JP6844137B2 - 流路形成部材、流路形成部材の製造方法、液体吐出ヘッド、インクカートリッジ、および液体を吐出する装置 - Google Patents

Description

本発明は、流路形成部材、流路形成部材の製造方法、液体吐出ヘッド、インクカートリッジ、および液体を吐出する装置に関する。

ノズル孔や加圧液室（個別液室）などからなる個別流路が形成される流路形成部材を備え、圧電素子などの圧力発生手段に電圧を印加して撓み（伸張／収縮）運動をさせることにより、加圧液室の体積を変化させ、加圧液室内の圧力を変化させることにより、連通するノズル孔から、インクやＤＮＡ試料、液体レジストなどの液体を吐出する液体吐出ヘッド（液滴吐出ヘッド）が知られている。なお、個別流路は主に加圧液室とノズル孔からなる。即ち、加圧液室は個別流路の一部を形成し、ノズル孔は個別流路の一部を形成する。

このような液体吐出ヘッドのうち、インク等の記録液を吐出する液体吐出ヘッドを適用したプリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、複合機等の画像形成装置としては、液体吐出ヘッドで構成した記録ヘッドをキャリッジに搭載して、このキャリッジを記録媒体（以下「用紙」というが、材質を紙に限定するものではない）の搬送方向に対して直交する方向にシリアルスキャンさせるとともに、用紙を記録幅に応じて間欠的に搬送し、搬送と記録を交互に繰り返すことによって用紙に画像を形成するシリアル型画像形成装置が知られている。また、１ヘッド当たりのノズル数を増やしたライン型の記録ヘッドを搭載したライン型画像形成装置も広く知られている。

かかる画像形成装置では、高速化及び高画質化が望まれており、これに対し、特に、ライン型の記録ヘッドについては、記録ヘッドをより長尺化し、１ヘッドあたりのノズル数をさらに増加させることや、複雑な流路形状を形成することが望まれている。

記録ヘッドの長尺化に際しては、低コスト化の要求があるため、ノズル板の材料としては、長尺化への対応が比較的容易で、コストも低い金属材料や樹脂材料が選定されることが多い。

例えば、ノズル板のノズル孔はエッチングやプレスにより形成されるが、ノズル孔をエッチングで加工する場合は加工に長時間を要するために、ライン型の記録ヘッドなどの長尺なノズル板の加工には不向きであり、プレス加工が有効であると考えられている。

金属材料からなるプレートにプレス工程でノズル孔を形成する方法として、特許文献１に記載されているものが知られている。特許文献１に記載されるノズル板の製造方法は、金属材の基板を貫通しないストロークでパンチを用いて基板の一方の面からプレスし、基板の一方の面に凹部を形成するとともに、基板の他方の面に凸部を形成する工程と、形成された凸部をバイトにより切削して、凹部の底部を開口してノズル孔を形成する工程と、を有している。

特許文献１において、切削工程の詳細は開示されていないが、ラッピング研磨やポリッシング研磨にて表面を機械的に除去することが考えられ、この際、肉逃げが発生し、ノズル位置がずれてしまうおそれがある。

これに対し、プレスの際に、ノズル位置のずれを考慮して、プレス位置を補正することが考えられるが、研磨ばらつきによりノズル位置のずれ量もばらつくため、完全に補正することは困難である。特に、ライン型の記録ヘッドではライン方向の補正が困難であるため、ノズル列の隣接ノズル方向の位置精度が重要となる。

また、特許文献２には、流路板の加圧液室をせん断加工により形成する方法が開示されている。せん断加工により加圧液室を形成した場合は、バリを取り除くために最終的に研磨することになるが、このときに加圧液室の位置がずれるおそれがある。

このように、特許文献１および２に記載の技術では、肉逃げの影響により、個別流路の配列方向の位置精度を高めることができなかった。

そこで本発明は、個別流路の配列方向の位置精度が良好な流路形成部材を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明に係る流路形成部材は、列として形成される複数の個別流路の一部を形成する流路形成部材であって、線状加工痕が前記個別流路の配列方向と略平行に形成されているものである。

