JP4784265B2 - 液滴吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体へ液滴を吐出する複数のノズルからなるノズル列を複数列有し、そのノズル列がワイピング部材によってワイピングされる液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置に関する。

インクジェット方式の記録装置（液滴吐出装置）に用いられるインクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）では、ノズルからインク滴を吐出した際、ノズルからインクが盛り上がるオーバーシュート現象によるインク漏れが生じて、インク滴がノズル周囲に付着することがある。このノズル周囲に付着したインクにより、インク吐出方向が傾いたり、インク滴径及び吐出速度がばらつくことがあり、これによって、インクジェット記録ヘッドの印字性能が著しく低下する問題がある。

そこで、インク滴がノズル周囲に付着するのを防止するため、ノズル表面に撥水膜を施すことが行われている。しかしながら、この撥水膜は、搬送される記録用紙（記録媒体）の浮き上がり等による擦れ（摺接）や、ノズル面を清掃するワイピング部材等の機械的な摩擦によってダメージを受けることがあり、それによって、インク吐出方向が傾いたり、インク滴径及び吐出速度にばらつきが生じるなど、インク吐出性能が低下する問題があった。

この対策として、ノズルが形成されているノズルプレートに、ノズルを露出させる開孔が形成された金属プレートを積層して、ノズルの周囲に凹部（以下「ザグリ」という場合がある）を形成し、ノズル面を金属プレート面よりも後退させることで、ノズル周辺の撥水膜が、記録用紙の摺接による摩擦や、ワイピング部材等による機械的な摩擦によってダメージを受けないようにすることが考えられた（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このような構成では、金属プレートに形成された開孔によってノズルを個々に取り囲んでいるため、ワイピング部材でワイピングしてノズル面の余剰インクを除去する際に、その余剰インクやゴミ等が開孔の隅（側壁）に残留してしまうなど、余剰インク等の除去性が良好でないという問題がある。

また、同一ライン上に配列された複数のノズルを、そのノズルの配列方向に沿って延びる凹部で取り囲むことで、ノズルを含む周囲を金属プレート面よりも後退させる構成としたものもある（例えば、特許文献２参照）。このような構成では、凹部の中央に位置しているノズル周囲の余剰インク等の除去性は良好となるが、凹部の端部に余剰インクやゴミ等が溜まってしまい、凹部の端部近傍に位置するノズル周囲の余剰インク等の除去性が良好でなく、そのノズルのインク吐出性能が劣化してしまうという問題がある。

特に最近では、ノズルを２次元状に配列して高解像度とされた長尺状のインクジェット記録ヘッドが開発されている（例えば、特許文献３参照）が、このようなインクジェット記録ヘッドでは、ノズル間のピッチなどの観点から、ザグリ形状に制約があったり、また、多数のノズルを有しているため、ノズルを個別に囲ったり、ノズル列を囲った場合に、ワイピング部材によるワイピング方向下流側では、余剰インク等の除去性が良好でなく、その余剰インク等がノズル周囲に固着して、そのノズルのインク吐出性能に悪影響を及ぼす問題がある。

そのため、図１０で示すように、ノズル領域全体の周縁部に形成する第１凸部１００Ａとは独立して、ノズル間もしくはノズル列間に第２凸部１００Ｂを形成し、余剰インク等の除去性を良好にする構造が考えられた。しかしながら、このような第２凸部１００Ｂが、第１凸部１００Ａと離隔して（独立して）設けられると、図示の矢印方向にワイピングする場合、そのワイピング方向上流側には、ワイピング部材に対して鋭角に当接する領域１００Ｃが存在するため、そのワイピング部材にダメージを与える不具合があった。しかも、この第２凸部１００Ｂを、ノズルプレートに接合（接着）により形成した場合、ワイピング部材の圧接によって、その鋭角とされた領域１００Ｃに応力がかかりやすくなり、その部分の密着性が低下するという問題がある。
特開平４−２３４６６５号公報 特開平１１−３３４０８４号公報 特開２００４−９０５０４号公報

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、全てのノズルにおいて余剰液体の除去性が良好で、ノズル周囲にゴミ等が溜まる不具合を防止でき、かつ、ワイピング部材へのダメージを低減できる液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の液滴吐出装置は、同一色の液滴を吐出する複数のノズルからなるノズル列を複数備えた液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドの前記各ノズル列をワイピングするワイピング部材と、を有する液滴吐出装置において、前記液滴吐出ヘッドは、前記各ノズル列が、前記ワイピング方向に対して平行又は傾斜して配列されるとともに、前記各ノズル列全体を囲うように突設された第１凸部と、前記各ノズル列の間に前記ノズル列に沿って突設された略矩形状の複数の第２凸部と、を備え、かつ前記各ノズル列において、前記ワイピング方向上流側における前記各第２凸部の一端部が前記第１凸部と連接されるとともに、前記ワイピング方向下流側における前記各第２凸部の他端部が前記第１凸部と非連接され、前記各第２凸部が連接された前記第１凸部の第１の辺から前記各ノズル列のノズルまでの前記ノズル列に平行な最短距離より、前記第１の辺と対向する前記第１凸部の第２の辺から前記各ノズル列のノズルまでの前記ノズル列に平行な最短距離が長くされていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、ワイピング方向上流側の各第２凸部が第１凸部と連接されているので、各第２凸部に、ワイピング部材に対して鋭角に当接する領域が形成されない。したがって、ワイピング部材に対するダメージを低減することができる。

