液体噴射ヘッド、及びその製造方法
【課題】 メイン液滴とサテライト液滴とがヘッド走査方向に並んで吐出対象物へ着弾することを防止する。
【解決手段】 複数のノズル開口２６を列設してノズル列が形成されたノズルプレート２４を備え、該ノズルプレート２４を吐出対象物へ対向させた状態でヘッド走査方向に沿って移動し、この移動状態でノズル開口２６から吐出対象物へ向けて液滴を吐出可能に構成された記録ヘッドであって、ノズル開口２６は、その内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分３６ａから周方向に外れた位置にノズル溝部３８を、ノズル開口２６の吐出側開口縁に達する状態で形成し、ノズル溝部３８の幅をノズル開口２６の開口幅よりも狭く設定し、ノズル溝部３８を流れる液体の流速と、ノズル開口２６の中心を挟んでノズル溝部３８とは反対側を流れる液体の流速とが異なるように構成した。
【解決手段】 複数のノズル開口２６を列設してノズル列が形成されたノズルプレート２４を備え、該ノズルプレート２４を吐出対象物へ対向させた状態でヘッド走査方向に沿って移動し、この移動状態でノズル開口２６から吐出対象物へ向けて液滴を吐出可能に構成された記録ヘッドであって、ノズル開口２６は、その内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分３６ａから周方向に外れた位置にノズル溝部３８を、ノズル開口２６の吐出側開口縁に達する状態で形成し、ノズル溝部３８の幅をノズル開口２６の開口幅よりも狭く設定し、ノズル溝部３８を流れる液体の流速と、ノズル開口２６の中心を挟んでノズル溝部３８とは反対側を流れる液体の流速とが異なるように構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッド走査方向に沿って移動しながらノズル開口から吐出対象物へ向けて液滴を吐出可能なインクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッド、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置は、液体を液滴として吐出可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を吐出（噴射）する装置である。この液体噴射装置の代表的なものとして、例えば、インクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）を備え、この記録ヘッドから液体状のインクをインク滴として吐出させて記録を行うインクジェット式プリンタ等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、液体噴射装置は、画像記録装置に限らず、ディスプレー製造装置などの各種の製造装置にも応用されている。
【０００３】
液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッドとしては、ノズル列を形成する複数のノズル開口と、このノズル開口に連通する圧力室と、この圧力室に供給する液体を導入する共通インク室と、この共通インク室と圧力室を連通して共通インク室内のインクを圧力室側に供給するインク供給路とを備えたものがある。この記録ヘッドは、圧電振動子や発熱素子等の圧力発生素子を作動させて圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることによって、圧力室内のインクをノズル開口からインク滴として吐出可能とし、ノズル開口を吐出対象物（例えば記録紙）へ対向させた状態でヘッド走査方向に沿って移動しながらインク滴を吐出して、記録を行う。そして、記録ヘッドのノズル開口は、例えば、薄肉のノズルプレートに、円柱部と円錐部とを備えた漏斗形状のポンチを用いて開設され、当該ノズル開口の断面が略真円状となるように形成される（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２２９１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年では、記録ヘッドの記録画質を向上させるため、圧力発生素子へ供給する信号の波形を異ならせて圧力室の容積変化を制御し、ノズル開口から吐出されるインク滴の量や大きさを調整する。そして、圧力発生素子に、極少量のインク滴を吐出させるためのマイクロドット駆動信号を供給した場合には、インク滴は、インクのメニスカス（ノズル開口で露出しているインクの自由表面）から分離して飛翔するメインインク滴（メイン液滴）と、このメインインク滴に付随して飛翔し、メインインク滴よりも小さいサテライトインク滴（サテライト液滴）とに分かれることが知られている。これらのメインインク滴とサテライトインク滴との間には、吐出対象物上への着弾の時間的なずれが生じ、メインインク滴が着弾した後にサテライトインク滴が着弾する。したがって、このように２つに分かれて飛翔するインク滴は、記録ヘッドをヘッド走査方向へ移動しながら吐出されるので、メインインク滴とサテライトインク滴とがヘッド走査方向へ沿って並んだ状態で着弾する。
【０００６】
さらに、記録速度の向上を図るため、記録ヘッドの移動速度を高速化させることが求められている。しかしながら、記録ヘッドを高速で移動しながら極少量のインク滴を吐出すると、サテライトインク滴がメインインク滴からより離れた状態で着弾し、さらにインク滴を連続して吐出すると、サテライトインク滴が隣のメインインク滴、すなわち次回の吐出動作により飛翔するメインインク滴の着弾位置に近づいてしまう。この結果、吐出対象物上に着弾した複数のメインインク滴及び複数のサテライトインク滴が繋がって、ヘッド走査方向に沿って筋（バンディング）を発生させ易くなってしまい、却って画質の低下を引き起こす虞がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、メイン液滴とサテライト液滴とがヘッド走査方向に並んで吐出対象物へ着弾することを防止することができ、吐出対象物に筋（バンディング）が発生する不具合を抑えることができる液体噴射ヘッド、及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、複数のノズル開口を列設してノズル列が形成されたノズルプレートを備え、該ノズルプレートを吐出対象物へ対向させた状態でヘッド走査方向に沿って移動し、この移動状態でノズル開口から吐出対象物へ向けて液滴を吐出可能に構成された液体噴射ヘッドであって、
前記ノズル開口は、その内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分から周方向に外れた位置にノズル溝部を、ノズル開口の吐出側開口縁に達する状態で形成し、
前記ノズル溝部の幅をノズル開口の開口幅よりも狭く設定し、ノズル溝部を流れる液体の流速と、ノズル開口の中心を挟んでノズル溝部とは反対側を流れる液体の流速とが異なるように構成したことを特徴とする。
【０００９】
上記構成よれば、液滴の吐出時にノズル溝部内のメニスカスの移動速度と、ノズル開口の中心を挟んでノズル溝部とは反対側のメニスカスの移動速度とを異ならせることができる。したがって、ノズル開口内のメニスカスの大部分が押し出されて吐出されるメイン液滴をヘッド走査方向から外れた方向、例えば、ノズル開口の中心を挟んでノズル溝部とは反対方向へ向けて飛翔させることができる。また、ノズル開口内のメニスカスの中央部分が押し出されて吐出されるサテライト液滴は、メニスカスの外側部分の移動速度に影響されずに真っ直ぐに吐出される。このことから、メイン液滴をヘッド走査方向とは異なる方向に飛翔させてサテライト液滴から離すことができる。これにより、メイン液滴とサテライト液滴とがヘッド走査方向に並んで吐出対象物へ着弾することを防止することができ、吐出対象物に液滴のバンディング（横筋）が発生する不具合を抑えることができる。
