加工により貫通形成する。エキシマレーザを用いることにより、孔部９２を精度良く加工することができる。尚、薄板部材６２ｄとしてポリイミドシートを用いる態様が加工性の観点から最も好ましいが、本発明の実施に際してこれに限定されず、例えば、ＰＥＴ等の樹脂を用いてもよい。
【００６３】
また、図６の（ｂ）に示すように、薄板部材（ＳＵＳプレート）６２ｃ（第２の薄板部材）に対して共通流路６８に相当する孔部９０ｃ（第２の孔部）、及び、圧力室７２に相当する孔部９４ａ（第３の孔部）をウェットエッチングにより貫通形成する。ＳＵＳに対するウェットエッチング代えて、シリコン（Ｓｉ）に対するドライエッチング若しくはウェットエッチング、又は、Ｎｉ電鋳により、薄板部材６２ｃを構成する態様もある。ＳＵＳに対するウェットエッチングは精度悪いものの、低コストで大型化可能という特徴がある。Ｓｉに対するドライエッチング若しくはウェットエッチングは高コストで大型化不可であるが精度が良いという特徴がある。Ｎｉ電鋳はやや低コスト、大型化可能、やや精度も良いという特徴がある。従って、必要とする精度、サイズ等に応じてこれらの材料や加工方法を使い分けることが望ましい。
【００６４】
次に、図６の（ｃ）に示すように、ＳＵＳプレート６２ｃの裏面にポリイミドシート６２ｄを接着する。このとき、ＳＵＳプレート６２ｃの２つの孔部９０ｃ、９４ａが、ポリイミドシート６２ｄの孔部９２を介して連通するように積層する。即ち、積層状態において、孔部９２の一方の端部が孔部９０ｃに重なり、且つ、その反対側の端部が孔部９４ａに重なるようにする。
【００６５】
このような状態において、図６の（ｄ）に示すように、ＳＵＳプレート６２ｃをマスクとして、ＳＵＳプレート６２ｃ側からポリイミドシート６２ｄに対して、例えば、炭酸ガス（ＣＯ２）レーザ等を用いてレーザ加工を行い、ＳＵＳプレート６２ｃの孔部９０ｃ、９４ａと同形状の孔部をポリイミドシート６２ｄに貫通形成する。これにより、ポリイミドシート６２ｄには、図４の（ｄ）に示したように、３つの孔部９０ｄ（第４の孔部）、９２、９４ｂ（第５の孔部）の組み合わせに相当する孔部９８が貫通形成された状態となる。
【００６６】
このようにＳＵＳプレート６２ｃをマスクとすることにより、共通流路６８に相当する孔部９０ｃ、９０ｄには位置ずれが生じず、また、圧力室７２に相当する孔部９４ａ、９４ｂにも位置ずれが生じない。しかも、別のマスクを新たに用意する必要がなく、コストダウンが可能である。また、レーザ加工によって共通流路６８に相当する孔部９０ｃや圧力室７２に相当する孔部９４ａにはみ出した接着剤も同時に除去されるため、ヘッド内部の気泡付着性を低減することができる。
【００６７】
尚、本工程ではレーザ加工を採用しているが、ドライエッチング加工やブラスト加工を用いても良い。レーザ加工に比べて、ドライエッチング加工は高精度な加工が可能であり、ブラスト加工は安価に加工可能である。ただし、いずれの方法においてもＳＵＳプレート６２ｃを傷めないように加工条件の最適化が必要である。
【００６８】
次に、図６の（ｅ）に示すように、接着された状態のＳＵＳプレート６２ｃ及びポリイミドシート６２ｄに対して、他の薄板部材６２ａ、６２ｂ、６２ｅ、６２ｆを積層して接合する。これにより、ユニット本体６４が完成する。そして、各薄板部材６２の積層方向に平行な、ユニット本体６４の端面に、図６の（ｆ）に示すように、ノズル板６６を接合することにより、流路ユニット５２が完成する。
【００６９】
そして、上述した方法によって複数の流路ユニット５２（５２Ａ〜５２Ｆ）をそれぞれ作製し、図２に示したように、供給口形成部材５６Ａ、５６Ｂとともに各流路ユニット５２を積層して接合することにより、本例の印字ヘッド５０を製造することができる。
【００７０】
本実施形態によれば、供給絞り７０に相当する孔部９２を貫通形成されたポリイミドシート６２ｄをＳＵＳプレート６２ｃに接着してから、ＳＵＳプレート６２ｃ側からレーザ加工を行い、ＳＵＳプレート６２ｃの孔部９０ｃ、９４ａと同形状の孔部をポリイミドシート６２ｄに貫通形成しているため、ＳＵＳプレート６２ｃに接着する前にポリイミドシート６２ｄに対して共通流路６８、供給絞り７０及び圧力室７２に相当する孔部９８を最初から貫通形成してしまう場合に比べて、ポリイミドシート６２ｄにおいて開口部が占める面積割合が少なく、ハンドリングが容易となっている。
【００７１】
また、このようにして形成される供給絞り７０の深さ方向の精度はポリイミドシート６２ｄの板厚で管理することができるため、供給絞り７０の形状精度が向上する。これにより、供給絞り７０の流路抵抗にばらつきがなくなり、インク滴の吐出量や吐出速度等の吐出特性にばらつきがなくなり、吐出安定性が向上する。
【００７２】
本実施形態では、ＳＵＳプレート６２ｃとポリイミドシート６２ｄを接着する際、ＳＵＳプレート６２ｃの孔部９０ｃ、９４ａに対する余剰接着剤のはみ出しを防止するため、図７に示したＳＵＳプレート６２ｃのポリイミドシート６２ｄ側接着面に、ポリイミドシート６２ｄ側に開口する逃がし溝１００を孔部９０ｃ、９４ａの周辺部に設けることが好ましい。ただし、ポリイミドシート６２ｄの孔部９２に重なる部分（図７において破線で囲んだ領域）には逃がし溝１００を設けないようにすることが好ましい。逃がし溝１００が供給絞り７０に相当する孔部９２に重なってしまうと、余剰接着剤が逃がし溝１００から供給絞り７０にはみ出してしまい、供給絞り７０における流路抵抗にばらつきが生じ、吐出安定性が損なわれてしまう恐れがあるためである。このような逃がし溝９０は、ウェットエッチングによるハーフエッチング加工で形成することができる。
【００７３】
また、図８に示したポリイミドシート６２ｄのＳＵＳプレート６２ｃ側接着面に、ＳＵＳプレート６２ｃ側に開口する逃がし溝１０２を孔部９２の周辺部に設けるようにしてもよい。これにより、供給絞り７０への余剰接着剤のはみ出しを防止することができる。このようにポリイミドシート６２ｄに接着溝１０２を設ける構成では、余分な接着剤が共通流路６８や圧力室７２にはみ出す場合もあるが、そのときの影響は供給絞り７０に余剰接着剤がはみ出したときに比べて小さい。このような逃がし溝１０２は、例えば、炭酸ガス（ＣＯ２）レーザやエキシマレーザを用いたレーザ加工により形成することができる。
【００７４】
＜第２の実施形態＞
図９は第２の実施形態に係る印字ヘッド５０の一部断面図であり、図１０は図９の印字ヘッド５０を構成する各薄板部材６２（６２ａ〜６２ｆ）の平面図である。尚、第１の実施形態（図３等参照）と共通する部分には同一の番号を付している。
【００７５】
第２の実施形態では、図９に示すように、インク吐出方向に平行な方向に薄板部材６２（６２ａ〜６２ｆ）が積層された構成となっている。図示は省略するが、インク吐出方向に垂直な面の方向に沿ってノズル５１、圧力室７２及び圧電素子７６がそれぞれ２次元状に配置されており、圧電素子７６の膜厚方向に対して略垂直な方向にノズル５１からインク滴が吐出されるようになっている。
【００７６】
