JP2008073928A

JP2008073928A - ノズルプレートのハンドリング方法

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Publication number: JP2008073928A
Application number: JP2006254870A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ota; 浩史太田
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2008-04-03

Abstract

【課題】電鋳法などにより磁性を有する金属で形成されたノズルプレートのハンドリング性を向上させる。
【解決手段】磁性を有する金属から成るノズルプレート６０を電磁石１００で磁気吸着する際、前記ノズルプレートを介して磁気的閉回路が形成され前記ノズルプレートの厚さ方向に磁束が貫通しないようにすることを特徴とするノズルプレート６０のハンドリング方法を提供することにより、前記課題を解決する。
【選択図】図７

Description

本発明は、ノズルプレートのハンドリング方法に係り、特に、電鋳法などにより磁性を有する金属で形成されたノズルプレートのハンドリング性を向上させる技術に関する。

インクジェット記録装置は、記録ヘッドから記録媒体に向かってインク吐出することによって記録を行うものであり、記録動作時の騒音が低く、ランニングコストが安く、多種多様の記録媒体に高品質な画像記録を行えることなどから広く普及している。一般的に、記録ヘッドの吐出面にはノズルプレートが設けられており、ノズルプレートに形成される多数のノズル（吐出口）からインク滴が吐出される。

ノズルプレートの製造方法として、レーザー加工、プレス加工、電鋳法などを用いた各種方法が知られているが、これらの中でも電鋳法を用いた方法は薄く大面積のノズルプレートを一括生産することができる。ノズルプレートを例えば２０〜３０μｍ程度に薄くすることで吐出時の流体抵抗を低く抑えることができ、大面積（例えば、φ６″基板）に一括生産することでコストダウンを図ることができる。しかし、電鋳法を用いて形成されたノズルプレートには、表面処理やヘッド本体に組み込む際の取り扱いが難しくハンドリングに問題がある。

一方、ハンドリング性を向上させる方法として、特許文献１には、金属基板上にノズルプレートを形成した後に金属基板を溶解除去する際、格子状に金属基板を残し、残留基板をノズルプレートの取り扱いのための保持基板とすることが記載されている。また、金属基板を磁気に反応するニッケルや鉄で構成することにより、磁気吸着搬送が可能となり、取り扱いを非常に簡便にすることができる点も記載されている。
特開２００２−１５４２１０号公報

しかしながら、電鋳法などにより磁性を有する金属で形成されたノズルプレートを磁気吸着する場合、ノズルプレートに異物（磁性材料）が付着したり、磁気吸着面を一方の面から他方の面に変える際に傷やアライメントのズレが発生したりする。特許文献１には、このようなハンドリング上の問題を改善させる方法は一切開示されていない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、電鋳法などにより磁性を有する金属で形成されたノズルプレートのハンドリング性を向上させるノズルプレートのハンドリング方法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、磁性を有する金属から成るノズルプレートを電磁石で磁気吸着する際、前記ノズルプレートを介して磁気的閉回路が形成され前記ノズルプレートの厚さ方向に磁束が貫通しないようにすることを特徴とするノズルプレートのハンドリング方法を提供する。

本発明によれば、ノズルプレートを介して磁気的閉回路が形成されノズルプレートの厚さ方向に磁束が貫通しないようにすることで、電磁石を用いてノズルプレートを磁気吸着しても、ノズルプレートの非吸着面には異物（磁性材料）が付着しないので非吸着面に対する所定の処理（例えば、撥液処理、接着剤塗布等）が可能となり、また、ヘッド本体への組み込みが容易となる。従って、電鋳法などにより磁性を有する金属で形成されたノズルプレートの取り扱いが容易となりハンドリング性が向上する。

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のハンドリング方法であって、第１の電磁石により一方の面が磁気吸着された前記ノズルプレートに対して、前記ノズルプレートの他方の面を第２の電磁石で磁気吸着するとともに、前記ノズルプレートの一方の面に対する磁気吸着を解除することを特徴とする。

