JP6383629B2 - ノズルプレート、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、ノズルプレート、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置に関するものである。

一般に、液体噴射装置、例えば各種印刷を行うインクジェットプリンタは、被記録媒体を搬送する搬送装置と、インクジェットヘッド（液体噴射ヘッド）と、を備えている。ここで用いられるインクジェットヘッドとしては、インクタンクからインク供給管を介してインクジェットヘッドにインクを供給し、インクジェットヘッドに設けられたヘッドチップのノズル孔からインクを被記録媒体に吐出することで記録を行っている。

上述したヘッドチップは、複数のノズル孔からなるノズル列を有するノズルプレートと、インクが充填されるとともに、ノズル孔に連通する複数のチャネルを有するアクチュエータプレートと、アクチュエータプレートの表面に接合され、各チャネルにそれぞれ連通する共通インク室を有するカバープレートと、を備えている。

ノズルプレートのノズル孔は、ノズル長を短く設定することで、インクの流路抵抗を調整している。一方で、ノズルプレートの強度を向上させるためには、ノズルプレートの厚さを厚く設定する必要がある。このため、例えば、特許文献１に記載のインクジェットヘッド（ノズルプレート）は、ノズル列に沿ってスリット状の凹部を形成し、その凹部の底部にてノズル孔と連通させることで、ノズル長を短く設定しつつ、ノズルプレートを厚くして強度を維持している。

特開平６−２３９９４号公報

しかしながら、上述のノズルプレートは、凹部の延在方向における曲げ強度を維持することは可能であるが、凹部の延在方向に直交する方向における曲げ強度を確保できない。また、凹部をエッチングにより形成すると、凹部の深さが凹部の延在方向においてばらつきやすくなる。これに伴い、凹部の底部において連通するノズル孔の吐出口の開口径がばらつき、印字品質が悪化する。

そこで本発明は、高強度を有し、印字品質に優れたノズルプレート、液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置を提供するものである。

本発明のノズルプレートは、一面側に形成され、液滴が吐出される複数のノズル孔を有するノズル列と、他面側に形成され、前記ノズル列の延在方向に沿って前記ノズル孔と連通するように形成された凹部と、を備え、前記凹部には、隣り合う前記ノズル孔の間に、少なくとも１箇所リブが形成され、前記リブの高さは、前記凹部の深さよりも低く設定されている、ことを特徴とする。
本発明によれば、凹部にリブが形成されているため、ノズルプレートの厚さを増加させることなく、ノズル列の延在方向周りの曲げに対するノズルプレートの強度を向上させることができる。また、凹部を形成する際には、リブに区分けされた領域毎に各別にエッチングを行うことになるので、隣り合うリブに挟まれた領域内における深さのばらつき、および隣り合うリブに挟まれた領域間における深さのばらつきを低減させることができる。これにより、凹部の底部におけるノズル孔の開口径のばらつきを抑制できる。したがって、高強度を有し、印字品質に優れたノズルプレートが得られる。
また、本発明によれば、ノズルプレートの表面に付着したインクをワイピングする際に、ワイパに付着したインクがリブによってそぎ落とされ、このリブに付着することを防止できる。これにより、インクが凹部に溜まることを防止できる。

上記のノズルプレートにおいて、前記リブは、隣り合う少なくとも２つの前記ノズル孔を間に挟んだ両側に配置されている、ことを特徴とする。
本発明によれば、リブが各ノズル孔に対応して配置される構成に比べて、ノズル孔の吐出口周辺の空間を広く設けることができる。これにより、ノズル孔の吐出口から吐出されたインクがリブに付着し、ノズルプレートが汚れることを防止できる。

上記のノズルプレートにおいて、前記リブは、前記ノズル孔の各々の周囲に配置されている、ことを特徴とする。
本発明によれば、ノズル列の延在方向周りの曲げに対するノズルプレートの強度をより向上させることができる。また、凹部の底部におけるノズル孔の開口径の精度をより向上させることができる。

上記のノズルプレートにおいて、前記複数のノズル孔は、前記他面側に向かって先細りとなるように椀状に形成されている、ことを特徴とする。
本発明によれば、非吐出時においてノズル孔の内部にあるインクのメニスカスが、吐出口よりも内側（一面側）に形成される。このため、ノズルプレートの表面にインクが付着してノズルプレートが汚れることを防止できる。また、アクチュエータプレート側の開口径を大きく確保することで、ノズル孔内におけるインクの圧力を高め易くすることができ、インクの吐出性能を向上できる。

上記のノズルプレートにおいて、ガラスおよびステンレスの少なくとも何れか一方により形成されている、ことを特徴とする。
本発明によれば、加工性に優れ、かつ高耐久性を有するノズルプレートが得られる。

本発明の液体噴射ヘッドは、上記ノズルプレートと、前記ノズルプレートに接合され、前記ノズル孔と連通する複数のチャネルを有するアクチュエータプレートと、を備えていることを特徴とする。
本発明によれば、上記のノズルプレートを備えているため、高強度を有し、印字品質に優れた液体噴射ヘッドを提供できる。

本発明の液体噴射装置は、上記液体噴射ヘッドを備えていることを特徴とする。
本発明によれば、上記の液体噴射ヘッドを備えているため、高強度を有し、印字品質に優れた液体噴射装置を提供できる。

本発明のノズルプレートによれば、凹部にリブが形成されているため、ノズルプレートの厚さを増加させることなく、ノズル列の延在方向周りの曲げに対するノズルプレートの強度を向上させることができる。また、凹部を形成する際には、リブに区分けされた領域毎に各別にエッチングを行うことになるので、隣り合うリブに挟まれた領域内における深さのばらつき、および隣り合うリブに挟まれた領域間における深さのばらつきを低減させることができる。これにより、凹部の底部におけるノズル孔の開口径のばらつきを抑制できる。したがって、高強度を有し、印字品質に優れたノズルプレートが得られる。

