JP2000043274A - ノズルプレート及びその製造方法 - Google Patents

ノズルプレート及びその製造方法

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JP2000043274A JP10211428A JP21142898A JP2000043274A JP 2000043274 A JP2000043274 A JP 2000043274A JP 10211428 A JP10211428 A JP 10211428A JP 21142898 A JP21142898 A JP 21142898A JP 2000043274 A JP2000043274 A JP 2000043274A
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ink
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Koichi Sanpei
浩一 三瓶
Masayuki Sasaki
正幸 佐々木
Hiromitsu Soneda
弘光 曽根田
Mutsuro Watanabe
睦郎 渡辺
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明はインクジェットヘッドに取り付けられ
るノズルプレート及びその製造方法に関し、インクの噴
射量を高精度に制御できるようにすることを課題とす
る。 【解決手段】インクが噴射される噴射孔部２５を有する
ノズル孔２３が形成されたプレート本体２２と、このプ
レート本体２２に被膜形成された撥水膜２７とを有し、
インクジェットヘッドに取り付けられるノズルプレート
において、プレート本体２２に形成された噴射孔部２５
の孔径と、撥水膜２７にノズル孔と連通するよう形成さ
れた撥水膜孔２８の孔径とを同一径寸法Ｒ３とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はノズルプレート及び
その製造方法に係り、特にインクジェットヘッドに取り
付けられるノズルプレート及びその製造方法に関する。
一般に、インクを噴射して記録用紙に文字記号等の印刷
を行なうインクジェットヘッドは、インクが噴射される
複数のノズル孔が形成されたノズルプレート（金属板）
を有している。
【０００２】また、ノズルプレートのみであるとインク
に対し親水性を示すため、噴射時におけるインクの切れ
を良くしヘッド特性を向上させる点より、ノズルプレー
トの表面には撥水膜が形成されている。この撥水膜はイ
ンクの噴射特性に影響を与えるため、撥水膜の形成に際
してはインク噴射特性に適した状態で形成する必要があ
る。
【０００３】
【従来の技術】図１及び図２は、従来のノズルプレート
の製造方法の一例を製造手順に沿って示している。尚、
図１及び図２に示す各製造方法は基本的には同一である
ため、先ず図１を用いてノズルプレートの基本的な製造
方法について説明する。図１（Ａ）は、ノズルプレート
１を構成するプレート本体２を示している。このプレー
ト本体２は、例えばステンレス（ＳＵＳ）よりなり、同
図に示すように、プレート本体２には予め機械加工或い
はエッチング等によりノズル孔３が形成されている。こ
のノズル孔３は、傾斜面を有したテーパ部４と、インク
が外部に噴射される噴射孔部５とにより構成されてい
る。
【０００４】上記構成とされたプレート本体２には、図
１（Ｂ）に示すように、レジスト材６が充填される（レ
ジスト材配設工程）。この際、レジスト材６はプレート
本体２のテーパ部４から装填される。これにより、ノズ
ル孔３はレジスト材６により埋められた状態となる。レ
ジスト材配設工程を実施することによりレジスト材６が
ノズル孔３内に配設されると、続いて図１（Ｃ）に示す
ように、プレート本体２の表面（噴射孔部５が形成され
た側の面）上に撥水膜７が被膜形成される（撥水膜形成
工程）。この撥水膜形成工程では、例えばニッケル等の
金属にフッ素系樹脂材料を分散させた複合メッキや、或
いは撥水性の樹脂材料を薄く塗布する等の方法を用いて