本発明によれば、個別流路の配列方向の位置精度が良好な流路形成部材を提供することができる。

本実施形態に係る液体吐出ヘッドの概略図である。 本実施形態に係る液体吐出ヘッドの分解斜視図である。 図１に示す液体吐出ヘッドのＡ−Ａ断面図である。 図１に示す液体吐出ヘッドのＢ−Ｂ断面図である。 ノズル列が形成されたノズル板の概略図である。 図５に示すノズル板におけるノズル孔の作製工程を示す説明図である。 肉逃げの説明図であって、（Ａ）円形加工痕、（Ｂ）線状加工痕の例である。 ノズル列間に未加工部が設けられたノズル板の概略図である。 線状加工痕がノズル列方向に略平行である場合の例である。 加圧液室が形成された流路板の概略図である。 図１０に示す流路板における加圧液室の作製工程を示す説明図である。 複数の加圧液室列の間に未加工部がある場合の概略図。 液体吐出ヘッドを備えたインクカートリッジの構成例を示す斜視図である。 液体吐出ヘッドを備えたインクジェット記録装置の構成例を示す斜視図である。 液体吐出ヘッドを備えたインクジェット記録装置の機構部の構成例を示す側面図である。

以下、本発明に係る構成を図１から図１５に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。本実施形態に係る流路形成部材は、列として形成される複数の個別流路（ノズル孔４１、加圧液室３１）の一部を形成する流路形成部材（ノズル板４０、流路板３０）であって、線状加工痕（線状加工痕４４，３４）が個別流路の配列方向と略平行に形成されているものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。

［第１の実施形態］
第１の実施形態では、流路形成部材としてのノズル板に線状加工痕を形成する例を説明する。

（液体吐出ヘッド）
図１は、本実施形態に係る液体吐出ヘッドの概略図、図２は、本実施形態に係る液体吐出ヘッドの分解斜視図、図３は、図１のＡ−Ａ断面図、図４は、図１のＢ−Ｂ断面図である。

本実施形態に係る液体吐出ヘッド１は、フレーム部材１０上に、振動板２０、流路板３０（即ち、加圧液室を有する流路形成部材）、ノズル板４０（即ち、ノズル孔を有する流路形成部材）をこの順に積層、接合した構成を備えている。

フレーム部材１０は、金属あるいはセラミックスなどの高剛性材料で形成したベース基板１３と、ベース基板１３に接合されており、流路板３０に備えた加圧液室３１内の液体（例えばインク）を加圧するための圧力発生手段である圧電素子１４（積層型圧電素子、電気機械変換素子）と、加圧液室３１と連通した共通液室１１となる凹部と、共通液室１１に外部からインクを供給するためのインク供給穴１２と、が形成されている。

フレーム部材１０は、例えば、エポキシ系樹脂、あるいはポリフェニレンサルファイト等を射出成形することで形成される。

圧電素子１４は、例えば、厚さが１０〜５０μｍ／１層のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の圧電層と、厚さが数μｍ／１層の銀・パラジューム（ＡｇＰｄ）からなる内部電極層と、を交互に積層したものであり、内部電極を交互に端面の端面電極（外部電極）である個別電極、共通電極に電気的に接続し、これらの電極に、ＦＰＣケーブル１７を介して駆動信号を供給するようにしている。

圧電素子１４は、一方の面がベース基板１３に接合され、他方の面が振動板２０に接合される。

圧電素子１４に、駆動信号が印加され充電が行われると伸長し、また圧電素子１４に充電された電荷が放電すると反対方向に収縮する。この圧電素子１４の伸縮により、振動板２０が撓むことにより、対応する加圧液室３１を収縮、膨張させるようになっている。

