JP2006256315A - インクジェットヘッド用ノズルプレート、これを含むインクジェットヘッド及びインクジェットヘッド用ノズルプレートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】４インチ以上の長さのインクジェットヘッドに含まれるノズルプレートにおいて、ノズルプレート同士の位置合わせを必要としない。
【解決手段】ノズルプレート３０にはインクを吐出する複数のノズル８が形成されている。ノズルプレート３０の主走査方向に沿った前記複数のノズルが形成された範囲の長さは、４インチ以上である。ノズルプレート３０は、ステンレス製の１枚の薄板からなる。
【選択図】図６

Description

本発明は、インクジェットヘッド用ノズルプレート、これを含むインクジェットヘッド及びインクジェットヘッド用ノズルプレートの製造方法に関する。

ラインヘッドプリンタにおいては、インクジェットヘッドをプリンタに固定して印字を行うため、例えばＡ４用紙に印字する場合にはＡ４用紙の幅以上の長さを有するインクジェットヘッドを必要とする。また、このようなラインヘッドプリンタのインクジェットヘッドには、インクを吐出する複数のノズルを形成したノズルプレートを用いる。特許文献１のラインヘッドのように、複数の記録ヘッドを並べて配置して１つの長いラインヘッドを構成する場合には、ノズルプレートを複数枚必要とする。

特開平１１−０７８０１３号公報（図２）

特許文献１のように、１つのインクジェットヘッドが複数枚のノズルプレートを含む場合、２枚のプレートに跨って隣り合うノズル同士の位置合わせを行わなければならない。しかし、高解像度の印字を可能とするインクジェットヘッドの場合、複数のノズルを高密度に形成したノズルプレートを必要とするため、上記のようなノズル同士の位置合わせを非常に高精度に行わなければならず、インクジェットヘッドの製造工程における負担が大きい。

本発明の目的は、高性能のインクジェットヘッドを簡易に実現するために、高精度な位置合わせを行わなくてもよいノズルプレート、これを含むインクジェットヘッド及びノズルプレートの製造方法を提供することである。

課題を解決するための手段及び発明の効果

本発明のインクジェットヘッド用ノズルプレートは、インクを吐出する複数のノズルを有し、長手方向に沿った前記複数のノズルが形成された範囲の長さが４インチ以上であり、且つ、金属製の１枚の薄板からなる。

本発明のインクジェットヘッド用ノズルプレートによると、ノズルプレートを一枚だけ有する４インチ以上の長いインクジェットヘッドを実現することが可能となる。これに対して、長いインクジェットヘッドを複数枚のノズルプレートを用いて作製した場合、高い印字品質を実現するためにはノズルプレート同士を高精度に位置合わせしなければならない。しかるに、本発明のノズルプレートを用いた場合にはかかる位置合わせが不要となるので、インクジェットヘッドの製造工程を簡略化することができる。さらに、ノズルプレートが金属製であるため、樹脂製などの場合と比べ、温度差や湿度差による変形が極めて小さい。従って、ノズルが形成された範囲の長さが４インチ以上の長いノズルプレートにおいても、加工の際の加熱や環境の変化などによらず、加工精度の高いノズルプレートが可能になる。また、ノズルプレートの使用環境の違いによる性能差を回避することもできる。

また、本発明のインクジェットヘッド用ノズルプレートにおいては、前記長手方向に平行な複数の直線に沿って前記複数のノズルが形成されており、前記ノズルの形成位置を前記長手方向に平行な一本の仮想直線に射影する場合において、前記仮想直線と前記ノズルの形成位置を通り前記長手方向に垂直な直線との交点を射影点としたとき、前記射影点が前記仮想直線上に一定の間隔で配列されており、且つ、前記仮想直線の前記射影点が前記一定の間隔で配列されている部分の長さが４インチ以上であることが好ましい。

これによると、ノズル形成位置の射影点が上記の仮想直線上に一定の間隔で配列されているノズルプレート上の長さ４インチ以上の範囲に亘って高解像度で高精度の印字が可能となる。

さらに、本発明のインクジェットヘッド用ノズルプレートにおいては、前記射影点が前記仮想直線上に６００ｄｐｉの間隔以下の間隔で配列されていることが好ましい。

これによると、６００ｄｐｉで、或いはより微細な間隔で印字できるため、高解像度の印字が可能となる。

さらに、本発明のインクジェットヘッド用ノズルプレートにおいては、前記ノズルが形成された前記インクジェットヘッド用ノズルプレートのノズル形成面内の１つの点について点対称になるように前記複数のノズルが形成されていることが好ましい。

これによると、ノズルプレート上にノズルが点対称に形成されているため、ノズルが形成された範囲の長さが４インチ以上の長いノズルプレート上に複数のノズルを形成しても、ノズルプレート上のうねりやねじれなどの変形を少なくできる。

さらに、本発明のインクジェットヘッド用ノズルプレートにおいては、前記ノズルが形成された前記インクジェットヘッド用ノズルプレートのノズル形成面内の１本又は２本以上の直線について実質的に線対称になるように前記複数のノズルが形成されていることが好ましい。

これによると、ノズルプレート上にノズルが実質的に線対称に形成されているため、ノズルが形成された範囲の長さが４インチ以上の長いノズルプレート上に複数のノズルを形成しても、ノズルプレート上のうねりやねじれなどの変形を少なくできる。

さらに、本発明のインクジェットヘッド用ノズルプレートにおいては、前記複数のノズルが、前記長手方向に平行な上辺及び下辺を有する台形形状の複数のノズル形成領域内の実質的に全域においてマトリクス状に形成されており、前記長手方向に関して互いに隣接した２つの前記ノズル形成領域は、互いの斜辺同士が平行で且つ前記長手方向に関する位置が同じとなるように配置されていることが好ましい。

これによると、ノズルプレート上のノズルの配列がより規則正しく、対称性の高いものであるため、ノズルが形成された範囲の長さが４インチ以上の長いノズルプレートでも、より変形の少ないものにすることができる。

さらに、本発明のインクジェットヘッド用ノズルプレートにおいては、前記複数のノズルは、複数のパンチを使用したプレス加工によって形成されていることが好ましい。

これによると、４インチ以上の長い金属板に複数のパンチを使用してノズルを形成するため、これらのパンチを同時に使用した場合には、ノズルの形状精度にばらつきのないノズルプレートを実現することができる。

本発明のインクジェットヘッドは、上述したインクジェットヘッド用ノズルプレート及び複数の金属プレートを積層した積層体からなり、且つ、前記ノズルへインクを流出させるインク流路を有する流路ユニットを備えている。

本発明のインクジェットヘッドによると、複数の金属プレート及びノズルプレートを積層した積層体からなる流路ユニットを有するため、ノズルプレートと流路ユニットとを一体に作製する場合よりも容易に作製できる。また、金属プレート及びノズルプレートはともに金属製であるため、これらを接合する際同じ方法を使用することができる。従って、インクジェットヘッドの製造工程を簡単化することができる。さらに、金属プレート及びノズルプレートはともに金属製であるため、線膨張係数に大きな違いがない。このため、温度が変化しても、金属プレート及びノズルプレート間で変形の程度にほとんど差を生じない。また、金属プレート及びノズルプレートの両者とも同じ材料にした場合には、線膨張係数の差をゼロにすることができ、この場合には、温度変化による変形程度の差をなくすことができる。これにより、金属プレート及びノズルプレートの変形程度の違いによる加工精度の低下や、使用環境の違いによる印字性能差を回避できる。

本発明のインクジェットヘッド用ノズルプレートの製造方法は、インクを吐出する複数のノズルを有し、長手方向に沿った前記複数のノズルが形成された範囲の長さが４インチ以上であり、且つ、金属製の１枚の薄板からなるインクジェットヘッド用ノズルプレートを作製する製造方法であって、複数のパンチを使用したプレス加工によって前記複数のノズルを形成するものである

本発明のインクジェットヘッド用ノズルプレートの製造方法によると、エッチングなどによってノズルを形成する場合と異なり、ノズルプレートの製造工程を簡易にすることができる。また、４インチ以上の長い金属板に複数のパンチを使用してノズルを形成するため、これらのパンチを同時に使用した場合には、よりたくさんのノズルを同時に形成することができ、ノズルプレートの製造工程をより簡易且つ迅速なものにすることができる。

