JP2006051640A

JP2006051640A - インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録ヘッドの製造方法

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Publication number: JP2006051640A
Application number: JP2004233584A
Authority: JP
Inventors: Torahiko Kanda; 虎彦神田
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2004-08-10
Filing date: 2004-08-10
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2024-08-10
Also published as: JP4661126B2

Abstract

【課題】ノズルの周縁部のインクの濡れを均一にし、吐出特性を安定させる。
【解決手段】ワイパーブレード１２０でワイピングしても完全には拭き取られずに、若干拭き残しインク６００Ｂが生じる。ザグリ２００のザグリ壁面２００Ａには撥液膜２１０は形成されていない。このため、ザグリ壁面２００Ａは、撥液膜が形成されたノズル１０の周縁部より、インクが付着しやすい。よって、ザグリ壁面２００Ａに拭き残しインク６５０が拭き残り、その他の場所には、拭き残しインク６５０が拭き残されない。つまり、ノズル１０の周縁部に拭き残しインクが、拭き残されないように、ザグリ壁面２００Ａに積極的に拭き残しインク６５０を拭き残す構成となっている。したがって、偶然ノズル１０の周縁部の拭き残しインクが残って濡れが不均一となり、吐出特性が安定せず、印字品位が低下することがない。
【選択図】図８

Description

本発明は、インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録ヘッドの製造方法に関する。

インクジェット記録ヘッドは、常に安定して高い印字品位を維持するため、インク滴の吐出特性（例えば、インク滴の吐出方向、インク滴径、インク滴速度等）が安定している必要がある。

しかし、インク滴をノズルから吐出した際に発生するサテライト滴等の微細なインクミストやゴミなどのノズルの周縁部への付着、ノズルからインクが溢れるオーバーシュート現象などによって、ノズルの周縁部のインクの濡れが不均一となると、インク滴の吐出特性は不安定になる。

したがって、ノズルの周縁部のインク濡れを均一にするために、インクを弾く撥液膜をノズル面に形成するとともに、定期的にノズル表面をワイパーでワイピングしてインクやゴミを除去している。しかし、ノズル面の撥液膜は、例えば、記録用紙の擦れやワイピング等による機械的な摩擦によって破壊されることがある。

よって、このような機械的な摩擦を防止するため、ノズルの周囲にザグリ（段差）を設ける構成が知られている。（例えば、特許文献１差参照）。

そして、このザグリの径はノズルの２倍から８倍であり、ザグリの深さ（段差）は５０μｍ以下が良いとされている。（例えば、特許文献２差参照）。

また、ザグリの具体的な製造方法については、放電加工、フォトエッチング、ポンチによるプレス加工、レーザ加工などが用いられている。（例えば、特許文献３参照）。

あるいは、ノズルが形成されたプレートに、ザグリとなる孔をもつ金属プレートを積層して、ノズルの周囲にザグリ（段差）を形成する方法が開示されている。（例えば、特許文献４参照）。
特開平４−１６９２３８号公報特開平４−１７６６５７号公報特開平５−１５５０２７号公報特開平４−２３４６６５号公報

しかし、例えば、図１６（Ａ）に示すように、ワイパーブレード５２０でワイピングしても完全には拭き取られずに、図１６（Ｂ）に示すように、若干拭き残しインク５５０が生じる。この拭き残しインク５５０が、どこに拭き残されるかは、単純に確率の問題である。よって、図１６（Ｂ）に示すように、偶然ノズル１０の周縁部に拭き残しインク５５０Ａが拭き残されることもある。そして、このようにノズル１０の周縁部に拭き残しインク５５０Ａがあると、ノズル１０の周縁部のインクの濡れが不均一となり、インク滴の吐出特性（インク滴の吐出方向、インク滴径、インク滴の滴速度等）が安定せず、印字品位が低下する。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、ノズルの周縁部のインクの濡れを均一にし、吐出特性が安定したインクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出するノズルと、前記ノズルの周囲に形成されたザグリと、を備えたインクジェット記録ヘッドにおいて、少なくとも前記ノズルの周縁部には、前記インクを弾く撥液膜が形成され、前記ザグリの壁面には前記撥液膜が形成されていない領域を有することを特徴としている。

請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドは、インクを弾く撥液膜が少なくともノズルの周縁部に形成されている。よって、ノズルの周縁部のインク濡れが均一となるので、インクの吐出特性（例えば、インク滴の吐出方向、インク滴径、インク滴速度等）が安定する。また、ノズルの周囲にはザグリに形成されている。このため、例えば、記録用紙の擦れやワイパーによるワイピング等による機械的な摩擦によるノズル周縁部の撥液膜の破壊が防止される。

更に、ザグリの壁面には撥液膜が形成されていない領域を有する。この撥液膜液が形成されていない領域はインクが付着しやすい。このため、撥液膜が形成されたノズル周縁部より、ザグリの壁面はインクが付着しやすい。よって、例えば、ワイパーでワイピングしても、ザグリ壁面に拭き残しインクが貯まり、ノズルの周縁部には吹き残しインクは残らない。したがって、ノズル周縁部のインクの濡れが均一となり、吐出特性が安定する。

請求項２に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１に記載の構成において、前記撥液膜が形成されていない領域は、前記ザグリの壁面の全周にわたって繋がって存在することを特徴としている。