また、各圧電素子１４の間には、加圧液室３１間の隔壁部３１Ａに対応して支柱部１５を設けている。ここでは、圧電素子部材にハーフカットのダイシングによるスリット加工を施すことで櫛歯状に分割して、１つ毎に圧電素子１４と支柱部１５として形成している。支柱部１５の構成は圧電素子１４と同じであるが、駆動電圧を印加しないので単なる支柱してのみ機能する。

振動板２０の外周部２０Ａは、フレーム部材１０に接着剤にて接合されている。

振動板２０は、加圧液室３１と連通してフレーム部材１０の共通液室１１から加圧液室３１にインクを供給するためのインク供給口２１を備えている。

振動板２０は、例えば、３層構造のニッケルの金属プレート状に形成したものであって、例えば電鋳法で作製されるが、この他の金属板や樹脂板、あるいは金属と樹脂板との積層部材や、金属と金属の積層部材などを用いることもできる。

流路板３０は、例えば、ステンレス鋼材をプレート状に成形したもので、プレス加工法にて加圧液室３１、インク供給路３３を形成し、ダンパ室３２をウエットエッチング加工法にて加圧液室３１よりも浅くハーフエッチングにより形成したものである。また、例えば、結晶面方位（１１０）の単結晶シリコン基板を、水酸化カリウム水溶液（ＫＯＨ）などのアルカリ性エッチング液を用いて異方性エッチングすることで、加圧液室３１などの流路パターンを形成したもの（単結晶シリコンに限らない）などを用いることもできる。

ダンパ室３２は、ノズル板４０と振動板２０により、矩形の空間となるが振動板２０に設けられた大気連通管２２を通して大気と連通することにより、エアダンパ効果を持たせる構造としている。

ノズル板４０は各加圧液室３１に対応してノズル孔４１を形成している。以下、ノズル板４０について詳説する。

（ノズル板）
ノズル板４０には、プレス加工と研磨加工によりノズル孔４１が形成される。

ノズル板４０は、例えば、ステンレス鋼材（ＳＵＳ）をプレート状に形成したものである。ノズル板４０をＳＵＳ系の金属部材で構成することで、様々な液体に対応することが可能で、材料コストを抑え、かつ、長尺形状への対応が可能なノズル板を形成することが可能である。なお、ノズル板４０の材質は、ステンレス鋼に限らず、他の金属材料等を用いてもよい。

ノズル孔４１の内側の形状は、ストレート形状、テーパー形状、または、２つを組み合わせたストレート−テーパー形状で形成される。ノズル孔４１の穴径は、例えば、インク滴出口側の直径で約１０〜３５μｍであって、各列のノズルピッチは１５０ｄｐｉである。

ノズル板４０のノズル面４０Ａ（吐出方向の外面である液体吐出面）には、撥水性の表面処理を施した撥水処理層が設けられる。撥水処理層としては、例えば、ＰＴＦＥ−Ｎｉ共析メッキや、フッ素樹脂の電着塗装、蒸発性のあるフッ素樹脂（例えば、フッ化ピッチなど）を蒸着コートしたもの、シリコン系樹脂・フッ素系樹脂の溶剤塗布後の焼き付け等がインク物性に応じて選定される。撥水処理膜を設けることで、インクの滴形状、飛翔特性を安定化し、高品位の画像品質を得られるようにしている。

図５は、ノズル列４１Ａが形成されたノズル板４０（ノズル面４０Ａ）の概略図である。ノズル板４０には、複数のノズル孔４１によりノズル列４１Ａが形成されている。また、ノズル板４０には、ノズル列４１Ａが形成される方向（ノズル列方向という）と、平行方向（略平行方向を含む）に線状加工痕４４が形成されている。

