インクジェット記録装置及びこれが有するインクジェットヘッドの製造方法
【課題】インク噴射領域の隣接領域を被記録媒体の配置面に近づけて、被記録媒体がインク噴射領域に接触するのを防止する。
【解決手段】インクジェットプリンタは、キャリッジとともに走査方向に往復移動するインクジェットヘッド３と、インクジェットヘッド３の下方に配置されて、搬送面８ａに沿って搬送方向に記録用紙Ｐを搬送する搬送機構とを有している。インクジェットヘッド３の流路ユニット６の一部を構成するノズルプレートのヘッド下面１６は、搬送面８ａから離れる方向に凹むように湾曲している。そして、ヘッド下面１６の中央部の複数のノズル１５が形成されたインク噴射領域１６ａに比べて、ヘッド下面１６のインク噴射領域１６ａの全周を取り囲み、ノズル１５が形成されていない隣接領域１６ｂは、搬送面８ａとの距離が小さくなっている。
【解決手段】インクジェットプリンタは、キャリッジとともに走査方向に往復移動するインクジェットヘッド３と、インクジェットヘッド３の下方に配置されて、搬送面８ａに沿って搬送方向に記録用紙Ｐを搬送する搬送機構とを有している。インクジェットヘッド３の流路ユニット６の一部を構成するノズルプレートのヘッド下面１６は、搬送面８ａから離れる方向に凹むように湾曲している。そして、ヘッド下面１６の中央部の複数のノズル１５が形成されたインク噴射領域１６ａに比べて、ヘッド下面１６のインク噴射領域１６ａの全周を取り囲み、ノズル１５が形成されていない隣接領域１６ｂは、搬送面８ａとの距離が小さくなっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置及びこれが有するインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、インクジェットヘッドの下方を平らな搬送面に沿って用紙が搬送され、搬送面と対向するインクジェットヘッドの下面に複数のノズルが開口したインクジェットプリンタについて開示されている。この特許文献１に記載のインクジェットプリンタにおいては、インクジェットヘッドの複数のノズルが開口する下面は搬送面と平行な平面になっており、この下面と搬送面とのギャップは面方向のどの位置においても同じになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４１４５９号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ノズルからのインクの着弾位置のずれを小さくして、印字品質を向上させるなどの理由から、搬送面と対向するインクジェットヘッドの対向面と、搬送面との間のギャップは狭くなっている。このようにギャップが狭いと、例えば、被記録媒体が大量のインクを吸収して沿ったり、折れ曲がっていたりして、搬送面から浮き上がって搬送された場合に、被記録媒体がインクジェットヘッドの対向面に接触し、対向面に形成されたノズルの開口縁を損傷してしまうおそれがある。また、仮に、インクジェットヘッドの対向面にインクの付着を防止するために撥液膜が形成されている場合には、被記録媒体が撥液膜に接触し、撥液膜を損傷してしまうおそれもある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、インク噴射領域の隣接領域を被記録媒体の配置面に近づけて、被記録媒体がインク噴射領域に接触するのを防止したインクジェット記録装置及びこれが有するインクジェットヘッドの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のインクジェット記録装置は、被記録媒体にインクを噴射するインクジェットヘッドを備え、前記インクジェットヘッドと前記被記録媒体とが、相対移動可能であり、前記インクジェットヘッドは、前記被記録媒体の配置面と隙間をあけて対向する面に、ノズルが開口したインク噴射領域と、このインク噴射領域の、少なくとも前記インクジェットヘッドから見て前記被記録媒体が相対移動して近づいてくる側に隣接する隣接領域とを有しており、前記インク噴射領域と前記隣接領域とは、同一部材に形成され、前記隣接領域と前記配置面との距離が、前記インク噴射領域と前記配置面との距離よりも小さい。
【０００７】
本発明のインクジェット記録装置によると、隣接領域が、インク噴射領域の、少なくともインクジェットヘッドから見て被記録媒体が相対移動して近づいてくる側に配置されているため、インクジェットヘッド側に浮き上がった被記録媒体はインク噴射領域よりも先に隣接領域に接触する。そして、被記録媒体は隣接領域に押さえつけられて、それ以上浮き上がるのを抑制される。このとき、隣接領域はインク噴射領域よりも配置面に近づいて配置されているため、被記録媒体は、隣接領域と配置面との距離以上に浮き上がるのを抑制された状態で、隣接領域よりも配置面から遠い位置に配置されたインク噴射領域を通過する。これにより、被記録媒体がインク噴射領域に接触するのを防止することができる。また、被記録媒体が隣接領域に接触したとしても、インク噴射領域と隣接領域は同一部材で形成されているため、部材の隣接領域の部分だけが脱落することはない。また、別部材で形成する場合に比べて、組み付け誤差が生じることがなく、精度よく形成することができる。
【０００８】
また、前記配置面に沿った所定の搬送方向に前記被記録媒体を搬送する搬送手段をさらに備え、前記隣接領域が、前記インク噴射領域の前記搬送方向上流側に隣接していることが好ましい。
【０００９】
これによると、インクジェットヘッド側に浮き上がった状態で搬送方向に搬送された被記録媒体は、インク噴射領域よりも先に搬送方向上流側の隣接領域と接触し、隣接領域と配置面との距離以上に浮き上がるのを抑制される。これにより、インクジェットヘッドに対して搬送方向に搬送される被記録媒体がインク噴射領域に接触するのを防止することができる。
【００１０】
さらに、前記隣接領域が、前記搬送方向上流側とともに、前記インク噴射領域の前記搬送方向下流側にも隣接していることが好ましい。
【００１１】
これによると、仮に、インク噴射領域の幅よりも搬送方向に関して大きな幅で撓んだ被記録媒体が搬送されてきたときに、２つの隣接領域が大きく撓んだ被記録媒体に接触して、被記録媒体がインク噴射領域に接触するのを防止することができる。また、仮に、インクジェットヘッドに対して搬送される被記録媒体の後端が浮き上がったとしても、被記録媒体の浮き上がりの基端側が隣接領域に接触することで、被記録媒体の後端はそれ以上に浮き上がるのを抑制される。したがって、被記録媒体の後端がインク噴射領域に接触するのを防止することができる。
【００１２】
また、前記配置面に沿った所定の搬送方向に前記被記録媒体を搬送する搬送手段をさらに備え、前記インクジェットヘッドが、前記配置面と平行で且つ前記搬送方向と交差する走査方向に移動可能であり、前記隣接領域が、前記インク噴射領域を挟んで前記走査方向両側に隣接していてもよい。
【００１３】
これによると、インク噴射領域を挟んだ走査方向両側に位置する隣接領域が配置面に近づいて配置されているため、インクジェットヘッドが走査方向に移動したときに、インクジェットヘッド側に浮き上がった被記録媒体は、インク噴射領域よりも先に隣接領域に接触し、隣接領域と配置面との距離以上に浮き上がるのを抑制される。したがって、走査方向に移動するインクジェットヘッドのインク噴射領域に対して被記録媒体が接触するのを防止することができる。
【００１４】
また、前記隣接領域が、前記インク噴射領域を取り囲んだ全周に隣接していてもよい。
【００１５】
これによると、インク噴射領域を取り囲んで隣接領域が配置面に近づいて配置されているため、インク噴射領域に被記録媒体が接触するのを全周囲から防止することができる。
【００１６】
また、前記隣接領域が、前記インク噴射領域と連続的に繋がっていることが好ましい。
【００１７】
これによると、例えば、配置面と対向するインクジェットヘッドの面にワイパを接触させた状態で、ワイパをインクジェットヘッドに対して相対移動させて、この面を払拭する場合に、隣接領域とインク噴射領域との境界が滑らかに湾曲していると、ワイパが引っかかることがなくスムーズに払拭することができ、ワイパに付着したインクの飛び散りを防止し、ワイパの摩耗を低減することができる。
【００１８】
さらに、前記インク噴射領域が、前記配置面から離れる方向に凹むように湾曲していることが好ましい。
【００１９】
これによると、インク噴射領域は外側に向かうにつれて滑らかに配置面に近づいている。したがって、インク噴射領域のある１つのノズルに着眼したときに、そのすぐ外側の領域が配置面に近づいているため、仮に、インク噴射領域に被記録媒体が接触したとしても、上記外側の領域が上記ノズルよりも先に被記録媒体に接触して押さえつけて、被記録媒体がそれ以上浮き上がるのを抑制する。これにより、インク噴射領域が平らな場合には、インク噴射領域に被記録媒体が接触して搬送されると全てのノズルに接触するが、インク噴射領域が凹むように湾曲していることで、仮に、インク噴射領域に被記録媒体が接触したとしても、被記録媒体が接触するノズルの数を最小限に留めることができる。
【００２０】
加えて、前記複数のノズルが所定のノズル配列方向に沿ってノズル列を形成し、このノズル列が平行に複数並んで配置されており、前記インク噴射領域には、前記ノズル配列方向に沿った複数の前記ノズル列の両側に、前記ノズル配列方向に沿って凸部がそれぞれ形成されており、前記ノズル列と前記凸部が交互に並んで配置されていることが好ましい。
【００２１】
これによると、仮に、被記録媒体がインク噴射領域に接触したとしても、インク噴射領域において、被記録媒体はノズルよりも配置面に近づいた凸部の先端に接触するため、被記録媒体がノズル列に接触するのを防止することができる。
【００２２】
本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、ノズルが開口する面を湾曲させたインクジェットヘッドの製造方法であって、前記インクジェットヘッドは、前記ノズルが開口したノズルプレートと、前記ノズルプレートに接合され、前記ノズルに連通するインク流路が形成された流路構造体とを有し、前記ノズルプレートと、前記ノズルプレートよりも線膨張係数が小さい材料からなる前記流路構造体とを積層した状態で加熱押圧して接着する加熱押圧工程と、前記加熱押圧工程の後、押圧を解除した状態で冷却する冷却工程と、を備えている。
【００２３】
本発明におけるインクジェットヘッドの製造方法によると、流路構造体がノズルプレートよりも線膨張係数が小さい材料からなるため、加熱押圧工程において加熱押圧して接着した流路構造体とノズルプレートは、その後の冷却工程において押圧を解除した状態で環境温度まで冷却（強制冷却や自然冷却を含む）するときの温度変化によって、流路構造体よりもノズルプレートが大きく収縮しようとして、ノズルプレートは流路構造体側に凹むように湾曲する。これにより、容易にノズルプレートを流路構造体側に凹むように湾曲させることができる。
【００２４】
このとき、前記ノズルプレートがポリイミドからなり、前記流路構造体が金属材料からなることが好ましい。
【００２５】
これによると、ノズルプレートよりも流路構造体の線膨張係数が小さくなる。
【発明の効果】
【００２６】
インク噴射領域よりも隣接領域を被記録媒体の配置面に近づけていることで、被記録媒体がインク噴射領域に接触するのを防止することができる。また、被記録媒体が隣接領域に接触したとしても、インク噴射領域と隣接領域は同一部材で形成されているため、部材の隣接領域の部分だけが脱落することはない。また、別部材で形成する場合に比べて、組み付け誤差が生じることがなく、精度よく形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略平面図である。
【図２】（ａ）はインクジェットヘッドを下方から見た斜視図であり、（ｂ）はインクジェットヘッドを搬送方向から見た図である。
