JP2009061700A - ノズルプレートの製造方法及びノズルプレート - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程を増やすことなく、ノズルに関する識別情報をノズルプレートに記録する。
【解決手段】プレス機５１によって、ノズルプレート１３０となる金属製のプレート１３０'に、ノズル１０８となる貫通孔を形成する（ノズル孔形成工程）。さらに、連続して、プレス機５１によって、ノズル１０８が形成されたプレート１３０'に、当該プレス機５１に関連づけられた識別情報、当該プレス機５１に装着されている金型５４に関連づけられた識別情報、当該プレス機５１に装着されているパンチ部材５２に関連づけられた識別情報、「製造年度」及び「製造月」を示す配置パターンで配置された記録孔４５となる貫通孔を形成する（識別情報記録工程）。
【選択図】図８

Description

本発明は、液滴を吐出するノズル孔が多数形成されたノズルプレートの製造方法及びノズルプレートに関する。

印刷用紙等の被記録媒体にノズルからインク滴を吐出して画像を形成するインクジェットヘッドの流路部分は、孔が形成された複数のプレート部材が積層されることによって構成されている。そして、ノズルを構成するプレート部材であるノズルプレートにおいては、プレス機によって、一枚の金属板にパンチ部材を貫通させて、ノズルとなる貫通孔が形成されている。このとき、用いられるパンチ部材の製作誤差などにより、異なるパンチ部材を用いて形成されたノズルプレート間でノズルの形状が僅かに異なることがある。このように、ノズルの形状が異なると、ノズルに係るインク吐出特性が変化する。例えば、互いに異なる色のインク滴を吐出するカラーインクジェットプリンタのように、複数のインクジェットヘッドを有するインクジェットプリンタにおいて、各インクジェットヘッドのノズルのインク吐出特性が異なると、印刷画像品質が低下してしまう。この点、プレート部材に設けられた情報記録部に、レーザーマーカ、ＩＣチップ、小型シールなどを用いて、プレート部材に関する識別情報を記録する技術が知られている（特許文献１）。この技術を用いて、ノズルに関する識別情報、例えば、ノズルを形成するために用いられたパンチ部材に関連付けられた識別情報をノズルプレートに記録し、同一の識別情報が記録されたノズルプレートを用いることによって、複数のインクジェットヘッド間で、ノズルのインク吐出特性を均一化することが考えられる。

特開２００５−３１９６４５号公報（図２）

上述した技術のように、レーザーマーカ、ＩＣチップ、小型シールなどを用いてノズルプレートにノズルに関する識別情報を記録する場合、ノズルプレートに当該識別情報を記録する工程が別途必要となり、ノズルプレートのコストが高くなる。

そこで、本発明は、製造工程を増やすことなく、ノズルに関する識別情報をノズルプレートに記録することができるノズルプレートの製造方法及びこれにより製造されたノズルプレートを提供することを目的とする。

本発明のノズルプレートの製造方法は、パンチ部材が着脱可能に取り付けられているとともに押圧方向であるＺ方向に移動可能なＺステージ、及び、ノズルプレートとなる金属製の板材を保持するとともに前記Ｚ方向に垂直な一平面において移動可能なＸＹステージを有しており、前記ＸＹステージによって位置決めされた前記板材に、前記Ｚステージによって前記Ｚ方向に移動された前記パンチ部材を貫通させて前記板材に貫通孔を形成するプレス機によって、前記板材に液滴を吐出するノズル孔となる前記貫通孔を形成するノズル孔形成工程と、前記プレス機によって、前記板材に、当該パンチ部材に関連付けられた識別情報を示す配置パターンで配置された１又は複数の記録孔となる前記貫通孔を形成する識別情報記録工程とを備えている。

本発明のノズルプレートは、金属製であって、パンチ部材を貫通させることによって形成された液滴を吐出するノズル孔と、当該パンチ部材を貫通させることによって形成された、当該パンチ部材に関連付けられた識別情報を示す配置パターンで配置された１又は複数の記録孔とを備えている。

本発明によると、1つのプレス機を用いて、ノズル孔形成工程と識別情報記録工程とを連続して行うことができるため、製造工程を増やすことなく、パンチ部材に関連付けられた識別情報、言い換えれば、ノズルに関する識別情報をノズルプレートに記録することができる。そして、同じ識別情報が記録されたノズルプレートを用いることによって、複数のインクジェットヘッド間でノズルプレートの液滴吐出特性の均一化を図ることができる。