図５に示すノズル板４０の製造方法について、図６を参照して説明する。ノズル板４０の製造方法は、ノズル孔の形成位置に、一面側から加工工具（ポンチ５０）を押し込むことで該一面側に凹部（凹部４２）を形成するとともに、他面側に凸部（凸部４３）を形成する第１の工程（プレス加工工程）と、研磨工具（研磨工具５１）を用いて、凸部を該凸部が並んで形成される方向と略平行方向に研磨することで、該凸部を除去する第２の工程（研磨加工工程）と、を有するものである。

図６は、ノズル板４０の断面図であって、ノズル孔４１の作製工程を示す説明図である。以下に説明するように、ノズル板４０におけるノズル孔４１は、プレス加工工程と研磨加工工程により形成される。

先ず、図６（Ａ）に示すように、金属材料からなるプレート部材であるノズル板４０の一面側（ノズル面４０Ａの反対側）からノズル孔４１を形成する箇所に、ポンチ５０を押し込むプレス加工によって、ノズル板４０を塑性変形によりノズル孔４１の形状に変形させる。このプレス加工によって、ノズル板４０に凹部４２が形成されるとともに、ノズル面４０Ａから突起した部分である凸部４３が形成される（プレス加工工程）。

次いで、図６（Ｂ）に示すように、研磨工具５１を用いて凸部４３を除去する研磨加工を行う。研磨加工では、研磨工具５１を用いてラッピング研磨、および／または、ポリッシング研磨を行う。このとき、研磨工具５１の加工方向（図中の矢印）を、ノズル列方向と平行（略平行を含む）とする（研磨加工工程）。

プレス加工工程および研磨加工工程により、凹部４２を形成するとともに、凸部４３を除去することで、凹部４２をノズル面４０Ａ側に開口させて、図６（Ｃ）に示すように、ノズル孔４１が形成される。

上記のように研磨工具５１の加工方向を、ノズル列方向と平行とすることで、研磨加工により形成される線状加工痕４４は、図５に示したように、ノズル列４１Ａと平行方向に形成されることとなる。

図７は、肉逃げの様子を示す説明図であって、（Ａ）は円形加工痕、（Ｂ）は線状加工痕の例である。図７（Ａ）に示すように、平板５２に対し、円柱形状のポンチを用いてプレス加工を行い、円形加工痕５３を形成した場合、図中の矢印で示すように、円形加工痕５３の側面垂直方向（全方向）に肉逃げが発生する。

これに対し、図７（Ｂ）に示すように、研磨加工や切削加工により線状加工痕４４を形成する場合、図中の矢印で示すように、線状加工痕４４に直交する方向に肉逃げが発生する。

以上説明したように、従来は、研磨工具の特性による影響等を抑えるために研磨方向をランダムにするものであるのに対し、本実施形態に係るノズル板４０では、線状加工痕４４の方向が、ノズル列方向と平行となるように研磨加工をするものである。これにより、研磨加工工程における肉の逃げ方向は、ノズル列方向に対して直交する方向となる。すなわち、肉の逃げ方向を隣接ノズル方向の位置ずれが生じない方向に規制し、隣接ノズル方向へのノズル位置ずれを抑制することができるため、ノズル列４１Ａの隣接ノズル方向の位置精度を確保したノズル板４０とすることができる。

なお、ポンチ５０および研磨工具５１としては、公知または新規の加工工具を適用することができ、特に限られるものではない。例えば、研磨工具５１として、ラッピングフィルムや研磨パッドを用い、平面研削盤等を用いる際の研磨方法を適用することができる。

また、図６の例では、ノズル孔４１の内側（凹部４２）の形状をテーパー形状としているが、ストレート形状、または、ストレート−テーパー形状等で形成するものであってもよい。

図８は、ノズル列４１Ａが複数形成されたノズル板４０（ノズル面４０Ａ）の概略図である。図８に示すように、ノズル板４０に複数のノズル列４１Ａを形成する場合において、複数のノズル列４１Ａの列間には、未加工部４５が存在することが好ましい。