【図３】（ａ）は図２（ａ）のＡ部拡大図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】（ａ）は事例１におけるインクジェットヘッド近傍を走査方向から見た図であり、（ｂ）は事例２におけるインクジェットヘッド近傍を走査方向から見た図である。
【図５】インクジェットヘッド近傍を搬送方向から見た図である。
【図６】流路ユニットの製造工程を説明する図である。
【図７】変形例１におけるインクジェットヘッドを下方から見た斜視図である。
【図８】変形例２におけるインクジェットヘッドを下方から見た斜視図である。
【図９】変形例３におけるインクジェットヘッド近傍を走査方向から見た図である。
【図１０】変形例４におけるインクジェットヘッド近傍の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態は、インクジェットヘッドから記録用紙に対してインクを噴射することにより、記録用紙に所望の文字や画像などを記録するインクジェットプリンタに本発明を適用した一例である。
【００２９】
まず、本実施形態のインクジェットプリンタの概略構成について説明する。図１は、本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略平面図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１（インクジェット記録装置）は、所定の走査方向（図１の左右方向）に沿って往復移動可能に構成されたキャリッジ２と、このキャリッジ２に搭載されたインクジェットヘッド３と、記録用紙Ｐ（被記録媒体）を走査方向と直交する搬送方向（図１の上方から下方）に搬送する搬送機構４と、搬送機構４により搬送される記録用紙Ｐを下面から支持するプラテン８と、インクジェットヘッド３のインク噴射性能を回復させるメンテナンス機構５などを有している。
【００３０】
キャリッジ２は、走査方向に平行に延びる２本のガイド軸６、７に支持され、２本のガイド軸６、７に沿って走査方向に往復移動可能に構成されている。また、キャリッジ２には無端ベルト９が連結されており、図示しないモータによって無端ベルト９が走行駆動されたときに、キャリッジ２は、無端ベルト９の走行にともなって走査方向に移動するようになっている。
【００３１】
このキャリッジ２には、インクジェットヘッド３が搭載されている。インクジェットヘッド３は、その下面（図１の紙面向こう側の面）に多数のノズル１５（図２（ａ）参照）を有している。このインクジェットヘッド３は、搬送機構４により図１の下方（搬送方向）に搬送される記録用紙Ｐに対して、図示しないインクカートリッジから供給されたインクを多数のノズル１５から噴射するように構成されている。
【００３２】
搬送機構４は、インクジェットヘッド３よりも搬送方向上流側（図１の上方）に配置された給紙ローラ１０と、インクジェットヘッド３よりも搬送方向下流側に配置された排紙ローラ１１とを有している。給紙ローラ１０と排紙ローラ１１は、それぞれ、給紙モータ１２と排紙モータ１３により回転駆動される。そして、この搬送機構４は、給紙ローラ１０により、記録用紙Ｐを図１の上方からインクジェットヘッド３に供給するとともに、排紙ローラ１１により、インクジェットヘッド３によって文字や画像などが記録された記録用紙Ｐを図１の下方へ排出するように構成されている。
【００３３】
プラテン８は、搬送方向に関する給紙ローラ１０と排紙ローラ１１の間において、キャリッジ２の下方（図１の紙面奥方向）に配置されている。そして、プラテン８のインクジェットヘッド３と対向する上面が、記録用紙Ｐが搬送される搬送面８ａ（配置面）となっており、記録用紙Ｐは搬送面８ａに支持されながら、搬送面８ａに沿って搬送される。
【００３４】
次に、インクジェットヘッド３について説明する。図２（ａ）は、インクジェットヘッドを下方から見た斜視図であり、図２（ｂ）は、インクジェットヘッドを搬送方向から見た図である。図３（ａ）は、図２（ａ）のＡ部拡大図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。なお、図３（ａ）においては、後述するヘッド下面１６に形成された凸部３０の図示を省略している。図２（ａ）、（ｂ）及び図３（ａ）、（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド３は、ノズル１５や圧力室２４を含むインク流路が形成された流路ユニット６と、圧力室２４内のインクに圧力を付与する圧電アクチュエータ１７とを有している。
【００３５】
まず、流路ユニット６について説明する。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、流路ユニット６はキャビティプレート２０、ベースプレート２１、マニホールドプレート２２、ノズルプレート２３、撥液膜２９及び凸部３０を有しており、４枚のプレート２０〜２３が積層状態で熱硬化性接着剤で接合されている。このうち、キャビティプレート２０、ベースプレート２１及びマニホールドプレート２２は、それぞれ、金属材料（本実施形態ではステンレス鋼：ＳＵＳ４３０）からなる平面視で略矩形状の板である。また、ノズルプレート２３は、３枚のプレート２０〜２２と同じ略矩形状の板であり、例えば、高分子合成樹脂材料（本実施形態ではポリイミド）により形成され、マニホールドプレート２２の下面に熱硬化性接着剤で接合される。
【００３６】
これら３枚のプレート２０〜２２が、金属材料で形成されていることで、例えばエッチングにより後述するマニホールド２７や圧力室２４などの比較的大きな孔からなるインク流路を容易に形成することができるようになっている。また、ノズルプレート２３が、高分子合成樹脂材料で形成されていることで、金属材料の場合に比べて、例えばレーザ加工により後述する微細なノズル１５を形成しやすい。
【００３７】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、４枚のプレート２０〜２３のうち、最も上方に位置するキャビティプレート２０には、平面に沿って配列された複数の圧力室２４がキャビティプレート２０を厚み方向に貫通する孔により形成されている。また、複数の圧力室２４は、搬送方向（図２の上下方向）に４列に配列されている。また、図３（ｂ）に示すように、複数の圧力室２４は上下両側から後述の振動板４０及びベースプレート２１によりそれぞれ覆われている。さらに、各圧力室２４は、平面視で走査方向（図３（ａ）の左右方向）に長い、略楕円形状に形成されている。
【００３８】
ベースプレート２１の、平面視で圧力室２４の長手方向両端部と重なる位置には、それぞれ連通孔２５、２６が形成されている。また、マニホールドプレート２２には、平面視で、圧力室２４の連通孔２５側の部分と重なるように、搬送方向に延びる４つのマニホールド２７が形成されている。これら４つのマニホールド２７は、図示しないインク供給口に連通しており、図示しないインクタンクからインク供給口を介してマニホールド２７へインクが供給される。さらに、マニホールドプレート２２の、平面視で複数の圧力室２４のマニホールド２７と反対側の端部と重なる位置には、それぞれ、複数の連通孔２６に連なる複数の連通孔２８も形成されている。
【００３９】
さらに、ノズルプレート２３の、平面視で複数の連通孔２８にそれぞれ重なる位置には、複数のノズル１５が形成されている。図２（ａ）に示すように、複数のノズル１５は、搬送方向に配列され、走査方向に並ぶ４列のノズル列を構成しており、４列に配列された複数の圧力室２４の、マニホールド２７と反対側の端部とそれぞれ重なるように配置されている。そして、４列のノズル列にそれぞれ属するノズル１５からは、インクジェットヘッド３の往動方向（主走査方向）上流側から、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの、合計４色のインクがそれぞれ噴射される。以下、この複数のノズル１５が形成されたノズルプレート２３の下面を、搬送面８ａと対向するヘッド下面１６と称す。
【００４０】
また、ノズルプレート２３のヘッド下面１６は、撥液膜２９で覆われている。この撥液膜２９は、ポリイミドなどで形成されたノズルプレート２３よりも、撥液性の高い材料（例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素系樹脂）で形成されている。そのため、ノズル１５から噴射されたインクの一部がヘッド下面１６に付着しても、撥液膜２９の高い撥液性によりノズル１５の周囲にインクが滞留しにくくなり、ヘッド下面１６に付着したインクが、その後にノズル１５から噴射されるインクに悪影響を及ぼすこと（噴射曲がりの発生など）が防止される。
【００４１】
そして、図３（ｂ）に示すように、マニホールド２７は連通孔２５を介して圧力室２４に連通し、さらに、圧力室２４は、連通孔２６、２９を介してノズル１５に連通している。このように、流路ユニット６内には、マニホールド２７から圧力室２４を経てノズル１５に至るインク流路が複数形成されている。
【００４２】
また、撥液膜２９で覆われたノズルプレート２３のヘッド下面１６には、搬送面８ａに向かって突出した複数の凸部３０が形成されている。凸部３０の突出方向は、ノズルプレート２３の真下方向に向けて延びている。これは、後述するインクジェットヘッドの製造方法においてノズルプレート２３を湾曲させたあとに凸部３０を形成するためであるが、ノズルプレート２３の湾曲前に凸部３０を形成すれば、凸部３０は曲率中心を向くことになる。複数の凸部３０は、例えば、ポリイミドなどの高分子合成樹脂材料からなり、搬送方向に延在して、走査方向に並んで複数列（本実施形態では５列）に配列されている。凸部３０のヘッド下面１６からの高さは、搬送方向に亘って同じである。そして、複数の凸部３０は、走査方向に関してノズル列と交互に配置されており、全てのノズル列は、走査方向両側を凸部３０によりそれぞれ挟まれた構成となっている。
【００４３】
そして、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ノズルプレート２３のヘッド下面１６は、搬送面８ａから離れる方向に凹むように湾曲している。すなわち、ヘッド下面１６の中央部の複数のノズル１５が形成されたインク噴射領域１６ａに比べて、ヘッド下面１６の、インク噴射領域１６ａの全周を取り囲み、ノズル１５が形成されていない隣接領域１６ｂは、搬送面８ａとの距離が小さくなっている。
また、インク噴射領域１６ａにおいても、中央部分よりも走査方向外方の隣接領域１６ｂに向かうほど、ヘッド下面１６が搬送面８ａに近づくように湾曲している。
【００４４】
具体的には、ヘッド下面１６（隣接領域１６ｂ）の最も搬送面８ａに近い位置（ヘッド下面１６端部）と搬送面８ａとの距離Ｘ１は、約１．５ｍｍとなっている。そして、ヘッド下面１６（隣接領域１６ｂ）の最も搬送面８ａに近い位置（ヘッド下面１６端部）とヘッド下面１６（インク噴射領域１６ａ）の最も搬送面８ａから遠い位置（ヘッド下面１６中央部）との距離Ｘ２は、０．０２〜０．５ｍｍとなっている。また、凸部３０の突出長さＸ３は、３．５μｍとなっている。すなわち、凸部３０の先端は、ヘッド下面１６（隣接領域１６ｂ）の最も搬送面８ａに近い位置（ヘッド下面１６端部）よりも搬送面８ａ側に突出していない。
【００４５】
なお、ヘッド下面１６を湾曲させている曲率は非常に小さい（走査方向４０ｍｍ、搬送方向５０ｍｍのノズルプレートに対し、３０〜５０μｍ程度の湾曲）ので、ノズル１５から記録用紙Ｐへのインクの着弾位置のずれは非常に微小なもので、印字品質に影響するものではない。仮に、着弾位置のずれが大きい場合には、インクの噴射タイミングを着弾位置のずれに応じて適宜制御すれば問題ない。
【００４６】