本発明においては、前記プレス機が、前記パンチ部材を前記Ｚ方向に関して摺動自在に保持する金型をさらに有しており、前記識別情報記録工程においては、前記プレス機によって、前記板材に、当該金型に関連付けられた識別情報を示す配置パターンで配置された１又は複数の記録孔となる前記貫通孔をさらに形成することが好ましい。

また、本発明においては、前記識別情報記録工程において、前記プレス機によって、前記板材に、当該プレス機に関連付けられた識別情報を示す配置パターンで配置された１又は複数の記録孔となる前記貫通孔をさらに形成することがより好ましい。

さらに、本発明においては、前記識別情報記録工程において、前記プレス機によって、前記板材に、製造年及び製造月の少なくともいずれかを示す配置パターンで配置された１又は複数の記録孔となる前記貫通孔をさらに形成するがより一層好ましい。

これらによると、ノズルプレートにさらに詳細なノズルに関する識別情報が記録されるため、複数のインクジェットヘッド間でノズルプレートの液滴吐出特性の均一化をさらに図ることができる。

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。

図１は、本発明に係る実施形態であるノズルプレートが組み付けられたインクジェットプリンタの全体的な構成を示す概略側面図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１０１は、４つのインクジェットヘッド１を有するカラーインクジェットプリンタである。このインクジェットプリンタ１０１には、図中左方に給紙部１１が、図中右方に排紙部１２がそれぞれ構成されている。

インクジェットプリンタ１０１の内部には、給紙部１１から排紙部１２に向かって用紙Ｐが搬送される用紙搬送経路が形成されている。給紙部１１のすぐ下流側には、用紙を狭持搬送する一対の送りローラ５ａ、５ｂが配置されている。一対の送りローラ５ａ、５ｂは、用紙Ｐを給紙部１１から図中右方に送り出すためのものである。用紙搬送経路の中間部には、２つのベルトローラ６、７と、両ローラ６、７の間に架け渡されるように巻き回されたエンドレスの搬送ベルト８と、搬送ベルト８によって囲まれた領域内においてインクジェットヘッド１と対向する位置に配置されたプラテン１５とを含むベルト搬送機構１３が設けられている。プラテン１５は、インクジェットヘッド１と対向する領域において搬送ベルト８が下方に撓まないように搬送ベルト８を支持するものである。ベルトローラ７と対向する位置には、ニップローラ４が配置されている。ニップローラ４は、給紙部１１から送りローラ５ａ、５ｂによって送り出された用紙Ｐを搬送ベルト８の外周面８ａに押さえ付けるものである。

図示しない搬送モータがベルトローラ６を回転させることによって、搬送ベルト８が駆動される。これにより、搬送ベルト８が、ニップローラ４によって外周面８ａに押さえ付けられた用紙Ｐを粘着保持しつつ排紙部１２に向けて搬送する。

用紙搬送経路に沿って搬送ベルト８のすぐ下流側には、剥離機構１４が設けられている。剥離機構１４は、搬送ベルト８の外周面８ａに粘着されている用紙Ｐを外周面８ａから剥離して、図中左方の右方の排紙部１２に向けて送るように構成されている。

４つのインクジェットヘッド１は、４色のインク（マゼンタ、イエロー、シアン、ブラック）に対応して、搬送方向に沿って４つ並べて設けられている。つまり、このインクジェットプリンタ１０１は、ライン式プリンタである。４つのインクジェットヘッド１は、その下端にヘッド本体２をそれぞれ有している。ヘッド本体２は、搬送方向に直交した方向に長尺な細長い直方体形状となっている。また、ヘッド本体２の底面が外周面８ａに対向するインク吐出面２ａとなっている。搬送ベルト８によって搬送される用紙Ｐが４つのヘッド本体２のすぐ下方側を順に通過する際に、この用紙Ｐの上面すなわち印刷面に向けてインク吐出面２ａから各色のインクが吐出されることで、用紙Ｐの印刷面に所望のカラー画像を形成できるようになっている。

