(57)【要約】インク吐出不良の発生を抑制することができるインクジェット記録装置を提供する。インク貯留部に連通するノズル孔が設けられているノズル形成部材と、インク貯留部内のインクの圧力を変動させる圧力変動動作を圧力変動部により行わせる駆動信号を出力する駆動部と、を備え、ノズル孔における第１部分及び第２部分は、断面積がインク吐出口からの距離の増大に従って単調非減少し、かつ第１部分及び第２部分の接続面において第１部分の第１の開口が第２部分の第２の開口に包含される位置関係で接続されており、駆動部は、ノズル孔内のインクの表面を第２の開口よりもインク貯留部側に引き込む圧力変動動作を行わせる駆動信号を供給し、第１の開口の中心を通る任意の方向についての開口幅をＤ、当該方向に沿った第１の開口の縁と第２の開口の縁との間の距離の最大値をＬとした場合に、０＜Ｌ≦０．２５Ｄを満たす。
2018179706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを貯留するインク貯留部と、
前記インク貯留部に連通するノズル孔が設けられているノズル形成部材と、
入力された駆動信号に応じて前記インク貯留部内のインクの圧力を変動させる圧力変動動作を行う圧力変動部と、
前記インク貯留部内のインクを前記ノズル孔のインク吐出口から吐出させる前記圧力変動動作を行わせる前記駆動信号を前記圧力変動部に対して出力する駆動部と、
を備え、
前記ノズル孔は、一端が前記インク吐出口を形成する第１部分と、前記第１部分の他端に接続されている第２部分とからなり、
前記第１部分及び前記第２部分は、前記インク吐出口がなすノズル面に平行な断面における断面積の分布が前記インク吐出口からの距離の増大に従って単調非減少となる形状を有して前記ノズル面に垂直なノズル軸方向に沿って延在し、かつ、前記第１部分及び前記第２部分の接続面における前記第１部分の第１の開口が、前記接続面における前記第２部分の第２の開口に包含される形状及び位置関係を有して接続されており、
前記駆動部は、前記ノズル孔の内部におけるインクの表面を前記ノズル軸方向について前記第２の開口よりも前記インク貯留部側に引き込む前記圧力変動動作を行わせる前記駆動信号を供給し、
前記第１の開口の中心を通り前記接続面に沿った任意の方向についての前記第１の開口の開口幅をＤ、当該開口幅の方向に沿った前記第１の開口の縁と前記第２の開口の縁との間の距離の最大値をＬとした場合に、
０＜Ｌ≦０．２５Ｄ
を満たすインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記Ｄ及び前記Ｌが
０＜Ｌ＜０．１５Ｄ
を満たす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】
前記第１部分及び前記第２部分は、前記インク吐出口の中心を通り前記ノズル軸方向に平行な任意の断面において、前記ノズル形成部材における前記第２部分の内壁面が前記ノズル軸方向との間でなす角度の最小値が、前記ノズル形成部材における前記第１部分の内壁面が前記ノズル軸方向との間でなす角度の最大値よりも大きくなる形状を有する請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記第１部分は、
一端が前記インク吐出口を形成し、前記ノズル形成部材における内壁面が前記インク吐出口から前記ノズル軸方向に平行に延びている前方部と、
前記前方部の他端から前記第１の開口まで延び、前記インク吐出口からの距離の増大に従って前記断面積が単調増加する後方部と、
を有する請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記ノズル軸方向についての前記前方部の長さは、前記インク吐出口の中心を通り前記ノズル面に沿った任意の方向についての前記インク吐出口の開口幅の０．３倍以下である請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記ノズル軸方向についての前記第１部分の長さは、前記インク吐出口の中心を通り前記ノズル面に沿った任意の方向についての前記インク吐出口の開口幅の１．５倍以下である請求項１から５のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記ノズル形成部材は、単一の部材からなる請求項１から６のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インク貯留部内のインクの圧力を変動させることで、当該インク貯留部に連通するノズルのインク吐出口から記録媒体に対してインクを吐出して、当該記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置がある。インクジェット記録装置におけるノズルとしては、樹脂板などのノズル形成部材においてインク貯留部に連通するノズル孔を設けることで形成されたものが広く用いられている。【０００３】
