JP2007030362A - 液滴吐出ヘッド及びその製造方法並びに画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータからの電気的なクロストークが圧力センサの検出信号に入り込むことを防止する。
【解決手段】液滴を吐出するための圧力を発生する圧力室の隔壁を構成する部材として、圧力発生手段としての圧電素子が前記圧力室の外側に形成された第１の振動板と、前記第１の振動板と対向して配置され前記圧力室の外側に圧力検出素子が形成された第２の振動板とを有し、前記圧力検出素子は、前記圧力室の隔壁を構成する部材が加熱接合された後に形成されるようにし、特に前記第１の振動板は、前記圧電素子の共通電極であり、かつ前記第２の振動板は前記圧力検出素子の共通電極であるようにする。
【選択図】図５

Description

本発明は、液滴吐出ヘッド及びその製造方法並びに画像形成装置に係り、特に、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力室の片側面に吐出用のアクチュエータを配置するとともにその反対面に圧力センサを備えた液滴吐出ヘッド及びその製造方法並びに画像形成装置に関する。

従来より、画像形成装置として、インク等の液体を液滴として吐出するノズル（液滴吐出口）を多数配列したインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）を備え、このインクジェットヘッドと被記録媒体を相対的に移動させながら、被記録媒体に向けてノズルからインク（インク液滴）を吐出することにより、被記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置（インクジェットプリンタ）が知られている。

このようなインクジェット記録装置におけるインク吐出方法として、従来から様々な方法が知られているが、その一つに、圧電素子の変形によって圧力室の一壁面を構成する振動板を変形させて、圧力室の容積を変化させ、圧力室の容積増大時にインク供給路から圧力室内にインクを導入し、圧力室の容積減少時に圧力室内のインクをノズルから液滴として吐出する圧電方式がある。

圧電方式を利用したインクジェットヘッドとして、例えば、基板部材上に圧力室を形成し、その上に２層構造の電気機械変換材料からなる圧電素子（ＰＺＴ）を用いたアクチュエータを接合配置し、ノズルを形成したノズルプレートを前面に接合したサイドシュータ型のインク吐出ユニットを２層あるいは３層以上に積層し、積層端面にノズルが千鳥状に配列されるようにした高集積マルチノズルヘッドが知られている（例えば、特許文献１等参照）。

また例えば、インクの物性や使用環境の変化等に左右されず常に圧力室内の圧力波の特性にあった駆動波形をピエゾ素子に印加することを目的として、圧力室内の実際の圧力を検出する圧力センサを備えたものとして、圧力室内の実際の圧力変動を駆動用のピエゾ素子及び検出回路によって検出し、その検出された圧力波に基づいて実際印字用の駆動電圧波形を算出するようにしたものや、駆動用ピエゾ素子とは別に圧力検出用ピエゾ素子を設けて、検出用ピエゾ素子と検出回路とを接続して圧力室内の圧力変動を検出するようにしたもの、あるいはＰＺＴ等の圧電材料に溝加工を行って多数の圧力室を形成するとともに、その圧力室を隔てている複数の隔壁の両面にそれぞれ電極を形成し、それ等の隔壁がそのまま圧電素子として機能するようにしたシェアモード型のもので、一つの圧力室の両側の隔壁から圧力変動を検出することができるようにしたもの等が知られている（例えば、特許文献２等参照）。
特開平１１−２５４６７４号公報 特開平７−１３２５９２号公報

しかしながら、上記特許文献１においては、１列の圧力室、ノズルを積層する技術が示されており、これは高密度で圧力室を配置する際の一つの方法ではあるが、このような圧力室、ノズルを積層する際、２層、３層と積層数を増やした場合の、配線構造についての開示がなく、実際に積層数を増していった場合には、配線構造の実現が困難であるという問題がある。

さらに、上記特許文献１には、不吐出を検出してこれに対処するような、圧力検出についての開示が全くないが、ノズルを高密度配置して記録画像を高画質化するためには、不吐出を検出してこれに対処することが不可欠である。

また一方、上記特許文献２においては、吐出用のアクチュエータを圧力センサとしても使うもの、駆動用のアクチュエータとは別に圧力センサを備えたもの、さらに圧力室の向かい合う２面の壁をアクチュエータとして使い、これを圧力センサとしても使う例が示されているが、いずれも圧力室を高密度に配置するようなヘッド、例えば被記録媒体から見て圧力室を２次元状に配置するようなヘッドにおいて、アクチュエータと圧力センサを高密度に配線する方法については全く開示されていない。しかし、このようなヘッドを実現するには、実際問題としてこのような高密度な配線構造を形成する必要があるという困難な問題がある。

またさらに、従来の構成では、圧力センサを有した圧力室を高密度に配置することも難しかったが、仮に圧力センサを有した圧力室を高密度に配置することができたとしても、圧力センサとアクチュエータとの距離が近くなってしまい、アクチュエータからの電気的なクロストークが圧力センサの検出信号に入り込みやすいという問題があった。