第１及び第２の電磁石間では磁気的吸引力が作用しないので、ノズルプレートの傷の発生やアライメントのズレを防止しつつ、ノズルプレートの吸着面を一方の面から他方の面に変えることができる。従って、ノズルプレート両面に対して所定の処理が可能となるのでハンドリング性が更に向上する。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のノズルプレートのハンドリング方法であって、前記電磁石で発生する磁界の強さは前記ノズルプレートの飽和磁束密度に応じて決定されていることを特徴とする。

磁界の強さをノズルプレートの飽和磁束密度に応じて決定することにより、ノズルプレートが着磁してしまうこと（即ち、ノズルプレート自体が磁石になってしまうこと）を防ぐことができる。

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態（第１〜第３の実施形態）について詳説する。

〔第１の実施形態〕
まず、本発明に係る画像形成装置の一実施形態としてのインクジェット記録装置について説明する。図１は、インクジェット記録装置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記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙを有する印字部１２と、各記録ヘッド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の吐出面（ノズル面）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を搬送する吸着ベルト搬送部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）を外部に排紙する排紙部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、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部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の吐出面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する部分が平面をなすように構成されている。

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、ベルト面には多数の吸引孔（不図示）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の吐出面及び印字検出部２４のセンサ面に対向する位置には吸着チャンバー３４が設けられており、この吸着チャンバー３４をファン３５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（不図示）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、吸着ベルト搬送部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。従って、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。

吸着ベルト搬送部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。

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。印字部１２を構成する各記録ヘッド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記録ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各記録ヘッド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、記録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記録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、各記録ヘッド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記録ヘッド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、少なくとも各記録ヘッド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、受光素子が二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、各色の記録ヘッド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（不図示）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、記録ヘッドの構成について説明する。インク色ごとに設けられている各記録ヘッド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によって記録ヘッドを示すものとする。

図２は記録ヘッド５０の構造例を示す平面透視図である。図２に示すように、記録ヘッド５０は、インク滴の吐出口であるノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット５３を千鳥でマトリクス状（２次元的）に配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影される投影ノズルは均一且つ高密度なノズルピッチで配列され、実質的なドットピッチの高密度化を達成している。

各圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル５１と供給インクの流入口（供給口）５４が設けられている。

図３は図２中３−３線に沿う断面図であり、１つのインク室ユニット５３に対応する部分の断面を表している。図３に示すように、記録ヘッド５０の吐出面５０Ａは、ノズル５１が形成されたノズルプレート６０で構成されている。

ノズル５１に連通する圧力室５２の一端には供給口５４が形成されており、その供給口５４を介して圧力室５２と共通流路５５は連通している。共通流路５５はインク供給源たるインクタンク（不図示）と連通しており、インクタンクから供給されるインクは共通流路５５を介して圧力室５２に供給される。

圧力室５２の天面（図３の上面）は振動板５６で構成されている。そして、振動板５６上の圧力室５２に対応する位置、即ち、振動板５６を挟んで圧力室５２に対向する位置には、上面に個別電極５７を備えた圧電素子５８が設けられている。尚、本実施形態において、圧電素子５８の共通電極は振動板５６が兼ねている。

このような構成により、圧電素子５８の個別電極５７に所定の駆動電圧が印加されると、圧電素子５８の変位に伴う振動板５６の変形により、圧力室５２の容積が変化し、圧力室５２内のインクは加圧され、その圧力室５２に連通するノズル５１からインク滴が吐出される。インク吐出後、個別電極５７に対する駆動電圧の印加が解除されると、振動板５６は元の状態に復帰し、これに伴い、共通流路５５から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に供給される。

尚、本実施形態においては、圧電素子５８を用いてインク吐出を行う圧電方式の記録ヘッド５０について説明したが、本発明の実施に際してはこれに限定されるものではない。例えば、ヒーター等の発熱素子を用いてインク吐出を行うサーマル方式やその他各種方式の記録ヘッドにも、本発明を適用することができる。

次に、本実施形態としてのノズルプレート６０の製造方法について詳説する。以下では、まず、ノズルプレート６０の製造方法の全体の流れについて説明してから、磁気吸着冶具を構成する電磁石の配置について説明する。