別の観点において、本発明のインクジェットヘッド用ノズルプレートの製造方法は、インクを吐出する複数のノズルを有し、長手方向に沿った前記複数のノズルが形成された範囲の長さが４インチ以上であり、且つ、金属製の１枚の薄板からなるインクジェットヘッド用ノズルプレートを作製する製造方法であって、１つのパンチを使用したプレス加工によって前記複数のノズルを形成するものである。

本発明のインクジェットヘッド用ノズルプレートの製造方法によると、エッチングなどによってノズルを形成する場合と異なり、ノズルプレートの製造工程を簡易にすることができる。また、４インチ以上の長い金属板に一つのパンチを使用してノズルを形成するためにノズルの形状やサイズが均一となり、ノズルから吐出されるインク滴の速度や体積、着弾位置精度にばらつきがほとんど生じなくなる。

複数のインクジェットヘッド用ノズルプレートを同時に作製する場合には、１つのインクジェットヘッド用ノズルプレートに対して１つのパンチを用いることが好ましい。これにより、多くのノズルプレートをできる限り短時間で作製することが可能となる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

［第１実施形態］
＜インクジェットヘッドの全体構造＞
本発明の第１実施形態に係るノズルプレートを含むインクジェットヘッドについて説明する。図１は、本発明の第１実施形態によるノズルプレートが適用されたインクジェットヘッドの外観斜視図である。図２は、図１のII−II線に沿った断面図である。インクジェットヘッド１は、用紙に対してインクを吐出するための主走査方向に延在した矩形平面形状を有するヘッド本体７０と、ヘッド本体７０の上面に配置され且つヘッド本体７０に供給されるインクの流路である２つのインク溜まり３が形成されたリザーバユニットであるベースブロック７１と、これらヘッド本体７０とベースブロック７１とを保持するホルダ７２とを含んで構成されている。ラインヘッドプリンタなどの記録装置にこのインクジェットヘッド１を設置して印字する際は、インク吐出方向となるヘッド本体７０の下方に紙などの記録媒体を配置し、ヘッド本体７０に対して記録媒体を副走査方向に相対移動させつつ、ヘッド本体７０からインクを吐出して印字する。１つのインクジェットヘッド１によって、主走査方向の幅が４インチ（１０１．６ｍｍ）である紙などの記録媒体の幅一杯に印字できるように、インクジェットヘッド１は、主走査方向の長さが１５０ｍｍに構成されている。なお、上記のようにインクジェットヘッド１に対して記録媒体を相対移動させながら印字を行う場合は、記録装置にインクジェットヘッド１を固定して記録媒体を移動させてもよいし、記録媒体を固定してインクジェットヘッド１自体を移動させてもよい。

ヘッド本体７０は、インク流路が形成された流路ユニット４と、流路ユニット４の上面にエポキシ系の熱硬化性接着剤によって接着された複数のアクチュエータユニット２１とを含んでいる。また、アクチュエータユニット２１の上面には、給電部材であるフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）５０が半田によって接着され、左又は右に引き出されている。

図３は、ヘッド本体７０を上面から見た平面図である。図３に示すように、流路ユニット４は、一方向（主走査方向）に延在した矩形平面形状を有している。図３において、流路ユニット４内に設けられた共通インク室であるマニホールド流路５が破線で描かれている。マニホールド流路５には、ベースブロック７１のインク溜まり３に貯溜されていたインクが複数の開口３ａを通じて供給される。マニホールド流路５は、流路ユニット４の長手方向（主走査方向）と平行に延在する複数の副マニホールド流路５ａに分岐している。

流路ユニット４の上面には、平面形状が台形である４つのアクチュエータユニット２１が、開口３ａを避けるように、千鳥状になって２列に配列されており、流路ユニット４の上面に接着されている。各アクチュエータユニット２１は、その平行対向辺（上辺及び下辺）が流路ユニット４の長手方向に沿うように配置されている。複数の開口３ａは流路ユニット４の長手方向に沿って２列に配列されており、各列５個、計１０個の開口３ａがアクチュエータユニット２１と干渉しない位置に設けられている。これらの開口３ａは、全体として、アクチュエータユニット２１と同様に千鳥状に配置されている。また、隣接するアクチュエータユニット２１の斜辺同士は、流路ユニット４の幅方向（副走査方向）に部分的にオーバーラップしている。

アクチュエータユニット２１の接着領域に対応する流路ユニット４の下面（底面）であって、インク吐出面７０ａは、多数のノズル８（図６参照）がマトリクス状に配列されたインク吐出領域となっている。アクチュエータユニット２１に対向する流路ユニット４の上面には、多数の圧力室１０（図５参照）がマトリクス状に配列された圧力室群９が形成されている。言い換えると、アクチュエータユニット２１は、圧力室群９を構成する多数の圧力室１０に跨る寸法を有している。

図２に戻って、ベースブロック７１は、例えばステンレスなどの金属材料からなる。ベースブロック７１内のインク溜まり３は、ベースブロック７１の長手方向に沿って延在する略直方体の中空領域である。インク溜まり３は、その一端に設けられた開口（図示せず）を通じて外部に設置されたインクタンク（図示せず）からインクが供給され、常にインクで満たされている。インク溜まり３には、インクを流出するための開口３ｂが、その延在方向に沿って２列に計１０個設けられており、流路ユニット４の開口３ａと接続されるように千鳥状に設けられている。すなわち、インク溜まり３の１０個の開口３ｂと流路ユニット４の１０個の開口３ａは同じ位置関係となるように設けられている。

ベースブロック７１の下面７３は、開口３ｂの近傍部分７３ａにおいて周囲よりも下方に飛び出している。そして、ベースブロック７１は、下面７３の開口３ｂの近傍部分７３ａにおいてのみ流路ユニット４の上面における開口３ａの近傍部分と接触している。そのため、ベースブロック７１の下面７３の開口３ｂの近傍部分７３ａ以外の領域は、ヘッド本体７０から離隔しており、この離隔部分にアクチュエータユニット２１が配されている。つまり、ベースブロック７１の下面７３においては、開口３ｂの周囲が流路ユニット４側に突出しており、この突出部分で流路ユニット４に接触している。この突出部分以外の領域では、流路ユニット４との間に形成された離隔部分にアクチュエータユニット２１及びＦＰＣ５０が所定の隙間空間を残して配設されている。

ホルダ７２は、ベースブロック７１を把持する把持部７２ａと、副走査方向に間隔をおいて設けられ把持部７２ａの上面から上方に向けて突出する一対の突出部７２ｂとを含んでいる。ベースブロック７１は、ホルダ７２の把持部７２ａの下面に形成された凹部内に接着固定されている。アクチュエータユニット２１に接着されたＦＰＣ５０は、ベースブロック７１と流路ユニット４との間に作られた離隔部分から引き出された後、スポンジなどの弾性部材８３を介してホルダ７２の突出部７２ｂ表面に沿うようにそれぞれ配置されている。ホルダ７２の突出部７２ｂ表面に配置されたＦＰＣ５０上には、ドライバＩＣ８０が設置されている。すなわち、ＦＰＣ５０は、ドライバＩＣ８０から出力された駆動信号をヘッド本体７０のアクチュエータユニット２１に伝達するものであり、アクチュエータユニット２１及びドライバＩＣ８０とはハンダ付けによって電気的に接合されている。

ドライバＩＣ８０の外側表面には略直方体形状のヒートシンク８２が密着配置されている。これにより、ドライバＩＣ８０で発生した熱を効率的に散逸させることができる。ドライバＩＣ８０及びヒートシンク８２の上方においては、ＦＰＣ５０の外側に接続された基板８１が配置されている。ヒートシンク８２の上端部（上面）と基板８１との間、および、ヒートシンク８２の下端部（下面）とＦＰＣ５０との間は、それぞれシール部材８４で接着されており、インクジェットヘッド１の本体にゴミやインクが侵入することを防いでいる。