このようなノズル形成部材が用いられたインクジェット記録装置では、ノズル孔のインク吐出口に平行な断面における断面積の分布が、インク吐出口からの距離の増大に従って単調非減少（広義単調増加）となる形状でノズル孔を設けることで、ノズル孔の内部をインク吐出口に向かって流動するインクが壁面から受ける抗力の影響を抑えてインクの吐出効率を向上させつつ、微小なインクを吐出させる技術がある（例えば、特許文献１）。さらに、ノズル孔を、一端がインク吐出口を形成する第１部分と、当該第１部分の他端に接続された第２部分とを有する形状とし、かつ、第１部分及び第２部分が接続される接続面において、第１部分の開口（第１の開口）が第２部分の開口（第２の開口）に包含されるような形状及び位置関係で各部分が接続された構造とすることで、上記接続面において棚状の段差（棚状部）が生じるようにしたノズルが知られている（例えば、特許文献２）。このようなノズルによれば、第１部分及び第２部分の形成位置に誤差が生じても、当該誤差が棚状部の幅内であれば第１部分の形状に影響が及ばないため、第１部分の形状に当初の設計からの差異が生じることに起因してインク吐出方向が曲がる不具合の発生を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２３７０６７号公報
【特許文献２】特開２００２−２４０２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、第１の開口の開口幅の大きさに対して、棚状部の幅、すなわち第１の開口の縁と第２の開口の縁との間の上記接続面に沿った距離が大き過ぎると、ノズル孔の内部におけるインクの表面（メニスカス）が第２の開口よりもインク貯留部側まで引き込まれた場合に、当該インクの表面の後退に伴ってノズル孔の内部に入った空気が気泡としてインクに取り込まれやすくなってしまう。ノズル孔の内部においてインクに気泡が取り込まれると、インク貯留部内のインクの圧力がノズル孔の内部のインクに適正に伝わらなくなるため、吐出インク量やインク吐出方向に係る異常が生じてインク吐出不良に繋がるという課題がある。【０００６】
この発明の目的は、インク吐出不良の発生を抑制することができるインクジェット記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載のインクジェット記録装置の発明は、
インクを貯留するインク貯留部と、
前記インク貯留部に連通するノズル孔が設けられているノズル形成部材と、
入力された駆動信号に応じて前記インク貯留部内のインクの圧力を変動させる圧力変動動作を行う圧力変動部と、
前記インク貯留部内のインクを前記ノズル孔のインク吐出口から吐出させる前記圧力変動動作を行わせる前記駆動信号を前記圧力変動部に対して出力する駆動部と、
を備え、
前記ノズル孔は、一端が前記インク吐出口を形成する第１部分と、前記第１部分の他端に接続されている第２部分とからなり、
前記第１部分及び前記第２部分は、前記インク吐出口がなすノズル面に平行な断面における断面積の分布が前記インク吐出口からの距離の増大に従って単調非減少となる形状を有して前記ノズル面に垂直なノズル軸方向に沿って延在し、かつ、前記第１部分及び前記第２部分の接続面における前記第１部分の第１の開口が、前記接続面における前記第２部分の第２の開口に包含される形状及び位置関係を有して接続されており、
前記駆動部は、前記ノズル孔の内部におけるインクの表面を前記ノズル軸方向について前記第２の開口よりも前記インク貯留部側に引き込む前記圧力変動動作を行わせる前記駆動信号を供給し、
前記第１の開口の中心を通り前記接続面に沿った任意の方向についての前記第１の開口の開口幅をＤ、当該開口幅の方向に沿った前記第１の開口の縁と前記第２の開口の縁との間の距離の最大値をＬとした場合に、
０＜Ｌ≦０．２５Ｄ
を満たす。【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェット記録装置において、
前記Ｄ及び前記Ｌが
０＜Ｌ＜０．１５Ｄ
を満たす。【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置において、
前記第１部分及び前記第２部分は、前記インク吐出口の中心を通り前記ノズル軸方向に平行な任意の断面において、前記ノズル形成部材における前記第２部分の内壁面が前記ノズル軸方向との間でなす角度の最小値が、前記ノズル形成部材における前記第１部分の内壁面が前記ノズル軸方向との間でなす角度の最大値よりも大きくなる形状を有する。【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記第１部分は、
一端が前記インク吐出口を形成し、前記ノズル形成部材における内壁面が前記インク吐出口から前記ノズル軸方向に平行に延びている前方部と、
前記前方部の他端から前記第１の開口まで延び、前記インク吐出口からの距離の増大に従って前記断面積が単調増加する後方部と、
を有する。【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のインクジェット記録装置において、