次に、圧電アクチュエータ１７について説明する。図３（ｂ）に示すように、圧電アクチュエータ１７は、複数の圧力室２４を覆うように流路ユニット６（キャビティプレート２０）の上面に配置された振動板４０と、この振動板４０の上面に、複数の圧力室２４と対向するように配置された圧電層４１と、圧電層４１の上面に配置された複数の個別電極４２と、を有している。
【００４７】
振動板４０は、平面視で略矩形状の金属板であり、例えば、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）などの強磁性金属材料からなる。この振動板４０は、キャビティプレート２０の上面に複数の圧力室２４を覆うように配設された状態で、キャビティプレート２０に接合されている。また、導電性を有する振動板４０の上面は、圧電層４１の下面側に配置されることによって、上面の複数の個別電極４２との間で圧電層４１に厚み方向の電界を生じさせる、共通電極を兼ねている。この共通電極としての振動板４０は、圧電アクチュエータ１７を駆動するヘッドドライバ（図示省略）のグランド配線に接続されて、常にグランド電位に保持される。
【００４８】
圧電層４１は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料からなる。この圧電層４１は、振動板４０の上面において、複数の圧力室２４に跨って連続的に形成されている。また、この圧電層４１は、少なくとも圧力室２４と対向する領域において厚み方向に分極されている。
【００４９】
圧電層４１の上面の、複数の圧力室２４と対向する領域には、複数の個別電極４２がそれぞれ配置されている。各々の個別電極４２は圧力室２４よりも一回り小さい略楕円形の平面形状を有し、圧力室２４の中央部と対向している。また、複数の個別電極４２の端部からは、複数の接点部４５が個別電極４２の長手方向に沿ってそれぞれ引き出されている。これら複数の接点部４５は、図示しないフレキシブルプリント配線板を介してヘッドドライバ（図示省略）と電気的に接続されている。これにより、ヘッドドライバから複数の個別電極４２に対して、所定の駆動電位とグランド電位の２種類の電位のうち、何れか一方の電位を選択的に付与することが可能となっている。
【００５０】
次に、インク噴射時における圧電アクチュエータ１７の作用について説明する。ある個別電極４２に対して、ヘッドドライバから所定の駆動電位が付与されたときには、この駆動電位が付与された個別電極４２とグランド電位に保持されている共通電極としての振動板４０との間に電位差が生じ、個別電極４２と振動板４０の間に挟まれた圧電層４１に厚み方向の電界が作用する。この電界の方向は圧電層４１の分極方向と平行であるから、個別電極４２と対向する領域（活性領域）の圧電層４１が厚み方向と直交する面方向に収縮する。ここで、圧電層４１の下側の振動板４０はキャビティプレート２０に固定されているため、この振動板４０の上面に位置する圧電層４１が面方向に収縮するのに伴って、振動板４０の圧力室２４を覆う部分が圧力室２４側に凸となるように変形する（ユニモルフ変形）。このとき、圧力室２４内の容積が減少するために圧力室２４内のインク圧力が上昇し、この圧力室２４に連通するノズル１５からインクが噴射される。
【００５１】
図１に戻って、メンテナンス機構５は、走査方向に関するキャリッジ２の移動範囲のうち、搬送面８ａの記録用紙Ｐと対向する領域よりも外側（図１の右側）の領域（以下、メンテナンス領域と称する）に配置されており、インクジェットヘッド３のヘッド下面１６に密着してキャッピングする吸引キャップ３１と、吸引キャップ３１と接続された吸引ポンプ３３と、ヘッド下面１６を払拭するワイパ３２などを有している。
【００５２】
吸引キャップ３１は、ゴムや合成樹脂などの可撓性を有する材料で形成されており、図示しない昇降機構により昇降可能となっており、インクジェットヘッド３のヘッド下面１６から離接した退避位置に位置する。そして、吸引キャップ３１は、昇降機構により退避位置から上昇して、キャッピング位置に移動すると停止する。このキャッピング位置にある吸引キャップ３１は、インクジェットヘッド３がメンテナンス領域にあり、ヘッド下面１６と対向しているときには、このヘッド下面１６に密着し、複数のノズル１５を覆う。
【００５３】
そして、吸引キャップ３１がインクジェットヘッド３のヘッド下面１６の湾曲に沿って密着してノズル１５を覆っている状態で、吸引ポンプ３３の吸引動作が行われたときには、吸引キャップ３１とヘッド下面１６によって形成される密閉空間内の空気が吸引されて圧力が低下し、ノズル１５からインクが吸引キャップ３１へ排出される。これにより、水分が蒸発して粘度が高くなった（増粘した）ノズル１５内のインクや、インクジェットヘッド３内のインク流路に混入している気泡やゴミを、インクとともにノズル１５から排出して、インクの噴射特性を回復させる、いわゆる吸引パージが可能となっている。
【００５４】
ワイパ３２は、メンテナンス領域において、吸引キャップ３１よりも走査方向に関する印刷領域側に吸引キャップ３１と隣接して配置されている。また、ワイパ３２は、ゴムなどの弾性を有する材料で形成されており、搬送方向にノズル列よりも長く延在しており、その先端が上方を向いている。
【００５５】
上述した吸引パージ後、吸引キャップ３１がインクジェットヘッド３のヘッド下面１６から離間したときには、ヘッド下面１６にはノズル１５から排出されたインクの一部が付着している。そこで、ワイパ３２を図示しない昇降機構により、ヘッド下面１６よりも上方に突出する位置まで移動させた後、インクジェットヘッド３をキャリッジ２とともに走査方向に移動させて、ワイパ３２によりヘッド下面１６に付着したインクを拭き取るようになっている。このとき、隣接領域１６ｂとインク噴射領域１６ａとの境界も含めて、ヘッド下面１６が滑らかに湾曲しているため、ワイパ３２が引っかかることがなくヘッド下面１６をスムーズに払拭することができ、ワイパ３２に付着したインクの飛び散りを防止し、ワイパ３２の摩耗を低減することができる。
【００５６】
ここで、例えば、記録用紙Ｐが、記録時にインクジェットヘッド３から噴射されたインクを大量に吸収して沿ったり、折れ曲がっていたりして、搬送面８ａからインクジェットヘッド３側に浮き上がってしまうことがある。また、折れ曲がった記録用紙Ｐが搬送機構４により搬送されてしまうことがある。また、搬送機構４が複数枚の記録用紙Ｐを誤って重ねて搬送してしまい、記録用紙Ｐの走査方向端部が折れ曲がってしまうことがある。そして、仮に、ヘッド下面１６が搬送面８ａから離れる方向に凹んで湾曲せず、搬送面８ａと平行に平らな場合には、搬送面８ａの記録用紙Ｐとインクジェットヘッド３のヘッド下面１６の間のギャップは面方向のどの位置でも同じ距離で微小であるため、浮き上がった記録用紙Ｐがヘッド下面１６に接触して、ヘッド下面１６に形成されたノズル１５や撥液膜２９を損傷してしまうおそれがある。
【００５７】
そこで、本実施形態においては、ノズルプレート２３のヘッド下面１６を搬送面８ａから離れる方向に凹むように湾曲させている。そして、ヘッド下面１６のインク噴射領域１６ａに比べて、ヘッド下面１６のインク噴射領域１６ａと隣接する隣接領域１６ｂの搬送面８ａとの距離を小さくしている。
【００５８】
これにより、記録用紙Ｐのヘッド下面１６側に浮き上がった部分が、インクジェットヘッド３に向かって搬送されてきた際に、インク噴射領域１６ａではなく搬送面８ａに近い位置に配置された隣接領域１６ｂに接触して押さえつけられて、それ以上浮き上がるのを抑制される。したがって、記録用紙Ｐがインク噴射領域１６ａに接触するのを防止することができる。
【００５９】
より具体的に、図４（ａ）、（ｂ）及び図５を参照して説明する。図４（ａ）は、事例１におけるインクジェットヘッド近傍を走査方向から見た図であり、図４（ｂ）は、事例２におけるインクジェットヘッド近傍を走査方向から見た図である。図５は、インクジェットヘッド近傍を搬送方向から見た図である。まず、搬送面８ａから浮き上がった記録用紙Ｐがインクジェットヘッド３に搬送されてきた場合について説明する（事例１）。一例として、記録用紙Ｐが搬送面８ａを搬送されると、記録用紙Ｐの先端については排紙ローラ１１に挟持されるまでフリーの状態となっており、浮き上がりやすい。
【００６０】
この場合、ヘッド下面１６の、隣接領域１６ｂがインク噴射領域１６ａよりも搬送方向上流側に配置されているため、浮き上がった記録用紙Ｐはインク噴射領域１６ａよりも先に搬送方向上流側の隣接領域１６ｂに接触する。そして、記録用紙Ｐは隣接領域１６ｂに押さえつけられて、それ以上浮き上がるのを抑制される。このとき、隣接領域１６ｂがインク噴射領域１６ａよりも搬送面８ａに近づいているため、図４（ａ）に示すように、記録用紙Ｐは、隣接領域１６ｂと搬送面８ａとの距離以上に浮き上がるのを抑制された状態で、隣接領域１６ｂよりも搬送面８ａから遠い位置にあるインク噴射領域１６ａの下方を通過する。したがって、記録用紙Ｐがインク噴射領域１６ａに接触するのを防止することができる。
【００６１】
また、図４（ｂ）に示すように、搬送方向に関してインク噴射領域１６ａの幅よりも大きく撓んだ記録用紙Ｐが搬送されてきたときに、搬送方向に関してインク噴射領域１６ａを挟んで２つの隣接領域１６ｂが搬送面８ａに近づいているため、２つの隣接領域１６ｂに撓んだ記録用紙Ｐが接触して、インク噴射領域１６ａに接触するのを防止することができる。さらに、ヘッド下面１６のインク噴射領域１６ａよりも搬送方向下流側の隣接領域１６ｂが搬送面８ａに近づいて配置されているため、例えば、記録用紙Ｐの後端が給紙ローラ１０からの挟持が解除されてフリーになった状態で、記録動作によりインクを吸収して浮き上がったとしても搬送方向下流側の隣接領域１６ｂに接触して押さえつけられてインク噴射領域１６ａに接触するのを防止することができる。
【００６２】
また、上述したようなシリアル式のインクジェットヘッド３であると、キャリッジ２とともに走査方向に往復移動するため、ヘッド下面１６のインク噴射領域１６ａが浮き上がった記録用紙Ｐに走査方向両側のいずれかから接触するおそれがある。そこで、図５に示すように、インク噴射領域１６ａを挟んだ走査方向両側に位置する隣接領域１６ｂが搬送面８ａに近づいているため、インクジェットヘッド３が走査方向に移動したときに、浮き上がった記録用紙Ｐは、インク噴射領域１６ａよりも走査方向に関して隣接する隣接領域１６ｂに先に接触して押さえつけられる。したがって、走査方向に移動するインクジェットヘッド３のインク噴射領域１６ａに対して記録用紙Ｐが接触するのを防止することができる。
【００６３】
このように、本実施形態においては、ヘッド下面１６の隣接領域１６ｂが、インク噴射領域１６ａを取り囲んだ全周に隣接して配置されているため、インク噴射領域１６ａに記録用紙Ｐが接触するのを全周囲から防止することができる。
【００６４】
また、隣接領域１６ｂがインク噴射領域１６ａよりも搬送面８ａに近づいているのに加えて、インク噴射領域１６ａが、搬送面８ａから離れる方向に凹むように湾曲して、インク噴射領域１６ａは外側に向かうにつれて滑らかに搬送面８ａに近づいている。したがって、インク噴射領域１６ａのある１つのノズル１５に着眼したときに、そのすぐ外側の領域が搬送面８ａに近づいているため、仮に、インク噴射領域１６ａに記録用紙Ｐが接触していたとしても、上記外側の領域が上記ノズル１５よりも先に記録用紙Ｐに接触して押さえつけて、記録用紙Ｐがそれ以上浮き上がるのを抑制する。これにより、インク噴射領域１６ａが平らな場合には、インク噴射領域１６ａに記録用紙Ｐが接触して搬送されると全てのノズル１５に接触するが、インク噴射領域１６ａが凹むように湾曲していることで、仮に、インク噴射領域１６ａに記録用紙Ｐが接触したとしても、ノズル１５への接触を最小限に留めることができる。
【００６５】
さらに、インク噴射領域１６ａのノズル列の両側に凸部３０がそれぞれ形成されていることで、仮に、記録用紙Ｐがインク噴射領域１６ａに接触したとしても、インク噴射領域１６ａにおいて、記録用紙Ｐはノズル１５よりも搬送面８ａに近づいた凸部３０の先端に接触するため、記録用紙Ｐがノズル列に接触するのを防止することができる。