【００１０】
そして、上記構成において、前記ノズル開口は、その内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分からノズル開口の中心軸周りに９０度位相がずれた位置にノズル溝部を、中心軸方向に沿ってノズル開口の吐出側開口縁に達する状態で形成することが望ましい。この構成によれば、メイン液滴をヘッド走査方向に対して略直交する方向へ飛翔させることができる。したがって、メイン液滴をサテライト液滴から一層離して吐出対象物へ着弾することを防ぐことができる。このことから、吐出対象物における液滴のバンディングの発生を一層抑えることができる。
【００１１】
また、本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、ポンチの外周部に、該ポンチの幅よりも狭い突起を突設し、ポンチおよび突起を素材プレートに突入させて、ノズル開口と、該ノズル開口の内周面から外方へ凹んだノズル溝部とを形成し、
前記ノズル開口の内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分から周方向に外れた位置にノズル溝部を、ノズル開口の吐出側開口縁に達する状態で形成することを特徴とする。
【００１２】
このようにポンチと突起とでノズル開口およびノズル溝部を形成すれば、メイン液滴をヘッド走査方向とは異なる方向に飛翔させてサテライト液滴から離すことができる液体噴射ヘッドを容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面等を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射ヘッドとして、インクジェット式プリンタ（液体噴射装置の一種。以下、プリンタという。）に搭載されるインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという。）を例に挙げて説明する。
【００１４】
まず、プリンタ１について説明する。プリンタ１は、図１に示すように、カートリッジ装着部２と記録ヘッド３（本発明における液体噴射ヘッドに相当）とを有するキャリッジ（ヘッドユニット）４を備え、該キャリッジ４をガイドロッド５により軸支している。また、キャリッジ４には、駆動プーリ６と遊転プーリ７との間に掛け渡したタイミングベルト８を接続し、駆動プーリ６にパルスモータ９を接合してキャリッジ移動機構１０を設け、該キャリッジ移動機構１０を駆動することでキャリッジ４、カートリッジ装着部２及び記録ヘッド３が記録紙１１（本発明における吐出対象物に相当）の幅方向、すなわちヘッド走査方向（主走査方向）へ移動できるように構成されている。さらに、カートリッジ装着部２には、記録ヘッド３にインクを供給するインクカートリッジ１２を着脱可能に装着している。
【００１５】
図２は記録ヘッド３の断面図であり、ヘッド走査方向に沿った断面を示している。記録ヘッド３は、キャリッジ移動機構１０によるヘッド走査方向への移動状態で液体状のインク（本発明における液体の一種）をインク滴（液滴）として記録紙１１へ吐出可能に構成されている。この記録ヘッド３は、図２に示すように、複数の圧電振動子（圧力発生素子の一種）１５、固定板１６、及びフレキシブルケーブル１７等をユニット化した振動子ユニット１８と、この振動子ユニット１８を収納可能なケース１９と、ケース１９の先端面に接合された流路ユニット２０とを備えている。
【００１６】
ケース１９は、先端と後端が共に開放された収納空部２１を形成した合成樹脂製のブロック状部材であり、収納空部２１内には振動子ユニット１８を収納固定している。
【００１７】
圧電振動子１５は、圧電体と内部電極とを交互に積層した圧電板を櫛歯状に切り分けることで作製された積層型であり、積層方向に直交する縦方向に伸縮可能な縦振動モードの圧電振動子である。また、当該圧電振動子１５の先端面を流路ユニット２０の島部２２に接合している。
【００１８】
流路ユニット２０は、流路形成基板２３を間に挟んでノズルプレート２４を流路形成基板２３の一方の面側に配置し、弾性板２５をノズルプレート２４とは反対側となる他方の面側に配置して積層することで構成されている。ノズルプレート２４は、薄手の金属製板材（例えばステンレス板）に、複数（例えば１８０個）のノズル開口２６を紙送り方向（副走査方向）に沿って列設してノズル列を形成し、ノズル開口２６のインク吐出側（図中下側）が配置された面（ノズル面２４ａ）を記録紙１１へ対向させる状態で配置されている。また、流路形成基板２３は、共通インク室２７、インク供給路２８、圧力室２９、及びノズル連通口３０からなるインク流路が形成された板状部材である。本実施形態では、この流路形成基板２３を、シリコンウェハーのエッチング処理によって作製している。そして、弾性板２５は、ステンレス製の支持板３１上に樹脂フィルム３２をラミネート加工した二重構造の複合板材であり、圧力室２９に対応した部分の支持板３１を環状に除去して島部２２を形成している。
【００１９】
この記録ヘッド３では、共通インク室２７から圧力室２９を通ってノズル開口２６に至る一連のインク流路がノズル開口２６毎に形成される。そして、圧電振動子１５を充電したり放電したりすることで圧電振動子１５が変形する。すなわち、この縦振動モードの圧電振動子１５は、充電によって振動子長手方向に収縮し、放電によって振動子長手方向に伸長する。したがって、充電によって振動子電位を上昇させると、島部２２が圧電振動子１５側に引っ張られ、島部２２の周辺の樹脂フィルム３２が変形して圧力室２９が膨張する。また、放電によって振動子電位を下降させると、圧力室２９が収縮する。
【００２０】
次に、ノズルプレート２４に開設されたノズル開口２６について説明する。図３（ａ）はノズル開口２６の平面図、図３（ｂ）はノズル開口２６をヘッド走査方向と直交する面（すなわち紙送り方向に沿った面）で切断した断面図、図３（ｃ）はノズル開口２６の底面図である。
ノズル開口２６は、図３に示すように、記録紙１１に対向するノズル面２４ａ側（図３（ｂ）中下側）に位置する断面円形状のストレート部３５と、流路形成基板２３側（図３（ｂ）中上側）に位置し、流路形成基板２３側へ向けて次第に拡開するテーパ部３６とで構成されて漏斗形状を呈し、当該ノズル開口２６の中心軸が記録紙１１の表面に対して直交する状態で開設されている。なお、ノズル開口２６は、この形状に限定されるものではない。例えば、ノズルプレート２４の板厚方向に貫通した円柱状の貫通孔で構成してもよいし、あるいは縮径部をノズル面２４ａに開設したテーパ状の貫通孔で構成してもよい。
【００２１】
また、ノズル開口２６の内周面には、外方へ凹んだノズル溝部３８をノズル開口２６の中心軸方向に沿って形成している。このノズル溝部３８は、その幅をノズル開口２６の開口幅、すなわちストレート部３５の開口径及びテーパ部３６の開口径よりも狭く設定し、ノズル開口２６のストレート部３５の内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分３６ａから周方向に外れた位置、詳しくは、ノズル開口２６の中心軸周りに９０度位相がずれた位置に配置されている。また、テーパ部３６の中間部分からノズル面２４ａ、言い換えるとノズル開口２６の吐出側開口縁に達する状態で形成されている。したがって、ノズルプレート２４のノズル面２４ａには、ヘッド走査方向と直交する方向に沿って縁の一部が凹んだ開口形状の孔が開設されている（図３（ｃ）参照）。