前記ノズル軸方向についての前記前方部の長さは、前記インク吐出口の中心を通り前記ノズル面に沿った任意の方向についての前記インク吐出口の開口幅の０．３倍以下である。【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記ノズル軸方向についての前記第１部分の長さは、前記インク吐出口の中心を通り前記ノズル面に沿った任意の方向についての前記インク吐出口の開口幅の１．５倍以下である。【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記ノズル形成部材は、単一の部材からなる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に従うと、インク吐出不良の発生を抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】インクジェット記録装置の概略構成を示す図である。
【図２】ヘッドユニットの内部構成を示す図である。
【図３】記録ヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図４】インクジェット記録装置の主要な機能構成を示すブロック図である。
【図５Ａ】ノズルプレートに設けられたノズル孔の構成を示す図であり、ノズルプレートのＸＺ平面における断面図である。
【図５Ｂ】第１の開口及び第２の開口をＺ方向から見た平面図である。
【図６】棚状部を設けることによるインク射出角度の曲がりの抑制効果を示すグラフである。
【図７Ａ】インク吐出動作のために供給される駆動信号の例を示す図である。
【図７Ｂ】インク吐出動作のために供給される駆動信号の例を示す図である。
【図８Ａ】駆動信号の入力に応じた記録ヘッドの動作を説明する模式断面図である。
【図８Ｂ】駆動信号の入力に応じた記録ヘッドの動作を説明する模式断面図である。
【図８Ｃ】駆動信号の入力に応じた記録ヘッドの動作を説明する模式断面図である。
【図９】第２の開口よりも圧力室側まで引き込まれたインクのメニスカスを示す図である。
【図１０】実施形態の効果を確認するためのシミュレーションの結果を示す図である。
【図１１Ａ】ノズル孔においてインク内に気泡が巻き込まれる態様を示す模式図である。
【図１１Ｂ】ノズル孔においてインク内に気泡が巻き込まれる態様を示す模式図である。
【図１１Ｃ】ノズル孔においてインク内に気泡が巻き込まれる態様を示す模式図である。
【図１２】ノズル孔の形成方法を説明する図である。
【図１３】変形例に係るノズル孔の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のインクジェット記録装置に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態であるインクジェット記録装置１の概略構成を示す図である。
インクジェット記録装置１は、搬送部１０と、ヘッドユニット２０などを備える。
【００１８】
搬送部１０は、図１のＸ方向に延びる回転軸を中心に回転する駆動ローラー１０１及び従動ローラー１０２により内側が支持された輪状の搬送ベルト１０３を備える。搬送部１０は、搬送ベルト１０３の搬送面上に記録媒体Ｐが載置された状態で駆動ローラー１０１が図示略の搬送モーターの動作に応じて回転して搬送ベルト１０３が周回移動することで記録媒体Ｐを搬送ベルト１０３の移動方向（搬送方向；図１のＹ方向）に搬送する。
記録媒体Ｐとしては、紙や樹脂などのシート部材とすることができる。記録媒体Ｐは、図示略の給紙装置により搬送ベルト１０３上に供給され、ヘッドユニット２０からインクが吐出されて画像が記録された後に搬送ベルト１０３から所定の排紙部に排出される。
【００１９】
ヘッドユニット２０は、搬送部１０により搬送される記録媒体Ｐに対して画像データに基づいて適切なタイミングでインクを吐出して画像を記録する。本実施形態のインクジェット記録装置１では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクにそれぞれ対応する４つのヘッドユニット２０が記録媒体Ｐの搬送方向上流側からＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色の順に所定の間隔で並ぶように配列されている。なお、ヘッドユニット２０の数は３つ以下又は５つ以上であってもよい。
【００２０】
図２は、ヘッドユニット２０の内部構成を示す図である。図２は、ヘッドユニット２０を搬送ベルト１０３側から見た場合の構成を示す。