撥水膜７を形成する。
【０００５】この際、撥水膜７の材料としては、プレー
ト本体２との接合性は良好であるが、レジスト材６との
接合性は不良である材質が選定されている。よって、撥
水膜７は、レジスト材６の配設位置を除いた位置に形成
される。即ち、撥水膜７には孔が形成されることとなる
（以下、この孔を撥水膜孔８という）。撥水膜形成工程
を実施することにより撥水膜７が形成されると、続いて
レジスト材６を除去する処理（レジスト材除去工程）が
実施され、これにより、図１（Ｄ），（Ｅ）に示すプレ
ート本体２に撥水膜７が被膜形成された構成のノズルプ
レート１が完成する。この完成状態において、ノズル孔
３と撥水膜孔８とは連通し、よってインクを噴射するこ
とができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、レジスト材
配設工程では、レジスト材６をノズル孔３内に配設する
処理が行なわれるが、この際最も良好なレジスト材６の
配設状態は、レジスト材６の先端面とプレート本体２の
表面とが面一となる状態である。この時、ノズル孔３の
噴射孔部５の径寸法と撥水膜孔８の径寸法は同一径寸法
となる。
【０００７】しかるに、実際にはレジスト材６の先端面
とプレート本体２の表面とを面一とするのは困難であ
り、図１（Ｂ）に示すように、レジスト材６がプレート
本体２の表面からはみ出してしまったり、また図２
（Ｂ）に示すように、レジスト材６がプレート本体２の
表面から窪んだ位置までしか装填されない場合が発生す
る。図１（Ｂ）に示すように、レジスト材６がプレート
本体２の表面から突出した場合には、撥水膜７に形成さ
れる撥水膜孔８の径寸法Ｒ１は、ノズル孔３の噴射孔部
５の径寸法ｒよりも大きくなってしまう（Ｒ１＞ｒ）。
一方、図２（Ｂ）に示すように、レジスト材６がプレー
ト本体２の表面から窪んだ位置までしか装填されなかっ
た場合には、撥水膜７に形成される撥水膜孔８の径寸法
Ｒ２は、ノズル孔３の噴射孔部５の径寸法ｒよりも大き
くなってしまう（Ｒ２＜ｒ）。
【０００８】このように、噴射孔部５の径寸法ｒと撥水
膜孔８の径寸法Ｒ１，Ｒ２とが一致しない場合、噴射さ
れるインク量を適正に制御することができなくなってし
まう。以下、この理由について説明する。図３は、撥水
膜孔８の径寸法Ｒ１が噴射孔部５の径寸法ｒよりも大き
い（Ｒ１＞ｒ）構成において、インク９が噴射される様
子を示している。図３（Ａ）は噴射開始直後の状態を示
し、図３（Ｂ）は噴射中の状態を示している。
【０００９】インク９の噴射前状態では、インク９が装
填されているインクジェットヘッドのインク室（図示せ
ず）は負圧となっており、このインク室と連通したノズ
ル孔３内も負圧となっている。このため、噴射孔部５内
におけるインク９の先端面（以下、これをメニスカス１
１という）は、図３（Ａ）に破線で示すように、表面張
力により湾曲状に窪んだ状態となっている。
【００１０】噴射が開始されると、インク室に配設され
た圧電素子（図示せず）が駆動されて、インク室内の体
積が小さくなり、これによりインク９は加圧される。よ
って、ノズル孔３内のインク９は噴射孔部５から外部
（例えば、記録用紙等）に向け付勢された状態となる。
ところが、上記のように撥水膜孔８の径寸法Ｒ１が噴射
孔部５の径寸法ｒよりも大きい（Ｒ１＞ｒ）と、噴射孔
部５の外周縁部には撥水膜７が配設されていない、即ち
プレート本体２が露出した状態の露出部１０が存在して
いる（図１（Ｅ）参照）。この露出部１０（プレート本
体２）はインク９に対し親水性を有しているため、噴射
孔部５から噴出したインク９は、図３（Ａ）に示すよう
に、先ず露出部１０に付着する。
【００１１】そして、更にインク９が外部に向け付勢さ
れることにより、図３（Ｂ）に示されるように、インク
９は記録用紙等に向け噴射される。この際、インク９が
記録用紙等に向け噴射付勢される力をＦ１とすると、上
記した露出部１０には表面張力によりインク９が噴射さ
れるのを妨げる力Ｆ２（以下、この力Ｆ２を噴射阻止力
という）が作用する。
【００１２】よって、圧電素子を駆動制御する際、この
噴射阻止力Ｆ２も考慮して噴射量制御を行なう必要が生