第１実施形態におけるインクジェットプリンタの構成を示す斜視図である。 第１実施形態におけるインクジェットヘッドの斜視図である。 第１実施形態におけるヘッドチップの斜視図である。 第１実施形態におけるヘッドチップの分解斜視図である。 第１実施形態におけるノズルプレートの表面側から見た平面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。 図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。 第１実施形態におけるノズルプレートの製造方法を示すフローチャートである。 第１実施形態におけるノズルプレートの製造方法を示す工程図である。 第１実施形態におけるノズルプレートの製造方法を示す工程図である。 第１実施形態におけるノズルプレートの製造方法を示す工程図である。 第１実施形態におけるノズルプレートの製造方法を示す工程図である。 第１実施形態におけるノズルプレートの製造方法を示す工程図である。 第１実施形態におけるノズルプレートの製造方法を示す工程図である。 第１実施形態におけるノズルプレートの製造方法を示す工程図である。 第１実施形態におけるノズルプレートの製造方法を示す工程図である。 第１実施形態におけるノズルプレートの製造方法を示す工程図である。 第１実施形態の変形例におけるノズルプレートの表面側から見た平面図である。 第２実施形態におけるノズルプレートの表面側から見た平面図である。 図１９のＸＸ−ＸＸ線に沿う断面図である。 図１９のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿う断面図である。 第２実施形態におけるノズルプレートの製造方法を示す工程図である。 第２実施形態におけるノズルプレートの製造方法を示す工程図である。 第２実施形態におけるノズルプレートの製造方法を示す工程図である。 第２実施形態におけるノズルプレートの製造方法を示す工程図である。 第２実施形態におけるノズルプレートの製造方法を示す工程図である。 第２実施形態におけるノズルプレートの製造方法を示す工程図である。 第２実施形態におけるノズルプレートの製造方法を示す工程図である。 第２実施形態におけるノズルプレートの製造方法を示す工程図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、本発明のノズルプレートを具備する液体噴射ヘッドおよび液体噴射装置の一例として、インクを利用して記録紙に記録を行うインクジェットヘッドおよびインクジェットプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）を例に挙げて説明する。

［第１実施形態］
（プリンタ）
図１は、プリンタの構成を示す斜視図である。
図１に示すように、プリンタ１は、記録紙等の被記録媒体Ｓを搬送する一対の搬送手段２，３と、被記録媒体Ｓに図示しないインクを噴射するインクジェットヘッド４と、インクジェットヘッド４にインクを供給するインク供給手段５と、インクジェットヘッド４を被記録媒体Ｓの搬送方向Ｙと直交する走査方向Ｘに走査させる走査手段６と、を備える。
なお、本実施形態では、搬送方向Ｙおよび走査方向Ｘの２方向に直交する方向を上下方向Ｚとする。

一対の搬送手段２，３は、搬送方向Ｙに間隔をあけて配置されており、一方の搬送手段２が搬送方向Ｙの上流側に位置し、他方の搬送手段３が搬送方向Ｙの下流側に位置している。これら搬送手段２，３は、走査方向Ｘに延設されたグリッドローラ２Ａ，３Ａと、このグリッドローラ２Ａ，３Ａに対して平行に配置されると共に、グリッドローラ２Ａ，３Ａとの間で被記録媒体Ｓを挟み込むピンチローラ２Ｂ，３Ｂと、グリッドローラ２Ａ，３Ａをその軸回りに回転させるモータ等の図示しない駆動機構と、をそれぞれ備えている。
そして、一対の搬送手段２，３のグリッドローラ２Ａ，３Ａを回転させることで、被記録媒体Ｓを搬送方向Ｙに沿った矢印Ａ方向に搬送することが可能とされている。

インク供給手段５は、インクが収容されたインクタンク１０と、インクタンク１０とインクジェットヘッド４とを接続するインク配管１１と、を備えている。
図示の例では、インクタンク１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の四色のインクがそれぞれ収容されたインクタンク１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂが搬送方向Ｙに並んで配置されている。インク配管１１は、例えば可撓性を有するフレキシブルホースであり、インクジェットヘッド４を支持するキャリッジ１６の動作（移動）に追従可能とされている。

走査手段６は、走査方向Ｘに延び、搬送方向Ｙに間隔をあけて互いに平行に配置された一対のガイドレール１５と、これら一対のガイドレール１５に沿って移動可能に配置されたキャリッジ１６と、このキャリッジ１６を走査方向Ｘに移動させる駆動機構１７と、を備えている。
駆動機構１７は、一対のガイドレール１５の間に配置され、走査方向Ｘに間隔をあけて配置された一対のプーリ１８と、これら一対のプーリ１８の間に巻回されて走査方向Ｘに移動する無端ベルト１９と、一方のプーリ１８を回転駆動させる駆動モータ２０と、を備えている。

キャリッジ１６は、無端ベルト１９に連結されており、一方のプーリ１８の回転駆動による無端ベルト１９の移動に伴って走査方向Ｘに移動可能とされている。また、キャリッジ１６には、複数のインクジェットヘッド４が走査方向Ｘに並んだ状態で搭載されている。
図示の例では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）の各インクをそれぞれ噴射する４つのインクジェットヘッド４、すなわちインクジェットヘッド４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂが搭載されている。