図９及び図１０に示すように、薄板部材６２ｂ上には圧力室７２に対応する位置に圧電素子７６が設けられており、薄板部材６２ａには薄板部材６２ｂ側に開口する溝部８４が設けられている。また、共通流路６８に相当する孔部９０ａ、９０ｂは薄板部材６２ｃ、６２ｄにそれぞれ貫通形成される。同様にして、供給絞り７０に相当する孔部（長孔）９２は薄板部材６２ｄに、圧力室７２に相当する孔部９４ａ、９４ｂは薄板部材６２ｃ、６２ｄに、ノズル流路７４に相当する孔部９８にそれぞれ貫通形成される。また、薄板部材６２ｆは、第１の実施形態におけるノズル板６６（図３参照）に相当し、ノズル孔（ノズル）５１が貫通形成される。
【００７７】
図１１の（ａ）は、図９に示した印字ヘッド５０の端部を示した平面図であり、（ｂ）は（ａ）中１１ｂ−１１ｂ線に沿う断面図である。尚、先に示した図９は、図１１中９−９線に沿う断面図に相当するものである。各圧力室７２に供給絞り７０を介して連通する共通流路６８の一端には、図１１の（ａ）に示すように、供給口形成部材５６に設けられるインク供給口５８が配置されており、図１に示したインク貯蔵／装填部１４から不図示の管路を介して共通流路６８にインクが供給される。そして、共通流路６８から供給絞り７０を介して各圧力室７２にそのインクが分配供給される。
【００７８】
次に、第２の実施形態に係る印字ヘッド５０の製造方法について図１２を参照しながら説明する。尚、第１の実施形態と共通する部分については説明を省略若しくは簡略的に説明を行う。
【００７９】
まず、図１２の（ａ）に示すように、ポリイミドシート（薄板部材）６２ｄに対して供給絞り７０に相当する孔部（長孔）９２を貫通形成する。尚、孔部９２の加工方法は第１の実施形態と同様である。また、図１２の（ｂ）に示すように、ＳＵＳプレート（薄板部材）６２ｃに対して共通流路６８及び圧力室７２に相当する孔部９０ａ、９４ａを貫通形成する。
【００８０】
次に、図１２の（ｃ）に示すように、ＳＵＳプレート６２ｃとポリイミドシート６２ｄを積層した状態において孔部９２の一方の端部が孔部９０ａに重なり、且つ、その反対側の端部が孔部９４ａに重なるように、ＳＵＳプレート６２ｃの裏面にポリイミドシート６２ｄを接着する。
【００８１】
次に、図１２の（ｄ）に示すように、ＳＵＳプレート６２ｃをマスクとして、ＳＵＳプレート６２ｃの孔部９０ａ、９４ａと同形状の孔部がポリイミドシート６２ｄに貫通形成されるように、ＳＵＳプレート６２ｃ側からポリイミドシート６２ｄに対してレーザ加工を行う。レーザ加工後のポリイミドシート６２ｄの平面形状は、図１０の（ｄ）に示すように、３つの孔部９０ｂ、９２、９４ｂの組み合わせに相当する孔部９８が貫通形成された状態となる。
【００８２】
次に、図１２の（ｅ）に示すように、接着された状態のＳＵＳプレート６２ｃ及びポリイミドシート６２ｄに対して、他の薄板部材６２ａ、６２ｂ、６２ｅ、６２ｆを接合する。このようにして、本例の印字ヘッド５０を製造することができる。
【００８３】
＜第３の実施形態＞
図１３は第３の実施形態に係る印字ヘッド５０の一部断面図であり、図１４は図１３の印字ヘッド５０を構成する各薄板部材６２の平面図である。尚、第１の実施形態（図３等参照）と共通する部分には同一の番号を付している。
【００８４】
第３の実施形態では、第２の実施形態と同様に、インク吐出方向に平行な方向に薄板部材６２（６２ａ〜６２ｇ）が積層された構成となっている。図１３に示すように、共通流路６８の一端（下端）には圧力室５２側に延在するインク供給路（個別流路）１０４が設けられており、更に、インク供給路１０４の共通流路６８側とは反対側の端部上端には供給絞り７０が設けられている。このような供給絞り７０を含むインク供給路１０４を介して共通流路６８と圧力室７２は連通している。
【００８５】
共通流路６８に相当する孔部９０ａ〜９０ｃはそれぞれ薄板部材６２ｃ〜６８ｅに貫通形成される。また、インク供給路１０４に相当する孔部１０６は薄板部材６２ｅに貫通形成される。尚、薄板部材６２ｅの孔部９０ｃ、１０６は接続されている。同様にして、供給絞り７０に相当する孔部（丸孔）９２は薄板部材６２ｄに、圧力室７２に相当する孔部９４は薄板部材６２ｃに、ノズル流路７４に相当する孔部９６ａ〜９６ｃは薄板部材６２ｄ〜６２ｆにそれぞれ貫通形成される。また、薄板部材６２ｇにはノズル孔（ノズル）５１が貫通形成される。
【００８６】
次に、第３の実施形態に係る印字ヘッド５０の製造方法について図１５を参照しながら説明する。尚、第１及び第２の実施形態と共通する部分については説明を省略若しくは簡略的に説明を行う。
【００８７】
まず、図１５の（ａ）に示すように、ポリイミドシート（薄板部材）６２ｄに対して、ノズル流路７４に相当する孔部９６ａと、供給絞り７０に相当する９２を貫通形成する。また、図１５の（ｂ）に示すように、ＳＵＳプレート（薄板部材）６２ｃに対して共通流路６８に相当する孔部９０ａ及び圧力室７２に相当する孔部９４をそれぞれ貫通形成する。
【００８８】
次に、図１５の（ｃ）に示すように、ポリイミドシート６２ｄの２つの孔部９２、９６ａがＳＵＳプレート６２ｃの孔部９４の中に入るように、ＳＵＳプレート６２ｃの裏面にポリイミドシート６２ｄを接着する。
【００８９】
次に、図１５の（ｄ）に示すように、ＳＵＳプレート６２ｃ側からレーザ加工を行い、ポリイミドシート６２ｄに対して共通流路６８に相当する孔部９０ｂを貫通形成する。レーザ加工後のポリイミドシート６２ｄには、図１４の（ｄ）に示すように、３つの孔部９０ｂ、９２、９６ａが貫通形成される。
【００９０】
次に、接着された状態のＳＵＳプレート６２ｃ、ポリイミドシート６２ｄに対して、他の薄板部材６２ａ、６２ｂ、６２ｅ、６２ｆ、６２ｇを積層して接着することにより、本例の印字ヘッド５０を製造することができる。
【００９１】
以上、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法及び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。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】インクジェット記録装置の全体概略図
【図２】第１実施形態に係る印字ヘッドのノズル面を示した平面図
【図３】第１実施形態に係る印字ヘッドを構成する流路ユニットの構成図
【図４】流路ユニットを構成する薄板部材の平面図
【図５】供給口形成部材の側面断面図
【図６】第１の実施形態に係る印字ヘッドの製造工程を示した説明図
【図７】ＳＵＳプレートのポリイミドシート側接着面を示した平面図
【図８】ポリイミドシートのＳＵＳプレート側接着面を示した平面図
【図９】第２の実施形態に係る印字ヘッドの一部断面図
【図１０】第２の実施形態に係る印字ヘッドを構成する薄板部材の平面図
【図１１】第２の実施形態に係る印字ヘッド端部を示した構成図
【図１２】第２の実施形態に係る印字ヘッドの製造工程を示した説明図
【図１３】第３の実施形態に係る印字ヘッドの一部断面図
【図１４】第３の実施形態に係る印字ヘッドを構成する薄板部材の平面図
【図１５】第３の実施形態に係る印字ヘッドの製造工程を示した平面図
【符号の説明】
【００９３】
１０…インクジェット記録装置、１６…記録紙、５０…印字ヘッド、５１…ノズル、５２…流路ユニット、５６…供給口形成部材、６２…薄板部材、６４…ユニット本体、６６…ノズル板、６８…共通流路、７０…供給絞り、７２…圧力室、７４…ノズル流路、７６…圧電素子、８０…共通電極、８２…個別電極、１００、１０２…逃がし溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出ヘッドの製造方法及び画像形成装置に係り、特に、複数の薄板部材を積層して構成される液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
