JP2006256146A - ノズルプレート成形用型及びこれを用いて成形されたノズルプレート - Google Patents

Abstract

【課題】ノズルから吐出されるインク液滴を均一な大きさとして濃度ムラをなくす。
【解決手段】液滴を吐出する複数のノズルを有するノズルプレートを成形するためのノズルプレート成形用型であって、ノズル形成用のノズルピンの根元部に、ノズルピンの側面とのなす角が９０°以下となるような外へ向かって凸となるＲ形状の面、あるいはフラットな面が形成されたノズル形成部の型と、前記ノズル形成部の型と対向する型と、から構成されることを特徴とするノズルプレート成形用型及び型の製造方法並びにこの型を用いて成形したノズルプレートを提供する。
【選択図】 図１６

Description

本発明は、ノズルプレート成形（成型）用型及びこれを用いて成形されたノズルプレートに係り、特に、液滴を吐出する複数のノズルが形成されるノズルプレートを樹脂成形するための成形用型及び型の製造方法並びにこの成形用の型を用いて成形されたノズルプレートに関する。

従来より、インクを吐出する多数のノズルを有する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、ノズルから被記録媒体上にインク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ヘッドにおいては、例えば、金属製のノズルプレートに多数のノズルが形成されている。このとき、金属製のノズルプレートにノズル（孔）を形成する場合に、プレスやフォトエッチングを用いると、ノズルのインク吐出側先端部の形状がダレてＲ形状となる。

例えば、図１９に示すように、金属製のノズルプレート９００には、円筒状に形成されたノズル孔９０２の出口側に、円形のインク吐出口９０４が形成され、インク吐出口９０４の周縁部には外側に向かって凸のＲ形状のエッジ部９０６が円形に形成されている。

このように、ノズル孔９０２は、このＲ形状のエッジ部９０６によりインク吐出口９０４が外へ広がるようになっているため、インクメニスカス面が安定しない。吐出されるインク液滴は、Ｒ形状のエッジ部９０６とインクの表面張力との関係でその大きさが決定される。すなわち、図中符号Ａで示すエッジ部９０６の内側で作られたインク液滴９０８は比較的小さく、図中符号Ｂで示すエッジ部９０６の外側で造られたインク液滴９１０は比較的大きくなる。このようなインク液滴９０８、９１０の大きさのバラツキがノズル孔９０２から吐出されるインク量のバラツキとなり、被記録媒体上での濃度ムラとなる。

そこで、インク吐出口から吐出されるインク液滴を均一な大きさにして、被記録媒体上での濃度ムラをなくすことを目的として、撥水性のプラスチックで形成されたヘッド基体に形成されるインク吐出口の周縁部に、ヘッド基体の表面から起立する断面三角形状の鋭角なエッジ部を環状に設けるようにしたインクジェットプリンタヘッドが提案されている（例えば、特許文献１等参照）。

図２０に、このような、周縁部に上述したようなエッジ部が形成されたインク吐出口を有するインクジェットプリンタヘッドのヘッド基体（ノズルプレート）を形成する方法を示す。図２０（ａ）に示すように、エッジ部を形成するための樹脂成形型９２０は、上型９２２と下型９２４で構成される。下型９２４にはノズル孔の形状に合わせた形状のピン部９２４ａが形成されており、これに対して上型９２２には、このピン部９２４ａの頂部に嵌合するすり鉢状のピン挿入凹部９２２ａが形成されている。

このような上型９２２と下型９２４を合致させて形成されるキャビティ部９２６にアクリル系の紫外線硬化樹脂９２８を流し込むと、上型９２２のピン挿入凹部９２２ａとピン部９２４ａの頂部とで形成される断面三角形状の部分に流れ込んだ樹脂によって、エッジ部が形成される。これにより、図２０（ｂ）に示すような、断面三角形状で環状のエッジ部９３０がその周縁部に設けられたノズル孔９３２を有するヘッド基体（ノズルプレート）９３４が形成される。
特開平１０−１６２３８号公報

しかしながら、上記従来技術のようなノズルプレートの製造方法においては、上型９２２と下型９２４が完全に一致することが必要であり、上述したようなエッジ部９３０を精度良く形成するのは難しいという問題がある。

例えば、図２１（ａ）に示すように、上型９２２と下型９２４で位置ずれが生ずると、図２１（ｂ）に示すように、エッジ部９３０にバリが生じたりして、ノズル孔の対称性が悪くなり、ノズル孔９３２の周縁部に均一なエッジ部９３０を形成することができない。なお、上記特許文献１には、上型９２２と下型９２４との密着性を高めるために、塩化ビニール製の薄いシートを介在させてもよい旨の記載があるが、具体的な効果は明らかではない。

このように、ノズル孔エッジ部９３０の対称性が悪くなると、インク液滴の吐出方向がノズル毎にバラついてしまい、濃度ムラ等の原因となるという問題がある。

また、上記特許文献１に記載されたものでは、図２０（ａ）に示すように、ノズル孔を形成するためのピン部９２４ａは下型９２４に設けられている。このとき、成型のパーティングラインはノズル面（ノズルプレートの表面）上となるので、例えば図２１（ｂ）に示すように、バリなどの不具合はノズル面上に発生することになり、吐出に影響を及ぼすという問題がある。

また、図２２（ａ）に示すように、上型９４２と下型９４４で構成される樹脂成形型９４０において、上型９４２にノズル孔形成用のピン部９４２ａが形成されている場合には、ピン部９４２ａの根元部９４２ｂが外側に向かって凹のＲ形状となる。この根元部９４２ｂのＲ形状は、機械加工や放電加工で樹脂成形型９４０を製造する場合には避けることができない。

