JP2008012704A - 液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】液滴の吐出量の変動を吸収して安定した吐出及び高品質な印字が可能で、簡易かつ安価な液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの製造方法を提供するを提供する。
【解決手段】ノズルプレート2に、流路部材13に形成された液滴供給路12に対応する領域に、液滴の吐出量の変化を吸収して安定した吐出を可能とするダンパー部11を形成し、また、ノズルプレート2の液滴吐出側の表面の、ノズル2aの周辺及びダンパー部11の一部に保護部材9をさらに配設し、ダンパー部11のうち保護部材9が配設された部分によってダンパー補強部11a及び保護部材9が配設されていない部分によってダンパー機能部11bを形成するように構成する。
【選択図】図4

Description

本発明は、液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの製造方法に関し、さらに詳しくは、液滴の吐出量の変動を吸収して安定した吐出及び高品質な印字が可能で、簡易かつ安価な液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの製造方法に関する。
インクを吐出するノズルと、ノズルに連通する圧力発生室と、複数の圧力発生室にインクを供給するインク供給路とを備えたインクジェットヘッドが用いられている。このようなインクジェットヘッドの場合、液滴の吐出量が全体で大きく変動すると、インク供給路におけるインクの慣性力(イナータンス)によって、液滴の吐出量の変動直後の吐出状態が乱れるという不都合があった。これらの不都合を防止するために、インク供給路の支流部にダンパー機能を付与させることが知られており、支流内部にエアー室を設けて、弾性部材によってインク流路と分離する構造等が提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2等参照)。
特開2002−307676号公報 特許第3402349号公報
しかしながら、このような特許文献に提案された構成は、液滴吐出ヘッドの内部の構造が複雑となり、液滴吐出ヘッドを作製する際に、部品点数が増大し、工数の増大、歩留りの低下等を惹起して、コストを増大させるという問題があった。構造の簡略化として、ノズルプレートとダンパー部材を兼用する事が考えられるが、ダンパー効果は材料のヤング率と厚みと面積で決定されるものであり、十分なダンパー効果を得るためにノズルプレートを薄くすると、ノズル長が短くなり液滴吐出方向性が不安定になるという問題があった。また、ダンパー部を大面積にすると強度の課題や用紙Jamによる破損の懸念が高く、信頼性に課題があった。
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであって、液滴の吐出量の変動を吸収して安定した吐出及び高品質な印字が可能で、簡易かつ安価な液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。すなわち、1つの要求品質である「ダンパー効果が十分に得られること(インク供給路におけるインクのイナータンスの印字品質への影響を極力排除できること)、及び前述の要求品質とは二律背反的な他の要求品質である「印字品質(方向性)を良好とするためにノズル形成部材の厚さ(ノズル長さ)を大きくすること」、および「用紙Jam等に対して高い信頼性を持つこと」
のいずれをも満足するとともに、簡易かつ安価な液滴吐出ヘッドを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の一態様は、以下の液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び液滴吐出ヘッドの製造方法を提供する。
[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と、前記ノズルに連通した圧力発生室を有するとともに前記圧力発生室に液体を供給する液体供給路を有する流路部材とを備えた液滴吐出ヘッドであって、前記ノズルプレートは、前記液体供給路に対応する領域の少なくとも一部に、前記液滴の吐出量の変化を吸収して安定した吐出を可能とするダンパー部を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
このように構成することによって、液滴の吐出量の変動を吸収して安定した吐出及び高品質な印字を簡易かつ安価に実現することができる。
[2]前記ノズルプレートの液滴吐出側の表面の、前記ノズルの周辺及び前記ダンパー部の少なくとも一部に配設された保護部材をさらに備え、前記ダンパー部のうち前記保護部材が配設された部分によってダンパー補強部及び前記保護部材が配設されていない部分によってダンパー機能部が形成されてなることを特徴とする前記[1]に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、ダンパー部に、ダンパー効果を十分に発揮させるとともに、ダンパー部の強度を確保することができる。
[3]前記ダンパー部は、可撓性の材料から前記ノズルプレートと同じ厚さで構成されたことを特徴とする前記[1]に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、簡易かつ確実に、ダンパー部にダンパー効果を十分に発揮させるとともに、ダンパー部の強度を確保することができる。
[4]前記ダンパー部は、前記ノズルプレートの厚さを薄くした薄肉部から構成されたことを特徴とする前記[1]に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、ダンパー部にダンパー効果を十分に発揮させるとともに、ノズル形成部材の厚さ(ノズル長さ)を大きく維持して印字品質(方向性)を良好とすることができる。
[5]前記薄肉部は、少なくとも一部が大気に開放されていることを特徴とする前記[4]に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、ダンパー部にダンパー効果を確実に発揮させることができる。
[6]前記薄肉部は、前記ノズルのそれぞれに対応して少なくとも1つ、独立して配設されたことを特徴とする前記[4]に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、ダンパー部にダンパー効果を確実に発揮させることができる。
[7]前記薄肉部は、レーザー加工によって形成されたことを特徴とする前記[4]に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、ダンパー部を簡易かつ効率的に形成することができる。
[8]前記レーザー加工は、前記ノズルを形成するための開口加工と同時になされたことを特徴とする前記[7]に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、ダンパー部を、さらに簡易かつ効率的に形成することができる。
[9]複数の前記ノズルは、前記液体供給路の配設方向と並行に、複数のノズル列として配設されたことを特徴とする前記[1]に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、確実なワイピング作業を実現することができるとともに、ダンパー部を、さらに簡易かつ効率的に形成することができる。
[10]前記保護部材は、複数の前記ノズル列の間を跨って、前記液体供給路と交差する方向に配設されたことを特徴とする前記[9]に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、確実なワイピング作業を実現することができるとともに、信頼性が高いダンパー部を、さらに簡易かつ効率的に形成することができる。