共通流路から複数の圧力室に対してそれぞれインクが供給され、各圧力室に隣接して配置される圧力発生素子（例えば、圧電素子など）の変位を利用して、圧力室内のインクを加圧し、圧力室に対応して設けられるノズルからインク滴を吐出するヘッド（液体吐出ヘッド）を搭載したインクジェット記録装置が知られている。
【０００３】
この種のヘッドには、例えば、特許文献１に記載されるように、複数の薄板部材を積層して構成されるものがあり、各薄板部材に形成される孔部や溝部を組み合わせることによって、共通流路や圧力室などがヘッド内部に設けられている。また、共通流路と各圧力室の間をそれぞれ連通する個別流路の少なくとも一部にはノズル側の流路より流路抵抗の大きな供給絞りが設けられており、これにより、インク吐出時に圧力室から共通流路に向かうインクの逆流を制限し、吐出効率の低下を防止している。
【特許文献１】特開２００３−１９７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１では一の薄板部材に対して供給絞りに相当する溝部をハーフエッチングで加工している。ハーフエッチングでは溝部の深さ方向の精度が悪く、供給絞りの形状精度が良くないといった問題がある。そのため各供給絞りにおける流路抵抗にばらつきが生じやすく、インク滴の吐出量や吐出速度などの吐出特性がノズル毎に異なり、その結果、画像品質の劣化を招いてしまう。
【０００５】
また、ヘッドの高密度化に伴って、薄板部材において開口部が占める面積割合が大きくなり、ヘッドの製造時におけるハンドリングが難しいといった問題もある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ハンドリングを容易にし、且つ、吐出安定性を向上させる液体吐出ヘッドの製造方法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】
【０００７】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、ノズル毎にそれぞれ対応して設けられる複数の圧力室と、前記複数の圧力室に連通し前記液体を供給するための共通流路と、各圧力室と共通流路を連通する個別流路の少なくとも一部に設けられる供給絞り部と、を有し、複数の薄板部材を積層して形成される液体吐出ヘッドの製造方法であって、第１の薄板部材に対して前記供給絞り部に相当する第１の孔部を貫通形成する第１の孔部形成工程と、第２の薄板部材に対して前記共通流路に相当する第２の孔部と前記圧力室に相当する第３の孔部をそれぞれ貫通形成する第２の孔部形成工程と、前記第１及び第２の孔部形成工程後、前記第１の孔部の少なくとも一部は前記第２の孔部及び前記第３の孔部の少なくとも一方に重なるように、前記第１の薄板部材と前記第２の薄板部材を積層して接合する接合工程と、前記接合工程後、前記第１薄板部材に対して前記共通流路に相当する第４の孔部及び前記圧力室に相当する第５の孔部の少なくとも一方を貫通形成する第３の孔部形成工程と、を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法を提供する。
【０００８】
本発明によれば、第１の薄板部材と第２の薄板部材を積層して接合する接合工程の後に第３の孔部形成工程を行うことにより、ハンドリングが容易となる。また、第１の孔部形成工程において第１の薄板部材に対して供給絞り部に相当する第１の孔部を貫通形成することにより、供給絞り部の形状精度は第１の薄板部材の板厚で容易に管理することができる。即ち、供給絞り部の形状精度は向上し、供給絞り部における流路抵抗にはばらつきがなくなり、吐出安定性が向上する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記接合工程は、前記第１の孔部の一の端部が前記第２の孔部に重なり、且つ、前記第１の孔部の他の端部が前記第３の孔部に重なるように、前記第１の薄板部材と前記第２の薄板部材を積層して接合することを特徴とする。
【００１０】
請求項２の態様によれば、第１の孔部が第２及び第３の孔部にそれぞれ重なるように、第１及び第２の薄板部材を積層することで、第３の孔部形成工程により、確実に、供給絞りを介して共通流路と圧力室がつながった形状を加工できる。また、第１及び第２の薄板部材を積層するときに位置ずれが生じても、上記の如く各孔部が重なるようにすれば、供給絞りを介して共通流路と圧力室は確実につながる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記第３の孔部形成工程は、前記第２の薄板部材をマスクとして前記第４の孔部及び前記第５の孔部の少なくとも一方を貫通形成することを特徴とする。
【００１２】
請求項３の態様によれば、第２の薄板部材をマスクすることにより、第１の薄板部材に貫通形成される孔部（第４又は第５の孔部）は第２の薄板部材に貫通形成される孔部（第２又は第３の孔部）と位置ずれがなく同形状に形成される。つまり、共通流路や圧力室を精度良く形成することできる。また、別のマスクを新たに用意する必要がなく、コストダウンが可能である。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法であって、前記第１の薄板部材は樹脂部材であり、前記第１の孔部形成工程及び前記第３の孔部形成工程の少なくとも一方はレーザ加工により行われることを特徴とする。
【００１４】
請求項４の態様によれば、供給絞り部を精度良く形成することが可能である。
【００１５】
また前記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の製造方法により製造された液体吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、第１の薄板部材と第２の薄板部材を積層して接合する接合工程の後に第３の孔部形成工程を行うことにより、ハンドリングが容易となる。また、第１の孔部形成工程において第１の薄板部材に対して供給絞り部に相当する第１の孔部を貫通形成することにより、供給絞り部の形状精度は第１の薄板部材の板厚で容易に管理することができる。即ち、供給絞り部の形状精度は向上し、供給絞り部における流路抵抗にばらつきがなくなり、吐出安定性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【００１８】
〔インクジェット記録装置〕
図１は、本発明が適用され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の全体概略図である。図１に示すように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色毎に設けられた複数の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印字部１２による印字結果を読み取る印字検出部２４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２６と、を備えている。