また、積層型のヘッド構造の場合、アクチュエータと圧力センサの配線が交互に必要になり、配線の部材が非常に多くなってしまうという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、アクチュエータからの電気的なクロストークが圧力センサの検出信号に入り込むことを防止するとともに、圧力室の耐久性を向上させ、圧力センサを設置したことによる配線部材の増加、圧力センサの吐出への影響等の問題が発生しないようにした液滴吐出ヘッド及びその製造方法並びに画像形成装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力室の隔壁を構成する部材として、圧力発生手段としての圧電素子が前記圧力室の外側に形成された第１の振動板と、前記第１の振動板と対向して配置され前記圧力室の外側に圧力検出素子が形成された第２の振動板とを有し、前記圧力検出素子は、前記圧力室の隔壁を構成する部材が加熱接合された後に形成されたことを特徴とする液滴吐出ヘッドを提供する。

これにより、圧力検出素子は圧力室の隔壁を構成する部材を加熱接合した後で形成するようにしたため、圧力室の隔壁を構成する部材を、特に圧力検出素子の耐熱温度以上の温度で拡散接合等することができるようになり、圧力室の隔壁部材接合部のインク耐久性を向上させることができる。

また、請求項２に示すように、前記第１の振動板は、前記圧電素子の共通電極であり、かつ前記第２の振動板は前記圧力検出素子の共通電極であることを特徴とする。

圧力室の隔壁を構成する部材が拡散接合等により接続され、電気的に完全に導通している場合は、これらの共通電極は同一の配線でアースすればよいが、ポリミド接着剤等により第１の振動板と第２の振動板が絶縁されている場合は、これらの共通電極はそれぞれ別にアースする。一般的にはヘッドから離れた電源に近い位置でグランドに接続する。

これにより、圧力発生手段としての圧電素子と圧力検出素子との間に、２層の共通電極を介在させることができるため、圧力検出素子に対する圧電素子からの電気的クロストークが入り込むのを防止して、圧力検出素子の検出信号のノイズを低減することが可能となる。

また、請求項３に示すように、前記圧力発生手段としての圧電素子の液滴吐出時の変形による前記圧力室内の液体排除体積に対して、前記第２の振動板の逃げ体積が１０〜２０％となるように、前記第１の振動板及び前記圧電素子の厚みと、前記第２の振動板及び前記圧力検出素子の厚みを構成したことを特徴とする。

これにより、ヘッドの液滴吐出性能と、圧力検出性能とを両立させることが可能となる。

また、請求項４に示すように、前記第２の振動板及び前記圧力検出素子の厚みを、前記第１の振動板及び前記圧電素子の厚みの略２倍としたことを特徴とする。

これにより、容易に前記圧力室内の液体排除体積に対して、前記第２の振動板の逃げ体積を１０〜２０％となるようにすることができる。

また、同様に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１〜４のいずれかに記載の液滴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。

これにより、画像形成装置における圧力室の耐久性を向上させ、また圧力検出素子の検出性能を向上させることが可能となる。

また、同様に前記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、液滴を吐出するための圧力を発生する圧力室を形成する部材に対して、第１の振動板及び第２の振動板を、互いに対向した前記圧力室の隔壁を構成するようにして加熱接合し、前記第１の振動板に対し前記圧力室の外側に圧力発生手段としての圧電素子を形成するとともに、前記第２の振動板に対して前記圧力室の外側に圧力検出素子を形成する工程を含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。

これにより、圧力室の隔壁を構成する部材を、特に圧力検出素子の耐熱温度以上の温度で拡散接合等することができるようになり、圧力室の隔壁部材接合部のインク耐久性を向上させることができる。

また、請求項７に示すように、前記第１の振動板は、前記圧電素子の共通電極であり、かつ前記第２の振動板は前記圧力検出素子の共通電極であることを特徴とする。

これにより、圧力発生手段としての圧電素子と圧力検出素子との間に、２層の共通電極を介在させることができるため、圧力検出素子に対する圧電素子からの電気的クロストークが入り込むのを防止して、圧力検出素子の検出信号のノイズを低減することが可能となる。

また、請求項８に示すように、前記圧力発生手段としての圧電素子の液滴吐出時の変形による前記圧力室内の液体排除体積に対して、前記第２の振動板の逃げ体積が１０〜２０％となるように、前記第１の振動板及び前記圧電素子の厚みと、前記第２の振動板及び前記圧力検出素子の厚みを設定したことを特徴とする。

これにより、ヘッドの液滴吐出性能と、圧力検出性能とを両立させることが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、圧力室の隔壁を構成する部材を圧力検出素子の耐熱温度以上の温度で拡散接合等することができるようになり、隔壁部材接合部のインク耐久性を向上させることができる。また特に、第１の振動板を圧電素子の共通電極とし、かつ第２の振動板を圧力検出素子の共通電極とした場合には、圧電素子と圧力検出素子との間に、２層の共通電極を介在させることができるため、圧力検出素子に対する圧電素子からの電気的クロストークが入り込むのを防止することが可能となる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る液滴吐出ヘッド及びその製造方法並びに画像形成装置について詳細に説明する。

図１は、本発明の液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置の一例としての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１に示したように、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（液滴吐出ヘッド）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。

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。

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。

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。

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。

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。

ベルト３３は、記録紙１６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（図示省略）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。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（図示省略）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。

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。

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。したがって、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。