図４は、図３内に示す流路ユニット４の上面における一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。図４に示すように、流路ユニット４内のアクチュエータユニット２１に重なる領域には、流路ユニット４の長手方向と平行に４本の副マニホールド流路５ａが延在している。各副マニホールド流路５ａには、ノズル８の各々に通じる多数の個別インク流路が接続されている。図５は、個別インク流路を示す断面図である。図５から分かるように、各ノズル８は、圧力室１０及びアパーチャすなわち絞り１３を介して副マニホールド流路５ａと連通している。このようにして、ヘッド本体７０には、副マニホールド流路５ａの出口からアパーチャ１３、圧力室１０を経てノズル８に至る個別インク流路７が圧力室１０ごとに形成されている。本実施の形態では、個別インク流路７は一旦上方に向かい、流路ユニット４の上面に形成された圧力室１０の一端部に至る。さらに、個別インク流路７は、水平に延在する圧力室１０の他端部から斜め下方に向かい、流路ユニット４の下面に形成されたノズル８に繋がっている。全体として、各個別インク流路７は、圧力室１０を頂部とする弓なり形状を有している。これにより、個別インク流路７の高密度配置を可能とし、インクの円滑な流れを実現している。

＜ヘッド断面構造＞
ヘッド本体７０は、図５からも分かるように、上側のアクチュエータユニット２１と下側の流路ユニット４とからなる積層構造体である。このうち、アクチュエータユニット２１は、後で詳述するように、４枚の圧電シート４１〜４４（図９参照）が積層され且つ電極が配されることによってなる。また、アクチュエータユニット２１に含まれる４枚の圧電シートのうちの最上層だけが、電界印加時に活性部となる部分を有する層（以下、単に「活性部を有する層」というように記する）であり、残り３層が活性部を有しない非活性層である。一方、流路ユニット４においては、キャビティプレート２２、ベースプレート２３、アパーチャプレート２４、サプライプレート２５、マニホールドプレート２６、２７、２８、カバープレート２９及びノズルプレート３０の合計９枚のシート材が積層されている。

キャビティプレート２２は、圧力室１０の空隙を構成するほぼ菱形の孔（角部に丸みがつけられた孔）が、アクチュエータユニット２１の貼付範囲内に多数設けられた金属プレートで、ベースプレート２３は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０とアパーチャ１３との連絡孔２３ａ及び圧力室１０からノズル８への連絡孔２３ｂがそれぞれ設けられた金属プレートである。

アパーチャプレート２４は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、アパーチャ１３となる孔のほかに圧力室１０からノズル８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。サプライプレート２５は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、アパーチャ１３と副マニホールド流路５ａとの連絡孔及び圧力室１０からノズル８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。マニホールドプレート２６、２７、２８は、副マニホールド流路５ａに加えて、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０からノズル８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。カバープレート２９は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０について、圧力室１０からノズル８への連絡孔がそれぞれ設けられた金属プレートである。ノズルプレート３０は、複数のノズル８が設けられた一枚のＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ４３０等のステンレス鋼製プレートである（図６参照）。ノズルプレート３０のノズル８は、キャビティプレート２２の１つの圧力室１０につき１つずつ設けられている。

これら１０枚のシート２１〜３０は、図５に示すような個別インク流路７が形成されるように、互いに位置合わせして積層されている。

図５から明らかなように、各プレートの積層方向において圧力室１０とアパーチャ１３とは異なるレベルに設けられている。これにより、図４に示すように、アクチュエータユニット２１に対向した流路ユニット４内において、１つの圧力室１０と連通したアパーチャ１３を、当該圧力室に隣接する別の圧力室１０と平面視で同じ位置に配置することが可能となっている。この結果、圧力室１０同士が密着してより高密度に配列されるため、比較的小さな占有面積のインクジェットヘッド１により高解像度の画像印刷が実現される。

ベースプレート２３及びマニホールドプレート２８の上下面と、サプライプレート２５及びマニホールドプレート２６、２７の上面と、カバープレート２９の下面には、余分な接着剤を流すための逃し溝１４が、各プレートの接合面に形成された開口を取り囲むように設けられている。この逃し溝１４があることによって、プレートどうしを接着する際の接着剤が個別インク流路７内にはみ出して流路抵抗が変動することが防止される。

＜ノズルプレートの詳細＞
図６は、第１実施形態に係るノズルプレート３０の平面図である。上記の通り、ノズルプレート３０は、図５に示す流路ユニットに含まれる。また、ノズルプレート３０は、１５０ｍｍの長さを有する一枚のＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ４３０等のステンレス鋼製プレートからなる。このため、このノズルプレート３０を１枚使用することにより、主走査方向に１５０ｍｍの長さを有するインクジェットヘッドを実現することができる。なお、ノズルプレート３０は、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ４３０以外のＳＵＳ製であってもよいし、その他の金属製であってもよい。

図６に示すように、ノズルプレート３０は、流路ユニット４の上面に接着されたアクチュエータユニット２１が占める領域と重なるインク吐出領域内において、複数のノズル８がマトリクス状に隣接配置されたノズル形成領域５１を有している。ノズル形成領域５１は、４つのアクチュエータユニット２１と対応するように４つ配置される（図６の５１ａ〜５１ｄ）とともに、千鳥状になって２列に配列されている。４つのノズル形成領域５１は、アクチュエータユニット２１の平面形状とほぼ同じ台形領域を有するとともに、その平行対向辺が流路ユニット４の長手方向に沿うように配置されている。そして、隣接するノズル形成領域５１の斜辺同士が、流路ユニット４の幅方向に部分的にオーバーラップしている。また、ノズルプレート３０のほぼ中心に位置する点６１について、ノズル形成領域５１がかたどる４つの台形が点対称となるように、ノズル形成領域５１ａ〜５１ｄが配置されている。

図７は、図６に示す２点鎖線で囲まれた領域の拡大平面図である。図７に示すようにノズル形成領域５１は、複数のノズル８が配列方向Ａに沿って配列された１６列のノズル列５２を有している。１６列のノズル列５２は互いに平行に配列されており、各ノズル列５２を構成するノズル８は配列方向Ａに沿って３７．５ｄｐｉに相当する距離（６７８．０μｍ）で離隔されている。なお、配列方向Ａは、インクジェットヘッド１の主走査方向、すなわち流路ユニット４の延在方向（長手方向）と平行である。

各ノズル列５２は、いずれの副マニホールド５ａ（図４参照）とも対向しない位置に配置されている。これらノズル列５２のうち、１つのノズル形成領域５１の長辺側のノズル列を第１のノズル列５２ａとし、短辺側に向かって順に第２のノズル列５２ｂ、第３のノズル列５２ｃ・・・第１６のノズル列５２ｐというように符号をつけた場合に、第１のノズル列５２ａを構成するノズル８の数が最大数となっており、第１６のノズル列５２ｐを構成するノズル８の数が最小数となっている。すなわち、ノズル形成領域５１の長辺側から短辺側に近づくにつれてノズル列５２を構成するノズル数が減少しており、ノズル形成領域５１がインク吐出領域内に収まっている。

図７には、配列方向Ａに３７．５ｄｐｉに相当する幅を有し、方向Ｃに延在する帯状領域Ｒが示されている。この帯状領域Ｒは１６個のノズルを含んでいる。これら１６個のノズルは、全ての異なるノズル列５２に属している。帯状領域Ｒに含まれるこれら１６個の各ノズル８を配列方向Ａに延びる直線上に射影した射影点は、この直線上に等間隔に並び、その間隔は、印字時の解像度である６００ｄｐｉに相当する間隔（４２．３μｍ）に等しい。なお、ノズル８を配列方向Ａに延びる直線（イ）へ射影した射影点とは、方向Ｃ（配列方向Ａに垂直な方向）に平行でノズル８を通る直線（ロ）と、直線（イ）との交点のことである。