次に、図２〜図５を参照しつつ、ヘッド本体２について説明する。図２は、ヘッド本体２の平面図である。図３は、図２の一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。なお、図３では説明の都合上、アクチュエータユニット２１の下方にあって破線で描くべき圧力室１１０、アパーチャ１１２及びノズル１０８を実線で描いている。図４は、図３に示すIV−IV線に沿った部分断面図である。図５は、ノズルプレート１３０（後述）の部分拡大図である。

図２に示すように、ヘッド本体２は、流路ユニット９とアクチュエータユニット２１とを含むものであり、このヘッド本体２にインクを供給するリザーバユニット（不図示）やアクチュエータユニット２１を駆動させる駆動信号を生成するドライバＩＣ（不図示）が組み付けられることによって、インクジェットヘッド１が形成される。

ヘッド本体２は、流路ユニット９、及び、流路ユニット９の上面９ａに固定された４つのアクチュエータユニット２１を含んでいる。図３に示すように、流路ユニット９は、圧力室１１０等を含むインク流路が内部に形成されている。アクチュエータユニット２１は、各圧力室１１０に対応した複数のアクチュエータを含んでおり、圧力室１１０内のインクに選択的に吐出エネルギーを付与する機能を有する。

流路ユニット９は、直方体形状となっている。流路ユニット９の上面９ａには、リザーバユニットのインク流出流路（不図示）に対応して、計１０個のインク供給口１０５ｂが開口している。流路ユニット９の内部には、図２及び図３に示すように、インク供給口１０５ｂに連通するマニホールド流路１０５及びマニホールド流路１０５から分岐した副マニホールド流路１０５ａが形成されている。流路ユニット９の下面には、多数のノズル１０８がマトリクス状に配置されたインク吐出面２ａが形成されている。圧力室１１０も流路ユニット９におけるアクチュエータユニット２１の固定面においてノズル１０８と同様マトリクス状に多数配列されている。

本実施形態では、等間隔に流路ユニット９の長手方向に並ぶ圧力室１１０の列が、短手方向に互いに平行に１６列配列されている。各圧力室列に含まれる圧力室１１０の数は、後述のアクチュエータユニット２１の外形形状（台形形状）に対応して、その長辺側から短辺側に向かって次第に少なくなるように配置されている。ノズル１０８も、これと同様の配置がされている。

流路ユニット９は、図４に示すように、上から順に、キャビティプレート１２２、ベースプレート１２３、アパーチャプレート１２４、サプライプレート１２５、マニホールドプレート１２６、１２７、１２８、カバープレート１２９、及び、ノズルプレート１３０、という９枚のステンレス鋼等の金属プレートから構成されている。これらプレート１２２〜１３０は、主走査方向に長尺な矩形状の平面を有する。

キャビティプレート１２２には、インク供給口１０５ｂに対応する貫通孔、及び、圧力室１１０に対応する略菱形の貫通孔が多数形成されている。ベースプレート１２３には、各圧力室１１０について圧力室１１０とアパーチャ１１２との連絡孔及び圧力室１１０とノズル１０８との連絡孔が形成されていると共に、インク供給口１０５ｂとマニホールド流路１０５との連絡孔（図示せず）が形成されている。アパーチャプレート１２４には、各圧力室１１０についてアパーチャ１１２となる貫通孔及び圧力室１１０とノズル１０８との連絡孔が形成されていると共に、インク供給口１０５ｂとマニホールド流路１０５との連絡孔（図示せず）が形成されている。サプライプレート１２５には、各圧力室１１０についてアパーチャ１１２と副マニホールド流路１０５ａとの連絡孔及び圧力室１１０とノズル１０８との連絡孔が形成されていると共に、インク供給口１０５ｂとマニホールド流路１０５との連絡孔（図示せず）が形成されている。マニホールドプレート１２６、１２７、１２８には、各圧力室１１０について圧力室１１０とノズル１０８との連絡孔、及び、積層時に互いに連結してマニホールド流路１０５及び副マニホールド流路１０５ａとなる貫通孔が形成されている。カバープレート１２９には、各圧力室１１０について圧力室１１０とノズル１０８との連絡孔が形成されている。