請求項２に記載のインクジェット記録ヘッドは、ザグリの壁面の全周にわたって繋がって、撥液膜が形成されていない領域が存在する。換言すると、ノズルの周縁部の撥液膜から連続する撥液膜が形成されていない領域がザグリの壁面の全周にわたって存在している。よって、ザグリの壁面の全周にわたってインクが付着しやすい領域が存在するので、例えば、ワイパーでワイピングしても、ザグリの壁面の全周にわたって拭き残しインクが貯まるので、より効果的にノズルの周縁部に吹き残しインクを残さない。

請求項３に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項１又は請求項２に記載の構成において、前記ノズルと前記撥液膜が形成されたノズル面にザグリプレートが接合され、前記ザグリプレートに前記サグリとなるザグリ孔が形成されていることを特徴としている。

請求項３に記載のインクジェット記録ヘッドは、ノズルと撥液膜が形成されたノズル面にザグリプレートが接合され、ザグリプレートにサグリとなるザグリ孔が形成されている。したがって、ザグリの大きさや形状は、ザグリプレートの厚みやザグリ孔の加工形状によって、容易に管理できるので好適である。

請求項４に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項３に記載の構成において、前記ノズル面の前記ザグリプレートと接合する領域の前記撥液膜は部分的に除去され、該ノズル面が部分的に露出する非膜部を有していることを特徴としている。

請求項４に記載のインクジェット記録ヘッドは、ノズル面のザグリプレートと接合する領域の撥液膜は部分的に除去され、ノズル面が部分的に露出する非膜部を有している。撥液膜上にはザグリプレートを接合にしくいが、非膜部を有しているのでノズル面とザグリプレートとを、例えば、接着剤や熱溶着などで容易に、かつ強固に接着できる。

請求項５に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項３に記載の構成において、前記ザグリプレートは、前記ノズル面との接合面に該ノズル面の前記撥液膜を貫通する複数の突起部を備えることを特徴としている。

請求項５に記載のインクジェット記録ヘッドは、ザグリプレートはノズル面との接合面にノズル面の撥液膜を貫通する複数の突起部を備えている。よって、撥液膜上にはザグリプレートを接合にしくいが、突起部が撥液膜を貫通するのでノズル面とザグリプレートとを容易に、かつ強固に接合できる。

請求項６に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項３に記載の構成において、前記ザグリプレートと前記ノズル面とは接着剤で接合され、前記接着剤には前記ノズル面の前記撥液膜を貫通する粒子が混合されていることを特徴としている。

請求項６に記載のインクジェット記録ヘッドは、ザグリプレートとノズル面とは接着剤で接合されている。撥液膜上にはザグリプレートを接着剤で接着しにくい。しかし、接着剤に混合されている粒子が撥液膜を貫通するので、ノズル面とザグリプレートとを容易に、かつ強固に接着できる。

請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項３から請求項６のいずれか１項に記載の構成において、前記ノズル面と前記ザグリプレートとは、熱膨張率が略等しい材質であることを特徴としている。

請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドは、ノズル面とザグリプレートとは、熱膨張率が略等しい材質である。よって、ノズル面とザグリプレートとを接合後に温度が変化しても、ノズル面とザグリプレートとは同じように熱膨張する。したがって、熱膨張差による不具合、例えば、ノズル面の反りやウネリ、あるいはノズル面とザグリプレートとの接合不良などが防止される。

請求項８に記載のインクジェット記録ヘッドは、請求項７に記載の構成において、前記ノズル面と前記ザグリプレートとは、同材質であることを特徴としている。

請求項７に記載のインクジェット記録ヘッドは、ノズル面とザグリプレートとは同材質であるので、熱膨張率が略等しい。よって、請求項７と同様の作用を奏す。

請求項９に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、インクを吐出するノズルと、前記ノズルの周囲に形成されたザグリと、を備えたインクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記ノズルが形成されるノズル面に前記インクを弾く撥液膜を形成する第１工程と、前記ノズル面に前記ノズルを形成する第２工程と、ザグリプレートに撥液膜を形成する第３工程と、前記ザグリプレートに前記ザグリとなるザグリ孔を形成する第４工程と、前記ザグリプレートを前記ノズル面に接合する第５工程と、を備えることを特徴している。

請求項９に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、第１工程でノズルが形成されるノズル面にインクを弾く撥液膜を形成する。第２工程でノズル面にノズルを形成する。第３工程でザグリプレートに撥液膜を形成する。第４工程でザグリとなるザグリ孔を形成する。そして、第５工程でザグリプレートを、ノズル面に接合する。

このようにザグリプレートに撥液膜を形成後にザグリとなるザグリ孔を形成しているので、ザグリの壁面には撥液膜が形成されていない。よって、請求項１と同様の作用を奏す。また、ザグリの大きさや形状は、ザグリプレートの厚みやザグリ孔の加工形状によって容易に管理できる。

更に、撥液膜は凸凹がない（ノズルとザグリ孔が形成されていない）ノズル面とザグリプレートに形成するので、例えば、特開平４−１６９２３８号公報に記載されているような、ザグリを形成後に撥液膜を形成する方法と比較し、簡略で均一に形成する方法、例えば、スピンンコート法で、撥液膜を形成できるので、好適である。

請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、インクを吐出するノズルと、前記ノズルの周囲に形成されたザグリと、を備えたインクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記ノズルが形成されるノズル面に前記インクを弾く撥液膜を形成する第１工程と、ザグリプレートに撥液膜を形成する第２工程と、前記ザグリプレートに前記ザグリとなるザグリ孔を形成する第３工程と、前記ザグリプレートを前記ノズル面に接合する第４工程と、前記ノズル面に前記ノズルを形成する第５工程と、を備えることを特徴としている。