１つの帯状領域Ｒに属する１６個のノズル８を配列方向Ａに延びる直線上に射影したとき、直線上の最も左に射影されるノズル８を（１）と記することとする。また、（１）の射影点から右方向に離れた点に射影されるノズル８を、（１）の射影点から近い順に（２）〜（１６）と記することとする。これら１６個のノズル８は、下から、（１）、（９）、（１３）、（１５）、（５）、（７）、（１１）、（１６）、（３）、（８）、（１２）、（１４）、（４）、（６）、（１０）、（２）の順番に配置されている。つまり、ノズル（１）がノズル列５２ａに属しており、このノズル列５２ａに隣接するノズル列５２ｂには、ノズル列（９）が属しているという配置関係となっている。このように構成されたインクジェットヘッド１において、アクチュエータユニット２１内を印字媒体の搬送に合わせて適宜駆動させると、配列方向Ａに６００ｄｐｉの解像度を有する文字や図形等の印字パターンを描画することができる。

図６において、主走査方向（図７の配列方向Ａ）に沿った４つのノズル形成領域５１が占める範囲の最大幅は１１５ｍｍである。しかし、隣り合う２つのノズル形成領域５１がかたどる台形は、これら２つの台形の斜辺同士が平行且つ配列方向Ａについて同じ位置になるように、一部オーバーラップしている。このようにオーバーラップしているのは、後述の通り、隣り合う２つのノズル形成領域５１のオーバーラップした部分同士で相補関係を持たせることで、ノズルプレート３０の配列方向Ａの幅全体に亘って途切れずに印字できるようにするためである。このような、４つのノズル形成領域５１によって途切れず印字できる正味の幅は、４つのノズル形成領域５１に含まれる各ノズル８を配列方向Ａに延びる直線上に射影した射影点が、この直線上に等間隔に並んでいる線分部分の長さに等しい。従って、この長さは、４つのノズル形成領域５１の配列方向Ａに関する幅から、４つのノズル形成領域５１の有する斜辺のうち配列方向Ａについて両端に位置する２つの斜辺に関する幅を引いた長さに等しい。その長さは、１０５ｍｍである。なお、このような４つのノズル形成領域５１によって途切れず印字できる正味の幅が１０５ｍｍ以上の長さになるようにノズルプレート３０を構成してもよい。これにより、さらに長いインクジェットヘッド１を実現することができる。

上記の通り、４つのノズル形成領域５１がかたどる台形は、点６１について点対称になっている。一方、ノズル形成領域５１内に形成されたそれぞれのノズル８も、ノズルプレート３０上で点６１について点対称となるように形成されている。すなわち、ノズル形成領域５１ｂ内に形成されたノズル８の位置に対して点６１について点対称な位置には、ノズル形成領域５１ｃ内に形成されたノズル８が位置している。２つのノズル形成領域５１ｂ及びノズル形成領域５１ｃ内のそれぞれのノズル８は、このように点対称になる位置で且つ１対１に対応している。例えば、図７において、ノズル形成領域５１ｂ内にあるノズル３１ｂ、３２ｂ及び３３ｂは、それぞれ、ノズル形成領域５１ｃ内にあるノズル３１ｃ、３２ｃ及び３３ｃと、点６１について点対称の関係にある。図７には図示されていないが、これと同様に、２つのノズル形成領域５１ａ及びノズル形成領域５１ｄ内のそれぞれのノズル８も、点対称になる位置で且つ１対１に対応している。また、隣接するノズル形成領域５１、例えば、図７に示される領域５１ｂと領域５１ｃとの境界部では、印字パターンの隣接領域間における連続性のために、ノズル列５２ｐの左端に位置するノズル３１ｂと領域５１ｃ中のノズル３２ｃとが、配列方向Ａに３７．５ｄｐｉに相当する距離で離隔されている。同様の関係は、２つの領域５１ｂ、５１ｃ中の他の対応するノズル列間でも成り立っている。つまり、ノズル３２ｂ及びノズル３１ｃ間でも、配列方向Ａに見れば３７．５ｄｐｉに相当する距離だけ離隔されている。

ところで、上記の通り、ノズルプレート３０は長さ１５０ｍｍという長いプレートからなるため、加工過程で反りなどの変形を生じてしまうことが多い。このようなプレートの変形は、ノズルプレート３０とカバープレート２９などのシート材とを積層する際の障害となり得る。例えば、プレート全体に亘って多少反っている場合などには積層の邪魔とならないこともあるが、プレートの幅に対して小さいうねりやねじれが多数生じている場合などには、積層する際隙間などを生じる原因となることがある。また、隙間を防ぐためには積層時の加圧力を高くすればよいが、このときにプレート間に接着剤が介在していると、インク流路内への不必要な接着剤のはみ出しを誘発し、さらに別の問題を生じることがある。一方、上記のようにノズル８の形成位置がノズルプレート上で点対称となっていることにより、上記のようなうねりやねじれなど、積層の際の障害となるノズルプレート３０の変形が少なくなり、精度の高い流路ユニット４を実現することができる。

さらに、ノズルプレート３０とカバープレート２９とを熱硬化性の接着剤により接着して接合する場合は、例えばカバープレート２９上のノズルプレート３０との接合面に接着剤を塗布し、それぞれのプレートを積層した状態で加熱する。このような場合、加熱によって接着剤が収縮すると、カバープレート２９とノズルプレート３０との間に接着剤の塗布層を挟み込んでいることにより、接着剤の塗布層と接するプレート上の領域に接着剤の収縮による引っ張り応力が加えられる。ところが、ノズルプレート３０上のノズル８が形成された部分においては、ノズルプレート３０の表面と接着剤の塗布層とは互いに接触していないため、この部分には引っ張り応力が生じない。このため、ノズルプレート３０上のノズル８の形成密度が異なる部分同士では、接着剤の収縮によって加えられる力にばらつきが生じる。従って、ノズルプレート上のノズル８の配置が不規則だとノズルプレートに変形を生じる場合があり、流路ユニット４の形状にも影響を与える。一方、上記のようにノズル８がノズルプレート上で点対称に規則正しく配置されていることにより、接着剤の収縮によって加えられる力はより一様なものとなるため、ノズルプレートの変形は生じにくくなり、精度の高い流路ユニット４を実現することができる。

＜流路ユニット全体の詳細＞
図４に戻って、アクチュエータユニット２１の貼付範囲内には、多数の圧力室１０からなる圧力室群９が形成されている。圧力室群９は、アクチュエータユニット２１の貼付範囲とほぼ同じ大きさの台形形状を有している。圧力室群９は、各アクチュエータユニット２１について１つずつ形成されている。

図４から明らかなように、圧力室群９に属する各圧力室１０は、その長い方の対角線の一端においてノズル８に連通されていると共に、長い対角線の他端においてアパーチャ１３を介して副マニホールド流路５ａに連通されている。後述するように、アクチュエータユニット２１上には、平面形状がほぼ菱形で圧力室１０よりも一回り小さい個別電極３５（図８及び図９参照）が、圧力室１０と対向するようにマトリクス状に配列されている。なお、図４において、図面を分かりやすくするために、流路ユニット４にあって破線で描くべき、ノズル８、圧力室１０及びアパーチャ１３等を実線で描いている。

圧力室１０は、配列方向Ａ及び配列方向Ｂの２方向に千鳥状配列パターンでマトリクス状に隣接配置されている。圧力室１０の短い方の対角線は上述した配列方向Ａと平行である。圧力室１０の一斜辺と平行な方向は、配列方向Ａとの間の角度が鈍角θであり、配列方向Ｂと平行である。そして、圧力室１０の両方の鋭角部は、隣接する別の２つの圧力室の間に位置している。

配列方向Ａ及び配列方向Ｂの２方向にマトリクス状に隣接配置された圧力室１０は、配列方向Ａに沿って３７．５ｄｐｉに相当する距離ずつ離隔している。また、圧力室１０は、１つのアクチュエータユニット２１内において、配列方向Ｂに１６個並べられている。

マトリクス状に配置された多数の圧力室１０は、図４に示す配列方向Ａに沿って、複数の圧力室列１１を形成している。圧力室列１１は、図４の紙面に対して垂直な方向から見て、副マニホールド流路５ａとの相対位置に応じて、第１の圧力室列１１ａ、第２の圧力室列１１ｂ、第３の圧力室列１１ｃ、及び、第４の圧力室列１１ｄに分けられる。これら第１〜第４の圧力室列１１ａ〜１１ｄは、アクチュエータユニット２１の上辺から下辺に向けて、１１ｃ→１１ｄ→１１ａ→１１ｂ→１１ｃ→１１ｄ→…→１１ｂという順番で周期的に４個ずつ配置されている。