【００１９】
図１では、給紙部１８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。
【００２０】
ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター２８が設けられており、該カッター２８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２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂ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２８は不要である。
【００２１】
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。
【００２２】
給紙部１８から送り出される記録紙１６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２０においてマガジンの巻き癖方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６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。
【００２３】
デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラー３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が平面（フラット面）をなすように構成されている。
【００２４】
ベルト３３は、記録紙１６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１に示したとおり、ローラー３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー３４が設けられており、この吸着チャンバー３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。
【００２５】
ベルト３３が巻かれているローラー３１、３２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３３は図１において、時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は、図１の左から右へと搬送される。
【００２６】
縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３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３６が設けられている。ベルト清掃部３６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。
【００２７】
なお、吸着ベルト搬送部２２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。
【００２８】
吸着ベルト搬送部２２により形成される用紙搬送路上において印字部１２の上流側には、加熱ファン４０が設けられている。加熱ファン４０は、印字前の記録紙１６に加熱空気を吹きつけ、記録紙１６を加熱する。印字直前に記録紙１６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。
【００２９】
印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型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）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている。印字部１２を構成する各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、本インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインクの吐出口（ノズル）が1列に配列されたライン型ヘッドで構成されている。
【００３０】
記録紙１６の搬送方向（紙搬送方向）に沿って上流側（図１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印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。
【００３１】
このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色毎に設けられてなる印字部１２によれば、紙搬送方向（副走査方向）について記録紙１６と印字部１２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１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが紙搬送方向と直交する方向（主走査方向）に往復動作するシャトル型ヘッド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。
【００３２】
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印字ヘッドを追加する構成も可能である。
【００３３】
図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ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印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４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。
【００３４】
印字検出部２４は、印字部１２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。
【００３５】
本例の印字検出部２４は、少なくとも各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ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。
【００３６】
印字検出部２４は、各色の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ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。
【００３７】
印字検出部２４の後段には、後乾燥部４２が設けられている。後乾燥部４２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。
【００３８】
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。