このような樹脂成形型９４０でノズルプレートを成形すると図２２（ｂ）に示すように、ノズル孔９４６の先端部９４６ａが、ピン部９４２ａの根元部９４２ｂのＲ形状に対応して外側に向かって凸のＲ形状となってしまう。このようにノズル孔９４６の先端部９４６ａが外側に向かって凸のＲ形状となると、図１９の場合と同様で、ノズル孔９４６の先端部９４６ａにおいて、メニスカス面９４８が不安定となるため、吐出されるインク液滴９５０の体積が、メニスカス面９４８の位置に応じて変化し、その結果濃度ムラの原因となるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、吐出安定性を向上させ、ノズルから吐出されるインク液滴を均一な大きさとして濃度ムラをなくすように形成されたノズルを有するノズルプレートを形成することのできるノズルプレート成形用型及びこれを用いて成形されたノズルプレート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、液滴を吐出する複数のノズルを有するノズルプレートを成形するためのノズルプレート成形用型であって、ノズル形成用のノズルピンの根元部に、ノズルピンの側面とのなす角が９０°以下となるような外へ向かって凸となるＲ形状の面、あるいはフラットな面が形成されたノズル形成部の型と、前記ノズル形成部の型と対向する型と、から構成されることを特徴とするノズルプレート成形用型を提供する。

このように、ノズルピンの根元部に外へ向かって凸となるＲ形状の面を形成すると、この型を用いてノズルプレートを成形することで、ノズル先端の周縁部に、ノズル孔内壁側がストレート形状で外側が前記根元部のＲ形状とは逆のＲ形状を有する突起部を形成することができ、これによりノズルの吐出安定性を向上させることができる。

また、同様に前記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のノズルプレート成形用型の製造方法であって、前記根元部に形成される外へ向かって凸となるＲ形状の面を、前記ノズルピンの周辺に電極を配置し、かつ前記ノズルピンは絶縁して、電気メッキすることで形成するようにしたことを特徴とするノズルプレート成形用型の製造方法を提供する。

これにより、吐出安定性の良好なノズルプレートを成形することのできるノズルプレート成形用型を形成することができる。

また、同様に前記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のノズルプレート成形用型の製造方法であって、前記根元部に形成される外へ向かって凸となるＲ形状の面を、前記ノズルピンとの接触角が９０°以上となる液体を前記ノズルピン周辺に流し込んで硬化させることによって形成することを特徴とするノズルプレート成形用型の製造方法を提供する。

これにより、ノズルピン周辺に形成される前記Ｒ形状の対称性を確実に得ることができ、ノズル吐出口先端部にダレを確実に防止する逆Ｒ形状を有するノズルプレートを成形することが可能となる。

また、請求項４に示すように、前記液体は、硬化性の樹脂材料または溶融金属であることを特徴とする。このように、特に、溶融金属を用いて前記Ｒ形状を形成した場合には、磨耗しにくくなり、型の耐久性を向上させることができる。

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に記載のノズルプレート成形用型の製造方法であって、前記根元部に形成される外へ向かって凸となるＲ形状の面またはフラットな面を、スパッタ法で成膜して形成することを特徴とするノズルプレート成形用型の製造方法を提供する。

これによれば、型のノズルピンの根元部分がターゲットに対して影になるため、ノズルピンの根元部にＲ形状の面またはフラットな面を対称性を確保して形成することができる。

また、同様に前記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項１に記載のノズルプレート成形用型を用いて成形したことを特徴とするノズルプレートを提供する。

これにより、ノズルの吐出安定性を向上させたノズルプレートを成形す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７に記載の発明は、請求項１に記載のノズルプレート成形用型のノズル形成部の型と、これに対向する型とで形成されるキャビティ部に溶融樹脂材料を充填し、硬化させて形成することを特徴とするノズルプレートの製造方法を提供する。

これにより、ノズル吐出口先端部の形状のダレを確実に防止したノズルプレートを成形することができる。

また、同様に前記目的を達成するために、請求項８に記載の発明は、ノズル孔先端部の周縁部に、ノズル孔先端部の内壁側はストレート形状で、ノズル孔先端部の外側に外へ向かって凹となる逆Ｒ形状を有する突起物が形成されたことを特徴とするノズルプレートを提供する。

これにより、ノズルの吐出安定性が向上し、均一なインク吐出が可能となり濃度ムラを防止することができる。

また、同様に前記目的を達成するために、請求項９に記載の発明は、ノズル孔先端部の周縁部に、ノズル孔先端部の内壁側はストレート形状で、ノズル孔先端部の外側に外へ向かって凹となる逆Ｒ形状を有する突起物が形成されるとともに、前記突起物に隣接する外周面に、その周辺のノズルプレート表面より低い凹部が形成されたことを特徴とするノズルプレートを提供する。

これにより、ブレード時にノズルプレート表面のゴミを前記凹部にトラップすることができ、吐出安定性を確保することができ、画像品質を向上させることができる。

以上説明したように、本発明に係るノズルプレート成形用型及びこれを用いて成形されたノズルプレートによれば、ノズル先端の周縁部に、ノズル孔内壁側がストレート形状で外側が前記根元部のＲ形状とは逆のＲ形状を有する突起部が形成することができ、これによりノズルの吐出安定性を向上させることができ、濃度ムラを防止することが可能となる。

以下、添付した図面を参照して、本発明に係るノズルプレート成形用型及びこれを用いて成形されたノズルプレートについて詳細に説明する。

図１は、本発明に係るノズルプレート成形用型を用いて成形されたノズルプレートを有するインクジェットヘッド（印字ヘッド）を備えた画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一実施形態の概略を示す全体構成図である。