ノズルプレート１３０には、各圧力室１１０についてノズル１０８（ノズル孔）が形成されている。さらに、図５に示すように、ノズルプレート１３０の角部近傍には、ノズル１０８に関する識別情報を示す複数の記録孔４５が形成されている（図８（ｃ）参照）。後述するように、ノズル１０８及び記録孔４５は、プレス機５１によって形成されるものであり（図７及び図８参照）、両者は同一の形状を有している。ここで、ノズル１０８に関する識別情報とは、ノズル１０８を形成するときに用いられるプレス機５１に関連づけられた識別情報である「プレス機ナンバー（１）」、プレス機５１に装着されている金型５４に関連づけられた識別情報である「金型ナンバー（２）」、プレス機５１に装着されているパンチ部材５２に関連づけられた識別情報である「パンチナンバー＃１（３）、パンチナンバー＃２（４）」、当該ノズルプレート１３０の「製造年度（５）」及び「製造月（６）」を含んでいる。これら計６つの識別情報は、それぞれ４ビット（２進数：００００〜１１１１）で表現される。そして、図５中横方向に配列された６つの記録孔４５が、識別情報（１）〜（６）が記録される各位置を示す列位置確認孔となっている。さらに、各列位置確認孔から図５中縦方向に関して配列された４つの記録孔４５の配列パターンによって、識別情報が示されている。なお、図５においては、全ての識別情報が１１１１の場合が示されている。

これらプレート１２２〜１３０を互いに位置合わせしつつ積層することによって、流路ユニット９内に、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａ、そして副マニホールド流路１０５ａの出口から圧力室１１０を経てノズル１０８に至る多数の個別インク流路１３２が形成される。

次に、流路ユニット９におけるインクの流れについて説明する。リザーバユニットからインク供給口１０５ｂを介して流路ユニット９内に供給されたインクは、マニホールド流路１０５から副マニホールド流路１０５ａに分岐される。副マニホールド流路１０５ａ内のインクは、各個別インク流路１３２に流れ込み、絞りとして機能するアパーチャ１１２及び圧力室１１０を介してノズル１０８に至る。

アクチュエータユニット２１について説明する。図２に示すように、４つのアクチュエータユニット２１は、それぞれ台形の平面形状を有しており、インク供給口１０５ｂを避けるよう千鳥状に配置されている。さらに、各アクチュエータユニット２１の平行対向辺は流路ユニット９の長手方向に沿っており、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９の幅方向（副走査方向）に関して互いにオーバーラップしている。

アクチュエータユニット２１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複数の圧電シートが積層された積層構造を有している。圧電シートは、いずれも複数の圧力室１１０に跨るサイズを有した連続平板である。最上層の圧電シート上面における圧力室１１０に対向する位置には、個別電極（不図示）が配置されている。また、最上層の圧電シートの下面にはシート全面に形成された共通電極（不図示）が配置されている。

共通電極はすべての圧力室１１０に対応する領域において等しくグランド電位が付与されている。一方、個別電極は、ドライバＩＣからの駆動信号が選択的に入力されるようになっている。つまり、アクチュエータユニット２１において、個別電極と圧力室１１０とで挟まれた部分が、個別のアクチュエータとして働き、圧力室１１０の数に対応した複数のアクチュエータが作り込まれている。

ここで、アクチュエータユニット２１の駆動方法について述べる。圧電シートはその厚み方向に分極されており、個別電極が配置された部分が活性層として働く。この活性層は、個別電極を共通電極と異なる電位にして、圧電シートに対してその分極方向に電界を印加すると、圧電シートの電界印加部分が圧電効果により歪む。例えば、分極方向と電界の印加方向とが同じであれば、活性部は分極方向に直交する方向（平面方向）に縮む。つまり、アクチュエータユニット２１は、最上層の圧電シートを活性部を含む層とし、その下方の圧電シートを非活性層とした、いわゆるユニモルフタイプのアクチュエータである。圧電シートは圧力室１１０を区画するキャビティプレート１２２の上面に固定されているため、最上層の圧電シートにおける電界印加部分とその下方の圧電シートとの間で平面方向への歪みに差が生じると、圧電シート全体が圧力室１１０側へ凸になるように変形（ユニモルフ変形）する。これにより圧力室１１０内のインクに圧力（吐出エネルギー）が付与され、ノズル１０８からインク滴が吐出される。

次に、図６〜図８を参照しつつノズルプレート１３０の製造方法について説明する。図６は、ノズル１０８及び記録孔４５を形成するときに用いられるプレス機５１の側面図であり、図７は、図６に示すVII−VII線断面図である。図８は、ノズルプレート１３０を形成する各工程を説明するための図である。なお、図８においては、ノズルプレート１３０のインク吐出面２ａ側からみた平面図を示している。