じる。この噴射阻止力Ｆ２は露出部１０の面積に相関す
るが、図１（Ｂ），（Ｃ）を用いて説明したように、露
出部１０の面積はレジスト材６の噴射孔部５からのはみ
出し量により決まり、このはみ出し量は予測することは
困難である。
【００１３】よって、噴射阻止力Ｆ２を考慮して圧電素
子の駆動制御を行なうのは難しく、図１及び図３に示さ
れる構成のノズルプレート１では、所望する所定噴射量
だけインク９を噴射させることが困難であるという問題
点がある。一方、図４は、撥水膜孔８の径寸法Ｒ２が噴
射孔部５の径寸法ｒよりも小さい（Ｒ２＜ｒ）構成にお
いて、インク９が噴射される様子を示している。図４
（Ａ）は噴射開始前の状態を示し、図４（Ｂ）は噴射開
始直後の状態を示し、更に図４（Ｃ）は噴射中の状態を
示している。
【００１４】撥水膜孔８の径寸法Ｒ２が噴射孔部５の径
寸法ｒよりも小さい（Ｒ２＜ｒ）場合は、撥水膜形成工
程において撥水膜７が噴射孔部５内にまで入り込み、内
部延出部１２を形成している。よって、インク９のメニ
スカス１１は、図４（Ａ）に示すように、内部延出部１
２よりも内側に形成された状態となっている。即ち、メ
ニスカス１１はノズルプレート１のインク噴射位置より
図中矢印ΔＬだけ内側に位置した状態となっている。
【００１５】この状態において噴射が開始され、インク
室に配設された圧電素子が駆動されてインク９が加圧さ
れると、前記のようにノズル孔３内のインク９は噴射孔
部５から外部（例えば、記録用紙等）に向け付勢され
る。ところが、上記のように撥水膜孔８の径寸法Ｒ２が
噴射孔部５の径寸法ｒよりも小さい（Ｒ２＜ｒ）と、イ
ンク９は、先ず図中矢印ΔＬで示す部分を進行して図４
（Ｂ）に示す状態となり、その後に図４（Ｃ）に示すよ
うに外部に向け噴射されることとなる。
【００１６】よって、圧電素子を駆動制御する際、この
図中矢印ΔＬで示す部分を進行するのに要するインク量
も考慮して噴射量制御を行なう必要が生じる。この寸法
ΔＬは内側延出部１２の形成範囲と等価であるため、内
側延出部１２の形成範囲が判れば噴射量制御に反映させ
ることが可能である。しかるに、内側延出部１２の形成
範囲はレジスト材６の噴射孔部５の先端からの窪み量に
より決まり、この窪み量を予測することは困難である。
【００１７】よって、矢印ΔＬで示す部分を進行するの
に要するインク量を考慮して圧電素子の駆動制御を行な
うのは難しく、図２及び図４に示される構成のノズルプ
レート１においても、所望する所定噴射量だけインク９
を噴射させることが困難であるという問題点がある。本
発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、インクの
噴射量を高精度に制御しうるノズルプレート及びその製
造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、次に述べ
る各手段を講じることにより解決することができる。請
求項１記載の発明は、インクが噴射される噴射孔部を有
するノズル孔が形成されたプレート本体と、前記プレー
ト本体に被膜形成された撥水膜とを有し、インクジェッ
トヘッドに取り付けられるノズルプレートにおいて、前
記プレート本体に形成された前記噴射孔部の孔径と、前
記撥水膜に前記ノズル孔と連通するよう形成された撥水
膜孔の孔径とを同一としたことを特徴とするものであ
る。
【００１９】また、請求項２記載の発明は、前記請求項
２記載のノズルプレートにおいて、前記撥水膜を樹脂系
材料により形成したことを特徴とするものである。ま
た、請求項３記載の発明は、インクジェットヘッドに取
り付けられるノズルプレートの製造方法であって、イン
クが噴射される噴射孔部を有するノズル孔が形成された
プレート本体に撥水膜を被膜形成する撥水膜形成工程
と、前記ノズル孔内に入り込んだ前記撥水膜を、前記ノ
ズル孔をマスクとし除去手段により除去し、前記撥水膜
に前記噴射孔部と同一径寸法の撥水膜孔を形成する撥水
膜孔形成工程とを具備することを特徴とするものであ
る。
【００２０】また、請求項４記載の発明は、前記請求項
３記載のノズルプレートの製造方法において、前記除去