請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、第１工程でノズルが形成されるノズル面にインクを弾く撥液膜を形成し、第２工程でザグリプレートに撥液膜を形成する。第３工程でザグリプレートにザグリとなるザグリ孔を形成する。第４程でザグリプレートをノズル面に接合する。そして、第５工程でノズル面にノズルを形成する。

このようにザグリプレートに撥液膜を形成後にザグリとなるザグリ孔を形成しているので、ザグリの壁面には撥液膜が形成されていない。よって、請求項９と同様の作用を奏す。

請求項１１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、インクを吐出するノズルと、前記ノズルの周囲に形成されたザグリと、を備えたインクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記ノズルが形成されるノズル面に前記インクを弾く撥液膜を形成する第１工程と、前記ノズル面に前記ノズルを形成する第２工程と、ザグリプレートに撥液膜を形成する第３工程と、前記ザグリプレートを前記ノズル面に接合する第４工程と、前記ザグリプレートに前記ザグリとなるザグリ孔を形成する第５工程と、を備えることを特徴としている。

請求項１１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、第１工程でノズルが形成されるノズル面にインクを弾く撥液膜を形成し、第２工程でノズル面にノズルを形成する。第３工程でザグリプレートに撥液膜を形成する。第４工程でザグリプレートを前記ノズル面に接合する。第５工程でザグリプレートにザグリとなるザグリ孔を形成する。

請求項１２に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、インクを吐出するノズルと、前記ノズルの周囲に形成されたザグリと、を備えたインクジェット記録ヘッドの製造方法において、前記ノズルが形成されるノズル面に前記インクを弾く撥液膜を形成する第１工程と、ザグリプレートに撥液膜を形成する第２工程と、前記ザグリプレートを前記ノズル面に接合する第３工程と、前記ノズル面に前記ノズルと、前記ザグリプレートに前記ザグリとなるザグリ孔と、を形成する第４工程と、を備えることを特徴としている。

請求項１２に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、第１工程でノズルが形成されるノズル面にインクを弾く撥液膜を形成し、第２工程でザグリプレートに撥液膜を形成する。第３工程でザグリプレートをノズル面に接合する。そして、第４工程で、ノズル面にノズルと、ザグリプレートにザグリとなるザグリ孔と、を形成する。

請求項１３に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の製造方法において、前記ザグリプレートを前記ノズル面に接合する前記第３工程、前記第４工程、又は前記第５工程は、前記ノズル面の前記ザグリプレートと接合する領域の前記撥液膜を部分的に除去し、前記ノズル面が露出する非膜部を形成した後、前記ザグリプレートを前記ノズル面に接合することを特徴としている。

請求項１３に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、ノズル面のザグリプレートと接合する領域の撥液膜を部分的に除去し、ノズル面が露出する非膜部を形成した後に、ザグリプレートをノズル面に接合している。よって、撥液膜上にはザグリプレートを接合にしくいが、非膜部を有しているのでノズル面とザグリプレートとを、例えば、接着剤や熱溶着などで容易に、かつ強固に接着できる。

請求項１４に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、請求項１３に記載の製造方法において、複数の突起部を有する工具を前記ノズル面に圧接し、前記突起部で前記撥液膜を部分的に破壊して除去し、前記非膜部を形成することを特徴としている。

請求項１４に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、複数の突起部を有する工具を前記ノズル面に圧接し、突起部で撥液膜を部分的に破壊して除去し、ノズル面が露出する非膜部を形成した後にザグリプレートをノズル面に接合している。よって、請求項１１と同様の作用を奏す。

請求項１５に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の製造方法において、前記ザグリプレートは、前記ノズル面との接合面に該ノズル面の前記撥液膜を貫通する複数の突起部を備え、前記ザグリプレートを前記ノズル面に接合する前記第３工程、前記第４工程、又は前記第５工程は、前記ザグリプレートを前記ノズル面に圧接し、前記突起部を前記撥液膜に部分的に貫通させ、前記ザグリプレートを前記ノズル面に接合することを特徴としている。

請求項１５に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、ノズル面との接合面にノズル面の撥液膜を貫通する複数の突起部を備えたザグリプレートをノズル面に圧接し、突起部を撥液膜に部分的に貫通させ、ザグリプレートをノズル面に接合している。よって、撥液膜上にはザグリプレートを接合にしくいが、突起部が撥液膜を貫通するので、ノズル面とザグリプレートとを容易に、かつ強固に接合できる。

請求項１６に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載の製造方法において、前記ザグリプレートと前記ノズル面とは前記ノズル面の前記撥液膜を貫通する粒子が混合された接着剤で接合され、前記ザグリプレートを前記ノズル面に接合する前記第３工程、前記第４工程、又は前記第５工程は、前記ザグリプレートと前記ノズル面との間に前記接着剤を塗付して前記ザグリプレートを前記ノズル面に圧接し、前記粒子を前記撥液膜に部分的に貫通させ、前記ザグリプレートを前記ノズル面に接合することを特徴としている。

請求項１６に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、ザグリプレートとノズル面との間にノズル面の撥液膜を貫通する粒子が混合された接着剤を塗付し、ザグリプレートをノズル面に圧接し、粒子を撥液膜を部分的に貫通させ、ザグリプレートをノズル面に接合している。よって、撥液膜上にはザグリプレートを接着剤で接合にしくいが、接着剤の中の粒子が撥液膜を貫通するので、ノズル面とザグリプレートとを容易に、かつ強固に接合できる。