（インクジェットヘッド）
次に、インクジェットヘッド４について説明する。
図２は、インクジェットヘッドの斜視図である。
図２に示すように、インクジェットヘッド４は、キャリッジ１６に固定される固定プレート２５と、この固定プレート２５上に固定されたヘッドチップ２６と、インク供給手段５から供給されたインクを、ヘッドチップ２６の後述するインク導入孔４１Ａにさらに供給するインク供給部２７と、ヘッドチップ２６に駆動電圧を印加する制御手段２８と、を備えている。

インクジェットヘッド４は、駆動電圧が印加されることで、各色のインクを所定の噴出量で吐出する。このとき、インクジェットヘッド４が走査手段６により走査方向Ｘに移動することにより、被記録媒体Ｓにおける所定範囲に記録を行うことができる。この走査を、搬送手段２，３により被記録媒体Ｓを搬送方向Ｙに搬送しながら繰り返し行うことで、被記録媒体Ｓの全体に記録を行うことが可能となる。

固定プレート２５には、アルミ等の金属製のベースプレート３０が上下方向Ｚに沿って起立した状態で固定されていると共に、ヘッドチップ２６の後述するインク導入孔４１Ａにインクを供給する流路部材３１が固定されている。流路部材３１の上方には、インクを貯留する貯留室を内部に有する圧力緩衝器３２がベースプレート３０に支持された状態で配置されている。そして、流路部材３１と圧力緩衝器３２は、インク連結管３３を介して連結され、圧力緩衝器３２にはインク配管１１が接続されている。

このような構成のもと、圧力緩衝器３２は、インク配管１１を介してインクが供給されると、このインクを内部の貯留室内に一旦貯留した後、所定量のインクをインク連結管３３および流路部材３１を介してインク導入孔４１Ａに供給する。
なお、これら流路部材３１、圧力緩衝器３２およびインク連結管３３は、上記インク供給部２７として機能する。

また、固定プレート２５には、ヘッドチップ２６を駆動するための集積回路等の制御回路（駆動回路）３５が搭載されたＩＣ基板３６が取り付けられている。この制御回路３５と、ヘッドチップ２６の後述する不図示のコモン電極およびダミー電極は、図示しない配線パターンがプリント配線されたフレキシブル基板３７を介して電気接続されている。これにより、制御回路３５は、フレキシブル基板３７を介してコモン電極とダミー電極との間に、駆動電圧を印加することが可能とされる。
なお、これら制御回路３５が搭載されたＩＣ基板３６、およびフレキシブル基板３７は、上記制御手段２８として機能する。

（ヘッドチップ）
続いて、ヘッドチップ２６について詳細に説明する。
図３は、ヘッドチップの斜視図、図４は、ヘッドチップの分解斜視図である。
図３および図４に示すように、ヘッドチップ２６は、アクチュエータプレート４０、カバープレート４１、支持プレート４２、およびノズルプレート４３を備えている。ヘッドチップ２６は、後述する液体噴射チャネル４５Ａの長手方向端部に臨むノズル孔４７からインクを吐出する、いわゆるエッジシュートタイプとされている。

アクチュエータプレート４０は、第１アクチュエータプレート４０Ａおよび第２アクチュエータプレート４０Ｂの２枚のプレートを積層した、いわゆる積層プレートとされている。なお、アクチュエータプレート４０は、積層プレートに限らず、１枚のプレートで構成してもよい。

第１アクチュエータプレート４０Ａおよび第２アクチュエータプレート４０Ｂは、共に厚さ方向に分極処理された圧電基板、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）セラミックス基板であり、互いの分極方向を反対に向けた状態で接合されている。
このアクチュエータプレート４０は、厚さ方向Ｌ１に直交する第１方向（配列方向）Ｌ２に長く、厚さ方向Ｌ１および第１方向Ｌ２に対して直交する第２方向Ｌ３に短い、平面視略長方形状に形成されている。

なお、本実施形態のヘッドチップ２６はエッジシュート対応であるので、厚さ方向Ｌ１がプリンタ１における走査方向Ｘに一致し、かつ第１方向Ｌ２が搬送方向Ｙ、第２方向Ｌ３が上下方向Ｚに一致する。すなわち、例えばアクチュエータプレート４０の側面のうち、ノズルプレート４３に対向する側面（インクが吐出される側の側面）は、下端面４０Ｄとなり、この下端面４０Ｄとは第２方向Ｌ３の反対側に位置する側面は、上端面４０Ｅとなる。以下の説明では、この上下方向に則して、単に下側、上側と称して説明する場合がある。しかしながら、通常、上下方向については、プリンタ１の設置角度に応じて変化してしまうことは言うまでもない。

アクチュエータプレート４０の一方の主面（カバープレート４１が重なる面）４０Ｃには、第１方向Ｌ２に所定の間隔をあけて並んだ複数のチャネル４５が形成されている。これら複数のチャネル４５は、一方の主面４０Ｃ側に開口した状態で第２方向Ｌ３に沿って直線状に延びる溝部であり、長手方向の一方側がアクチュエータプレート４０の下端面４０Ｄ側に開口している。これら複数のチャネル４５の間には、断面略矩形状で第２方向Ｌ３に延びる駆動壁（圧電隔壁）４６が形成されている。この駆動壁４６によって、各チャネル４５はそれぞれ区分けされている。

また、複数のチャネル４５は、インクが充填される液体噴射チャネル（液体吐出溝）４５Ａと、インクが充填されないダミーチャネル（液体非吐出溝）４５Ｂと、に大別される。そして、これら液体噴射チャネル４５Ａとダミーチャネル４５Ｂは、第１方向Ｌ２に交互に並んで配置されている。
このうち、液体噴射チャネル４５Ａは、アクチュエータプレート４０の上端面４０Ｅ側に開口することなく、下端面４０Ｄ側にだけ開口した状態で形成されている。一方、ダミーチャネル４５Ｂについては、アクチュエータプレート４０の下端面４０Ｄ側だけでなく、上端面４０Ｅ側にも開口するように形成されている