図４は、ノズルプレート６０の製造工程を示した図である。以下、同図に従って各工程について説明する。

まず、図４（ａ）に示すように、少なくとも表面に導電性を有する基材７０上の所定位置（ノズル形成位置）にノズル形状に対応した逆テーパ状のレジスト７２をパターニングする。例えば、ガラス基板等の透明基板の片面にＮｉ等の不透明金属膜をパターニングして成る基材７０上にネガ型のレジスト層を形成し、基材７０を露光光の照射方向に対して斜めに傾けて基材７０を回転させた状態で透明基板側から不透明金属膜を介してレジスト層を部分的に露光し（即ち、傾斜回転露光を行い）、現像することで、図４（ａ）に示すような逆テーパ状のレジスト７２を形成することができる。続いて、図４（ｂ）に示すように、電鋳法（電気めっき）により基材７０上に金属層７４を形成する。金属層７４は磁性を有する金属（例えば、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、又はこれらの合金等）で構成される。その後、有機溶剤等によりレジスト７２の除去を行うと、図４（ｃ）に示すように、基材７０上にはノズル５１を有するノズルプレート６０（金属層７４に相当）が形成された状態となる。なお、以下では、ノズルプレート６０の基材７０側の面（第１の面）を符号６０ａで表し、その反対側の面（第２の面）を符号６０ｂで表す。本実施形態では、第１の面６０ａがインク吐出側の面に相当する。

次に、図４（ｄ）に示すように、電磁石で構成される第１の磁気吸着冶具８０Ａをノズルプレート６０上に載せる。この際、第１の磁気吸着冶具８０Ａをオフ状態（即ち、電磁石への通電を停止し磁力が発生しない状態）にして行う。続いて、図４（ｅ）に示すように、第１の磁気吸着冶具８０Ａをオン状態にする（即ち、電磁石に通電し磁力を発生させる）。なお、同図において磁束（磁力線）は破線で表している（以下に示す各図においても同様とする）。本実施形態では、後述するような電磁石の配置によって、同図に示すように、第１の磁気吸着冶具８０Ａから生じる磁束がノズルプレート６０の厚さ方向に貫通しないように構成される。このため、図４（ｆ）に示すように、第１の磁気吸着冶具８０Ａとノズルプレート６０との吸着力により、ノズルプレート６０を基材７０から容易に剥離することができる。そして、図４（ｇ）に示すように、第１の磁気吸着冶具８０Ａに吸着された状態のノズルプレート６０の非吸着面（第１の面６０ａ）に対して所定の後処理（例えば、撥液処理など）を行う。

次に、図４（ｈ）に示すように、第１の磁気吸着冶具８０Ａに吸着された状態のノズルプレート６０を電磁石で構成される第２の磁気吸着冶具８０Ｂ上に載せ、ノズルプレート６０が第１及び第２の磁気吸着冶具８０Ａ、８０Ｂの間に挟まれた状態にする。この際、第２の磁気吸着冶具８０Ｂをオフ状態にして行う。このとき、第１の磁気吸着冶具８０Ａはオン状態のままである。続いて、図４（ｉ）に示すように、第１の磁気吸着冶具８０Ａをオフ状態にする一方で第２の磁気吸着冶具８０Ｂをオン状態にする。本実施形態では、図４（ｅ）で説明した場合と同様に、後述する電磁石の配置により、第２の磁気吸着冶具８０Ｂから生じる磁束がノズルプレート６０の厚さ方向に貫通しないように構成される。このため、図４（ｊ）に示すように、第２の磁気吸着冶具８０Ｂとノズルプレート６０との吸着力により、第１の磁気吸着冶具８０Ａをノズルプレート６０から容易に剥離することができる。そして、図４（ｋ）に示すように、第２の磁気吸着冶具８０Ｂに吸着された状態のノズルプレート６０の非吸着面（第２の面６０ｂ）に対して所定の後処理（例えば、接着剤塗布）を行う。その後、そのままの状態でノズルプレート６０をヘッド本体に組み込んでから、第２の磁気吸着冶具８０Ｂをオフ状態にしてノズルプレート６０から剥離すればよい。