【００６６】
また、仮に、記録用紙Ｐが隣接領域１６ｂに接触したとしても、インク噴射領域１６ａと隣接領域１６ｂはノズルプレート２３に一体的に形成されているため、隣接領域１６ｂの部分だけが脱落することはない。また、ノズルプレート２３とは別部材に隣接領域１６ｂを形成する場合に比べて、組み付け誤差が生じることがなく、インク噴射領域１６ａと隣接領域１６ｂを精度よく形成することができる。
【００６７】
次に、インクジェットヘッド３の製造方法について説明する。図６は、流路ユニットの製造工程を説明する図である。まず、流路ユニット６を構成する４枚のプレート２０〜２３のうち、ＳＵＳ４３０からなるキャビティプレート２０、ベースプレート２１、及び、マニホールドプレート２２の３枚のプレートに、圧力室２４やマニホールド２７などのインク流路を構成する孔を、エッチングにより形成する。また、ポリイミドからなるノズルプレート２３にレーザ加工により複数のノズル１５を形成する。さらに、ノズルプレート２３のノズル開口側の表面に塗布などにより撥液膜２９を形成する。
【００６８】
なお、ノズルプレート２３の厚みは、０．０５ｍｍであり、３枚のプレート２０〜２２の合計の厚みは、０．７ｍｍとなっている。そして、図６（ａ）に示すように、４枚のプレート２０〜２３を互いに積層した状態で熱硬化性接着剤で接合し、積層方向両側から熱硬化性接着剤の硬化温度以上（本実施形態では約１５０度）の加熱温度で約１時間加熱押圧する（加熱押圧工程）。
【００６９】
その後、押圧を解除した、拘束していないフリー状態で４枚のプレート２０〜２３の積層体を環境温度まで冷却する（冷却工程）。なお、冷却は自然冷却であってよいし、ファンによる送風や環境温度よりも低い温度に設定された恒温層内での強制冷却のいずれであってもよい。すると、ポリイミドの線膨張係数は３．６×１０−５、ＳＵＳ４３０の線膨張係数は１０〜１１×１０−６であるため、図６（ｂ）に示すように、加熱温度から環境温度までの温度変化によって、３枚のプレート２０〜２２よりもノズルプレート２３が大きく収縮しようとして、ノズルプレート２３は３枚のプレート２０〜２２側に凹むように湾曲する。これにより、容易にノズルプレート２３を３枚のプレート２０〜２２側に凹むように湾曲させることができる。なお、上述した加熱押圧工程における加熱温度を変更することで、ノズルプレート２３の湾曲形状を適宜変更することは可能である。
【００７０】
続いて、図６（ｃ）に示すように、ノズルプレート２３の撥液膜２９が形成された面の、ノズル列の両側に塗布などにより凸部３０をそれぞれ形成し、流路ユニット６を完成させる。そして、従来公知の技術で作製された圧電アクチュエータ１７と流路ユニット６を積層して金属拡散接合などで接合することで、インクジェットヘッド３を完成させる。
【００７１】
次に、本実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００７２】
本実施形態においては、インク噴射領域１６ａよりも搬送面８ａに近い位置にある隣接領域１６ｂは、インク噴射領域１６ａの全周囲を取り囲んで形成されていたが、インクジェットヘッド３から見た相対移動する記録用紙Ｐの近づいてくる側にあればよい。例えば、図７に示すように、インクジェットヘッド１０３のヘッド下面１１６が搬送方向に関して凹んで湾曲していてもよい（変形例１）。このとき、ヘッド下面１１６のインク噴射領域１１６ａを搬送方向に関して挟む両側が、インク噴射領域１１６ａよりも搬送面８ａに近い位置となった隣接領域１１６ｂとなる。なお、隣接領域１１６ｂは、搬送方向両側ではなく、搬送方向上流側にのみ配置されていてもよい。このような変形例が好適なのは、例えば、記録用紙Ｐの幅以上の幅を有しており、固定されたインクジェットヘッドに対して、記録用紙Ｐが搬送される、いわゆるライン式のヘッドが挙げられる。
【００７３】
図８に示すように、インクジェットヘッド２０３のヘッド下面２１６が走査方向に関して凹んで湾曲していてもよい（変形例２）。このとき、ヘッド下面２１６のインク噴射領域２１６ａを走査方向に関して挟む両側が、インク噴射領域２１６ａよりも搬送面８ａに近い位置となった隣接領域２１６ｂとなる。なお、変形例１と変形例２とを比較したときに、凸部の延在方向とインク噴射領域を挟む２つの隣接領域の並び方向が交差している変形例１の方が、ノズルを両方向から保護することができる。
【００７４】
また、本実施形態においては、インクジェットヘッド３のヘッド下面１６全面が凹んで湾曲していたが、図９に示すように、インク噴射領域３１６ａは平面になっており、インク噴射領域３１６ａに対して隣接領域３１６ｂが搬送面８ａ側に折れ曲がって、搬送面８ａに近づいていてもよい（変形例３）。この場合、ノズルプレートを含む複数枚のプレートの折り曲げたい部分を他のプレートに比べて張り出しておくことで、折り曲げやすくなる。なお、折り曲げる場合には、ノズルプレート２３は、高分子合成樹脂材料よりも３枚のプレート２０〜２２と同様の金属である方が折り曲げた形状を保持しやすい。
【００７５】
さらに、本実施形態においては、記録用紙Ｐは直線的に搬送されていたが、図１０に示すように、例えば、記録用紙Ｐが湾曲した搬送面４０８を搬送される、いわゆるドラム式のヘッドにも本発明を適用することができる（変形例４）。この場合、搬送面４０８の屈曲率よりも、インクジェットヘッド４０３のヘッド下面４１６の屈曲率を大きくすることで、複数のノズル４１５が開口するインク噴射領域４１６ａと搬送面４０８との距離（Ｘ１０）よりも、インク噴射領域４１６ａと隣接する隣接領域４１６ｂと搬送面４０８との距離（Ｘ１１）を小さくすることができる。
【００７６】
また、本実施形態においては、インクジェットヘッド３のヘッド下面１６が撥液膜２９により覆われていたが、ヘッド下面１６は撥液膜２９により覆われていなくてもよい。
【００７７】
さらに、本実施形態においては、インクジェットヘッド３のヘッド下面１６に凸部３０が形成されていたが、凸部は形成されていなくてもよい。
【００７８】
また、本実施形態においては、流路ユニット６と圧電アクチュエータ１７とを別々に作製していたが、圧電アクチュエータだけあらかじめ作製しておき、上述したように４枚のプレート２０〜２３を加熱押圧して接合するときに、キャビティプレート２０の上面に振動板４０を配置させて圧電アクチュエータ１７もともに接合してもよい。この場合、
圧電層４１の材料であるＰＺＴの線膨張係数は３〜４×１０−６であり、ノズルプレート２３の材料であるポリイミドと、３枚のプレート２０〜２２の材料であるＳＵＳ４３０と線膨張係数を比較すると、ポリイミド＞ＳＵＳ４３０＞ＰＺＴとなっている。したがって、上述した冷却工程における加熱温度から環境温度までの温度変化によって、３枚のプレート２０〜２２よりもノズルプレート２３が大きく収縮し、さらに圧電層４１よりも３枚のプレート２０〜２２が大きく収縮しようとして、ノズルプレート２３は３枚のプレート２０〜２２側に凹むように大きく湾曲する。これにより、容易にノズルプレート２３を３枚のプレート２０〜２２側に凹むように湾曲させることができる。
【００７９】
さらに、本実施形態においては、加熱押圧工程の後の冷却工程時に積層された４枚のプレート２０〜２３の押圧状態を解除することで、４枚のプレート２０〜２３の線膨張係数の差による収縮率の差でノズルプレート２３を湾曲させていたが、機械的にプレスして湾曲させてもよい。この場合、プレス量で湾曲高さを自由にコントロールすることができる。また、任意の形状に湾曲させたり折り曲げたりすることができる。なお、プレスにより湾曲させる場合には、上述したように、ノズルプレート２３は、高分子合成樹脂材料よりも３枚のプレート２０〜２２と同様の金属である方が割れにくく、折り曲げた形状を保持しやすい。また、ノズルプレート２３を射出成型により湾曲させて形成してもよい。どの場合においても、インク噴射領域１６ａと隣接領域１６ｂを別部材に形成する場合に比べて、組み付け誤差が生じることなく、精度よく形成することができる。
【００８０】
また、本実施形態では、搬送機構４により記録用紙Ｐが搬送方向に搬送される構成であったが、インクジェットヘッド３が走査方向に移動するだけでなく、走査方向と交差する方向（搬送方向）にも移動可能に構成され、インクジェットヘッド３が記録用紙Ｐに対して移動することによって、記録用紙Ｐとインクジェットヘッド３との間に相対的な搬送が実現される構成であってもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１ インクジェットプリンタ
３ インクジェットヘッド
４ 搬送機構
８ａ 搬送面
１５ ノズル
１６ ヘッド下面
１６ａ インク噴射領域
１６ｂ 隣接領域
Ｐ 記録用紙
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット記録装置及びこれが有するインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、インクジェットヘッドの下方を平らな搬送面に沿って用紙が搬送され、搬送面と対向するインクジェットヘッドの下面に複数のノズルが開口したインクジェットプリンタについて開示されている。この特許文献１に記載のインクジェットプリンタにおいては、インクジェットヘッドの複数のノズルが開口する下面は搬送面と平行な平面になっており、この下面と搬送面とのギャップは面方向のどの位置においても同じになっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２４１４５９号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ノズルからのインクの着弾位置のずれを小さくして、印字品質を向上させるなどの理由から、搬送面と対向するインクジェットヘッドの対向面と、搬送面との間のギャップは狭くなっている。このようにギャップが狭いと、例えば、被記録媒体が大量のインクを吸収して沿ったり、折れ曲がっていたりして、搬送面から浮き上がって搬送された場合に、被記録媒体がインクジェットヘッドの対向面に接触し、対向面に形成されたノズルの開口縁を損傷してしまうおそれがある。また、仮に、インクジェットヘッドの対向面にインクの付着を防止するために撥液膜が形成されている場合には、被記録媒体が撥液膜に接触し、撥液膜を損傷してしまうおそれもある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、インク噴射領域の隣接領域を被記録媒体の配置面に近づけて、被記録媒体がインク噴射領域に接触するのを防止したインクジェット記録装置及びこれが有するインクジェットヘッドの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のインクジェット記録装置は、被記録媒体にインクを噴射するインクジェットヘッドを備え、前記インクジェットヘッドと前記被記録媒体とが、相対移動可能であり、前記インクジェットヘッドは、前記被記録媒体の配置面と隙間をあけて対向する面に、ノズルが開口したインク噴射領域と、このインク噴射領域の、少なくとも前記インクジェットヘッドから見て前記被記録媒体が相対移動して近づいてくる側に隣接する隣接領域とを有しており、前記インク噴射領域と前記隣接領域とは、同一部材に形成され、前記隣接領域と前記配置面との距離が、前記インク噴射領域と前記配置面との距離よりも小さい。
【０００７】