液体噴射チャネル４５Ａの内壁面、すなわち第１方向Ｌ２に向かい合う一対の側壁面および底壁面には、不図示のコモン電極（駆動電極）が形成されている。このコモン電極は、液体噴射チャネル４５Ａに沿って第２方向Ｌ３に延び、アクチュエータプレート４０の一方の主面４０Ｃ上に形成されたコモン端子（電極端子部）５１に導通している。
一方、ダミーチャネル４５Ｂの内壁面のうち、第１方向Ｌ２に向かい合う一対の側壁面には、不図示のダミー電極がそれぞれ形成されている。これらダミー電極は、ダミーチャネル４５Ｂに沿って第２方向Ｌ３に延び、アクチュエータプレート４０の一方の主面４０Ｃ上に形成されたダミー端子（電極端子部）５３に導通している。

なお、ダミー端子５３は、アクチュエータプレート４０の一方の主面４０Ｃ上における上端面４０Ｅ側に形成されている。そして、液体噴射チャネル４５Ａを挟んだ両側に位置するダミー電極同士（異なるダミーチャネル４５Ｂ内に形成されたダミー電極同士）を、接続するように形成されている。

このような構成のもと、フレキシブル基板３７を介して制御回路３５がコモン端子５１およびダミー端子５３を通じて、コモン電極とダミー電極との間に駆動電圧を印加すると、駆動壁４６が変形する。そして、液体噴射チャネル４５Ａ内に充填されたインクに圧力変動が生じる。これにより、液体噴射チャネル４５Ａ内のインクをノズル孔４７より吐出することができ、被記録媒体Ｓに文字や図形等の各種情報を記録することが可能となる。

アクチュエータプレート４０の一方の主面４０Ｃ上には、カバープレート４１が重ね合わされている。このカバープレート４１には、インク導入孔４１Ａが第１方向Ｌ２に長い平面視矩形状に形成されている。
このインク導入孔４１Ａには、流路部材３１を介して供給されてきたインクを液体噴射チャネル４５Ａ内に導入させ、かつダミーチャネル４５Ｂ内への導入を規制する複数のスリット５５Ａが形成されたインク導入板５５が形成されている。つまり、複数のスリット５５Ａは、液体噴射チャネル４５Ａに対応する位置に形成されており、各液体噴射チャネル４５Ａ内にのみインクを充填することが可能とされる。

なお、カバープレート４１は、例えばアクチュエータプレート４０と同じＰＺＴセラミックス基板で形成され、アクチュエータプレート４０と同じ熱膨張をさせることで、温度変化に対する反りや変形を抑制している。但し、この場合に限られず、アクチュエータプレート４０とは異なる材料でカバープレート４１を形成しても構わないが、熱膨張係数が近い材料を用いることが好ましい。

支持プレート４２は、重ね合されたアクチュエータプレート４０およびカバープレート４１を支持していると共に、ノズルプレート４３を同時に支持している。支持プレート４２は、アクチュエータプレート４０に対応するように、第１方向Ｌ２に長く形成された略長方形状の板材で、中央の大部分に、厚さ方向に貫通する嵌合孔４２Ａが形成されている。この嵌合孔４２Ａは、第１方向Ｌ２に沿って略長方形状に形成されており、重ね合されたアクチュエータプレート４０およびカバープレート４１を嵌合孔４２Ａ内に嵌め込んだ状態で支持している。

（ノズルプレート）
ノズルプレート４３は、例えばガラスにより形成された矩形板状の部材である。なお、ガラスに限らず、ステンレスによりノズルプレート４３を形成してもよい。
ノズルプレート４３の厚さは、例えば５０〜１００μｍ程度に設定されている。ノズルプレート４３は、支持プレート４２およびアクチュエータプレート４０の下端面４０Ｄに、例えば接着等により固定されている。

ノズルプレート４３は、裏面側（アクチュエータプレート４０側）に形成され、インク（液滴）が吐出される複数のノズル孔４７を有するノズル列４８と、表面側（インクが吐出される側）に形成され、ノズル列４８の延在方向（第１方向Ｌ２）に沿ってノズル孔４７と連通するように形成された凹部６０と、を備えている。

図５は、第１実施形態におけるノズルプレートの表面側から見た平面図である。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
図５〜７に示すように、複数のノズル孔４７は、第１方向Ｌ２に所定の間隔をあけて形成されている。ノズル孔４７は、裏面側から表面側に向かって先細りとなるように円錐台状に形成されている。図４に示すように、これらノズル孔４７は、複数の液体噴射チャネル４５Ａに対してそれぞれ対向する位置に形成され、一列に並んでノズル列４８を構成している。そして、各ノズル孔４７は、それぞれ対応する液体噴射チャネル４５Ａ内に連通している。なお、通常時にノズル孔４７からインクが吐出されないように、各ノズル孔４７において適切なメニスカスが保たれている。

図４および図５に示すように、凹部６０は、第１方向Ｌ２を長手方向とする平面視矩形状に形成され、短手方向（アクチュエータプレートの厚さ方向Ｌ１）の幅がノズル孔４７の表面側の内径の数倍程度に設定されている。
図６および図７に示すように、凹部６０は、表面側から裏面側に向かって先細りとなる四角錐台状に形成され、ノズルプレート４３の厚さの半分よりもやや深くなっている。凹部６０は、その底部においてノズル孔４７と連通する吐出口４７ａを形成している。つまり、吐出口４７ａはノズル孔４７の先端であり、凹部６０とノズル孔４７との境界に位置している。