第１の圧力室列１１ａを構成する圧力室１０ａ及び第２の圧力室列１１ｂを構成する圧力室１０ｂにおいては、図４の紙面に対して垂直な方向から見て、方向Ｃに関して、ノズル８が図４の紙面下側に偏在している。そして、ノズル８が、それぞれ対応する圧力室１０の下端部付近と対向している。一方、第３の圧力室列１１ｃを構成する圧力室１０ｃ及び第４の圧力室列１１ｄを構成する圧力室１０ｄにおいては、方向Ｃに関して、ノズル８が図４の紙面上側に偏在している。そして、ノズル８が、それぞれ対応する圧力室１０の上端部付近と対向している。第１及び第４の圧力室列１１ａ、１１ｄにおいては、図４の紙面に対して垂直な方向から見て、圧力室１０ａ、１０ｄの半分以上の領域が、副マニホールド流路５ａと重なっている。第２及び第３の圧力室列１１ｂ、１１ｃにおいては、図４の紙面に対して垂直な方向から見て、圧力室１０ｂ、１０ｃのほぼ全領域が、副マニホールド流路５ａと重なっていない。そのため、いずれの圧力室列１１に属する圧力室１０についてもこれに連通するノズル８が副マニホールド流路５ａと重ならないようにしつつ、副マニホールド流路５ａの幅を可能な限り広くして各圧力室１０にインクを円滑に供給することが可能となっている。

図４に示すように、ヘッド本体７０には、台形である圧力室群９の対となる平行辺のうちの長辺に沿って、圧力室１０と同じ形状及び同じ大きさを有する多数の周縁空隙１５が長辺の全域に亘って一直線状に配列されている。周縁空隙１５は、キャビティプレート２２に形成された圧力室１０と同じ形状及び同じ大きさを有する孔がアクチュエータユニット２１及びベースプレート２３によって塞がれることによって画定されている。つまり、周縁空隙１５にはインク流路が接続されておらず、しかも、アクチュエータユニット２１における周縁空隙１５に対向する位置には個別電極３５が設けられていない。つまり、周縁空隙１５はインクで満たされることがなく、インクを吐出することもない。

また、ヘッド本体７０には、台形である圧力室群９の対となる平行辺のうちの短辺に沿って、多数の周縁空隙１６が短辺の全域に亘って一直線状に配列されている。さらに、ヘッド本体７０には、台形である圧力室群９の両斜辺に沿って、多数の周縁空隙１７が両斜辺の全域に亘って一直線状に配列されている。周縁空隙１６、１７は、共に平面視正三角形の領域においてキャビティプレート２２を貫通している。周縁空隙１６、１７にはインク流路が接続されておらず、しかも周縁空隙１６、１７には対向する個別電極３５が設けられていない。つまり、周縁空隙１５と同様、周縁空隙１６、１７はインクで満たされることがない。しかし、これら周縁空隙１５、１６、１７が圧力室群９を包囲するように形成されていることで、圧力室群９中の各圧力室１０は、各自の周囲の構造的剛性が場所によらず均一化するので、それぞれのインク吐出特性にも、剛性の違いによるばらつきが生じなくなる。

＜アクチュエータユニットの詳細＞
次に、アクチュエータユニット２１の構成について説明する。アクチュエータユニット２１上には、圧力室１０と同じパターンで多数の個別電極３５がマトリクス状に配置されている。各個別電極３５は、平面視において圧力室１０と対向する位置に配置されている。

図８は個別電極３５の平面図である。図８に示すように、個別電極３５は、圧力室１０と対向する位置に配置されて平面視において圧力室１０内に収容される主電極領域３５ａと、主電極領域３５ａにつながっており且つ圧力室１０外に対向する位置に配置された補助電極領域３５ｂとから構成されている。

図９は、図８のIX−IX線に沿った断面図である。図９に示すように、アクチュエータユニット２１は、それぞれ厚みが１５μｍ程度で同じになるように形成された４枚の圧電シート４１、４２、４３、４４を含んでいる。これら圧電シート４１〜４４は、ヘッド本体７０内の１つのインク吐出領域内に形成された多数の圧力室１０に跨って配置されるように連続した層状の平板（連続平板層）となっている。圧電シート４１〜４４が連続平板層として多数の圧力室１０に跨って配置されることで、例えばスクリーン印刷技術を用いることにより圧電シート４１上に個別電極３５を高密度に配置することが可能となっている。そのため、個別電極３５に対応する位置に形成される圧力室１０をも高密度に配置することが可能となって、高解像度画像の印刷ができるようになる。圧電シート４１〜４４は、強誘電性を有するチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系のセラミックス材料からなるものである。

最上層の圧電シート４１上に形成された個別電極３５の主電極領域３５ａは、図８に示すように、圧力室１０とほぼ相似である略菱形の平面形状を有している。つまり、その菱形の各部は、滑らかな曲線（円弧）状に形成されている。略菱形の主電極領域３５ａにおける下方鋭角部は延出されて、圧力室１０外に対向する補助電極領域３５ｂにつながっている。補助電極領域３５ｂの先端には、個別電極３５と電気的に接続された円形のランド部３６が設けられている。図９に示すように、ランド部３６は、キャビティプレート２２において圧力室１０が形成されていない領域に対向している。ランド部３６は、例えばガラスフリットを含む金からなり、図８に示すように、補助電極領域３５ｂにおける延出部表面上に形成されている。図９ではＦＰＣ５０の図示を省略しているものの、ランド部３６は、ＦＰＣ５０に設けられた接点と電気的に接合されている。この接合を行う際に、ＦＰＣ５０の接点を、ランド部３６に対して押圧する必要がある。ランド部３６に対向するキャビティプレート２２の領域に、圧力室１０が形成されていないため、十分な押圧により確実な接合を行うことができる。

最上層の圧電シート４１とその下側の圧電シート４２との間には、圧電シート４１と同じ外形及び略２μｍの厚みを有する共通電極３４が介在している。個別電極３５及び共通電極３４は共に、例えばＡｇ−Ｐｄ系などの金属材料からなる。

共通電極３４は、図示しない領域において接地されている。これにより、共通電極３４は、すべての圧力室１０に対応する領域において等しく一定の電位、本実施の形態ではグランド電位に保たれている。また、個別電極３５は、各圧力室１０に対応するものごとに電位を制御することができるように、各個別電極３５ごとに独立した別のリード線を含むＦＰＣ５０及びランド部３６を介してドライバＩＣ８０に接続されている。

＜アクチュエータユニットの駆動方法＞
次に、アクチュエータユニット２１の駆動方法について述べる。アクチュエータユニット２１における圧電シート４１の分極方向はその厚み方向である。つまり、アクチュエータユニット２１は、上側（つまり、圧力室１０とは離れた）１枚の圧電シート４１を活性部が存在する層とし且つ下側（つまり、圧力室１０に近い）３枚の圧電シート４２〜４４を非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプの構成となっている。従って、個別電極３５を正又は負の所定電位とすると、圧電シート４１中の電極に挟まれた電界印加部分が活性部（圧力発生部）として働き、例えば電界と分極とが同方向であれば圧電横効果により分極方向と直角方向に縮む。

一方、圧電シート４１の下方にある３枚の圧電シート４２〜４４は、外部から電界が印加されることが無く、そのために活性部としてほとんど機能しない。つまり、圧電シート４１において主に主電極領域３５ａと共通電極３４とによって挟まれた部分が、圧電横効果により分極方向と直角方向に縮む。