図１に示すように、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）を外部に排出する排紙部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、ベルト搬送部２２へと送られる。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のノズル面及び印字検出部２４のセンサ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。

ベルト搬送部２２は、特に限定されるものではなく、ベルト面に設けられた吸引孔より空気を吸引して負圧により記録紙１６をベルト３３に吸着させて搬送する真空吸着搬送でもよいし、静電吸着による方法でもよい。

ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、上に述べた真空吸着搬送の場合には、ベルト面には図示を省略した多数の吸引孔が形成されている。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のノズル面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には図示を省略した吸着チャンバーが設けられており、この吸着チャンバーをやはり図示を省略したファン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、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。

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。

図２は、インクジェット記録装置１０の印字部１２周辺を示す要部平面図である。

図２に示すように、印字部１２は、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（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている。

各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙは、本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で構成されている。

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（副走査方向）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、一回の副走査で）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（主走査方向）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、ここで主走査方向及び副走査方向とは、次に言うような意味で用いている。すなわち、記録紙の全幅に対応したノズル列を有するフルラインヘッドで、ノズルを駆動する時、（１）全ノズルを同時に駆動するか、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動するか、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動するか、等のいずれかのノズルの駆動が行われ、用紙の幅方向（記録紙の搬送方向と直交する方向）に１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字をするようなノズルの駆動を主走査と定義する。そして、この主走査によって記録される１ライン（帯状領域の長手方向）の示す方向を主走査方向という。

一方、上述したフルラインヘッドと記録紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン（１列のドットによるライン又は複数列のドットから成るライン）の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。そして、副走査を行う方向を副走査方向という。結局、記録紙の搬送方向が副走査方向であり、それに直交する方向が主走査方向ということになる。

また本例では、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２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。

印字検出部２４は、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、各ヘッドの吐出検出を行う。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（液体吐出ヘッド）のノズル（液体吐出口）の配置について説明する。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ので、以下、これらを代表して符号５０によって印字ヘッドを表すものとし、図３に印字ヘッド５０の平面透視図を示す。

図３に示すように、本実施形態の印字ヘッド５０は、インクを液滴として吐出するノズル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３では図示を省略した共通液室から圧力室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が千鳥状の２次元マトリクス状に配列され、ノズル５１の高密度化が図られている。

図３に示す例においては、各圧力室５２を上方から見た場合に、その平面形状は略正方形状をしているが、圧力室５２の平面形状はこのような正方形に限定されるものではない。圧力室５２には、図３に示すように、その対角線の一方の端にノズル５１が形成され、他方の端の側にインク供給口５３が設けられている。

また、図示は省略するが、複数の短尺ヘッドを２次元の千鳥状に配列して繋ぎ合わせて、これらの複数の短尺ヘッド全体で印字媒体の全幅に対応する長さとなるようにして１つの長尺のフルラインヘッドを構成するようにしてもよい。

また、図３中の４−４線に沿った断面図を図４に示す。

図４に示すように、圧力室ユニット５４は、インクを吐出するノズル５１と連通する圧力室５２によって形成される。圧力室５２はノズル流路５１ａによりノズル５１と連通するとともに、供給口５３を介してインクを供給する共通液室５５と連通する。圧力室５２の一面（図では天面）は振動板５６で構成され、その上部には、振動板５６に圧力を付与して振動板５６を変形させる圧電素子５８が接合されている。圧電素子５８の上面には個別電極５７が形成される。また、振動板５６は共通電極を兼ねている。

図４に示すように、圧力室ユニット５４は、ノズル５１が形成されたノズルプレート１５１、及びそれぞれノズル流路５１ａ、共通液室５５、供給口５３、圧力室５２等が形成された各種プレート１５２ａ〜１５２ｄを積層して形成されている。

なお、ノズルプレート１５１に微細孔を設けてノズル５１としているが、この微細孔の径は、図に示すように上から下まで同じでもよいが、上側（圧力室側）よりも下側（インク吐出側）が狭くなるようなテーパ状に形成してもよい。

なお、このノズルプレート１５１を成形するための型及び型を用いたノズルプレート１５１の製造方法については後述する。

圧電素子５８は、共通電極（振動板５６）と個別電極５７によって挟まれており、これら２つの電極５６、５７に駆動電圧を印加することによって変形する。圧電素子５８の変形によって振動板５６が押され、圧力室５２の容積が縮小されてノズル５１からインクが吐出されるようになっている。２つの電極５６、５７間への電圧印加が解除されると圧電素子５８がもとに戻り、圧力室５２の容積が元の大きさに回復し、共通液室５５から供給口５３を通って新しいインクが圧力室５２に供給されるようになっている。

図５は、インクジェット記録装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。インクタンク６０は印字ヘッド５０にインクを供給するための基タンクであり、図１で説明したインク貯蔵／装填部１４に設置される。インクタンク６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、補充口（図示省略）からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を替える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じて吐出制御を行うことが好ましい。なお、図５のインクタンク６０は、先に記載した図１のインク貯蔵／装填部１４と等価のものである。

図５に示したように、インクタンク６０と印字ヘッド５０を繋ぐ管路の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ６２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは印字ヘッド５０のノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。

なお、図５には示さないが、印字ヘッド５０の近傍又は印字ヘッド５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。

また、インクジェット記録装置１０には、ノズルの乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ６４と、ノズル面５０Ａの清掃手段としてのクリーニングブレード６６とが設けられている。

これらキャップ６４及びクリーニングブレード６６を含むメンテナンスユニットは、図示を省略した移動機構によって印字ヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から印字ヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動されるようになっている。

キャップ６４は、図示しない昇降機構によって印字ヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。昇降機構は、電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ６４を所定の上昇位置まで上昇させ、印字ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面５０Ａのノズル領域をキャップ６４で覆うようになっている。

