JP2003205610A - インクジェットヘッド用ノズル板及びその製造方法並びに該ノズル板を用いたインクジェットヘッド及びインクジェット式記録装置 - Google Patents
インクジェットヘッド用ノズル板及びその製造方法並びに該ノズル板を用いたインクジェットヘッド及びインクジェット式記録装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 撥水膜１０が形成されたノズル板９におい
て、その撥水膜１０をノズル孔の開口周縁の直ぐ近傍ま
で出来る限り均一に形成して、印字精度を向上させる。 【解決手段】 撥水膜１０をゾル−ゲル法により形成し
た後、ノズル孔を形成することにより、ノズル孔周囲の
インク濡れ領域Ａの面積を、該ノズル孔の撥水膜形成面
側の開口面積の１０％以下になるようにする。
て、その撥水膜１０をノズル孔の開口周縁の直ぐ近傍ま
で出来る限り均一に形成して、印字精度を向上させる。 【解決手段】 撥水膜１０をゾル−ゲル法により形成し
た後、ノズル孔を形成することにより、ノズル孔周囲の
インク濡れ領域Ａの面積を、該ノズル孔の撥水膜形成面
側の開口面積の１０％以下になるようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッド用ノズル板及びその製造方法並びに該ノズル板を用
いたインクジェットヘッド及びインクジェット式記録装
置に関し、特にノズル孔を有するノズル板のインク吐出
側の面に撥水膜が形成されたものの技術分野に属する。
ッド用ノズル板及びその製造方法並びに該ノズル板を用
いたインクジェットヘッド及びインクジェット式記録装
置に関し、特にノズル孔を有するノズル板のインク吐出
側の面に撥水膜が形成されたものの技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、圧力室内のインクをノズルか
ら吐出させるようにしたインクジェットヘッドはよく知
られており、このものは、インクが充填される圧力室
と、この圧力室に連通するノズルと、上記圧力室に圧力
を印加して該圧力室内のインクを上記ノズルから吐出さ
せる圧電アクチュエータ等の圧力印加手段とを備えてい
る。そして、上記ノズルは、一般に、ノズル板を厚み方
向に貫通するノズル孔により構成されており、このノズ
ル板のインク吐出側の面には、撥水膜が形成されてい
る。この撥水膜は、インク吐出側の面、特にノズル孔周
囲がインクにより濡れないようにするものであり、この
撥水膜により、ノズルからのインク吐出性能を良好に維
持するようにしている。すなわち、ノズル孔周囲がイン
クにより濡れていると、インクの吐出方向や吐出速度、
吐出量等が濡れ方によってばらつくので、これらを安定
化させて印字精度を向上させるために、インク吐出側の
面に撥水膜を形成している。
ら吐出させるようにしたインクジェットヘッドはよく知
られており、このものは、インクが充填される圧力室
と、この圧力室に連通するノズルと、上記圧力室に圧力
を印加して該圧力室内のインクを上記ノズルから吐出さ
せる圧電アクチュエータ等の圧力印加手段とを備えてい
る。そして、上記ノズルは、一般に、ノズル板を厚み方
向に貫通するノズル孔により構成されており、このノズ
ル板のインク吐出側の面には、撥水膜が形成されてい
る。この撥水膜は、インク吐出側の面、特にノズル孔周
囲がインクにより濡れないようにするものであり、この
撥水膜により、ノズルからのインク吐出性能を良好に維
持するようにしている。すなわち、ノズル孔周囲がイン
クにより濡れていると、インクの吐出方向や吐出速度、
吐出量等が濡れ方によってばらつくので、これらを安定
化させて印字精度を向上させるために、インク吐出側の
面に撥水膜を形成している。
【０００３】ところで、上記ノズル孔は、例えば特開平
４−２９９１５０号公報に示されているように、プレス
加工により開けられるが、このようにプレス加工により
ノズル孔を開ける場合、プレス加工前に予め撥水膜を形
成しておくと、ノズル孔周囲の撥水膜がプレス加工によ
り損傷して剥がれてしまう。すなわち、従来のもので
は、撥水膜をメッキにより形成しているので、撥水膜の
膜厚がかなり大きく、このため、ノズル孔周囲の撥水膜
がプレス加工により引き剥がされて消失してしまう。
４−２９９１５０号公報に示されているように、プレス
加工により開けられるが、このようにプレス加工により
ノズル孔を開ける場合、プレス加工前に予め撥水膜を形
成しておくと、ノズル孔周囲の撥水膜がプレス加工によ
り損傷して剥がれてしまう。すなわち、従来のもので
は、撥水膜をメッキにより形成しているので、撥水膜の
膜厚がかなり大きく、このため、ノズル孔周囲の撥水膜
がプレス加工により引き剥がされて消失してしまう。
【０００４】また、撥水膜をメッキ以外の方法、例えば
ゾル−ゲル法により形成した場合でも、その膜厚が従来
のメッキのようにかなり厚い場合には、ノズル孔を開け
る際に撥水膜が損傷して剥がれてしまう。このノズル孔
を開ける方法としてプレス加工以外の放電加工やレーザ
加工を用いた場合でも、撥水膜が損傷を受け剥がれてし
まう。
ゾル−ゲル法により形成した場合でも、その膜厚が従来
のメッキのようにかなり厚い場合には、ノズル孔を開け
る際に撥水膜が損傷して剥がれてしまう。このノズル孔
を開ける方法としてプレス加工以外の放電加工やレーザ
加工を用いた場合でも、撥水膜が損傷を受け剥がれてし
まう。
【０００５】さらに、ノズル孔を開ける際の撥水膜損傷
を回避するため、メッキにより形成される撥水膜の膜厚
をかなり薄くすると、撥水膜の耐久性を確保することが
できず、インクジェットヘッドの撥水膜として用いるこ
とができない。
を回避するため、メッキにより形成される撥水膜の膜厚
をかなり薄くすると、撥水膜の耐久性を確保することが
できず、インクジェットヘッドの撥水膜として用いるこ
とができない。
【０００６】したがって、従来の撥水膜及びノズル孔の
形成方法では、撥水膜の形成はノズル孔の形成後に行っ
ている。
形成方法では、撥水膜の形成はノズル孔の形成後に行っ
ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のように撥水膜の形成をノズル孔の形成後に行う場合
には、撥水膜を形成した後にノズル孔をプレス加工等に
より開ける場合に比べると撥水膜を良好に形成できるも
のの、ノズル孔をどのような加工方法で開けてもその後
に撥水膜を形成する限り、そのノズル孔の開口周縁の直
ぐ近傍は撥水膜を完全に均一に形成することが困難であ
り、ノズル孔開口周縁の直ぐ近傍にインクによる濡れ領
域がどうしても生じてしまう。このため、このインク濡
れ領域を出来る限り小さくして、より印字精度を向上さ
せるためには、改良の余地がある。
来のように撥水膜の形成をノズル孔の形成後に行う場合
には、撥水膜を形成した後にノズル孔をプレス加工等に
より開ける場合に比べると撥水膜を良好に形成できるも
のの、ノズル孔をどのような加工方法で開けてもその後
に撥水膜を形成する限り、そのノズル孔の開口周縁の直
ぐ近傍は撥水膜を完全に均一に形成することが困難であ
り、ノズル孔開口周縁の直ぐ近傍にインクによる濡れ領
域がどうしても生じてしまう。このため、このインク濡
れ領域を出来る限り小さくして、より印字精度を向上さ
せるためには、改良の余地がある。
【０００８】本発明は斯かる点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、撥水膜をノズル孔の開
口周縁の直ぐ近傍まで出来る限り均一に形成して、印字
精度を向上させようとすることにある。
あり、その目的とするところは、撥水膜をノズル孔の開
口周縁の直ぐ近傍まで出来る限り均一に形成して、印字
精度を向上させようとすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明では、インクジェットヘッド用ノ
ズル板を、撥水膜形成面におけるノズル孔周囲のインク
による濡れ領域の面積が、該ノズル孔の撥水膜形成面側
の開口面積の１０％以下になるように構成した。