また、図５および図７に示すように、凹部６０には、隣り合うノズル孔４７の間にリブ６１が形成されている。リブ６１は、凹部６０の短手方向（アクチュエータプレートの厚さ方向Ｌ１）に沿って配置され、凹部６０の底部から第２方向Ｌ３に沿って立設されている。リブ６１の高さは、凹部６０の深さと同等に設定されている。本実施形態では、リブ６１は、隣り合う３つのノズル孔４７を間に挟んだ両側に配置されている。

（ノズルプレートの製造方法）
次に、図８〜１７に基づいて、本実施形態のノズルプレート４３の製造方法について説明する。
図８は、第１実施形態におけるノズルプレートの製造方法を示すフローチャートである。図９〜１７は、第１実施形態におけるノズルプレートの製造方法を示す工程図であり、図５のＶＩ−ＶＩ線に相当する部分における断面図である。

図８に示すように、本実施形態のノズルプレート４３の製造方法は、ノズルプレート４３の母材７１の一面側にノズル孔４７を形成するノズル孔形成工程Ｓ１０と、ノズルプレート４３の母材７１の他面側に凹部６０を形成する凹部形成工程Ｓ２０と、を有する。なお、以下の説明では、ノズルプレート４３の母材７１として、例えば石英やホウケイ酸ガラス等のガラス材を適用して説明する。

（ノズル孔形成工程）
まずノズル孔形成工程Ｓ１０を行う。ノズル孔形成工程Ｓ１０は、母材７１の表面にノズル孔形成用のエッチングマスク７４を形成する第１エッチングマスク形成工程Ｓ１１と、エッチングマスク７４を介して母材７１のエッチングを行う第１エッチング工程Ｓ１３と、エッチングマスク７４を除去する第１マスク除去工程Ｓ１５と、を有する。

ノズル孔形成工程Ｓ１０では、最初に第１エッチングマスク形成工程Ｓ１１を行う。
図９に示すように、第１エッチングマスク形成工程Ｓ１１では、まず母材７１の一面にノズル孔形成用のエッチングマスク７４の形成材料となる金属膜７２を形成する。金属膜７２の形成材料としては、例えばクロム等を用いる。
次に、図１０に示すように、金属膜７２の表面上にフォトレジスト膜７３を形成する。次いで、フォトレジスト膜７３に対して、ノズル孔４７に対応する円形状の遮光パターンを有するノズル孔形成用のフォトマスクを用いて露光する。その後、フォトレジスト膜７３を現像することで、フォトレジスト膜７３にノズル孔４７に対応する開口部７３ａが形成される。
次に、図１１に示すように、フォトレジスト膜７３の開口部７３ａを介して、金属膜７２をエッチングする。これにより、金属膜７２には、ノズル孔４７に対応する開口部７２ａが形成され、ノズル孔形成用のエッチングマスク７４となる。

次に第１エッチング工程Ｓ１３を行う。
図１２に示すように、第１エッチング工程Ｓ１３では、エッチングマスク７４をマスクとして、母材７１をエッチングする。この第１エッチング工程Ｓ１３では、ドライエッチング方式を用いて異方性エッチングを行う。この際、エッチング量は、母材７１の厚さの半分程度の深さとする。これにより、母材７１の一面側には、円錐台状のノズル孔４７が、母材７１の厚さ方向に非貫通の状態で形成される。

次に第１マスク除去工程Ｓ１５を行う。
図１３に示すように、第１マスク除去工程Ｓ１５では、エッチングマスク７４を構成するフォトレジスト膜７３および金属膜７２を除去する。なお、フォトレジスト膜７３が第１エッチング工程Ｓ１３におけるドライエッチングにより消滅している場合には、金属膜７２の除去のみを行う。

（凹部形成工程）
次に凹部形成工程Ｓ２０を行う。凹部形成工程Ｓ２０は、母材７１の表面に凹部形成用のエッチングマスク７８を形成する第２エッチングマスク形成工程Ｓ２１と、エッチングマスク７８を介して母材７１のエッチングを行う第２エッチング工程Ｓ２３と、エッチングマスク７８を除去する第２マスク除去工程Ｓ２５と、を有する。

凹部形成工程Ｓ２０では、最初に第２エッチングマスク形成工程Ｓ２１を行う。
図１４に示すように、第２エッチングマスク形成工程Ｓ２１では、ノズル孔４７が形成された母材７１の両面に、凹部形成用のエッチングマスク７８の形成材料となる金属膜７６を形成する。金属膜７６の形成材料としては、金属膜７２と同様に、例えばクロム等を用いる。
次に、図１５に示すように、金属膜７６の表面上にフォトレジスト膜７７を形成する。次いで、フォトレジスト膜７７に対して、リブ６１が形成された凹部６０に対応する遮光パターンを有する凹部形成用のフォトマスクを用いて露光する。その後、フォトレジスト膜７７を現像することで、フォトレジスト膜７７にリブ６１が形成された凹部６０に対応する開口部７７ａが形成される。次いで、フォトレジスト膜７７の開口部７７ａを介して、金属膜７６をエッチングする。これにより、金属膜７６には、リブ６１が形成された凹部６０に対応する開口部７６ａが形成され、凹部形成用のエッチングマスク７８となる。

次に第２エッチング工程Ｓ２３を行う。
図１６に示すように、第２エッチング工程Ｓ２３では、エッチングマスク７８をマスクとして、母材７１をエッチングする。この第２エッチング工程Ｓ２３では、第１エッチング工程Ｓ１３と同様に、ドライエッチング方式を用いて異方性エッチングを行う。この際、エッチング量は、母材７１の厚さの半分よりやや深い程度とする。これにより、母材７１の他面側には、凹部６０が形成されるとともに、母材７１の一面側に形成されたノズル孔４７が、凹部６０の底面と連通する。