【００３９】
後乾燥部４２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４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４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
【００４０】
このようにして生成されたプリント物は、排紙部２６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１０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２６Ａ、２６Ｂ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）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６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４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成されている。
【００４１】
また、図示を省略したが、本画像の排出部２６Ａ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。
【００４２】
尚、インク色ごとに設けられている各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によって印字ヘッドを示すものとする。
【００４３】
〔印字ヘッド〕
次に、本発明に係る印字ヘッド５０の第１〜第３の実施形態について説明する。
【００４４】
＜第１の実施形態＞
図２は、第１の実施形態に係る印字ヘッド５０のノズル面を表した平面図である。同図に示すように、印字ヘッド５０のノズル面にはインク滴を吐出するノズル５１が２次元状（マトリクス状）に配列されている。
【００４５】
印字ヘッド５０は、主走査方向を長手方向とする複数の流路ユニット５２（５２Ａ〜５２Ｆ）と、供給口形成部材５６（５６Ａ、５６Ｂ）とから主に構成され、副走査方向に積層した流路ユニット５２（５２Ａ〜５２Ｆ）の副走査方向両端に供給口形成部材５６（５６Ａ、５６Ｂ）が配置されている。
【００４６】
各流路ユニット５２にはその長手方向（即ち、主走査方向）に沿って配列されたノズル列がそれぞれ１列ずつ設けられており、一のノズル列は副走査方向に隣接する他のノズル列と主走査方向の位置をずらして配置されており、各ノズル５１はいわゆる千鳥状に配置された構成となっている。このようなノズル配列構成において、特に図示はしないが、主走査方向に並ぶように投影される投影ノズル列は一定のノズルピッチで等間隔に配列されるように構成されており、これにより実質的なドットピッチの高密度化が達成されている。
【００４７】
供給口形成部材５６（５６Ａ、５６Ｂ）には、図１に示したインク貯蔵／装填部１４から印字ヘッド５０にインクを供給するためのインク供給口５８（５８Ａ、５８Ｂ）がそれぞれ複数設けられている。尚、供給口形成部材５６の配置は本例に限定されるものでない。
【００４８】
図３は流路ユニット５２の構成図であり、（ａ）は流路ユニット５２の一部拡大平面図、（ｂ）は流路ユニット５２の側面断面図（図３（ａ）中３ｂ−３ｂ線に沿う断面図）をそれぞれ表している。
【００４９】
図３の（ｂ）に示すように、流路ユニット５２は、複数の薄板部材６２（６２ａ〜６２ｆ）の積層体であるユニット本体６４と、ノズル５１が形成されるノズル板６６とから構成され、ユニット本体６４の、各薄板部材６２の積層方向（副走査方向）に垂直な一端面にノズル板６６が接合されている。
【００５０】
流路ユニット５２には、各薄板部材６２に形成される孔部（若しくは溝部）の組み合わせによって、共通流路６８、供給絞り７０、圧力室７２及びノズル流路７４が設けられており、これらは、主走査方向に配列される各ノズル５１に対応するようにしてそれぞれ主走査方向に配列されている（図３の（ａ）参照）。後述する圧電素子７６も同様にして、主走査方向に配列されている。
【００５１】
供給絞り７０、ノズル流路７４及びノズル５１は圧力室７２毎にそれぞれ設けられており、各圧力室７２は供給絞り７０を介して共通流路６８に連通するとともに、ノズル流路７４を介してノズル５１に連通する。尚、図示は省略しているが、共通流路６８は複数の流路ユニット５２にわたって構成されており、各流路ユニット５２の圧力室７２と供給絞り７０を介して連通している。
【００５２】
圧力室７２の一壁面を構成する薄板部材６２ｂ上の圧力室７２に対応する位置には薄膜状の圧電素子７６が設けられている。圧電素子７６は、各薄板部材６２の積層方向に相当する副走査方向に薄幅の薄膜状の圧電体に個別電極８２を設けた構成となっている。尚、薄板部材６２ｂの圧電素子７６側の表面全体には共通電極８０が設けられている。圧電素子７６は膜厚方向（副走査方向）に分極処理されており、その分極方向に平行に電界を印加すると圧電素子７６はいわゆる伸縮モード（縦方向振動モード）の変形を発生させ、圧電素子７６が配置される薄板部材（振動板）６２ｂを圧力室７２側に撓ませるように変形させる。
【００５３】
薄板部材６２ａには、薄板部材６２ｂ側に開口する溝部８４が設けられている。溝部８４は、圧電素子７６のサイズより若干大きめに構成されており、薄板部材６２ｂ上の圧電素子７６を溝部８４内に収納した状態において圧電素子７６の変位を妨げないように圧電素子７６の周辺に空洞が形成されるようになっている。これにより、圧電素子７６の変位効率が向上する。
【００５４】
図４の（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ薄板部材６２ａ〜６２ｆの平面図を表している。
【００５５】
共通流路６８に相当する孔部９０ａ〜９０ｆは薄板部材６２ａ〜６２ｆにそれぞれ貫通形成される。供給絞り７０に相当する孔部９２は薄板部材６２ｄに貫通形成される。圧力室７２に相当する孔部９４ａ〜９４ｃは薄板部材６２ｃ、６２ｄ、６２ｅにそれぞれ貫通形成される。ノズル流路７４に相当する孔部９６は薄板部材６２ｅに貫通形成される。また、上述したように、薄板部材６２ｂには圧電素子７６が設けられ、薄板部材６２ａには圧電素子７６を収納するための溝部８４が設けられている。
【００５６】
図５は供給口形成部材５６（５６Ａ、５６Ｂ）の側面断面図であり、（ａ）は流路ユニット５２Ａ側の供給口形成部材５６Ａを示し、（ｂ）は流路ユニット５２Ｂ側の供給口形成部材５６Ｂを示している。尚、各図ではそれぞれ流路ユニット５２Ａ、５２Ｂを便宜的に表示している。
【００５７】
供給口形成部材５６Ａは流路ユニット５２Ａの薄板部材６２ａ側に積層される（図５（ａ）参照）。一方、供給口形成部材５６Ｂは流路ユニット５２Ｆの薄板部材６２ｆ側に積層される（図５（ｂ）参照）。各供給口形成部材５６Ａ、５６Ｂには、それぞれ流路ユニット５２Ａ、５２Ｆの共通流路６８に対応する位置にインク供給口５８Ａ、５８Ｂが設けられている。つまり、共通流路６８の一端にはインク供給口５８Ａが配置され、他端にはインク供給口５８Ｂが配置された構成となっている。一方のインク供給口５８Ａをインク供給用とし、他方のインク供給口５８Ｂをインク排出用として、共通流路６８内のインクを循環させることにより、インクの増粘を防止することができ、吐出安定性を高めることができる。