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。

印字部１２は、４色（ＫＣＭＹ）に対応する印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙからなり、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、それぞれが複数の吐出口を有する複数の吐出ヘッドを記録紙１６の全幅を担うように、各吐出ヘッドの長手方向を記録紙１６の幅方向に並べて構成された、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを、紙搬送方向と直交する方向に配置した、いわゆるフルライン型ヘッドとなっている（図２参照）。詳しくは後述するが、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、インクの吐出を検出するための検出手段や検出のための光束を所定の形状に形成するための光学系や、その他インク吐出状態やインク滴サイズ、インク吐出速度等の検出に関わる様々な手段を備えている。

図２に、インクジェット記録装置１０の印字部１２周辺を平面図で示す。

図２に示すように、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、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吐出口（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドを有して構成されている。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の印字ヘッド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。

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。

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。

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の印字ヘッドと連通されている。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。

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。

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。

なお、検出にあたり印字検出部２４は、例えば各色の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙにより印字されたテストパターンを読み取り、各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ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。

印字部１２及び印字検出部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。

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。

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。

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（図示省略）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。

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。

次に、印字ヘッドの構造について説明する。インク色毎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ため、以下、これらを一つの印字ヘッド５０で代表させて説明する事とする。

図３に、印字ヘッド５０の構造を平面透視図で示す。

図３に示すように、本実施形態の印字ヘッド５０は、インクを吐出するノズル５１、インクを吐出する際インクに圧力を付与する圧力室５２、図示しない共通流路から圧力室５２にインクを供給するインク供給口５３を含んで構成される圧力室ユニット５４が２次元的に配列され、ノズル５１の高密度化が図られている。

なお、図３は、印字ヘッド５０におけるノズル５１の配置を模式的に示すものであり、ここでは横方向に６行しかノズル５１を表示していないが、実際には、多数の圧力室５２が例えば０．５ｍｍ程度の間隔で高密度に縦横に総数が各色について２８８００個（２４００ｄｐｉで１２インチ）並んでいる。

図３に示すように、各圧力室５２は、上方から見ると略正方形状をしており、その対角線の一方の端にノズル５１が形成され、他方の端にインク供給口５３が設けられている。また、詳しくは後述するが、圧力室５２の少なくとも一つの壁面（例えば、ノズル５１が形成されている面と対向する面）は自由に変形可能な振動板で構成されており、電気信号によって駆動するアクチュエータによって変形され、振動板が変形することによって圧力室５２の容積が減少して圧力室５２内のインクに圧力が加わり、インクがノズル５１から吐出されるようになっている。

図４に、一つの圧力室ユニット５４を拡大して示す。図４に示すように、圧力室５２には、共通流路５５からインク供給口５３を介してインクが供給される。

また、図４中の一点鎖線５Ａ−５Ｂ線に沿った断面図を図５に示す。

図５は、本発明の第１実施形態に係る液滴吐出ヘッド（印字ヘッド５０）の概略構成を示すものである。

図５に示すように、本実施形態の印字ヘッド５０は、ノズル５１が形成されたノズルプレート６０の上に、空洞６７を有するセンサカバープレート６２が形成され、その上にセンサ振動板６４（第２の振動板）が形成されている。そして、センサ振動板６４の下側に、センサ圧電体６６がセンサカバープレート６２の空洞６７に収まるように設置される。なお、センサカバープレート６２及びセンサ振動板６４には、ノズル５１に連通するノズル流路５１ａが形成されている。

センサ振動板６４の上には、圧力室５２や共通流路５５が形成されるインク流路プレート６８が形成され、その上にはアクチュエータ振動板５６（第１の振動板）が形成される。圧力室５２と共通流路５５は、インク供給口５３で連通し、インク供給口５３と共通流路５５との間には流路が細くなったインク供給絞り５３ａが形成されている。

アクチュエータ振動板５６上の圧力室５２に対応する部分には駆動用圧電体（アクチュエータ）５８が形成され、駆動用圧電体５８上には駆動用圧電体５８に駆動電圧を印加して駆動用圧電体５８を駆動するためのアクチュエータ個別電極５７が形成されている。アクチュエータ個別電極５７にはアクチュエータ配線としてのフレキシブルケーブル７０が接続されており、さらにフレキシブルケーブル７０は図示を省略した駆動回路に接続されている。

アクチュエータ個別電極５７に対し、アクチュエータ振動板５６は例えばＳＵＳ等の金属薄膜で形成されて共通電極を兼ねており、共通電極を兼ねたアクチュエータ振動板５６とアクチュエータ個別電極５７との間に電圧（駆動電圧）を印加することにより、駆動用圧電体５８が駆動される。共通電極（アクチュエータ振動板５６）は、ヘッドから離れた電源に近い位置でグランドに接続されている。

一方、センサ圧電体６６についても同様であり、例えばＳＵＳ等の金属薄膜で形成されたセンサ振動板６４が共通電極を兼ね、これに対しセンサ圧電体６６の下側にセンサ個別電極７２が形成されている。共通電極（センサ振動板６４）は、ヘッドから離れた電源に近い位置でグランドに接続されている。センサ振動板６４を介して、圧力室５２内のインクの圧力変動を受けて、センサ圧電体６６が変形することによって発生した電圧を、センサ個別電極７２で検出することで圧力室５２内のインク圧力が検出される。センサ個別電極７２には、検出した電圧を取り出すためのセンサ配線７４が接続され、さらにセンサ配線７４は図示を省略した検出回路に接続されている。また、センサ配線７４とセンサ振動板６４の間には、センサ配線７４とセンサ振動板６４とが短絡しないようにするための絶縁膜７６が形成されている。