以上説明したように本発明によれば、ザグリの壁面には撥液膜が形成されていない領域を有するので、撥液膜が形成されたノズル周縁部より、インクが付着しやすい。よって、例えば、ワイパーでワイピングしても、ザグリの壁面に拭き残しインクが貯まり、ノズルの周縁部には吹き残しインクは残らない。したがって、ノズルの周縁部のインクの濡れが均一となり、吐出特性が安定する。

本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録ヘッド１１２の構成の概要を説明する。

図１及び図２に示すようにインクジェット記録ヘッド１１２は、マトリックス状に配置されたインク滴を吐出するノズル１０と菱形形状をした圧力室１２と備え、ノズル１０と圧力室１２とはノズル連通路１６で連通されている。

また、図示しないインク供給部から導入されたインクが充填される共通インク流路１４を備えている。そして、共通インク流路１４の開口部２０と圧力室１２とが、インク供給路１８で連通されている。

圧力室１２の上面には振動板３４が接着され、振動板３４の上面には、圧電素子３６が接着され、圧電素子３６の上面にはボール半田４０を介して配線基板３８が接合されている。

ノズル１０は、平面視すると圧力室１２の菱形形状の角部に位置し、インク供給路１８はノズル１０の位置と対角線上に反対の角部と連通している。

各ノズル１０の周囲には、ザグリ２００が形成されている。また、図２に示すように、ノズル面１０Ａとザグリ面２００Ｂとには、撥液膜２１０が形成されている。ただし、図１４に示すように、ザグリ２００のザグリ壁面２００Ａには、撥液膜２１０は形成されていない。

なお、上述した図２と図１４とを含め、以下の説明に用いる各図に描かれている撥液膜２１０の厚みは、判りやすくするため、実際の厚みより厚く描いている。また、図１と図７では、撥液膜２１０は省略してある。

つぎに、インクジェット記録ヘッド１１２の製造方法の概要を説明する。

図１と図２とに示すように、ノズル１０が形成されるノズルプレート２２と、ノズル連通路１６と共通インク流路１４となる孔が形成されたインクプールプレート２４、２６と、ノズル連通路１６と共通インク流路１４の開口部２０となる孔が形成されたスループレート２８と、インク供給路１８となる孔が形成されたインク供給路プレート３０と、圧力室１２となる孔が形成された圧力室プレート３２と、を順番に積層し接合する。

なお、ノズルプレート２２の材質はポリイミドであり、インクプールプレート２４、２６、スループレート２８、圧力室プレート３２の材質はＳＵＳである。また、圧力室１２等になる各孔は、エッチング加工によって形成されている。

ノズルプレート２２の表面（ノズル面１０Ａ）（図１４参照）に撥液膜２１０を形成し、エキシマレーザでノズル１０を開ける。ノズル１０を形成後に圧力室プレート３２に振動板３４を接着し、振動板３４の上面に各圧力室１２に対応した圧電素子３６を接着する。

さて一方、図４（Ａ）に示すように、ザグリプレート２２０は、ノズルプレート２２と同じポリイミドからなり、一方の面には、突起部２２０Ａが形成されており、他方の面は平坦な面となっている。なお、突起部２２０Ａは、例えば、予めメッキ法で硬質の金属薄膜（図示省略）を形成し、ローレット加工を行うことで形成することができる。図４（Ｂ）に示すように、ザグリプレート２２０の突起部２２０Ａが形成されていない面に撥液膜２１０を形成する。そして、図４（Ｃ）に示すように、ノズル１０より大きく、ザグリ２００となるザグリ孔２０２と、共通インク流路１４（図２参照）に対応する部分となるダンパー孔２０４と、をあける。なお、このように撥液膜２１０を形成後に、ザグリ孔２０２をあけたので、ザグリ壁面２００Ａには撥液膜２１０は形成されていない。また、ザグリ２００の深さ、大きさ、形状などは、ザグリプレート２２０の厚みやザグリ孔２０２の加工形状によって、容易に管理できるので好適である。

なお、ノズル１０及びザグリ孔２０２があけられていない平担な面に、撥液膜２１０を形成している。よって、スピンコート法などの簡略な方法で、均一の厚みの撥液膜２１０を形成できる。

さて、図５（Ａ）と図５（Ｂ）とに示すように、ザグリプレート２２０に接着剤１５０（図５（Ｃ）参照）を塗布し、ザグリプレート２２０の突起部２２０Ａが形成されている面をノズルプレート２２に押圧し、接合する。なお、図５（Ｃ）に示すように、突起部２２０Ａは、ノズルプレート２２の撥液膜２１０を貫通してノズルプレート２２に突き刺さる。したがって、接着剤で接合しにくい撥液膜２１０上であっても、ザグリプレート２２０を強固に接合できる。

そして、図２に示すように、圧電素子３６毎にボール半田４０を形成した配線基板３８を圧電素子３６と接合する。なお、圧電素子３６の両面には電極層が形成されており圧電素子３６と配線基板３８とは電気的に接続されている。また、圧電素子３６と振動板３４とは導電性材にて接続されている。