[11]前記保護部材は、前記ノズルの表面のワイピング方向に配設されたことを特徴とする前記[9]に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、ノズル面における液体や異物の排出性を高めて、確実なワイピング作業を実現することができる。
[12]保護部材用プレート、ノズル用プレート及び流路部材用プレートを接合した後、前記保護部材用プレート及び前記流路部材用プレートの少なくとも一部をエッチングすることによって形成されたことを特徴とする前記[1]に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、ダンパー部を、さらに簡易かつ効率的に形成することができる。
[13]前記ノズルプレートは、樹脂プレートから構成されるとともに、前記流路部材及び前記保護部材は、SUSプレートから構成されたことを特徴とする前記[1]に記載の液滴吐出ヘッド。このように構成することによって、ダンパー部を、さらに簡易かつ効率的に形成することができる。
[14]液滴を吐出する複数のノズルを有するノズルプレートと、前記ノズルに連通した圧力発生室を有するとともに前記圧力発生室に液体を供給する液体供給路を有する流路部材とを備えた滴吐出ヘッドを製造する方法であって、ノズル用プレート及び流路部材用プレートを接合する第1の工程と、前記流路部材用プレートの少なくとも一部を所定のパターンにエッチングして、前記液体供給路を有する前記流路部材を、前記ノズル用プレートが前記液体供給路に対応する領域の少なくとも一部に前記液滴の吐出量の変化を吸収して安定した吐出を可能とするダンパー部を有する構成になるように形成する第2の工程と、前記ノズル用プレートの前記流路部材側からレーザー加工をすることによって前記ノズルを形成して前記ノズルプレートを形成する第3の工程と、を含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
このように構成することによって、液滴の吐出量の変動を吸収して安定した吐出及び高品質な印字が可能な液滴吐出ヘッドを簡易かつ効率的に製造することができる。
[15]前記第1の工程において、前記ノズル用プレートとして可撓性プレートを用いるとともに、前記第2の工程において、前記ダンパー部を、前記ノズルプレートと同じ厚さで構成されたものとなるように形成することを特徴とする前記[14]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、ダンパー効果を確実に発揮するダンパー部を簡易かつ効率的に製造することができる。
[16]前記第2の工程において、前記ダンパー部を、前記ノズルプレートの厚さを薄くした薄肉部から構成されたものとなるように形成することを特徴とする前記[14]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、ダンパー効果を確実に発揮するダンパー部を簡易かつ効率的に製造することができるとともに、ノズル形成部材の厚さ(ノズル長さ)を大きく維持して印字品質(方向性)を良好とした液滴吐出ヘッドを効率的に製造することができる。
[17]前記第2の工程において、前記薄肉部を、前記ノズルとなる部分に対応して少なくとも1つ、独立して配設することを特徴とする前記[16]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、ダンパー効果を確実に発揮するダンパー部を簡易かつ効率的に製造することができる。
[18]前記第2の工程において、前記薄肉部を、レーザー加工をすることによって形成することを特徴とする前記[16]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、ダンパー効果を確実に発揮するダンパー部を簡易かつ効率的に製造することができる。
[19]前記第2の工程における前記薄肉部のレーザー加工と、前記第3の工程における前記ノズルのレーザー加工とを、同時に行うことを特徴とする前記[18]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、ダンパー効果を確実に発揮するダンパー部をさらに簡易かつ効率的に製造することができる。
[20]前記第2の工程における前記薄肉部のレーザー加工と、前記第3の工程における前記ノズルのレーザー加工とを、n個以下(nは自然数)の薄肉部用開口が配設されるとともに、2〜n個(nは自然数)のノズル用開口が配設されたマスクを用いて行うことを特徴とする前記[19]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、ダンパー効果を確実に発揮するダンパー部をさらに簡易かつ効率的に製造することができる。
[21]前記第1の工程において、前記ノズル用プレートとして樹脂プレートを、前記流路部材用プレートSUSプレートを用いることを特徴とする前記[13]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、ダンパー効果を確実に発揮するダンパー部をさらに簡易かつ効率的に製造することができる。
[22]液滴を吐出する複数のノズルを有するノズルプレートと、前記ノズルに連通した圧力発生室を有するとともに前記圧力発生室に液体を供給する液体供給路を有する流路部材とを備えた滴吐出ヘッドを製造する方法であって、保護部材用プレート、ノズル用プレート及び流路部材用プレートを接合する第1の工程と、前記流路部材用プレートの少なくとも一部を所定のパターンにエッチングして、前記液体供給路を有する前記流路部材を、前記ノズル用プレートが前記液体供給路に対応する領域の少なくとも一部に前記液滴の吐出量の変化を吸収して安定した吐出を可能とするダンパー部を有する構成になるように形成する第2の工程と、前記保護部材用プレートの少なくとも一部を所定のパターンにエッチングして、前記保護部材を、前記ノズル用プレートの液滴吐出側の表面の前記ノズルを形成することになる部分の周辺及び前記ダンパー部の少なくとも一部に、前記ダンパー部がダンパー補強部及びダンパー機能部に区分されるように形成する第3の工程と、前記ノズル用プレートの前記流路部材側からレーザー加工をすることによって前記ノズルを形成して前記ノズルプレートを形成する第4の工程と、を含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
このように構成することによって、ダンパー効果を十分に発揮するとともに強度を確保したダンパー部を有し、液滴の吐出量の変動を吸収して安定した吐出及び高品質な印字が可能な液滴吐出ヘッドを簡易かつ効率的に製造することができる。
[23]前記第1の工程において、前記ノズル用プレートとして可撓性プレートを用いるとともに、前記第2の工程において、前記ダンパー部を、前記ノズルプレートと同じ厚さで構成されたものとなるように形成することを特徴とする前記[22]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、ダンパー効果を確実に発揮するダンパー部を簡易かつ効率的に製造することができる。
[24]前記第2の工程における前記流路部材用プレートのエッチングと、前記第3の工程における前記保護部材用プレートのエッチングとを同時に行うことを特徴とする前記[22]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、ダンパー効果を確実に発揮するダンパー部を簡易かつ効率的に製造することができる。
[25]前記第2の工程において、前記ダンパー部を、前記ノズルプレートの厚さを薄くした薄肉部から構成されたものとなるように形成することを特徴とする前記[22]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、ダンパー効果を確実に発揮するダンパー部を簡易かつ効率的に製造することができるとともに、ノズル形成部材の厚さ(ノズル長さ)を大きく維持して印字品質(方向性)を良好とした液滴吐出ヘッドを効率的に製造することができる。