このように第１及び第２の磁気吸着冶具８０Ａ、８０Ｂを用いてノズルプレート６０の吸着面を持ち替えることにより、ノズルプレート６０の両面（第１及び第２の面６０ａ、６０ｂ）に対して後処理を行うことが可能となり、電鋳法を用いて薄く大面積に形成されるノズルプレート６０でも取り扱いが容易となりハンドリング性が向上する。

次に、磁気吸着冶具を構成する電磁石の配置について図５〜図８を用いて説明する。

図５に示すように、電磁石１００の磁極（Ｓ極、Ｎ極）がノズルプレート６０に対して垂直な方向となるように配置され、電磁石１００をオンにしたときに生じる磁束がノズルプレート６０の厚さ方向に貫通する場合、ノズルプレート６０の非吸着面（電磁石１００側とは反対側の面）に磁性材料（異物）が吸着してしまうといった問題が生じる。

また、第１及び第２の電磁石１００Ａ、１００Ｂを用いてノズルプレート６０の吸着面の持ち替えを実施しようとする場合、次のような問題がある。即ち、図６（ａ）に示すように、オン状態の第１の電磁石１００Ａに吸着されたノズルプレート６０に対してオフ状態の第２の電磁石１００Ｂを近づけると、ノズルプレート６０を貫通する磁束の影響によって第２の電磁石１００Ｂにはノズルプレート６０を挟んで第１の電磁石１００Ａ側に引き付けられるような磁気的吸引力が作用する。このため、図６（ｂ）に示すように、第２の電磁石１００Ｂがノズルプレート６０に急激に接触してしまい、ノズルプレート６０にダメージが発生してしまう。また、図６（ｃ）に示すように、第１及び第２の電磁石１００Ａ、１００Ｂのオン・オフ状態を入れ替えた後、図６（ｄ）に示すように、ノズルプレート６０から第１の電磁石１００Ａを剥離させようとする場合、第１及び第２の電磁石１００Ａ、１００Ｂの間には磁気的吸引力が作用しているため、無理に剥離させようとするとアライメントのズレが発生してしまう。

そこで本発明では、ノズルプレート６０の非吸着面側に磁束が漏れないように電磁石１００を配置する。具体的には、図７（ａ）に示すように、電磁石１００の磁極（Ｓ極、Ｎ極）がノズルプレート６０に対して平行な方向となるように配置する。また、図７（ｂ）に示すように、電磁石１００の磁極がノズルプレート６０に対して垂直な方向となる場合には、鉄等の磁性材料から成る枠部材１０２で電磁石１００を囲むような構成とする。また、図７（ｃ）に示すように、２つの電磁石１００-1、１００-2の磁極配置が逆方向となるように配置してもよい。図７（ａ）〜（ｃ）に示したいずれの場合においても、ノズルプレート６０を介して磁気的閉回路が形成されノズルプレート６０の厚さ方向には磁束は貫通しないので、ノズルプレート６０の非吸着面側には磁束が漏れず、磁気吸着されたノズルプレート６０の非吸着面に異物（磁性材料）が付着することはない。

また、第１及び第２の電磁石１００Ａ、１００Ｂを用いてノズルプレート６０の吸着面の持ち替えを実施しようとする場合、図８（ａ）に示すように、第１の電磁石１００Ａはオン状態となっていてもノズルプレート６０の厚さ方向には磁束は貫通しないので、オフ状態の第２の電磁石１００Ｂをノズルプレート６０に近づけても、第２の電磁石１００Ｂには第１の電磁石１００Ａ側に引きつけるような磁気的吸引力は作用しない。このため、図８（ｂ）に示すように、第２の電磁石１００Ｂをノズルプレート６０にソフトに接触させることができ、ノズルプレート６０にダメージを与えることがない。更に、図８（ｃ）に示すように、第１及び第２の電磁石１００Ａ、１００Ｂのオン・オフ状態を入れ替えた後、ノズルプレート６０から第１の電磁石１００Ａを剥離させる際にも、第１及び第２の電磁石１００Ａ、１００Ｂの間には磁気的吸引力が作用しないため、剥離時のアライメントのズレも発生しない。なお、図７（ｂ）、（ｃ）に示した場合も同様である。