さて、インクジェット記録ヘッド１１２は、駆動電圧が圧電素子３６に印加されると、圧電素子３６がたわみ変形して、圧力室１２のインクを加圧し、ノズル１０からインク滴が吐出する。このとき圧力室１２に発生する圧力波は共通インク流路１４まで伝播し、伝播した圧力波はクロストークなどの不具合を生じる原因となる。しかし、図２に示すように、共通インク流路１４の底面を構成するノズルプレート２２がダンパーとなって、伝播した圧力波を吸収する。したがって、クロストークなどの不具合が防止される。なお、ザグリプレート２２０には、共通インク流路１４に対応する部分にダンパー孔２０４が形成されている。よって、共通インク流路１４の底面はノズルプレート２２が露出している。したがって、ザグリプレート２２０をノズルプレート２２に接合しても、ダンパー効果が減少することはない。

また、前述したように、ノズルプレート２２とザグリプレート２２０とは、同じポリイミドであるので熱膨張率が等しい。なお、撥液膜２１０やザグリプレート２２０の突起部２２０Ａの形成側に形成した金属薄膜（図示省略）は、厚みが非常に薄いので、熱膨張に対する影響は殆どない。よって、接合後に温度が変化しても、ノズルプレート２２とザグリプレート２２０とは等しく熱膨張する。したがって、熱膨張差による不具合、例えば、ノズル面１０Ａに反りやウネリが生じたり、あるいは、ノズルプレート２２とザグリプレート２２０との接合面が剥離したり、接着強度が低下したりすることがない。

更に、ノズルプレート２２とザグリプレート２２０ともに樹脂性であるので、撥液膜２１０にダメージを与えることなく、レーザ加工やプレス加工などによって、ノズル１０及びザグリ孔２００（ザグリ２００）を容易に形成することができる。

つぎに第１の実施形態のインクジェット記録ヘッド１１２を備えたインクジェット記録装置１０２について説明する。

図６に示すように、インクジェット記録装置１０２はインクジェット記録ヘッド１１２を搭載するキャリッジ１０４、キャリッジ１０４を主走査方向Ｍに走査する為の主走査機構１０６、記録媒体としての記録用紙Ｐを副走査方向Ｓに走査する為の副走査機構１０８、及びメンテナンスステーション１１０等を含んで構成されている。

インクジェット記録ヘッド１１２は、ノズル１０が形成されたノズル面１０Ａが記録用紙Ｐと対向するようにキャリッジ１０４上に搭載されており、主走査機構１０６によって主走査方向Ｍに移動されながら記録用紙Ｐに対してインク滴を吐出することにより、一定のバンド領域ＢＥに対して画像の記録を行う。主走査方向Ｍへの１回の移動が終了すると、副走査機構１０８によって記録用紙Ｐが副走査方向Ｓに搬送され、再びキャリッジ１０４を主走査方向Ｍに移動させながら次のバンド領域ＢＥを記録する。こうした動作を複数回繰り返すことにより、記録用紙Ｐの全面にわたって画像記録を行うことができる。

メンテナンスステーション１１０には、キャップ、ダミージェット受け、クリーニング機構１３０等を含んで構成されており、吸引回復動作、ダミージェット動作、クリニーニング動作等の各種メンテナンスを行う。

図７はクリーニング機構１３０の概略図である。なお、図７では、ノズル１０及びザグリ２００を１０個しか描いていないが、実際には更に多くのノズル１０及びザグリ２００が形成されている。さて、クリーニング機構１３０にはブレードホルダー１３４に保持されたワイパーブレード１２０が、インクジェット記録ヘッド１１２に対向する形で配置されている。また、ブレードホルダー１３４及びワイパーブレード１２０は図示しない昇降機構によって、ワイパーブレード１２０とインクジェット記録ヘッド１１２の下面（本実施形態の場合はザグリプレート２２０とノズルプレート２２）とがオーバーラップした位置と、この位置から退避した退避位置との間を移動するようになっている（図７の矢印Ｙ方向）。

そして、図８に示すように、昇降機構がワイパーブレード１２０をインクジェット記録ヘッド１１２の下面とオーバーラップした位置へと移動させた状態で、ワイパーブレード１２０あるいはインクジェット記録ヘッド１１２のいずれか一方、または両方を主走査方向Ｍへと移動させ、インクジェット記録ヘッド１１２の下面（本実施形態の場合は撥液膜２１０が形成されたザグリプレート２２０及びノズルプレート２２）を払拭してクリーニングする。なお、図８では、ワイパーブレード１１２を移動させた場合を示している。

つぎに、本実施形態の作用を説明する。

図２に示すように、インクジェット記録ヘッド１１２は、ノズル１０の周縁部にインクを弾く撥液膜２１０が形成されている。このため、ノズル１０の周縁部のインクの濡れが均一となり、インクの吐出特性（例えば、インク滴の吐出方向、インク滴径、インク滴速度等）が安定する。

しかし、図８に示すように、インク滴をノズル１０から吐出した際に発生するサテライト滴等の微細なインクミストなどの付着インク６００がノズル１０の周縁部へ付着（付着インク６００Ａ）し、ノズル１０の周縁部のインクの濡れが不均一となると、インク滴の吐出特性が不安定になる。

このため、インクジェット記録装置１０２は、所定のタイミングでインクジェット記録ヘッド１１２をメンテナンスステーション１１０上に移動し、図８に示すように、ワイパーブレード１２０で、付着インク６００をクリーニングする。

さて、このようなワイパーブレード１２０によるワイピングや、記録用紙Ｐの擦れ等による機械的な摩擦により、撥液膜２１０が破壊されることがある。しかし、ノズル１０の周囲にザグリ２００が形成されているので、ノズル１０の周縁部には機械的なダメージを受けない。よって、ノズル１０の周縁部の撥液膜２１０の破壊が防止される。したがって、長期にわたってノズル１０の周縁部のインクの濡れが均一となり、インクの吐出特性が安定する。なお、ザグリプレート２０２の厚み、すなわちザグリ２００の段差は、５μｍから５０μｍの範囲となっている。これは、５μｍ未満であると機械的な摩擦からノズル１０の周縁部も保護する作用が得られなくなり、また、５０μｍより大きいとザグリ２００内のノズル１０の周囲の付着インク６００の除去ができないからである。