なお、図５に示す印字ヘッド５０において、駆動用圧電体５８の上方には駆動用圧電体５８及びフレキシブルケーブル７０を保護するためのカバーを設けることが望ましい。また、アクチュエータ個別電極５７からの配線の引き出し方によっては、アクチュエータ振動板５６の上側表面に絶縁部材を設けることが好ましい。

上述したように、共通電極を兼ねたアクチュエータ振動板５６とアクチュエータ個別電極５７との間に電圧（駆動電圧）が印加されると駆動用圧電体５８が変形し、圧力室５２の容積が減少してノズル５１からインクが吐出する。このように図５に示す印字ヘッド５０は、駆動用圧電体（アクチュエータ）５８の変位方向と略平行な方向にインクを吐出するトップシュータ型のヘッドである。なお、厳密に言えば、図５に示す駆動用圧電体５８は、数１００ｎｍの変位ではあるが撓む変形をするので、駆動用圧電体５８の変位方向とは、ここでは駆動用圧電体５８の中で、傾き変化が０で変位する部分の変位方向を意味するものとする。

このように駆動用圧電体５８が駆動して、圧力室５２内にインク吐出のための圧力が発生したとき、金属等の薄膜で形成されたセンサ振動板６４及びセンサ圧電体６６が一体となった状態で撓むことで、センサ圧電体６６によって圧力が検出される。

このとき、センサ振動板６４およびアクチュエータ振動板５６がシールド層の役目を果たすため、駆動用圧電体（アクチュエータ）５８側から出てくる電気的なクロストークがセンサ圧電体６６側の検出信号に入り込むのを防止することができる。

またこのとき、インク吐出時の圧力によって、センサ振動板６４及びセンサ圧電体６６が一体となった状態で撓む際の撓み量（撓むことによって生じる逃げ体積）が、駆動圧電体（アクチュエータ）５８による（圧力室５２内のインクの）排除体積の１０〜２０％となるように、センサ振動板６４及びセンサ圧電体６６の剛性を設定する。

本実施形態の圧電体や振動板のような平板の曲げにおける「撓み量」はヤング率及び断面二次モーメントに反比例し、断面二次モーメントは板厚の３乗に比例することが知られている（例えば、オーム社「現代材料力学」平修二監修、昭和４５年発行、Ｐ．２３２等参照）。よって、同種の材料（ヤング率が同じ材料）で、同等の面積、同等の周辺固定条件、同等の加重条件で平板の撓み量を１／ｎにしたい場合は、板厚をｎ^１／３にすればよい。これは、一般的な弾性変形の範囲、つまり、撓み角が微小である場合に成り立つ（上記文献、ｐ．６４参照）。

本実施形態で用いられる駆動用圧電体とアクチュエータ振動板の変位は通常、数１００ｎｍ程度（１μｍ以下の微小変位）である。さらに、センサ圧電体とセンサ振動板の変位は、この変位の１／５〜１／１０程度であるため、これらの変位における撓み角は「微小である」という条件を満たしている。

よって、駆動用圧電体とアクチュエータ振動板の材質とセンサ圧電体とセンサ振動板の材質が同等の物であれば、これらの変位の比を、１００：１０とするには、センサ側の圧電体、振動板の厚さをアクチュエータ側の厚さの約２．１５倍とすればよい。

また、これらの変位の比を、１００：２０とするには、センサ側の圧電体、振動板の厚さをアクチュエータ側の厚さの約１．７１倍とすればよい。

すなわち、センサ側の変位がアクチュエータ側の変位の１０〜２０％になるようにするには、センサ側の圧電体、振動板の厚さをアクチュエータ側のそれぞれの厚さの約１．７〜約２．２倍とすればよい。

この条件は、駆動用圧電体とセンサ圧電体が同じＰＺＴであり、アクチュエータ振動板とセンサ振動板が同じＳＵＳである場合の例であり、最良の実施形態の一つである。

なお、センサ圧電体にＰＶＤＦなどの樹脂圧電体を用いた場合には、圧電体のヤング率がＰＺＴやＳＵＳなどに比べて桁違いに小さくなるので（例えば、各材料のヤング率を比較すると、ＰＶＤＦは２〜３ＧＰａであるのに対して、ＰＺＴは６０〜８０ＧＰａ、ＳＵＳは２００ＧＰａである。）ＰＶＤＦの剛性を無視してＰＺＴとＳＵＳの剛性に対して、それぞれのヤング率を勘案して算出すればよい。詳しくは、材料力学で知られた計算方法によるが、簡単には、先に述べたように「撓み量」はヤング率及び断面二次モーメントに反比例するので、ヤング率と断面二次モーメントの積が意図する変位の比の逆数になればよい。

以下、本実施形態の印字ヘッド（液滴吐出ヘッド）５０の製造方法を説明する。

図６に、本実施形態の印字ヘッド５０の製造工程を示す。

まず、図６（ａ）に示すように、いずれもＳＵＳで形成された、圧力室の隔壁を構成する部材であるアクチュエータ振動板５６（第１の振動板）およびセンサ振動板６４（第２の振動板）、圧力室５２やインク供給口５３および共通流路５５等が形成された流路プレート６８、を洗浄する。