めに、請求項１の発明では、インクジェットヘッド用ノ
ズル板を、撥水膜形成面におけるノズル孔周囲のインク
による濡れ領域の面積が、該ノズル孔の撥水膜形成面側
の開口面積の１０％以下になるように構成した。
【００１０】具体的には、この発明では、インクを吐出
するためのノズル孔を有し、インク吐出側の面に撥水膜
が形成されたインクジェットヘッド用ノズル板を対象と
する。
するためのノズル孔を有し、インク吐出側の面に撥水膜
が形成されたインクジェットヘッド用ノズル板を対象と
する。
【００１１】そして、このノズル板は、容器に入れられ
たインク内に、少なくとも上記ノズル孔を上記撥水膜形
成面が該インクの液面に略垂直になる状態で浸漬して引
き上げた後において、該撥水膜形成面における上記ノズ
ル孔周囲のインクによる濡れ領域の面積が、該ノズル孔
の撥水膜形成面側の開口面積の１０％以下になるように
構成されているものとする。
たインク内に、少なくとも上記ノズル孔を上記撥水膜形
成面が該インクの液面に略垂直になる状態で浸漬して引
き上げた後において、該撥水膜形成面における上記ノズ
ル孔周囲のインクによる濡れ領域の面積が、該ノズル孔
の撥水膜形成面側の開口面積の１０％以下になるように
構成されているものとする。
【００１２】すなわち、ノズル板の少なくともノズル孔
をインク内に浸漬して引き上げると、撥水膜形成面にお
いては、基本的にインクが撥水膜により弾かれて流れ落
ちるためにインクによる濡れが生じることはないが、ノ
ズル孔の周囲だけは撥水膜を完全に均一に形成すること
は困難であり、インクによる濡れ領域が生じる。しか
し、この発明のように、ノズル孔周囲のインクによる濡
れ領域の面積が、該ノズル孔の撥水膜形成面側の開口面
積の１０％以下であれば、インク吐出性能が良好であっ
て、撥水膜がノズル孔の開口周縁の直ぐ近傍まで略均一
に形成されているといえる。つまり、インク濡れ領域の
面積がこの程度であれば、インクの吐出方向を安定化さ
せることができて、インク滴の正規の着弾位置からの副
走査方向へのずれ量を、横すじ等が殆ど生じないレベル
（４μｍ以下）に抑えることができる。また、インク吐
出速度を安定向上化させることができ、正規の着弾位置
からの走査方向へのずれ量をも低減することができる。
一方、このように濡れ領域の面積を小さく抑えるために
は、撥水膜を形成した後にノズル孔を形成すればよい。
この際、撥水膜はメッキ等ではなくてゾル−ゲル法によ
り行う。こうすれば、膜厚がかなり薄くて接合強度が強
い膜が得られる。これにより、撥水膜を形成した後にノ
ズル孔を開けても、ノズル孔周囲の撥水膜が損傷し難く
て略均一な状態に維持することができる。よって、イン
ク吐出性能を向上させることができて、印字精度を高め
ることができる。
をインク内に浸漬して引き上げると、撥水膜形成面にお
いては、基本的にインクが撥水膜により弾かれて流れ落
ちるためにインクによる濡れが生じることはないが、ノ
ズル孔の周囲だけは撥水膜を完全に均一に形成すること
は困難であり、インクによる濡れ領域が生じる。しか
し、この発明のように、ノズル孔周囲のインクによる濡
れ領域の面積が、該ノズル孔の撥水膜形成面側の開口面
積の１０％以下であれば、インク吐出性能が良好であっ
て、撥水膜がノズル孔の開口周縁の直ぐ近傍まで略均一
に形成されているといえる。つまり、インク濡れ領域の
面積がこの程度であれば、インクの吐出方向を安定化さ
せることができて、インク滴の正規の着弾位置からの副
走査方向へのずれ量を、横すじ等が殆ど生じないレベル
（４μｍ以下）に抑えることができる。また、インク吐
出速度を安定向上化させることができ、正規の着弾位置
からの走査方向へのずれ量をも低減することができる。
一方、このように濡れ領域の面積を小さく抑えるために
は、撥水膜を形成した後にノズル孔を形成すればよい。
この際、撥水膜はメッキ等ではなくてゾル−ゲル法によ
り行う。こうすれば、膜厚がかなり薄くて接合強度が強
い膜が得られる。これにより、撥水膜を形成した後にノ
ズル孔を開けても、ノズル孔周囲の撥水膜が損傷し難く
て略均一な状態に維持することができる。よって、イン
ク吐出性能を向上させることができて、印字精度を高め
ることができる。
【００１３】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、撥水膜の膜厚が１μｍ以下に設定されているもの
とする。
いて、撥水膜の膜厚が１μｍ以下に設定されているもの
とする。
【００１４】このことにより、ノズル孔を形成する際
に、撥水膜の損傷を効果的に抑えることができて、イン
ク濡れ領域の面積をノズル孔の開口面積の１０％以下に
確実にすることができるとともに、撥水膜自体がインク
吐出に影響を及ぼすのを防止することができる。一方、
このような薄膜は、ゾル−ゲル法により容易に形成する
ことができる。
に、撥水膜の損傷を効果的に抑えることができて、イン
ク濡れ領域の面積をノズル孔の開口面積の１０％以下に
確実にすることができるとともに、撥水膜自体がインク
吐出に影響を及ぼすのを防止することができる。一方、
このような薄膜は、ゾル−ゲル法により容易に形成する
ことができる。
【００１５】請求項３の発明は、インクを吐出するため
のノズル孔を有し、インク吐出側の面に撥水膜が形成さ
れたインクジェットヘッド用ノズル板の製造方法の発明
であり、この発明では、板材の厚み方向一方の面に、ゾ
ル−ゲル法により撥水膜を形成する撥水膜形成工程と、
上記撥水膜形成工程後に、上記板材を加工してノズル孔
を形成するノズル孔形成工程とを含むものとする。
のノズル孔を有し、インク吐出側の面に撥水膜が形成さ
れたインクジェットヘッド用ノズル板の製造方法の発明
であり、この発明では、板材の厚み方向一方の面に、ゾ
ル−ゲル法により撥水膜を形成する撥水膜形成工程と、
上記撥水膜形成工程後に、上記板材を加工してノズル孔
を形成するノズル孔形成工程とを含むものとする。
【００１６】このことにより、膜厚がかなり薄くて接合
強度が強い撥水膜が得られ、この撥水膜を形成した後に
ノズル孔を開けても、ノズル孔周囲の撥水膜が損傷し難
くて略均一な状態に維持することができる。よって、請
求項１の発明のように、ノズル孔周囲のインクによる濡
れ領域の面積を小さく抑えることができ、インク吐出性
能を向上させることができる。
強度が強い撥水膜が得られ、この撥水膜を形成した後に
ノズル孔を開けても、ノズル孔周囲の撥水膜が損傷し難
くて略均一な状態に維持することができる。よって、請
求項１の発明のように、ノズル孔周囲のインクによる濡
れ領域の面積を小さく抑えることができ、インク吐出性
能を向上させることができる。
【００１７】請求項４の発明では、請求項３の発明にお
いて、撥水膜形成工程で形成する撥水膜の膜厚は１μｍ
以下であるものとする。
いて、撥水膜形成工程で形成する撥水膜の膜厚は１μｍ
以下であるものとする。
【００１８】こうすることで、インク濡れ領域の面積を
ノズル孔の開口面積の１０％以下に確実に設定すること
ができて、インク吐出性能をより一層向上させることが
できる。
ノズル孔の開口面積の１０％以下に確実に設定すること
ができて、インク吐出性能をより一層向上させることが
できる。
【００１９】請求項５の発明では、請求項３の発明にお
いて、ノズル孔形成工程は、板材に対して放電加工を施
すことによってノズル孔を形成する工程であるものとす
る。
いて、ノズル孔形成工程は、板材に対して放電加工を施
すことによってノズル孔を形成する工程であるものとす
る。
【００２０】また、請求項６の発明では、請求項３の発
明において、ノズル孔形成工程は、板材に対してレーザ
加工を施すことによってノズル孔を形成する工程である
ものとする。
明において、ノズル孔形成工程は、板材に対してレーザ
加工を施すことによってノズル孔を形成する工程である
ものとする。
【００２１】これらの発明により、ノズル孔をプレス加
工により形成する場合に比べて、ノズル孔周囲の撥水膜
をより均一な状態に維持することができる。
工により形成する場合に比べて、ノズル孔周囲の撥水膜