図８の例では、２つのノズル列４１Ａからノズル列に直交する方向の所定範囲に線状加工痕４４が形成され、その間の部分は未加工部４５となっている。

隣接するノズル列間に未加工部４５を設けることにより、ノズル列間方向での肉逃げ量が減少するため、ノズル位置のずれ量を減少させて、ずれ量のばらつきを抑え、ノズル孔４１の位置精度を向上させることができる。

また、線状加工痕４４は、ノズル列方向に平行または略平行に形成されるものである。略平行である場合の例を図９（Ａ）に示す。線状加工痕４４は、例えば、ノズル列方向に対して、±１０°以内の角度であることが好ましい。

また、図９（Ｂ）に示すように、ノズル孔４１の直径をＲ、隣接するノズル孔間の中心距離をＰ、線状加工痕４４とノズル列とで形成される角度をＡとしたとき、次式（１）を満たすようにすることも好ましい。
ａｒｃｔａｎ（Ｒ／Ｐ）＜Ａ ・・・（１）

上記式（１）を満たす線状加工痕４４を形成することで、ワイピング時にノズル孔４１の周辺部から移動する液体が、線状加工痕４４の溝にそって隣接するノズル孔４１に侵入してしまうことを抑制することができる。

なお、このようにノズルの配列方向に角度をもって研磨する場合、ノズルの配列方向に若干の肉逃げが発生することになる。しかしながら、角度が微小であるため肉逃げ量も微小であり、ノズル位置のずれ量を減少させるという効果は十分に発揮でき、上述した効果と両立可能である。

以上説明した本実施形態に係るノズル板４０によれば、簡易な製造工程かつ低コストで、研磨加工での肉逃げの影響を軽減し、ノズル孔の位置精度を良好なものとすることができる。また、当該ノズル板４０を用いた液体吐出ヘッド１とすることで、簡易な製造工程かつ低コストで、良好な吐出性能を有する液体吐出ヘッドとすることができる。

［第２の実施形態］
以下、本発明に係る流路形成部材の他の実施形態について説明する。なお、上記実施形態と同様の点についての説明は適宜省略する。第２の実施形態では、流路形成部材としての流路板に線状加工痕を形成する例を説明する。

流路板３０は、例えばステンレス鋼材などの金属部材をプレート状に成形したものであり、例えばプレス加工法にて加圧液室３１、インク供給路３３を形成し、ダンパ室３２をウェットエッチング加工法にて加圧液室３１よりも浅くハーフエッチングにより形成したものである（図２〜図４）。

流路板３０として、ステンレス鋼材を用いることが好ましい。様々な液体に対応することができるとともに、かつ材料コストを抑えることができるためである。なお、流路板３０の材料は、ステンレス鋼材に限られるものではなく、他の金属材料を用いてもよいのは勿論である。

なお、ノズル板４０としては、ステンレス、ニッケルなどの金属、金属とポリイミド樹脂フィルムなどの樹脂との組み合せからなるものを用いることができる。例えば、電鋳法によるＮｉメッキ膜等で形成することが好ましい。

（流路板）
以下、流路板３０について詳説する。図１０は、加圧液室３１が形成された流路板３０の概略図である。

流路板３０には、複数の加圧液室３１による加圧液室列３１Ｂが形成される方向（加圧液室列方向という）と、平行方向（略平行方向を含む）に線状加工痕３４が形成されている。

図１０に示す流路板３０の製造方法について説明する。図１１は、流路板３０の断面図であって、加圧液室３１の作製工程を示す説明図である。以下に説明するように、流路板３０における加圧液室３１は、プレス加工工程と研磨加工工程により形成される。

先ず、図１１（Ａ）に示すように、ステンレス鋼材からなるプレート部材である流路板３０の一面側から加圧液室３１を形成する箇所に、ポンチ５０を用いたプレス加工によって、流路板３０をせん断加工によって打ち抜く。流路板３０の打ち抜き側が破断されて打ち抜きが完了となる（プレス加工工程）。