本発明のインクジェット記録装置によると、隣接領域が、インク噴射領域の、少なくともインクジェットヘッドから見て被記録媒体が相対移動して近づいてくる側に配置されているため、インクジェットヘッド側に浮き上がった被記録媒体はインク噴射領域よりも先に隣接領域に接触する。そして、被記録媒体は隣接領域に押さえつけられて、それ以上浮き上がるのを抑制される。このとき、隣接領域はインク噴射領域よりも配置面に近づいて配置されているため、被記録媒体は、隣接領域と配置面との距離以上に浮き上がるのを抑制された状態で、隣接領域よりも配置面から遠い位置に配置されたインク噴射領域を通過する。これにより、被記録媒体がインク噴射領域に接触するのを防止することができる。また、被記録媒体が隣接領域に接触したとしても、インク噴射領域と隣接領域は同一部材で形成されているため、部材の隣接領域の部分だけが脱落することはない。また、別部材で形成する場合に比べて、組み付け誤差が生じることがなく、精度よく形成することができる。
【０００８】
また、前記配置面に沿った所定の搬送方向に前記被記録媒体を搬送する搬送手段をさらに備え、前記隣接領域が、前記インク噴射領域の前記搬送方向上流側に隣接していることが好ましい。
【０００９】
これによると、インクジェットヘッド側に浮き上がった状態で搬送方向に搬送された被記録媒体は、インク噴射領域よりも先に搬送方向上流側の隣接領域と接触し、隣接領域と配置面との距離以上に浮き上がるのを抑制される。これにより、インクジェットヘッドに対して搬送方向に搬送される被記録媒体がインク噴射領域に接触するのを防止することができる。
【００１０】
さらに、前記隣接領域が、前記搬送方向上流側とともに、前記インク噴射領域の前記搬送方向下流側にも隣接していることが好ましい。
【００１１】
これによると、仮に、インク噴射領域の幅よりも搬送方向に関して大きな幅で撓んだ被記録媒体が搬送されてきたときに、２つの隣接領域が大きく撓んだ被記録媒体に接触して、被記録媒体がインク噴射領域に接触するのを防止することができる。また、仮に、インクジェットヘッドに対して搬送される被記録媒体の後端が浮き上がったとしても、被記録媒体の浮き上がりの基端側が隣接領域に接触することで、被記録媒体の後端はそれ以上に浮き上がるのを抑制される。したがって、被記録媒体の後端がインク噴射領域に接触するのを防止することができる。
【００１２】
また、前記配置面に沿った所定の搬送方向に前記被記録媒体を搬送する搬送手段をさらに備え、前記インクジェットヘッドが、前記配置面と平行で且つ前記搬送方向と交差する走査方向に移動可能であり、前記隣接領域が、前記インク噴射領域を挟んで前記走査方向両側に隣接していてもよい。
【００１３】
これによると、インク噴射領域を挟んだ走査方向両側に位置する隣接領域が配置面に近づいて配置されているため、インクジェットヘッドが走査方向に移動したときに、インクジェットヘッド側に浮き上がった被記録媒体は、インク噴射領域よりも先に隣接領域に接触し、隣接領域と配置面との距離以上に浮き上がるのを抑制される。したがって、走査方向に移動するインクジェットヘッドのインク噴射領域に対して被記録媒体が接触するのを防止することができる。
【００１４】
また、前記隣接領域が、前記インク噴射領域を取り囲んだ全周に隣接していてもよい。
【００１５】
これによると、インク噴射領域を取り囲んで隣接領域が配置面に近づいて配置されているため、インク噴射領域に被記録媒体が接触するのを全周囲から防止することができる。
【００１６】
また、前記隣接領域が、前記インク噴射領域と連続的に繋がっていることが好ましい。
【００１７】
これによると、例えば、配置面と対向するインクジェットヘッドの面にワイパを接触させた状態で、ワイパをインクジェットヘッドに対して相対移動させて、この面を払拭する場合に、隣接領域とインク噴射領域との境界が滑らかに湾曲していると、ワイパが引っかかることがなくスムーズに払拭することができ、ワイパに付着したインクの飛び散りを防止し、ワイパの摩耗を低減することができる。
【００１８】
さらに、前記インク噴射領域が、前記配置面から離れる方向に凹むように湾曲していることが好ましい。
【００１９】
これによると、インク噴射領域は外側に向かうにつれて滑らかに配置面に近づいている。したがって、インク噴射領域のある１つのノズルに着眼したときに、そのすぐ外側の領域が配置面に近づいているため、仮に、インク噴射領域に被記録媒体が接触したとしても、上記外側の領域が上記ノズルよりも先に被記録媒体に接触して押さえつけて、被記録媒体がそれ以上浮き上がるのを抑制する。これにより、インク噴射領域が平らな場合には、インク噴射領域に被記録媒体が接触して搬送されると全てのノズルに接触するが、インク噴射領域が凹むように湾曲していることで、仮に、インク噴射領域に被記録媒体が接触したとしても、被記録媒体が接触するノズルの数を最小限に留めることができる。
【００２０】
加えて、前記複数のノズルが所定のノズル配列方向に沿ってノズル列を形成し、このノズル列が平行に複数並んで配置されており、前記インク噴射領域には、前記ノズル配列方向に沿った複数の前記ノズル列の両側に、前記ノズル配列方向に沿って凸部がそれぞれ形成されており、前記ノズル列と前記凸部が交互に並んで配置されていることが好ましい。
【００２１】
これによると、仮に、被記録媒体がインク噴射領域に接触したとしても、インク噴射領域において、被記録媒体はノズルよりも配置面に近づいた凸部の先端に接触するため、被記録媒体がノズル列に接触するのを防止することができる。
【００２２】
本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、ノズルが開口する面を湾曲させたインクジェットヘッドの製造方法であって、前記インクジェットヘッドは、前記ノズルが開口したノズルプレートと、前記ノズルプレートに接合され、前記ノズルに連通するインク流路が形成された流路構造体とを有し、前記ノズルプレートと、前記ノズルプレートよりも線膨張係数が小さい材料からなる前記流路構造体とを積層した状態で加熱押圧して接着する加熱押圧工程と、前記加熱押圧工程の後、押圧を解除した状態で冷却する冷却工程と、を備えている。
【００２３】
本発明におけるインクジェットヘッドの製造方法によると、流路構造体がノズルプレートよりも線膨張係数が小さい材料からなるため、加熱押圧工程において加熱押圧して接着した流路構造体とノズルプレートは、その後の冷却工程において押圧を解除した状態で環境温度まで冷却（強制冷却や自然冷却を含む）するときの温度変化によって、流路構造体よりもノズルプレートが大きく収縮しようとして、ノズルプレートは流路構造体側に凹むように湾曲する。これにより、容易にノズルプレートを流路構造体側に凹むように湾曲させることができる。
【００２４】
このとき、前記ノズルプレートがポリイミドからなり、前記流路構造体が金属材料からなることが好ましい。
【００２５】
これによると、ノズルプレートよりも流路構造体の線膨張係数が小さくなる。
【発明の効果】
【００２６】
インク噴射領域よりも隣接領域を被記録媒体の配置面に近づけていることで、被記録媒体がインク噴射領域に接触するのを防止することができる。また、被記録媒体が隣接領域に接触したとしても、インク噴射領域と隣接領域は同一部材で形成されているため、部材の隣接領域の部分だけが脱落することはない。また、別部材で形成する場合に比べて、組み付け誤差が生じることがなく、精度よく形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略平面図である。
【図２】（ａ）はインクジェットヘッドを下方から見た斜視図であり、（ｂ）はインクジェットヘッドを搬送方向から見た図である。
【図３】（ａ）は図２（ａ）のＡ部拡大図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】（ａ）は事例１におけるインクジェットヘッド近傍を走査方向から見た図であり、（ｂ）は事例２におけるインクジェットヘッド近傍を走査方向から見た図である。
【図５】インクジェットヘッド近傍を搬送方向から見た図である。
【図６】流路ユニットの製造工程を説明する図である。
【図７】変形例１におけるインクジェットヘッドを下方から見た斜視図である。
【図８】変形例２におけるインクジェットヘッドを下方から見た斜視図である。
【図９】変形例３におけるインクジェットヘッド近傍を走査方向から見た図である。
【図１０】変形例４におけるインクジェットヘッド近傍の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態は、インクジェットヘッドから記録用紙に対してインクを噴射することにより、記録用紙に所望の文字や画像などを記録するインクジェットプリンタに本発明を適用した一例である。
【００２９】
まず、本実施形態のインクジェットプリンタの概略構成について説明する。図１は、本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略平面図である。図１に示すように、インクジェットプリンタ１（インクジェット記録装置）は、所定の走査方向（図１の左右方向）に沿って往復移動可能に構成されたキャリッジ２と、このキャリッジ２に搭載されたインクジェットヘッド３と、記録用紙Ｐ（被記録媒体）を走査方向と直交する搬送方向（図１の上方から下方）に搬送する搬送機構４と、搬送機構４により搬送される記録用紙Ｐを下面から支持するプラテン８と、インクジェットヘッド３のインク噴射性能を回復させるメンテナンス機構５などを有している。
【００３０】
キャリッジ２は、走査方向に平行に延びる２本のガイド軸６、７に支持され、２本のガイド軸６、７に沿って走査方向に往復移動可能に構成されている。また、キャリッジ２には無端ベルト９が連結されており、図示しないモータによって無端ベルト９が走行駆動されたときに、キャリッジ２は、無端ベルト９の走行にともなって走査方向に移動するようになっている。
【００３１】
このキャリッジ２には、インクジェットヘッド３が搭載されている。インクジェットヘッド３は、その下面（図１の紙面向こう側の面）に多数のノズル１５（図２（ａ）参照）を有している。このインクジェットヘッド３は、搬送機構４により図１の下方（搬送方向）に搬送される記録用紙Ｐに対して、図示しないインクカートリッジから供給されたインクを多数のノズル１５から噴射するように構成されている。
【００３２】
搬送機構４は、インクジェットヘッド３よりも搬送方向上流側（図１の上方）に配置された給紙ローラ１０と、インクジェットヘッド３よりも搬送方向下流側に配置された排紙ローラ１１とを有している。給紙ローラ１０と排紙ローラ１１は、それぞれ、給紙モータ１２と排紙モータ１３により回転駆動される。そして、この搬送機構４は、給紙ローラ１０により、記録用紙Ｐを図１の上方からインクジェットヘッド３に供給するとともに、排紙ローラ１１により、インクジェットヘッド３によって文字や画像などが記録された記録用紙Ｐを図１の下方へ排出するように構成されている。
【００３３】
プラテン８は、搬送方向に関する給紙ローラ１０と排紙ローラ１１の間において、キャリッジ２の下方（図１の紙面奥方向）に配置されている。そして、プラテン８のインクジェットヘッド３と対向する上面が、記録用紙Ｐが搬送される搬送面８ａ（配置面）となっており、記録用紙Ｐは搬送面８ａに支持されながら、搬送面８ａに沿って搬送される。
【００３４】
次に、インクジェットヘッド３について説明する。図２（ａ）は、インクジェットヘッドを下方から見た斜視図であり、図２（ｂ）は、インクジェットヘッドを搬送方向から見た図である。図３（ａ）は、図２（ａ）のＡ部拡大図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。なお、図３（ａ）においては、後述するヘッド下面１６に形成された凸部３０の図示を省略している。図２（ａ）、（ｂ）及び図３（ａ）、（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド３は、ノズル１５や圧力室２４を含むインク流路が形成された流路ユニット６と、圧力室２４内のインクに圧力を付与する圧電アクチュエータ１７とを有している。
【００３５】