さて、ワイパーブレード１２０でワイピングしても完全には拭き取られずに、若干、インクが拭き残される。

図１６（Ｂ）に示すように、従来のインクジェット記録ヘッドでは、拭き残しインク５５０が拭き残される場所は、単純に確率の問題である。よって、偶然ノズル１０の周縁部に拭き残されることもある。そして、ノズル１０の周縁部に拭き残しインク５５０Ａがあると、ノズル１０の周縁部のインクの濡れが不均一となり、吐出特性（インク滴の吐出方向、吐出特性インク滴径、インク滴の滴速度等）が安定せず、印字品位が低下する。

これに対し、本実施形態では、図１４に示すように、ザグリ２００のザグリ壁面２００Ａには撥液膜２１０は形成されていない。このため、ザグリ壁面２００Ａは、撥液膜が形成されたノズル１０の周縁部より、インクが付着しやすい。よって、図８（Ｂ）に示すように、ザグリ壁面２００Ａに拭き残しインク６５０が拭き残り、その他の場所には、拭き残しインク６５０が拭き残されない。つまり、ノズル１０の周縁部に拭き残しインクが、拭き残されないように、ザグリ壁面２００Ａに積極的に拭き残しインク６５０を拭き残す構成となっている。したがって、偶然ノズル１０の周縁部の拭き残しインクが拭き残され、吐出特性が安定せず、印字品位が低下することがない。

なお、図１７に示すように、従来のインクジェット記録ヘッドは、ザグリ５００を形成後に撥液膜５１０を形成している。よって、図１５に示すように、ザグリ壁面５００Ａにも撥液膜５１０が形成されている。これに対し、既に説明したように、本実施形態では、図３に示すように、撥液膜２１０を形成後にザグリ孔２０２（ザグリ２００）をあけたザグリプレート２２０を、ノズル１０と撥液膜２１０が形成されたノズルプレート２２に接合したので、図１４に示すように、ノズル１０の周縁部には撥液膜２１０が形成されているが、ザグリ壁面２００Ａには撥液膜２１０は形成されていない。更に、図５（Ｃ）に示すように、ザグリプレート２２０の突起部２２０Ａが、ノズルプレート２２の撥液膜２１０を貫通してノズルプレート２２に突き刺さっているので、接合しにくい撥液膜２１０上でも、ザグリプレート２２０を強固に接合できる。

つぎに、第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。

図９（Ｂ）に示すように、ザグリプレート４００は、両面とも平坦な面であり、一方の面に撥液膜２１０を形成する。そして、ザグリ２００となるザグリ孔２０２と、共通インク流路１４に対応する部分となるダンパー孔２０４とをあける。

図９（Ａ）に示すように、ノズルプレート２２の撥液膜２１０に、複数の突起部３００Ａを有する工具３００を押圧し、突起部３００Ａをノズルプレート２２の撥液膜２１０を貫通させてノズルプレート２２に突き刺さしたのち、離間する。よって、図９（Ｄ）に示すように、ノズルプレート２２の撥液膜２１０は部分的に破壊されて除去され、ノズル面１０Ａが露出する非膜部２１０Ａが形成される。そして、図９（Ｃ）と図９（Ｄ）とに示すように、ザグリプレート４００に接着剤１５０を塗布し、ザグリプレート４００を接合する。なお、ノズル面１０Ａが露出した非膜部２１０Ａが形成されているので、接着剤で接合しにくい撥液膜２１０上であっても、ザグリプレート４００を強固に接合できる。

つぎに、本実施形態の作用を説明する。

第１の実施形態と同様に、図９（Ｄ）に示すように、ザグリ２００のザグリ壁面２００Ａには撥液膜２１０が形成されていない。よって、図８に示すように、ザグリ壁面２００Ａに積極的に拭き残しインク６５０を拭き残す構成となっている。したがって、偶然ノズル１０の周縁部の拭き残しインク６５０が拭き残され、吐出特性が安定せずに印字品位が低下することがない。

つぎに、第３の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態及び第２の実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。

第２の実施形態と同様に、ザグリプレート４００は、両面とも平坦な面であり、一方の面に撥液膜２１０を形成する。そして、ザグリ２００となるザグリ孔２０２と、共通インク流路１４に対応する部分となるダンパー孔２０４とをあける。（図９（Ｂ）を参考）。

そして、図１０に示すように、ザグリプレート４００に接着剤１６０を塗布し、ザグリプレート４００をノズルプレート２２に押圧し、接合する。なお、図１０（Ｂ）に示すように、接着剤１６０中に粒子１６２が混合されており、ザグリプレート４００を押圧することで、粒子１６２がノズルプレート２２の撥液膜２１０を貫通し、ノズルプレート２２に突き刺さる。したがって、接着剤で接合しにくい撥液膜２１０上であっても、ザグリプレート４００を強固に接合できる。

つぎに、本実施形態の作用を説明する。

第１及び第２の実施形態と同様に、図１０（Ａ）に示すように、ザグリ２００のザグリ壁面２００Ａには撥液膜２１０は形成されていない。よって、図８に示すように、ザグリ壁面２００Ａに積極的に拭き残しインク６５０を拭き残す構成となっている。したがって、偶然ノズル１０の周縁部の拭き残しインク６５０が拭き残され、吐出特性が安定せずに印字品位が低下することがない。