【００５８】
このような構成において、図１に示したインク貯蔵／装填部１４から供給されるインクは共通流路６８に貯留され、共通流路６８から圧力室７２毎に設けられる供給絞り７０を介して各圧力室７２に分配供給される。圧力室７２に対応する圧電素子７６に所定の駆動電圧が印加されると、圧電素子７６の変位によって薄板部材（振動板）６２ｂは圧力室７２ｂ側に撓むように変形し、これにより、圧力室７２内のインクは加圧され、ノズル５１からインク滴が吐出される。
【００５９】
このとき、圧力室７２内のインクはノズル流路７４を通ってノズル５１側（吐出側）に移動するとともに、共通流路６８側（供給側）にも移動（逆流）しようとするが、圧力室７２と共通流路６８の間に設けられる供給絞り７０が流路抵抗となりインクの逆流は制限されるので、圧力損失が抑えられた状態でインク吐出が行われる。
【００６０】
本実施形態の印字ヘッド５０は、複数の流路ユニット５２（５２Ａ〜５２Ｆ）が副走査方向に積層して構成され、各流路ユニット５２はその積層方向（副走査方向）に複数の薄板部材６２（６２ａ〜６２ｆ）を積層して構成される。そして、薄板部材６２ｂ上には薄膜状の圧電素子７６が主走査方向に１次元状に配列された圧電素子列が設けられている。即ち、薄膜状の圧電素子７６の膜厚方向（副走査方向）に対して略垂直な方向（主走査方向）に配列された複数の圧電素子７６から成る圧電素子列が、圧電素子７６の膜厚方向（副走査方向）に複数列設けられている。従って、副走査方向のヘッドサイズを短く構成することができるので、印字ヘッド５０を取り付ける際のアライメント調整を容易に行うことができ、インク滴の着弾精度を向上させることができる。また、印字ヘッド５０の高密度化も可能となる。
【００６１】
次に、第１の実施形態に係る印字ヘッド５０の製造方法について図６を参照しながら説明する。
【００６２】
まず、図６の（ａ）に示すように、薄板部材（ポリイミドシート）６２ｄ（第１の薄板部材）に対して供給絞り７０に相当する孔部（長孔）９２（第１の孔部）を、エキシマレーザを用いたレーザ加工により貫通形成する。エキシマレーザを用いることにより、孔部９２を精度良く加工することができる。尚、薄板部材６２ｄとしてポリイミドシートを用いる態様が加工性の観点から最も好ましいが、本発明の実施に際してこれに限定されず、例えば、ＰＥＴ等の樹脂を用いてもよい。
【００６３】
また、図６の（ｂ）に示すように、薄板部材（ＳＵＳプレート）６２ｃ（第２の薄板部材）に対して共通流路６８に相当する孔部９０ｃ（第２の孔部）、及び、圧力室７２に相当する孔部９４ａ（第３の孔部）をウェットエッチングにより貫通形成する。ＳＵＳに対するウェットエッチング代えて、シリコン（Ｓｉ）に対するドライエッチング若しくはウェットエッチング、又は、Ｎｉ電鋳により、薄板部材６２ｃを構成する態様もある。ＳＵＳに対するウェットエッチングは精度悪いものの、低コストで大型化可能という特徴がある。Ｓｉに対するドライエッチング若しくはウェットエッチングは高コストで大型化不可であるが精度が良いという特徴がある。Ｎｉ電鋳はやや低コスト、大型化可能、やや精度も良いという特徴がある。従って、必要とする精度、サイズ等に応じてこれらの材料や加工方法を使い分けることが望ましい。
【００６４】
次に、図６の（ｃ）に示すように、ＳＵＳプレート６２ｃの裏面にポリイミドシート６２ｄを接着する。このとき、ＳＵＳプレート６２ｃの２つの孔部９０ｃ、９４ａが、ポリイミドシート６２ｄの孔部９２を介して連通するように積層する。即ち、積層状態において、孔部９２の一方の端部が孔部９０ｃに重なり、且つ、その反対側の端部が孔部９４ａに重なるようにする。
【００６５】
このような状態において、図６の（ｄ）に示すように、ＳＵＳプレート６２ｃをマスクとして、ＳＵＳプレート６２ｃ側からポリイミドシート６２ｄに対して、例えば、炭酸ガス（ＣＯ２）レーザ等を用いてレーザ加工を行い、ＳＵＳプレート６２ｃの孔部９０ｃ、９４ａと同形状の孔部をポリイミドシート６２ｄに貫通形成する。これにより、ポリイミドシート６２ｄには、図４の（ｄ）に示したように、３つの孔部９０ｄ（第４の孔部）、９２、９４ｂ（第５の孔部）の組み合わせに相当する孔部９８が貫通形成された状態となる。
【００６６】
このようにＳＵＳプレート６２ｃをマスクとすることにより、共通流路６８に相当する孔部９０ｃ、９０ｄには位置ずれが生じず、また、圧力室７２に相当する孔部９４ａ、９４ｂにも位置ずれが生じない。しかも、別のマスクを新たに用意する必要がなく、コストダウンが可能である。また、レーザ加工によって共通流路６８に相当する孔部９０ｃや圧力室７２に相当する孔部９４ａにはみ出した接着剤も同時に除去されるため、ヘッド内部の気泡付着性を低減することができる。
【００６７】
尚、本工程ではレーザ加工を採用しているが、ドライエッチング加工やブラスト加工を用いても良い。レーザ加工に比べて、ドライエッチング加工は高精度な加工が可能であり、ブラスト加工は安価に加工可能である。ただし、いずれの方法においてもＳＵＳプレート６２ｃを傷めないように加工条件の最適化が必要である。
【００６８】
次に、図６の（ｅ）に示すように、接着された状態のＳＵＳプレート６２ｃ及びポリイミドシート６２ｄに対して、他の薄板部材６２ａ、６２ｂ、６２ｅ、６２ｆを積層して接合する。これにより、ユニット本体６４が完成する。そして、各薄板部材６２の積層方向に平行な、ユニット本体６４の端面に、図６の（ｆ）に示すように、ノズル板６６を接合することにより、流路ユニット５２が完成する。
【００６９】
そして、上述した方法によって複数の流路ユニット５２（５２Ａ〜５２Ｆ）をそれぞれ作製し、図２に示したように、供給口形成部材５６Ａ、５６Ｂとともに各流路ユニット５２を積層して接合することにより、本例の印字ヘッド５０を製造することができる。
【００７０】
本実施形態によれば、供給絞り７０に相当する孔部９２を貫通形成されたポリイミドシート６２ｄをＳＵＳプレート６２ｃに接着してから、ＳＵＳプレート６２ｃ側からレーザ加工を行い、ＳＵＳプレート６２ｃの孔部９０ｃ、９４ａと同形状の孔部をポリイミドシート６２ｄに貫通形成しているため、ＳＵＳプレート６２ｃに接着する前にポリイミドシート６２ｄに対して共通流路６８、供給絞り７０及び圧力室７２に相当する孔部９８を最初から貫通形成してしまう場合に比べて、ポリイミドシート６２ｄにおいて開口部が占める面積割合が少なく、ハンドリングが容易となっている。
【００７１】
また、このようにして形成される供給絞り７０の深さ方向の精度はポリイミドシート６２ｄの板厚で管理することができるため、供給絞り７０の形状精度が向上する。これにより、供給絞り７０の流路抵抗にばらつきがなくなり、インク滴の吐出量や吐出速度等の吐出特性にばらつきがなくなり、吐出安定性が向上する。
【００７２】