また、各第２凸部のワイピング方向下流側は開放されているので、ノズルに付着した余剰液体やゴミ等は、その開放された下流側から外部へ好適に排出され、ノズル周囲に溜まり難くできる。

また、余剰液体が溜まりやすいワイピング方向下流側を広くしたので、その部分において余剰液体の除去性を向上させることができる。したがって、余剰液体の固着を抑制することができる。

また、請求項２に記載の液滴吐出装置は、請求項１に記載の液滴吐出装置において、前記各ノズル列が、平面視で各ノズルに対応した圧力室に液体を供給する液体プール室に挟まれる位置に配列されていることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、第２凸部を等間隔に設けることができる。したがって、ノズルが形成されるノズルプレートに、液体プール室が形成されるプールプレートを積層して液滴吐出ヘッドを製造する際に、ノズルプレートにかかる押圧力を第２凸部で平均して受け止めることができる。これにより、ノズルプレートの撓みや破損を防止することができる。

また、請求項３に記載の液滴吐出装置は、請求項１又は請求項２に記載の液滴吐出装置において、前記第１凸部及び前記第２凸部が金属で形成されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明によれば、金属は剛性が高いため、ジャムなどによる機械的損傷に強く、長期信頼性が得られる。

また、請求項４に記載の液滴吐出装置は、請求項１又は請求項２に記載の液滴吐出装置において、前記第１凸部及び前記第２凸部が樹脂材で形成されていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明によれば、樹脂材として、例えば感光性硬化樹脂を用いることができるため、露光・現像などによる直接加工が可能であり、製造工程を簡素化することができる。また、樹脂材は、弾性があることから、金属に比べて、ワイピング部材と接触しても、そのワイピング部材へのダメージを抑えることができる。

以上のように、本発明によれば、全てのノズルにおいて余剰液体の除去性が良好で、ノズル周囲にゴミ等が溜まる不具合を防止でき、かつ、ワイピング部材へのダメージを低減できる液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置を提供することができる。

以下、本発明の最良な実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。図１、図２では液滴吐出装置の一例としてのインクジェット記録装置１０の概略構成が示されている。したがって、以下において、本発明に係る液滴吐出ヘッドをインクジェット記録ヘッド２０とし、記録媒体を記録用紙Ｐとして説明をする。

図１、図２で示すように、インクジェット記録装置１０は、記録用紙Ｐが収容される給紙トレイ１２と、この給紙トレイ１２から供給された記録用紙Ｐに画像を記録する画像記録部１４と、画像記録部１４へ記録用紙Ｐを搬送する搬送手段１６と、画像記録部１４によって画像が記録された記録用紙Ｐを収容する排紙トレイ１８と、を有している。

画像記録部１４は、インクジェット記録ヘッド２０を有しており、このインクジェット記録ヘッド２０は、インクジェット記録装置１０での画像記録が想定される記録用紙Ｐの最大幅と同程度か、又はそれ以上の記録可能領域を有している。つまり、このインクジェット記録ヘッド２０は、シングルパス印字が可能な所謂Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ Ａｒｒａｙ（ＦＷＡ）となっている。

また、インクジェット記録ヘッド２０は、記録用紙Ｐの搬送方向に対して、その上流側からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に並設されており、各インクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋにインクを供給するインクタンク２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋが、適宜位置に配設されている。なお、そのインクとしては、水性インク、油性インク、溶剤系インク等、各種インクが使用可能である。

給紙トレイ１２中の記録用紙Ｐは、ピックアップローラー２４によって１枚ずつ取り出され、搬送ローラー対２５によって画像記録部１４へ送られる。搬送手段１６は、記録用紙Ｐの印刷面をインクジェット記録ヘッド２０に対面させるための搬送ベルト３０を有しており、この搬送ベルト３０は、用紙搬送方向下流側に配置された駆動ローラー２６と、用紙搬送方向上流側に配置された従動ローラー２８とに張架されて、図示の矢印Ａ方向（反時計方向）に循環駆動（回転）するように構成されている。

また、従動ローラー２８の上部には、搬送ベルト３０の表面側から、その搬送ベルト３０に従動する帯電ローラー３２が配設されている。この帯電ローラー３２によって搬送ベルト３０が帯電される（電荷が与えられる）ことにより、記録用紙Ｐが搬送ベルト３０に静電吸着されて搬送される構成である。なお、搬送ベルト３０は、記録用紙Ｐを静電吸着して保持する構成に限定されるものではなく、記録用紙Ｐとの摩擦により、あるいは記録用紙Ｐを吸引や粘着などの非静電的手段によって保持する構成にしてもよい。