なお、本実施形態では、ノズル溝部３８の断面を略Ｕ字状となるように設定したが、本発明はこれに限定されず、例えば、断面矩形状のノズル溝部３８であってもよいし、断面三角形状のノズル溝部３８であってもよい。また、ノズル溝部３８をノズルプレート２４の厚さ全体に亘って形成してもよい。
【００２２】
次に、上記した記録ヘッド３の製造方法について説明する。なお、この製造方法に関し、ノズルプレート２４を除く各部材、すなわち振動子ユニット１８、ケース１９、流路形成基板２３、弾性板２５については従来のものと同じ工程で作製される。このため、以下の説明では、ノズルプレート２４を作製する工程について説明する。
【００２３】
ノズルプレート２４の作製工程では、まず下孔形成工程を行う。この下孔形成工程においては、ノズルプレート２４となる素材プレート４０にポンチ加工を行う。なお、下孔形成工程で使用されるポンチ４１は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、円柱状の基部４１ａと、該基部４１ａよりも先端側に設けられて先細りテーパ形状を呈するテーパ部４１ｂと、該テーパ部４１ｂよりも先端側に設けられて基部４１ａよりも一回り細い円柱状のストレート部４１ｃとから構成されている。また、ポンチ４１の外周部には、該ポンチ４１の幅（直径）よりも狭い突起４２を、テーパ部４１ｂの中間部分からストレート部４１ｃの先端まで突設している。
【００２４】
下孔形成工程では、まずダイ４４の上に素材プレート４０を載置し、素材プレート４０の向きを調整して、ポンチ４１の突起４２の突出方向と素材プレート４０（すなわちノズルプレート２４）のヘッド走査方向に対応する方向とがずれるように、具体的には９０度向きがずれるように配置する。素材プレート４０の位置が決まったならば、素材プレート４０の上面にストリッパ４５を押し付けて素材プレート４０を挟持し（図４（ａ））、この挟持状態でポンチ４１及び突起４２を素材プレート４０に突入させ、十分な深さまで押し込む（図４（ｃ））。すると、素材プレート４０にはポンチ４１に倣った下孔４６が形成されるとともに突起４２に倣った溝部４７が形成される。また、素材プレート４０の一部がダイ４４の開口部４４ａ内に押し出されて膨隆部４８が形成される。ポンチ４１及び突起４２が十分に押し込まれたならば、このポンチ４１及び突起４２を素材プレート４０から引き抜き、ストリッパ４５を上昇させて素材プレート４０の挟持状態を解除する（図４（ｄ））。
【００２５】
素材プレート４０の挟持状態を解除したならば、膨隆部除去工程に移行し、膨隆部４８を研磨加工により除去する。すると、下孔４６及び溝部４７が素材プレート４０の板厚方向に貫通してノズル開口２６と該ノズル開口２６（詳しくはストレート部３５）の内周面から外方へ凹んだノズル溝部３８とが形成される（図４（ｅ））。そして、ノズル溝部３８がノズル開口２６の内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分３６ａから周方向に外れた位置、詳しくは、ノズル開口２６の中心軸周りに９０度位相がずれた位置に形成される。さらに、このようにして形成されるノズル開口２６及びノズル溝部３８を紙送り方向に対応する方向に沿って複数列設してノズル列を形成して、ノズルプレート２４が完成する。
【００２６】
次に、上記工程で作製されたノズルプレート２４を備えた記録ヘッド３の作用、特に、ノズルプレート２４を記録紙１１へ対向させた状態でヘッド走査方向に沿って移動し（図５（ａ）参照）、この移動状態で極少量のインク滴を吐出する場合の作用について説明する。
まず、圧電振動子１５に、極少量のインク滴を吐出させるためのマイクロドット駆動信号が供給されていない定常状態では圧力室２９内の圧力変動が極めて少なく、図５（ｂ）に示すように、インクのメニスカスＭがノズル面２４ａの近傍に位置し、緩やかな曲率で圧力室２９側（図中上側）に少し窪んでいる。
【００２７】
そして、圧電振動子１５へマイクロドット駆動信号の充電要素が供給されると、圧力室２９の容積が膨張し、圧力室２９内のインクが緩やかに減圧され、メニスカスＭが定常状態からノズル開口２６のストレート部３５の途中まで圧力室２９側に引き込まれる。このとき、ノズル開口２６の中央部分のインクがノズル開口２６の内周面からの抵抗を受け難いため、この中央部分において引き込まれる流速が最も速くなり、メニスカスＭは、中央部分が圧力室２９側に窪んだ状態となる。また、ノズル溝部３８を流れるインクがノズル溝部３８から流路抵抗を受けるため、ノズル溝部３８内のインクの流速と、ノズル開口２６の中心を挟んでノズル溝部３８とは反対側を流れるインクの流速とが異なる。具体的には、ノズル溝部３８内のインクの流速がノズル開口２６の中心を挟んでノズル溝部３８とは反対側を流れるインクの流速よりも遅くなる。したがって、メニスカスＭは、ノズル溝部３８側の部分がノズル面２４ａ側（図中下側）に偏った状態となる（図５（ｃ）参照）。
【００２８】
続いて、圧電振動子１５へマイクロドット駆動信号の放電要素が供給されると、圧力室２９の容積が収縮し、圧力室２９内のインクが加圧され、メニスカスＭがノズル面２４ａへ向けて押し出される方向へ移動する。このとき、ノズル開口２６の中央部分のインクがノズル開口２６の内周面からの抵抗を受け難いため、この中央部分において押し出される流速が最も速くなり、メニスカスＭは、中央部分がノズル面２４ａ側に隆起した状態となる。また、ノズル溝部３８を流れるインクがノズル溝部３８から流路抵抗を受けるため、ノズル溝部３８内のインクの流速と、ノズル開口２６の中心を挟んでノズル溝部３８とは反対側を流れるインクの流速とが異なる。具体的には、ノズル溝部３８内のインクの流速がノズル開口２６の中心を挟んでノズル溝部３８とは反対側を流れるインクの流速よりも遅くなる。したがって、メニスカスＭは、ノズル溝部３８側の部分が圧力室２９側（図中上側）に偏り、中央の隆起部分がノズル溝部３８から離れる方向（図中右方向）へ偏った状態となる（図５（ｄ）参照）。
【００２９】
さらに、圧電振動子１５へ放電要素が供給されて圧力室２９内のインクが加圧されると、メニスカスＭは、ノズル溝部３８側の部分が圧力室２９側に凹んだ状態でノズル面２４ａに到達する（図５（ｅ）参照）。この状態で圧力振動子へマイクロッド駆動信号のホールド要素が供給されると、インクが圧力室２９からの圧力や慣性力等によって、ノズル面２４ａからインク滴の吐出方向（図中下方向）へ膨出し、この膨出部分がちぎれてメインインク滴ｍとして飛翔する。このとき、ノズル溝部３８内のメニスカスＭの移動速度が、ノズル開口２６の中心を挟んでノズル溝部３８とは反対側のメニスカスＭの移動速度よりも遅いので、ノズル開口２６内のメニスカスＭの大部分が押し出されて吐出されるメインインク滴ｍは、ヘッド走査方向から外れた方向、具体的には、ノズル開口２６の中心からノズル溝部３８とは反対方向へ曲がって飛翔することができる（図５（ｆ）参照）。
【００３０】
続いて、残ったインクの中央部分がちぎれ、このちぎれた部分がサテライトインク滴ｓとして飛翔する。このサテライトインク滴ｓは、ノズル開口２６内のメニスカスＭの中央部分が押し出されて吐出するので、メニスカスＭの外側部分の移動速度に影響されずに吐出され、曲がらずに飛翔することができる（図５（ｇ）参照）。