をより均一な状態に維持することができる。
【００２２】請求項７の発明は、インクが充填される圧
力室と、該圧力室に連通するノズルと、上記圧力室に圧
力を印加して該圧力室内のインクを上記ノズルから吐出
させる圧力印加手段とを備えたインクジェットヘッドの
発明であり、この発明では、上記ノズルは、ノズル板を
厚み方向に貫通するノズル孔により構成され、上記ノズ
ル板は、インク吐出側の面に撥水膜が形成されてなると
ともに、容器に入れられたインク内に、少なくとも上記
ノズル孔を上記撥水膜形成面が該インクの液面に略垂直
になるように浸漬して引き上げた後において、該撥水膜
形成面における上記ノズル孔周囲のインクによる濡れ領
域の面積が、該ノズル孔の撥水膜形成面側の開口面積の
１０％以下になるように構成されているものとする。こ
の発明により、請求項１の発明と同様の作用効果が得ら
れる。
力室と、該圧力室に連通するノズルと、上記圧力室に圧
力を印加して該圧力室内のインクを上記ノズルから吐出
させる圧力印加手段とを備えたインクジェットヘッドの
発明であり、この発明では、上記ノズルは、ノズル板を
厚み方向に貫通するノズル孔により構成され、上記ノズ
ル板は、インク吐出側の面に撥水膜が形成されてなると
ともに、容器に入れられたインク内に、少なくとも上記
ノズル孔を上記撥水膜形成面が該インクの液面に略垂直
になるように浸漬して引き上げた後において、該撥水膜
形成面における上記ノズル孔周囲のインクによる濡れ領
域の面積が、該ノズル孔の撥水膜形成面側の開口面積の
１０％以下になるように構成されているものとする。こ
の発明により、請求項１の発明と同様の作用効果が得ら
れる。
【００２３】請求項８の発明は、インクジェット式記録
装置の発明であり、この発明では、請求項７記載のイン
クジェットヘッドと、上記インクジェットヘッドと記録
媒体とを相対移動させる相対移動手段とを備え、上記相
対移動手段によりインクジェットヘッドが記録媒体に対
して相対移動しているときに、該インクジェットヘッド
のノズルからインクを記録媒体に吐出させて記録を行う
ように構成されているものとする。この発明により、請
求項１の発明と同様の作用効果が得られる。
装置の発明であり、この発明では、請求項７記載のイン
クジェットヘッドと、上記インクジェットヘッドと記録
媒体とを相対移動させる相対移動手段とを備え、上記相
対移動手段によりインクジェットヘッドが記録媒体に対
して相対移動しているときに、該インクジェットヘッド
のノズルからインクを記録媒体に吐出させて記録を行う
ように構成されているものとする。この発明により、請
求項１の発明と同様の作用効果が得られる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るイ
ンクジェット式記録装置を概略的に示し、このインクジ
ェット式記録装置は、後述の如くインクを記録媒体とし
ての記録紙４１に吐出するインクジェットヘッド１を備
えている。このインクジェットヘッド１はキャリッジ３
１に支持固定され、このキャリッジ３１には、図示を省
略するキャリッジモータが設けられ、このキャリッジモ
ータにより上記インクジェットヘッド１及びキャリッジ
３１が主走査方向（図１及び図２に示すＸ方向）に延び
るキャリッジ軸３２にガイドされてその方向に往復動す
るようになっている。このキャリッジ３１、キャリッジ
軸３２及びキャリッジモータにより、インクジェットヘ
ッド１と記録紙４１とを主走査方向に相対移動させる相
対移動手段が構成されている。
基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るイ
ンクジェット式記録装置を概略的に示し、このインクジ
ェット式記録装置は、後述の如くインクを記録媒体とし
ての記録紙４１に吐出するインクジェットヘッド１を備
えている。このインクジェットヘッド１はキャリッジ３
１に支持固定され、このキャリッジ３１には、図示を省
略するキャリッジモータが設けられ、このキャリッジモ
ータにより上記インクジェットヘッド１及びキャリッジ
３１が主走査方向（図１及び図２に示すＸ方向）に延び
るキャリッジ軸３２にガイドされてその方向に往復動す
るようになっている。このキャリッジ３１、キャリッジ
軸３２及びキャリッジモータにより、インクジェットヘ
ッド１と記録紙４１とを主走査方向に相対移動させる相
対移動手段が構成されている。
【００２５】上記記録紙４１は、図示を省略する搬送モ
ータによって回転駆動される２つの搬送ローラ４２に挟
まれていて、この搬送モータ及び各搬送ローラ４２によ
り、上記インクジェットヘッド１の下側において上記主
走査方向と垂直な副走査方向（図１及び図２に示すＹ方
向）に搬送されるようになっている。
ータによって回転駆動される２つの搬送ローラ４２に挟
まれていて、この搬送モータ及び各搬送ローラ４２によ
り、上記インクジェットヘッド１の下側において上記主
走査方向と垂直な副走査方向（図１及び図２に示すＹ方
向）に搬送されるようになっている。
【００２６】上記インクジェットヘッド１は、図２〜図
４に示すように、インクを供給するための供給口３ａ及
びインクを吐出するための吐出口３ｂを有する複数の圧
力室用凹部３が形成されたヘッド本体２を備えている。
このヘッド本体２の各凹部３は、該ヘッド本体２の上面
に上記主走査方向に延びるように開口されていて、互い
に上記副走査方向に略等間隔をあけた状態で並設されて
いる。尚、上記各凹部３の開口の両端部は、略半円形状
をなしている。
４に示すように、インクを供給するための供給口３ａ及
びインクを吐出するための吐出口３ｂを有する複数の圧
力室用凹部３が形成されたヘッド本体２を備えている。
このヘッド本体２の各凹部３は、該ヘッド本体２の上面
に上記主走査方向に延びるように開口されていて、互い
に上記副走査方向に略等間隔をあけた状態で並設されて
いる。尚、上記各凹部３の開口の両端部は、略半円形状
をなしている。
【００２７】上記ヘッド本体２の各凹部３の側壁部は、
約２００μｍ厚の感光性ガラス製の第１基板６で構成さ
れ、各凹部３の底壁部は、この第１基板６の下面に接着
固定された第２基板７で構成されている。この第２基板
７は約３０μｍ厚のステンレス鋼からなり、該第２基板
７に上記供給口３ａ及び吐出口３ｂが形成されている。
約２００μｍ厚の感光性ガラス製の第１基板６で構成さ
れ、各凹部３の底壁部は、この第１基板６の下面に接着
固定された第２基板７で構成されている。この第２基板
７は約３０μｍ厚のステンレス鋼からなり、該第２基板
７に上記供給口３ａ及び吐出口３ｂが形成されている。
【００２８】上記第２基板７の下面には、複数のステン
レス鋼板が重ねられてなりトータル厚みが約３００μｍ
である第３基板８が接着固定され、この第３基板８に
は、上記各凹部３の供給口３ａと接続されかつ上記副走
査方向に延びる１つの供給用インク流路１１と、上記吐
出口３ｂとそれぞれ接続された複数の吐出用インク流路
１２とが形成されている。上記供給用インク流路１１は
図外のインクタンクと接続されて、そのインクタンクよ
り供給用インク流路１１内にインクが供給されるように
なっている。
レス鋼板が重ねられてなりトータル厚みが約３００μｍ
である第３基板８が接着固定され、この第３基板８に
は、上記各凹部３の供給口３ａと接続されかつ上記副走
査方向に延びる１つの供給用インク流路１１と、上記吐
出口３ｂとそれぞれ接続された複数の吐出用インク流路
１２とが形成されている。上記供給用インク流路１１は
図外のインクタンクと接続されて、そのインクタンクよ
り供給用インク流路１１内にインクが供給されるように
なっている。
【００２９】上記第３基板８の下面には、インクジェッ
トヘッド１の下面を構成するノズル板９が接着固定され
ている。このノズル板９は、約７０μｍ厚のステンレス
鋼の板材からなっていて、その下面（インク吐出側の
面）に撥水膜１０が形成されてなっている。また、この
ノズル板９は、インク滴を上記記録紙４１に向けて吐出
するための複数のノズル１４を有しており、この各ノズ
ル１４は、ノズル板９を厚み方向に貫通するノズル孔に