クリーニングブレード６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示を省略したブレード移動機構により印字ヘッド５０のインク吐出面（ノズル面５０Ａ）に摺動可能である。ノズル面５０Ａにインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード６６をノズル面５０Ａに摺動させることでノズル面５０Ａを拭き取り、ノズル面５０Ａを清浄化するようになっている。

印字中又は待機中において、特定のノズル５１の使用頻度が低くなり、そのノズル５１近傍のインク粘度が上昇した場合、粘度が上昇して劣化したインクを排出すべく、キャップ６４に向かって予備吐出が行われる。

また、印字ヘッド５０内のインク（圧力室５２内のインク）に気泡が混入した場合、印字ヘッド５０にキャップ６４を当て、吸引ポンプ６７で圧力室５２内のインク（気泡が混入したインク）を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク６８へ送液する。この吸引動作は、初期のインクのヘッドへの装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも行われ、粘度が上昇して固化した劣化インクが吸い出され除去される。

すなわち、印字ヘッド５０は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用のアクチュエータ（積層圧電素子５８）が動作してもノズル５１からインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前で（積層圧電素子５８の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で）、インク受けに向かって積層圧電素子５８を動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、ノズル面５０Ａの清掃手段として設けられているクリーニングブレード６６等のワイパーによってノズル面５０Ａの汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作によってノズル５１内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。

また、ノズル５１や圧力室５２内に気泡が混入したり、ノズル５１内のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなるため、以下に述べる吸引動作を行う。

すなわち、ノズル５１や圧力室５２のインク内に気泡が混入した場合、或いはノズル５１内のインク粘度があるレベル以上に上昇した場合には、積層圧電素子５８を動作させてもノズル５１からインクを吐出できなくなる。このような場合、印字ヘッド５０のノズル面５０Ａに、キャップ６４を当てて圧力室５２内の気泡が混入したインク又は増粘インクをポンプ６７で吸引する動作が行われる。

ただし、上記の吸引動作は、圧力室５２内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きい。したがって、粘度上昇が少ない場合はなるべく予備吐出を行うことが好ましい。なお、図５で説明したキャップ６４は、吸引手段として機能するとともに、予備吐出のインク受けとしても機能し得る。

また、好ましくは、キャップ６４の内側が仕切壁によってノズル列に対応した複数のエリアに分割されており、これら仕切られた各エリアをセレクタ等によって選択的に吸引できる構成とする。

図６は、インクジェット記録装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。

通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（図示省略）を搭載してもよい。ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ７４に記憶される。画像メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなどの磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、画像メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示に従ってモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示にしたがって後乾燥部４２等のヒータ８９を駆動するドライバである。

プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、画像メモリ７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（印字データ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ８４を介して印字ヘッド５０のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図６において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、画像メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ８４はプリント制御部８０から与えられる印字データに基づいて各色の印字ヘッド５０のアクチュエータ５８を駆動する。ヘッドドライバ８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

印字検出部２４は、図１で説明したように、ラインセンサー（図示省略）を含むブロックであり、記録紙１６に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部８０に提供するものである。

プリント制御部８０は、必要に応じて印字検出部２４から得られる情報に基づいて印字ヘッド５０に対する各種補正を行うようになっている。

次に、図４に示したような、微細孔としてのノズル５１を有するノズルプレート１５１を、樹脂成形によって成形する方法について説明する。それに先立ってまずノズルプレート成形用の型について説明する。

図７に、本発明に係るノズルプレート成形用型を示す。図７に示すように、このノズルプレート成形用型１００は、上型１０２と下型１０４から構成される。そして、上型１０２と下型１０４で形成されるキャビティ１０６に樹脂１０８が充填されるようになっている。

ここで、樹脂成型に使用する樹脂材料は、寸法安定性に優れる熱硬化性樹脂が好ましく、特にエポキシ樹脂やフェノール樹脂あるいはポリイミド樹脂などが好ましく、中でもエポキシ樹脂が最もすぐれている。

上型１０２には、ノズル５１を形成するためのピン（ノズルピン）１０２ａが設けられている。また、前述したように、ノズルピン１０２ａの根元部１０２ｂが外に向かって凹のＲ形状となっていると、これに対応するノズル先端部が外に向かって凸のＲ形状となり、メニスカス面が不安定となってしまうため、ノズルピン１０２ａの根元部１０２ｂには、前述した図１９とは逆に外に向かって凸のＲ形状を設けるようにする。

以下、このようなノズルピン１０２ａの根元部１０２ｂに図１９とは逆のＲ形状を設けた上型１０２の製造方法について説明する。

まず、上型１０２のノズルピン１０２ａの根元部１０２ｂに、ノズルピン１０２ａの側面とのなす角が９０°以下となるような外へ向かって凸となるＲ形状の面を形成する第１の方法について説明する。

図８に、この逆Ｒ形状を形成する第１の方法を示す。図８（ａ）に示すように、ノズルピン１０２ａが形成された上型１０２に対して、ノズルピン１０２ａ及びその根元部１０２ｂを除いて電極１１０を形成し、電極１１０を形成した部分以外はすべて絶縁性（非導電性）にする。

このように、ノズルピン１０２ａ及び根元部１０２ｂを絶縁性とし、その他を電極１１０を設けた上型１０２を電解液１１２中に漬けて、電極１１０に電圧をかけて電気メッキを行う。