なお、第１から第３の実施形態での撥液膜２１０とは、吐出するインクを弾く性質ものを指す。よって、インクの種類に応じた撥液膜２１０を形成する。例えば、水性インクの場合は水を弾く性質の撥液膜を、溶剤インクの場合は溶剤を弾く性質の撥液膜を、ワックスからなる固形インクの場合はワックスを弾く性質の撥液膜を、ノズル面に形成すれば良い。

尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態では、図３に示すように、ノズル１０と撥液膜２１０とが形成されたノズルプレート２２に、ザグリ孔２０２と撥液膜２１０とが形成されたザグリプレート２１０，４００を接合したが、これに限定されない。例えば、図１１に示すように、撥液膜が形成されたノズルプレートに、ザグリ孔と撥液膜が形成されたザグリレートを接合したのち、ノズルをあけてもよい。あるいは、図１２に示すように、ノズルと撥液膜が形成されたノズルプレートに、撥液膜が形成されたザグリプレートを接合したのち、ザグリプレートにザグリを形成してもよい。また、図１３に示すように、撥液膜が形成されたノズルプレートに撥液膜が形成されたザグリプレートを接合したのち、ノズルとザグリとを形成してもよい。

また、サグリ壁面には、撥液膜が一部分形成されていても良い。例えば、ザグリプレートに撥液膜を形成後にザグリ孔をインク吐出方向からプレス加工によって開口した場合、撥液膜が流動してザグリ壁面に一部被ってしまうことがあるが、このような場合も本発明は有効である。要は、ザグリ壁面に、撥液膜が形成されていない領域を有していれば良い。

また、ザグリプレートには撥液膜が形成されていなくても良い。

また、ザグリは、数ノズル共通としても良い。形状も円形以外、例えば、長方形や正方形、楕円形など任意の形状で良い。

また、上記実施の形態では、ノズル１０、圧力室１２、インク供給路１８、ノズル連通路１６は、それぞれ別々のプレートに形成され接合されていたが、これに限定されない。例えば、ノズル、圧力室、インク供給路、ノズル連通路を全て１枚のプレートに形成しても良い。あるいは、ノズルのみノズルプレートに形成し、圧力室、インク供給路、ノズル連通路とを別のプレートに形成してノズルプレートと接合しても良い。あるいは、その他の形態であっても良い。

また、例えば、上記実施の形態では圧電素子３６は、１枚の圧電素子３６のたわみ振動によって圧力室１２を加圧したが、これに限定されない。例えば、圧電素子を積層する形態であっても良いし、縦振動タイプの圧電素子であっても良い。あるいは、その他形態の圧電素子であっても良い。

また、上記実施の形態では、アクチュエータは圧電素子３６と振動板３４とからなっているが、これに限定されない。例えば、圧力室内のインクを加熱し発泡させることで加圧する発熱抵抗体であっても良いし、静電力や磁力を利用したものであっても良い。あるいは、その他の形態のアクチュエータであっても良い。

また、上記実施の形態では、インクジェット記録ヘッド１１２はキャリッジ１０４によって搬送しながら記録を行ったが、これに限定されるものではない。例えば、ノズルを記録媒体の全般にわたって配置したインクジェット記録ヘッドを用い、インクジェット記録ヘッドは固定して、記録媒体のみを搬送しながら記録を行っても良い。

また、本明細書におけるインクジェット記録とは、記録用紙上への文字や画像の記録に限定されるものではない。すなわち、記録媒体は紙に限定されるものでなく、また吐出する液体もインクに限定されるものではない。例えば、高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルターを作成したり、溶接状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成したりするなど、工業用的に用いられる液滴噴射装置全般に対して本発明を利用することが可能である。

（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの要部を示す断面斜視図である。（Ｂ）は（Ａ）のＸ部の拡大図である。本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの要部を示す断面図である。本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの製造において、ノズルプレートとザグリプレートとの接合工程の概要を示す工程図である。本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのザグリプレートの製造工程を（Ａ）から（Ｃ）に順番に示す図である。本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのノズルプレートにザグリプレートを接合する工程を（Ａ）から（Ｂ）に順番に示し、（Ｃ）は（Ｂ）のザグリ部分の拡大図である。インクジェット記録装置の部分断面斜視図である。インクジェット記録装置のクリーニング機構を模式的に示す斜視図である。ワイパーブレードでワイピングする様子を（Ａ）から（Ｂ）に模式的に示す図である。本発明の第２実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのノズルプレートにザグリプレートを接合する工程を（Ａ）から（Ｃ）に順番に示し、（Ｄ）は（Ｃ）のザグリ部分の拡大図である。（Ａ）は、本発明の第３実施形態に係るインクジェット記録ヘッドのザグリプレートとノズルプレートとの接合部分を模式的に示し、（Ｂ）は（Ａ）のＺ部分の拡大図である。本発明に係るその他のノズルプレートとザグリプレートとの接合工程の概要を示す工程図である。本発明に係るその他のノズルプレートとザグリプレートとの接合工程の概要を示す工程図である。本発明に係るその他のノズルプレートとザグリプレートとの接合工程の概要を示す工程図である。本発明に係るインクジェット記録ヘッドのザグリ壁面の拡大図である。従来のインクジェット記録ヘッドのザグリ壁面の拡大図である。従来のインクジェット記録ヘッドにおいて、ワイパーブレードでワイピングする様子を（Ａ）から（Ｂ）に模式的に示す図である。従来のインクジェット記録ヘッドにおいて、ノズルプレートとザグリプレートとの接合工程の概要を示す工程図である。