まず、プレス機５１について説明する。図６及び図７に示すように、プレス機５１は、パンチ部材５２と、Ｚステージ５３と、金型５４と、ＸＹステージ５５とを有している。パンチ部材５２は、一方向に延在しているとともに円筒形状を有する先端部５２ａを有しており、その先端部５２ａを貫通させることによって、ノズルプレート１３０となる金属製のプレート（板材）１３０'にノズル１０８及び記録孔４５となる貫通孔を形成するものである。Ｚステージ５３は、図６中上下方向（押圧方向）であるＺ方向に移動可能となっており、その下面にパンチ部材５２がＺ方向に延在するように着脱可能に取り付けられている。金型５４は、図６中左方に開放された内部空間５４ａを形成するＣ型形状を有する部材であり、Ｚステージ５３のＺ方向に関する下方に配置されている。金型５４の上壁には、パンチ部材５２を摺動自在に支持するガイド孔５４ｂが形成されている。ＸＹステージ５５は、Ｚ方向に垂直な一平面であるＸＹ平面（図８中紙面方向に延在する平面）において移動可能となっており、金型５４の図７中左方に配置されている。また、ＸＹステージ５５は、プレート１３０'を吸着保持するとともに図８中左右方向であるＸ方向に移動可能なＸステージ５５ａとＸステージ５５ａを下方から支持しているとともに図８中上下方向であるＹ方向に移動可能なＹステージ５５ｂとを有している。また、Ｘステージ５５ａに吸着支持されたプレート１３０'は、図６中左方から金型５４の内部空間５４ａ内に挿入される。そして、Ｘステージ５５ａ及びＹステージ５５ｂをそれぞれ任意の位置に移動させることによって、Ｘステージ５５ａに吸着支持されたプレート１３０'が、ＸＹ平面に関して位置決め可能となっている。

そして、ＸＹステージ５５を移動させてＸＹ平面に関して位置決めされたプレート１３０'を、ＺステージによってＺ方向に押圧されたパンチ部材５２の先端部５２ａが貫通することによって、プレート１３０'の所望の位置に貫通孔が形成される。本実施形態では、貫通孔は約２５μｍの径を有している。

次に、ノズルプレート１３０の製造方法における各工程について説明する。図８（ａ）に示すように、ノズルプレート１３０となる金属製のプレート（板材）１３０'を準備する。そして、図８（ｂ）に示すように、プレス機５１によって、プレート１３０'に、ノズル１０８となる貫通孔を形成する（ノズル孔形成工程）。さらに、連続して、図８（ｃ）に示すように、プレス機５１によって、ノズル１０８が形成されたプレート１３０'に、当該ノズル１０８に関する各識別情報（１）〜（６）を示す配置パターン（図５参照）で配置された記録孔４５となる貫通孔を形成する（識別情報記録工程）。これにより、ノズルプレート１３０が形成される。このように、ノズル１０８及び記録孔４５となる貫通孔は、プレス機５１によって一括して形成することができる。

なお、本実施形態においては、ノズル１０８を形成した後に、記録孔４５を形成する構成となっているが、先に記録孔４５を形成した後に、ノズル１０８を形成する構成であってもよいし、ノズル１０８と記録孔４５とを交互に形成する構成であってもよい。

ノズルプレート１３０が形成された後、ノズルプレート１３０を研磨し、さらに、インク吐出面２ａに撥水膜コーティングを施してノズルプレート１３０が完成する。

本実施形態では、電解メッキによって撥水膜のコーティングを行う。撥水膜は、フッ素系高分子材料のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含有したニッケルメッキ膜である。厚さは、約１．５μｍとした。以下に、図９を用いて、撥水膜コーティングについて簡単に説明する。

図９（ａ）に示すように、フィルム上の光硬化性樹脂（ドライフィルムレジスト）６４をインク吐出面２ａ側に加熱圧着する（光硬化性樹脂充填工程）。インク吐出面２ａは光硬化性樹脂６４によって被覆されるとともに、ノズル１０８の円柱状吐出口１０８ｃに所定量の光硬化性樹脂６４が充填される。記録孔４５も、吐出口１０８ｃと同様に光硬化性樹脂６４が充填される。なお、光硬化性樹脂６４は、例えば、東京応化工業（株）のオーディルＦＰ２１５（膜厚１５μｍ程度）である。加熱温度は、８０℃〜１００℃の範囲とした。