また、搬送ベルト３０の下方には、反転部３４が設けられており、両面印刷するときには、複数の搬送ローラー対３６により、記録用紙Ｐが搬送されて、再度インクジェット記録ヘッド２０へ供給されるようになっている。そして、排紙トレイ１８への搬送路の適宜位置にも、複数の搬送ローラー対３８が配設されている。

その他、図示しないが、このインクジェット記録装置１０には、画像信号に応じてインク滴の吐出タイミングと使用するノズルを決定し、そのノズルに駆動信号を印加するインクジェット記録ヘッド２０の制御手段と、インクジェット記録装置１０全体の動作を制御するシステム制御手段が備えられている。

また、インクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋには、メンテナンスユニット４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｋが備えられている。このメンテナンスユニット４０Ｙ〜４０Ｋは、イエロー（Ｙ）とマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）とブラック（Ｋ）の２組に分かれて、それぞれ印刷時における退避位置（図１参照）と、インクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋをメンテナンスする位置（図２参照）とに移動可能に構成されている。

各メンテナンスユニット４０Ｙ〜４０Ｋは、キャップ、ダミージェット受け、ワイパーブレード４２（図３参照）等を有しており、各インクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋをメンテナンスする際には、各インクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋが所定高さ上昇することにより、各ノズル面２１（図３参照）に対して、メンテナンスユニット４０Ｙ〜４０Ｋがそれぞれ対向配置できるようになっている。

ここで、メンテナンスユニット４０に設けられているワイピング部材としてのワイパーブレード４２は、多孔質弾性体で構成されている。多孔質弾性体としては、例えば、ポリウレタン等の発泡樹脂や低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリメチルメタアクリレート、ポリプロピレン、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、４フッ化エチレン共重合体等が挙げられる。

また、このワイパーブレード４２は、各インクジェット記録ヘッド２０のノズル面２１に対して所定量（例えば１．５ｍｍ程度）オーバーラップする構成とされており、ワイパーブレード４２がノズル面２１に対して所定の圧力（後述するノズル面２１の撥水膜７４にダメージを与えない程度の圧力）で圧接するようになっている。

また、ワイパーブレード４２はホルダー４４に保持されている。ホルダー４４の下部には、搬送ベルト３０の走行方向（記録用紙Ｐの搬送方向）と直交する方向に架設されたガイドシャフト４６が挿通されており、ワイパーブレード４２（ホルダー４４）は、そのガイドシャフト４６に沿って、往復移動可能とされている。

なお、図３において、矢印Ｂ方向がワイピング方向であり、ワイパーブレード４２が矢印Ｂ方向とは逆の方向に復帰移動するときには、ワイパーブレード４２がノズル面２１に接触しないように、インクジェット記録ヘッド２０が所定高さ上昇する構成である。また、図示しないが、ワイパーブレード４２には、湿潤液が供給されるようになっている。その湿潤液としては、インクから色材を除いたビヒクルや、各インクジェット記録ヘッド２０に対応する各色のインク等が採用可能である。

次に、インクジェット記録ヘッド２０の構成について説明する。図４で示すように、インクジェット記録ヘッド２０は、保護凸部５２、ノズルプレート５４、プールプレート５６、連通孔プレート５８、供給路プレート６０、圧力室プレート６２、振動板６４の合計７枚のプレートを位置合わせして積層し、接着剤等の接合手段によって接合することで形成されている。

ノズルプレート５４には、インクを吐出する複数のノズル５０が設けられている。図５で示すように、複数のノズル５０は、所定の間隔で配設され、矢印Ｃで示す記録用紙Ｐの搬送方向に対して所定角度傾斜したノズル列５１を構成している。このノズル列５１が、ワイパーブレード４２のワイピング方向（矢印Ｂ方向であり、記録用紙Ｐの搬送方向と直交する方向）に、所定の間隔で複数列平行に配設されている。

また、ノズルプレート５４には、機械的強度、耐薬品性、薄膜化に優れた合成樹脂が用いられ、本実施形態ではポリイミドが用いられている。ポリイミドを用いることで、インクに吐出エネルギーを与えた際に、ダンパー効果によりクロストークが抑制されるという利点がある。

プールプレート５６及び連通孔プレート５８には、それぞれ連通孔６６、６８が形成されている。また、供給路プレート６０には供給孔７０が形成されている。そして、ノズル５０、連通孔６６、６８、供給孔７０は、プールプレート５６、連通孔プレート５８、供給路プレート６０が積層された状態で連通し、圧力室プレート６２に形成された圧力室７２に連通している。

プールプレート５６にはインクプール７６が形成され、図示しないインク供給孔から供給されたインクが貯留されている。また、連通孔プレート５８及び供給路プレート６０には、それぞれ供給孔７８、８０が形成されている。インクプール７６及び供給孔７８、８０は、プールプレート５６、連通孔プレート５８、供給路プレート６０が積層された状態で連通し、圧力室プレート６２に形成された圧力室７２に連通している。

なお、図示は省略するが、振動板６４の上部で、かつ圧力室７２の上方には、単板型の圧電素子が取り付けられており、図示しないフレキシブル配線基板から駆動電圧が印加される構成になっている。