より構成されている。そして、この各ノズル１４は、上
記吐出用インク流路１２とそれぞれ接続されていて、こ
の吐出用インク流路１２を介して上記各凹部３の吐出口
３ｂにそれぞれ連通されており、ノズル１４の先端（ノ
ズル孔の撥水膜形成面側の開口）は、インクジェットヘ
ッド１の下面に、上記副走査方向に列状に並ぶように設
けられている。
トヘッド１の下面を構成するノズル板９が接着固定され
ている。このノズル板９は、約７０μｍ厚のステンレス
鋼の板材からなっていて、その下面（インク吐出側の
面）に撥水膜１０が形成されてなっている。また、この
ノズル板９は、インク滴を上記記録紙４１に向けて吐出
するための複数のノズル１４を有しており、この各ノズ
ル１４は、ノズル板９を厚み方向に貫通するノズル孔に
より構成されている。そして、この各ノズル１４は、上
記吐出用インク流路１２とそれぞれ接続されていて、こ
の吐出用インク流路１２を介して上記各凹部３の吐出口
３ｂにそれぞれ連通されており、ノズル１４の先端（ノ
ズル孔の撥水膜形成面側の開口）は、インクジェットヘ
ッド１の下面に、上記副走査方向に列状に並ぶように設
けられている。
【００３０】上記各ノズル１４は、ノズル軸（ノズル孔
の中心軸）がノズル板９の厚み方向に沿って延びるよう
に設けられていて、ノズル径（ノズル孔径）がノズル先
端側（インク吐出側）に向かって小さくなるテーパ部
と、該テーパ部のノズル先端側に設けられた、ノズル径
が一定であるストレート部とからなり、このストレート
部のノズル径は約２０μｍに設定されている。
の中心軸）がノズル板９の厚み方向に沿って延びるよう
に設けられていて、ノズル径（ノズル孔径）がノズル先
端側（インク吐出側）に向かって小さくなるテーパ部
と、該テーパ部のノズル先端側に設けられた、ノズル径
が一定であるストレート部とからなり、このストレート
部のノズル径は約２０μｍに設定されている。
【００３１】上記撥水膜１０は、後述の如くゾル−ゲル
法により形成したものであって、その膜厚は１μｍ以下
であることが好ましい。また、上記ノズル１４のノズル
孔は、この撥水膜１０の形成後に放電加工又はレーザ加
工により開けたものである。これにより、上記ノズル板
９は、以下の如く少なくともノズル孔をインク内に浸漬
して引き上げた後において、該撥水膜形成面（インク吐
出側の面）における上記ノズル孔周囲のインクによる濡
れ領域Ａ（図６の斜線を引いた部分：以下、インク濡れ
領域Ａという）の面積が、該ノズル孔の撥水膜形成面側
の開口面積の１０％以下になるように構成されている。
すなわち、図５に示すように、有底筒状の容器６１に入
れられたインク内に、ノズル板９の少なくともノズル孔
（ノズル板９全体であってもよい）を、撥水膜形成面が
該インクの液面に略垂直になる状態で浸漬し、その後に
引き上げる。この際、浸漬時間や引き上げ速度等はどの
ような値であってもよい。そして、ノズル板９を引き上
げたときに、撥水膜形成面においては、基本的にインク
が撥水膜により弾かれて流れ落ちるためにインクによる
濡れが生じることはないが、ノズル孔の周囲だけは撥水
膜を完全に均一に形成することは困難であるため、図６
に示すように、インク濡れ領域Ａが生じる。この実施形
態では、後述のようにノズル板９を製造することによっ
て、上記インク濡れ領域Ａの面積が、ノズル孔の撥水膜
形成面側の開口面積の１０％以下になるようにしてい
る。
法により形成したものであって、その膜厚は１μｍ以下
であることが好ましい。また、上記ノズル１４のノズル
孔は、この撥水膜１０の形成後に放電加工又はレーザ加
工により開けたものである。これにより、上記ノズル板
９は、以下の如く少なくともノズル孔をインク内に浸漬
して引き上げた後において、該撥水膜形成面（インク吐
出側の面）における上記ノズル孔周囲のインクによる濡
れ領域Ａ（図６の斜線を引いた部分：以下、インク濡れ
領域Ａという）の面積が、該ノズル孔の撥水膜形成面側
の開口面積の１０％以下になるように構成されている。
すなわち、図５に示すように、有底筒状の容器６１に入
れられたインク内に、ノズル板９の少なくともノズル孔
（ノズル板９全体であってもよい）を、撥水膜形成面が
該インクの液面に略垂直になる状態で浸漬し、その後に
引き上げる。この際、浸漬時間や引き上げ速度等はどの
ような値であってもよい。そして、ノズル板９を引き上
げたときに、撥水膜形成面においては、基本的にインク
が撥水膜により弾かれて流れ落ちるためにインクによる
濡れが生じることはないが、ノズル孔の周囲だけは撥水
膜を完全に均一に形成することは困難であるため、図６
に示すように、インク濡れ領域Ａが生じる。この実施形
態では、後述のようにノズル板９を製造することによっ
て、上記インク濡れ領域Ａの面積が、ノズル孔の撥水膜
形成面側の開口面積の１０％以下になるようにしてい
る。
【００３２】上記ヘッド本体２の各凹部３の上側には、
圧電アクチュエータ２１がそれぞれ設けられている。こ
の各圧電アクチュエータ２１は、上記ヘッド本体２の上
面に接着固定された状態で該ヘッド本体２の各凹部３を
塞いで該凹部３と共に圧力室４を構成する約６μｍ厚の
Ｃｒ製振動板２２を有している。この振動板２２は、全
ての圧電アクチュエータ２１に共通の１つのものからな
っていて、後述の全圧電素子２３に共通の共通電極とし
ての役割をも果たしている。
圧電アクチュエータ２１がそれぞれ設けられている。こ
の各圧電アクチュエータ２１は、上記ヘッド本体２の上
面に接着固定された状態で該ヘッド本体２の各凹部３を
塞いで該凹部３と共に圧力室４を構成する約６μｍ厚の
Ｃｒ製振動板２２を有している。この振動板２２は、全
ての圧電アクチュエータ２１に共通の１つのものからな
っていて、後述の全圧電素子２３に共通の共通電極とし
ての役割をも果たしている。
【００３３】また、上記各圧電アクチュエータ２１は、
上記振動板２２の上記圧力室４と反対側面（上面）にお
いて圧力室４に対応する部分（凹部３開口に対向する部
分）にそれぞれ接合されかつチタン酸ジルコン酸鉛（Ｐ
ＺＴ）からなる約３μｍ厚の圧電素子２３（圧電定数８
×１０-11ｍ／Ｖ程度）と、この各圧電素子２３の上記
振動板２２と反対側面（上面）にそれぞれ接合され、該
振動板２２と共に各圧電素子２３に電圧（駆動電圧）を
それぞれ印加するための約０．２μｍ厚のＰｔ製個別電
極２４とを有している。上記各圧電素子２３及び個別電
極２４は、互いに重なった状態で、上記ヘッド本体２の
凹部３開口の幅方向略中央部において該凹部３開口と同
じ方向（主走査方向）に延びるように設けられており、
その両端部は、凹部３開口と同様に略半円形状をなして
いる。尚、上記振動板２２、圧電素子２３及び個別電極
２４は、後述の製造方法で示すように、スパッタ法によ
り薄膜で形成されてなっている。
上記振動板２２の上記圧力室４と反対側面（上面）にお
いて圧力室４に対応する部分（凹部３開口に対向する部
分）にそれぞれ接合されかつチタン酸ジルコン酸鉛（Ｐ
ＺＴ）からなる約３μｍ厚の圧電素子２３（圧電定数８
×１０-11ｍ／Ｖ程度）と、この各圧電素子２３の上記
振動板２２と反対側面（上面）にそれぞれ接合され、該
振動板２２と共に各圧電素子２３に電圧（駆動電圧）を
それぞれ印加するための約０．２μｍ厚のＰｔ製個別電
極２４とを有している。上記各圧電素子２３及び個別電
極２４は、互いに重なった状態で、上記ヘッド本体２の
凹部３開口の幅方向略中央部において該凹部３開口と同
じ方向（主走査方向）に延びるように設けられており、
その両端部は、凹部３開口と同様に略半円形状をなして
いる。尚、上記振動板２２、圧電素子２３及び個別電極
２４は、後述の製造方法で示すように、スパッタ法によ
り薄膜で形成されてなっている。
【００３４】上記各圧電アクチュエータ２１は、その振
動板２２と各個別電極２４とを介して各圧電素子２３に
駆動電圧を印加することにより該振動板２２の圧力室４
に対応する部分（凹部３開口部分）を変形させること
で、該圧力室４内のインクを吐出口３ｂないしノズル１
４から吐出させるようになっている。すなわち、振動板