[26]前記第2の工程において、前記薄肉部を、前記ノズルとなる部分に対応して少なくとも1つ、独立して配設することを特徴とする前記[22]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、ダンパー効果を確実に発揮するダンパー部を簡易かつ効率的に製造することができる。
[27]前記第2の工程において、前記薄肉部を、レーザー加工をすることによって形成することを特徴とする前記[22]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、ダンパー効果を確実に発揮するダンパー部を簡易かつ効率的に製造することができる。
[28]前記第2の工程における前記薄肉部のレーザー加工と、前記第4の工程における前記ノズルのレーザー加工とを、同時に行うことを特徴とする前記[27]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、ダンパー効果を確実に発揮するダンパー部を簡易かつ効率的に製造することができる。
[29]前記第2の工程における前記薄肉部のレーザー加工と、前記第4の工程における前記ノズルのレーザー加工とを、n個以下(nは自然数)の薄肉部用開口が配設されるとともに、2〜n個(nは自然数)のノズル用開口が配設されたマスクを用いて行うことを特徴とする前記[28]に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。このように構成することによって、ダンパー効果を確実に発揮するダンパー部をさらに簡易かつ効率的に製造することができる。
[30]液滴を吐出する複数のノズルを有するノズルプレートと、前記ノズルに連通した圧力発生室を有するとともに前記圧力発生室に液体を供給する液体供給路を有する流路部材とを含む液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置において、前記液滴吐出ヘッドは、前記ノズルプレートが、前記液体供給路に対応する領域の少なくとも一部に、前記液滴の吐出量の変化を吸収して安定した吐出を可能とするダンパー部を有することを特徴とする液滴吐出装置。
このように構成することによって、液滴の吐出量の変動を吸収して安定した吐出及び高品質な印字が可能な液滴吐出装置とすることができる。
[31]前記液滴吐出ヘッドは、前記ノズルプレートの液滴吐出側の表面の、前記ノズルの周辺及び前記ダンパー部の少なくとも一部に配設された保護部材をさらに備え、前記ダンパー部のうち前記保護部材が配設された部分によってダンパー補強部及び前記保護部材が配設されていない部分によってダンパー機能部が形成されてなる液滴吐出ヘッドであることを特徴とする前記[30]に記載の液滴吐出装置。このように構成することによって、ダンパー部の強度が確保されると共に、用紙Jam等が発生してもダンパー部の破損がおきにくくなり、信頼性の高い液滴吐出装置とすることができる。
本発明によって、液滴の吐出量の変動を吸収して安定した吐出及び高品質な印字が可能で、簡易かつ安価な液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置及び液滴吐出ヘッドの製造方法が提供される。
[第1の実施の形態]
(液滴吐出ヘッドの構成)
図1及び図2は、本発明の第1の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドを示し、図1は平面図、図2(a)は図1のA−A線断面図、図2(b)は図2(a)のB部詳細図である。
この液滴吐出ヘッド1は、図1に示すように、略平行四辺形の振動板7と、振動板7上に配置された複数の圧電素子8と、複数の圧電素子8に対向する位置に形成された複数のノズル2aとを有し、圧電素子8を駆動することにより、内部に貯留されている液体がノズル2aから液滴として吐出するように構成されている。なお、符号7aは、振動板7に設けられ、図示しない液体タンクから液体がヘッド1内部に供給される供給孔である。
また、液滴吐出ヘッド1は、図2(a)に示すように、ノズル2aが形成されたノズルプレート2を有し、このノズルプレート2の吐出側と反対側の面(裏面)に、流路部材13として、連通孔3a及び液プール3bを有するプールプレート3と、連通孔4a及び供給孔4bを有する供給孔プレート4Aと、連通孔5a及び供給路5bを有する供給路プレート5と、連通孔4a及び供給孔4bを有する供給孔プレート4Bと、圧力発生室6aを有する圧力発生室プレート6と、振動板7とが順次積層して構成されている。また、上述のように、振動板7上に複数の圧電素子8が配置されている。また、複数の圧電素子8を覆うように、圧電素子8に電圧を印加するためのフレキシブルプリント配線基板12(以下「FPC12」という)が配設され、FPC12を介して圧電素子8を駆動することにより、内部に貯留されている液体がノズル2aから液滴として吐出するように構成されている。
また、液プール3bは紙面に垂直な方向に連続して液体供給路12を構成している。さらに、液体供給路12からは、供給孔4b及び供給路5bを介して圧力発生室6aに連通し、圧力発生室6aから連通孔5a,4a,3aを介してノズル2aに連通する、各ノズル2aに液滴を供給するためのノズル供給路14が構成されている。
また、ノズルプレート2の、液体供給路12に対応する領域に、液滴の吐出量の変化を吸収して安定した吐出を可能とするダンパー部11が形成されている。また、ノズルプレート2の液滴吐出側の表面の、ノズル2aの周辺及びダンパー部11の対応する領域に保護部材9が配設されている。
液滴吐出ヘッド1は、図2(b)に示すように、ノズルプレート2の液滴吐出側の表面の、ノズル2a周辺及びダンパー部11の所定の領域に保護部材9が接合されている。なお、ダンパー部11の構成及び保護部材9の配設の詳細については後述する。また、ノズルプレート2のノズル2a周辺の表面、及び保護部材9の側面及び表面に下地層10a及び撥水層10bからなる撥水膜10を形成している。ノズル2aの周辺に撥水膜10を形成することにより、ノズル2aから吐出する液滴が安定して吐出されるようになる。また、ノズル2aの周辺に保護部材9を設けることにより、ノズル2a周辺の撥水膜10を用紙Jam等による機械的な破損から保護することができる。
図1及び図2では、1つの液滴吐出ヘッド1を示すが、複数の液滴吐出ヘッド1を組み合わせて液滴吐出ヘッドユニットとして、また、複数の液滴吐出ヘッドユニットを配列して液滴吐出ヘッドアレイとして用いることができる。
次に、液滴吐出ヘッド1の各部の詳細を説明する。
(ノズルプレート)
ノズルプレート2の材質としては、その一部にダンパー部11(図4参照)を有する構成とするため可撓性であること、また、ノズル2aの形成が容易であること等の観点から、合成樹脂から構成されたものが好ましく、例えば、ポリイミド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、液晶ポリマー、アロマティックポリアミド樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリサルフォン樹脂等を挙げることができる。中でも、自己融着型のポリイミド樹脂が好ましい。ノズルプレート2の厚さは、10〜100μmであることが好ましい。10μm未満であると、十分なノズル長さを確保して良好な印字品質(方向性)を実現することが困難なことがあり、100μmを超えると、可撓性を確保して十分なダンパー効果を得ることが困難なことがある。
(流路部材用プレート)
流路部材13用のプレート、例えば、プールプレート3等の材質としては、後述するエッチング処理を円滑に行うことができること、また、耐インク性に優れていること等の観点から、SUS等の金属が好ましい。
(保護部材)
保護部材9の材質としては、流路部材12用のプレートとしてのプールプレート3等の場合と同様に、エッチング処理を円滑に行うことができること、また、耐インク性に優れていること等の観点から、SUS等の金属が好ましい。また、プールプレート3等と同一の材質のプレートを用いることによって、エッチング処理を、一回で効率的に行うことができる。厚さは、10〜20μmが好ましい。10μm未満であると、ノズル2a及びダンパー部11(図4参照)の保護(補強)効果が不十分となることがあり、20μmを超えると、ノズル近傍のインクや異物の拭取り性(ワイピング性能)が不十分となることがある。