図８（ｂ）に示すように、メッキ１１４は、等方的に成長するので、電極１１０の周りよりも電極１１０から離れたところの方が成長が遅れ、ノズルピン１０２ａ端部からの距離がｘよりノズルピン１０２ａに近い側で、深さが最大ｙだけ落ち込み、その結果ノズルピン１０２ａの周囲のメッキ１１４はノズルピン１０２ａに近いところ程大きく凹み、外へ向かって凸のＲ形状が形成される。これにより、ノズルピン１０２ａの根元部１０２ｂに、図８（ａ）に示すように、もともと根元部１０２ｂが有していたＲ形状とは逆のＲ形状が形成される。

このように、根元部１０２ｂに逆のＲ形状が形成されたノズルピン１０２ａを有する上型１０２を用いて、ノズルプレートを成形すると、詳しくは後述するが、ノズルピン１０２ａに対応してノズル孔がその内壁面がストレート形状に形成され、ノズル孔の吐出口先端部の周縁部に、ノズルピン１０２ａの根元部１０２ｂの逆Ｒ形状の落ち込みに対応して円環状に突起が形成される。この突起部の剛性を確保するためには、根元部１０２ｂの逆Ｒ形状によってノズルピン１０２ａとの間に形成される凹部の最大落ち込み深さｙと、ノズルピン１０２ａ端部から落ち込み開始点までの距離ｘとの関係がｙ＜ｘとなることが望ましい。

なお、このとき図８（ｃ）に示すように、ノズルピン１０２ａの部分も含めて上型１０２の表面全体に電極１１０を形成しておき、ノズルピン１０２ａの部分にのみ絶縁層１１６を設けるようにしてもよい。

またさらに、この第１の方法においては、ノズルピン１０２ａの中心に対して電極１１０を対称的に設ける必要がある。ノズルピン１０２ａの中心に対して電極１１０が対称的に付けられていないと、メッキ周囲の成長速度が異なり、ノズルピン１０２ａの周囲の根元部１０２ｂに対称的にＲ形状が形成されなくなるからである。

次に、上型１０２のノズルピン１０２ａの根元部１０２ｂに逆Ｒ形状を形成する第２の方法について説明する。

図９に、逆Ｒ形状を形成する第２の方法を示す。第２の方法は、液体を上型１０２のノズルピン１０２ａ以外の部分に流し込んで硬化させることで逆Ｒ形状を形成するものである。

図９（ａ）に示すように、上型１０２の表面をノズルピン１０２ａの部分も含めて撥水性にしておき、ノズルピン１０２ａ周囲の上型１０２表面に液体１１８を流し込んで硬化させる。このとき撥水性としては、ノズルピン１０２ａと流し込む液体１１８との接触角が９０度以上となるようにすればよい。このようにすれば、流し込まれた液体１１８の形状はノズルピン１０２ａの周囲で凹状になり、根元部１０２ｂに逆Ｒ形状が形成される。

ここで、流し込む液体１１８としては、特に限定はされず、最終的に硬化するものであればよい。例えば、感光性硬化樹脂材料としてはレジストや感光性ポリイミドが、熱硬化性樹脂材料としては１液性エポキシ接着剤が、常温硬化材料としては２液性エポキシ接着剤などが好適に例示される。

なお、これらは、樹脂成型材料であるために、硬度が低く、型としての耐久性（耐熱性や耐摩耗性あるいは密着力など）に劣るので、これらを母型としてＮｉやＣｕ等の電鋳で転写するようにしてもよい。また、その他の材料としては、半田やＰｂ、Ｍｇなどの溶融金属などでもよい。このような溶融金属を用いた場合は、樹脂よりも耐久性に優れている。

また、第２の方法の場合には、ノズルピン１０２ａの根元部１０２ｂに形成される逆Ｒ形状は、ノズルピン１０２ａに対して確実に対称性を持って形成される。

なお、樹脂成形に用いる樹脂材料等については、前述した第１の方法の場合と同様である。

次に、上型１０２のノズルピン１０２ａの根元部１０２ｂに逆Ｒ形状を形成する第３の方法について説明する。

図１０に、逆Ｒ形状を形成する第３の方法を示す。第３の方法は、凸形状のノズルピン１０２ａの形成された上型１０２上にスパッタでコート膜を形成することにより、ノズルピン１０２の根元部１０２ｂに逆Ｒ形状を形成するものである。

図１０（ａ）に示すように、不活性ガス中で上型１０２とターゲット１２０との間に高電圧をかけて、不活性ガス中のイオンをターゲット１２０に衝突させ、ターゲット１２０からたたき出した原子を上型１０２上に堆積させてコート膜を形成する。

このとき図１０（ｂ）に示すように、ノズルピン１０２ａの根元部１０２ｂは、凸部であるノズルピン１０２ａの陰になり、成膜が進行しない。これにより、根元部１０２ｂにおけるコート膜（スパッタ膜）１２２の膜厚は小さくなり、凹形状を作ることができ、根元部１０２ｂに逆Ｒ形状を形成することができる。

このスパッタ法を用いた第３の方法の場合、スパッタ時間で凹部（逆Ｒ形状）の高さｙ（図１０（ｂ）参照）をある程度制御することができるため、次に示すように、成型物の先端角度を変えることが可能になる。

例えば、図１１に示すように、ノズルピン１０２ａの根元部１０２ｂにおける角度がθの上型１０２があった場合に、これに対してスパッタを行い、スパッタ膜１２２を形成する場合を考える。

図１１（ａ）は、スパッタを開始する時点で時間はＴ＝０である。以下、図１１（ｂ）は、時間Ｔ＝０．５ｔ、（ｃ）は時間Ｔ＝ｔ、（ｄ）は時間Ｔ＝２ｔ、（ｅ）は時間Ｔ＝３ｔ、（ｆ）は時間Ｔ＝４ｔの状態を表している。これらの図に示すように、時間の経過とともにスパッタ膜１２２の膜厚はしだいに厚くなっていくが、根元部１０２ｂにおいては、成膜は進行せず、角度θはしだいに小さくなっていく。