ステンレス鋼材などのプレート部材を、せん断から破断へ移行させるプレス加工においては、図１１（Ａ）に示すように打ち込み側の加圧液室３１の淵はＲ形状（Ｒ部３６ａという）となり、打ち抜き側には、せん断部３６ｂと、破断部３６ｃと、打ち抜かれることによるバリ部３６ｄが形成される。

次いで、図１１（Ｂ）に示すように、研磨工具５１を用いてＲ部３６ａおよびバリ部３６ｄを除去する研磨加工を行う。研磨加工では、研磨工具５１を用いてラッピング研磨、および／または、ポリッシング研磨により、流路板３０の片面ずつ、もしくは、両面同時に行う（図１１（Ｃ））。このとき、研磨工具５１の加工方向（図中の矢印）を、加圧液室列方向と平行（略平行を含む）とする（研磨加工工程）。

研磨工具５１の加工方向を、加圧液室列方向と平行とすることで、研磨加工により形成される線状加工痕３４は、図１０に示したように、加圧液室列方向と平行に形成されることとなる。したがって、図７（Ｂ）に示したように、線状加工痕３４に直交する方向に肉逃げを発生させることができる。

以上説明したように、従来は、研磨工具の特性による影響等を抑えるために研磨方向をランダムにするものであるのに対し、本実施形態に係る流路板３０では、線状加工痕３４の方向が、加圧液室列方向と平行となるように研磨加工をするものである。これにより、研磨加工工程における肉の逃げ方向は、加圧液室列方向に対して直交する方向となる。すなわち、肉の逃げ方向を、隣接する加圧液室間で位置ずれが生じない方向に規制することができるため、隣接する加圧液室３１の位置精度を確保した流路板３０とすることができる。

図１２は、加圧液室列３１Ｂが複数形成された流路板３０の概略図である。図１２に示すように、流路板３０に複数の加圧液室列３１Ｂを形成する場合において、複数の加圧液室列３１Ｂの列間には、未加工部３５が存在することが好ましい。

図１２の例では、２つの加圧液室列３１Ｂから加圧液室列方向に直交する方向の所定範囲に線状加工痕３４が形成され、その間の部分は未加工部３５となっている。

加圧液室列間に未加工部３５を設けることにより、加圧液室列間方向での肉逃げ量が減少するため、加圧液室位置のずれ量を減少させて、ずれ量のばらつきを抑え、加圧液室３１の位置精度を向上させることができる。

以上説明した本実施形態に係る流路板３０によれば、簡易な製造工程かつ低コストで、研磨加工での肉逃げの影響を軽減し、加圧液室の位置精度を良好なものとすることができる。また、当該流路板３０を用いた液体吐出ヘッド１とすることで、簡易な製造工程かつ低コストで、良好な吐出性能を有する液体吐出ヘッドとすることができる。

また、ここまで説明した第１の実施形態での流路形成部材（ノズル板４０）と、第２の実施液体での流路形成部材（流路板３０）はいずれも個別流路の配列方向の位置精度の向上に寄与するものであり、第１の実施形態でのノズル板４０、および第２の実施形態での流路板３０の双方を備えた液体吐出ヘッド１とすることで、個別流路の配列方向の位置精度をさらに良好なものとすることができる。

（インクカートリッジ）
次に、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１を備えたインクカートリッジについて説明する。

図１３は液体吐出ヘッド１を備えたインクカートリッジの構成例を示す斜視図である。インクカートリッジ９０は、上述したノズル板４０等を有する液体吐出ヘッド１（インクジェットヘッド）と、液体吐出ヘッド１に対してインクを供給するインクタンク９１とを一体化したものである。

液体吐出ヘッド１とインクタンク９１とを一体とした場合、液体吐出ヘッド１の低コスト化および性能向上は、ただちにインクカートリッジ９０の全体の低コスト化、性能向上につながる。よって、液体吐出ヘッド１の低コスト化、性能向上を図ることで、ヘッド一体型のインクカートリッジ９０の低コスト化、性能向上を図ることができる。