次に第２マスク除去工程Ｓ２５を行う。
図１７に示すように、第２マスク除去工程Ｓ２５では、エッチングマスク７８を構成するフォトレジスト膜７７および金属膜７６を除去する。なお、第１マスク除去工程Ｓ１５と同様に、フォトレジスト膜７７が第２エッチング工程Ｓ２３におけるドライエッチングにより消滅している場合には、金属膜７６の除去のみを行う。
以上により、ノズルプレート４３の製造は終了する。

このように、本実施形態のノズルプレート４３は、裏面側に形成され、インクが吐出される複数のノズル孔４７を有するノズル列４８と、表面側に形成され、ノズル列４８の延在方向（第１方向Ｌ２）に沿ってノズル孔４７と連通するように形成された凹部６０と、を備え、凹部６０には、隣り合うノズル孔４７の間に、少なくとも１箇所リブ６１が形成されている。
この構成によれば、凹部６０にリブ６１が形成されているため、ノズルプレート４３の厚さを増加させることなく、ノズル列４８の延在方向（第１方向Ｌ２）周りの曲げに対するノズルプレート４３の強度を向上させることができる。また、凹部６０を形成する際には、リブ６１に区分けされた領域毎に各別にエッチングを行うことになるので、隣り合うリブ６１に挟まれた領域内における深さのばらつき、および隣り合うリブ６１に挟まれた領域間における深さのばらつきを低減させることができる。これにより、凹部６０の底部におけるノズル孔４７（吐出口４７ａ）の開口径のばらつきを抑制できる。したがって、高強度を有し、印字品質に優れたノズルプレート４３が得られる。

また、ノズルプレート４３は、リブ６１が３つのノズル孔４７を間に挟んだ両側に配置されているため、リブ６１が各ノズル孔４７に対応して配置される構成に比べて、ノズル孔４７の吐出口４７ａ周辺の空間を広く設けることができる。これにより、吐出口４７ａから吐出されたインクがリブ６１に付着し、ノズルプレート４３が汚れることを防止できる。

また、ノズルプレート４３は、ガラスおよびステンレスの少なくとも何れか一方により形成されているため、加工性に優れ、かつ高耐久性を有するノズルプレート４３が得られる。

また、プリンタ１およびインクジェットヘッド４は、ノズルプレート４３を備えているため、耐久性および印字品質の向上を図ることができる。

［第１実施形態の変形例］
次に、図１８に基づいて、本実施形態の変形例におけるノズルプレート１４３について説明する。
図１８は、第１実施形態の変形例におけるノズルプレートの表面側から見た平面図である。
ここで、図５〜７に示す第１実施形態では、リブ６１が隣り合う３つのノズル孔４７を間に挟んだ両側に配置されていた。一方で、図１８に示す変形例では、リブ６１が各ノズル孔４７の両側に配置されている点で、第１実施形態と異なっている。なお、図５〜７に示す第１実施形態と同様の構成となる部分については、詳細な説明を省略する（以下の実施形態についても同様）。

図１８に示すように、ノズルプレート１４３には、リブ６１が複数のノズル孔４７の各々の周囲に配置されている。
このように構成することで、ノズル列４８（図３参照）の延在方向（第１方向Ｌ２）周りの曲げに対するノズルプレート１４３の強度をより向上させることができる。また、凹部６０の底部におけるノズル孔４７（吐出口４７ａ）の開口径の精度をより向上させることができる。

［第２実施形態］
（ノズルプレート）
次に、図１９〜２１に基づいて、第２実施形態におけるノズルプレート２４３について説明する。
図１９は、第２実施形態におけるノズルプレートの表面側から見た平面図である。図２０は、図１９のＸＸ−ＸＸ線に沿う断面図である。図２１は、図１９のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿う断面図である。

ここで、図５〜７に示す第１実施形態では、凹部６０は、平面視矩形状に形成されていた。一方で、図１９〜２１に示す第２実施形態では、凹部２６０は、平面視円形状の部分が連なって形成されている点で、第１実施形態と異なっている。また、図５〜７に示す第１実施形態では、ノズル孔４７が円錐台状に形成されていた。一方で、図１９〜２１に示す第２実施形態では、ノズル孔２４７が椀状に形成されている点で、第１実施形態と異なっている。

図１９〜２１に示すように、ノズルプレート２４３は、裏面側に形成された複数のノズル孔２４７と、表面側に形成された凹部２６０と、を備えている。
ノズル孔２４７は、裏面側から表面側に向かって先細りとなるように椀状に形成されている。

凹部２６０は、各ノズル孔２４７に対応する位置に形成された複数の掘り込み部２６０ａと、隣り合う掘り込み部２６０ａの間に形成された複数のリブ２６１と、を有している。
掘り込み部２６０ａは、平面視においてノズル孔２４７よりも大きい円形状に形成されている。掘り込み部２６０ａは、表面側から裏面側に向かって先細りとなる椀状に形成され、ノズルプレート２４３の厚さの半分よりもやや深くなっている。掘り込み部２６０ａは、その底部においてノズル孔２４７と連通する吐出口２４７ａを形成している。つまり、吐出口２４７ａはノズル孔２４７の先端であり、凹部２６０とノズル孔２４７との境界に位置している。この掘り込み部２６０ａが第１方向Ｌ２に沿って連なるように配置されることで、凹部２６０が形成されている。このとき、各掘り込み部２６０ａは、平面視において隣り合う掘り込み部２６０ａと重複するように配置されている。