(圧電素子)
圧電素子8の材質としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛(PZT)等から構成され、上面に個別電極8a、下面に共通電極8bを有している。個別電極8a及び共通電極8bは、スパッタリング等により形成されており、下面の共通電極8bは、導電性接着剤により振動板7に電気的に接続され、振動板7を介して接地されている。また、圧電素子8は、少なくとも液滴を吐出するために必要とされる面積が、圧力発生室6aに対応する振動板7の位置に個別化されて接合されている。
(撥水膜)
撥水膜10を構成する下地層10aとして、例えば、厚さが10〜100nmの、SiO、SiO、SiO等のシリコン酸化膜、又はSi、SiN等のシリコン窒化膜を用いることが、耐インク性に優れるとともに、ノズルプレート2として用いるポリイミドのような樹脂及び撥水層10bに用いるフッ素系撥水材料との密着性にも優れていることから好ましい。また、撥水層10bとしては、例えば、フッ素系化合物からなるフッ素系撥水膜、シリコーン系撥水膜、プラズマ重合保護膜、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)ニッケル共析めっき等を挙げることができる。中でも、フッ素系化合物からなるフッ素系撥水膜が、撥水性及び密着性に優れていることから好ましい。撥水層10bの厚さは、10〜50nmであることが好ましい。
(液体の流れ)
液体の流れについて、図3を参照して説明する。振動板7の供給孔7aに供給された液体は、圧力発生室プレート6の供給孔6b、第2の供給孔プレート4Bのプール(1/4)4c、供給路プレート5のプール(2/4)5c、第1の供給孔プレート4Aのプール(3/4)4c、プールプレート3の液プール(4/4)3b、液体供給路12、第1の供給孔プレート4Aの供給孔4b、供給路プレート5の供給路5b、第2の供給孔プレート4Bの供給孔4b、圧力発生室プレート6の圧力発生室6a、第2の供給孔プレート4Bの連通孔4a、供給路プレート5の連通孔5a、第1の供給孔プレート4Aの連通孔4a、及びプールプレート3の連通孔3aを経由して、ノズルプレート2のノズル2aから液滴として吐出する。このように、液プール3bおよび(液体供給路12は、各ノズル2aに対する液体の供給に共通に用いられる。
図4は、第1の実施の形態におけるダンパー部を示し、図4(a)は平面図、図4(b)は図4(a)のC−C線断面図、図4(c)は図4(a)のD−D線断面図である。
図4に示すように、第1の実施の形態においては、ノズルプレート2には、流路部材13に形成された液体供給路12に対応する領域に、液滴の吐出量の変化を吸収して安定した吐出を可能とするダンパー部11が形成されている。
また、ノズルプレート2の液滴吐出側の表面の、ノズル2aの周辺及びダンパー部11の少なくとも一部に配設された保護部材9をさらに備えており、ダンパー部11のうち保護部材9が配設された部分によってダンパー補強部11a及び保護部材9が配設されていない部分によってダンパー機能部11bが形成されている。
本実施の形態において、ダンパー部11は、可撓性の材料であるポリイミド樹脂からノズルプレート2と同じ厚さで一体的に構成されている。また、保護部材9及び流路部材13は、SUSプレートから構成されている。
本実施の形態において、ノズル2aは、液体供給路12の配設方向と並行に、複数のノズル列として配設されている。
また、保護部材9は、複数のノズル列の間を跨って、液体供給路12と交差する方向に配設され、ノズル2aの表面のワイピング方向に配設されている。
(液滴吐出ヘッドの製造方法)
図5(a)〜(d)は、本液滴吐出ヘッド1の製造工程を示す。
(1)プレートの接合(第1の工程)
まず、図5(a)に示すように、例えば、自己融着型のポリイミドフィルムからなる25μmの厚さのノズル用プレート2bの両面上に、例えば、SUSからなる10μmの厚さの保護部材用プレート9及び流路部材用プレート13bを加熱加圧(例えば、300℃、300kgf)により接合する。なお、ノズル用プレート2bとして自己融着型のポリイミドフィルムを用いない場合は、接合に接着剤等を用いてもよい。
(2)流路部材用プレートのエッチング(第2の工程)
次に、図5(b)((b1)はC−C線断面図、(b2)はD−D線断面図である。以下同じ)に示すように、流路部材用プレート13bの一部を所定のパターンにエッチングして、液体供給路12及びノズル供給路14を有する流路部材13を、ノズル用プレート2bが液体供給路12に対応する領域の一部に液滴の吐出量の変化を吸収して安定した吐出を可能とするダンパー部11を有する構成になるように形成する(第2の工程)。なお、エッチング方法は、例えば、フォトリソグラフィ法によって、所望の形状となるようにパターニングしたレジストをマスクとした汎用の方法を用いることができる。
(3)保護部材用プレートのエッチング(第3の工程)
上述の第2の工程と同時に、図5(b)に示すように、保護部材用プレート9bの一部を、開口幅(後述するダンパー機能部11bの幅)が、例えば、250μmのパターンとなるようにエッチングして、保護部材9を、ノズル用プレート2bの液滴吐出側の表面のノズル2bを形成することになる部分の周辺及びダンパー部11の少なくとも一部に、ダンパー部11がダンパー補強部11a(例えば、200μmの幅)及びダンパー機能部11b(上述のように250μmの幅)に区分されるように形成する(図4参照)。この場合のエッチング方法も、例えば、フォトリソグラフィ法によって、所望の形状となるようにパターニングするレジストをマスクとした汎用の方法を用いるができる。なお、第2の工程と第3の工程とを別々に行ってもよいが、本実施の形態のように同時に行う方が効率的である。なお、ワイピング方向を矢印(ワイプ方向)で示す。
(4)撥水膜の形成(第3’の工程)
次に、必要に応じて、図5(c)に示すように、ノズル用プレート2bの表面及び保護部材用プレート9bの表面及び側面に、下地層10aとして、例えば、スパッタリング法により二酸化ケイ素(SiO)を10〜100nm着膜させて、その後、蒸着法によってフッ素系撥水剤からなる撥水層10bを10〜50nm着膜させて、撥水膜10を形成することが好ましい。
(5)ノズル加工(第4の工程)
次に、図5(d)に示すように、ノズル用プレート2bの流路部材13側からレーザー加工をすることによってノズル2aを形成してノズルプレート2を形成する。このようなレーザー加工に用いられるレーザーとしては、ガスレーザーであってもよく固体レーザーであってもよい。ガスレーザーとしては、エキシマレーザーを挙げることができ、固体レーザーとしてはYAGレーザーを挙げることができる。中でも、エキシマレーザーを用いることが好ましい。
(6)振動板及び圧電素子の接合(第5の工程)
次に、図2に示すように、流路部材13上に、振動板7及び複数の圧電素子8を接合する。接合方法としては、例えば、ポリイミド,ポリスチレン等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂,エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等の接着剤を用いることができる。
(7)フレキシブルプリント配線基板の配設(第6の工程)
次に、図2に示すように、複数の圧電素子8を覆うように、圧電素子8に電圧を印加するためのFPC12を配設し、FPC12を介して圧電素子8を駆動することにより、内部に貯留されている液体がノズル2bから液滴として吐出するようにする。
(第1の実施の形態の効果)
上述した第1の実施の形態によれば、以下の効果が得られる。
(イ)保護部材9を、ノズル2a周辺に加えてダンパー部11の一部にも配設したことによって、ダンパー部11に、ダンパー効果を十分に発揮させるとともに、ダンパー部の強度を確保、および保護をすることができる。