手段は、エキシマレーザ装置、または炭酸ガスレーザ装
置、または炭酸ガスパルスレーザ装置、またはウォータ
ジェット装置の内、何れか一の装置であることを特徴と
するものである。
【００２１】更に、請求項５記載の発明は、前記請求項
３又は４記載のノズルプレートの製造方法において、前
記撥水膜形成工程を実施する前に、前記プレート本体の
前記噴射孔部が形成された面と反対側の面に保護テープ
を配設する保護テープ配設工程を実施し、前記撥水膜形
成工程において、前記プレート本体を撥水膜材料中に浸
漬することにより前記撥水膜を被膜形成し、前記撥水膜
形成工程の終了後に前記保護テープを除去し、その後に
前記撥水膜孔形成工程を実施することを特徴とするもの
である。
【００２２】上記した各手段は、次のように作用する。
請求項１記載の発明によれば、インクが噴射される噴射
孔部の孔径と、撥水膜に形成された撥水膜孔の孔径とを
同一としたことにより、インク噴射前に形成されるイン
ク先端面（メニスカス）の位置は、常に一定の位置とな
る。具体的には、メニスカスは、ノズル孔内におけるプ
レート本体と撥水膜との界面に形成される。
【００２３】このように、メニスカスの位置が常に一定
となることにより、従来のようにメニスカスの位置のバ
ラツキをインク噴射制御において考慮する必要がなくな
り、インク噴射制御を容易に行なうことができる。ま
た、これにより安定したインクの噴射を実現でき、高品
質の印刷処理を行なうことが可能となる。また、請求項
２記載の発明によれば、撥水膜を樹脂系材料により形成
したことにより、樹脂系材料よりなる撥水膜の加工性は
良好であるため、容易に撥水膜孔の孔径とノズル孔の孔
径とを一致させることができる。
【００２４】また、請求項３記載の発明によれば、撥水
膜形成工程においてノズル孔が形成されたプレート本体
に撥水膜を被膜形成し、その後に撥水膜孔形成工程を実
施し、ノズル孔内に入り込んだ撥水膜をノズル孔をマス
クとして除去することにより撥水膜孔を形成する。この
撥水膜孔形成工程では、上記のようにノズル孔をマスク
としてノズル孔内に入り込んだ撥水膜を除去するため、
形成される撥水膜孔の径寸法と噴射孔部の径寸法は同一
径寸法となる。また、従来のレジストを用いた製造方法
に比べ、レジスト処理の条件管理等を必要とせず、よっ
て噴射孔部の径寸法と同一径寸法を有した撥水膜孔を容
易に形成することができる。
【００２５】また、請求項４記載の発明によれば、除去
手段として、エキシマレーザ装置、または炭酸ガスレー
ザ装置、または炭酸ガスパルスレーザ装置、またはウォ
ータジェット装置の内、何れか一の装置を用いたことに
より、撥水膜の除去はレーザ光或いはウォータジェット
により行なわれるため、機械加工等に比べ、ノズル孔を
マスクとした撥水膜の除去処理を容易かつ正確に行なう
ことができる。
【００２６】特に、除去手段として炭酸ガスパルスレー
ザ装置を用いた場合には、炭酸ガスパルスレーザ加工時
に発生する熱により撥水膜加工部が溶融し、その後に再
び固まるため、ノズル孔に滑らかな撥水膜が形成され、
よってインク切れ特性を向上させることができる。更
に、請求項５記載の発明によれば、撥水膜形成工程を実
施する前に保護テープ配設工程を実施し、プレート本体
の噴射孔部が形成された面と反対側の面に保護テープを
配設する。これにより、ノズル孔は噴射孔部を除き保護
テープにより塞がれた構成となる。
【００２７】この状態において撥水膜形成工程を実施
し、プレート本体を撥水膜材料中に浸漬することにより
前記撥水膜を被膜形成する。この際、上記のようにノズ
ル孔は噴射孔部を除き保護テープにより塞がれているた
め、過剰にノズル孔内に撥水膜が進入することを防止で
きる。この撥水膜形成工程の終了後に保護テープは除去
され、その後に撥水膜孔形成工程を実施することにより
撥水膜孔が形成される。上記のように、保護テープを配
設することにより、ノズル孔内に過剰の撥水膜が進入す
ることを防止しているため、ノズル孔内に進入した撥水
膜を容易に除去することができ、撥水膜孔の形成を効率