リブ２６１は、隣り合う一対の掘り込み部２６０ａの周壁に挟まれることで形成されている。リブ２６１は、複数のノズル孔２４７の各々の周囲に配置されている。リブ２６１の高さは、上述のように隣り合う掘り込み部２６０ａ同士が平面視において重複するように配置されているため、凹部２６０の深さよりも低くなっている。

（ノズルプレートの製造方法）
次に、図２２〜２９に基づいて、本実施形態のノズルプレート２４３の製造方法について説明する。
図２２〜２９は、第２実施形態におけるノズルプレートの製造方法を示す工程図であり、図１９のＸＸ−ＸＸ線に相当する部分における断面図である。

ここで、図９〜図１７に示す第１実施形態では、ノズル孔４７および凹部６０を異方性エッチングにより形成していたが、図２２〜図２９に示す第２実施形態では、ノズル孔４７および凹部２６０を等方性エッチングにより形成している点で異なっている。なお、図９〜１７に示す第１実施形態と同様となる工程については、詳細な説明を省略する。

（ノズル孔形成工程）
まずノズル孔形成工程を行う。ノズル孔形成工程は、母材７１の表面にノズル孔形成用のエッチングマスク２７４を形成する第１エッチングマスク形成工程と、エッチングマスク２７４を介して母材７１のエッチングを行う第１エッチング工程と、エッチングマスク２７４を除去する第１マスク除去工程と、を有する。

ノズル孔形成工程では、最初に第１エッチングマスク形成工程を行う。
図２２に示すように、第１エッチングマスク形成工程では、まず母材７１の両面にノズル孔形成用のエッチングマスク２７４の形成材料となる金属膜２７２を形成する。金属膜２７２の形成材料としては、クロム等の金属を下地層とし、金等の金属を上地層とした積層膜を用いる。
次に、図２３に示すように、金属膜２７２の表面上にフォトレジスト膜２７３を形成する。次いで、一面側のフォトレジスト膜２７３に対して、ノズル孔２４７に対応する円形状の遮光パターンを有するノズル孔形成用のフォトマスクを用いて露光する。その後、フォトレジスト膜２７３を現像することで、フォトレジスト膜２７３にノズル孔２４７に対応する開口部２７３ａが形成される。
次に、図２４に示すように、フォトレジスト膜２７３の開口部２７３ａを介して、金属膜２７２をエッチングする。これにより、金属膜２７２には、ノズル孔２４７に対応する開口部２７２ａが形成され、ノズル孔形成用のエッチングマスク２７４となる。

次に第１エッチング工程を行う。
図２５に示すように、第１エッチング工程では、エッチングマスク２７４をマスクとして、母材７１をエッチングする。この第１エッチング工程では、ウェットエッチング方式を用いて等方性エッチングを行う。この際、エッチング量は、母材７１の厚さの半分程度の深さとする。これにより、母材７１の一面側には、他面側に向かって先細りとなる椀状のノズル孔２４７が、母材７１の厚さ方向に非貫通の状態で形成される。

次に第１マスク除去工程を行う。
図２６に示すように、第１マスク除去工程では、エッチングマスク２７４を構成するフォトレジスト膜２７３、および金属膜２７２のうち母材７１の一面側に形成された金属膜２７２を除去する。具体的には、母材７１の一面側（ノズル孔２４７を形成した表面側）に形成されたフォトレジスト膜２７３を、例えば酸素プラズマアッシング等により除去し、母材７１の一面側に形成された金属膜２７２を露出させる。次いで、露出した金属膜２７２をウェットエッチングにより除去する。次いで、母材７１の他面側に形成されたフォトレジスト膜２７３を、上記フォトレジスト膜２７３の除去と同様に、例えば酸素プラズマアッシング等により除去する。これにより、母材７１上には、他面側（ノズル孔２４７を形成した表面とは反対側）に形成された金属膜２７２のみが残され、後述する凹部形成工程においてエッチングマスク２７８を形成する金属膜として利用することができる。

（凹部形成工程）
次に凹部形成工程を行う。凹部形成工程は、母材７１の表面に凹部形成用のエッチングマスク２７８を形成する第２エッチングマスク形成工程と、エッチングマスク２７８を介して母材７１のエッチングを行う第２エッチング工程と、エッチングマスク２７８を除去する第２マスク除去工程と、を有する。

凹部形成工程では、最初に第２エッチングマスク形成工程を行う。
図２７に示すように、第２エッチングマスク形成工程では、ノズル孔２４７が形成された母材７１の一面側に、凹部形成時の保護膜の形成材料となる金属膜２７６を形成する。金属膜２７６の形成材料としては、金属膜２７２と同様に、クロム等の金属を下地層とし、金等の金属を上地層とした積層膜を用いる。なお、母材７１の他面側は、上述した第１マスク除去工程において残した金属膜２７２を、第２エッチングマスク形成工程における他面側のマスクとして活用する。

次に、図２８に示すように、金属膜２７２，２７６の表面上にフォトレジスト膜２７７を形成する。次いで、フォトレジスト膜２７７に対して、凹部形成用のフォトマスクを用いて露光する。このとき、凹部形成用のフォトマスクの遮光パターンは、複数の掘り込み部２６０ａに対応する形状に形成され、各掘り込み部２６０ａに対応する遮光パターンが、隣り合う掘り込み部２６０ａに対応する遮光パターンと重複しないように形成されている。その後、フォトレジスト膜２７７を現像することで、フォトレジスト膜２７７に複数の掘り込み部２６０ａに対応する開口部２７７ａが形成される。次いで、フォトレジスト膜２７７の開口部２７７ａを介して、金属膜２７２をエッチングする。これにより、金属膜２７２には、複数の掘り込み部２６０ａに対応する開口部２７２ｂが形成され、凹部形成用のエッチングマスク２７８となる。