【００３１】
このようにして、記録ヘッド３がヘッド走査方向に沿って移動した状態でサテライトインク滴ｓがメインインク滴ｍから遅れて飛翔するので、メインインク滴ｍとサテライトインク滴ｓとは、図５（ｈ）に示すように、ヘッド走査方向へずれた状態で記録紙１１に着弾する。しかも、メインインク滴ｍがノズル開口２６の中心からノズル溝部３８とは反対方向（すなわち紙送り方向）へ曲がって飛翔するので、メインインク滴ｍとサテライトインク滴ｓとを紙送り方向へずらして着弾させることができる。これにより、メインインク滴ｍとサテライトインク滴ｓとがヘッド走査方向に並んで記録紙１１へ着弾することを防止することができる。したがって、極少量のインク滴を連続して吐出したとしても、複数のメインインク滴ｍと複数のサテライトインク滴ｓと繋がって着弾し難く、記録紙１１にインク滴のバンディング（横筋）が発生する不具合を抑えることができる。
【００３２】
また、本実施形態では、ノズル溝部３８を、ノズル開口２６の内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分３６ａからノズル開口２６の中心軸周りに９０度位相がずれた位置に形成しているので、メインインク滴ｍをヘッド走査方向に対して略直交する方向へ飛翔させることができる。したがって、メインインク滴ｍをサテライトインク滴ｓから一層離して記録紙１１へ着弾することを防ぐことができる。このことから、記録紙１１上にインク滴のバンディングが発生することを一層抑えることができる。
【００３３】
さらに、ノズル溝部３８は、ノズルプレート２４の作製工程において、ポンチ４１に突設した突起４２により形成されるので、メインインク滴をヘッド走査方向とは異なる方向に飛翔させてサテライトインク滴から離すことができる記録ヘッド３を容易に製造することができる。
【００３４】
なお、上記実施形態では、ノズルプレート２４にノズル開口２６を開設し、このノズルプレート２４を流路形成基板２３に積層して記録ヘッド３を構成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、記録ヘッド３に流路形成ブロックを備え、該流路形成ブロックにインク流路と、該インク流路に連通するノズル開口２６とを形成し、ノズル開口２６を記録紙１１等の吐出対象物に対向させる状態で配置するように構成してもよい。
【００３５】
また、上記実施形態では、ノズル開口２６は、その内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分３６ａからノズル開口２６の中心軸周りに９０度位相がずれた位置に１条のノズル溝部３８を形成したが、本発明はこれに限定されない。要は、メインインク滴を曲げて飛翔させて、メインインク滴とサテライトインク滴とを、ヘッド走査方向とは異なる方向へずらして着弾させることができれば、ノズル溝部３８をどのような位相ずれの位置に配置してもよいし、また、ノズル溝部３８を複数条形成してもよい。そして、ノズル開口２６の内周面に複数条のノズル溝部３８を形成するために、ポンチ４１の外周面に突起４２を複数突設してもよい。
【００３６】
さらに、ノズル溝部３８は、ノズル開口２６の中心軸方向に沿って形成されたが、本発明はこれに限定されず、ノズル開口２６の吐出側開口縁に達する状態で形成されていれば、ノズル開口２６の中心軸に対して傾いた形状を呈してもよい。そして、ノズルプレート２４の作製工程において、ポンチ４１の外周部の先端に点状の突起を突出し、ポンチ４１及び点状突起を中心軸周りに僅かに回転しながら基材プレートへ突入させて、ノズル開口２６とノズル開口２６の中心軸に対して傾斜したノズル溝部とを形成してもよい。
【００３７】
また、本発明は、上記プリンタ１以外の液体噴射装置の液体噴射ヘッド、及びその製造方法にも適用できる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタを製造するディスプレー製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレーやＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極を形成する電極製造装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置，極少量の試料溶液を正確な量供給するマイクロピペット等の液体噴射装置の液体噴射ヘッド、及びその製造方法にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】プリンタの構成を説明する斜視図である。
【図２】記録ヘッドの構造を説明する断面図である。
【図３】ノズル開口の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はヘッド走査方向と直交する断面図、（ｃ）は底面図である。
【図４】ポンチの説明図、およびノズルプレートの作製工程の説明図である。
【図５】ノズル開口の移動方向を示す平面図、圧電振動子へマイクロドット駆動信号を供給したときのメニスカスの状態図、およびメインインク滴とサテライトインク滴との着弾位置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ プリンタ，２ カートリッジ装着部，３ 記録ヘッド，４ キャリッジ，５ ガイドロッド，６ 駆動プーリ，７ 遊転プーリ，８ タイミングベルト，９ パルスモータ，１０ キャリッジ移動機構，１１ 記録紙，１２ インクカートリッジ，１５ 圧電振動子，１６ 固定板，１７ フレキシブルケーブル，１８ 振動子ユニット，１９ ケース，２０ 流路ユニット，２１ 収納空部，２２ 島部，２３ 流路形成基板，２４ ノズルプレート，２５ 弾性板，２６ ノズル開口，２７ 共通インク室，２８ インク供給路，２９ 圧力室，３０ ノズル連通口，３１ 支持板，３２ 樹脂フィルム，３５ ストレート部，３６ テーパ部，３８ ノズル溝部，４０ 素材プレート，４１ ポンチ，４２ 突起，４４ ダイ，４５ ストリッパ，４６ 下孔，４７ 溝部，４８ 膨隆部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘッド走査方向に沿って移動しながらノズル開口から吐出対象物へ向けて液滴を吐出可能なインクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッド、及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体噴射装置は、液体を液滴として吐出可能な液体噴射ヘッドを備え、この液体噴射ヘッドから各種の液体を吐出（噴射）する装置である。この液体噴射装置の代表的なものとして、例えば、インクジェット式記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）を備え、この記録ヘッドから液体状のインクをインク滴として吐出させて記録を行うインクジェット式プリンタ等の画像記録装置を挙げることができる。また、近年においては、液体噴射装置は、画像記録装置に限らず、ディスプレー製造装置などの各種の製造装置にも応用されている。
【０００３】