ところで、ノズルプレート６０を介して磁気的閉回路が形成されノズルプレート６０の厚さ方向に磁束が貫通しないようにする場合、即ち、ノズルプレート６０の非吸着面側には磁束が漏れないようにする場合、電磁石１００の磁極から発生する磁束のすべてがノズルプレート６０内部を通過するようにする必要がある。しかし、ノズルプレート６０の内部を通過することができる磁束密度には限界があり、これはノズルプレート材料の飽和磁束密度によって決定される。一例としてノズルプレート材料の飽和磁束密度を表１に示す。

なお、Ｆｅ−７８Ｎｉとは、Ｆｅが２２％、Ｎｉが７８％である合金を表す。

ノズルプレート材料の飽和磁束密度をＢ_ｓ、ノズルプレート６０の断面積をＡ_ｎとすると、ノズルプレート６０を通過できる磁束φ_maxの最大値は、
φ_max＝Ｂ_ｓ×Ａ_ｎ・・・（１）
となる。一方、電磁石１００の磁極に発生する磁束φは電磁石１００の芯の透磁率をμ_ｍ、磁極の断面積をＡ_ｍ、磁界をＨ_ｍとすると、
φ＝μ_ｍＨ_ｍＡ_ｍ・・・（２）
となる。そして、電磁石１００の磁極に発生する磁束φはノズルプレート６０を通過できる磁束φ_maxより小さいことが必要であることから、
φ≦φ_max ・・・（３）
即ち、
Ｈ_ｍ≦（Ｂ_ｓＡ_ｎ）／（μ_ｍＡ_ｍ）・・・（４）
となる。従って、式（４）から電磁石１００に発生させるべき磁界Ｈ_ｍが求められる。このような条件を満たすことで、ノズルプレート６０の非吸着面側には磁束が漏れないようにすることができる。また、電磁石１００で発生させる磁界Ｈ_ｍをノズルプレート６０の飽和磁束密度Ｂ_ｓに応じて決定することにより、ノズルプレート６０が着磁してしまうこと（即ち、ノズルプレート自体が磁石になってしまうこと）を防ぐこともできる。

また、次のような方法でノズルプレート６０の非吸着面側に磁束が漏れない条件を求めてもよい。即ち、図９に示すように、ノズルプレート６０の非吸着面側（電磁石１００側とは反対側）にガウスメータ１１０を配置し、電磁石１００のコイルに流す電流を変化させながらガウスメータ１１０で漏れ磁束を検出する。図１０は電磁石１００のコイルに流す電流、電磁石１００で発生する磁界、及び漏れ磁束（ガウスメータ１１０による検出値）の関係を概略的に示したグラフである。図１０の第１の区間１２０に示すように、電磁石１００のコイルに流す電流を徐々に上げていくと、電磁石１００で発生する磁界はコイルに流れる電流に比例して徐々に増加する。また、同区間１２０において電流が所定の値以上になると、漏れ磁束が検出されるようになる。その後、第２の区間１２２に示すように電流を徐々に下げていくと、ガウスメータ１１０により検出される漏れ磁束は徐々に小さくなり、所定の電流値Ｉ_０で漏れ磁束を検出しなくなる。このときの電流値Ｉ_０を実際に電磁石１００のコイルに流す電流値とすることで、ノズルプレート６０の非吸着面側に磁束が漏れないようにすることができる。この方法によれば、実際の使用状態に応じて簡便な方法で実現することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、ノズルプレート６０を介して磁気的閉回路が形成されノズルプレート６０の厚さ方向に磁束が貫通しないように構成することで、電磁石を用いてノズルプレート６０を磁気吸着する場合、ノズルプレート６０の非吸着面に異物（磁性材料）が付着するのを防止することができる。また、ノズルプレート６０の吸着面の持ち替えを行う際、ノズルプレート６０に対する傷の発生やアライメントのズレを防止することができる。従って、電鋳法などにより磁性を有する金属で形成されたノズルプレート６０の取り扱いが容易となりハンドリング性が向上する。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。以下、第１の実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。