的に行なうことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面と共に説明する。図５及び図６は、本発明の一実
施例であるノズルプレート２０を示している。図５はノ
ズルプレート２０を配設したインクジェットヘッド３０
を示しており、図６はノズルプレート２０の断面（図５
におけるＡ−Ａ線に沿う断面）を示している。
【００２９】図５に示されるように、ノズルプレート２
０はヘッド本体２２の前面に配設された板状部材であ
り、その表面には複数のノズル孔２３が形成されてい
る。ヘッド本体３２は、その内部に図示しないインク室
と圧電素子が配設されており、この圧電素子を駆動する
ことによりインク室内の体積を縮小し、インク室内の充
填されたインク２９をノズル孔２３から噴射する構成と
されている。
【００３０】図６を用い、ノズルプレート２０の詳細に
ついて説明する。ノズルプレート２０は、大略するとプ
レート本体２２と撥水膜２７とにより構成されている。
プレート本体２２は、例えばステンレス（ＳＵＳ）より
なる金属版であり、複数のノズル孔２３が形成されてい
る。このプレート本体２２の内側面２２ａがヘッド本体
３２に接続され、表面２２ｂに撥水膜２７が被膜形成さ
れる。
【００３１】ノズル孔２３は、テーパ部２４と噴射孔部
２５とを連続的に形成した構成とされている。テーパ部
２４の内側面２２ａ側は、ノズルプレート２０をヘッド
本体３２に取り付けた状態において、前記したヘッド本
体３２のインク室に連通するよう構成されている。よっ
て、インク室内のインク２９は、このノズル孔２３の内
部にも充填される。
【００３２】また、噴射孔部２５はインク２９が外部に
向け噴射される小孔であり、インク噴射に適した所定の
径寸法Ｒ３を有している。尚、このテーパ部２４及び噴
射孔部２５を有したノズル孔２３は、機械加工或いはエ
ッチング加工等により形成することが可能である。ま
た、プレート本体２２自体は、インク２９に対して親水
性（濡れやすい性質）を有している。
【００３３】一方、撥水膜２７はインク２９に対して撥
水性を有する樹脂（例えば、フッ化系樹脂，ポリイミド
系樹脂等）よりなり、プレート本体２２の表面２２ｂに
所定の膜厚で形成されている。この撥水膜２７は、イン
ク２９に対して撥水性を有することにより、噴射時にお
けるインク２９の切れを良くし、これによりヘッド特性
を向上させる機能を奏するものである。
【００３４】また、撥水膜２７の噴射孔部２５と対向す
る位置には、撥水膜孔２８が形成されている。本実施例
では、この撥水膜２７に形成された撥水膜孔２８の孔径
が、噴射孔部２５の孔径と一致するよう構成したことを
特徴とするものである。即ち、撥水膜孔２８の孔径と噴
射孔部２５の孔径は、共に直径Ｒ３となるよう構成され
ている。
【００３５】このように、撥水膜孔２８の孔径と噴射孔
部２５の孔径を同一としたことにより、インク噴射前に
形成されるインク先端面（メニスカス）の位置を常に一
定位置とすることができ、これにより安定したインクの
噴射を実現することができる。尚、この点についての詳
細は、説明の便宜上後述するものとする。続いて、上記
構成とされたノズルプレート２０の製造方法について説
明する。図７は、本発明の一実施例であるノズルプレー
ト２０の製造方法を製造手順に沿って示している。
【００３６】ノズルプレート２０を製造するには、先ず
図７に示すプレート本体２２を作成する。前記のよう
に、プレート本体２２は、例えばステンレス（ＳＵＳ）
よりなり、機械加工或いはエッチング加工等を用いてテ
ーパ部２４及び噴射孔部２５を有するノズル孔２３を形
成する。上記構成とされたプレート本体２２が形成され
ると、続いて図７（Ｂ）に示すように、プレート本体２
２の噴射孔部２５が形成された表面２２ａと反対側に位
置する内側面２２ａに保護テープ２６を配設する（保護
テープ配設工程）。
【００３７】この保護テープ２６は、後述する撥水膜２
７を形成した後に容易に剥がすことができる構成であれ
ば、その材質は特に限定されるもではない。具体的に
は、剥離可能な接着剤が塗布された樹脂テープの使用が
考えられる。上記のように、保護テープ配設工程におい