続いて、図９（ｂ）に示すように、ノズルプレート１０３の裏面１３０ｂ側から露光する（露光工程）。吐出口１０８ｃに対応した光硬化性樹脂６４部分は、紫外線照射によって硬化し、円柱状の硬化樹脂部６５が形成される。本発明では、記録孔４５はマスクによって紫外線が遮られている。そのため、記録孔４５に対応する部分では、硬化性樹脂部が
形成されない。なお、紫外線の露光量は、約１００ｍＪ／ｃｍ^２とした。

続いて、図９（ｃ）に示すように、光硬化性樹脂６４の現像処理及びカバーシート６８による裏面１０３ｂの被覆を行う（現像工程）。現像処理では、現像液によって、光硬化性樹脂６４の未露光部を除去する。これにより、吐出口１０８ｃには、硬化性樹脂部６５がインク吐出面２ａから突出した状態で残される。それ以外の部分は、光硬化性樹脂６４が全て除去される。記録孔４５にも、光硬化性樹脂６４は残らない。なお、現像液は、例えば、１％Ｎａ_２ＣＯ３を含むアルカリ性溶液である。さらに、裏面１３０ｂにカバーシート６８が貼り付けられる。これは、これ以降のメッキ工程で、裏面１３０ｂにメッキ膜が成長することを防ぐためである。

続いて、図９（ｄ）に示すように、電解メッキによって、インク吐出面２ａ側にニッケル膜６６を形成する（ニッケルメッキ工程）。ニッケル膜６６の厚さは、約０．１μｍである。この工程では、ニッケル膜６６は、導電性のノズルプレート１０３上に選択的に成長し、非導電性の硬化樹脂部６５上には成長しない。このとき、記録孔４５の内壁上にも、ニッケル膜６６は成長する。ノズル１０８の内壁上には、カバーシート６８と硬化樹脂部６５とに遮られて、ニッケル膜６６は成長しない。

続いて、図９（ｅ）に示すように、電解メッキによって、ニッケル膜６６上に撥水膜６３を形成する（撥水メッキ工程）。撥水膜６３の厚さは、１〜５μｍが好適で、ここでは約１．５μｍである。このとき、撥水膜６３は、上述のニッケル膜６６と同じ部位に成長する。しかし、記録孔４５の内部では、一方の開口がカバーシート６８によって塞がれていることから、撥水膜６３の厚さは、インク吐出面２ａ上の厚さより薄くなっている。なお、電解メッキ時の電流密度は約３Ａ／ｄｍ^２、メッキ液の温度は約５０℃である。

最後に、図９（ｆ）に示すように、カバーシート６８の剥離と硬化樹脂部６５の除去を行う（剥離工程）。硬化樹脂部６５の除去は、３％ＮａＯＨ溶液を用いる。これにより、撥水膜６３がコーティングされたノズルプレート１０３が完成する。このノズルプレート１３０では、吐出口１０８ｃがニッケル膜６６及び撥水膜６３の貫通孔を介して開口し、記録孔４５がその内壁をニッケル膜６６及び撥水膜６３で被覆されて開口している。

以上のように、本実施形態では、撥水メッキ工程の前に、撥水膜６３より薄いニッケル膜６６を形成している。これによって、撥水膜６３のノズルプレート１３０への付着力が向上する。ニッケル膜６６も撥水膜６３も、電解メッキで形成しているので製造設備が共用でき、設備と工程が簡素になっている。

上述したように、完成したノズルプレート１３０は、他のプレート１２２〜１２９と共に互いに位置合わせしつつ積層されて流路ユニット９となる。

インクジェットプリンタ１０１は、上述の流路ユニット９を含むインクジェットヘッド１を用いて構成されている。つまり、本発明のノズルプレート１３０は、インク滴が吐出されるインク吐出面２ａが形成された矩形状の金属製（ステンレス製）平板部材であって、前記平板部材を貫通して形成されたインク吐出用のノズル孔及び１又は複数の識別用の記録孔４５と、フッ素系高分子材料のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含有したニッケルメッキ膜である撥水膜６３が積層されたインク吐出面２ａとを有し、ノズル１０８は、撥水膜６３を貫通してインク吐出面２ａに開口し、記録孔４５は、平板部材を貫通する手段に関連付けられた識別情報を示す配置パターンに配置されているとともに、撥水膜６３がその内部にまで連続して形成されてインク吐出面２ａに開口していることに特徴がある。