ヘッドユニット２０は、搬送ベルト１０３に対向するインク吐出面にインクを吐出する複数のノズル孔４０（ノズル）が各々設けられた複数の記録ヘッド３０を有する。各記録ヘッド３０では、複数のノズル孔４０がＸ方向に沿って２列に配列されて２つのノズル列を構成しており、これら２つのノズル列は、Ｘ方向についてノズル孔４０の配置間隔の２分の１だけ互いにずれた状態で配置されている。また、ヘッドユニット２０では、記録ヘッド３０が２つずつ組み合わされてヘッドモジュール３０Ｍが構成され、このヘッドモジュール３０Ｍが千鳥格子状に配列されている。各ヘッドモジュール３０Ｍでは、２つの記録ヘッド３０のノズル孔４０がＸ方向について交互に配置されるような位置関係で記録ヘッド３０が配置されている。このような記録ヘッド３０の配置により、ヘッドユニット２０に含まれるノズル孔４０のＸ方向についての配置範囲が、搬送ベルト１０３により搬送される記録媒体Ｐのうち画像が形成可能な領域のＸ方向の幅（記録可能幅）をカバーするようになっている。ヘッドユニット２０は、画像の記録時には位置が固定されて用いられ、記録媒体Ｐの搬送に応じて搬送方向の異なる位置に所定の間隔（搬送方向間隔）で順次インクを吐出していくことで、シングルパス方式で画像を記録する。
【００２１】
図３は、記録ヘッド３０の構成を示す分解斜視図である。なお、図３では、記録ヘッド３０におけるノズル列の数が一列に、またノズル孔４０の数が７個に省略されて描かれている。
記録ヘッド３０は、インクを貯留する圧力室３８（インク貯留部）が複数形成されたインク吐出基板３１を有している。インク吐出基板３１の端面には、複数のノズル孔４０が設けられたノズルプレート３３が接着されている。ノズル孔４０は、インク吐出基板３１の圧力室３８と連通しており、圧力室３８に貯留されたインクが吐出されるようになっている。インク吐出基板３１のノズルプレート３３側の上部にはカバープレート３２が取り付けられている。
ノズルプレート３３としては、レーザー光により容易にアブレーション可能な材料、例えばポリイミド、ポリエチレンテレフタラート、ポリアミド、ポリサルフォンなどの樹脂基板を用いることができる。本実施形態では、ポリイミド基板からなるノズルプレート３３が用いられている。
【００２２】
インク吐出基板３１は、２枚の基板３４，３５が接着部３６を介して互いに接着された構造を有している。基板３４，３５は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の圧電材料から構成されており、厚さ方向において互いに逆方向に分極されている。インク吐出基板３１には互いに等しい間隔をあけた状態で複数の圧力室３８が形成されており、各圧力室３８の間に圧電材料からなる隔壁３７（圧電素子）が形成されている。各圧力室３８の側壁（隔壁３７の表面）には、電極３７１（図８Ａ〜図８Ｃ）が設けられており、隔壁３７は、隣接する圧力室３８の電極３７１間に印加された電圧に応じて接着部３６を中心として屈曲（せん断変形）する。記録ヘッド３０は、ヘッド駆動部３９（図４）から電極３７１に対して所定の駆動波形の電圧信号（以下では、駆動信号と記す）が入力されると、当該駆動信号における駆動電圧の変化に応じて隔壁３７がせん断変形し、これにより圧力室３８内に圧力変化を生じさせてノズル孔４０からインクを吐出する。このように、本実施形態の記録ヘッド３０は、圧電素子の分極方向と直交する方向に電界を加えて発生するせん断（シェア）応力によりノズル孔４０からインクを吐出するせん断モード（シェアモード）のインク吐出機構を有するインクジェットヘッドである。本実施形態では、記録ヘッド３０のうち、電極３７１が設けられた隔壁３７により圧力変動部が構成され、駆動信号に応じた隔壁３７のせん断変形が圧力変動動作に対応する。
【００２３】
なお、記録ヘッド３０におけるインク吐出機構の構成は、上記のシェアモードのものに限られない。例えば、ピエゾを用いた圧力室の壁面の薄膜振動によるベンドモードのインク吐出機構や、インクを加熱して気泡を発生させることによってインクを吐出する方式のインク吐出機構が用いられてもよい。
【００２４】
図４は、インクジェット記録装置１の主要な機能構成を示すブロック図である。
インクジェット記録装置１は、制御部５０と、ヘッド制御部３０１及びヘッド駆動部３９を有するヘッドユニット２０と、搬送駆動部６１と、入出力インターフェース６２と、バス６３などを備える。
【００２５】
制御部５０は、ＣＰＵ５１（Central Processing Unit）、ＲＡＭ５２（Random Access Memory）、ＲＯＭ５３（Read Only Memory）及び記憶部５４を有する。
【００２６】
ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５３に記憶された各種制御用のプログラムや設定データを読み出してＲＡＭ５２に記憶させ、当該プログラムを実行して各種演算処理を行う。また、ＣＰＵ５１は、インクジェット記録装置１の全体動作を統括制御する。
【００２７】
ＲＡＭ５２は、ＣＰＵ５１に作業用のメモリー空間を提供し、一時データを記憶する。ＲＡＭ５２は、不揮発性メモリーを含んでいてもよい。
【００２８】
ＲＯＭ５３は、ＣＰＵ５１により実行される各種制御用のプログラムや設定データ等を格納する。なお、ＲＯＭ５３に代えてＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）やフラッシュメモリー等の書き換え可能な不揮発性メモリーが用いられてもよい。
【００２９】