て内側面２２ａに保護テープ２６を配設されることによ
り、ノズル孔２３は噴射孔部２５を除き保護テープ２６
により塞がれた構成となる。
【００３８】保護テープ配設工程が終了すると、続いて
撥水膜形成工程が実施される。この撥水膜形成工程で
は、プレート本体２２の表面２２ａ（噴射孔部２５が形
成されている面）を撥水膜材料が充填された撥水膜材料
槽中に浸漬する。これにより、プレート本体２２の表面
２２ａには撥水膜２７が被膜形成される。図７（Ｃ）
は、撥水膜２７が被膜形成されたプレート本体２２を示
している。
【００３９】前記したように、ノズル孔２３の噴射孔部
２５には保護テープ２６は配設されておらず、よって外
部に対して開口した状態となっている。よって、プレー
ト本体２２の表面２２ａを撥水膜材料槽中に浸漬した
際、撥水膜材料は噴射孔部２５の内部にも進入して撥水
膜２７が形成される（以下、この噴射孔部２５内に形成
される撥水膜２７を孔内延出部３３という）。
【００４０】しかるに、前記したようにノズル孔２３は
噴射孔部２５を除き保護テープ２６により塞がれてい
る。よって、プレート本体２２を撥水膜材料槽中に浸漬
した際、ノズル孔２３内に存在する空気はその逃げ道が
ないため、ノズル孔２３内に撥水膜材料が進行するのを
阻止する機能を奏する。これにより、ノズル孔２３内へ
の過剰な撥水膜材料の進入は防止され、よって孔内延出
部３３の体積を小さくすることができる。具体的には、
孔内延出部３３は噴射孔部２５内にのみ存在した構成と
なっている（図７（Ｃ）参照）。
【００４１】上記した撥水膜形成工程が終了すると、保
護テープ２６は除去され、続いて撥水膜孔形成工程が実
施される。この撥水膜孔形成工程では、ノズル孔２３内
に入り込んだ孔内延出部３３（撥水膜２７）をノズル孔
２３をマスクとし除去手段により除去する処理を行な
う。この除去手段としては、例えばエキシマレーザ装
置、炭酸ガスレーザ装置、炭酸ガスパルスレーザ装置、
またはウォータジェット装置等を用いることが可能であ
る。尚、本実施例では、除去手段として炭酸ガスパルス
レーザ装置を用いた例について説明する。
【００４２】図７（Ｄ）に示すように、炭酸ガスパルス
レーザ装置は、プレート本体２２の内側面２２ａに向け
レーザ光を照射する構成とされている。この構成とする
ことにより、レーザ光は撥水膜２７の全てに照射され
ず、ノズル孔２３をマスクとして孔内延出部３３にのみ
照射される構成となる。よって、孔内延出部３３は除去
され、これにより撥水膜２７には噴射孔部２５と連通し
た撥水膜孔２８が形成される。これにより、図７
（Ｄ），（Ｅ）に示されるように、ノズルプレート２０
が製造される。
【００４３】ところで、この撥水膜孔２８を形成する
際、上記のように炭酸ガスパルスレーザ装置は、ノズル
孔２３をマスクとしてノズル孔２５内に入り込んだ撥水
膜２７（孔内延出部３３）を除去する構成とされてい
る。このため、形成される撥水膜孔２８の径寸法は、噴
射孔部２５の径寸法と同一径寸法Ｒ３となる。また、上
記の撥水膜孔２８の形成方法によれば、先に図１及び図
２を用いて説明した従来のレジストを用いた製造方法に
比べ、レジスト処理の条件管理等を必要とせず、よって
噴射孔部２５の径寸法と同一径寸法を有した撥水膜孔２
８を容易に形成することができる。
【００４４】また、上記のように、保護テープ２６を用
いることにより、ノズル孔２３内に進入する撥水膜材料
の量は少なくなっている。よって、これによっても撥水
膜孔２８の形成の容易化及び効率化を図ることができ
る。また、本実施例では、撥水膜２７として樹脂系材料
を選定しているため、炭酸ガスパルスレーザ装置による
撥水膜２７（孔内延出部３３）の加工性は良好であり、
容易に撥水膜孔２８の孔径と噴射孔部２５の孔径とを一
致させることができる。
【００４５】尚、本実施例では、除去手段として炭酸ガ
スパルスレーザ装置を用いた例について示したが、除去
手段としてエキシマレーザ装置、炭酸ガスレーザ装置、
ウォータジェット装置等を用いることが可能であり、上
記の何れの装置を用いた場合でも、機械加工等に比べて
撥水膜孔２８の形成を容易かつ正確に行なうことができ