２２と個別電極２４との間にパルス状の電圧を印加する
と、そのパルス電圧の立ち上がりにより圧電素子２３が
圧電効果によりその厚み方向と垂直な幅方向に収縮する
のに対し、振動板２２及び個別電極２４は収縮しないの
で、いわゆるバイメタル効果により振動板２２の圧力室
４に対応する部分が圧力室４側へ凸状に撓んで変形す
る。この撓み変形により圧力室４内に圧力が生じ、この
圧力で圧力室４内のインクが吐出口３ｂ及び吐出用イン
ク流路１２を経由してノズル１４よりインク滴として記
録紙４１へ吐出されて、該記録紙４１面にドット状に付
着することとなる。このことで、各圧電アクチュエータ
２１は、圧力室４に圧力を印加して該圧力室４内のイン
クをノズル１４から吐出させる圧力印加手段を構成して
いることになる。そして、上記パルス電圧の立ち下がり
により圧電素子２３が伸長して振動板２２の圧力室４に
対応する部分が元の状態に復帰し、このとき、圧力室４
内には上記インクタンクより供給用インク流路１１及び
供給口３ａを介してインクが充填される。尚、各圧電素
子２３に印加するパルス電圧としては、上記のように押
し引きタイプのものでなくても、第１の電圧から該第１
の電圧よりも低い第２の電圧まで立ち下がった後に上記
第１の電圧まで立ち上がる引き押しタイプのものであっ
てもよい。
動板２２と各個別電極２４とを介して各圧電素子２３に
駆動電圧を印加することにより該振動板２２の圧力室４
に対応する部分（凹部３開口部分）を変形させること
で、該圧力室４内のインクを吐出口３ｂないしノズル１
４から吐出させるようになっている。すなわち、振動板
２２と個別電極２４との間にパルス状の電圧を印加する
と、そのパルス電圧の立ち上がりにより圧電素子２３が
圧電効果によりその厚み方向と垂直な幅方向に収縮する
のに対し、振動板２２及び個別電極２４は収縮しないの
で、いわゆるバイメタル効果により振動板２２の圧力室
４に対応する部分が圧力室４側へ凸状に撓んで変形す
る。この撓み変形により圧力室４内に圧力が生じ、この
圧力で圧力室４内のインクが吐出口３ｂ及び吐出用イン
ク流路１２を経由してノズル１４よりインク滴として記
録紙４１へ吐出されて、該記録紙４１面にドット状に付
着することとなる。このことで、各圧電アクチュエータ
２１は、圧力室４に圧力を印加して該圧力室４内のイン
クをノズル１４から吐出させる圧力印加手段を構成して
いることになる。そして、上記パルス電圧の立ち下がり
により圧電素子２３が伸長して振動板２２の圧力室４に
対応する部分が元の状態に復帰し、このとき、圧力室４
内には上記インクタンクより供給用インク流路１１及び
供給口３ａを介してインクが充填される。尚、各圧電素
子２３に印加するパルス電圧としては、上記のように押
し引きタイプのものでなくても、第１の電圧から該第１
の電圧よりも低い第２の電圧まで立ち下がった後に上記
第１の電圧まで立ち上がる引き押しタイプのものであっ
てもよい。
【００３５】上記各圧電素子２３への駆動電圧の印加
は、インクジェットヘッド１及びキャリッジ３１を主走
査方向において記録紙４１の一端から他端まで略一定速
度で移動させているときに所定時間（例えば５０μｓ程
度：駆動周波数２０ｋＨｚ）毎に行われ（但し、インク
ジェットヘッド１が記録紙４１におけるインク滴を着弾
させない箇所に達したときには電圧が印加されない）、
このことで、記録紙４１の所定位置にインク滴を着弾さ
せる。そして、１走査分の記録が終了すると、搬送モー
タ及び各搬送ローラ４２により記録紙４１を副走査方向
に所定量搬送し、再度、インクジェットヘッド１及びキ
ャリッジ３１を主走査方向に移動させながらインク滴を
吐出させて、新たな１走査分の記録を行う。この動作を
繰り返すことによって、記録紙４１全体に所望の画像が
形成される。
は、インクジェットヘッド１及びキャリッジ３１を主走
査方向において記録紙４１の一端から他端まで略一定速
度で移動させているときに所定時間（例えば５０μｓ程
度：駆動周波数２０ｋＨｚ）毎に行われ（但し、インク
ジェットヘッド１が記録紙４１におけるインク滴を着弾
させない箇所に達したときには電圧が印加されない）、
このことで、記録紙４１の所定位置にインク滴を着弾さ
せる。そして、１走査分の記録が終了すると、搬送モー
タ及び各搬送ローラ４２により記録紙４１を副走査方向
に所定量搬送し、再度、インクジェットヘッド１及びキ
ャリッジ３１を主走査方向に移動させながらインク滴を
吐出させて、新たな１走査分の記録を行う。この動作を
繰り返すことによって、記録紙４１全体に所望の画像が
形成される。
【００３６】次に、上記インクジェットヘッド１の製造
方法の概略手順について、図７を参照しつつ説明する。
尚、図７においては、図３及び図４とインクジェットヘ
ッド１の上下関係が逆になっている。
方法の概略手順について、図７を参照しつつ説明する。
尚、図７においては、図３及び図４とインクジェットヘ
ッド１の上下関係が逆になっている。
【００３７】先ず、ＭｇＯの成膜基板５１上全体にＰｔ
膜５２をスパッタ法により形成し（図７（ａ）参照）、
その後、このＰｔ膜５２上全体にＰＺＴ膜５３をスパッ
タ法により形成する（図７（ｂ）参照）。そして、この
ＰＺＴ膜５３上全体にＣｒ膜５４をスパッタ法により形
成する（図７（ｃ）参照）。
膜５２をスパッタ法により形成し（図７（ａ）参照）、
その後、このＰｔ膜５２上全体にＰＺＴ膜５３をスパッ
タ法により形成する（図７（ｂ）参照）。そして、この
ＰＺＴ膜５３上全体にＣｒ膜５４をスパッタ法により形
成する（図７（ｃ）参照）。
【００３８】次いで、上記Ｃｒ膜５４の上面に、ヘッド
本体２の第１基板６（予め各凹部３を形成するための孔
を開けておく）を接着により固定する（図７（ｄ）参
照）。その後、上記成膜基板５１を熱燐酸やＫＯＨ等で
溶融・除去するとともに、上記第１基板６上に、予め所
定形状に形成しかつ接着により互いに一体化した第２及
び第３基板７，８並びにノズル板９を接着により固定す
る（図７（ｅ）参照）。
本体２の第１基板６（予め各凹部３を形成するための孔
を開けておく）を接着により固定する（図７（ｄ）参
照）。その後、上記成膜基板５１を熱燐酸やＫＯＨ等で
溶融・除去するとともに、上記第１基板６上に、予め所
定形状に形成しかつ接着により互いに一体化した第２及
び第３基板７，８並びにノズル板９を接着により固定す
る（図７（ｅ）参照）。
【００３９】上記ノズル板９は、第３基板８と接着する
前に、撥水膜１０の形成とノズル１４（ノズル孔）の形
成とを行ったものである。このノズル板９の製造方法に
ついて説明する。
前に、撥水膜１０の形成とノズル１４（ノズル孔）の形
成とを行ったものである。このノズル板９の製造方法に
ついて説明する。
【００４０】最初に、ステンレス鋼からなる板材の厚み
方向一方の面に、ゾル−ゲル法により撥水膜１０を形成
する。例えば、６０ｍｌのエタノールと、４ｍｌの１，
６−ビス（トリメトキシシリル）ヘキサン（（ＣＨ
3Ｏ）3Ｓｉ（ＣＨ2）6Ｓｉ（ＯＣＨ3）3）と、１ｍｌの
（２−パーフルオロオクチル）エチルトリメトキシシラ
ン（ＣＦ3（ＣＦ2）7Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣＨ3）3）と、１
ｍｌの水と、０．１ｍｌの塩酸（３６容量％）とを混合
してコート液を作製し、このコート液を板材に対しスピ
ンコート法により塗布する。このスピンコート時の回転
数や積層回数を調整することで、撥水膜１０の膜厚を調
整する。そして、この塗布したコート液を室温で１時間
乾燥させ、その後に２００℃で３０分間焼成する。こう
して板材に撥水膜１０が形成される。
方向一方の面に、ゾル−ゲル法により撥水膜１０を形成
する。例えば、６０ｍｌのエタノールと、４ｍｌの１，
６−ビス（トリメトキシシリル）ヘキサン（（ＣＨ
3Ｏ）3Ｓｉ（ＣＨ2）6Ｓｉ（ＯＣＨ3）3）と、１ｍｌの
（２−パーフルオロオクチル）エチルトリメトキシシラ
ン（ＣＦ3（ＣＦ2）7Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣＨ3）3）と、１