(ロ)ダンパー部11を、可撓性の材料からノズルプレート2と同じ厚さで構成したことによって、部品点数が減少し、安価なヘッドを供給する事ができる。
(ハ)保護部材9を、複数のノズル列の間を跨って、液滴供給路12と交差する方向に配設するとともに、ノズル2aの表面のワイピング方向に配設することによって、ノズル2a面における液体や異物の排出性を高めて、確実なワイピング作業を実現することができる。
[第2の実施の形態]
図6は、第2の実施の形態におけるダンパー部を示し、図6(a)は平面図、図(b)は図6(a)のE−E線断面図、図6(c)は図6(a)のF−F線断面図、図6(d)は図6(a)のG−G線断面図である。
図6に示すように、第2の実施の形態は、第1の実施の形態において、保護部材9の配設(開口)形状を斜め方向に延伸する形状にしたこと以外は第1の実施の形態と同様であり、同様の効果を発揮する。
[第3の実施の形態]
図7は、第3の実施の形態におけるダンパー部を示し、図7(a)は平面図、図7(b)は図7(a)のH−H線断面図、図7(c)は図7(a)のI−I線断面図である。
図7に示すように、第3の実施の形態は、第1の実施の形態において、保護部材9の配設(開口)幅に変化を加えたこと以外は第1の実施の形態と同様である。すなわち、ダンパー機能部11bにおける保護部材9の開口幅を、例えば、350μmとし、ノズル2a周辺における保護部材9の開口幅を、例えば、200μmとしたこと以外は第1の実施の形態と同様した。
(第3の実施の形態の効果)
ダンパー機能部11bにおける保護部材9の開口幅を大きくする(保護部材9の配設幅を小さくする)ことによって、ダンパー部11の補強効果を最小限に止めて、ダンパー効果を最大限に高めることができる。
[第4の実施の形態]
図8は、第4の実施の形態におけるダンパー部を示し、図8(a)は平面図、図8(b)は図8(a)のJ−J線断面図、図8(c)は図8(a)のK−K線断面図である。
図8に示すように、第4の実施の形態は、第1の実施の形態において、保護部材9の配設形状を、ダンパー機能部11bの形状が独立した島状となるようにしたこと以外は第1の実施の形態と同様した。すなわち、ダンパー機能部11bの形状(保護部材9の開口形状)を、保護部材9の開口幅が、例えば、350μmの長方形の島状とし、また、ノズル2a周辺における保護部材9の開口形状を、開口幅が200μmの細長い帯状としたこと以外は第1の実施の形態と同様した。
(第3の実施の形態の効果)
保護部材9の配設形状を、ダンパー機能部11bの形状が独立した島状となるようにすることによって、ダンパー効果の大きさを適宜調節することができる。
[第5の実施の形態]
図9は、第5の実施の形態におけるダンパー部を示し、図9(a)は裏面から見た平面図、図9(b)は図9(a)のM−M線断面図、図9(c)は図9(a)のN−N線断面図、図9(d)は図9(a)のO-O線断面図である。
図9に示すように、本実施の形態におけるダンパー部11は、例えば、レーザーマスク15を用いてレーザーを照射することによって、ノズルプレート2の厚さを薄くした薄肉部から構成されている。この薄肉部は、大気に開放され、ノズル2aのそれぞれに対応して少なくとも1つ、独立して配設されることが好ましい。
図10(a)はレーザーマスクの1例を示す平面図であり、図10(b)は図10(a)に示すレーザーマスクを用いてダンパー部11及びノズル2aを形成する方法を示す図9(a)におけるM−M線断面図、図10(b)は図10(a)に示すレーザーマスクを用いてダンパー部11及びノズル2aを形成する方法を示す図9(a)におけるN−N線断面図である。
本実施の形態におけるレーザーマスク15には、薄肉部用開口15a及びノズル用開口15bが形成されている。本実施の形態においては、入射側にレーザーマスク15を配置し、ノズル配列ピッチをw2とし、ステージをw1の幅で移動させる。ここで、1個のノズル2aを形成するのにm個のレーザーパターンを用いる場合、プールプレート3の連通孔4aの開口径をw3、ノズル2aのパターンの最大径をNmax、薄膜化加工領域(ダンパー機能部11b)のノズル列の方向の寸法をW4とすると、以下の関係を満足することが好ましい。即ち、レーザーマスク15とプールプレート3の開口の組合せにより、所望の位置に所望の加工を効率よく行うものである。
w2−w3/2 >(n−1)・w1+Nmax/2
w1-Nmax/2>W3/2
W1>W4・(n−1)
また、共通インク供給路幅をL0、ノズル列ピッチをLnp,レーザーマスク15のノズル列に直交する方向の開口長さをL3(≒W3)、薄膜化加工領域(ダンパー機能部11b)のノズル列に直行するレーザーマクス15の開口寸法をLとすると、以下の関係を満足することが好ましい。
Lnp−L3>L,好ましくは、L<L0
(第5の実施の形態の効果)
(イ)薄肉部のレーザー加工と、ノズル2aのレーザー加工とを、同時に行うことによって、ダンパー効果を確実に発揮するダンパー部11をさらに簡易かつ効率的に製造することができる。
(ロ)薄肉部のレーザー加工と、ノズルのレーザー加工とを、n個以下(nは自然数)の薄肉部用開口15aが配設されるとともに、2〜n個(nは自然数)のノズル用開口15bが配設されたレーザーマスク15をずらして用いることによって、加工深さの異なる薄肉部のレーザー加工と、ノズル2aのレーザー加工とを1つのマスクで行うことができ、加工ダンパー効果を確実に発揮するダンパー部と吐出性能の優れたノズル加工をさらに簡易かつ効率的に製造することができる。
[第6の実施の形態]
図11は、第6の実施の形態におけるダンパー部を示し、図11(a)は裏面からの平面図、図11(b)は図11(a)のP−P線断面図、図11(c)は図11(a)のQ−Q線断面図、図11(d)は図11(a)のR−R線断面図である。図12(a)はレーザー加工におけるレーザーの照射エリアを示す平面図、図12(b)はレーザー加工に用いられるレーザーマスクを示す平面図である。図13は第6の実施の形態におけるダンパー部を示し、図13(a)は平面図、図13(b)は図13(a)のS−S線断面図、図13(c)は図13(a)のT−T線断面図である。
第6の実施の形態は、レーザー加工におけるレーザー(エキシマレーザー)の強度分布が、長手方向が矩形で、短手方向がガウシアン形状となるという特性を利用し、図12(b)に示すレーザーマスク15を用いるとともに、照射エリアを短手方向センタを基準にして設定し、ノズル2aのレーザー加工を長手方向(短手方向センタ)におけるピーク光線を用い、薄肉部(ダンパー部11)のレーザー加工を短手方向における弱い光線を用いて行うこと以外は第5の実施の形態と同様である。
なお、図13(a)において、ダンパー機能部11bを点線で示し、ダンパー機能部11bの中央にレーザー加工されずに残存した凸状部11cを同様に点線で示している。
(第6の実施の形態の効果)
(イ)レーザー加工におけるレーザー(エキシマレーザー)のエネルギー密度分布が、長手方向が矩形で、短手方向がガウシアン形状となることを利用するため、加工深さの異なる薄肉部のレーザー加工と、ノズル2aのレーザー加工とを1つのマスクで同時に行うことができ、エネルギーの利用効率を大とすることができる。
(ロ)短手方向のセンター領域でノズル加工しているので、均一な吐出方向性を実現することができる。
(ハ)多ノズル同時加工による加工能率の向上を図ることができる。
(ニ)ダンパー部11は、エネルギー密度小の状態で加工するので、特別な制御をしなくても、ノズルプレート2を貫通することがない。
[第7の実施の形態]
図14は、第7の実施の形態におけるダンパー部を示し、図14(a)は裏面から見た平面図、図14(b)は図14(a)のU−U線断面図、図14(c)は図14(a)のV−V線断面図、図14(d)は図14(a)のW−W線断面図である。図15(a)はレーザー加工におけるレーザーの照射エリアを示す平面図、図15(b)はレーザー加工に用いられるレーザーマスクを示す平面図である。
第7の実施の形態は、各構成部分における具体的な数値を加えたこと、およびノズルに対応するダンバー部が複数個に分割されている事以外は第6の実施の形態と同様であり、同様の効果を発揮する。