また、撥水膜６３は、撥水膜６３よりも薄い中間層としてのニッケルメッキ膜を介してインク吐出面２ａに積層されていてもよい。

さらに、平板部材を貫通する手段は、装置であるプレス機５１、プレス機５１に備えられ平板部材を貫通するパンチ部材５２、プレス機５１に備えられパンチ部材５２を支持する金型５４のいずれか１つ又はその組み合わせであってもよい。

本発明のノズルプレート１３０を用いるインクジェットヘッド１は、ノズルプレート１３０のインク吐出面２ａを最外面とするプレート１２２〜１３０の積層体であって、インク吐出面２ａとプレート１２２〜１３０を挟んで対向し、複数の圧力室１１０が形成された一平面を有する流路ユニット９と、前記一平面に固定され、ノズル１０８からインク滴を吐出するために圧力室１１０の容積を変化させるアクチュエータユニット２１と、アクチュエータユニット２１を避けるようにして前記一平面に固定され、流路ユニット９にインクを供給するリザーバユニットとを備え、流路ユニット９の内部には、一端をリザーバユニットに連通し、他端を複数の圧力室１１０をそれぞれ介して対応するノズル１０８に連通する複数の個別インク流路１３２が形成されており、ノズルプレート１３０において、インク吐出面２ａに開口する記録孔４５は、当該開口と反対側の開口がノズルプレート１３０に接して積層されるカバープレート１２９によって塞がれ、インク吐出面２ａに開口するノズル１０８は、当該開口とは反対側の開口が、カバープレート１２９に形成された貫通孔によって、ノズル１０８に対応する個別インク流路１３２と連通されており、ノズル１０８からインク滴を吐出するとき、アクチュエータユニット２１は記録孔４５が指示する識別情報に従って圧力室の容積を変化させることに特徴がある。

インクジェットヘッド１をインクジェットプリンタ１０１に組み込むときに、記録孔４５の識別情報が読み取られ、これに対応した駆動条件が設定される。インクジェットプリンタ１０１には、この識別情報を記憶する記憶手段と、記憶手段から読み取った識別情報に基づいてインクジェトヘッド１の駆動条件を設定する設定手段と、設定手段の設定した駆動条件でインクジェットヘッド１を駆動する駆動手段とを含んだ制御装置１６が含まれている。制御装置１６の制御によって、常に所定のインク吐出特性が得られ、インクジェットプリンタ１０１間での印刷品質の均質化が図られる。

ところで、インクジェットヘッド１０１は、その使用状況に応じて、ノズル１０８からインクを強制的に排出するパージ処理とこれに続くインク吐出面２ａの払拭処理が行われる。パージ処理では、例えば、増粘インクや残留気泡がインク流路から排出される。このとき、インク吐出面２ａに残留したインクはワイパーで払拭（払拭処理）されて、インク吐出特性が回復・維持される。このような回復動作では、インクが記録孔４５内部に残留しがちであるが、本発明のノズルプレート１３０を用いたインクジェットプリンタ１０１では、記録孔４５内部の撥水膜６３によってインクの残留がほとんど無く、常に記録孔４５の持つ識別情報が良好に認識可能となっている。

例えば、上述のような吐出回復動作を施してもインク吐出特性に回復が見られない場合、インクジェットヘッド１を交換することがある。このような場合であっても、記録孔４５の識別情報を確実に識別することができるので、インク吐出特性が揃ったインクジェットヘッド１を的確に選択できて、再び所定の印刷結果が得られるインクジェットプリンタ１０１とすることができる。

以上、説明した本実施形態によると、プレス機５１によって、ノズル孔形成工程と識別情報記録工程とを連続して行うことができるため、製造工程を増やすことなく、ノズル１０８に関する識別情報、すなわち、ノズル１０８を形成するときに用いられたプレス機５１、パンチ部材５２及び金型５４に関連づけられた識別情報と、製造年度及び製造月を示す識別情報とを記録孔４５の配置パターンでノズルプレート１３０に記録することができる。そして、同じ識別情報が記録されたノズルプレート１３０を用いることによって、４つのインクジェットヘッド１間でノズルプレート１３０のインク滴吐出特性の均一化を図ることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施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、上述した実施形態においては、ノズル１０８を形成するときに用いられたプレス機５１、パンチ部材５２及び金型５４に関連づけられた識別情報と、製造年度及び製造月を示す識別情報とを記録孔４５の配置パターンでノズルプレート１３０に記録する構成であるが、ノズル１０８を形成するときに用いられたパンチ部材５２に関連づけられた識別情報がノズルプレート１３０に記録されれば、他の識別情報の少なくとも一部が記録されない構成であってもよい。