ｍｌの水と、０．１ｍｌの塩酸（３６容量％）とを混合
してコート液を作製し、このコート液を板材に対しスピ
ンコート法により塗布する。このスピンコート時の回転
数や積層回数を調整することで、撥水膜１０の膜厚を調
整する。そして、この塗布したコート液を室温で１時間
乾燥させ、その後に２００℃で３０分間焼成する。こう
して板材に撥水膜１０が形成される。
【００４１】このようにして形成された撥水膜１０は、
１，６−ビス（トリメトキシシリル）ヘキサン（（ＣＨ
3Ｏ）3Ｓｉ（ＣＨ2）6Ｓｉ（ＯＣＨ3）3）と（２−パー
フルオロオクチル）エチルトリメトキシシラン（ＣＦ3
（ＣＦ2）7Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣＨ3）3）とが脱水重合して
膜形成されている。
１，６−ビス（トリメトキシシリル）ヘキサン（（ＣＨ
3Ｏ）3Ｓｉ（ＣＨ2）6Ｓｉ（ＯＣＨ3）3）と（２−パー
フルオロオクチル）エチルトリメトキシシラン（ＣＦ3
（ＣＦ2）7Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣＨ3）3）とが脱水重合して
膜形成されている。
【００４２】次いで、上記撥水膜１０を形成した板材に
対して放電加工又はレーザ加工を施すことによってノズ
ル孔を形成すれば、ノズル板９が完成する。
対して放電加工又はレーザ加工を施すことによってノズ
ル孔を形成すれば、ノズル板９が完成する。
【００４３】このようにして製造したノズル板９では、
上記のように少なくともノズル孔をインク内に浸漬して
引き上げた後において、撥水膜形成面におけるノズル孔
周囲のインク濡れ領域Ａの面積を、該ノズル孔の撥水膜
形成面側の開口面積の１０％以下にすることができる。
特に撥水膜１０の膜厚を１μｍ以下にしておけば、確実
に１０％以下にできる。
上記のように少なくともノズル孔をインク内に浸漬して
引き上げた後において、撥水膜形成面におけるノズル孔
周囲のインク濡れ領域Ａの面積を、該ノズル孔の撥水膜
形成面側の開口面積の１０％以下にすることができる。
特に撥水膜１０の膜厚を１μｍ以下にしておけば、確実
に１０％以下にできる。
【００４４】続いて、上記Ｐｔ膜５２及びＰＺＴ膜５３
をイオンミリング法や反応性イオンエッチング法等のド
ライエッチング法にて圧力室４毎に分割することで、所
定形状の個別電極２４及び圧電素子２３がそれぞれ得ら
れるとともに、Ｃｒ膜５４の不要部分をドライエッチン
グ法にて除去することで、所定形状の振動板２２が得ら
れる（図７（ｆ）参照）。
をイオンミリング法や反応性イオンエッチング法等のド
ライエッチング法にて圧力室４毎に分割することで、所
定形状の個別電極２４及び圧電素子２３がそれぞれ得ら
れるとともに、Ｃｒ膜５４の不要部分をドライエッチン
グ法にて除去することで、所定形状の振動板２２が得ら
れる（図７（ｆ）参照）。
【００４５】次いで、図示は省略するが、各個別電極２
４への配線や他の必要な処理を行うことで、インクジェ
ットヘッド１が完成する。
４への配線や他の必要な処理を行うことで、インクジェ
ットヘッド１が完成する。
【００４６】したがって、上記実施形態では、ノズル板
９を製造する際に、ゾル−ゲル法により撥水膜１０を形
成し、その後にノズル１４のノズル孔を形成したので、
膜厚がかなり薄くて接合強度が強い撥水膜１０が得ら
れ、この撥水膜１０を形成した後にノズル孔を開けて
も、ノズル孔周囲の撥水膜１０が損傷し難くて略均一な
状態に維持することができる。この結果、ノズル孔周囲
のインク濡れ領域Ａの面積を、ノズル孔の撥水膜形成面
側の開口面積の１０％以下にすることができるととも
に、インク濡れ領域Ａの外縁形状が円形に近くなる。特
に撥水膜１０の膜厚を１μｍ以下にしておけば、ノズル
孔形成時の撥水膜１０の損傷を効果的に抑えることがで
きて、確実に１０％以下にすることができる。
９を製造する際に、ゾル−ゲル法により撥水膜１０を形
成し、その後にノズル１４のノズル孔を形成したので、
膜厚がかなり薄くて接合強度が強い撥水膜１０が得ら
れ、この撥水膜１０を形成した後にノズル孔を開けて
も、ノズル孔周囲の撥水膜１０が損傷し難くて略均一な
状態に維持することができる。この結果、ノズル孔周囲
のインク濡れ領域Ａの面積を、ノズル孔の撥水膜形成面
側の開口面積の１０％以下にすることができるととも
に、インク濡れ領域Ａの外縁形状が円形に近くなる。特
に撥水膜１０の膜厚を１μｍ以下にしておけば、ノズル
孔形成時の撥水膜１０の損傷を効果的に抑えることがで
きて、確実に１０％以下にすることができる。
【００４７】そして、上記のようにノズル孔周囲のイン
ク濡れ領域Ａの面積を、ノズル孔の撥水膜形成面側の開
口面積の１０％以下にすれば、インクの吐出方向を安定
化させることができて、インク滴の正規の着弾位置から
の副走査方向へのずれ量を、横すじ等が殆ど生じないレ
ベル（４μｍ以下）に抑えることができる。また、イン
ク吐出速度を安定向上化させることができ、インクジェ
ットヘッド１及びキャリッジ３１が主走査方向に移動す
るときの速度に多少のムラがあったとしても、正規の着
弾位置からの走査方向へのずれ量を低減することができ
る。よって、インク吐出性能を向上させることができ
て、印字精度を高めることができる。
ク濡れ領域Ａの面積を、ノズル孔の撥水膜形成面側の開
口面積の１０％以下にすれば、インクの吐出方向を安定
化させることができて、インク滴の正規の着弾位置から
の副走査方向へのずれ量を、横すじ等が殆ど生じないレ
ベル（４μｍ以下）に抑えることができる。また、イン
ク吐出速度を安定向上化させることができ、インクジェ
ットヘッド１及びキャリッジ３１が主走査方向に移動す
るときの速度に多少のムラがあったとしても、正規の着
弾位置からの走査方向へのずれ量を低減することができ
る。よって、インク吐出性能を向上させることができ
て、印字精度を高めることができる。
【００４８】尚、上記実施形態では、各ノズル１４を、
テーパ部とストレート部とで構成したが、ストレート部
のみからなるものであってもよく、他のどのような形状
であってもよい。
テーパ部とストレート部とで構成したが、ストレート部
のみからなるものであってもよく、他のどのような形状
であってもよい。
【００４９】また、各ノズル１４を、必ずしも放電加工
又はレーザ加工により形成する必要はなく、撥水膜１０
を出来る限り薄く形成しておけば、プレス加工や他の方
法により形成してもよい。但し、放電加工やレーザ加工
の方が、プレス加工等よりもノズル孔周囲の撥水膜１０
をより均一な状態に維持することができる。
又はレーザ加工により形成する必要はなく、撥水膜１０
を出来る限り薄く形成しておけば、プレス加工や他の方
法により形成してもよい。但し、放電加工やレーザ加工
の方が、プレス加工等よりもノズル孔周囲の撥水膜１０
をより均一な状態に維持することができる。
【００５０】さらに、撥水膜１０の材料は、上記実施形
態で具体的に例示したものには限らず、ゾル−ゲル法に
より形成できるものであればどのようなものであっても
よい。
態で具体的に例示したものには限らず、ゾル−ゲル法に
より形成できるものであればどのようなものであっても
よい。
【００５１】加えて、上記実施形態では、各圧電アクチ
ュエータ２１の振動板２２、圧電素子２３及び個別電極
２４を、スパッタ法により薄膜で形成したが、ＣＶＤ法
やゾル−ゲル法等の他の方法により薄膜で形成してもよ
く、薄膜でなくて予め所定形状に形成した振動板２２や
圧電素子２３を接着により接合するようにしてもよい。
但し、上記実施形態のように薄膜で形成した方が、スパ
ッタリング及びエッチングにより多数の圧電アクチュエ
ータ２１を容易にかつ精度良く形成することができ、イ
ンクジェットヘッド１の生産性をより一層向上させるこ
とができる。
ュエータ２１の振動板２２、圧電素子２３及び個別電極
２４を、スパッタ法により薄膜で形成したが、ＣＶＤ法
やゾル−ゲル法等の他の方法により薄膜で形成してもよ
く、薄膜でなくて予め所定形状に形成した振動板２２や
圧電素子２３を接着により接合するようにしてもよい。