一方、圧電シート４２〜４４は、電界の影響を受けないため自発的には変位しないので、上層の圧電シート４１と下層の圧電シート４２〜４４との間で、分極方向と垂直な方向への歪みに差を生じることとなり、圧電シート４１〜４４全体が非活性側に凸となるように変形しようとする（ユニモルフ変形）。このとき、図９に示したように、圧電シート４１〜４４で構成されたアクチュエータユニット２１の下面は圧力室を区画する隔壁（キャビティプレート）２２の上面に固定されているので、結果的に圧電シート４１〜４４は圧力室側へ凸になるように変形する。このため、圧力室１０の容積が低下して、インクの圧力が上昇し、ノズル８からインクが吐出される。その後、個別電極３５を共通電極３４と同じ電位に戻すと、圧電シート４１〜４４は元の形状になって圧力室１０の容積が元の容積に戻るので、インクを副マニホールド流路５ａ側から吸い込む。

なお、他の駆動方法として、予め個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にしておき、吐出要求があるごとに個別電極３５を共通電極３４と一旦同じ電位とし、その後所定のタイミングにて再び個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にすることもできる。この場合は、個別電極３５と共通電極３４とが同じ電位になるタイミングで、圧電シート４１〜４４が元の形状に戻ることにより、圧力室１０の容積は初期状態（両電極の電位が異なる状態）と比較して増加し、インクが副マニホールド流路５ａ側から圧力室１０内に吸い込まれる。その後再び個別電極３５を共通電極３４と異なる電位にしたタイミングで、圧電シート４１〜４４が圧力室１０側へ凸となるように変形し、圧力室１０の容積低下によりインクへの圧力が上昇し、インクが吐出される。

＜印字時の動作例＞
再び図４に戻って、図４中に示された帯状領域Ｒは図７中に示すものと同じ帯状領域Ｒであって、この帯状領域Ｒ中では、１６列の圧力室列１１ａ〜１１ｄの内の何れの列についても、ノズル８が１つしか存在していない。これにより、各圧力室列１１ａ〜１１ｄが下から順に図７に示す第１のノズル列５２ａ〜第１６のノズル列５２ｐと対応していることがわかる。

例えば、６００ｄｐｉの解像度で配列方向Ａに延びる直線を印字する場合について説明する。まず、ノズル８（及び圧力室１０）が、一番下から順次上方に、互いに隣接するインクのドットを形成するように配列されている参考例の場合について簡単に説明する。この場合には、用紙が搬送されるのに対応して、図４中一番下に位置する圧力室列中のノズル８からインクの吐出を始め、順次上側に隣接する圧力室列に属するノズル８を選択してインクを吐出する。これにより、ドットが配列方向Ａに向かって６００ｄｐｉの間隔で隣接しながら形成されていく。最終的には、全体で６００ｄｐｉの解像度で配列方向Ａに延びる直線が描かれることになる。

本実施の形態では、図４中一番下に位置する圧力室列１１ｂ中のノズル８からインクの吐出を始め、用紙が搬送されるのに伴って順次上側に隣接する圧力室に連通するノズル８を選択してインクを吐出していく。このとき、下側から上側に１圧力室列上がるごとのノズル位置の配列方向Ａでの配設位置が同じでないので、用紙が搬送されるのに伴って配列方向Ａに沿って順次形成されるインクのドットは、６００ｄｐｉの間隔で等間隔にはならない。

すなわち、図４に示したように、印字媒体が搬送されるのに対応して、まず図中一番下の圧力室列１１ｂに連通するノズル（１）からインクが吐出され、印字媒体上に３７．５ｄｐｉに相当する間隔でドット列が形成される。この後、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から２番目の圧力室列１１ａに連通するノズル（９）の位置に達すると、このノズル（９）からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドット位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分の８倍だけ配列方向Ａに変位した位置に２番目のインクドットが形成される。

次に、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から３番目の圧力室列１１ｄに連通するノズル（１３）の位置に達すると、ノズル（１３）からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドット位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分の１２倍だけ配列方向Ａに変位した位置に３番目のインクドットが形成される。さらに、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から４番目の圧力室列１１ｃに連通するノズル（１５）の位置に達すると、ノズル(１５)からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドットの位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分の１４倍だけ配列方向Ａに変位した位置に４番目のインクドットが形成される。さらに、印字媒体の搬送に伴って、直線の形成位置が下から５番目の圧力室列１１ｂに連通するノズル（５）の位置に達すると、ノズル（５）からインクが吐出される。これにより、始めに形成されたドット位置から６００ｄｐｉに相当する間隔分の４倍だけ配列方向Ａに変位した位置に５番目のインクドットが形成される。

以下同様にして、順次図中下側から上側に位置する圧力室１０に連通するノズル８を選択しながらインクドットが形成されていく。このとき、図４中に示したノズル８の番号をＮとすると、（倍率ｎ＝Ｎ−１）×（６００ｄｐｉに相当する間隔）に相当する分だけ、始めに形成されたドット位置から配列方向Ａに変位した位置にインクドットが形成される。最終的に１６個のノズル８を選択し終わったときには、図中一番下のノズル（１）により３７．５ｄｐｉに相当する間隔で形成されたインクドットの間が６００ｄｐｉに相当する間隔毎に離れて形成された１５個のドットで繋げられ、全体で６００ｄｐｉの解像度で配列方向Ａに延びる直線を描くことが可能になっている。

なお、各ノズル形成領域５１の配列方向Ａについての両端部（アクチュエータユニット２１の斜辺）近傍では、ヘッド本体７０の幅方向に対向する別のアクチュエータユニット２１に対応するノズル形成領域５１の配列方向Ａについての両端部近傍と相補関係となることで６００ｄｐｉの解像度での印刷が可能となっている。これにより、４つのノズル形成領域５１から吐出されたインクによって記録される画像が途中で途切れなくなる。

＜ノズルプレートの製造方法＞
第１実施形態に係るノズルプレートの製造方法について説明する。図１０は、ノズルプレート３０を製造する際に使用されるプレス加工装置の概略構成図である。図１０に示すように、プレス加工装置１０１は、金型９０と、金型９０が固定される上部治具１０５ａと、ノズル８が形成されることでノズルプレート３０となる基板９９を水平に支持する支持部１０６を有するＸＹテーブル１０７と、上部治具１０５ａと対向する位置に配置されるとともに金型９０の各パンチ９１と対向する位置に貫通孔１０３ａが形成された金型１０３と、金型１０３が固定される下部治具１０５ｂと、下部治具１０５ｂを下方から支持する本体１０１ａとを含んで構成されている。なお、図１０を用いてなされる以下の説明においては、図７に示される配列方向Ａと平行な方向をＸ方向とし、Ｘ方向と垂直な方向であって、図７に示される方向Ｃと平行な方向をＹ方向とする。図１０において、向かって右方向がＸ方向、向かって奥の方向がＹ方向となる。

金型９０は、本体９０ａと、本体９０ａから突出し先端が尖った３本のパンチ９１とを有している。なお、パンチ９１の数は、複数であれば３本以外でもよい。後述のように、基板９９にノズル８を形成した後でノズルプレート３０の形状に打ち抜いてノズルプレート３０を製造するため、基板９９のＹ方向の幅は１５０ｍｍ以上となっている。

本体１０１ａの内部には、ＸＹテーブル１０７とＸＹテーブル１０７を移動させる移動装置１０８が配置されている。ＸＹテーブル１０７はＸＹ両方向に移動可能となっている。金型１０３の貫通孔１０３ａはパンチ９１によって形成されるノズル８の開口面積より若干大きな開口面積を有している。そのため、パンチ９１で基板９９にノズル８となる貫通しない仮孔をプレス加工で形成した際に、パンチ９１によって基板９９の下面側から下方に向かって突出した突出部を貫通孔１０３ａに内在させることが可能になり、パンチ９１の先端に大きな負荷がかからないようになる。したがって、金型９０のパンチ９１が破損しにくくなる。

次に、ノズルプレート３０となる基板９９にノズル８を形成する工程について説明する。金型９０をプレス加工装置１０１の上部治具１０５ａに固定し、基板９９をＸＹテーブル１０７の支持部１０６及び金型１０３の上面で水平に支持されるように配置させる。そして、金型９０の上部治具１０５ａを図示しないシリンダで下方に移動させ、基板９９にパンチ９１を押し込んでプレスすることにより、基板９９の所定位置に、金型９０に固定されたパンチ９１の配列に従って配列された複数の孔を形成する。パンチ９１を押し込んだ面とは反対側の基板９９上の面において、押し込んだパンチ９１の先端の位置にあたる場所は、貫通孔１０３ａの内部に向かって突出し、この場所に突出部が形成される。