まず、流路ユニット６について説明する。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、流路ユニット６はキャビティプレート２０、ベースプレート２１、マニホールドプレート２２、ノズルプレート２３、撥液膜２９及び凸部３０を有しており、４枚のプレート２０〜２３が積層状態で熱硬化性接着剤で接合されている。このうち、キャビティプレート２０、ベースプレート２１及びマニホールドプレート２２は、それぞれ、金属材料（本実施形態ではステンレス鋼：ＳＵＳ４３０）からなる平面視で略矩形状の板である。また、ノズルプレート２３は、３枚のプレート２０〜２２と同じ略矩形状の板であり、例えば、高分子合成樹脂材料（本実施形態ではポリイミド）により形成され、マニホールドプレート２２の下面に熱硬化性接着剤で接合される。
【００３６】
これら３枚のプレート２０〜２２が、金属材料で形成されていることで、例えばエッチングにより後述するマニホールド２７や圧力室２４などの比較的大きな孔からなるインク流路を容易に形成することができるようになっている。また、ノズルプレート２３が、高分子合成樹脂材料で形成されていることで、金属材料の場合に比べて、例えばレーザ加工により後述する微細なノズル１５を形成しやすい。
【００３７】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、４枚のプレート２０〜２３のうち、最も上方に位置するキャビティプレート２０には、平面に沿って配列された複数の圧力室２４がキャビティプレート２０を厚み方向に貫通する孔により形成されている。また、複数の圧力室２４は、搬送方向（図２の上下方向）に４列に配列されている。また、図３（ｂ）に示すように、複数の圧力室２４は上下両側から後述の振動板４０及びベースプレート２１によりそれぞれ覆われている。さらに、各圧力室２４は、平面視で走査方向（図３（ａ）の左右方向）に長い、略楕円形状に形成されている。
【００３８】
ベースプレート２１の、平面視で圧力室２４の長手方向両端部と重なる位置には、それぞれ連通孔２５、２６が形成されている。また、マニホールドプレート２２には、平面視で、圧力室２４の連通孔２５側の部分と重なるように、搬送方向に延びる４つのマニホールド２７が形成されている。これら４つのマニホールド２７は、図示しないインク供給口に連通しており、図示しないインクタンクからインク供給口を介してマニホールド２７へインクが供給される。さらに、マニホールドプレート２２の、平面視で複数の圧力室２４のマニホールド２７と反対側の端部と重なる位置には、それぞれ、複数の連通孔２６に連なる複数の連通孔２８も形成されている。
【００３９】
さらに、ノズルプレート２３の、平面視で複数の連通孔２８にそれぞれ重なる位置には、複数のノズル１５が形成されている。図２（ａ）に示すように、複数のノズル１５は、搬送方向に配列され、走査方向に並ぶ４列のノズル列を構成しており、４列に配列された複数の圧力室２４の、マニホールド２７と反対側の端部とそれぞれ重なるように配置されている。そして、４列のノズル列にそれぞれ属するノズル１５からは、インクジェットヘッド３の往動方向（主走査方向）上流側から、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの、合計４色のインクがそれぞれ噴射される。以下、この複数のノズル１５が形成されたノズルプレート２３の下面を、搬送面８ａと対向するヘッド下面１６と称す。
【００４０】
また、ノズルプレート２３のヘッド下面１６は、撥液膜２９で覆われている。この撥液膜２９は、ポリイミドなどで形成されたノズルプレート２３よりも、撥液性の高い材料（例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などのフッ素系樹脂）で形成されている。そのため、ノズル１５から噴射されたインクの一部がヘッド下面１６に付着しても、撥液膜２９の高い撥液性によりノズル１５の周囲にインクが滞留しにくくなり、ヘッド下面１６に付着したインクが、その後にノズル１５から噴射されるインクに悪影響を及ぼすこと（噴射曲がりの発生など）が防止される。
【００４１】
そして、図３（ｂ）に示すように、マニホールド２７は連通孔２５を介して圧力室２４に連通し、さらに、圧力室２４は、連通孔２６、２９を介してノズル１５に連通している。このように、流路ユニット６内には、マニホールド２７から圧力室２４を経てノズル１５に至るインク流路が複数形成されている。
【００４２】
また、撥液膜２９で覆われたノズルプレート２３のヘッド下面１６には、搬送面８ａに向かって突出した複数の凸部３０が形成されている。凸部３０の突出方向は、ノズルプレート２３の真下方向に向けて延びている。これは、後述するインクジェットヘッドの製造方法においてノズルプレート２３を湾曲させたあとに凸部３０を形成するためであるが、ノズルプレート２３の湾曲前に凸部３０を形成すれば、凸部３０は曲率中心を向くことになる。複数の凸部３０は、例えば、ポリイミドなどの高分子合成樹脂材料からなり、搬送方向に延在して、走査方向に並んで複数列（本実施形態では５列）に配列されている。凸部３０のヘッド下面１６からの高さは、搬送方向に亘って同じである。そして、複数の凸部３０は、走査方向に関してノズル列と交互に配置されており、全てのノズル列は、走査方向両側を凸部３０によりそれぞれ挟まれた構成となっている。
【００４３】
そして、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、ノズルプレート２３のヘッド下面１６は、搬送面８ａから離れる方向に凹むように湾曲している。すなわち、ヘッド下面１６の中央部の複数のノズル１５が形成されたインク噴射領域１６ａに比べて、ヘッド下面１６の、インク噴射領域１６ａの全周を取り囲み、ノズル１５が形成されていない隣接領域１６ｂは、搬送面８ａとの距離が小さくなっている。
また、インク噴射領域１６ａにおいても、中央部分よりも走査方向外方の隣接領域１６ｂに向かうほど、ヘッド下面１６が搬送面８ａに近づくように湾曲している。
【００４４】
具体的には、ヘッド下面１６（隣接領域１６ｂ）の最も搬送面８ａに近い位置（ヘッド下面１６端部）と搬送面８ａとの距離Ｘ１は、約１．５ｍｍとなっている。そして、ヘッド下面１６（隣接領域１６ｂ）の最も搬送面８ａに近い位置（ヘッド下面１６端部）とヘッド下面１６（インク噴射領域１６ａ）の最も搬送面８ａから遠い位置（ヘッド下面１６中央部）との距離Ｘ２は、０．０２〜０．５ｍｍとなっている。また、凸部３０の突出長さＸ３は、３．５μｍとなっている。すなわち、凸部３０の先端は、ヘッド下面１６（隣接領域１６ｂ）の最も搬送面８ａに近い位置（ヘッド下面１６端部）よりも搬送面８ａ側に突出していない。
【００４５】
なお、ヘッド下面１６を湾曲させている曲率は非常に小さい（走査方向４０ｍｍ、搬送方向５０ｍｍのノズルプレートに対し、３０〜５０μｍ程度の湾曲）ので、ノズル１５から記録用紙Ｐへのインクの着弾位置のずれは非常に微小なもので、印字品質に影響するものではない。仮に、着弾位置のずれが大きい場合には、インクの噴射タイミングを着弾位置のずれに応じて適宜制御すれば問題ない。
【００４６】
次に、圧電アクチュエータ１７について説明する。図３（ｂ）に示すように、圧電アクチュエータ１７は、複数の圧力室２４を覆うように流路ユニット６（キャビティプレート２０）の上面に配置された振動板４０と、この振動板４０の上面に、複数の圧力室２４と対向するように配置された圧電層４１と、圧電層４１の上面に配置された複数の個別電極４２と、を有している。
【００４７】
振動板４０は、平面視で略矩形状の金属板であり、例えば、フェライト系ステンレス鋼（ＳＵＳ４３０）などの強磁性金属材料からなる。この振動板４０は、キャビティプレート２０の上面に複数の圧力室２４を覆うように配設された状態で、キャビティプレート２０に接合されている。また、導電性を有する振動板４０の上面は、圧電層４１の下面側に配置されることによって、上面の複数の個別電極４２との間で圧電層４１に厚み方向の電界を生じさせる、共通電極を兼ねている。この共通電極としての振動板４０は、圧電アクチュエータ１７を駆動するヘッドドライバ（図示省略）のグランド配線に接続されて、常にグランド電位に保持される。
【００４８】
圧電層４１は、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電材料からなる。この圧電層４１は、振動板４０の上面において、複数の圧力室２４に跨って連続的に形成されている。また、この圧電層４１は、少なくとも圧力室２４と対向する領域において厚み方向に分極されている。
【００４９】
圧電層４１の上面の、複数の圧力室２４と対向する領域には、複数の個別電極４２がそれぞれ配置されている。各々の個別電極４２は圧力室２４よりも一回り小さい略楕円形の平面形状を有し、圧力室２４の中央部と対向している。また、複数の個別電極４２の端部からは、複数の接点部４５が個別電極４２の長手方向に沿ってそれぞれ引き出されている。これら複数の接点部４５は、図示しないフレキシブルプリント配線板を介してヘッドドライバ（図示省略）と電気的に接続されている。これにより、ヘッドドライバから複数の個別電極４２に対して、所定の駆動電位とグランド電位の２種類の電位のうち、何れか一方の電位を選択的に付与することが可能となっている。
【００５０】
次に、インク噴射時における圧電アクチュエータ１７の作用について説明する。ある個別電極４２に対して、ヘッドドライバから所定の駆動電位が付与されたときには、この駆動電位が付与された個別電極４２とグランド電位に保持されている共通電極としての振動板４０との間に電位差が生じ、個別電極４２と振動板４０の間に挟まれた圧電層４１に厚み方向の電界が作用する。この電界の方向は圧電層４１の分極方向と平行であるから、個別電極４２と対向する領域（活性領域）の圧電層４１が厚み方向と直交する面方向に収縮する。ここで、圧電層４１の下側の振動板４０はキャビティプレート２０に固定されているため、この振動板４０の上面に位置する圧電層４１が面方向に収縮するのに伴って、振動板４０の圧力室２４を覆う部分が圧力室２４側に凸となるように変形する（ユニモルフ変形）。このとき、圧力室２４内の容積が減少するために圧力室２４内のインク圧力が上昇し、この圧力室２４に連通するノズル１５からインクが噴射される。
【００５１】
図１に戻って、メンテナンス機構５は、走査方向に関するキャリッジ２の移動範囲のうち、搬送面８ａの記録用紙Ｐと対向する領域よりも外側（図１の右側）の領域（以下、メンテナンス領域と称する）に配置されており、インクジェットヘッド３のヘッド下面１６に密着してキャッピングする吸引キャップ３１と、吸引キャップ３１と接続された吸引ポンプ３３と、ヘッド下面１６を払拭するワイパ３２などを有している。
【００５２】
吸引キャップ３１は、ゴムや合成樹脂などの可撓性を有する材料で形成されており、図示しない昇降機構により昇降可能となっており、インクジェットヘッド３のヘッド下面１６から離接した退避位置に位置する。そして、吸引キャップ３１は、昇降機構により退避位置から上昇して、キャッピング位置に移動すると停止する。このキャッピング位置にある吸引キャップ３１は、インクジェットヘッド３がメンテナンス領域にあり、ヘッド下面１６と対向しているときには、このヘッド下面１６に密着し、複数のノズル１５を覆う。
【００５３】
そして、吸引キャップ３１がインクジェットヘッド３のヘッド下面１６の湾曲に沿って密着してノズル１５を覆っている状態で、吸引ポンプ３３の吸引動作が行われたときには、吸引キャップ３１とヘッド下面１６によって形成される密閉空間内の空気が吸引されて圧力が低下し、ノズル１５からインクが吸引キャップ３１へ排出される。これにより、水分が蒸発して粘度が高くなった（増粘した）ノズル１５内のインクや、インクジェットヘッド３内のインク流路に混入している気泡やゴミを、インクとともにノズル１５から排出して、インクの噴射特性を回復させる、いわゆる吸引パージが可能となっている。
【００５４】