上記構成により、インク供給孔（図示省略）から供給され、インクプール７６に貯留されたインクは、供給孔７８、８０を経て圧力室７２内に充填される。そして、圧電素子（図示省略）に駆動電圧が印加されると、圧電素子と共に振動板６４が撓み変形して圧力室７２を膨張又は圧縮させる。これにより、圧力室７２に体積変化が生じ、圧力室７２内に圧力波が発生する。この圧力波の作用によってノズル５０から外部へインク滴が吐出される。

ここで、各ノズル５０に対応した圧力室７２にインクを供給するインクプール７６に挟まれた複数のノズル５０が同一のノズル列５１とされている。つまり、この場合は、第２凸部５２Ｂ（後述）の直上にインクプール７６が設けられている。そして、上記したように、ワイパーブレード４２のワイピング方向にノズル列５１が複数列平行に配列されることによって、ノズル５０の２次元配列が構成されている。

なお、図５では説明の便宜上、ノズル列５１を形成するノズル５０の数量を６個とし、このノズル列５１が５列とされた２次元配列を示しているが、実際には所望の画像幅及び解像度、全体サイズ等に合わせて、各列のノズル数及びノズル列数が決められる。また、ノズル列５１の位置により、ノズル５０の数量が異なる場合もある。

また、図４で示したように、ノズルプレート５４のインク吐出側の面（ノズル面２１）には、金属製又は樹脂製の保護凸部５２が積層されている。保護凸部５２は、ノズルプレート５４と略同じサイズの薄板状とされ、図５で示すように、複数のノズル５０が２次元配列されたノズル面２１（ノズルプレート５４）の周縁部に突設され、ノズル領域全体（ノズル列５１全体）を取り囲む第１凸部５２Ａと、ノズル列５１の両側（ノズル列５１間）にノズル５０の配列方向に沿って突設された略矩形状の第２凸部５２Ｂとで構成されている。

そして、第２凸部５２Ｂの一方（ワイピング方向上流側）の端部は、第１凸部５２Ａと一体に連接され、第２凸部５２Ｂの他方（ワイピング方向下流側）の端部は、第１凸部５２Ａと非連接とされて、全体として、ノズル列５１の３方向が第１凸部５２Ａ及び第２凸部５２Ｂによって囲われる略櫛歯形状に構成されている。なお、第２凸部５２Ｂの長手方向は、ノズル５０の配列方向と平行であり、矢印Ｃで示す記録用紙Ｐの搬送方向に対して所定角度傾斜している。

このような構成により、ノズルプレート５４のインク吐出側の面（ノズル面２１）には、略櫛歯形状の凹部４８（図４、図５参照）が形成され、この凹部４８内にノズル５０が存在する構成になっている。なお、本実施例では、保護凸部５２（第１凸部５２Ａ及び第２凸部５２Ｂ）の厚さＨが、Ｈ＝１０μｍとされ、ノズル列５１を露出させる凹部４８の幅Ｗが、Ｗ＝１５０μｍとされているが、この数値に限定されるものではない。

また、ノズル列５１において、ワイピング方向上流側のノズル５０と第１凸部５２Ａとの最短距離Ｌ１が、ワイピング方向下流側のノズル５０と第１凸部５２Ａとの最短距離Ｌ２よりも短くなるように、換言すれば、ワイピング方向下流側のノズル５０と第１凸部５２Ａとの最短距離Ｌ２が、ワイピング方向上流側のノズル５０と第１凸部５２Ａとの最短距離Ｌ１よりも長くなるように形成されている（Ｌ２＞Ｌ１とされている）。

更に、図４で示すように、保護凸部５２の表面、保護凸部５２の側壁及び保護凸部５２によって囲まれたノズル５０周りにかけて、撥水膜７４が設けられている。撥水膜７４は、ノズル５０から吐出されたインクがノズル５０周りに付着するのを防止するもので、これにより、ノズル５０から吐出されるインク滴の吐出性能が低下しないようにしている。

以上のような構成のインクジェット記録装置１０において、次に、その作用について説明する。まず、ピックアップローラー２４及び搬送ローラー対２５により、記録用紙Ｐを搬送ベルト３０上に供給する。搬送ベルト３０上に供給され、その搬送ベルト３０に吸着保持された記録用紙Ｐは、インクジェット記録ヘッド２０の記録位置へ供給され、その印刷面に画像が記録される。そして、その画像記録終了後、記録用紙Ｐは搬送ベルト３０から剥離され、搬送ローラー対３８によって排紙トレイ１８へ搬送される。

ここで、インクジェット記録ヘッド２０をメンテナンスする際には、まず、そのインクジェット記録ヘッド２０が所定高さ上昇する。そして、メンテナンスユニット４０が搬送ベルト３０とインクジェット記録ヘッド２０との間に配置される（図２参照）。その後、各キャップ（図示省略）を各インクジェット記録ヘッド２０Ｙ〜２０Ｋの各ノズル面２１に対向配置させ、所定のメンテナンス動作を行う。