次に、金型９０を上昇させ、ＸＹテーブル１０７を所定の方向に所定の距離だけ移動させる。そして、再び金型９０の上部治具１０５ａを下方に移動させてプレスし、パンチ９１の配列に従って配列された複数の孔を形成する。このように繰り返しプレスを行うことにより、図７のノズル８と同じ配列の複数の孔を基板９９に形成する。

次に、プレス加工装置１０１から基板９９を取り外し、基板９９の下面（インク吐出面７０ａとなる面）から突出した上記突出部を研磨する。このとき、基板９９の下面の一部も突出部と同様に研磨除去して下面を平坦な面に仕上げる。こうして、金型９０のパンチ９１によって基板９９に形成された複数の孔が貫通し、複数のノズル８となる。そして、基板９９がＹ方向に１５０ｍｍの長さの矩形平面形状を有するように打ち抜かれ、ノズルプレート３０が製造される。なお、図１１は、上記のようなプレス加工によって形成されたノズル８の断面を示している。基板９９上においてパンチ９１が押し込まれる側のノズル８の開口部付近が、パンチ９１を基板９９に押し込んだ際ノズル孔内に引き込まれることにより、この開口部に丸み１０９が生じる。

上記のように、複数のパンチ９１を使用して長さが１５０ｍｍの長いノズルプレート３０に複数のノズル８を形成するため、一度に多数のパンチ９１を使用した場合には、必要なプレスの回数が少なくなり、製造工程を簡易且つ迅速にすることができる。また、一度に多数のパンチ９１を使用した場合には、加工精度の揃ったノズルを形成することができる。

次に、製造方法の変形例について説明する。図１２は、本変形例におけるノズルプレートの製造方法に係る模式図である。図１２に示すように、本変形例では、３つの基板９９に対して同時に処理が施されることによって、３つのノズルプレートが同時に作製される。さらに、各基板９９には、それぞれ異なる１つのパンチ９１が対応付けられている。つまり、１つの基板９９に対して１つのパンチ９１だけを用いて穿孔処理が行われる。基板９９にノズルを形成する工程は、図１０で説明したのと同様であるが、上記のように基板１枚当たりのパンチ数が１／３であるので、ノズルプレートの完成までに必要な上部治具１０５ａを往復運動させる回数は、図１０に示したパンチが３本の場合の３倍となる。

なお、図１２においては、図１０に示したようなプレス加工装置の図示を省略しているが、本変形例では、パンチ及びこれに対向する貫通孔の数が１つである以外は図１０に示したのと同様のプレス加工装置が３つ用いられている。ただし、図１０に示すものよりもパンチ相互の距離が離れた３つのパンチを有する１つのプレス加工装置を用いて３つの基板９９に同時に穿孔処理を行うことも可能である。

本変形例では、４インチ以上の長い金属製の基板９９に一つのパンチ９１を使用してノズルを形成するためにノズルの形状やサイズが均一となり、ノズルから吐出されるインク滴の速度や体積、着弾位置精度にばらつきがほとんど生じなくなる。したがって、高画質印字が可能となる。さらに、複数の基板９９に対して同時に穿孔処理を行うので、多くのノズルプレートをできる限り短時間で作製することが可能となる。なお、この変形例では３枚の基板９９に対して同時に穿孔処理を施しているが、基板９９を１枚ずつ処理してもよいし、２枚又は４枚以上の基板９９に対して同時に穿孔処理を施してもよい。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係るノズルプレートについて説明する。なお、第２実施形態に係るノズルプレートは第１実施形態のノズルプレート３０と同様の構成を多く含んでおり、以下の説明において第１実施形態と同じ構成部分については適宜説明を省略する。図１３に示す第２実施形態に係るノズルプレート２３０は、ノズルプレート３０と同様に、長手方向に沿ったノズルが形成された範囲が４インチ以上の長さのＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ４３０等のステンレス鋼製プレートからなる。このノズルプレート２３０は、複数のノズル８がマトリクス状に形成された５つのノズル形成領域２５１を有する。ノズルプレート２３０は、第１実施形態のインクジェットヘッド１と同様の構成のインクジェットヘッドに使用され、このインクジェットヘッドの流路ユニットに含まれる。従って、ノズル形成領域２５１に対応するアクチュエータユニットは５つ必要であり、それに伴って、ＦＰＣも５枚必要であるなど、第１実施形態のインクジェットヘッド１とは一部構成の異なるインクジェットヘッドを必要とするが、基本的な構成は第１実施形態のインクジェットヘッド１と異ならないため、説明を省略する。また、図３に示される開口部３ａ、マニホールド流路５及び副マニホールド流路５ａなどを含むインク流路を有する流路ユニットについても、５つのノズル形成領域２５１に合わせて構成する必要があるが、これも基本的な構成を異にするわけではないため、説明を省略する。なお、第２実施形態に係る流路ユニットが、キャビティプレート、ベースプレート、アパーチャプレート、サプライプレート、３枚のマニホールドプレート、カバープレート及びノズルプレート２３０の合計９枚のシート材が積層された積層構造を有している点についても、第１実施形態と同様である。また、第２実施形態に係るノズルプレート２３０も、上述した第１実施形態に係るノズルプレートと同様の方法で製造される。

ノズルプレート２３０上の５つのノズル形成領域２５１は、その平行対向辺が主走査方向に沿っている台形形状を有する。また、隣り合う２つのノズル形成領域２５１同士の斜辺が平行且つ主走査方向について同じ位置になるように、それぞれのノズル形成領域２５１が配置されている。さらに、これらのノズル形成領域２５１がかたどる５つの台形形状は、副走査方向に平行な二点鎖線２１１について線対称である。従って、それぞれのノズル形成領域２５１内に形成されたノズル８が、各ノズル形成領域２５１の中で副走査方向に平行な直線について線対称に配列されている場合には、全てのノズル８は、二点鎖線２１１について線対称に配列されていることになる。例えば、ノズル形成領域２５１ｃ内でノズル８が二点鎖線２１１について線対称に形成され、他の４つのノズル形成領域２５１においても、ノズル形成領域２５１ｃと同一の配列でノズル８が形成されている場合には、全てのノズル８は二点鎖線２１１について線対称に配列されていることになる。

一方で、図１４に示されるように、それぞれのノズル形成領域２５１内のノズル８は、第１実施形態に係るノズルプレート３０と同様に配列されている。従って、１つのノズル形成領域２５１内で、ノズル８の配列は二点鎖線２１１について完全な線対称とはいえない。しかし、１つのノズル列５２には多数のノズル８が３７．５ｄｐｉに相当する小さい間隔で等間隔に並べられている。このため、各ノズル列５２上のノズル８の配置は二点鎖線２１２について線対称な配置から僅かにずれているに過ぎない。そのずれの大きさは、隣り合うノズル８の間隔である３７．５ｄｐｉに相当する間隔以下である。また、ノズル形成領域２５１ａ内に形成された各ノズル８の位置と、ノズル形成領域２５１ｅ内に形成された各ノズル８の位置とは、二点鎖線２１１について完全に線対称な関係にはなっておらず、線対称な関係にある位置から少しずれている。しかし、上記と同様に、このずれの大きさは、３７．５ｄｐｉに相当する間隔以下であり、ほぼ線対称に位置しているといってよい。同様に、ノズル形成領域２５１ｂ及びノズル形成領域２５１ｄ内に形成されたノズル８も、ほぼ線対称に配置されている。