そして、例えば図１１（ｄ）に示すように、角度θはθ₂ （＝９０°）となり、根元部１０２ｂにおいてもフラットなスパッタ膜１２２ができる。さらに、時間が経過すると、図１１（ｅ）、（ｆ）に示すように、角度θはさらに小さくなって、根元部１０２ｂに逆Ｒ形状が形成されて行く。

このように、スパッタ時間を制御することによって根元部１０２ｂにおける凹部の高さ（角度θ）をある程度調整することが可能となる。特に条件によっては図１１（ｄ）に示すようなフラットな形状の面を形成することもできる。

また、このときスパッタにおいて、もし根元部１０２ｂにＲ形状がなく、根元部１０２ｂが直角に形成されている場合に、各時間ｔ、２ｔ、３ｔ、４ｔにおけるスパッタ膜の状態が図１２に示すようになるように成膜すると仮定する。

この仮定の下において、根元部１０２ｂにおけるＲ形状のＲが大きい場合のスパッタ膜１２２の成膜の様子を図１３（ａ）に示し、Ｒが小さい場合のスパッタ膜１２２の成膜の様子を図１３（ｂ）に示す。Ｒが大きい場合には、図１３（ａ）に示すように、スパッタ膜１２２がノズルピン１０２ａ側に落ち込み始める点のノズルピン１０２ａ端部からの距離ｘはＲより小さく（ｘ＜Ｒ）なる。また、Ｒが小さい場合には、図１３（ｂ）に示すように、この距離ｘは、Ｒ以上（ｘ≧Ｒ）となる。

また、Ｒが大きい場合には、図１３（ａ）に示すように、スパッタ膜１２２は、ノズルピン１０２ａの端部からの距離ｘに肩部（膨らみ）１２２ａが形成され、距離ｘの部分が最も盛り上がるように成膜される。すなわち、スパッタ膜１２２は、ノズルピン１０２ａからの距離がｘ以内の部分において、ノズルピン１０２ａ側へ向かって落ち込むとともに、ノズルピン１０２ａからの距離がｘを越える部分においても一旦凹み、それからフラットな状態が形成される。

また、同様に、スパッタ膜の成膜において、根元部１０２ｂがＲ形状ではなく直角の場合に、ノズルピン１０２ａ側へのスパッタ膜１２２の落ち込みが大きいと仮定した場合、すなわちｘよりｙの割合の方が大きいと仮定した場合を図１４に示す。

このとき、根元部１０２ｂのＲが大きい場合のスパッタ膜１２２の成膜の様子を図１５（ａ）に示し、Ｒが小さい場合のスパッタ膜１２２の成膜の様子を図１５（ｂ）に示す。Ｒが大きい場合には、図１５（ａ）に示すように、ｘ＜Ｒとなり、Ｒが小さい場合には、図１５（ｂ）に示すようにｘ≧Ｒとなる。また、図１５（ａ）において、通常ＲとＲ_x とＲ_y は、それぞれ略等しくなっている。また図１３（ａ）と同様に、Ｒが大きい場合、図１５（ａ）に示すように、スパッタ膜１２２は、ノズルピン１０２ａから距離ｘの部分に肩部（膨らみ）１２２ａができ、距離ｘを越えた部分に凹部ができ、それより離れるとフラットな状態に成膜されるようになっている。

以上説明したように、スパッタでノズルピンの根元部に逆Ｒ形状を形成する場合、スパッタ材料としては、型の耐久性を考慮してＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）などの高硬度材料を用いることが好ましい。またこの場合、通常根元部のＲは１μ程度であり、これに対し、数μの厚さの成膜が必要となる。そのため、根元部のＲが大きい場合には、より厚膜にスパッタする必要があり、成膜時間がかかるが、スパッタによる方法の場合、ノズルピン周辺の逆Ｒ形状の対称性を確実に得ることができる。

以上、ノズルプレートを成形するための上型にノズルピンを設けた場合に、ノズルピンの根元部に逆Ｒ形状を形成する方法を３通り説明したが、このようにして形成された上型と、これに対応する下型を合わせて、以下のようにしてノズルプレートが成形される。

図１６に、このノズルプレート成形用の型を用いてノズルプレートを樹脂材料により成形する方法を示す。

図１６（ａ）に示すように、ノズルピン１０２ａの根元部１０２ｂに逆Ｒ形状が設けられた上型１０２と、このノズルピン１０２ａに対応する凸部１０４ａを有する下型１０４とで構成される型１００のキャビティ１０６中に溶融した樹脂１０８を流し込んで成形を行う。

なお、ここで樹脂成形に使用する樹脂材料は、前述したように、寸法安定性に優れる熱硬化性樹脂が好ましく、特に、エポキシ樹脂やフェノール樹脂あるいはポリイミド樹脂などがより好ましい。

このとき、ノズルピン１０２ａによって形成されるノズル孔は微細な孔であり、ノズルピン１０２ａと下型１０４の凸部１０４ａとが直接突き当たるようになっていると、ノズルピン１０２ａが曲がったり、破損する虞れがある。そこで、図１６（ａ）に示すように、上型１０４を閉じたときでも、ノズルピン１０２ａと凸部１０４ａとの間に隙間が生じるように、クリアランスδを設けて、ノズルピン１０２ａと凸部１０４ａとが直接当たらないようにする。クリアランスδは通常０．１μｍ〜１０μｍ程度である。

また、ノズルプレート１５１を樹脂成形によって形成する場合、樹脂だけでは非常に柔らかいため十分な強度が得られないので、図１６（ａ）に示すように、樹脂１０８にヤング率の高い微粒子１０９をフィラーとして添加して、強度を上げるようにする。フィラーとしては、シリカ、ガラス繊維、カーボンファイバー、アルミナ等が用いられる。