但し、上記実施形態のように薄膜で形成した方が、スパ
ッタリング及びエッチングにより多数の圧電アクチュエ
ータ２１を容易にかつ精度良く形成することができ、イ
ンクジェットヘッド１の生産性をより一層向上させるこ
とができる。
【００５２】また、上記実施形態では、振動板２２を、
全圧電アクチュエータ２１に共通の１つのもので構成し
たが、振動板２２も、圧電素子２３や個別電極２４のよ
うに、圧電アクチュエータ２１毎に個別に設けるように
してもよい。そして、振動板２２を電極と兼用しない
で、圧電素子２３と振動板２２との間に別途に電極を設
けるようにしてもよい。
全圧電アクチュエータ２１に共通の１つのもので構成し
たが、振動板２２も、圧電素子２３や個別電極２４のよ
うに、圧電アクチュエータ２１毎に個別に設けるように
してもよい。そして、振動板２２を電極と兼用しない
で、圧電素子２３と振動板２２との間に別途に電極を設
けるようにしてもよい。
【００５３】さらにまた、上記実施形態では、圧力室４
に圧力を印加して該圧力室４内のインクをノズル１４か
ら吐出させる圧力印加手段として圧電アクチュエータ２
１を用いたが、これに限らず、他のどのようなものを使
用してもよい。
に圧力を印加して該圧力室４内のインクをノズル１４か
ら吐出させる圧力印加手段として圧電アクチュエータ２
１を用いたが、これに限らず、他のどのようなものを使
用してもよい。
【００５４】加えて、他の種々の変形が可能であり、例
えば、圧電アクチュエータ２１の振動板２２、圧電素子
２３及び個別電極２４を、上記実施形態と異なる材料や
厚みのもので構成してもよく、また、ヘッド本体２の第
１〜第３基板６〜８及びノズル板９を、上記実施形態と
異なる材料や厚みのもので構成してもよい。さらに、ノ
ズル１４（圧力室４）の並び方はどのようなものであっ
てもよく、圧力室４や圧電素子２３等の形状もどのよう
なものであってもよい。
えば、圧電アクチュエータ２１の振動板２２、圧電素子
２３及び個別電極２４を、上記実施形態と異なる材料や
厚みのもので構成してもよく、また、ヘッド本体２の第
１〜第３基板６〜８及びノズル板９を、上記実施形態と
異なる材料や厚みのもので構成してもよい。さらに、ノ
ズル１４（圧力室４）の並び方はどのようなものであっ
てもよく、圧力室４や圧電素子２３等の形状もどのよう
なものであってもよい。
【００５５】
【実施例】次に、具体的に実施した実施例について説明
する。
する。
【００５６】先ず、上記実施形態と同様の構成のノズル
板を７種類作製した（実施例１〜実施例７）。これら実
施例１〜実施例７のものは、撥水膜の膜厚及びノズル孔
の加工方法が異なるだけであり（詳細は表１参照）、い
ずれも、撥水膜はゾル−ゲル法により形成し、撥水膜の
形成後にノズル孔を形成した。また、この撥水膜の材料
や具体的な形成方法は、上記実施形態で説明したものと
同じであり、撥水膜の膜厚は、表２のようにスピンコー
ト時の回転数及び積層回数で調整した。
板を７種類作製した（実施例１〜実施例７）。これら実
施例１〜実施例７のものは、撥水膜の膜厚及びノズル孔
の加工方法が異なるだけであり（詳細は表１参照）、い
ずれも、撥水膜はゾル−ゲル法により形成し、撥水膜の
形成後にノズル孔を形成した。また、この撥水膜の材料
や具体的な形成方法は、上記実施形態で説明したものと
同じであり、撥水膜の膜厚は、表２のようにスピンコー
ト時の回転数及び積層回数で調整した。
【００５７】
【表１】
【００５８】
【表２】
【００５９】また、比較のために、ノズル孔をプレス
（パンチング）により形成した後にメッキにより撥水膜
を形成することでノズル板を作製した（比較例）。
（パンチング）により形成した後にメッキにより撥水膜
を形成することでノズル板を作製した（比較例）。
【００６０】そして、上記実施例１〜実施例７及び比較
例の各ノズル板をインク内に浸漬して引き上げた後にお
いて、撥水膜形成面におけるノズル孔周囲のインクによ
る濡れ領域の面積（ノズル孔の撥水膜形成面側の開口面
積に対する比率）を測定した。
例の各ノズル板をインク内に浸漬して引き上げた後にお
いて、撥水膜形成面におけるノズル孔周囲のインクによ
る濡れ領域の面積（ノズル孔の撥水膜形成面側の開口面
積に対する比率）を測定した。
【００６１】次いで、上記実施例１〜実施例７及び比較
例の各ノズル板を用いて、上記実施形態と同様のインク
ジェットヘッドをそれぞれ作製し、この各インクジェッ
トヘッドのノズルからインク滴を吐出させ、そのインク
吐出速度と、吐出されたインク滴の副走査方向ずれ量
（ノズル先端から１ｍｍ離れた位置における、正規の着
弾位置からの副走査方向へのずれ量）とを市販の測定装
置により測定した。
例の各ノズル板を用いて、上記実施形態と同様のインク
ジェットヘッドをそれぞれ作製し、この各インクジェッ
トヘッドのノズルからインク滴を吐出させ、そのインク
吐出速度と、吐出されたインク滴の副走査方向ずれ量
（ノズル先端から１ｍｍ離れた位置における、正規の着
弾位置からの副走査方向へのずれ量）とを市販の測定装
置により測定した。
【００６２】上記インク濡れ領域の面積（ノズル開口面
積に対する比率）、インク吐出速度及び副走査方向ずれ
量の各測定結果を表３に示す。また、実施例３における
インク濡れ領域の面積とインク吐出速度との関係及びイ
ンク濡れ領域の面積と副走査方向ずれ量との関係をそれ
ぞれ図８（ａ）及び（ｂ）に示し、比較例におけるイン
ク濡れ領域の面積とインク吐出速度との関係及びインク
濡れ領域の面積と副走査方向ずれ量との関係をそれぞれ
図９（ａ）及び（ｂ）に示す。
積に対する比率）、インク吐出速度及び副走査方向ずれ
量の各測定結果を表３に示す。また、実施例３における
インク濡れ領域の面積とインク吐出速度との関係及びイ
ンク濡れ領域の面積と副走査方向ずれ量との関係をそれ
ぞれ図８（ａ）及び（ｂ）に示し、比較例におけるイン
ク濡れ領域の面積とインク吐出速度との関係及びインク
濡れ領域の面積と副走査方向ずれ量との関係をそれぞれ
図９（ａ）及び（ｂ）に示す。
【００６３】
【表３】
【００６４】この結果、撥水膜の膜厚が１．０μｍ以下
であれば、撥水膜の形成後にノズル孔を形成しても、イ
ンク濡れ面積をノズル開口面積に対して１０％以下に確
実に設定できることが判る。このようにインク濡れ面積
がノズル開口面積に対して１０％以下であれば、どのイ
ンク滴もインク吐出速度は８．０ｍ／ｓ以上となって比
較例のものよりも安定して速くなり、副走査方向ずれ量
は、４μｍ以下となって比較例のものよりも安定して小
さくなることが判る。
であれば、撥水膜の形成後にノズル孔を形成しても、イ
ンク濡れ面積をノズル開口面積に対して１０％以下に確
実に設定できることが判る。このようにインク濡れ面積
がノズル開口面積に対して１０％以下であれば、どのイ
ンク滴もインク吐出速度は８．０ｍ／ｓ以上となって比
較例のものよりも安定して速くなり、副走査方向ずれ量
は、４μｍ以下となって比較例のものよりも安定して小
さくなることが判る。
【００６５】また、撥水膜の膜厚が１．５μｍである実
施例４及び７のものにおいては、インク濡れ面積がノズ
ル開口面積に対して１０％を越えるものもあるが、１０
％を越える割合やインク濡れ面積自体は比較例のものに
比べてかなり小さく、しかも、インク濡れ領域の外縁形
状が円形に近く、これにより、表３に示すように、比較
例のものに比べて、インク吐出速度が安定して速くなる
とともに、副走査方向ずれ量が安定して小さくなる。
施例４及び７のものにおいては、インク濡れ面積がノズ
ル開口面積に対して１０％を越えるものもあるが、１０
％を越える割合やインク濡れ面積自体は比較例のものに
比べてかなり小さく、しかも、インク濡れ領域の外縁形
状が円形に近く、これにより、表３に示すように、比較
例のものに比べて、インク吐出速度が安定して速くなる
とともに、副走査方向ずれ量が安定して小さくなる。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェットヘッド用ノズル板によると、撥水膜形成面におけ
るノズル孔周囲のインクによる濡れ領域の面積が、該ノ