ワイパ３２は、メンテナンス領域において、吸引キャップ３１よりも走査方向に関する印刷領域側に吸引キャップ３１と隣接して配置されている。また、ワイパ３２は、ゴムなどの弾性を有する材料で形成されており、搬送方向にノズル列よりも長く延在しており、その先端が上方を向いている。
【００５５】
上述した吸引パージ後、吸引キャップ３１がインクジェットヘッド３のヘッド下面１６から離間したときには、ヘッド下面１６にはノズル１５から排出されたインクの一部が付着している。そこで、ワイパ３２を図示しない昇降機構により、ヘッド下面１６よりも上方に突出する位置まで移動させた後、インクジェットヘッド３をキャリッジ２とともに走査方向に移動させて、ワイパ３２によりヘッド下面１６に付着したインクを拭き取るようになっている。このとき、隣接領域１６ｂとインク噴射領域１６ａとの境界も含めて、ヘッド下面１６が滑らかに湾曲しているため、ワイパ３２が引っかかることがなくヘッド下面１６をスムーズに払拭することができ、ワイパ３２に付着したインクの飛び散りを防止し、ワイパ３２の摩耗を低減することができる。
【００５６】
ここで、例えば、記録用紙Ｐが、記録時にインクジェットヘッド３から噴射されたインクを大量に吸収して沿ったり、折れ曲がっていたりして、搬送面８ａからインクジェットヘッド３側に浮き上がってしまうことがある。また、折れ曲がった記録用紙Ｐが搬送機構４により搬送されてしまうことがある。また、搬送機構４が複数枚の記録用紙Ｐを誤って重ねて搬送してしまい、記録用紙Ｐの走査方向端部が折れ曲がってしまうことがある。そして、仮に、ヘッド下面１６が搬送面８ａから離れる方向に凹んで湾曲せず、搬送面８ａと平行に平らな場合には、搬送面８ａの記録用紙Ｐとインクジェットヘッド３のヘッド下面１６の間のギャップは面方向のどの位置でも同じ距離で微小であるため、浮き上がった記録用紙Ｐがヘッド下面１６に接触して、ヘッド下面１６に形成されたノズル１５や撥液膜２９を損傷してしまうおそれがある。
【００５７】
そこで、本実施形態においては、ノズルプレート２３のヘッド下面１６を搬送面８ａから離れる方向に凹むように湾曲させている。そして、ヘッド下面１６のインク噴射領域１６ａに比べて、ヘッド下面１６のインク噴射領域１６ａと隣接する隣接領域１６ｂの搬送面８ａとの距離を小さくしている。
【００５８】
これにより、記録用紙Ｐのヘッド下面１６側に浮き上がった部分が、インクジェットヘッド３に向かって搬送されてきた際に、インク噴射領域１６ａではなく搬送面８ａに近い位置に配置された隣接領域１６ｂに接触して押さえつけられて、それ以上浮き上がるのを抑制される。したがって、記録用紙Ｐがインク噴射領域１６ａに接触するのを防止することができる。
【００５９】
より具体的に、図４（ａ）、（ｂ）及び図５を参照して説明する。図４（ａ）は、事例１におけるインクジェットヘッド近傍を走査方向から見た図であり、図４（ｂ）は、事例２におけるインクジェットヘッド近傍を走査方向から見た図である。図５は、インクジェットヘッド近傍を搬送方向から見た図である。まず、搬送面８ａから浮き上がった記録用紙Ｐがインクジェットヘッド３に搬送されてきた場合について説明する（事例１）。一例として、記録用紙Ｐが搬送面８ａを搬送されると、記録用紙Ｐの先端については排紙ローラ１１に挟持されるまでフリーの状態となっており、浮き上がりやすい。
【００６０】
この場合、ヘッド下面１６の、隣接領域１６ｂがインク噴射領域１６ａよりも搬送方向上流側に配置されているため、浮き上がった記録用紙Ｐはインク噴射領域１６ａよりも先に搬送方向上流側の隣接領域１６ｂに接触する。そして、記録用紙Ｐは隣接領域１６ｂに押さえつけられて、それ以上浮き上がるのを抑制される。このとき、隣接領域１６ｂがインク噴射領域１６ａよりも搬送面８ａに近づいているため、図４（ａ）に示すように、記録用紙Ｐは、隣接領域１６ｂと搬送面８ａとの距離以上に浮き上がるのを抑制された状態で、隣接領域１６ｂよりも搬送面８ａから遠い位置にあるインク噴射領域１６ａの下方を通過する。したがって、記録用紙Ｐがインク噴射領域１６ａに接触するのを防止することができる。
【００６１】
また、図４（ｂ）に示すように、搬送方向に関してインク噴射領域１６ａの幅よりも大きく撓んだ記録用紙Ｐが搬送されてきたときに、搬送方向に関してインク噴射領域１６ａを挟んで２つの隣接領域１６ｂが搬送面８ａに近づいているため、２つの隣接領域１６ｂに撓んだ記録用紙Ｐが接触して、インク噴射領域１６ａに接触するのを防止することができる。さらに、ヘッド下面１６のインク噴射領域１６ａよりも搬送方向下流側の隣接領域１６ｂが搬送面８ａに近づいて配置されているため、例えば、記録用紙Ｐの後端が給紙ローラ１０からの挟持が解除されてフリーになった状態で、記録動作によりインクを吸収して浮き上がったとしても搬送方向下流側の隣接領域１６ｂに接触して押さえつけられてインク噴射領域１６ａに接触するのを防止することができる。
【００６２】
また、上述したようなシリアル式のインクジェットヘッド３であると、キャリッジ２とともに走査方向に往復移動するため、ヘッド下面１６のインク噴射領域１６ａが浮き上がった記録用紙Ｐに走査方向両側のいずれかから接触するおそれがある。そこで、図５に示すように、インク噴射領域１６ａを挟んだ走査方向両側に位置する隣接領域１６ｂが搬送面８ａに近づいているため、インクジェットヘッド３が走査方向に移動したときに、浮き上がった記録用紙Ｐは、インク噴射領域１６ａよりも走査方向に関して隣接する隣接領域１６ｂに先に接触して押さえつけられる。したがって、走査方向に移動するインクジェットヘッド３のインク噴射領域１６ａに対して記録用紙Ｐが接触するのを防止することができる。
【００６３】
このように、本実施形態においては、ヘッド下面１６の隣接領域１６ｂが、インク噴射領域１６ａを取り囲んだ全周に隣接して配置されているため、インク噴射領域１６ａに記録用紙Ｐが接触するのを全周囲から防止することができる。
【００６４】
また、隣接領域１６ｂがインク噴射領域１６ａよりも搬送面８ａに近づいているのに加えて、インク噴射領域１６ａが、搬送面８ａから離れる方向に凹むように湾曲して、インク噴射領域１６ａは外側に向かうにつれて滑らかに搬送面８ａに近づいている。したがって、インク噴射領域１６ａのある１つのノズル１５に着眼したときに、そのすぐ外側の領域が搬送面８ａに近づいているため、仮に、インク噴射領域１６ａに記録用紙Ｐが接触していたとしても、上記外側の領域が上記ノズル１５よりも先に記録用紙Ｐに接触して押さえつけて、記録用紙Ｐがそれ以上浮き上がるのを抑制する。これにより、インク噴射領域１６ａが平らな場合には、インク噴射領域１６ａに記録用紙Ｐが接触して搬送されると全てのノズル１５に接触するが、インク噴射領域１６ａが凹むように湾曲していることで、仮に、インク噴射領域１６ａに記録用紙Ｐが接触したとしても、ノズル１５への接触を最小限に留めることができる。
【００６５】
さらに、インク噴射領域１６ａのノズル列の両側に凸部３０がそれぞれ形成されていることで、仮に、記録用紙Ｐがインク噴射領域１６ａに接触したとしても、インク噴射領域１６ａにおいて、記録用紙Ｐはノズル１５よりも搬送面８ａに近づいた凸部３０の先端に接触するため、記録用紙Ｐがノズル列に接触するのを防止することができる。
【００６６】
また、仮に、記録用紙Ｐが隣接領域１６ｂに接触したとしても、インク噴射領域１６ａと隣接領域１６ｂはノズルプレート２３に一体的に形成されているため、隣接領域１６ｂの部分だけが脱落することはない。また、ノズルプレート２３とは別部材に隣接領域１６ｂを形成する場合に比べて、組み付け誤差が生じることがなく、インク噴射領域１６ａと隣接領域１６ｂを精度よく形成することができる。
【００６７】
次に、インクジェットヘッド３の製造方法について説明する。図６は、流路ユニットの製造工程を説明する図である。まず、流路ユニット６を構成する４枚のプレート２０〜２３のうち、ＳＵＳ４３０からなるキャビティプレート２０、ベースプレート２１、及び、マニホールドプレート２２の３枚のプレートに、圧力室２４やマニホールド２７などのインク流路を構成する孔を、エッチングにより形成する。また、ポリイミドからなるノズルプレート２３にレーザ加工により複数のノズル１５を形成する。さらに、ノズルプレート２３のノズル開口側の表面に塗布などにより撥液膜２９を形成する。
【００６８】
なお、ノズルプレート２３の厚みは、０．０５ｍｍであり、３枚のプレート２０〜２２の合計の厚みは、０．７ｍｍとなっている。そして、図６（ａ）に示すように、４枚のプレート２０〜２３を互いに積層した状態で熱硬化性接着剤で接合し、積層方向両側から熱硬化性接着剤の硬化温度以上（本実施形態では約１５０度）の加熱温度で約１時間加熱押圧する（加熱押圧工程）。
【００６９】
その後、押圧を解除した、拘束していないフリー状態で４枚のプレート２０〜２３の積層体を環境温度まで冷却する（冷却工程）。なお、冷却は自然冷却であってよいし、ファンによる送風や環境温度よりも低い温度に設定された恒温層内での強制冷却のいずれであってもよい。すると、ポリイミドの線膨張係数は３．６×１０−５、ＳＵＳ４３０の線膨張係数は１０〜１１×１０−６であるため、図６（ｂ）に示すように、加熱温度から環境温度までの温度変化によって、３枚のプレート２０〜２２よりもノズルプレート２３が大きく収縮しようとして、ノズルプレート２３は３枚のプレート２０〜２２側に凹むように湾曲する。これにより、容易にノズルプレート２３を３枚のプレート２０〜２２側に凹むように湾曲させることができる。なお、上述した加熱押圧工程における加熱温度を変更することで、ノズルプレート２３の湾曲形状を適宜変更することは可能である。
【００７０】
続いて、図６（ｃ）に示すように、ノズルプレート２３の撥液膜２９が形成された面の、ノズル列の両側に塗布などにより凸部３０をそれぞれ形成し、流路ユニット６を完成させる。そして、従来公知の技術で作製された圧電アクチュエータ１７と流路ユニット６を積層して金属拡散接合などで接合することで、インクジェットヘッド３を完成させる。
【００７１】
次に、本実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。ただし、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００７２】
本実施形態においては、インク噴射領域１６ａよりも搬送面８ａに近い位置にある隣接領域１６ｂは、インク噴射領域１６ａの全周囲を取り囲んで形成されていたが、インクジェットヘッド３から見た相対移動する記録用紙Ｐの近づいてくる側にあればよい。例えば、図７に示すように、インクジェットヘッド１０３のヘッド下面１１６が搬送方向に関して凹んで湾曲していてもよい（変形例１）。このとき、ヘッド下面１１６のインク噴射領域１１６ａを搬送方向に関して挟む両側が、インク噴射領域１１６ａよりも搬送面８ａに近い位置となった隣接領域１１６ｂとなる。なお、隣接領域１１６ｂは、搬送方向両側ではなく、搬送方向上流側にのみ配置されていてもよい。このような変形例が好適なのは、例えば、記録用紙Ｐの幅以上の幅を有しており、固定されたインクジェットヘッドに対して、記録用紙Ｐが搬送される、いわゆるライン式のヘッドが挙げられる。
【００７３】
図８に示すように、インクジェットヘッド２０３のヘッド下面２１６が走査方向に関して凹んで湾曲していてもよい（変形例２）。このとき、ヘッド下面２１６のインク噴射領域２１６ａを走査方向に関して挟む両側が、インク噴射領域２１６ａよりも搬送面８ａに近い位置となった隣接領域２１６ｂとなる。なお、変形例１と変形例２とを比較したときに、凸部の延在方向とインク噴射領域を挟む２つの隣接領域の並び方向が交差している変形例１の方が、ノズルを両方向から保護することができる。
【００７４】