次に第２エッチング工程を行う。
図２９に示すように、第２エッチング工程では、エッチングマスク２７８をマスクとして、母材７１をエッチングする。この第２エッチング工程では、ウェットエッチング方式を用いて等方性エッチングを行う。これにより、母材７１のエッチングは、平面視において各開口部２７２ｂを中心に広がるように進行し、各掘り込み部２６０ａが平面視において隣り合う掘り込み部２６０ａと重複するように形成され、凹部２６０の深さよりも低いリブ２６１が形成される。また、エッチング量を母材７１の厚さの半分よりやや深い程度とすることで、母材７１の他面側には、凹部２６０が形成されるとともに、母材７１の一面側に形成されたノズル孔２４７が、凹部２６０の底面と連通する。

次に、第１実施形態における第２マスク除去工程Ｓ２５と同様の第２マスク除去工程を行い、エッチングマスク２７８を構成するフォトレジスト膜２７７および金属膜２７２，２７６を除去することで、ノズルプレート２４３の製造は終了する。
なお、第２エッチング工程においてエッチング不足が生じ、ノズル孔２４７と凹部２６０とが連通しなかった際には、再度ウェットエッチングを行うことでノズル孔２４７と凹部２６０とを連通させる。このとき、凹部２６０はノズル孔２４７と比べて外側の開口面積が広いため、凹部２６０にはノズル孔２４７に比べて気泡が入りにくい。このため、ノズル孔２４７を所定の形状に形成した後に凹部２６０を形成する構成とすることで、再度ウェットエッチングを行う必要性が生じた場合も、気泡の入り込みによるエッチングのばらつきを抑制でき、凹部２６０を高い寸法精度で形成できる。したがって、凹部２６０の底部におけるノズル孔２４７（吐出口２４７ａ）の開口径に、ばらつきが生じることを抑制できる。
しかしながらこれに限られることなく、凹部２６０を先にエッチングにより形成してもよい。

このように、ノズルプレート２４３は、リブ２６１の高さが、凹部２６０の深さよりも低く設定されている。この構成によれば、ノズルプレート２４３の表面に付着したインクをワイピングする際に、ワイパに付着したインクがリブ２６１によってそぎ落とされ、このリブ２６１に付着することを防止できる。これにより、インクが凹部２６０に溜まることを防止できる。

またノズル孔２４７は、表面側に向かって先細りとなるように椀状に形成されている。これにより、非吐出時においてノズル孔２４７の内部にあるインクのメニスカスが、吐出口２４７ａよりも内側（裏面側）に形成される。このため、ノズルプレート２４３の表面にインクが付着してノズルプレート２４３が汚れることを防止できる。また、アクチュエータプレート４０側（図３参照）の開口径を大きく確保することで、ノズル孔２４７内におけるインクの圧力を高め易くすることができ、インクの吐出性能を向上できる。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態においては、ノズル孔４７，２４７は裏面側から表面側に向かって先細りとなる円錐台状または椀状に形成されているが、これに限定されず、例えば漏斗状に形成されてもよい。

また、上記実施形態においては、いわゆるエッジシュートタイプのヘッドチップ２６を例に挙げて説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、液体噴射チャネル４５Ａの長手方向中央に臨むノズル孔４７からインクを吐出する、いわゆるサイドシュートタイプとしても構わない。

また、上記実施形態のノズルプレートの製造方法においては、等方性エッチングとしてウェットエッチング方式を用い、異方性エッチングとしてドライエッチング方式を用いている。しかしながら、これに限られるものではなく、等方性エッチングとしてドライエッチング方式を用い、異方性エッチングとしてウェットエッチング方式を用いてもよい。

また、上記実施形態においては、ノズルプレート４３，２４３の製造方法として、エッチング加工を例に挙げて説明した。しかしながら、これに限られるものではなく、プレス加工等の機械加工や、レーザー加工等により製造することができる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

１…インクジェットプリンタ（液体噴射装置） ４…インクジェットヘッド（液体噴射ヘッド） ４０…アクチュエータプレート ４０Ａ…第１アクチュエータプレート ４０Ｂ…第２アクチュエータプレート ４３…ノズルプレート ４５Ａ・・・液体噴射チャネル（チャネル） ４７…ノズル孔 ４８…ノズル列 ６０，２６０…凹部 ６１，２６１…リブ

Claims (7)

1. 一面側に形成され、液滴が吐出される複数のノズル孔を有するノズル列と、
   他面側に形成され、前記ノズル列の延在方向に沿って前記ノズル孔と連通するように形成された凹部と、を備え、
   前記凹部には、隣り合う前記ノズル孔の間に、少なくとも１箇所リブが形成され、
   前記リブの高さは、前記凹部の深さよりも低く設定されている、
   ことを特徴とするノズルプレート。
2. 請求項１に記載のノズルプレートにおいて、
   前記リブは、隣り合う少なくとも２つの前記ノズル孔を間に挟んだ両側に配置されている、
   ことを特徴とするノズルプレート。
3. 請求項１に記載のノズルプレートにおいて、
   前記リブは、前記ノズル孔の各々の周囲に配置されている、
   ことを特徴とするノズルプレート。
4. 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において、
   前記複数のノズル孔は、前記他面側に向かって先細りとなるように椀状に形成されている、
   ことを特徴とするノズルプレート。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のノズルプレートにおいて、
   ガラスおよびステンレスの少なくとも何れか一方により形成されている、
   ことを特徴とするノズルプレート。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載のノズルプレートと、
   前記ノズルプレートに接合され、前記ノズル孔と連通する複数のチャネルを有するアクチュエータプレートと、
   を備えていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
7. 請求項６に記載の液体噴射ヘッドを備えていることを特徴とする液体噴射装置。

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