また、ワイパーブレード４２によってノズル面２１がワイピング（クリーニング）される。すなわち、図３で示すように、ワイパーブレード４２を保持したホルダー４４が、インクジェット記録ヘッド２０の真下から外れたホームポジションに配置されている。そして、この状態で、ワイパーブレード４２に湿潤液を供給する。

ワイパーブレード４２が湿潤液によって充分に湿らされたら、ホルダー４４がガイドシャフト４６に沿って記録用紙Ｐの搬送方向と直交する矢印Ｂ方向へ移動する。すると、ワイパーブレード４２が、インクジェット記録ヘッド２０のノズル面２１へ所定の圧力で圧接しながら移動し、そのノズル面２１をワイピング（クリーニング）する。

そして、ワイパーブレード４２がノズル面２１全体をワイピング（クリーニング）したら、インクジェット記録ヘッド２０は、ワイパーブレード４２がノズル面２１に接触しない高さまで更に上昇し、その後、ワイパーブレード４２がホームポジションへガイドシャフト４６に沿って復帰移動する（矢印Ｂ方向とは反対方向に移動する）。

このように、湿潤液を保持したワイパーブレード４２でノズル面２１をワイピングすると、増粘した余剰インクや、ノズル面２１に付着した水溶性高分子等の付着物質、ゴミ等が湿潤化するので、ノズル面２１から離脱されやすくなり、それらをワイパーブレード４２で擦り取ることにより、ノズル面２１を好適にクリーニングできる。

また、このとき、インクジェット記録ヘッド２０のノズル面２１には、保護凸部５２が設けられている。この保護凸部５２は、ノズル領域全体を取り囲む第１凸部５２Ａと、ノズル列５１間に設けられた第２凸部５２Ｂとで構成され、図５で示すように、ワイピング方向上流側では、第１凸部５２Ａに第２凸部５２Ｂが連接され、ワイピング方向下流側では、第１凸部５２Ａに第２凸部５２Ｂが非連接とされている（第２凸部５２Ｂの端部が開放されている）。

したがって、ノズル５０（凹部４８内のノズル面２１）に付着した余剰インクやゴミ等は、第２凸部５２Ｂの開放された端部側（ワイピング方向下流側）から保護凸部５２の外側へ、ワイパーブレード４２によって効率よく排出され、ノズル５０の周囲に溜まり難くできる。つまり、余剰インクやゴミ等の排出性が良好となっている。

また、ワイパーブレード４２のワイピング方向上流側では、第１凸部５２Ａに第２凸部５２Ｂが連接されていることから、第２凸部５２Ｂに、ワイパーブレード４２に対して鋭角に当接する領域は存在しない。したがって、ワイピング動作時に、保護凸部５２によってノズル面２１に凹凸が形成されていても、ワイパーブレード４２へのダメージを極力低減することができる。

また、ワイピング方向上流側の第２凸部５２Ｂに、ワイパーブレード４２に対して鋭角に当接する領域が存在しないことから、ワイパーブレード４２による第２凸部５２Ｂへの応力集中を抑制することができる。したがって、保護凸部５２がノズルプレート５４に接合（接着）により形成されていても、保護凸部５２のノズルプレート５４に対する密着性が低下する不具合も発生しない。なお、第２凸部５２Ｂのワイピング方向上流側の壁面（エッジ）５２Ｃをテーパー面としてもよい。これによれば、ワイパーブレード４２のノズル面２１に対する摺動抵抗を低減することができる。

また、ノズル列５１において、ワイピング方向上流側のノズル５０と第１凸部５２Ａとの最短距離Ｌ１に比べて、ワイピング方向下流側のノズル５０と第１凸部５２Ａとの最短距離Ｌ２が長くされている（Ｌ２＞Ｌ１とされている）。したがって、余剰インクやゴミ等の排出性を更に良好にすることができ、これによって、余剰インクが溜まりやすいワイピング方向下流側での余剰インクの固着を防止することができる。つまり、これにより、ノズル５０への悪影響を抑制することができる。

また、このように、ノズルプレート５４のインク吐出側の面（ノズル面２１）に段差（ザグリ）を設けると（凹部４８内にノズル５０が形成される構成にすると）、印刷時に浮き上がった記録用紙Ｐが、ノズル面２１（ノズル５０）に接触（摺接）するのを防止することができる。したがって、ノズル５０周りに設けられた撥水膜７４に傷が付く（ダメージが与えられる）のを防止することができる。

また、ノズル列５１は、平面視で各インクプール７６に挟まれる位置に配列されている。つまり、ノズル列５１は、ノズル面２１の広い範囲に等間隔で設けられている。したがって、ノズルプレート５４にプールプレート５６を接合する際に、ノズルプレート５４にかかる押圧力は、第２凸部５２Ｂで平均して受け止められる。このため、ノズルプレート５４が撓んだり、その押圧力がノズルプレート５４の一点に集中してかかることによる破損等の発生を防止することができる。

次に、インクジェット記録ヘッド２０の第２実施例について説明する。なお、第１実施例と同等の部位には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。また、ノズル５０の配列は、第１実施例と同じである。図６で示すように、このインクジェット記録ヘッド２０では、ノズル列５１間に形成される第２凸部５２Ｂの長手方向（ノズル列５１）は、ワイピング方向（矢印Ｂ方向）と平行になっている。