ノズル８がノズルプレート２３０に線対称に規則正しく形成されていることにより、第１実施形態のノズルプレートと同様に、カバープレートなどのシート部材とノズルプレート２３０とを積層する際、うねりやねじれなど積層の障害となるノズルプレート２３０の変形が少なくなり、精度の高い流路ユニット４を実現することができる。また、ノズル８がノズルプレート２３０に線対称に規則正しく形成されていることにより、ノズルプレート２３０とカバープレートとを接着によって接合する際にも、第１実施形態のノズルプレートと同様に、接着剤の収縮による変形は生じにくくなり、精度の高い流路ユニット４を実現することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能なものである。例えば、ノズルプレートが有するノズル形成領域は、上述した台形形状のものに限らず、その他の形状を有するものであってもよい。図１５（ａ）は、その一例となるノズルプレートの変形例を示している。ノズルプレート３３０ａは、平行四辺形の形状をもつ４つのノズル形成領域３５１ａを有する。この変形例においては、ノズルプレート３３０ａ上で点３６１について点対称となるように、これら４つのノズル形成領域３５１ａを構成するノズルを形成されている。ただし、隣り合う２つのノズル形成領域３５１ａの隙間を補完するような別のノズル群を形成する必要がある。このようなノズル群からなるノズル形成領域３５２は、ノズルプレート３３０ａ上の複数のノズルが形成された領域である。この領域は、ノズル形成領域３５１ａの外側に、且つ、２つの隣り合うノズル形成領域３５１ａの隙間３５５と主走査方向について同じ位置に配置されている。また、ノズル形成領域３５２の主走査方向に係る幅は、隙間３５５の主走査方向に係る幅３１３と等しい。さらに、図１５（ａ）に示されるように、ノズル形成領域３５２は、平行四辺形形状を有している。ノズル形成領域３５２の平行四辺形の一辺は、ノズル形成領域３５１ａの平行四辺形の一辺に含まれており、ノズル形成領域３５２の平行四辺形の他の一辺は、隙間３５５の境界をなすノズル形成領域３５１ａの一辺を延長した線の一部となっている。

図１５（ｂ）は、２つめの変形例に係るノズルプレートを示している。ノズルプレート３３０ｂは、３つのノズル形成領域３５１ｂと、ノズル形成領域３５３，３５４とを有している。ノズル形成領域３５１は、発明の第２実施形態におけるノズル形成領域２５１と同一の形状であり、領域内のノズルの配列も同じとしてよい。一方、第２実施形態のノズル形成領域２５１ａ，２５１ｅにあたる場所には、ノズル形成領域３５３，３５４が配置されている。ノズル形成領域３５３及び３５４の平行対向辺以外の２辺について、ノズル形成領域３５１ｂと隣り合っている一方の辺は、ノズル形成領域３５１ｂの斜辺と平行であり、この辺と平行対向辺との間の角度は９０度ではない。これに比べて他方の辺は、平行対向辺との間の角度が９０度に近い。これにより、第２実施形態の場合と異なり、ノズルプレート上で長手方向について最も端にあたる付近のノズルの数を少なくできる。従って、長手方向に同じ解像度の印字範囲を作ろうとした場合、インクジェットヘッドの長手方向の長さをノズルプレート３３０ｂの両端付近でノズル数を第２実施形態の場合より少なくした分だけ短くできる。なお、３つのノズル形成領域３５１と、ノズル形成領域３５３，３５４は、ノズルプレート３３０ｂ上で二点鎖線３１２について線対称になるように配置されている。なお、図１５（ｂ）に示す変形例では、異なる形状のアクチュエータユニットを用意する必要があり、それを取り扱う上での煩雑さもある。そこで、平行対向辺のうち、下辺（長い方の辺）に対する斜辺の交差角が異なる形状のノズル形成領域としてもよい。このとき、ノズルプレートの両側に位置するノズル形成領域の長手方向外側斜辺を、それぞれ下辺に対してより大きな角度で交差している斜辺の方を配置することで、取扱上の煩雑さは解消される。また、この場合のインクジェットヘッドの長手方向の全長は、先の変形例ほどではないが短くもできる。なお、この形態は、偶数のノズル形成領域を設ける場合に適用することが好適である。

本発明の第１実施形態によるインクジェットヘッドの外観斜視図である。 図１に示すインクジェットヘッドの断面図である。 図１に示すインクジェットヘッドに含まれるヘッド本体の平面図である。 図３の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 図３に示すヘッド本体の圧力室に対応した部分断面図である。 図５に示す流路ユニットに含まれる第１実施形態に係るノズルプレートの平面図である。 図６に示す二点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 図３に描かれたアクチュエータユニット上に形成された個別電極の平面図である。 図３に描かれたアクチュエータユニットの部分断面図である。 本発明の第１実施形態及び第２実施形態に係るノズルプレートの製造方法で使用されるプレス加工装置の概略構成図である。 図１０に示すプレス加工装置によって形成されたノズルの断面図である。 図１０に示す製造方法の変形例を説明するための模式図である。 本発明の第２実施形態に係るノズルプレートの平面図である。 図１３に示すノズルプレート上の１つのノズル形成領域の拡大平面図である。 本発明に係るノズルプレートの変形例を示す平面図である。

符号の説明

１ インクジェットヘッド
４ 流路ユニット
８ ノズル
１０ 圧力室
２１ アクチュエータユニット
３０，２３０，３３０ ノズルプレート
４１−４４ 圧電シート
５１，２５１，３５１，３５３，３５４ ノズル形成領域
５２ ノズル列
１０１ プレス加工装置

Claims (11)

1. インクを吐出する複数のノズルを有し、長手方向に沿った前記複数のノズルが形成された範囲の長さが４インチ以上であり、且つ、金属製の１枚の薄板からなるインクジェットヘッド用ノズルプレート。
2. 前記長手方向に平行な複数の直線に沿って前記複数のノズルが形成されており、
   前記ノズルの形成位置を前記長手方向に平行な一本の仮想直線に射影する場合において、前記仮想直線と前記ノズルの形成位置を通り前記長手方向に垂直な直線との交点を射影点としたとき、前記射影点が前記仮想直線上に一定の間隔で配列されており、且つ、
   前記仮想直線の前記射影点が前記一定の間隔で配列されている部分の長さが４インチ以上であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド用ノズルプレート。
3. 前記射影点が前記仮想直線上に６００ｄｐｉの間隔以下の間隔で配列されていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド用ノズルプレート。
4. 前記ノズルが形成された前記インクジェットヘッド用ノズルプレートのノズル形成面内の１つの点について点対称になるように前記複数のノズルが形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のインクジェットヘッド用ノズルプレート。
5. 前記ノズルが形成された前記インクジェットヘッド用ノズルプレートのノズル形成面内の１本又は２本以上の直線について実質的に線対称になるように前記複数のノズルが形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のインクジェットヘッド用ノズルプレート。
6. 前記複数のノズルが、前記長手方向に平行な上辺及び下辺を有する台形形状の複数のノズル形成領域内の実質的に全域においてマトリクス状に形成されており、
   前記長手方向に関して互いに隣接した２つの前記ノズル形成領域は、互いの斜辺同士が平行で且つ前記長手方向に関する位置が同じとなるように配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載のインクジェットヘッド用ノズルプレート。
7. 前記複数のノズルは、複数のパンチを使用したプレス加工によって形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクジェットヘッド用ノズルプレート。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の前記インクジェットヘッド用ノズルプレート及び複数の金属プレートを積層した積層体からなり、且つ、前記ノズルへインクを流出させるインク流路を有する流路ユニットを備えていることを特徴とするインクジェットヘッド。
9. インクを吐出する複数のノズルを有し、長手方向に沿った前記複数のノズルが形成された範囲の長さが４インチ以上であり、且つ、金属製の１枚の薄板からなるインクジェットヘッド用ノズルプレートを作製する製造方法であって、複数のパンチを使用したプレス加工によって前記複数のノズルを形成することを特徴とするインクジェットヘッド用ノズルプレートの製造方法。
10. インクを吐出する複数のノズルを有し、長手方向に沿った前記複数のノズルが形成された範囲の長さが４インチ以上であり、且つ、金属製の１枚の薄板からなるインクジェットヘッド用ノズルプレートを作製する製造方法であって、１つのパンチを使用したプレス加工によって前記複数のノズルを形成することを特徴とするインクジェットヘッド用ノズルプレートの製造方法。
11. 複数のインクジェットヘッド用ノズルプレートを同時に作製する場合に、１つのインクジェットヘッド用ノズルプレートに対して１つのパンチを用いることを特徴とする請求項１０に記載のインクジェットヘッド用ノズルプレートの製造方法。

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