記憶部５４には、入出力インターフェース６２を介して外部装置２から入力されたプリントジョブ（画像記録命令）及び当該プリントジョブに係る画像データなどが記憶される。記憶部５４としては、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）が用いられ、また、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などが併用されてもよい。
【００３０】
ヘッド制御部３０１は、制御部５０からの制御信号に応じた適切なタイミングで、記録ヘッド３０に設けられたヘッド駆動部３９に対して各種制御信号や画像データを出力する。ここで、制御信号には、ヘッド駆動部３９から上述のインク吐出機構における隔壁３７に対して供給する駆動信号に係る駆動波形を指定する信号が含まれる。
ヘッド駆動部３９は、ヘッド制御部３０１から入力される制御信号や画像データに応じて記録ヘッド３０の隔壁３７に設けられた電極３７１に対して駆動信号を供給することで、ノズル孔４０からインクを吐出させる。詳しくは、ヘッド駆動部３９は、複数の駆動信号の駆動波形データが記憶された波形データ記憶部を有し、ヘッド制御部３０１からの制御信号及び画像データに応じて複数の駆動波形から一の駆動波形を選択して駆動信号を隔壁３７の電極３７１に供給する。
【００３１】
搬送駆動部６１は、制御部５０から供給される制御信号に基づいて図示しない搬送モーターに駆動信号を供給して駆動ローラー１０１を回転動作させ、これにより搬送ベルト１０３を所定の速度で周回移動させる。
【００３２】
入出力インターフェース６２は、外部装置２と制御部５０との間のデータの送受信を媒介する。入出力インターフェース６２は、例えば各種シリアルインターフェース、各種パラレルインターフェースのいずれか又はこれらの組み合わせで構成される。
【００３３】
バス６３は、制御部５０と他の構成との間で信号の送受信を行うための経路である。
【００３４】
外部装置２は、例えばパーソナルコンピューターであり、入出力インターフェース６２を介してプリントジョブ及び画像データ等を制御部５０に供給する。
【００３５】
次に、記録ヘッド３０におけるノズル孔４０の構成を詳細に説明する。
図５Ａ及び図５Ｂは、ノズルプレート３３に設けられたノズル孔４０の構成を示す図である。
図５Ａは、ノズルプレート３３のＸＺ平面における断面図である。図５Ａに示されるように、ノズル孔４０は、単一の部材（ポリイミド基板）からなるノズルプレート３３に設けられた貫通孔により構成される。図５Ａにおけるノズル孔４０の下方の端部はインク吐出口４０ａであり、上方の端部は、圧力室３８に連通している。ノズル孔４０は、インク吐出口４０ａがなす面（以下では、ノズル面と記す）に垂直なＺ方向（ノズル軸方向）に延在している。
【００３６】
ノズル孔４０は、インク吐出口４０ａがなすノズル面に平行な断面（すなわち、Ｚ方向に垂直な断面）における断面積の分布が、インク吐出口４０ａからの距離の増大に従って単調非減少（広義単調増加）となるように、すなわちインク吐出口４０ａからの距離の増大に従って断面積が減少する箇所がない形状で設けられている。また、ノズル孔４０は、一端がインク吐出口４０ａを形成する第１部分４１と、第１部分４１の他端（インク吐出口４０ａ側とは反対側の端部）に接続された第２部分４２とからなる。本実施形態では、ノズルプレート３３の厚さは２００［μｍ］であり、インク吐出口４０ａの直径ｄは２０［μｍ］となっている。また、第１部分４１のＺ方向についての長さＡは、インク吐出口４０ａの直径ｄの１．５倍以下となる範囲内とすることが望ましく、本実施形態の長さＡは１５［μｍ］となっている。
ここで、インク吐出口４０ａが円形以外である場合における上記長さＡの規定では、直径ｄに代えて、インク吐出口４０ａの面積重心（中心）を通る開口幅の最小値が用いられる。すなわち、長さＡは、インク吐出口４０ａの面積重心を通りノズル面に沿った任意の方向についてのインク吐出口４０ａの開口幅の１．５倍以下の範囲内とされる。
なお、図５Ａでは、第１部分４１の形状が分かりやすくなるよう、第２部分４２（及びノズルプレート３３）のＺ方向についての長さが縮小して描かれている。
【００３７】
第１部分４１は、インク吐出口４０ａの中心を通りＺ方向に平行な平面内において、ノズルプレート３３における当該第１部分４１の内壁面がＺ方向との間で角度θ１をなすようなテーパー形状を有している。また、第２部分４２は、インク吐出口４０ａの中心を通りＺ方向に平行な平面内において、ノズルプレート３３における当該第２部分４２の内壁面がＺ方向との間で角度θ１よりも大きい角度θ２をなすようなテーパー形状を有している。すなわち、第２部分４２は、第１部分４１よりも傾斜角が大きいテーパー形状を有している。本実施形態では、角度θ１は約４度、角度θ２は約３６度となっている。図５Ａでは、ＸＺ平面内での内壁面の角度が示されているが、インク吐出口４０ａの中心を通りＺ方向に平行な任意の他の断面においても、第２部分４２は、第１部分４１よりも傾斜角が大きいテーパー形状を有している。
【００３８】