また、ワイピング方向上流側では、第１実施例のインクジェット記録ヘッド２０と同様に、ノズル領域全体を取り囲む第１凸部５２Ａに、ノズル５０の配列方向（ノズル列５１方向）に延設された第２凸部５２Ｂが連接し、ワイピング方向下流側では、第１凸部５２Ａに第２凸部５２Ｂが非連接とされて、第２凸部５２Ｂの端部が開放されている。したがって、第１実施例のインクジェット記録ヘッド２０よりも、余剰インクやゴミ等の排出性が良好となる。

また、第１実施例と同様に、第２凸部５２Ｂのワイピング方向上流側には、ワイパーブレード４２に対して鋭角に当接する領域が存在しないので、ワイパーブレード４２に対するダメージを極力低減することができる。しかも、そのワイピング方向上流側の連接部分における保護凸部５２の壁面５２Ｄは、平面視で円弧状に形成されているので、その部分に余剰インクやゴミ等が溜まり難くなっている。よって、ワイパーブレード４２による払拭残りは発生しない。

次に、インクジェット記録ヘッド２０の第３実施例について説明する。なお、第１実施例と同等の部位には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。また、ノズル５０の配列は、第１実施例と同じである。図７で示すように、このインクジェット記録ヘッド２０では、ノズル列５１間に形成される第２凸部５２Ｂの長手方向（ノズル列５１）は、記録用紙Ｐの搬送方向（矢印Ｃ方向）に対しても、ワイピング方向（矢印Ｂ方向）に対しても所定角度傾斜した構成とされている。

つまり、第２実施例のインクジェット記録ヘッド２０において隣接するノズル列５１に跨るようにして、第２凸部５２Ｂが設けられている。これによれば、ワイパーブレード４２によってワイピングしたときに、ノズル５０に付着している余剰インクやゴミ等は、斜めに設けられた第２凸部５２Ｂの壁面（ノズル列５１）に沿って斜めに移動し、ノズル５０の周囲に溜まらないようにできる。

なお、このように、第２凸部５２Ｂが記録用紙Ｐの搬送方向に対して斜めに設けられていると、ワイピング方向が限定されない利点がある。つまり、矢印Ｂ方向にワイピングする場合に限定されず、例えば矢印Ｃ方向にワイピングする構成にしても、ノズル列５１に沿って（ノズル５０の配列方向に）ワイピングする構成にしても、余剰インクやゴミ等の排出性を確保することができる。

また、ワイピング方向上流側では、第１実施例のインクジェット記録ヘッド２０と同様に、ノズル領域全体を取り囲む第１凸部５２Ａに、ノズル５０の配列方向（ノズル列５１方向）に延設された第２凸部５２Ｂが連接し、ワイピング方向下流側では、第１凸部５２Ａに第２凸部５２Ｂが非連接とされて、第２凸部５２Ｂの端部が開放されている。

したがって、第２凸部５２Ｂのワイピング方向上流側には、ワイパーブレード４２に対して鋭角に当接する領域が存在しないので、ワイパーブレード４２に対するダメージを極力低減することができる。しかも、そのワイピング方向上流側の連接部分における保護凸部５２の壁面５２Ｄは、平面視で円弧状に形成されているので、その部分に余剰インクやゴミ等が溜まり難くなっている。よって、ワイパーブレード４２による払拭残りは発生しない。

なお、ノズル面２１において、凹部４８（ザグリ）が、ワイピング方向に対して直交する方向に形成されていると、ゴミ（異物）の除去性は向上するが、余剰インクの排出性は低下する。また、凹部４８（ザグリ）が、ワイピング方向に対して平行な方向に形成されていると、余剰インクの排出性は良好となるが、ゴミ（異物）の除去性は低下する。しかしながら、第３実施例のインクジェット記録ヘッド２０では、凹部４８（ザグリ）が斜めに形成されているので、余剰インクの排出性も、ゴミ（異物）の除去性も共に良好にできる。

更に、第２実施例及び第３実施例のインクジェット記録ヘッド２０においても、第２凸部５２Ｂが、ノズル面２１の広い範囲に等間隔で設けられているため、ノズルプレート５４にプールプレート５６を接合する際に、ノズルプレート５４にかかる押圧力が、狭い範囲に集中してかかるのを防止することができる。したがって、その押圧力により、ノズルプレート５４が撓んだり、破損したりするおそれはない。

特に、インクジェット記録ヘッド２０を複数の積層体で構成する場合、平面視でインクプール７６に挟まれるノズル列５１内のノズル５０間に第２凸部５２Ｂがあることが、積層体を加熱・加圧によって接合する観点から望ましい。つまり、第１実施例のインクジェット記録ヘッド２０よりも、第２実施例及び第３実施例のインクジェット記録ヘッド２０の方が、積層体の加圧性が良好となるので好ましい。