また、このときノズルピン１０２ａと凸部１０４ａの間にクリアランスδの隙間が設けられているため、この隙間に樹脂１０８が入り込むが、この部分は、樹脂成形物（ノズルプレート１５１）を型１００から抜いた後除去する必要がある。そのため、この隙間に微粒子１０９が入り込むと、除去するのが困難となる。例えば、レーザー加工する場合に、樹脂とフィラーの加工速度が異なるために、きれいに加工できない。そこで、この隙間に微粒子１０９が入り込まないように微粒子１０９の径ｄは、クリアランスδより大きいもの（δ＜ｄ）を用いるようにする。

図１６（ｂ）に、樹脂１０８が硬化した後、型１００から取り出したノズルプレート１５１を示す。図１６（ｂ）に示すように、ノズルプレート１５１のノズル５１の内壁面は、ストレートな断面形状を有し、先端部周縁には、上型１０２のノズルピン１０２ａの根元部１０２ｂの逆Ｒ形状に対応して突起部５１ｂが形成されている。

なお、型１００から取り出した段階では、ノズルプレート１５１は、図１６（ｂ）に示すように、ノズル５１内にクリアランスδの隙間に入り込んだ樹脂１０８が薄膜バリ５１ｃを形成しているため、これを除去する必要がある。そこで、ノズル径Ｄよりも小さい微粒子、シリカやアルミナ等を薄膜バリ５１ｃに吹き付けるブラスト処理等によって薄膜バリ５１ｃを除去するようにする。また、このときビーズやシリカ等の微粒子以外に水やエアー等の流体を高圧で吹き付けて薄膜バリ５１ｃを除去するようにしてもよい。

このようにして、図１６（ｃ）に示すように、ノズル５１の先端周縁部に突起部５１ｂが形成されたノズルプレート１５１が形成される。ノズル５１以外のノズルプレート表面１５１ａには、撥液処理を施すようにする。なお、ノズル５１の先端周縁に形成される突起部５１ｂは形状が鋭角であり、上型１０２のノズルピン１０２ａの根元部１０２ｂの逆Ｒ形状に沿って尖った形になっている。そのため、ブレードなどのメンテナンスにより欠けるなどの不良の発生を防止するために、突起部５１ｂの剛性を確保するため、図１６（ｃ）に示すｘ、ｙの寸法をｙ＜ｘとすることが好ましい。

また、突起部５１ｂの高さとしては、高過ぎるとブレードの拭き残しが発生する可能性があるが、インクを除去する場合には１０μｍ以下、付着したゴミを除去する場合には５μｍ以下であれば良く、例えば、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）等のゴム材質の通常のゴムブレードによって問題なく拭き取ることが可能である。従って、最終的な突起部５１ｂの高さとしては、ｙ＜５μｍであることが好ましく、より好ましくは、ｙ≦１μｍである。。

また、上述した第３の方法によるスパッタ法で上型１０２のノズルピン１０２ａの根元部１０２ｂに逆Ｒ形状を形成した場合において、図１３（ａ）あるいは図１５（ａ）に示すように、ｘ＜Ｒの場合には、ノズルピン１０２ａの根元部１０２ｂに形成される逆Ｒ形状は肩部（膨らみ）１２２ａを有している。

このような上型１０２を用いて図１６と同様にして、図１７（ａ）に示すように、ノズルプレートの樹脂成形を行うと、図１７（ｂ）に示すように出来上がったノズルプレート１５１には、ノズル５１の先端周縁部の突起部５１ｂのすぐ外側には、上記上型１０２の根元部１０２ｂの肩部１２２ａに対応して、さらにその周辺のノズルプレート表面１５１ｃよりも低い凹部１５１ｂが形成される。

この凹部１５１ｂは、図１８に示すように、ブレード６６で除去した（ノズルプレート表面１５１ｃに付着していた）ゴミ１６０をトラップさせることができる。これにより、ブレード６６でノズルプレート表面１５１ｃを清掃する際、ゴミ１６０を引きずることによる傷がつきにくくなるという効果がある。

以上説明したように、ノズルプレートを樹脂成形で形成する場合に、従来は、ノズル孔に対応するノズルピンの根元部にＲ形状が形成されていることにより、この型によって成形されるノズル孔先端部にＲ形状のダレが発生していたが、本実施形態においては、これを回避するため、型の前記根元部に逆Ｒ形状を形成して、成形されるノズル孔先端部のダレ面を逆にし、ノズル孔内壁面をストレート状にして外側周縁部を鋭角に尖らせるようにした突起部を形成するようにした。これにより、本実施形態ではノズル孔先端部におけるインクメニスカス面を安定化させ、ノズルから吐出されるインク液滴を均一な大きさとして濃度ムラをなくすことが可能となった。

以上、本発明のノズルプレート成形用型及びこれを用いて成形されたノズルプレート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。