また、上述した実施形態では、各識別情報が、記録孔４５の配置パターンにより、４ビットで表現される構成となっているが、識別情報は記録孔４５に係る他の配置パターンで表現される構成であってもよい。例えば、１〜３ビット又は５ビット以上で表現される構成であってもよい。

さらに、上述した実施形態では、ノズル１０８からインク滴を吐出するノズルプレート１３０に本発明を適用して例について説明したが、インク以外の他の液滴、例えば、流体金属などを吐出するノズルが形成されたノズルプレートに対しても本発明は適用可能である。

本発明の実施形態に係るノズルプレートが組み付けられたインクジェットヘッドの外観側面図である。 図２に示すヘッド本体の平面図である。 図２に示す一点鎖線で囲まれた領域の拡大図である。 図３に示すIV−IV線断面図である。 図４に示すノズルプレートの部分拡大図である。 図３及び図４に示すノズル及び記録孔を形成するときに用いられるプレス機の側面図である。 図６に示すVII−VII線断面図である。 図４に示すノズルプレートを形成する各工程を説明するための図である。 図４に示すノズルプレートに撥水膜を形成する各工程を説明するための図である。

符号の説明

１ インクジェットヘッド
２ ヘッド本体
２ａ インク吐出面
９ 流路ユニット
４５ 記録孔
５１ プレス機
５２ パンチ部材
５２ａ 先端部
５３ Ｚステージ
５４ 金型
５４ａ 内部空間
５４ｂ ガイド孔
５５ ＸＹステージ
５５ａ Ｘステージ
５５ｂ Ｙステージ
１０１ インクジェットプリンタ
１０８ ノズル
１３０ ノズルプレート
１３０' プレート

Claims (5)

1. パンチ部材が着脱可能に取り付けられているとともに押圧方向であるＺ方向に移動可能なＺステージ、及び、ノズルプレートとなる金属製の板材を保持するとともに前記Ｚ方向に垂直な一平面において移動可能なＸＹステージを有しており、前記ＸＹステージによって位置決めされた前記板材に、前記Ｚステージによって前記Ｚ方向に移動された前記パンチ部材を貫通させて前記板材に貫通孔を形成するプレス機によって、前記板材に液滴を吐出するノズル孔となる前記貫通孔を形成するノズル孔形成工程と、
   前記プレス機によって、前記板材に、当該パンチ部材に関連付けられた識別情報を示す配置パターンで配置された１又は複数の記録孔となる前記貫通孔を形成する識別情報記録工程とを備えていることを特徴とするノズルプレートの製造方法。
2. 前記プレス機が、前記パンチ部材を前記Ｚ方向に関して摺動自在に保持する金型をさらに有しており、
   前記識別情報記録工程においては、前記プレス機によって、前記板材に、当該金型に関連付けられた識別情報を示す配置パターンで配置された１又は複数の記録孔となる前記貫通孔をさらに形成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製造方法。
3. 前記識別情報記録工程においては、前記プレス機によって、前記板材に、当該プレス機に関連付けられた識別情報を示す配置パターンで配置された１又は複数の記録孔となる前記貫通孔をさらに形成することを特徴とする請求項１又は２に記載のノズルプレートの製造方法。
4. 前記識別情報記録工程においては、前記プレス機によって、前記板材に、製造年及び製造月の少なくともいずれかを示す配置パターンで配置された１又は複数の記録孔となる前記貫通孔をさらに形成することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のノズルプレートの製造方法。
5. 金属製であって、パンチ部材を貫通させることによって形成された液滴を吐出するノズル孔と、当該パンチ部材を貫通させることによって形成された、当該パンチ部材に関連付けられた識別情報を示す配置パターンで配置された１又は複数の記録孔とを備えていることを特徴とするノズルプレート。

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