次に、図６（ｂ）に示すように、これらのアクチュエータ振動板５６、流路プレート６８及びセンサ振動板６４を位置合わせをして重ね、拡散接合する。このように、圧電体を形成する前に圧力室の隔壁を構成する部材であるアクチュエータ振動板５６及びセンサ振動板６４を熱接合するようにしたため、圧電体の耐熱温度以上の温度で接合することができ、十分な接合強度、耐久性を得ることができ、圧力室接合部の信頼性が向上する。

なお、加熱接合条件と圧電体の耐熱温度について説明する。

拡散接合の場合、例えばＳＵＳとＳＵＳを接合する場合には、加熱温度は約１０００℃であり、固定圧力は約１０ＭＰａ（１００気圧、略１００ｋｇ／ｃｍ^２）である。

また、接着の例として、ポリミド接着剤の場合には、加熱温度は約２００℃であり、固定圧力は約１ＭＰａ（１０気圧、略１０ｋｇ／ｃｍ^２）である。また、熱硬化エポキシ接着剤の場合には、加熱温度は１００℃〜１５０℃であり、固定圧力は接着対象により一概には言えないが、１ＭＰａ以下程度である。

また、圧電体の例として、ＰＺＴの場合には、耐熱温度は約１０００℃（焼成温度）であり、キュリー点は約３５０℃である。ただし、ＰＺＴは圧力を掛けると割れ易いので拡散接合できない。

次にＰＶＤＦの耐熱温度は約１６０℃であり、完全に変質する温度なのでマージンを２０℃〜３０℃取る必要がある。さらに、Ｐ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ）の場合には、耐熱温度は約１２０℃（キュリー点）であり、また再分極が難しい（極めて高電圧）ので、マージンを２０℃取る必要がある。

また、各加熱接合方法に対する各圧電体の組み合わせの可否を表１に示す。

表１に示すように、ＳＵＳ−ＳＵＳの拡散接合に対してはいずれの圧電体も組み合わせることはできない。また、ポリミド接着剤に対してはＰＶＤＦとＰ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ）は組み合わせることができない。さらに、熱硬化エポキシ接着剤に対しては、ＰＶＤＦとＰ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ）は低温硬化条件の場合にのみ組み合わせが可能となる。

このように、大体において、圧電体の耐熱温度よりも加熱接合温度の方が高いので、本実施形態のように圧電体を形成する前に圧力室の隔壁を構成する振動板等を加熱接合するようにしたため、圧電体の耐熱温度以上の温度で接合することが可能となり、十分な接合強度を得ることができる。

次に、図６（ｃ）に示すように、アクチュエータ振動板５６の上に、ＡＤ法（エアロゾルデポジション法）でＰＺＴの駆動用圧電体（アクチュエータ）５８を成膜する。

次に、図６（ｄ）に示すように、センサ振動板６４の下側にスクリーン印刷でＰＺＴのセンサ圧電体６６を成膜する。

次に、図６（ｅ）に示すように、駆動用圧電体５８（アクチュエータ）及びセンサ圧電体６６の各圧電体を焼成する。

次に、図６（ｆ）に示すように、センサ振動板６４の下側に、絶縁膜７６とセンサ配線７４を、スクリーン印刷で形成する。また、駆動用圧電体５８にアクチュエータ個別電極５７を形成するとともに、センサ圧電体６６にセンサ個別電極７２を形成する。なお、各圧電体において、共通電極は、それぞれＳＵＳ製のアクチュエータ振動板５６、センサ振動板６４が兼ねる。

次に、図６（ｇ）に示すように、センサ振動板６４の下側に、センサカバープレート６２とノズルプレート６０をポリミド接着剤で接着する。このとき、センサプレート６２には、空洞６７が形成されており、センサ圧電体６６がこの空洞６７内に収納され、センサ圧電体６６の周囲に隙間が形成されるようになっている。

次に、図６（ｈ）に示すように、アクチュエータ個別電極５７にアクチュエータ配線としてのフレキシブルケーブル７０を半田付けする。

以上の工程により、図５に示すような印字ヘッド５０が形成される。

なお、ここで、印字ヘッド５０の製造に用いられる各部材の材質としては、例えば、以下のようなものが好適に例示される。

圧力室の材質としては、例えば、ＳＵＳ、チタンなどの金属、ＳｉＯ_２、ジルコニア、各種セラミックなどの無機質材料、あるいはポリミド、ガラスフィラー入りエポキシなどの樹脂が挙げられる。

また、センサ側の薄膜・振動板の材料としても同様に、ＳＵＳ、チタンなどの金属、ＳｉＯ_２、ジルコニア、各種セラミックなどの無機質材料、あるいはポリミド、ガラスフィラー入りエポキシなどの樹脂が挙げられる。

また、センサ圧電体としては、ＰＶＤＦ、Ｐ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ）をエポキシ接着剤等を用いて薄膜・振動板材料に接着したり、ＰＺＴ等のセラミック系圧電体として、バルク材、研磨等で所定厚にしたバルクＰＺＴをエポキシ接着剤等を用いて薄膜・振動板材料に接着してもよい。あるいは、スクリーン印刷、ＡＤ法（エアロゾルデポジション法）、スパッタ法、ゾルゲル法等、それぞれの方法で薄膜・振動板材料に圧電体膜を形成し、必要に応じて焼成するようにしてもよい。または、各方法で成膜した圧電体を焼成し、薄膜・振動板材料に転写、接着するようにしてもよい。