ズル孔の撥水膜形成面側の開口面積の１０％以下になる
ように構成したので、インク吐出性能を向上させること
ができて、印字精度の向上化を図ることができる。
ェットヘッド用ノズル板によると、撥水膜形成面におけ
るノズル孔周囲のインクによる濡れ領域の面積が、該ノ
ズル孔の撥水膜形成面側の開口面積の１０％以下になる
ように構成したので、インク吐出性能を向上させること
ができて、印字精度の向上化を図ることができる。
【００６７】また、本発明のインクジェットヘッド用ノ
ズル板によると、撥水膜をゾル−ゲル法を用いて形成す
ることにより、撥水膜の膜厚が１μｍ以下であっても、
インクジェットヘッドの撥水膜として十分な耐久性を確
保することができ、しかも、撥水膜形成面におけるノズ
ル孔周囲のインクによる濡れ領域の面積を１０％以下に
なるように構成することができる。
ズル板によると、撥水膜をゾル−ゲル法を用いて形成す
ることにより、撥水膜の膜厚が１μｍ以下であっても、
インクジェットヘッドの撥水膜として十分な耐久性を確
保することができ、しかも、撥水膜形成面におけるノズ
ル孔周囲のインクによる濡れ領域の面積を１０％以下に
なるように構成することができる。
【００６８】さらに、本発明のインクジェットヘッド用
ノズル板の製造方法によると、ゾル−ゲル法により撥水
膜を形成した後に、ノズル孔を形成したので、上記イン
ク濡れ領域の面積をノズル孔の撥水膜形成面側の開口面
積の１０％以下に容易に設定することができる。
ノズル板の製造方法によると、ゾル−ゲル法により撥水
膜を形成した後に、ノズル孔を形成したので、上記イン
ク濡れ領域の面積をノズル孔の撥水膜形成面側の開口面
積の１０％以下に容易に設定することができる。
【００６９】さらにまた、本発明のインクジェットヘッ
ド及びインクジェット式記録装置によると、上記インク
ジェットヘッド用ノズル板を用いるようにしたので、印
字精度の向上化を図ることができる。
ド及びインクジェット式記録装置によると、上記インク
ジェットヘッド用ノズル板を用いるようにしたので、印
字精度の向上化を図ることができる。
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェット式記録
装置を示す概略斜視図である。
装置を示す概略斜視図である。
【図２】インクジェットヘッドの部分底面図である。
【図３】図２のIII−III線断面図である。
【図４】図２のIV−IV線断面図である。
【図５】容器に入れられたインク内に、ノズル板を浸漬
して引き上げるときの要領を示す断面図である。
して引き上げるときの要領を示す断面図である。
【図６】ノズル孔周囲のインクによる濡れ領域を示す、
ノズル孔を撥水膜形成面側から見た図である。
ノズル孔を撥水膜形成面側から見た図である。
【図７】インクジェットヘッドの製造方法を示す概略説
明図である。
明図である。
【図８】（ａ）は、実施例３におけるインク濡れ領域の
面積とインク吐出速度との関係を示すグラフであり、
（ｂ）は、実施例３におけるインク濡れ領域の面積と副
走査方向ずれ量との関係を示すグラフである。
面積とインク吐出速度との関係を示すグラフであり、
（ｂ）は、実施例３におけるインク濡れ領域の面積と副
走査方向ずれ量との関係を示すグラフである。
【図９】（ａ）は、比較例におけるインク濡れ領域の面
積とインク吐出速度との関係を示すグラフであり、
（ｂ）は、比較例におけるインク濡れ領域の面積と副走
査方向ずれ量との関係を示すグラフである。
積とインク吐出速度との関係を示すグラフであり、
（ｂ）は、比較例におけるインク濡れ領域の面積と副走
査方向ずれ量との関係を示すグラフである。
１ インクジェットヘッド
４ 圧力室
９ ノズル板
１０ 撥水膜
１４ ノズル
２１ 圧電アクチュエータ（圧力印加手段）
３１ キャリッジ（相対移動手段）
３２ キャリッジ軸（相対移動手段）
４１ 記録紙（記録媒体）
Ａ インク濡れ領域
Claims (8)
- 【請求項１】 インクを吐出するためのノズル孔を有
し、インク吐出側の面に撥水膜が形成されたインクジェ
ットヘッド用ノズル板であって、 容器に入れられたインク内に、少なくとも上記ノズル孔
を上記撥水膜形成面が該インクの液面に略垂直になる状
態で浸漬して引き上げた後において、該撥水膜形成面に
おける上記ノズル孔周囲のインクによる濡れ領域の面積
が、該ノズル孔の撥水膜形成面側の開口面積の１０％以
下になるように構成されていることを特徴とするインク
ジェットヘッド用ノズル。 - 【請求項２】 請求項１記載のインクジェットヘッド用
ノズル板において、 撥水膜の膜厚が１μｍ以下に設定されていることを特徴
とするインクジェットヘッド用ノズル板。 - 【請求項３】 インクを吐出するためのノズル孔を有
し、インク吐出側の面に撥水膜が形成されたインクジェ
ットヘッド用ノズル板の製造方法であって、 板材の厚み方向一方の面に、ゾル−ゲル法により撥水膜
を形成する撥水膜形成工程と、 上記撥水膜形成工程後に、上記板材を加工してノズル孔
を形成するノズル孔形成工程とを含むことを特徴とする
インクジェットヘッド用ノズル板の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３記載のインクジェットヘッド用
ノズル板の製造方法において、 撥水膜形成工程で形成する撥水膜の膜厚は１μｍ以下で
あることを特徴とするインクジェットヘッド用ノズル板
の製造方法。 - 【請求項５】 請求項３記載のインクジェットヘッド用
ノズル板の製造方法において、 ノズル孔形成工程は、板材に対して放電加工を施すこと
によってノズル孔を形成する工程であることを特徴とす
るインクジェットヘッド用ノズル板の製造方法。 - 【請求項６】 請求項３記載のインクジェットヘッド用
ノズル板の製造方法において、 ノズル孔形成工程は、板材に対してレーザ加工を施すこ
とによってノズル孔を形成する工程であることを特徴と
するインクジェットヘッド用ノズル板の製造方法。 - 【請求項７】 インクが充填される圧力室と、該圧力室
に連通するノズルと、上記圧力室に圧力を印加して該圧
力室内のインクを上記ノズルから吐出させる圧力印加手
段とを備えたインクジェットヘッドであって、 上記ノズルは、ノズル板を厚み方向に貫通するノズル孔
により構成され、 上記ノズル板は、インク吐出側の面に撥水膜が形成され
てなるとともに、容器に入れられたインク内に、少なく
とも上記ノズル孔を上記撥水膜形成面が該インクの液面
に略垂直になるように浸漬して引き上げた後において、
該撥水膜形成面における上記ノズル孔周囲のインクによ
る濡れ領域の面積が、該ノズル孔の撥水膜形成面側の開
口面積の１０％以下になるように構成されていることを
特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項８】 請求項７記載のインクジェットヘッド
と、 上記インクジェットヘッドと記録媒体とを相対移動させ
る相対移動手段とを備え、 上記相対移動手段によりインクジェットヘッドが記録媒
体に対して相対移動しているときに、該インクジェット
ヘッドのノズルからインクを記録媒体に吐出させて記録
を行うように構成されていることを特徴とするインクジ
ェット式記録装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002006435A JP2003205610A (ja) | 2002-01-15 | 2002-01-15 | インクジェットヘッド用ノズル板及びその製造方法並びに該ノズル板を用いたインクジェットヘッド及びインクジェット式記録装置 |
| US10/322,030 US6808251B2 (en) | 2002-01-15 | 2002-12-17 | Nozzle plate for ink-jet printer and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
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