[第8の実施の形態]
図16は、第8の実施の形態におけるダンパー部を示し、図16(a)は裏面からみた平面図、図16(b)は図16(a)のX−X線断面図、図16(c)は図16(a)のY−Y線断面図、図16(d)は図16(a)のZ−Z線断面図である。図17(a)はレーザー加工におけるレーザーの照射エリアを示す平面図、図17(b)はレーザー加工に用いられるレーザーマスクを示す平面図である。
第8の実施の形態は、図17(b)に示すレーザーマスクを2回ずらして用い、ノズル2aを3回の照射で形成するとともに、薄肉部(ダンパー部11)を1回の照射で形成し、その厚さをノズルプレート2の厚さの2/3以下としたこと以外は第6の実施の形態と同様であり、同様の効果を発揮する。
なお、本実施の形態においては、ダンパー部11の幅W4をノズルパターン間ピッチ以下に設定した場合(W1>W4)、図16(b)に示すような薄膜部の形状となり、W1<W4の場合、図示はしないが、ダンパー部11は複数回のレーザー加工がなされるので、薄膜部で段差が形成される。
[第9の実施の形態]
図18は、他の実施の形態の製造方法を示し、図18(a)は感光性樹脂の塗布、図18(b)は感光性樹脂のマスクによる露光、図18(c)は現像による段差の形成、図18(d)はノズルの形成を示す断面図である。
第9の実施の形態は、まず、図18(a)に示すように、ポリイミドフィルムからなるベースフィルム16上に、スピンコートによって感光性樹脂17を塗布する。次に、図18(b)に示すように、感光性樹脂17を、マスク18を用いて露光することによって、感光性硬化樹脂17の露光された部分を硬化させる。次に、図18(c)に示すように、現像液によって現像することで未硬化部分19が除去され段差が形成される。次に、図18(d)に示すように、レーザーによってノズル2aの加工を実施し、他の流路部材13と接合することで液滴吐出ヘッドを完成させることができる。
(第9の実施の形態の効果)
簡易かつ安価にダンパー部を具備した液滴吐出ヘッドを製造することができる。
[第10の実施の形態]
(カラープリンタの構成)
図19は、本発明の第10の実施の形態に係る液滴吐出装置を適用したカラープリンタを模式的に示す構成図である。このカラープリンタ100は、略箱型状の筐体101を有し、筐体101内の下部に、用紙Pを収容する給紙トレイ20、筐体101内の上部に、記録済みの用紙Pが排出される排紙トレイ21を各々配設し、給紙トレイ20から記録位置102を経由して排紙トレイ21に至る主搬送路31a〜31e、及び排紙トレイ21側から記録位置102側に至る反転搬送路32に沿って用紙Pを搬送する搬送機構30を有している。
記録位置102には、図1に示す液滴吐出ヘッド1の複数個を並列させて記録ヘッドユニットを構成し、4個の記録ヘッドユニットをそれぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のインク滴を吐出する記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kとして用紙Pの搬送方向に配列して記録ヘッドアレイを構成している。
また、カラープリンタ100は、用紙Pを吸着する吸着手段としての帯電ロール43と、
無端ベルト35を介して記録ヘッドユニット20に対向して配置されたプラテン44と、記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kの近傍に配置されたメンテナンスユニット45と、本カラープリンタ100の各部を制御するとともに、画像信号に基づいて記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kを構成する液滴吐出ヘッド1の圧電素子8に駆動電圧を印加し、ノズル2aからインク滴を吐出させ、用紙P上のカラー画像を記録する図示しない制御部とを備える。
記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kは、用紙Pの幅以上の有効印字領域を有する。なお、液滴を吐出させる方法として、圧電方式を用いたが、特に制限はなく、例えば、サーマル方式等の汎用されている方式を適宜用いることができる。
記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kの上部には、記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kに対応する色のインクを収容するインクタンク42Y、42M、42C、42Kを配設している。各インクタンク42Y、42M、42C、42Kからは、インクが各液滴吐出ヘッド1に図示しない配管を経由して供給されるように構成されている。
インクタンク42Y、42M、42C、42Kに収容されるインクとしては特に制限はなく、例えば、水性、油性、溶剤系等の汎用されているインクを適宜用いることができる。
搬送機構30は、給紙トレイ20から用紙Pを1枚ずつ取り出して主搬送路31aに供給するピックアップロール33と、主搬送路31a、31b、31d、31e、及び反転搬送路32の各部に配置され、用紙Pを搬送する複数の搬送ロール34と、記録位置102に設けられ、用紙Pを排紙トレイ21方向に搬送する無端ベルト35と、無端ベルト35が張架された駆動ロール36及び従動ロール37と、搬送ロール34及び駆動ロール36を駆動する図示しない駆動モータとを備える。
(カラープリンタの動作)
次に、カラープリンタ100の動作を説明する。搬送機構30は、制御部の制御の下に、ピックアップロール33及び搬送ロール34を駆動し、給紙トレイ20から用紙Pを取り出して主搬送路31a,31bに沿って搬送する。用紙Pが無端ベルト35の近傍に差し掛かると、帯電ロール43によって用紙Pに電荷が付与され、用紙Pは静電力により無端ベルト35に吸着する。
無端ベルト35は、駆動ロール36の駆動によって回転移動し、用紙Pが記録位置102に搬送されると、記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kによってカラー画像が記録される。
すなわち、図19に示す液滴吐出ヘッド1の液プール3bは、インクタンク42Y、42M、42C、42Kから供給されたインクで満たされており、液プール3bからインクが供給孔4b及び供給路5bを介して圧力発生室6aに供給され、圧力発生室6aにインクが貯留している。制御部が、画像信号に基づいて複数の圧電素子8に駆動電圧を選択的に印加すると、振動板13は圧電素子8の変形に伴ってたわみ、これにより、圧力発生室6a内の容積が変化し、圧力発生室6aに貯留しているインクが連通孔5a,4a,3aを介してノズル2aからインク滴として用紙P上に吐出し、用紙Pに画像を記録する。用紙Pは、Y、M、C、Kの画像が順次上書きされ、カラー画像が記録される。この場合、ノズルプレート2にダンパー部11が形成されているため、液滴の吐出量の変動を吸収して安定した吐出及び高品質な印字を簡易かつ安価に実現することができる。
カラー画像が記録された用紙Pは、搬送機構30によって主搬送路31dを経由して排紙トレイ21に排出される。
なお、両面記録モードが設定されている場合は、排紙トレイ21に一旦排出された用紙Pは、再び主搬送路31eに戻り、反転搬送路32を経由して再び主搬送路31bを経由して記録位置102に搬送され、記録ヘッドユニット41Y、41M、41C、41Kによって前回記録された用紙Pの面と反対の面にカラー画像が記録される。
本発明は、上記実施の形態及び上記実施例に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
例えば、上記実施の形態では、保護部材9を用いたが、保護部材9を用いなくてもよい。また、保護部材9としてSUSを用いたが、樹脂を用いてもよい。さらに、ノズルのレーザー加工と薄肉部のレーザー加工とを同時に行ったが、別々に行ってもよい。