る。
【００４６】また、本実施例のように、除去手段として
炭酸ガスパルスレーザ装置を用いた場合には、炭酸ガス
パルスレーザ加工時に発生する熱により撥水膜加工部が
溶融し、その後に再び固まるため、ノズル孔２３に滑ら
かな撥水膜２７が形成され、よってインク切れ特性を向
上させることができる。ところで、先に述べたように、
ノズルプレート２０に形成される撥水膜孔２８の孔径と
噴射孔部２５の孔径を同一とすることにより、安定した
インク２９の噴射を実現することができる。以下、この
理由について、図８を用いて説明する。
【００４７】図８（Ａ）は、図６に示したノズルプレー
ト２０において、インク２９が噴射前の状態を示してい
る。このインク２９の噴射前状態では、インク２９が装
填されているインクジェットヘッド３０（図５参照）の
インク室は負圧となっており、このインク室と連通した
ノズル孔２３内も負圧となっている。このため、噴射孔
部２５内におけるインク２９の先端面（メニスカス３
１）は、表面張力により湾曲状に窪んだ状態となってい
る。ここで、メニスカス３１の位置に注目すると、本実
施例のように撥水膜孔２８の孔径と噴射孔部２５の孔径
が同一であると、メニスカス３１は、常にノズル孔２３
内におけるプレート本体２２と撥水膜２７との界面に形
成されることとなる。これは、インク２９はプレート本
体２２の一部である噴射孔部２５とは親水性があり、ま
た撥水膜孔２８に対しては撥水性があることに起因して
おり、よってメニスカス３１は常に両者２２，２８の界
面に形成されることとなる。
【００４８】図８に示す状態からインク２９の噴射が開
始されると、インク室に配設された圧電素子が駆動され
て、インク室内の体積が小さくなり、これによりインク
２９は加圧される。よって、図８（Ｂ）に示されるよう
に、ノズル孔２３内のインク２９は噴射孔部５から外部
（例えば、記録用紙等）に向け噴射付勢される。このイ
ンク噴射の際、上記のように本実施例のノズルプレート
２０を用いることによりメニスカス３１の位置は常に一
定となり、よって従来のようにメニスカスの位置のバラ
ツキをインク噴射制御において考慮する必要がなくな
る。具体的には、図３を用いて説明した噴射阻止力Ｆ２
を考慮して圧電素子の駆動制御を行なう必要はなくな
り、また図４を用い説明した矢印ΔＬで示す部分を進行
するのに要するインク量を考慮して圧電素子の駆動制御
を行なう必要はなくなる。
【００４９】よって、ノズルプレート２０に形成される
撥水膜孔２８の孔径と噴射孔部２５の孔径を同一とし、
これによりメニスカス３１がノズル孔２３内の一定位置
に形成されるよう構成することにより、インク噴射制御
を容易に行なうことが可能となり、またこれにより安定
したインク２９の噴射を実現でき、高品質の印刷処理を
行なうことが可能となる。
【００５０】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、次に述べる
種々の効果を実現することができる。請求項１記載の発
明によれば、インク噴射前に形成されるインク先端面
（メニスカス）の位置は常に一定の位置となるため、従
来のようにメニスカスの位置のバラツキをインク噴射制
御において考慮する必要がなくなりインク噴射制御を容
易に行なうことができると共に、安定したインクの噴射
を実現できるため高品質の印刷処理を行なうことが可能
となる。
【００５１】また、請求項２記載の発明によれば、樹脂
系材料よりなる撥水膜の加工性は良好であるため、容易
に撥水膜孔の孔径とノズル孔の孔径とを一致させること
ができる。また、請求項３記載の発明によれば、噴射孔
部の径寸法と同一径寸法を有した撥水膜孔を容易に形成
することができる。
【００５２】また、請求項４記載の発明によれば、機械
加工等に比べてノズル孔をマスクとした撥水膜の除去処
理を容易かつ正確に行なうことができる。更に、請求項
５記載の発明によれば、保護テープを配設することによ
り、ノズル孔内に過剰の撥水膜が進入することが防止さ
れ、よってノズル孔内に進入した撥水膜を容易に除去す