（画像形成装置）
次に、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１を備えた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する。

図１４は液体吐出ヘッドを搭載したインクジェット記録装置の構成例を示す斜視図であり、図１５は同記録装置の機構部の構成例を示す側面図である。

インクジェット記録装置１００は、装置本体の内部に印字機構部１０３等を収納し、装置本体の下方部には前方側から多数枚の記録紙１３０を積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい）１０４を抜き差し自在に装着されている。また、記録紙１３０を手差しで給紙するために開かれる手差しトレイ１０５を有している。給紙カセット１０４あるいは手差しトレイ１０５から給送される記録紙１３０を取り込み、印字機構部１０３によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ１０６に排紙する。

印字機構部１０３は、主走査方向に移動可能なキャリッジ１０１とキャリッジ１０１に搭載した液体吐出ヘッド及び液体吐出ヘッドに対してインクを供給するインクカートリッジ１０２等で構成される。また、印字機構部１０３は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド１０７と従ガイドロッド１０８とでキャリッジ１０１を主走査方向に摺動自在に保持する。このキャリッジ１０１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液体吐出ヘッドを複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。また、キャリッジ１０１には液体吐出ヘッドに各色のインクを供給するための各インクカートリッジ１０２を交換可能に装着している。

インクカートリッジ１０２は上方に大気と連通する大気口、下方には液体吐出ヘッドへインクを供給する供給口が設けられている。インクカートリッジ１０２の内部にはインクが充填された多孔質体を有しており、多孔質体の毛管力により液体吐出ヘッドへ供給されるインクをわずかな負圧に維持している。また、液体吐出ヘッドとしては各色の液体吐出ヘッドを用いているが、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個の液体吐出ヘッドでもよい。

ここでキャリッジ１０１は後方側（用紙搬送方向下流側）を主ガイドロッド１０７に摺動自在に嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッド１０８に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ１０１を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ１０９ａで回転駆動される駆動プーリ１１０と従動プーリ１１１との間にタイミングベルト１１２を張装し、このタイミングベルト１１２をキャリッジ１０１に固定している。これにより、主走査モータａ１０９の正逆回転によりキャリッジ１０１が往復駆動される。

一方、給紙カセット１０４にセットした記録紙１３０を液体吐出ヘッドの下方側に搬送するために、給紙カセット１０４から記録紙１３０を分離給装する給紙ローラ１１３及びフリクションパッド１１４と、記録紙１３０を案内するガイド部材１１５とを有する。また、給紙された記録紙１３０を反転させて搬送する搬送ローラ１１６と、この搬送ローラ１１６の周面に押し付けられる搬送コロ１１７及び搬送ローラ１１６からの記録紙１３０の送り出し角度を規定する先端コロ１１８とを有する。搬送ローラ１１６は副走査モータ１０９ｂによってギヤ列を介して回転駆動される。

そして、キャリッジ１０１の主走査方向の移動範囲に対応して搬送ローラ１１６から送り出された記録紙１３０を液体吐出ヘッドの下方側で案内するため用紙ガイド部材である印写受け部材１１９を設けている。この印写受け部材１１９の用紙搬送方向下流側には、記録紙１３０を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送コロ１２０と拍車１２１とを設けている。さらに記録紙１３０を排紙トレイ１０６に送り出す排紙ローラ１２３と拍車１２４と、排紙経路を形成するガイド部材１２５，１２６とを配設している。

このインクジェット記録装置１００で記録時には、キャリッジ１０１を移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッドを駆動することにより、停止している記録紙１３０にインクを吐出して１行分を記録する。その後、記録紙１３０を所定量搬送した後、次の行の記録を行う。記録終了信号または記録紙１３０の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ記録紙１３０を排紙する。

また、キャリッジ１０１の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、液体吐出ヘッドの吐出不良を回復するための回復装置１２７を配置している。回復装置１２７はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段とを有している。キャリッジ１０１は印字待機中にはこの回復装置１２７側に移動されてキャッピング手段で液体吐出ヘッドをキャッピングして吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。

吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段で液体吐出ヘッド１の吐出口（ノズル）を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出す。このように、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。このように、本実施形態のインクジェット記録装置１００においては回復装置１２７を備えているので、液体吐出ヘッドの吐出不良が回復されて、安定したインク滴吐出特性が得られ、画像品質を向上することができる。

以上、本実施形態のインクジェット記録装置（画像形成装置）１００では、本実施形態に係る液体吐出ヘッド１を記録ヘッドとして備えるので、低コストで、良好な吐出性能を有する液体吐出ヘッド１を備えたインクジェット記録装置１００とすることができる。

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

なお、画像形成装置として、インクジェットプリンタを例として説明したが、インクジェットコピー、インクジェットファックス、あるいはそれらの複合型記録装置にも適用できる。また、画像形成装置には、特に限定しない限り、シリアル型画像形成装置及びライン型画像形成装置のいずれも含まれる。

「液体吐出ヘッド」とは、ノズルから液体を吐出・噴射する機能部品である。また、「液体吐出ヘッド」は、使用する圧力発生手段が限定されるものではない。例えば、上記実施形態で説明したような圧電アクチュエータ（積層型圧電素子を使用するものでもよい。）以外にも、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものでもよい。

また、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

また、「液体吐出ユニット」とは、液体吐出ヘッドに他の機能部品、機構が一体化したものであり、液体を吐出する機能に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。

例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体」は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

また、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

１ 液体吐出ヘッド
１０ フレーム部材
１１ 共通液室
１２ インク供給穴
１３ ベース基板
１４ 圧電素子
１５ 支柱部
１７ ＦＰＣケーブル
２０ 振動板
２０Ａ 外周部
２１ インク供給口
２２ 大気連通管
３０ 流路板
３１ 加圧液室
３１Ａ 隔壁部
３１Ｂ 加圧液室列
３２ ダンパ室
３３ インク供給路
３４ 線状加工痕
３５ 未加工部
３６ａ Ｒ部
３６ｂ せん断部
３６ｃ 破断部
３６ｄ バリ部
４０ ノズル板
４０Ａ ノズル面
４１ ノズル孔
４１Ａ ノズル列
４２ 凹部
４３ 凸部
４４ 線状加工痕
４５ 未加工部
５０ ポンチ
５１ 研磨工具
５２ 平板
５３ 円形加工痕
９０ インクカートリッジ
１００ インクジェット記録装置

特開２００２−１１３５２９号公報 特開２０１１− １６３３１号公報

Claims (6)

1. 列として形成される複数の個別流路の一部を形成し、ノズル孔を有する流路形成部材であって、
   前記流路形成部材は前記ノズル孔の吐出面側に研磨面を有しており、
   前記研磨面の線状加工痕が前記個別流路の配列方向と略平行に形成されており、
   前記個別流路の列を複数有し、前記研磨面において、複数の前記個別流路の列間に未加工部を有する、
   ことを特徴とする流路形成部材。
2. 複数の前記個別流路の一部を形成する複数のノズル孔を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の流路形成部材。
3. 複数の前記個別流路の一部を形成する複数の加圧液室を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の流路形成部材。
4. 請求項１乃至３に記載の流路形成部材を用いたことを特徴とする液体吐出ヘッド。
5. 液体吐出ヘッドと、
   前記液体吐出ヘッドにインクを供給するインクタンクと、を一体としたインクカートリッジにおいて、
   前記液体吐出ヘッドとして、請求項４に記載の液体吐出ヘッドを用いたことを特徴とするインクカートリッジ。
6. 液体吐出ヘッドから液体を吐出する液体を吐出する装置において、
   前記液体吐出ヘッドとして、請求項４に記載の液体吐出ヘッドを用いたことを特徴とする液体を吐出する装置。