上に挙げた圧力室材料とセンサ側の薄膜・振動板材料は、熱膨張率差をなくすことや、組立て時の接着、接合条件の制限が単純になるなどの理由から、同種の材料が望ましいが、これに限定されるものではない。

例えば、熱膨張率がＳＵＳに近いポリミド（例えば、東レ・デュポン社製の「カプトン１００ＥＮ」の熱膨張率は、１６ｐｐｍ／℃、日新製鋼社製のＳＵＳ３０４の熱膨張率は、１７．３ｐｐｍ／℃であり、熱膨張率が近い材料である。）を用い、ＳＵＳ製の圧力室にポリミドのセンサ側薄膜・振動板をポリミド接着剤により加熱接着する構成も、接着強度、液漏れの無さ、耐久性の点で望ましい構成である。

本実施形態においては、ＳＵＳの圧力室とＳＵＳのセンサ側薄膜・振動板の構成と、上記ＳＵＳの圧力室とポリミド（カプトン１００ＥＮ）のセンサ側薄膜・振動板の構成が特に望ましい。

次に本発明の第２実施形態に係る印字ヘッドについて説明する。

図７に、第２実施形態の印字ヘッドを図５と同様の断面図で示す。

第２実施形態の印字ヘッドは、圧力室の上面に振動板及び圧電体（アクチュエータ）が形成されているのに対して、圧力室の側面にノズルが形成され、アクチュエータの変位方向と略垂直な方向にインクを吐出するサイドシュータ型のヘッドである。

図７に示すように、本実施形態の印字ヘッド１５０は、圧力室１５２、ノズル流路１５１ａ、インク供給口１５３及びインク供給絞り１５３ａが形成されたインク流路プレート１６８の上にアクチュエータ振動板１５６が形成され、アクチュエータ振動板１５６の上の圧力室１５２に対応する部分に駆動用圧電体（アクチュエータ）１５８が形成されている。

また、圧力室１５２の側面を構成するインク流路プレート１６８のノズル流路１５１ａが形成されている側には、ノズル１５１が形成されたノズルプレート１６０が接合され、ノズル１５１とノズル流路１５１ａが連通するようになっている。

駆動用圧電体１５８の上にはアクチュエータ個別電極１５７が形成され、さらにアクチュエータ個別電極１５７にはアクチュエータ配線１７０が接続されている。また、アクチュエータ配線１７０とアクチュエータ振動板１５６との間には絶縁膜１６９が形成されている。

また、圧力室１５２の底面はセンサ振動板１６４で構成されており、その下側の圧力室１５２に対応する部分にセンサ圧電体１６６が形成されている。また、センサ圧電体１６６の下側にはセンサ個別電極１７２が形成されている。センサ個別電極１７２はセンサ配線１７４に接続しており、センサ配線１７４とセンサ振動板１６４との間には絶縁膜１７６が形成されている。

なお、図７においては省略しているが、インク供給絞り１５３ａは、図の右側で図５に示すのと同様にインク供給流路（共通流路）に連通しており、またアクチュエータ配線１７０、センサ配線１７４も、それぞれ図示を省略した駆動回路、検出回路と接続されている。

また、駆動用圧電体(アクチュエータ）１５８の上方には、アクチュエータとアクチュエータ配線１７０を保護するカバーを設けることが望ましく、同様に、センサ圧電体１６６の下方には、センサ圧電体１６６とセンサ配線１７４を保護するカバーを設けることが望ましい。

なお、図７において、インク供給絞り１５３ａ、圧力室１５２、ノズル流路１５３ａ等のハッチングしていない部分は、この断面図では断面にならない空洞部分であり、この部分に表示されている線は、ヘッド掲示用のエッジや積層したプレートの境界等を示している。

アクチュエータ配線１７０を介してアクチュエータ個別電極１５７に駆動信号を供給して、共通電極であるアクチュエータ振動板１５６との間に駆動電圧を印加することにより駆動用圧電体１５８が変形し、アクチュエータ振動板１５６が下へおされ、圧力室１５２の容積が減少し、圧力室１５２内に圧力が発生して、圧力室１５２の側面に設けられたノズル１５１よりインクが吐出される。このように、サイドシュータ型のヘッドにおいては、アクチュエータの変位方向と略垂直の方向にインクが吐出される。

また、このとき圧力室１５２内に発生した圧力により、センサ振動板１６４が変形し、それにともないセンサ圧電体１６６が変形して電圧が発生する。この電圧をセンサ配線１７４によって取り出し、図示を省略した検出回路によって圧力が検出される。

次に、図７に示した第２実施形態の印字ヘッド１５０の製造方法について説明する。

図８に、第２実施形態の印字ヘッドの製造方法の各工程を示す。

まず、図８（ａ）に示すように、いずれもＳＵＳで形成された、アクチュエータ振動板１５６、圧力室１５２やインク供給口１５３等が形成された流路プレート１６８、およびセンサ振動板１６４を洗浄する。

次に、図８（ｂ）に示すように、これらのアクチュエータ振動板１５６、流路プレート１６８及びセンサ振動板１６４を位置合わせをして重ね、拡散接合する。これにより、圧力室１５２、ノズル流路１５１ａ、インク供給絞り１５３ａ等が形成される。