図１１は、第２の実施形態としての磁気吸着冶具１８０にノズルプレート６０が磁気吸着された状態を表した図である。同図に示すように、本実施形態の磁気吸着冶具１８０には、各ノズル５１に対応する位置にノズルプレート６０側に開口する所定の大きさの凹部（ザグリ部）１８２が形成されている。凹部１８２の開口面積はノズル５１の磁気吸着冶具１８０側の開口面積より大きく構成されていることが好ましい。高精度が要求されるノズル５１に磁気吸着冶具１８０が触れることなく磁気吸着が可能となる。

〔第３の実施形態〕
次に、本発明に係る第３の実施形態について説明する。以下、第１及び第２の実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態の特徴的な部分を中心に説明する。

図１２は、第３の実施形態としてのノズルプレート６０の製造工程を示した図である。

本実施形態では、第２の実施形態の磁気吸着冶具１８０（１８０Ａ、１８０Ｂ）を用いている（図１１参照）。

まず、図１２（ａ）に示すように、ノズル５１内部に形成されたレジスト７２を除去せずに残存させた状態のノズルプレート６０を第１の磁気吸着冶具１８０Ａに磁気吸着させ、ノズルプレート６０の第１の面６０ａに対して撥液処理を行う。これにより、図１２（ｂ）に示すように、ノズルプレート６０の第１の面６０ａには撥液層（単分子膜）１８４が形成される。

次に、ノズルプレート６０の吸着面の持ち替えを行う。吸着面の持ち替え方法は、第１の実施形態と同様である。これにより、図１２（ｃ）に示すように、第１の磁気吸着冶具１８０Ａは剥離されるとともに、ノズルプレート６０の第１の面６０ａ側が撥液層１８４を介して第２の磁気吸着冶具１８０Ｂに吸着した状態となる。そして、図１２（ｄ）に示すように、レジスト７２の除去を行うと、ノズル５１の開口部に形成された撥形層も同時に除去することができる。その後は第１の実施形態と同様であり、ノズルプレート６０の第２の面６０ｂに対して所定の後処理（例えば、接着剤塗布など）を行い、そのままの状態でノズルプレート６０をヘッド本体に組み込み、第２の磁気吸着冶具１８０Ｂをノズルプレート６０から剥離すればよい。なお、本実施形態では、第２の実施形態の磁気吸着冶具１８０（１８０Ａ、１８０Ｂ）を用いているが、第１の実施形態の磁気吸着冶具８０を用いてもよい。

以上、本発明のノズルプレートのハンドリング方法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。

インクジェット記録装置の概略を示す全体構成図記録ヘッドの構造例を示す平面透視図図２中３−３線に沿う断面図第１の実施形態としてのノズルプレートの製造工程を示した図本発明が適用されない電磁石の配置パターンを示した図本発明が適用されない場合の吸着面の持ち替えの様子を示した図本発明が適用される電磁石の配置パターンを示した図本発明が適用される場合の吸着面の持ち替えの様子を示した図ノズルプレートの非吸着面側の漏れ磁束の測定方法を説明するための図電磁石のコイルに流す電流、電磁石で発生する磁界、及び漏れ磁束の関係を概略的に示したグラフ第２の実施形態としての磁気吸着冶具を示した図第３の実施形態としてのノズルプレートの製造工程を示した図

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、５０…記録ヘッド、５１…ノズル、５２…圧力室、５８…圧電素子、６０…ノズルプレート、７０…基材、７２…レジスト、７４…金属層、８０…磁気吸着冶具、１００…電磁石

Claims

磁性を有する金属から成るノズルプレートを電磁石で磁気吸着する際、前記ノズルプレートを介して磁気的閉回路が形成され前記ノズルプレートの厚さ方向に磁束が貫通しないようにすることを特徴とするノズルプレートのハンドリング方法。
第１の電磁石により一方の面が磁気吸着された前記ノズルプレートに対して、前記ノズルプレートの他方の面を第２の電磁石で磁気吸着するとともに、前記ノズルプレートの一方の面に対する磁気吸着を解除することを特徴とする請求項１に記載のノズルプレートのハンドリング方法。
前記電磁石で発生する磁界の強さは前記ノズルプレートの飽和磁束密度に応じて決定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のノズルプレートのハンドリング方法。