符号の説明

１０ノズル
１０Ａノズル面
１１２インクジェット記録ヘッド
１６０接着剤
１６２粒子
２００ザグリ
２０２ザグリ孔
２００Ａザグリ壁面（ザグリの壁面）
２１０撥液膜
２１０Ａ非膜部
２２０ザグリプレート
２２０Ａ突起部
４００ザグリプレート

Claims

インクを吐出するノズルと、前記ノズルの周囲に形成されたザグリと、を備えたインクジェット記録ヘッドにおいて、
少なくとも前記ノズルの周縁部には、前記インクを弾く撥液膜が形成され、
前記ザグリの壁面には前記撥液膜が形成されていない領域を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
前記撥液膜が形成されていない領域は、前記ザグリの壁面の全周にわたって繋がって存在することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
前記ノズルと前記撥液膜が形成されたノズル面にザグリプレートが接合され、前記ザグリプレートに前記サグリとなるザグリ孔が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド。
前記ノズル面の前記ザグリプレートと接合する領域の前記撥液膜は、部分的に除去され、該ノズル面が部分的に露出する非膜部を有していることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録ヘッド。
前記ザグリプレートは、前記ノズル面との接合面に該ノズル面の前記撥液膜を貫通する複数の突起部を備えることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録ヘッド。
前記ザグリプレートと前記ノズル面とは接着剤で接合され、前記接着剤には前記ノズル面の前記撥液膜を貫通する粒子が混合されていることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録ヘッド。
前記ノズル面と前記ザグリプレートとは、熱膨張率が略等しい材質であることを特徴とする請求項３から請求項６のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
前記ノズル面と前記ザグリプレートとは、同材質であることを特徴とする請求項７項に記載のインクジェット記録ヘッド。
インクを吐出するノズルと、前記ノズルの周囲に形成されたザグリと、を備えたインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
前記ノズルが形成されるノズル面に前記インクを弾く撥液膜を形成する第１工程と、
前記ノズル面に前記ノズルを形成する第２工程と、
ザグリプレートに撥液膜を形成する第３工程と、
前記ザグリプレートに前記ザグリとなるザグリ孔を形成する第４工程と、
前記ザグリプレートを前記ノズル面に接合する第５工程と、
を備えることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
インクを吐出するノズルと、前記ノズルの周囲に形成されたザグリと、を備えたインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
前記ノズルが形成されるノズル面に前記インクを弾く撥液膜を形成する第１工程と、
ザグリプレートに撥液膜を形成する第２工程と、
前記ザグリプレートに前記ザグリとなるザグリ孔を形成する第３工程と、
前記ザグリプレートを前記ノズル面に接合する第４工程と、
前記ノズル面に前記ノズルを形成する第５工程と、
を備えることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
インクを吐出するノズルと、前記ノズルの周囲に形成されたザグリと、を備えたインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
前記ノズルが形成されるノズル面に前記インクを弾く撥液膜を形成する第１工程と、
前記ノズル面に前記ノズルを形成する第２工程と、
ザグリプレートに撥液膜を形成する第３工程と、
前記ザグリプレートを前記ノズル面に接合する第４工程と、
前記ザグリプレートに前記ザグリとなるザグリ孔を形成する第５工程と、
を備えることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
インクを吐出するノズルと、前記ノズルの周囲に形成されたザグリと、を備えたインクジェット記録ヘッドの製造方法において、
前記ノズルが形成されるノズル面に前記インクを弾く撥液膜を形成する第１工程と、
ザグリプレートに撥液膜を形成する第２工程と、
前記ザグリプレートを前記ノズル面に接合する第３工程と、
前記ノズル面に前記ノズルと、前記ザグリプレートに前記ザグリとなるザグリ孔と、を形成する第４工程と、
を備えることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
前記ザグリプレートを前記ノズル面に接合する前記第３工程、前記第４工程、又は前記第５工程は、
前記ノズル面の前記ザグリプレートと接合する領域の前記撥液膜を部分的に除去し、前記ノズル面が露出する非膜部を形成した後、前記ザグリプレートを前記ノズル面に接合することを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
複数の突起部を有する工具を前記ノズル面に圧接し、前記突起部で前記撥液膜を部分的に破壊して除去し、前記非膜部を形成することを特徴とする請求項１３に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
前記ザグリプレートは、前記ノズル面との接合面に該ノズル面の前記撥液膜を貫通する複数の突起部を備え、
前記ザグリプレートを前記ノズル面に接合する前記第３工程、前記第４工程、又は前記第５工程は、
前記ザグリプレートを前記ノズル面に圧接し、前記突起部を前記撥液膜に部分的に貫通させ、前記ザグリプレートを前記ノズル面に接合することを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
前記ザグリプレートと前記ノズル面とは前記ノズル面の前記撥液膜を貫通する粒子が混合された接着剤で接合され、
前記ザグリプレートを前記ノズル面に接合する前記第３工程、前記第４工程、又は前記第５工程は、
前記ザグリプレートと前記ノズル面との間に前記接着剤を塗付して前記ザグリプレートを前記ノズル面に圧接し、前記粒子を前記撥液膜に部分的に貫通させ、前記ザグリプレートを前記ノズル面に接合することを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。