次に、図８（ｃ）に示すように、アクチュエータ振動板１５６の上に、ＡＤ法（エアロゾルデポジション法）でＰＺＴの駆動用圧電体（アクチュエータ）１５８を成膜する。

次に、図８（ｄ）に示すように、センサ振動板１６４の下側にスクリーン印刷でＰＺＴのセンサ圧電体１６６を成膜する。

次に、図８（ｅ）に示すように、駆動用圧電体（アクチュエータ）１５８及びセンサ圧電体１６６の各圧電体を焼成する。

次に、図８（ｆ）に示すように、駆動用圧電体１５８の上にアクチュエータ個別電極１５７を形成し、アクチュエータ振動板１５６の上に絶縁膜１６９及びアクチュエータ配線１７０をスクリーン印刷で形成し、アクチュエータ個別電極１５７とアクチュエータ配線１７０とを接続する。また同様に、センサ振動板１６４の下側に、絶縁膜１７６とセンサ配線１７４を、スクリーン印刷で形成する。またセンサ圧電体１６６にセンサ個別電極１７２を形成し、センサ個別電極１７２とセンサ配線１７４とを接続する。なお、各圧電体において、共通電極は、それぞれＳＵＳ製のアクチュエータ振動板１５６、センサ振動板１６４が兼ねている。

次に、図８（ｇ）に示すように、圧力室１５２の左側側壁の外側にノズルプレート１６０をポリミド接着剤で接着する。これにより図７に示したような第２実施形態の印字ヘッド１５０が形成される。

次に、第３実施形態の印字ヘッドについて説明する。

図９に、本実施形態の印字ヘッドの概略構成を断面図で示す。

図９に示す印字ヘッド２５０においては、圧力室２５２の上面を構成する振動板２５６の上に駆動用圧電体（アクチュエータ）２５８が形成され、その上にアクチュエータ個別電極２５７が形成されている。また、圧力室２５２の下面側には、ポリミド２８０、２８０に挟まれたセンサ圧電体２６６が配置されている。またセンサ圧電体２６６の両側にはそれぞれ電極２８２、２８２が形成されている。そして、その下側にはＳＵＳのプレート２８４が形成され、その下にノズル２５１が形成されたノズルプレート２８６が形成されている。

この実施例におけるセンサ圧電体２６６はｇ３３モードを利用するものであり、そのためにセンサ圧電体２６６の下側にＳＵＳのプレート２８４を配置しており、圧力室２５２内の圧力が上がるとセンサ圧電体２６６が押されて凹むことによって圧力を検出するようにしている。

これに対し、図１０に示すものは、上記実施例を改良したものであり、センサ圧電体よりも圧力室側に金属薄膜をつけてからセンサ層を付けるようにしたもので、センサ圧電体と圧力室との間に形成された金属薄膜によってアクチュエータ側からの電気的クロストークを防止するようにしたものである。

すなわち、図１０に示すように、この改良型の印字ヘッド３５０においては、２層のポリミド３８０、３８０に挟まれたセンサ圧電体３６６より圧力室３５２側に金属薄膜３９０が形成されている。この金属薄膜３９０は拡散接合によってつけることができるので、非常に信頼性が増す。この金属薄膜３９０によって、圧力検出時にセンサ側にアクチュエータ側から電気的クロストークが入り込むのを防止する。

これ以外の構成については、図９の印字ヘッド２５０と同様であるので、符号の下二桁を同一にして、詳しい説明は省略する。

また、上記実施例に対する第２の改良例を図１１に示す。図１１に示すように、第２の改良による印字ヘッド４５０においては、圧力室４５２の底面にＳＵＳ等の金属あるいは、ポリミドに金属コートしたセンサ振動板４６４が形成され、その下側にポリミドのプレート４８０が形成されている。そして、その下側にセンサ圧電体４６６が配置され、その下にノズルプレートを兼ねるポリミドのプレート４８１が形成されている。なお、この第２の改良による印字ヘッド４５０においては、センサ圧電体４６６はｇ３１モードを利用するものであり、配線分離型であり、センサ振動板４６４の両面には、図示しない圧力室４５２の部分にのみ電極が形成されてこれにより各センサが分離されている。

また、本改良例の印字ヘッド４５０において、ポリミドのプレート４８０は無くしてセンサ振動板４６４を共通グランドにしてもよい。

本改良例は、図５に示す本発明の第１実施形態の印字ヘッド５０と異なるのは、図５に示す第１実施形態の印字ヘッド５０が有している空洞６７が本改良例にはなく、層自体がシンプルになっていることである。しかし、本改良例のセンサ圧電体４６６もｇ３１モードを利用しているため、圧力を受けるとセンサ圧電体４６６が撓むことになり、厳密にはノズル４５１の向きが変わることになるが、その変位量はきわめて微小であり事実上問題ない。

しかし、理想的には、図５に示す第１実施形態の印字ヘッド５０のようにセンサ圧電体６６の周囲に隙間ができるような空洞６７が存在する方が好ましい。

以上説明した第３実施形態及びその改良例は、その構造については、図５に示した第１実施形態の圧力検出素子が機械的に分離されていた（いわゆるメカ分離）のに対して、圧力検出素子は電極により分離される構造となっている。また、第１実施形態においては圧力検出素子が変形し易く高感度であったのに対して、本第３実施形態及びその改良例は構造が簡単で製造容易であるという利点を有している。