本発明に係るノズルプレート成形用型を用いて成形されたノズルプレートを有する印字ヘッドを備えた画像形成装置としてのインクジェット記録装置の一実施形態の概略を示す全体構成図である。 インクジェット記録装置の印字部周辺を示す要部平面図である。 印字ヘッドの概略を示す平面透視図である。 図３中の４−４線に沿った断面図である。 インクジェット記録装置のインク供給系の概略を示す構成図である。 インクジェット記録装置のシステム構成を示すブロック図である。 本実施形態におけるノズルプレート成形用型を用いてノズルプレートを成形する様子を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本実施形態におけるノズルプレート成形用型の製造方法の例を示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、本実施形態におけるノズルプレート成形用型の他の製造方法を示す説明図である。 （ａ）はスパッタ法で本実施形態のノズルプレート成形用型を製造する様子を示す説明図であり、（ｂ）は出来上がったノズルプレートを示す断面図である。 （ａ）〜（ｆ）はスパッタ法でノズルピンの周囲にスパッタ膜を成膜する様子を示す説明図である。 ノズルピンの根元部が直角とした場合のスパッタ膜の成膜の一例を示す説明図である。 図１２の仮定の下でノズルピンの根元部がＲ形状の場合のスパッタ膜の成膜の例を示す説明図であり、（ａ）はＲが大きい場合、（ｂ）はＲが小さい場合を表す。 ノズルピンの根元部が直角とした場合のスパッタ膜の成膜の他の例を示す説明図である。 図１４の仮定の下でノズルピンの根元部がＲ形状の場合のスパッタ膜の成膜の例を示す説明図であり、（ａ）はＲが大きい場合、（ｂ）はＲが小さい場合を表す。 （ａ）、（ｂ）は、本実施形態のノズルプレート成形用型を用いてノズルプレートを成形する様子を示す説明図であり、（ｃ）は出来上がったノズルプレートを示す断面図である。 （ａ）は本実施形態のノズルプレート成形用型の他の例を用いてノズルプレートを形成する様子を示す説明図であり、（ｂ）はこれにより出来上がったノズルプレートを示す断面図である。 図１７（ｂ）に示すノズルプレート表面をブレードする様子を示す説明図である。 従来のノズルプレート製造方法によるノズルプレートの問題点を示す説明図である。 （ａ）は、従来の方法によるノズルプレート製造方法を示す説明図であり、（ｂ）は、これによって製造されたノズルプレートを示す断面図である。 （ａ）、（ｂ）は従来のノズルプレート製造方法の問題点を示す説明図である。 同じく（ａ）、（ｂ）は従来のノズルプレート製造方法の問題点を示す説明図である。

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、５０Ａ…ノズル面、５１…ノズル、５１ａ…ノズル流路、５１ｂ…突起部、５２…圧力室、５３…インク供給口、５４…圧力室ユニット、５５…共通液室、５６…振動板（共通電極）、５７…個別電極、５８…圧電素子、６０…インクタンク、６２…フィルタ、６４…キャップ、６６…ブレード、６７…吸引ポンプ、６８…回収タンク、７０…通信インターフェース、７２…システムコントローラ、７４…画像メモリ、７６…モータドライバ、７８…ヒータドライバ、８０…プリント制御部、８２…画像バッファメモリ、８４…ヘッドドライバ、８６…ホストコンピュータ、８８…モータ、８９…ヒータ、１００…型、１０２…上型、１０２ａ…ノズルピン、１０２ｂ…根元部、１０４…下型、１０４ａ…凸部、１０６…キャビティ、１０８…樹脂、１０９…微粒子、１１０…電極、１１４…メッキ、１１６…絶縁層、１１８…液体、１２０…ターゲット、１２２ａ…肩部、１５１…ノズルプレート、１５１ａ…ノズルプレート表面、１５１ｂ…凹部、１５１ｃ…（凹部周辺の）ノズルプレート表面、１６０…ゴミ

Claims (9)

1. 液滴を吐出する複数のノズルを有するノズルプレートを成形するためのノズルプレート成形用型であって、
   ノズル形成用のノズルピンの根元部に、ノズルピンの側面とのなす角が９０°以下となるような外へ向かって凸となるＲ形状の面、あるいはフラットな面が形成されたノズル形成部の型と、
   前記ノズル形成部の型と対向する型と、
   から構成されることを特徴とするノズルプレート成形用型。
2. 請求項１に記載のノズルプレート成形用型の製造方法であって、前記根元部に形成される外へ向かって凸となるＲ形状の面を、前記ノズルピンの周辺に電極を配置し、かつ前記ノズルピンは絶縁して、電気メッキすることで形成するようにしたことを特徴とするノズルプレート成形用型の製造方法。
3. 請求項１に記載のノズルプレート成形用型の製造方法であって、
   前記根元部に形成される外へ向かって凸となるＲ形状の面を、前記ノズルピンとの接触角が９０°以上となる液体を前記ノズルピン周辺に流し込んで硬化させることによって形成することを特徴とするノズルプレート成形用型の製造方法。
4. 前記液体は、硬化性の樹脂材料または溶融金属であることを特徴とする請求項３に記載のノズルプレート成形用型の製造方法。
5. 請求項１に記載のノズルプレート成形用型の製造方法であって、
   前記根元部に形成される外へ向かって凸となるＲ形状の面またはフラットな面を、スパッタ法で成膜して形成することを特徴とするノズルプレート成形用型の製造方法。
6. 請求項１に記載のノズルプレート成形用型を用いて成形したことを特徴とするノズルプレート。
7. 請求項１に記載のノズルプレート成形用型のノズル形成部の型と、これに対向する型とで形成されるキャビティ部に溶融樹脂材料を充填し、硬化させて形成することを特徴とするノズルプレートの製造方法。
8. ノズル孔先端部の周縁部に、ノズル孔先端部の内壁側はストレート形状で、ノズル孔先端部の外側に外へ向かって凹となる逆Ｒ形状を有する突起物が形成されたことを特徴とするノズルプレート。
9. ノズル孔先端部の周縁部に、ノズル孔先端部の内壁側はストレート形状で、ノズル孔先端部の外側に外へ向かって凹となる逆Ｒ形状を有する突起物が形成されるとともに、
   前記突起物に隣接する外周面に、その周辺のノズルプレート表面より低い凹部が形成されたことを特徴とするノズルプレート。

Images