液体噴射ヘッドの一種である記録ヘッドとしては、ノズル列を形成する複数のノズル開口と、このノズル開口に連通する圧力室と、この圧力室に供給する液体を導入する共通インク室と、この共通インク室と圧力室を連通して共通インク室内のインクを圧力室側に供給するインク供給路とを備えたものがある。この記録ヘッドは、圧電振動子や発熱素子等の圧力発生素子を作動させて圧力室内の液体に圧力変動を生じさせることによって、圧力室内のインクをノズル開口からインク滴として吐出可能とし、ノズル開口を吐出対象物（例えば記録紙）へ対向させた状態でヘッド走査方向に沿って移動しながらインク滴を吐出して、記録を行う。そして、記録ヘッドのノズル開口は、例えば、薄肉のノズルプレートに、円柱部と円錐部とを備えた漏斗形状のポンチを用いて開設され、当該ノズル開口の断面が略真円状となるように形成される（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２２９１２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年では、記録ヘッドの記録画質を向上させるため、圧力発生素子へ供給する信号の波形を異ならせて圧力室の容積変化を制御し、ノズル開口から吐出されるインク滴の量や大きさを調整する。そして、圧力発生素子に、極少量のインク滴を吐出させるためのマイクロドット駆動信号を供給した場合には、インク滴は、インクのメニスカス（ノズル開口で露出しているインクの自由表面）から分離して飛翔するメインインク滴（メイン液滴）と、このメインインク滴に付随して飛翔し、メインインク滴よりも小さいサテライトインク滴（サテライト液滴）とに分かれることが知られている。これらのメインインク滴とサテライトインク滴との間には、吐出対象物上への着弾の時間的なずれが生じ、メインインク滴が着弾した後にサテライトインク滴が着弾する。したがって、このように２つに分かれて飛翔するインク滴は、記録ヘッドをヘッド走査方向へ移動しながら吐出されるので、メインインク滴とサテライトインク滴とがヘッド走査方向へ沿って並んだ状態で着弾する。
【０００６】
さらに、記録速度の向上を図るため、記録ヘッドの移動速度を高速化させることが求められている。しかしながら、記録ヘッドを高速で移動しながら極少量のインク滴を吐出すると、サテライトインク滴がメインインク滴からより離れた状態で着弾し、さらにインク滴を連続して吐出すると、サテライトインク滴が隣のメインインク滴、すなわち次回の吐出動作により飛翔するメインインク滴の着弾位置に近づいてしまう。この結果、吐出対象物上に着弾した複数のメインインク滴及び複数のサテライトインク滴が繋がって、ヘッド走査方向に沿って筋（バンディング）を発生させ易くなってしまい、却って画質の低下を引き起こす虞がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、メイン液滴とサテライト液滴とがヘッド走査方向に並んで吐出対象物へ着弾することを防止することができ、吐出対象物に筋（バンディング）が発生する不具合を抑えることができる液体噴射ヘッド、及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、複数のノズル開口を列設してノズル列が形成されたノズルプレートを備え、該ノズルプレートを吐出対象物へ対向させた状態でヘッド走査方向に沿って移動し、この移動状態でノズル開口から吐出対象物へ向けて液滴を吐出可能に構成された液体噴射ヘッドであって、
前記ノズル開口は、その内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分から周方向に外れた位置にノズル溝部を、ノズル開口の吐出側開口縁に達する状態で形成し、
前記ノズル溝部の幅をノズル開口の開口幅よりも狭く設定し、ノズル溝部を流れる液体の流速と、ノズル開口の中心を挟んでノズル溝部とは反対側を流れる液体の流速とが異なるように構成したことを特徴とする。
【０００９】
上記構成よれば、液滴の吐出時にノズル溝部内のメニスカスの移動速度と、ノズル開口の中心を挟んでノズル溝部とは反対側のメニスカスの移動速度とを異ならせることができる。したがって、ノズル開口内のメニスカスの大部分が押し出されて吐出されるメイン液滴をヘッド走査方向から外れた方向、例えば、ノズル開口の中心を挟んでノズル溝部とは反対方向へ向けて飛翔させることができる。また、ノズル開口内のメニスカスの中央部分が押し出されて吐出されるサテライト液滴は、メニスカスの外側部分の移動速度に影響されずに真っ直ぐに吐出される。このことから、メイン液滴をヘッド走査方向とは異なる方向に飛翔させてサテライト液滴から離すことができる。これにより、メイン液滴とサテライト液滴とがヘッド走査方向に並んで吐出対象物へ着弾することを防止することができ、吐出対象物に液滴のバンディング（横筋）が発生する不具合を抑えることができる。
【００１０】
そして、上記構成において、前記ノズル開口は、その内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分からノズル開口の中心軸周りに９０度位相がずれた位置にノズル溝部を、中心軸方向に沿ってノズル開口の吐出側開口縁に達する状態で形成することが望ましい。この構成によれば、メイン液滴をヘッド走査方向に対して略直交する方向へ飛翔させることができる。したがって、メイン液滴をサテライト液滴から一層離して吐出対象物へ着弾することを防ぐことができる。このことから、吐出対象物における液滴のバンディングの発生を一層抑えることができる。
【００１１】
また、本発明に係る液体噴射ヘッドの製造方法は、ポンチの外周部に、該ポンチの幅よりも狭い突起を突設し、ポンチおよび突起を素材プレートに突入させて、ノズル開口と、該ノズル開口の内周面から外方へ凹んだノズル溝部とを形成し、
前記ノズル開口の内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分から周方向に外れた位置にノズル溝部を、ノズル開口の吐出側開口縁に達する状態で形成することを特徴とする。
【００１２】
このようにポンチと突起とでノズル開口およびノズル溝部を形成すれば、メイン液滴をヘッド走査方向とは異なる方向に飛翔させてサテライト液滴から離すことができる液体噴射ヘッドを容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面等を参照して説明する。なお、以下に述べる実施の形態では、本発明の好適な具体例として種々の限定がされているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。また、以下においては、本発明の液体噴射ヘッドとして、インクジェット式プリンタ（液体噴射装置の一種。以下、プリンタという。）に搭載されるインクジェット式記録ヘッド（以下、単に記録ヘッドという。）を例に挙げて説明する。
【００１４】
まず、プリンタ１について説明する。プリンタ１は、図１に示すように、カートリッジ装着部２と記録ヘッド３（本発明における液体噴射ヘッドに相当）とを有するキャリッジ（ヘッドユニット）４を備え、該キャリッジ４をガイドロッド５により軸支している。また、キャリッジ４には、駆動プーリ６と遊転プーリ７との間に掛け渡したタイミングベルト８を接続し、駆動プーリ６にパルスモータ９を接合してキャリッジ移動機構１０を設け、該キャリッジ移動機構１０を駆動することでキャリッジ４、カートリッジ装着部２及び記録ヘッド３が記録紙１１（本発明における吐出対象物に相当）の幅方向、すなわちヘッド走査方向（主走査方向）へ移動できるように構成されている。さらに、カートリッジ装着部２には、記録ヘッド３にインクを供給するインクカートリッジ１２を着脱可能に装着している。
【００１５】