なお、第３実施形態及びその改良例においても、前述した第１実施形態及び第２実施形態と同様に、圧力室が形成される流路プレートに対して圧力室の隔壁を構成する振動板等を熱接合した後で圧電体（駆動用圧電体及びセンサ圧電体）が形成される。

例えば、第３実施形態においては、圧力室２５２が形成される流路プレート２６８に対して振動板２５６及び（圧力室２５２側の）ポリミド２８０を熱接合した後で、駆動用圧電体２５８及びセンサ圧電体２６６が形成される。また、第１の改良例では、圧力室３５２が形成される流路プレート３６８に対して振動板３５６及び金属薄膜３９０を熱接合した後で、駆動用圧電体３５８及びセンサ圧電体３６６が形成される。同様に、第２の改良例においても、圧力室４５２が形成される流路プレート４６８に対して、振動板４５６及びセンサ振動板４６４を熱接合した後で、駆動用圧電体４５８及びセンサ圧電体４６６が形成される。

以上、本発明の液滴吐出ヘッド及びその製造方法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。

本発明に係る液滴吐出ヘッドを備えた画像形成装置の一実施形態としての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１のインクジェット記録装置の印字部周辺の要部平面図である。 印字ヘッドの他の構造例を示す平面透視図である。 一つの圧力室ユニットの拡大図である。 図４中の５Ａ−５Ｂ線に沿った本発明の第１実施形態に係る印字ヘッドを示す断面図である。 （ａ）〜（ｈ）は、第１実施形態に係る印字ヘッドの製造工程を示す工程図である。 本発明の第２実施形態に係る印字ヘッドを示す断面図である。 （ａ）〜（ｇ）は、第２実施形態に係る印字ヘッドの製造工程を示す工程図である。 本発明の第３実施形態の印字ヘッドを示す断面図である。 図９に示す実施形態に対する第１の改良例を示す断面図である。 図９に示す実施形態に対する第２の改良例を示す断面図である。

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、１２…印字部、１４…インク貯蔵／装填部、１６…記録紙、１８…給紙部、２０…デカール処理部、２２…吸着ベルト搬送部、２４…印字検出部、２６…排紙部、２８…カッター、３０…加熱ドラム、３１、３２…ローラー、３３…ベルト、３４…吸着チャンバー、３５…ファン、３６…ベルト清掃部、４０…加熱ファン、４２…後乾燥部、４４…加熱・加圧部、４５…加圧ローラー、４８…カッター、５０…印字ヘッド、５１…ノズル、５１ａ…ノズル流路、５２…圧力室、５３…インク供給口、５３ａ…インク供給絞り、５４…圧力室ユニット、５５…インク供給路、５６…アクチュエータ振動板、５８…駆動用圧電体、６０…ノズルプレート、６２…センサカバープレート、６４…センサ振動板、６６…センサ圧電体、６８…インク流路プレート、７０…フレキシブルケーブル（アクチュエータ配線）、７２…センサ個別電極、７４…センサ配線、７６…絶縁膜

Claims (8)

1. 液滴を吐出するための圧力を発生する圧力室の隔壁を構成する部材として、圧力発生手段としての圧電素子が前記圧力室の外側に形成された第１の振動板と、前記第１の振動板と対向して配置され前記圧力室の外側に圧力検出素子が形成された第２の振動板とを有し、
   前記圧力検出素子は、前記圧力室の隔壁を構成する部材が加熱接合された後に形成されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
2. 前記第１の振動板は、前記圧電素子の共通電極であり、かつ前記第２の振動板は前記圧力検出素子の共通電極であることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
3. 前記圧力発生手段としての圧電素子の液滴吐出時の変形による前記圧力室内の液体排除体積に対して、前記第２の振動板の逃げ体積が１０〜２０％となるように、前記第１の振動板及び前記圧電素子の厚みと、前記第２の振動板及び前記圧力検出素子の厚みを構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の液滴吐出ヘッド。
4. 前記第２の振動板及び前記圧力検出素子の厚みを、前記第１の振動板及び前記圧電素子の厚みの略２倍としたことを特徴とする請求項３に記載の液滴吐出ヘッド。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする画像形成装置。
6. 液滴を吐出するための圧力を発生する圧力室を形成する部材に対して、第１の振動板及び第２の振動板を、互いに対向した前記圧力室の隔壁を構成するようにして加熱接合し、
   前記第１の振動板に対し前記圧力室の外側に圧力発生手段としての圧電素子を形成するとともに、前記第２の振動板に対して前記圧力室の外側に圧力検出素子を形成する工程を含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
7. 前記第１の振動板は、前記圧電素子の共通電極であり、かつ前記第２の振動板は前記圧力検出素子の共通電極であることを特徴とする請求項６に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
8. 前記圧力発生手段としての圧電素子の液滴吐出時の変形による前記圧力室内の液体排除体積に対して、前記第２の振動板の逃げ体積が１０〜２０％となるように、前記第１の振動板及び前記圧電素子の厚みと、前記第２の振動板及び前記圧力検出素子の厚みを設定したことを特徴とする請求項６または７に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
   

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