次に、上記インクジェット記録ヘッド２０の製造方法について説明する。図８にはインクジェット記録ヘッド２０の製造方法の一例が示されている。まず、図８（ａ）で示すように、ポリイミドフィルムからなるノズルプレート５４の表面に、ＳＵＳなどの金属板からなる保護凸部５２を加熱・加圧によって圧着する。

そして、図８（ｂ）で示すように、フォトリソグラフィー工程により、その保護凸部５２上にレジストを形成し、これをマスクとして保護凸部５２をエッチングし、パターニングした後（図示省略）、レジストを除去して、凹部４８を形成する。つまり、これにより、ノズル列５１間及びノズル領域全体を囲う略櫛歯形状の保護凸部５２が形成される。

その後、図８（ｃ）で示すように、ノズルプレート５４（ポリイミドフィルム）及び保護凸部５２（金属板）上に撥水膜７４を形成する。この撥水膜７４としては、４フッ化エチレン−６フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、４フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂（ＰＦＡ）、フッ化ビニリデン樹脂、フッ化ビニル樹脂等のフッ素系樹脂が用いられる。

特に、４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）、４フッ化エチレン−パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂（ＰＦＡ）が好ましく、本実施形態では、４フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）が用いられている。そして、図８（ｄ）で示すように、撥水膜７４を保護シート８２で覆った後、図８（ｅ）で示すように、エキシマレーザーＳによりノズルプレート５４（ポリイミドフィルム）にノズル５０を形成し、図８（ｆ）で示すように、保護シート８２を除去する。

すなわち、保護凸部５２を形成したノズルプレート５４上に撥水膜７４を形成し、撥水膜７４の表面に、真空ラミネーターにより保護シート８２を密着させる。これにより、撥水膜７４は保護シート８２に被覆された状態となる。その後、保護凸部５２を形成していない側（インクの吐出側と反対側）から、ノズルプレート５４にエキシマレーザーＳを照射してノズル５０を形成する。

エキシマレーザーＳの照射領域には、エキシマレーザーＳのビーム断面と略相似形状（ノズル５０に対応する形状）の孔が形成され、エキシマレーザーＳの照射時間の増加に従って深く掘り下げられて行く。この孔が、ノズルプレート５４及び撥水膜７４を貫通し、保護シート８２の途中に達するまで、エキシマレーザーＳを照射し、ノズルプレート５４及び撥水膜７４に、ノズル５０に相当する孔を形成する。

したがって、保護シート８２は、エキシマレーザーＳによってアブレーション加工が可能なシートが用いられる。ここでは、保護シート８２として、ORDYL BF45Z（東京応化製）、エレップホルダー BT-150E-KL（日東電工製）、ELEGRIP TAPE AD-80H（電気化学工業製）等が用いられる。

なお、アブレーションとは、高分子材料がエキシマレーザーＳを吸収することにより、高分子材料の分子結合が切られ、結合が切られた分子、原子が分解、飛散する現象であり、アブレーション加工とは、アブレーションを利用して高分子材料に所望の形状を形成するための加工方法である。

また、撥水膜７４は、エキシマレーザーＳに対して透過性を有しており、エキシマレーザーＳによって直接的にはノズル５０に相当した孔を形成することができない。このため、本実施例では、エキシマレーザーＳによりノズルプレート５４をアブレーション加工するとともに、撥水膜７４を介して保護シート８２をアブレーション加工することにより、ノズルプレート５４及び保護シート８２からそれぞれ分解、飛散する分子及び原子によって、撥水膜７４に孔（ノズル５０）を形成する。

これにより、撥水膜７４にも、エキシマレーザーＳの断面形状（ノズル５０に対応した形状）の孔が形成される。また、この加工方法によって、撥水膜７４に孔（ノズル５０）を形成するので、その孔（ノズル５０）の周囲にバリが発生することがなく、よって、ノズル５０を高精度に形成することができる。そして、ノズル５０の形成後、保護シート８２を剥離、除去することで、インクジェット記録ヘッド２０が製造される。

すなわち、ノズルプレート５４の裏面に、プールプレート５６を接合し、このプールプレート５６に、連通孔プレート５８、供給路プレート６０、圧力室プレート６２を接合して、圧力室プレート６２の開口を覆うように振動板６４を接合する。以上の工程により、インクジェット記録ヘッド２０が製造される。

なお、上記製造方法では、エッチングによって保護凸部５２を形成したが、保護凸部５２の形成方法はエッチングに限定されるものではない。例えば、レーザー加工やプレス加工によって所定の形状に形成した保護凸部５２を、ノズルプレート５４に圧着してもよい。また、保護凸部５２が金属製であると、金属は剛性が高いため、ジャムなどによる機械的損傷に強く、長期信頼性が得られる効果がある。

次に、上記インクジェット記録ヘッド２０の他の製造方法について説明する。図９には、インクジェット記録ヘッド２０の製造方法の一例が示されている。この製造方法は、保護凸部５２を樹脂材で形成する場合の方法である。まず、図９（ａ）で示すように、ポリイミドフィルムからなるノズルプレート５４上に、スピンコートによって感光性硬化樹脂からなる保護凸部５２を塗布する。そして、図９（ｂ）で示すように、その保護凸部５２（感光性硬化樹脂）を、マスク８４を使って露光する。