第１部分４１及び第２部分４２は、ノズル面に平行な接続面Ｓにおいて接続されている。また、第１部分４１及び第２部分４２は、接続面Ｓにおける第１部分４１の第１の開口４１ａが、接続面Ｓにおける第２部分４２の第２の開口４２ａの範囲内に包含される形状及び位置関係を有して接続されている。これにより、接続面Ｓでは、棚状の段差が形成されて棚状部Ｔ（テラス部）が設けられている。
【００３９】
図５Ｂは、第１の開口４１ａ及び第２の開口４２ａをＺ方向から見た平面図である。図５Ｂに示されるように、第１の開口４１ａの縁は、円形をなし、第２の開口４２ａの縁は、４つの頂点が丸みを帯びた正方形をなしている。これらの第１の開口４１ａの縁及び第２の開口４２ａの縁の間の領域が、棚状部Ｔを構成する。この棚状部Ｔは、接続面Ｓの面内にあり、したがってノズル面に平行となっている。
以下では、第１の開口４１ａの中心を通り接続面Ｓに沿った方向についての第１の開口４１ａの開口幅（本実施形態では、第１の開口４１ａがなす円の直径）をＤ（以下では、開口幅Ｄとも記す）、当該開口幅の方向に沿った前記第１の開口４１ａの縁と第２の開口４２ａの縁との間の距離の最大値をＬ（以下では、棚状部Ｔの幅Ｌとも記す）とする。
【００４０】
本実施形態のノズル孔４０は、棚状部Ｔが設けられることで、第１部分４１及び第２部分４２の形成位置に誤差が生じた場合に、第１部分４１の形状に影響が及びにくくなっている。すなわち、第１部分４１及び第２部分４２のＸＹ平面内での相対的な位置ずれ量が棚状部Ｔの幅内であれば、棚状部Ｔの形状は変動するものの、第１の開口４１ａが接続面Ｓにおいて第２の開口４２ａに包含される状態が維持されるため、第１部分４１の形状自体には影響が及ばない。このように、第１部分４１の形状が変動しにくいことで、第１部分４１及び第２部分４２の形成位置のずれが生じた場合におけるノズル孔４０から吐出されるインクの射出角度の曲がりを生じにくくすることができる。
【００４１】
図６は、棚状部Ｔを設けることによるインク射出角度の曲がりの抑制効果を示すグラフである。
図６における曲線Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３は、それぞれ、ノズル孔４０において、棚状部Ｔを設けない場合、幅Ｌが２［μｍ］で均等である棚状部Ｔを設けた場合、及び幅Ｌが６［μｍ］で均等である棚状部Ｔを設けた場合の各々において、第１部分４１及び第２部分４２の相対的な位置ずれ量に対するインク射出角度の曲り量を示すものである。
【００４２】
図６の曲線Ｃ１に示されるように、棚状部Ｔを設けない場合には、第１部分４１及び第２部分４２の相対的な位置ずれに応じてインク射出角度の曲り量が急激に増大していく。これは、棚状部Ｔが設けられていない場合、第１部分４１と第２部分４２との間で位置ずれが生じると、第１部分４１と第２部分４２との接続面がノズル面に対して傾斜するため、第１部分４１内にインクが流入する向きがＺ方向以外の成分を含んでしまうことに起因する。
【００４３】
他方で、図６の曲線Ｃ２，Ｃ３に示されるように、棚状部Ｔを設けた場合には、第１部分４１及び第２部分４２の相対的な位置ずれ量に対するインク射出角度の曲り量が大幅に低減される。これは、上述のように、第１部分４１と第２部分４２との間での位置ずれが棚状部Ｔの形状の変動により吸収されて、接続面Ｓがノズル面に対して平行となる状態が維持されやすいためである。インク射出角度の曲りの低減効果は、棚状部Ｔの幅Ｌを増大させるほど大きくなる。
【００４４】
次に、本実施形態のインクジェット記録装置１における駆動信号に応じた記録ヘッド３０のインク吐出動作、及び当該インク吐出動作におけるノズル孔４０内でのインクの挙動について説明する。
【００４５】
図７Ａ及び図７Ｂは、それぞれ、インク吐出動作のためにヘッド駆動部３９から隔壁３７の電極３７１に供給される駆動信号の例を示す図である。
また、図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃは、駆動信号の入力に応じた記録ヘッド３０の動作を説明する模式断面図であり、ノズルプレート３３に平行な平面での記録ヘッド３０の断面を示す。図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃでは、隣接する３つの圧力室３８Ａ〜３８Ｃが描かれており、以下では、このうち中央の圧力室３８Ｂからインクを吐出する場合の動作を説明する。図８Ａは、各電極３７１Ａ，３７１Ｂ，３７１Ｃが接地電位とされた中立状態を示している。
【００４６】
図７Ａに示される駆動信号は、時間ｔ０から時間ｔ１まで印加される電圧Ｖ１の膨張パルスｐ１を有する。ここで、膨張パルスｐ１の印加時間（ｔ１−ｔ０）は、圧力室３８内における圧力波の音響的固有振動数に対応する共振周期の１／２とされる。
図７Ａの駆動信号の電極３７１への供給が開始されると、膨張パルスｐ１の印加に応じて、図８Ｂに示されるように、電極３７１Ｂに電圧Ｖ１が供給され、電極３７１Ａ，３７１Ｃが接地電位とされることで、圧力室３８Ｂを挟む隔壁３７がせん断変形して圧力室３８Ｂの容積が膨張する。これにより、圧力室３８内のインクの圧力が減少する。そして、時間ｔ１において膨張パルスｐ１の印加が終了して各電極３７１Ａ，３７１Ｂ，３７１Ｃが接地電位とされると、図８Ｂの状態から図８Ａの状態に遷移することで、圧力室３８の体積が収縮して圧力室３８内のインクの圧力が増大する。このインクの圧力により、ノズル孔４０のインク吐出口４０ａからインクが吐出される。