本実施形態では、ＳＵＳプレート６２ｃとポリイミドシート６２ｄを接着する際、ＳＵＳプレート６２ｃの孔部９０ｃ、９４ａに対する余剰接着剤のはみ出しを防止するため、図７に示したＳＵＳプレート６２ｃのポリイミドシート６２ｄ側接着面に、ポリイミドシート６２ｄ側に開口する逃がし溝１００を孔部９０ｃ、９４ａの周辺部に設けることが好ましい。ただし、ポリイミドシート６２ｄの孔部９２に重なる部分（図７において破線で囲んだ領域）には逃がし溝１００を設けないようにすることが好ましい。逃がし溝１００が供給絞り７０に相当する孔部９２に重なってしまうと、余剰接着剤が逃がし溝１００から供給絞り７０にはみ出してしまい、供給絞り７０における流路抵抗にばらつきが生じ、吐出安定性が損なわれてしまう恐れがあるためである。このような逃がし溝９０は、ウェットエッチングによるハーフエッチング加工で形成することができる。
【００７３】
また、図８に示したポリイミドシート６２ｄのＳＵＳプレート６２ｃ側接着面に、ＳＵＳプレート６２ｃ側に開口する逃がし溝１０２を孔部９２の周辺部に設けるようにしてもよい。これにより、供給絞り７０への余剰接着剤のはみ出しを防止することができる。このようにポリイミドシート６２ｄに接着溝１０２を設ける構成では、余分な接着剤が共通流路６８や圧力室７２にはみ出す場合もあるが、そのときの影響は供給絞り７０に余剰接着剤がはみ出したときに比べて小さい。このような逃がし溝１０２は、例えば、炭酸ガス（ＣＯ２）レーザやエキシマレーザを用いたレーザ加工により形成することができる。
【００７４】
＜第２の実施形態＞
図９は第２の実施形態に係る印字ヘッド５０の一部断面図であり、図１０は図９の印字ヘッド５０を構成する各薄板部材６２（６２ａ〜６２ｆ）の平面図である。尚、第１の実施形態（図３等参照）と共通する部分には同一の番号を付している。
【００７５】
第２の実施形態では、図９に示すように、インク吐出方向に平行な方向に薄板部材６２（６２ａ〜６２ｆ）が積層された構成となっている。図示は省略するが、インク吐出方向に垂直な面の方向に沿ってノズル５１、圧力室７２及び圧電素子７６がそれぞれ２次元状に配置されており、圧電素子７６の膜厚方向に対して略垂直な方向にノズル５１からインク滴が吐出されるようになっている。
【００７６】
図９及び図１０に示すように、薄板部材６２ｂ上には圧力室７２に対応する位置に圧電素子７６が設けられており、薄板部材６２ａには薄板部材６２ｂ側に開口する溝部８４が設けられている。また、共通流路６８に相当する孔部９０ａ、９０ｂは薄板部材６２ｃ、６２ｄにそれぞれ貫通形成される。同様にして、供給絞り７０に相当する孔部（長孔）９２は薄板部材６２ｄに、圧力室７２に相当する孔部９４ａ、９４ｂは薄板部材６２ｃ、６２ｄに、ノズル流路７４に相当する孔部９８にそれぞれ貫通形成される。また、薄板部材６２ｆは、第１の実施形態におけるノズル板６６（図３参照）に相当し、ノズル孔（ノズル）５１が貫通形成される。
【００７７】
図１１の（ａ）は、図９に示した印字ヘッド５０の端部を示した平面図であり、（ｂ）は（ａ）中１１ｂ−１１ｂ線に沿う断面図である。尚、先に示した図９は、図１１中９−９線に沿う断面図に相当するものである。各圧力室７２に供給絞り７０を介して連通する共通流路６８の一端には、図１１の（ａ）に示すように、供給口形成部材５６に設けられるインク供給口５８が配置されており、図１に示したインク貯蔵／装填部１４から不図示の管路を介して共通流路６８にインクが供給される。そして、共通流路６８から供給絞り７０を介して各圧力室７２にそのインクが分配供給される。
【００７８】
次に、第２の実施形態に係る印字ヘッド５０の製造方法について図１２を参照しながら説明する。尚、第１の実施形態と共通する部分については説明を省略若しくは簡略的に説明を行う。
【００７９】
まず、図１２の（ａ）に示すように、ポリイミドシート（薄板部材）６２ｄに対して供給絞り７０に相当する孔部（長孔）９２を貫通形成する。尚、孔部９２の加工方法は第１の実施形態と同様である。また、図１２の（ｂ）に示すように、ＳＵＳプレート（薄板部材）６２ｃに対して共通流路６８及び圧力室７２に相当する孔部９０ａ、９４ａを貫通形成する。
【００８０】
次に、図１２の（ｃ）に示すように、ＳＵＳプレート６２ｃとポリイミドシート６２ｄを積層した状態において孔部９２の一方の端部が孔部９０ａに重なり、且つ、その反対側の端部が孔部９４ａに重なるように、ＳＵＳプレート６２ｃの裏面にポリイミドシート６２ｄを接着する。
【００８１】
次に、図１２の（ｄ）に示すように、ＳＵＳプレート６２ｃをマスクとして、ＳＵＳプレート６２ｃの孔部９０ａ、９４ａと同形状の孔部がポリイミドシート６２ｄに貫通形成されるように、ＳＵＳプレート６２ｃ側からポリイミドシート６２ｄに対してレーザ加工を行う。レーザ加工後のポリイミドシート６２ｄの平面形状は、図１０の（ｄ）に示すように、３つの孔部９０ｂ、９２、９４ｂの組み合わせに相当する孔部９８が貫通形成された状態となる。
【００８２】
次に、図１２の（ｅ）に示すように、接着された状態のＳＵＳプレート６２ｃ及びポリイミドシート６２ｄに対して、他の薄板部材６２ａ、６２ｂ、６２ｅ、６２ｆを接合する。このようにして、本例の印字ヘッド５０を製造することができる。
【００８３】
＜第３の実施形態＞
図１３は第３の実施形態に係る印字ヘッド５０の一部断面図であり、図１４は図１３の印字ヘッド５０を構成する各薄板部材６２の平面図である。尚、第１の実施形態（図３等参照）と共通する部分には同一の番号を付している。
【００８４】
第３の実施形態では、第２の実施形態と同様に、インク吐出方向に平行な方向に薄板部材６２（６２ａ〜６２ｇ）が積層された構成となっている。図１３に示すように、共通流路６８の一端（下端）には圧力室５２側に延在するインク供給路（個別流路）１０４が設けられており、更に、インク供給路１０４の共通流路６８側とは反対側の端部上端には供給絞り７０が設けられている。このような供給絞り７０を含むインク供給路１０４を介して共通流路６８と圧力室７２は連通している。
【００８５】
共通流路６８に相当する孔部９０ａ〜９０ｃはそれぞれ薄板部材６２ｃ〜６８ｅに貫通形成される。また、インク供給路１０４に相当する孔部１０６は薄板部材６２ｅに貫通形成される。尚、薄板部材６２ｅの孔部９０ｃ、１０６は接続されている。同様にして、供給絞り７０に相当する孔部（丸孔）９２は薄板部材６２ｄに、圧力室７２に相当する孔部９４は薄板部材６２ｃに、ノズル流路７４に相当する孔部９６ａ〜９６ｃは薄板部材６２ｄ〜６２ｆにそれぞれ貫通形成される。また、薄板部材６２ｇにはノズル孔（ノズル）５１が貫通形成される。
【００８６】
次に、第３の実施形態に係る印字ヘッド５０の製造方法について図１５を参照しながら説明する。尚、第１及び第２の実施形態と共通する部分については説明を省略若しくは簡略的に説明を行う。
【００８７】
まず、図１５の（ａ）に示すように、ポリイミドシート（薄板部材）６２ｄに対して、ノズル流路７４に相当する孔部９６ａと、供給絞り７０に相当する９２を貫通形成する。また、図１５の（ｂ）に示すように、ＳＵＳプレート（薄板部材）６２ｃに対して共通流路６８に相当する孔部９０ａ及び圧力室７２に相当する孔部９４をそれぞれ貫通形成する。
【００８８】
次に、図１５の（ｃ）に示すように、ポリイミドシート６２ｄの２つの孔部９２、９６ａがＳＵＳプレート６２ｃの孔部９４の中に入るように、ＳＵＳプレート６２ｃの裏面にポリイミドシート６２ｄを接着する。
【００８９】