本発明の液滴吐出ヘッド、液滴吐出装置、及び液滴吐出ヘッドの製造方法は、液滴を吐出することによって高精細な画像情報のパターンを形成することが要請される各種産業分野、例えば、高分子フィルムやガラス表面上にインクジェット法を用いてインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルタを形成したり、半田ペーストを基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成したり、回路基板の配線を形成する等の電気・電子工業分野、ガラス基板等に反応試薬を吐出してサンプルとの反応を検査するバイオチップを製造する医療分野等で有効に利用される。
本発明の第1の実施の形態に係る液滴吐出ヘッドの平面図である。 (a)は、図1のA−A線断面図、(b)は、(a)のB部詳細図である。 図1に示す液滴吐出ヘッドの分解斜視図である。 第1の実施の形態におけるダンパー部を示し、図4(a)は平面図、図4(b)は図4(a)のC−C線断面図、図4(c)は図4(a)のD−D線断面図である。 液滴吐出ヘッドの製造工程を示し、図5(a)はプレートの接合、図5(b)は流路部材用プレートのエッチング、図5(c)は撥水膜の形成、図5(d)はノズル加工をそれぞれ示す断面図である。 第2の実施の形態におけるダンパー部を示し、図6(a)は平面図、図6(b)は図6(a)のE−E線断面図、図6(c)は図6(a)のF−F線断面図、図6(d)は図6(a)のG−G線断面図である。 第3の実施の形態におけるダンパー部を示し、図7(a)は平面図、図7(b)は図7(a)のH−H線断面図、図7(c)は図7(a)のI−I線断面図である。 第4の実施の形態におけるダンパー部を示し、図8(a)は平面図、図8(b)は図8(a)のJ−J線断面図、図8(c)は図8(a)のK−K線断面図である。 第5の実施の形態におけるダンパー部を示し、図9(a)は平面図、図9(b)は図9(a)のM−M線断面図、図9(c)は図9(a)のN−N線断面図、図9(d)は図9(a)のO-O線断面図である。 図10(a)はレーザーマスクの1例を示す平面図であり、図10(b)は図10(a)に示すレーザーマスクを用いてダンパー部11及びノズル2aを形成する方法を示す図9(a)におけるM−M線断面図、図10(b)は図10(a)に示すレーザーマスクを用いてダンパー部11及びノズル2aを形成する方法を示す図9(a)におけるN−N線断面図である。 第6の実施の形態におけるダンパー部を示し、図11(a)は平面図、図11(b)は図11(a)のP−P線断面図、図11(c)は図11(a)のQ−Q線断面図、図11(d)は図11(a)のR−R線断面図である。 図12(a)はレーザー加工におけるレーザーの照射エリアを示す平面図、図12(b)はレーザー加工に用いられるレーザーマスクを示す平面図である。 第6の実施の形態におけるダンパー部を示し、図13(a)は平面図、図13(b)は図13(a)のS−S線断面図、図13(c)は図13(a)のT−T線断面図である。 第7の実施の形態におけるダンパー部を示し、図14(a)は平面図、図14(b)は図14(a)のU−U線断面図、図14(c)は図14(a)のV−V線断面図、図14(d)は図14(a)のW−W線断面図である。 図15(a)はレーザー加工におけるレーザーの照射エリアを示す平面図、図15(b)はレーザー加工に用いられるレーザーマスクを示す平面図である。 第8の実施の形態におけるダンパー部を示し、図16(a)は平面図、図16(b)は図16(a)のX−X線断面図、図16(c)は図16(a)のY−Y線断面図、図16(d)は図16(a)のZ−Z線断面図である。 図17(a)はレーザー加工におけるレーザーの照射エリアを示す平面図、図17(b)はレーザー加工に用いられるレーザーマスクを示す平面図である。 他の実施の形態の製造方法を示し、図18(a)は感光性樹脂の塗布、図18(b)は感光性樹脂のマスクによる露光、図18(c)は現像による段差の形成、図18(d)はノズルの形成を示す断面図である。 本発明の第10の実施の形態に係る液滴吐出装置を適用したカラープリンタを模式的に示す構成図である。
符号の説明
1 液滴吐出ヘッド
2 ノズルプレート
2a ノズル
2b ノズル用プレート
3 プールプレート
3a 連通孔
3b 液プール
4 供給孔プレート
4a 連通孔
4b 供給孔
5 供給路プレート
5a 連通孔
5b 供給路
6 圧力発生室プレート
6a 圧力発生室
7 振動板
7a 供給孔
8 圧電素子
9 保護部材
9b 保護部材用プレート
10 撥水膜
10a 下地層
10b 撥水層
11 ダンパー部
11a ダンパー補強部
11b ダンパー機能部
12 液滴供給路
13 流路部材
13b 流路部材用プレート
14 ノズル供給路
15 レーザーマスク
15a 薄肉部用開口
15b ノズル用開口
16 ベースフィルム
17 感光性樹脂
18 マスク
19 未硬化部分
20 給紙トレイ
21 排紙トレイ
30 搬送機構
31a〜31e 主搬送路
32 反転搬送路
33 ピックアップロール
34 搬送ロール
35 無端ベルト
36 駆動ロール
37 従動ロール
41Y、41M、41C、41K 記録ヘッドユニット
42Y、42M、42C、42K インクタンク
43 帯電ロール
44 プレテン
45 メンテナンスユニット
100 カラープリンタ
101 筐体
102 記録位置
P 用紙

Claims (31)

  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と、前記ノズルに連通した圧力発生室を有するとともに前記圧力発生室に液体を供給する液体供給路を有する流路部材とを備えた液滴吐出ヘッドであって、
    前記ノズルプレートは、前記液体供給路に対応する領域の少なくとも一部に、前記液滴の吐出量の変化を吸収して安定した吐出を可能とするダンパー部を有することを特徴とする液滴吐出ヘッド。
  2. 前記ノズルプレートの液滴吐出側の表面の、前記ノズルの周辺及び前記ダンパー部の少なくとも一部に配設された保護部材をさらに備え、
    前記ダンパー部のうち前記保護部材が配設された部分によってダンパー補強部及び前記保護部材が配設されていない部分によってダンパー機能部が形成されてなることを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。
  3. 前記ダンパー部は、可撓性の材料から前記ノズルプレートと同じ厚さで構成されたことを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。
  4. 前記ダンパー部は、前記ノズルプレートの厚さを薄くした薄肉部から構成されたことを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。
  5. 前記薄肉部は、少なくとも一部が大気に開放されていることを特徴とする請求項4に記載の液滴吐出ヘッド。
  6. 前記薄肉部は、前記ノズルのそれぞれに対応して少なくとも1つ、独立して配設されたことを特徴とする請求項4に記載の液滴吐出ヘッド。
  7. 前記薄肉部は、レーザー加工によって形成されたことを特徴とする請求項4に記載の液滴吐出ヘッド。
  8. 前記レーザー加工は、前記ノズルを形成するための開口加工と同時になされたことを特徴とする請求項7に記載の液滴吐出ヘッド。
  9. 複数の前記ノズルは、前記液体供給路の配設方向と並行に、複数のノズル列として配設されたことを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。
  10. 前記保護部材は、複数の前記ノズル列の間を跨って、前記液体供給路と交差する方向に配設されたことを特徴とする請求項9に記載の液滴吐出ヘッド。
  11. 前記保護部材は、前記ノズルの表面のワイピング方向に配設されたことを特徴とする請求項9に記載の液滴吐出ヘッド。
  12. 保護部材用プレート、ノズル用プレート及び流路部材用プレートを接合した後、前記保護部材用プレート及び前記流路部材用プレートの少なくとも一部をエッチングすることによって形成されたことを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。