ることができ、撥水膜孔の形成を効率的に行なうことが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の一例であるノズルプレートの製造方法を
説明するための図である（その１）。
【図２】従来の一例であるノズルプレートの製造方法を
説明するための図である（その２）。
【図３】従来のノズルプレートの問題点を説明するため
の図である（その１）。
【図４】従来のノズルプレートの問題点を説明するため
の図である（その２）。
【図５】本発明の一実施例であるノズルプレートを設け
たインクジェットヘッドを示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施例であるノズルプレートの断面
図である。
【図７】本発明の一実施例であるノズルプレートの製造
方法を製造手順に沿って示す図である。
【図８】本発明の一実施例であるノズルプレートのイン
ク噴射時における作用を説明するための図である。
【符号の説明】
２０ ノズルプレート ２２ プレート本体 ２３ ノズル孔 ２４ テーパ部 ２５ 噴射孔部 ２６ 保護テープ ２７ 撥水膜 ２８ 撥水膜孔 ２９ インク ３０ インクジェットヘッド ３１ メニスカス ３２ ヘッド本体 ３３ 孔内延出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 曽根田 弘光 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 渡辺 睦郎 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2C057 AF24 AF93 AG12 AP02 AP13 AP23 AP60 4E068 AF00 CD10 DA00

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インクが噴射される噴射孔部を有するノ
    ズル孔が形成されたプレート本体と、前記プレート本体
    に被膜形成された撥水膜とを有し、インクジェットヘッ
    ドに取り付けられるノズルプレートにおいて、 前記プレート本体に形成された前記噴射孔部の孔径と、
    前記撥水膜に前記ノズル孔と連通するよう形成された撥
    水膜孔の孔径とを同一としたことを特徴とするノズルプ
    レート。
  2. 【請求項２】 請求項２記載のノズルプレートにおい
    て、 前記撥水膜は、樹脂系材料により形成されていることを
    特徴とするノズルプレート。
  3. 【請求項３】 インクジェットヘッドに取り付けられる
    ノズルプレートの製造方法であって、 インクが噴射される噴射孔部を有するノズル孔が形成さ
    れたプレート本体に撥水膜を被膜形成する撥水膜形成工
    程と、 前記ノズル孔内に入り込んだ前記撥水膜を、前記ノズル
    孔をマスクとし除去手段により除去し、前記撥水膜に前
    記噴射孔部と同一径寸法の撥水膜孔を形成する撥水膜孔
    形成工程と、を具備することを特徴とするノズルプレー
    トの製造方法。
  4. 【請求項４】 請求項３記載のノズルプレートの製造方
    法において、 前記除去手段は、エキシマレーザ装置、または炭酸ガス
    レーザ装置、または炭酸ガスパルスレーザ装置、または
    ウォータジェット装置の内、何れか一の装置であること
    を特徴とするノズルプレートの製造方法。
  5. 【請求項５】 請求項３又は４記載のノズルプレートの
    製造方法において、 前記撥水膜形成工程を実施する前に、前記プレート本体
    の前記噴射孔部が形成された面と反対側の面に保護テー
    プを配設する保護テープ配設工程を実施し、 前記撥水膜形成工程において、前記プレート本体を撥水
    膜材料中に浸漬することにより前記撥水膜を被膜形成
    し、 前記撥水膜形成工程の終了後に前記保護テープを除去
    し、その後に前記撥水膜孔形成工程を実施することを特
    徴とするノズルプレートの製造方法。
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