次に、図１５の（ｄ）に示すように、ＳＵＳプレート６２ｃ側からレーザ加工を行い、ポリイミドシート６２ｄに対して共通流路６８に相当する孔部９０ｂを貫通形成する。レーザ加工後のポリイミドシート６２ｄには、図１４の（ｄ）に示すように、３つの孔部９０ｂ、９２、９６ａが貫通形成される。
【００９０】
次に、接着された状態のＳＵＳプレート６２ｃ、ポリイミドシート６２ｄに対して、他の薄板部材６２ａ、６２ｂ、６２ｅ、６２ｆ、６２ｇを積層して接着することにより、本例の印字ヘッド５０を製造することができる。
【００９１】
以上、本発明の液体吐出ヘッドの製造方法及び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。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】インクジェット記録装置の全体概略図
【図２】第１実施形態に係る印字ヘッドのノズル面を示した平面図
【図３】第１実施形態に係る印字ヘッドを構成する流路ユニットの構成図
【図４】流路ユニットを構成する薄板部材の平面図
【図５】供給口形成部材の側面断面図
【図６】第１の実施形態に係る印字ヘッドの製造工程を示した説明図
【図７】ＳＵＳプレートのポリイミドシート側接着面を示した平面図
【図８】ポリイミドシートのＳＵＳプレート側接着面を示した平面図
【図９】第２の実施形態に係る印字ヘッドの一部断面図
【図１０】第２の実施形態に係る印字ヘッドを構成する薄板部材の平面図
【図１１】第２の実施形態に係る印字ヘッド端部を示した構成図
【図１２】第２の実施形態に係る印字ヘッドの製造工程を示した説明図
【図１３】第３の実施形態に係る印字ヘッドの一部断面図
【図１４】第３の実施形態に係る印字ヘッドを構成する薄板部材の平面図
【図１５】第３の実施形態に係る印字ヘッドの製造工程を示した平面図
【符号の説明】
【００９３】
１０…インクジェット記録装置、１６…記録紙、５０…印字ヘッド、５１…ノズル、５２…流路ユニット、５６…供給口形成部材、６２…薄板部材、６４…ユニット本体、６６…ノズル板、６８…共通流路、７０…供給絞り、７２…圧力室、７４…ノズル流路、７６…圧電素子、８０…共通電極、８２…個別電極、１００、１０２…逃がし溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル毎にそれぞれ対応して設けられる複数の圧力室と、前記複数の圧力室に連通し前記液体を供給するための共通流路と、各圧力室と共通流路を連通する個別流路の少なくとも一部に設けられる供給絞り部と、を有し、複数の薄板部材を積層して形成される液体吐出ヘッドの製造方法であって、
第１の薄板部材に対して前記供給絞り部に相当する第１の孔部を貫通形成する第１の孔部形成工程と、
第２の薄板部材に対して前記共通流路に相当する第２の孔部と前記圧力室に相当する第３の孔部をそれぞれ貫通形成する第２の孔部形成工程と、
前記第１及び第２の孔部形成工程後、前記第１の孔部の少なくとも一部は前記第２の孔部及び前記第３の孔部の少なくとも一方に重なるように、前記第１の薄板部材と前記第２の薄板部材を積層して接合する接合工程と、
前記接合工程後、前記第１薄板部材に対して前記共通流路に相当する第４の孔部及び前記圧力室に相当する第５の孔部の少なくとも一方を貫通形成する第３の孔部形成工程と、
を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記接合工程は、前記第１の孔部の一の端部が前記第２の孔部に重なり、且つ、前記第１の孔部の他の端部が前記第３の孔部に重なるように、前記第１の薄板部材と前記第２の薄板部材を積層して接合することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記第３の孔部形成工程は、前記第２の薄板部材をマスクとして前記第４の孔部及び前記第５の孔部の少なくとも一方を貫通形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記第１の薄板部材は樹脂部材であり、
前記第１の孔部形成工程及び前記第３の孔部形成工程の少なくとも一方はレーザ加工により行われることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の製造方法により製造された液体吐出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】
ノズル毎にそれぞれ対応して設けられる複数の圧力室と、前記複数の圧力室に連通し前記液体を供給するための共通流路と、各圧力室と共通流路を連通する個別流路の少なくとも一部に設けられる供給絞り部と、を有し、複数の薄板部材を積層して形成される液体吐出ヘッドの製造方法であって、
第１の薄板部材に対して前記供給絞り部に相当する第１の孔部を貫通形成する第１の孔部形成工程と、
第２の薄板部材に対して前記共通流路に相当する第２の孔部と前記圧力室に相当する第３の孔部をそれぞれ貫通形成する第２の孔部形成工程と、
前記第１及び第２の孔部形成工程後、前記第１の孔部の少なくとも一部は前記第２の孔部及び前記第３の孔部の少なくとも一方に重なるように、前記第１の薄板部材と前記第２の薄板部材を積層して接合する接合工程と、
前記接合工程後、前記第１薄板部材に対して前記共通流路に相当する第４の孔部及び前記圧力室に相当する第５の孔部の少なくとも一方を貫通形成する第３の孔部形成工程と、
を含むことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記接合工程は、前記第１の孔部の一の端部が前記第２の孔部に重なり、且つ、前記第１の孔部の他の端部が前記第３の孔部に重なるように、前記第１の薄板部材と前記第２の薄板部材を積層して接合することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記第３の孔部形成工程は、前記第２の薄板部材をマスクとして前記第４の孔部及び前記第５の孔部の少なくとも一方を貫通形成することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記第１の薄板部材は樹脂部材であり、
前記第１の孔部形成工程及び前記第３の孔部形成工程の少なくとも一方はレーザ加工により行われることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の製造方法により製造された液体吐出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８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００７−９８８０６（Ｐ２００７−９８８０６Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２９２６５３（Ｐ２００５−２９２６５３）
【出願日】平成１７年１０月５日（２００５．１０．５）
【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１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月５日（２００５．１０．５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]