図２は記録ヘッド３の断面図であり、ヘッド走査方向に沿った断面を示している。記録ヘッド３は、キャリッジ移動機構１０によるヘッド走査方向への移動状態で液体状のインク（本発明における液体の一種）をインク滴（液滴）として記録紙１１へ吐出可能に構成されている。この記録ヘッド３は、図２に示すように、複数の圧電振動子（圧力発生素子の一種）１５、固定板１６、及びフレキシブルケーブル１７等をユニット化した振動子ユニット１８と、この振動子ユニット１８を収納可能なケース１９と、ケース１９の先端面に接合された流路ユニット２０とを備えている。
【００１６】
ケース１９は、先端と後端が共に開放された収納空部２１を形成した合成樹脂製のブロック状部材であり、収納空部２１内には振動子ユニット１８を収納固定している。
【００１７】
圧電振動子１５は、圧電体と内部電極とを交互に積層した圧電板を櫛歯状に切り分けることで作製された積層型であり、積層方向に直交する縦方向に伸縮可能な縦振動モードの圧電振動子である。また、当該圧電振動子１５の先端面を流路ユニット２０の島部２２に接合している。
【００１８】
流路ユニット２０は、流路形成基板２３を間に挟んでノズルプレート２４を流路形成基板２３の一方の面側に配置し、弾性板２５をノズルプレート２４とは反対側となる他方の面側に配置して積層することで構成されている。ノズルプレート２４は、薄手の金属製板材（例えばステンレス板）に、複数（例えば１８０個）のノズル開口２６を紙送り方向（副走査方向）に沿って列設してノズル列を形成し、ノズル開口２６のインク吐出側（図中下側）が配置された面（ノズル面２４ａ）を記録紙１１へ対向させる状態で配置されている。また、流路形成基板２３は、共通インク室２７、インク供給路２８、圧力室２９、及びノズル連通口３０からなるインク流路が形成された板状部材である。本実施形態では、この流路形成基板２３を、シリコンウェハーのエッチング処理によって作製している。そして、弾性板２５は、ステンレス製の支持板３１上に樹脂フィルム３２をラミネート加工した二重構造の複合板材であり、圧力室２９に対応した部分の支持板３１を環状に除去して島部２２を形成している。
【００１９】
この記録ヘッド３では、共通インク室２７から圧力室２９を通ってノズル開口２６に至る一連のインク流路がノズル開口２６毎に形成される。そして、圧電振動子１５を充電したり放電したりすることで圧電振動子１５が変形する。すなわち、この縦振動モードの圧電振動子１５は、充電によって振動子長手方向に収縮し、放電によって振動子長手方向に伸長する。したがって、充電によって振動子電位を上昇させると、島部２２が圧電振動子１５側に引っ張られ、島部２２の周辺の樹脂フィルム３２が変形して圧力室２９が膨張する。また、放電によって振動子電位を下降させると、圧力室２９が収縮する。
【００２０】
次に、ノズルプレート２４に開設されたノズル開口２６について説明する。図３（ａ）はノズル開口２６の平面図、図３（ｂ）はノズル開口２６をヘッド走査方向と直交する面（すなわち紙送り方向に沿った面）で切断した断面図、図３（ｃ）はノズル開口２６の底面図である。
ノズル開口２６は、図３に示すように、記録紙１１に対向するノズル面２４ａ側（図３（ｂ）中下側）に位置する断面円形状のストレート部３５と、流路形成基板２３側（図３（ｂ）中上側）に位置し、流路形成基板２３側へ向けて次第に拡開するテーパ部３６とで構成されて漏斗形状を呈し、当該ノズル開口２６の中心軸が記録紙１１の表面に対して直交する状態で開設されている。なお、ノズル開口２６は、この形状に限定されるものではない。例えば、ノズルプレート２４の板厚方向に貫通した円柱状の貫通孔で構成してもよいし、あるいは縮径部をノズル面２４ａに開設したテーパ状の貫通孔で構成してもよい。
【００２１】
また、ノズル開口２６の内周面には、外方へ凹んだノズル溝部３８をノズル開口２６の中心軸方向に沿って形成している。このノズル溝部３８は、その幅をノズル開口２６の開口幅、すなわちストレート部３５の開口径及びテーパ部３６の開口径よりも狭く設定し、ノズル開口２６のストレート部３５の内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分３６ａから周方向に外れた位置、詳しくは、ノズル開口２６の中心軸周りに９０度位相がずれた位置に配置されている。また、テーパ部３６の中間部分からノズル面２４ａ、言い換えるとノズル開口２６の吐出側開口縁に達する状態で形成されている。したがって、ノズルプレート２４のノズル面２４ａには、ヘッド走査方向と直交する方向に沿って縁の一部が凹んだ開口形状の孔が開設されている（図３（ｃ）参照）。
なお、本実施形態では、ノズル溝部３８の断面を略Ｕ字状となるように設定したが、本発明はこれに限定されず、例えば、断面矩形状のノズル溝部３８であってもよいし、断面三角形状のノズル溝部３８であってもよい。また、ノズル溝部３８をノズルプレート２４の厚さ全体に亘って形成してもよい。
【００２２】
次に、上記した記録ヘッド３の製造方法について説明する。なお、この製造方法に関し、ノズルプレート２４を除く各部材、すなわち振動子ユニット１８、ケース１９、流路形成基板２３、弾性板２５については従来のものと同じ工程で作製される。このため、以下の説明では、ノズルプレート２４を作製する工程について説明する。
【００２３】
ノズルプレート２４の作製工程では、まず下孔形成工程を行う。この下孔形成工程においては、ノズルプレート２４となる素材プレート４０にポンチ加工を行う。なお、下孔形成工程で使用されるポンチ４１は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、円柱状の基部４１ａと、該基部４１ａよりも先端側に設けられて先細りテーパ形状を呈するテーパ部４１ｂと、該テーパ部４１ｂよりも先端側に設けられて基部４１ａよりも一回り細い円柱状のストレート部４１ｃとから構成されている。また、ポンチ４１の外周部には、該ポンチ４１の幅（直径）よりも狭い突起４２を、テーパ部４１ｂの中間部分からストレート部４１ｃの先端まで突設している。
【００２４】
下孔形成工程では、まずダイ４４の上に素材プレート４０を載置し、素材プレート４０の向きを調整して、ポンチ４１の突起４２の突出方向と素材プレート４０（すなわちノズルプレート２４）のヘッド走査方向に対応する方向とがずれるように、具体的には９０度向きがずれるように配置する。素材プレート４０の位置が決まったならば、素材プレート４０の上面にストリッパ４５を押し付けて素材プレート４０を挟持し（図４（ａ））、この挟持状態でポンチ４１及び突起４２を素材プレート４０に突入させ、十分な深さまで押し込む（図４（ｃ））。すると、素材プレート４０にはポンチ４１に倣った下孔４６が形成されるとともに突起４２に倣った溝部４７が形成される。また、素材プレート４０の一部がダイ４４の開口部４４ａ内に押し出されて膨隆部４８が形成される。ポンチ４１及び突起４２が十分に押し込まれたならば、このポンチ４１及び突起４２を素材プレート４０から引き抜き、ストリッパ４５を上昇させて素材プレート４０の挟持状態を解除する（図４（ｄ））。
【００２５】
素材プレート４０の挟持状態を解除したならば、膨隆部除去工程に移行し、膨隆部４８を研磨加工により除去する。すると、下孔４６及び溝部４７が素材プレート４０の板厚方向に貫通してノズル開口２６と該ノズル開口２６（詳しくはストレート部３５）の内周面から外方へ凹んだノズル溝部３８とが形成される（図４（ｅ））。そして、ノズル溝部３８がノズル開口２６の内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分３６ａから周方向に外れた位置、詳しくは、ノズル開口２６の中心軸周りに９０度位相がずれた位置に形成される。さらに、このようにして形成されるノズル開口２６及びノズル溝部３８を紙送り方向に対応する方向に沿って複数列設してノズル列を形成して、ノズルプレート２４が完成する。