このように、図７Ａの駆動信号によれば、圧力室３８内のインクの圧力を減少させた後で増大させる隔壁３７の一連の動作（圧力変動動作）が行われることで、圧力室３８内のインクがノズル孔４０から吐出される。
【００４７】
また、図７Ｂに示される駆動信号は、時間ｔ０から時間ｔ１まで印加される上記の電圧Ｖ１の膨張パルスｐ１と、時間ｔ１から時間ｔ２まで印加される電圧−Ｖ２の収縮パルスｐ２とからなる。ここで、収縮パルスｐ２の印加時間（ｔ２−ｔ１）は、膨張パルスｐ１の印加時間の２倍であり、また、電圧−Ｖ２の絶対値は、電圧Ｖ１の絶対値の１／２である。
図７Ｂの駆動信号が隔壁３７に供給されると、図８Ｂに示されるように、膨張パルスｐ１の立ち上がりに応じて圧力室３８の体積が膨張する方向に隔壁３７が変形し、圧力室３８内のインクの圧力が減少する。そして、収縮パルスｐ２の印加が開始されると、図８Ｃに示されるように、電極３７１Ｂに電圧−Ｖ２が供給され、電極３７１Ａ，３７１Ｃが接地電位とされることで、圧力室３８Ｂを挟む隔壁３７がせん断変形して圧力室３８Ｂの容積が図８Ａの中立状態からさらに収縮する。これにより、圧力室３８内のインクの圧力が増大し、このインクの圧力によりノズル孔４０のインク吐出口４０ａからインクが吐出される。
このように、図７Ｂの駆動信号によっても、圧力室３８内のインクの圧力を減少させた後で増大させる隔壁３７の一連の動作（圧力変動動作）が行われることで、圧力室３８内のインクがノズル孔４０から吐出される。
【００４８】
より具体的には、図７Ａ又は図７Ｂの駆動信号の印加により隔壁３７の圧力変動動作が開始されると、まず膨張パルスｐ１の印加による圧力室３８内のインクの圧力の減少に応じて、ノズル孔４０内のインクの表面（メニスカス）が圧力室３８側に引き込まれて後退する。そして、図７Ａの駆動信号では膨張パルスｐ１の印加終了によって、また図７Ｂの駆動信号では収縮パルスｐ２の印加開始によって、圧力室３８内のインクの圧力が増大すると、これに応じてノズル孔４０内のインクのメニスカスがＺ方向についてインク吐出口４０ａ側に押し出され、一部のインクがインク液滴としてインク吐出口４０ａから吐出される。なお、インクのメニスカスの挙動は、必ずしも駆動信号におけるパルスの印加期間と同期した動きになるとは限らず、パルスの印加前において既に生じていたインクの流れに応じた慣性や、ノズル孔４０内での圧力分布などに応じて、各パルスの印加前後においてもＺ方向に移動し得る。
【００４９】
ここで、本実施形態のインクジェット記録装置１では、上述のインク吐出動作におけるインクのメニスカスの一連の挙動のうち、当該メニスカスが圧力室３８側に引き込まれるときのメニスカスのＺ方向についての位置は、第２部分４２における第２の開口４２ａよりも圧力室３８側まで後退するようになっている。換言すれば、隔壁３７の圧力変動動作に応じて、ノズル孔４０内のインクのメニスカスがＺ方向について第２の開口４２ａよりも圧力室３８側に引き込まれるような駆動信号がインク吐出に用いられている。
【００５０】
図９は、第２の開口４２ａよりも圧力室３８側まで引き込まれたインクＩｎのメニスカスＭを示す図である。
インクＩｎのメニスカスＭが第２の開口４２ａよりも圧力室３８側まで引き込まれると、メニスカスＭが存在し得る範囲が第２部分４２の内部まで拡大されるため、メニスカスＭが広がりやすくなる。このため、第２部分４２の内部に入ったメニスカスＭに対して当該メニスカスＭをインク吐出口４０ａ方向に押し戻す適切なインクの圧力がかからないと、メニスカスＭが第２部分４２内に深く入り込んでしまう。この結果、メニスカスＭが気泡を巻き込んで、当該気泡がインクＩｎの内部に取り込まれる不具合が発生する。インクＩｎの内部に気泡が取り込まれると、圧力室３８内のインクの圧力がノズル孔４０内のインクＩｎに適正に伝わらなくなるため、吐出インク量やインク吐出方向に係る異常が生じてインク吐出不良に繋がる。
【００５１】
これに対し、本実施形態のノズル孔４０では、上述した第１の開口４１ａの開口幅Ｄ及び棚状部Ｔの幅Ｌが以下の式（１）を満たすようにノズル孔４０を形成することで、上述のような不具合の発生が抑制される。
０＜Ｌ≦０．２５Ｄ  …（１）
例えば、図５Ａに示されるＸ方向に平行な方向についての第１の開口４１ａの開口幅Ｄは２１［μｍ］、第２の開口４２ａの開口幅Ｗは２５［μｍ］であり、当該方向についての棚状部Ｔの幅Ｌは２［μｍ］となっている。また、図５Ａでは示されていないが、第１の開口４１ａの中心を通る任意の方向について、開口幅Ｄと棚状部Ｔの幅Ｌとが上記式（１）を満たしている。
【００５２】