また、本実施形態においては、インクジェットヘッド３のヘッド下面１６全面が凹んで湾曲していたが、図９に示すように、インク噴射領域３１６ａは平面になっており、インク噴射領域３１６ａに対して隣接領域３１６ｂが搬送面８ａ側に折れ曲がって、搬送面８ａに近づいていてもよい（変形例３）。この場合、ノズルプレートを含む複数枚のプレートの折り曲げたい部分を他のプレートに比べて張り出しておくことで、折り曲げやすくなる。なお、折り曲げる場合には、ノズルプレート２３は、高分子合成樹脂材料よりも３枚のプレート２０〜２２と同様の金属である方が折り曲げた形状を保持しやすい。
【００７５】
さらに、本実施形態においては、記録用紙Ｐは直線的に搬送されていたが、図１０に示すように、例えば、記録用紙Ｐが湾曲した搬送面４０８を搬送される、いわゆるドラム式のヘッドにも本発明を適用することができる（変形例４）。この場合、搬送面４０８の屈曲率よりも、インクジェットヘッド４０３のヘッド下面４１６の屈曲率を大きくすることで、複数のノズル４１５が開口するインク噴射領域４１６ａと搬送面４０８との距離（Ｘ１０）よりも、インク噴射領域４１６ａと隣接する隣接領域４１６ｂと搬送面４０８との距離（Ｘ１１）を小さくすることができる。
【００７６】
また、本実施形態においては、インクジェットヘッド３のヘッド下面１６が撥液膜２９により覆われていたが、ヘッド下面１６は撥液膜２９により覆われていなくてもよい。
【００７７】
さらに、本実施形態においては、インクジェットヘッド３のヘッド下面１６に凸部３０が形成されていたが、凸部は形成されていなくてもよい。
【００７８】
また、本実施形態においては、流路ユニット６と圧電アクチュエータ１７とを別々に作製していたが、圧電アクチュエータだけあらかじめ作製しておき、上述したように４枚のプレート２０〜２３を加熱押圧して接合するときに、キャビティプレート２０の上面に振動板４０を配置させて圧電アクチュエータ１７もともに接合してもよい。この場合、
圧電層４１の材料であるＰＺＴの線膨張係数は３〜４×１０−６であり、ノズルプレート２３の材料であるポリイミドと、３枚のプレート２０〜２２の材料であるＳＵＳ４３０と線膨張係数を比較すると、ポリイミド＞ＳＵＳ４３０＞ＰＺＴとなっている。したがって、上述した冷却工程における加熱温度から環境温度までの温度変化によって、３枚のプレート２０〜２２よりもノズルプレート２３が大きく収縮し、さらに圧電層４１よりも３枚のプレート２０〜２２が大きく収縮しようとして、ノズルプレート２３は３枚のプレート２０〜２２側に凹むように大きく湾曲する。これにより、容易にノズルプレート２３を３枚のプレート２０〜２２側に凹むように湾曲させることができる。
【００７９】
さらに、本実施形態においては、加熱押圧工程の後の冷却工程時に積層された４枚のプレート２０〜２３の押圧状態を解除することで、４枚のプレート２０〜２３の線膨張係数の差による収縮率の差でノズルプレート２３を湾曲させていたが、機械的にプレスして湾曲させてもよい。この場合、プレス量で湾曲高さを自由にコントロールすることができる。また、任意の形状に湾曲させたり折り曲げたりすることができる。なお、プレスにより湾曲させる場合には、上述したように、ノズルプレート２３は、高分子合成樹脂材料よりも３枚のプレート２０〜２２と同様の金属である方が割れにくく、折り曲げた形状を保持しやすい。また、ノズルプレート２３を射出成型により湾曲させて形成してもよい。どの場合においても、インク噴射領域１６ａと隣接領域１６ｂを別部材に形成する場合に比べて、組み付け誤差が生じることなく、精度よく形成することができる。
【００８０】
また、本実施形態では、搬送機構４により記録用紙Ｐが搬送方向に搬送される構成であったが、インクジェットヘッド３が走査方向に移動するだけでなく、走査方向と交差する方向（搬送方向）にも移動可能に構成され、インクジェットヘッド３が記録用紙Ｐに対して移動することによって、記録用紙Ｐとインクジェットヘッド３との間に相対的な搬送が実現される構成であってもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１ インクジェットプリンタ
３ インクジェットヘッド
４ 搬送機構
８ａ 搬送面
１５ ノズル
１６ ヘッド下面
１６ａ インク噴射領域
１６ｂ 隣接領域
Ｐ 記録用紙
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録媒体にインクを噴射するインクジェットヘッドを備え、
前記インクジェットヘッドと前記被記録媒体とが、相対移動可能であり、
前記インクジェットヘッドは、前記被記録媒体の配置面と隙間をあけて対向する面に、ノズルが開口したインク噴射領域と、このインク噴射領域の、少なくとも前記インクジェットヘッドから見て前記被記録媒体が相対移動して近づいてくる側に隣接する隣接領域とを有しており、
前記インク噴射領域と前記隣接領域とは、同一部材に形成され、
前記隣接領域と前記配置面との距離が、前記インク噴射領域と前記配置面との距離よりも小さいことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記配置面に沿った所定の搬送方向に前記被記録媒体を搬送する搬送手段をさらに備え、
前記隣接領域が、前記インク噴射領域の前記搬送方向上流側に隣接していることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記隣接領域が、前記搬送方向上流側とともに、前記インク噴射領域の前記搬送方向下流側にも隣接していることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記配置面に沿った所定の搬送方向に前記被記録媒体を搬送する搬送手段をさらに備え、
前記インクジェットヘッドが、前記配置面と平行で且つ前記搬送方向と交差する走査方向に移動可能であり、
前記隣接領域が、前記インク噴射領域を挟んで前記走査方向両側に隣接していることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記隣接領域が、前記インク噴射領域を取り囲んだ全周に隣接していることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記隣接領域が、前記インク噴射領域と連続的に繋がっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記インク噴射領域が、前記配置面から離れる方向に凹むように湾曲していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記複数のノズルが所定のノズル配列方向に沿ってノズル列を形成し、このノズル列が平行に複数並んで配置されており、
前記インク噴射領域には、前記ノズル配列方向に沿った複数の前記ノズル列の両側に、前記ノズル配列方向に沿って凸部がそれぞれ形成されており、
前記ノズル列と前記凸部が交互に並んで配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
ノズルが開口する面を湾曲させたインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記インクジェットヘッドは、前記ノズルが開口したノズルプレートと、前記ノズルプレートに接合され、前記ノズルに連通するインク流路が形成された流路構造体とを有し、
前記ノズルプレートと、前記ノズルプレートよりも線膨張係数が小さい材料からなる前記流路構造体とを積層した状態で加熱押圧して接着する加熱押圧工程と、
前記加熱押圧工程の後、押圧を解除した状態で冷却する冷却工程と、を備えていることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記ノズルプレートがポリイミドからなり、
前記流路構造体が金属材料からなることを特徴とする請求項９に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１】
被記録媒体にインクを噴射するインクジェットヘッドを備え、
前記インクジェットヘッドと前記被記録媒体とが、相対移動可能であり、
前記インクジェットヘッドは、前記被記録媒体の配置面と隙間をあけて対向する面に、ノズルが開口したインク噴射領域と、このインク噴射領域の、少なくとも前記インクジェットヘッドから見て前記被記録媒体が相対移動して近づいてくる側に隣接する隣接領域とを有しており、
前記インク噴射領域と前記隣接領域とは、同一部材に形成され、
前記隣接領域と前記配置面との距離が、前記インク噴射領域と前記配置面との距離よりも小さいことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記配置面に沿った所定の搬送方向に前記被記録媒体を搬送する搬送手段をさらに備え、
前記隣接領域が、前記インク噴射領域の前記搬送方向上流側に隣接していることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記隣接領域が、前記搬送方向上流側とともに、前記インク噴射領域の前記搬送方向下流側にも隣接していることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記配置面に沿った所定の搬送方向に前記被記録媒体を搬送する搬送手段をさらに備え、
前記インクジェットヘッドが、前記配置面と平行で且つ前記搬送方向と交差する走査方向に移動可能であり、
前記隣接領域が、前記インク噴射領域を挟んで前記走査方向両側に隣接していることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記隣接領域が、前記インク噴射領域を取り囲んだ全周に隣接していることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記隣接領域が、前記インク噴射領域と連続的に繋がっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記インク噴射領域が、前記配置面から離れる方向に凹むように湾曲していることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記複数のノズルが所定のノズル配列方向に沿ってノズル列を形成し、このノズル列が平行に複数並んで配置されており、
前記インク噴射領域には、前記ノズル配列方向に沿った複数の前記ノズル列の両側に、前記ノズル配列方向に沿って凸部がそれぞれ形成されており、
前記ノズル列と前記凸部が交互に並んで配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
ノズルが開口する面を湾曲させたインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記インクジェットヘッドは、前記ノズルが開口したノズルプレートと、前記ノズルプレートに接合され、前記ノズルに連通するインク流路が形成された流路構造体とを有し、
前記ノズルプレートと、前記ノズルプレートよりも線膨張係数が小さい材料からなる前記流路構造体とを積層した状態で加熱押圧して接着する加熱押圧工程と、
前記加熱押圧工程の後、押圧を解除した状態で冷却する冷却工程と、を備えていることを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記ノズルプレートがポリイミドからなり、
前記流路構造体が金属材料からなることを特徴とする請求項９に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２４５７７４（Ｐ２０１２−２４５７７４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２１９０２（Ｐ２０１１−１２１９０２）
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（０００００５２６７）ブラザー工業株式会社 (13,856)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]