【００２６】
次に、上記工程で作製されたノズルプレート２４を備えた記録ヘッド３の作用、特に、ノズルプレート２４を記録紙１１へ対向させた状態でヘッド走査方向に沿って移動し（図５（ａ）参照）、この移動状態で極少量のインク滴を吐出する場合の作用について説明する。
まず、圧電振動子１５に、極少量のインク滴を吐出させるためのマイクロドット駆動信号が供給されていない定常状態では圧力室２９内の圧力変動が極めて少なく、図５（ｂ）に示すように、インクのメニスカスＭがノズル面２４ａの近傍に位置し、緩やかな曲率で圧力室２９側（図中上側）に少し窪んでいる。
【００２７】
そして、圧電振動子１５へマイクロドット駆動信号の充電要素が供給されると、圧力室２９の容積が膨張し、圧力室２９内のインクが緩やかに減圧され、メニスカスＭが定常状態からノズル開口２６のストレート部３５の途中まで圧力室２９側に引き込まれる。このとき、ノズル開口２６の中央部分のインクがノズル開口２６の内周面からの抵抗を受け難いため、この中央部分において引き込まれる流速が最も速くなり、メニスカスＭは、中央部分が圧力室２９側に窪んだ状態となる。また、ノズル溝部３８を流れるインクがノズル溝部３８から流路抵抗を受けるため、ノズル溝部３８内のインクの流速と、ノズル開口２６の中心を挟んでノズル溝部３８とは反対側を流れるインクの流速とが異なる。具体的には、ノズル溝部３８内のインクの流速がノズル開口２６の中心を挟んでノズル溝部３８とは反対側を流れるインクの流速よりも遅くなる。したがって、メニスカスＭは、ノズル溝部３８側の部分がノズル面２４ａ側（図中下側）に偏った状態となる（図５（ｃ）参照）。
【００２８】
続いて、圧電振動子１５へマイクロドット駆動信号の放電要素が供給されると、圧力室２９の容積が収縮し、圧力室２９内のインクが加圧され、メニスカスＭがノズル面２４ａへ向けて押し出される方向へ移動する。このとき、ノズル開口２６の中央部分のインクがノズル開口２６の内周面からの抵抗を受け難いため、この中央部分において押し出される流速が最も速くなり、メニスカスＭは、中央部分がノズル面２４ａ側に隆起した状態となる。また、ノズル溝部３８を流れるインクがノズル溝部３８から流路抵抗を受けるため、ノズル溝部３８内のインクの流速と、ノズル開口２６の中心を挟んでノズル溝部３８とは反対側を流れるインクの流速とが異なる。具体的には、ノズル溝部３８内のインクの流速がノズル開口２６の中心を挟んでノズル溝部３８とは反対側を流れるインクの流速よりも遅くなる。したがって、メニスカスＭは、ノズル溝部３８側の部分が圧力室２９側（図中上側）に偏り、中央の隆起部分がノズル溝部３８から離れる方向（図中右方向）へ偏った状態となる（図５（ｄ）参照）。
【００２９】
さらに、圧電振動子１５へ放電要素が供給されて圧力室２９内のインクが加圧されると、メニスカスＭは、ノズル溝部３８側の部分が圧力室２９側に凹んだ状態でノズル面２４ａに到達する（図５（ｅ）参照）。この状態で圧力振動子へマイクロッド駆動信号のホールド要素が供給されると、インクが圧力室２９からの圧力や慣性力等によって、ノズル面２４ａからインク滴の吐出方向（図中下方向）へ膨出し、この膨出部分がちぎれてメインインク滴ｍとして飛翔する。このとき、ノズル溝部３８内のメニスカスＭの移動速度が、ノズル開口２６の中心を挟んでノズル溝部３８とは反対側のメニスカスＭの移動速度よりも遅いので、ノズル開口２６内のメニスカスＭの大部分が押し出されて吐出されるメインインク滴ｍは、ヘッド走査方向から外れた方向、具体的には、ノズル開口２６の中心からノズル溝部３８とは反対方向へ曲がって飛翔することができる（図５（ｆ）参照）。
【００３０】
続いて、残ったインクの中央部分がちぎれ、このちぎれた部分がサテライトインク滴ｓとして飛翔する。このサテライトインク滴ｓは、ノズル開口２６内のメニスカスＭの中央部分が押し出されて吐出するので、メニスカスＭの外側部分の移動速度に影響されずに吐出され、曲がらずに飛翔することができる（図５（ｇ）参照）。
【００３１】
このようにして、記録ヘッド３がヘッド走査方向に沿って移動した状態でサテライトインク滴ｓがメインインク滴ｍから遅れて飛翔するので、メインインク滴ｍとサテライトインク滴ｓとは、図５（ｈ）に示すように、ヘッド走査方向へずれた状態で記録紙１１に着弾する。しかも、メインインク滴ｍがノズル開口２６の中心からノズル溝部３８とは反対方向（すなわち紙送り方向）へ曲がって飛翔するので、メインインク滴ｍとサテライトインク滴ｓとを紙送り方向へずらして着弾させることができる。これにより、メインインク滴ｍとサテライトインク滴ｓとがヘッド走査方向に並んで記録紙１１へ着弾することを防止することができる。したがって、極少量のインク滴を連続して吐出したとしても、複数のメインインク滴ｍと複数のサテライトインク滴ｓと繋がって着弾し難く、記録紙１１にインク滴のバンディング（横筋）が発生する不具合を抑えることができる。
【００３２】
また、本実施形態では、ノズル溝部３８を、ノズル開口２６の内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分３６ａからノズル開口２６の中心軸周りに９０度位相がずれた位置に形成しているので、メインインク滴ｍをヘッド走査方向に対して略直交する方向へ飛翔させることができる。したがって、メインインク滴ｍをサテライトインク滴ｓから一層離して記録紙１１へ着弾することを防ぐことができる。このことから、記録紙１１上にインク滴のバンディングが発生することを一層抑えることができる。
【００３３】
さらに、ノズル溝部３８は、ノズルプレート２４の作製工程において、ポンチ４１に突設した突起４２により形成されるので、メインインク滴をヘッド走査方向とは異なる方向に飛翔させてサテライトインク滴から離すことができる記録ヘッド３を容易に製造することができる。
【００３４】
なお、上記実施形態では、ノズルプレート２４にノズル開口２６を開設し、このノズルプレート２４を流路形成基板２３に積層して記録ヘッド３を構成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、記録ヘッド３に流路形成ブロックを備え、該流路形成ブロックにインク流路と、該インク流路に連通するノズル開口２６とを形成し、ノズル開口２６を記録紙１１等の吐出対象物に対向させる状態で配置するように構成してもよい。
【００３５】
また、上記実施形態では、ノズル開口２６は、その内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分３６ａからノズル開口２６の中心軸周りに９０度位相がずれた位置に１条のノズル溝部３８を形成したが、本発明はこれに限定されない。要は、メインインク滴を曲げて飛翔させて、メインインク滴とサテライトインク滴とを、ヘッド走査方向とは異なる方向へずらして着弾させることができれば、ノズル溝部３８をどのような位相ずれの位置に配置してもよいし、また、ノズル溝部３８を複数条形成してもよい。そして、ノズル開口２６の内周面に複数条のノズル溝部３８を形成するために、ポンチ４１の外周面に突起４２を複数突設してもよい。
【００３６】
さらに、ノズル溝部３８は、ノズル開口２６の中心軸方向に沿って形成されたが、本発明はこれに限定されず、ノズル開口２６の吐出側開口縁に達する状態で形成されていれば、ノズル開口２６の中心軸に対して傾いた形状を呈してもよい。そして、ノズルプレート２４の作製工程において、ポンチ４１の外周部の先端に点状の突起を突出し、ポンチ４１及び点状突起を中心軸周りに僅かに回転しながら基材プレートへ突入させて、ノズル開口２６とノズル開口２６の中心軸に対して傾斜したノズル溝部とを形成してもよい。