感光性硬化樹脂の場合、露光された部分が硬化するので、図９（ｃ）で示すように、現像液によって現像することで、未硬化部分（未露光部分）が除去されて段差（凹部４８）が形成される。その後は、図８（ｃ）〜（ｆ）で示す上記と同様の工程を行うことにより、インクジェット記録ヘッド２０が製造される。なお、感光性硬化樹脂としては、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂を用いることができる。

また、保護凸部５２が、このような感光性硬化樹脂であると、露光・現像などによる直接加工が可能であるため、製造工程を簡素化できる効果がある。また、保護凸部５２が樹脂製であると、樹脂材は、弾性があるため、金属に比べて、ワイパーブレード４２と接触しても、そのワイパーブレード４２へのダメージを抑えられる効果がある。

以上、説明したように、本発明に係るインクジェット記録ヘッド２０によれば、全てのノズル５０において余剰インクの除去性が良好となり、かつ、ノズル５０周囲にゴミ等が溜まる不具合を防止することができる。また、第２凸部５２Ｂのワイピング方向上流側には、ワイパーブレード４２に対して鋭角に当接する領域が形成されないので、ワイパーブレード４２へのダメージを低減することができる。

なお、本発明に係るインクジェット記録ヘッド２０を備えたインクジェット記録装置１０は、複写機、プリンター複合機、ワークステーション等の出力機器として用いられる記録装置等、記録用紙Ｐ上への文字や画像の記録に用いられるものに限定されるものではなく、例えば、高分子フィルムやガラス上に着色インクを吐出して行うディスプレイ用のカラーフィルターの作製等にも適用可能である。

すなわち、「記録媒体」は、記録用紙Ｐに限定されるものではなく、例えば、ＯＨＰシートや配線パターン等が形成される基板なども含まれる。そして、「画像」は、一般的な画像（文字、絵、写真など）のみならず、インク滴が記録媒体上に着弾されることで得られるドットのパターン（配線パターン）なども含まれる。

また、吐出する液体もインクに限定されるわけではない。例えば、溶融状態の半田を基板上に吐出して行う部品実装用のバンプの形成、有機ＥＬ溶液を基板上に吐出させて行うＥＬディスプレイパネルの形成など、様々な工業的用途を対象とした液滴吐出装置全般に対して、上記インクジェット記録装置１０を適用することが可能である。

インクジェット記録装置の印刷時の構成を示す概略側面図 インクジェット記録装置のメンテナンス時の構成を示す概略側面図 メンテナンスユニットの構成を示す概略模式図 インクジェット記録ヘッドの構成を示す概略断面図 インクジェット記録ヘッドのノズル面を示す概略平面図 インクジェット記録ヘッドのノズル面を示す概略平面図 インクジェット記録ヘッドのノズル面を示す概略平面図 インクジェット記録ヘッドの製造方法を示す概略模式図 インクジェット記録ヘッドの製造方法を示す概略模式図 従来のインクジェット記録ヘッドのノズル面を示す概略平面図

符号の説明

１０ インクジェット記録装置（液滴吐出装置）
２０ インクジェット記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）
２１ ノズル面
４０ メンテナンスユニット
４２ ワイパーブレード（ワイピング部材）
４８ 凹部
５０ ノズル
５１ ノズル列
５２ 保護凸部
５２Ａ 第１凸部
５２Ｂ 第２凸部
５４ ノズルプレート
５６ プールプレート
５８ 連通孔プレート
６０ 供給路プレート
６２ 圧力室プレート
６４ 振動板
７２ 圧力室
７４ 撥水膜
７６ インクプール（液体プール室）

Claims (4)

1. 同一色の液滴を吐出する複数のノズルからなるノズル列を複数備えた液滴吐出ヘッドと、
   前記液滴吐出ヘッドの前記各ノズル列をワイピングするワイピング部材と、
   を有する液滴吐出装置において、
   前記液滴吐出ヘッドは、
   前記各ノズル列が、前記ワイピング方向に対して平行又は傾斜して配列されるとともに、前記各ノズル列全体を囲うように突設された第１凸部と、前記各ノズル列の間に前記ノズル列に沿って突設された略矩形状の複数の第２凸部と、を備え、
   かつ前記各ノズル列において、
   前記ワイピング方向上流側における前記各第２凸部の一端部が前記第１凸部と連接されるとともに、前記ワイピング方向下流側における前記各第２凸部の他端部が前記第１凸部と非連接され、
   前記各第２凸部が連接された前記第１凸部の第１の辺から前記各ノズル列のノズルまでの前記ノズル列に平行な最短距離より、前記第１の辺と対向する前記第１凸部の第２の辺から前記各ノズル列のノズルまでの前記ノズル列に平行な最短距離が長くされていることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記各ノズル列は、平面視で各ノズルに対応した圧力室に液体を供給する液体プール室に挟まれる位置に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記第１凸部及び前記第２凸部が金属で形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記第１凸部及び前記第２凸部が樹脂材で形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液滴吐出装置。

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