  13. 前記ノズルプレートは、樹脂プレートから構成されるとともに、前記流路部材及び前記保護部材は、SUSプレートから構成されたことを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出ヘッド。
  14. 液滴を吐出する複数のノズルを有するノズルプレートと、前記ノズルに連通した圧力発生室を有するとともに前記圧力発生室に液体を供給する液体供給路を有する流路部材とを備えた滴吐出ヘッドを製造する方法であって、
    ノズル用プレート及び流路部材用プレートを接合する第1の工程と、
    前記流路部材用プレートの少なくとも一部を所定のパターンにエッチングして、前記液体供給路を有する前記流路部材を、前記ノズル用プレートが前記液体供給路に対応する領域の少なくとも一部に前記液滴の吐出量の変化を吸収して安定した吐出を可能とするダンパー部を有する構成になるように形成する第2の工程と、
    前記ノズル用プレートの前記流路部材側からレーザー加工をすることによって前記ノズルを形成して前記ノズルプレートを形成する第3の工程と、を含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
  15. 前記第1の工程において、前記ノズル用プレートとして可撓性プレートを用いるとともに、前記第2の工程において、前記ダンパー部を、前記ノズルプレートと同じ厚さで構成されたものとなるように形成することを特徴とする請求項14に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  16. 前記第2の工程において、前記ダンパー部を、前記ノズルプレートの厚さを薄くした薄肉部から構成されたものとなるように形成することを特徴とする請求項14に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  17. 前記第2の工程において、前記薄肉部を、前記ノズルとなる部分に対応して少なくとも1つ、独立して配設することを特徴とする請求項16に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  18. 前記第2の工程において、前記薄肉部を、レーザー加工をすることによって形成することを特徴とする請求項16に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  19. 前記第2の工程における前記薄肉部のレーザー加工と、前記第3の工程における前記ノズルのレーザー加工とを、同時に行うことを特徴とする請求項18に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  20. 前記第2の工程における前記薄肉部のレーザー加工と、前記第3の工程における前記ノズルのレーザー加工とを、n個以下(nは自然数)の薄肉部用開口が配設されるとともに、2〜n個(nは自然数)のノズル用開口が配設されたマスクを用いて行うことを特徴とする請求項19に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  21. 前記第1の工程において、前記ノズル用プレートとして樹脂プレートを、前記流路部材用プレートSUSプレートを用いることを特徴とする請求項13に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  22. 液滴を吐出する複数のノズルを有するノズルプレートと、前記ノズルに連通した圧力発生室を有するとともに前記圧力発生室に液体を供給する液体供給路を有する流路部材とを備えた滴吐出ヘッドを製造する方法であって、
    保護部材用プレート、ノズル用プレート及び流路部材用プレートを接合する第1の工程と、
    前記流路部材用プレートの少なくとも一部を所定のパターンにエッチングして、前記液体供給路を有する前記流路部材を、前記ノズル用プレートが前記液体供給路に対応する領域の少なくとも一部に前記液滴の吐出量の変化を吸収して安定した吐出を可能とするダンパー部を有する構成になるように形成する第2の工程と、
    前記保護部材用プレートの少なくとも一部を所定のパターンにエッチングして、前記保護部材を、前記ノズル用プレートの液滴吐出側の表面の前記ノズルを形成することになる部分の周辺及び前記ダンパー部の少なくとも一部に、前記ダンパー部がダンパー補強部及びダンパー機能部に区分されるように形成する第3の工程と、
    前記ノズル用プレートの前記流路部材側からレーザー加工をすることによって前記ノズルを形成して前記ノズルプレートを形成する第4の工程と、を含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
  23. 前記第1の工程において、前記ノズル用プレートとして可撓性プレートを用いるとともに、前記第2の工程において、前記ダンパー部を、前記ノズルプレートと同じ厚さで構成されたものとなるように形成することを特徴とする請求項22に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  24. 前記第2の工程における前記流路部材用プレートのエッチングと、前記第3の工程における前記保護部材用プレートのエッチングとを同時に行うことを特徴とする請求項22に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  25. 前記第2の工程において、前記ダンパー部を、前記ノズルプレートの厚さを薄くした薄肉部から構成されたものとなるように形成することを特徴とする請求項22に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  26. 前記第2の工程において、前記薄肉部を、前記ノズルとなる部分に対応して少なくとも1つ、独立して配設することを特徴とする請求項22に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  27. 前記第2の工程において、前記薄肉部を、レーザー加工をすることによって形成することを特徴とする請求項22に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  28. 前記第2の工程における前記薄肉部のレーザー加工と、前記第4の工程における前記ノズルのレーザー加工とを、同時に行うことを特徴とする請求項27に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  29. 前記第2の工程における前記薄肉部のレーザー加工と、前記第4の工程における前記ノズルのレーザー加工とを、n個以下(nは自然数)の薄肉部用開口が配設されるとともに、2〜n個(nは自然数)のノズル用開口が配設されたマスクを用いて行うことを特徴とする請求項28に記載の液滴吐出ヘッドの製造方法。
  30. 液滴を吐出する複数のノズルを有するノズルプレートと、前記ノズルに連通した圧力発生室を有するとともに前記圧力発生室に液体を供給する液体供給路を有する流路部材とを含む液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置において、
    前記液滴吐出ヘッドは、
    前記ノズルプレートが、前記液体供給路に対応する領域の少なくとも一部に、前記液滴の吐出量の変化を吸収して安定した吐出を可能とするダンパー部を有することを特徴とする液滴吐出装置。
  31. 前記液滴吐出ヘッドは、前記ノズルプレートの液滴吐出側の表面の、前記ノズルの周辺及び前記ダンパー部の少なくとも一部に配設された保護部材をさらに備え、
    前記ダンパー部のうち前記保護部材が配設された部分によってダンパー補強部及び前記保護部材が配設されていない部分によってダンパー機能部が形成されてなる液滴吐出ヘッドであることを特徴とする請求項30に記載の液滴吐出装置。
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