【００３７】
また、本発明は、上記プリンタ１以外の液体噴射装置の液体噴射ヘッド、及びその製造方法にも適用できる。例えば、液晶ディスプレー等のカラーフィルタを製造するディスプレー製造装置，有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレーやＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極を形成する電極製造装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置，極少量の試料溶液を正確な量供給するマイクロピペット等の液体噴射装置の液体噴射ヘッド、及びその製造方法にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】プリンタの構成を説明する斜視図である。
【図２】記録ヘッドの構造を説明する断面図である。
【図３】ノズル開口の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はヘッド走査方向と直交する断面図、（ｃ）は底面図である。
【図４】ポンチの説明図、およびノズルプレートの作製工程の説明図である。
【図５】ノズル開口の移動方向を示す平面図、圧電振動子へマイクロドット駆動信号を供給したときのメニスカスの状態図、およびメインインク滴とサテライトインク滴との着弾位置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１ プリンタ，２ カートリッジ装着部，３ 記録ヘッド，４ キャリッジ，５ ガイドロッド，６ 駆動プーリ，７ 遊転プーリ，８ タイミングベルト，９ パルスモータ，１０ キャリッジ移動機構，１１ 記録紙，１２ インクカートリッジ，１５ 圧電振動子，１６ 固定板，１７ フレキシブルケーブル，１８ 振動子ユニット，１９ ケース，２０ 流路ユニット，２１ 収納空部，２２ 島部，２３ 流路形成基板，２４ ノズルプレート，２５ 弾性板，２６ ノズル開口，２７ 共通インク室，２８ インク供給路，２９ 圧力室，３０ ノズル連通口，３１ 支持板，３２ 樹脂フィルム，３５ ストレート部，３６ テーパ部，３８ ノズル溝部，４０ 素材プレート，４１ ポンチ，４２ 突起，４４ ダイ，４５ ストリッパ，４６ 下孔，４７ 溝部，４８ 膨隆部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノズル開口を列設してノズル列が形成されたノズルプレートを備え、該ノズルプレートを吐出対象物へ対向させた状態でヘッド走査方向に沿って移動し、この移動状態でノズル開口から吐出対象物へ向けて液滴を吐出可能に構成された液体噴射ヘッドであって、
前記ノズル開口は、その内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分から周方向に外れた位置にノズル溝部を、ノズル開口の吐出側開口縁に達する状態で形成し、
前記ノズル溝部の幅をノズル開口の開口幅よりも狭く設定し、ノズル溝部を流れる液体の流速と、ノズル開口の中心を挟んでノズル溝部とは反対側を流れる液体の流速とが異なるように構成したことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記ノズル開口は、その内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分からノズル開口の中心軸周りに９０度位相がずれた位置にノズル溝部を、中心軸方向に沿ってノズル開口の吐出側開口縁に達する状態で形成したことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
複数のノズル開口を列設してノズル列が形成されたノズルプレートを備え、該ノズルプレートを吐出対象物へ対向させた状態でヘッド走査方向に沿って移動し、この移動状態でノズル開口から吐出対象物へ向けて液滴を吐出可能に構成された液体噴射ヘッドの製造方法であって、
ポンチの外周部に、該ポンチの幅よりも狭い突起を突設し、ポンチおよび突起を素材プレートに突入させて、ノズル開口と、該ノズル開口の内周面から外方へ凹んだノズル溝部とを形成し、
前記ノズル開口の内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分から周方向に外れた位置にノズル溝部を、ノズル開口の吐出側開口縁に達する状態で形成したことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項１】
複数のノズル開口を列設してノズル列が形成されたノズルプレートを備え、該ノズルプレートを吐出対象物へ対向させた状態でヘッド走査方向に沿って移動し、この移動状態でノズル開口から吐出対象物へ向けて液滴を吐出可能に構成された液体噴射ヘッドであって、
前記ノズル開口は、その内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分から周方向に外れた位置にノズル溝部を、ノズル開口の吐出側開口縁に達する状態で形成し、
前記ノズル溝部の幅をノズル開口の開口幅よりも狭く設定し、ノズル溝部を流れる液体の流速と、ノズル開口の中心を挟んでノズル溝部とは反対側を流れる液体の流速とが異なるように構成したことを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記ノズル開口は、その内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分からノズル開口の中心軸周りに９０度位相がずれた位置にノズル溝部を、中心軸方向に沿ってノズル開口の吐出側開口縁に達する状態で形成したことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
複数のノズル開口を列設してノズル列が形成されたノズルプレートを備え、該ノズルプレートを吐出対象物へ対向させた状態でヘッド走査方向に沿って移動し、この移動状態でノズル開口から吐出対象物へ向けて液滴を吐出可能に構成された液体噴射ヘッドの製造方法であって、
ポンチの外周部に、該ポンチの幅よりも狭い突起を突設し、ポンチおよび突起を素材プレートに突入させて、ノズル開口と、該ノズル開口の内周面から外方へ凹んだノズル溝部とを形成し、
前記ノズル開口の内周面のうちヘッド走査方向に直交する面部分から周方向に外れた位置にノズル溝部を、ノズル開口の吐出側開口縁に達する状態で形成したことを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００６−２７２６４９（Ｐ２００６−２７２６４９Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９２５３２（Ｐ２００５−９２５３２）
【出願日】平成１７年３月２８日（２００５．３．２８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２８日（２００５．３．２８）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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