式（１）のように棚状部Ｔの幅Ｌの上限を制限することで、第１部分４１の内壁面のうち棚状部Ｔに繋がる部分の位置と、第２部分４２の内壁面のうち棚状部Ｔに繋がる部分の位置とが接続面Ｓに沿った方向について極端に離隔しないようにすることができる。これにより、第１部分４１から第２部分４２の内部に入ったメニスカスＭの拡大可能範囲が急激に広がることが抑制される。メニスカスＭの拡大可能範囲が抑えられることで、メニスカスＭに及ぼされるインクＩｎからの圧力が分散されにくくなり、メニスカスＭの各部がインクＩｎから受ける圧力の低減が抑制される。特に、第２部分４２の内部に入ったメニスカスＭに対して、図９の矢印に示されるように、第２部分４２の内壁面に沿ったインクＩｎの圧力がかかりやすい状態とすることができる。この結果、メニスカスＭが第２部分４２に深く入り込んで気泡を巻き込み、当該気泡がインクＩｎ内に取り込まれる不具合の発生が抑制される。
【００５３】
また、上記の式（１）に代えて、第１の開口４１ａの開口幅Ｄと、棚状部Ｔの幅Ｌとが下記の式（２）を満たすようにノズル孔４０を形成することで、より確実に上述の不具合の発生が抑制される。
０＜Ｌ＜０．１５Ｄ  …（２）
【００５４】
なお、本実施形態では、第１部分４１における第１の開口４１ａが円形である例を用いているが、第１の開口４１ａの形状はこれに限られず、例えば楕円形や多角形（頂点が丸みを帯びているものを含む）などであってもよい。第１の開口４１ａが円形以外である場合には、上記式（１）及び式（２）におけるＤ及びＬは、第１の開口４１ａの面積重心（中心）を通る方向に沿って算出する。また、一の方向についての一対の棚状部Ｔの幅が互いに異なる場合には、当該一対の棚状部Ｔの幅のうち大きい方（最大値）をＬとする。
【００５５】
次に、本実施形態の効果を確認するために行ったシミュレーションの結果について説明する。
図１０は、本実施形態の効果を確認するためのシミュレーションの結果を示す図である。ここでは、図５Ａに示される、第１の開口４１ａの開口幅Ｄが２１［μｍ］であるノズル孔４０において、棚状部Ｔの幅Ｌを０［μｍ］から１０［μｍ］まで７段階に変えたときのノズル孔４０内におけるインクの挙動を流体シミュレーションにより解析した。シミュレーションでは、インク吐出動作のうち、メニスカスＭがノズル孔４０の第２部分４２において最も圧力室３８側まで引き込まれるときの気泡の巻き込みの有無を解析した。図１０では、気泡の巻き込みの解析結果が、「○」、「△」、「×」で示されている。
【００５６】
図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃは、ノズル孔４０においてインク内に気泡が巻き込まれる態様を示す模式図である。
図１１Ａは、第２部分４１内においてインクＩｎのメニスカスＭが安定的に保持され気泡の巻き込みがない場合の例が示されている。図１０では、このような解析結果が得られた場合を「○」で示している。
図１１Ｂは、第２部分４１内においてメニスカスＭが保持されるが、一定の確率で不安定となり気泡の巻き込みが生じ得る場合の例が示されている。図１０では、このような解析結果が得られた場合を「△」で示している。
図１１Ｃは、第２部分４１内においてメニスカスＭが潰れて（壊れて）気泡の巻き込みが生じる場合の例が示されている。図１０では、このような解析結果が得られた場合を「×」で示している。
【００５７】
図１０に示されるように、第１の開口４１ａの開口幅Ｄに対する棚状部Ｔの幅Ｌの割合（Ｌ／Ｄ）が０．２５を超えると、メニスカスＭが潰れて気泡の巻き込みが生じる結果（「×」）となった。
一方、Ｌ／Ｄが０．２５以下である範囲内では、気泡の巻き込みの解析結果は「△」又は「○」であり、第２部分４１内においてメニスカスＭが保持されて気泡の巻き込みを一定程度の範囲内に抑えることができることが分かった。
特に、Ｌ／Ｄが０．１５未満である範囲内では、第２部分４１内においてメニスカスＭが安定的に保持され気泡の巻き込みが生じない結果（「○」）となった。
【００５８】
これらの結果から、第１の開口４１ａの開口幅Ｄと、棚状部Ｔの幅Ｌとが上記の式（１）を満たすようにノズル孔４０を形成することで、ノズル孔４０内のインクへの気泡の巻き込みを一定程度の範囲内に抑えることができ、さらに式（２）を満たすようにノズル孔４０を形成することで、より確実に気泡の巻き込みを抑制可能となることが確認された。
【００５９】
次に、ノズル孔４０の形成方法について説明する。
上述の構成を有するノズル孔４０は、特には限られないが、例えば以下の方法で形成することができる。
【００６０】
図１２は、ノズル孔４０の形成方法を説明する図である。
図１２のノズル孔４０の形成方法では、まず、インク吐出口４０ａの開口形状に対応する大きさの透過穴を有するマスク７０を介して厚さ２００［μｍ］のポリイミド基板からなるノズルプレート３３にレーザー（ここでは、エキシマレーザー）を照射することで、ノズルプレート３３を貫通する貫通孔を形成する（図１２のＳ１）。これにより、ノズルプレート３３にインク吐出口４０ａが形成される。ここで、レーザーのエネルギー密度を調整することで、レーザーの入口側の開口から出口側の開口（インク吐出口４０ａ）にかけてテーパー形状を有する貫通孔を形成することができる。
次に、第２の開口４２ａの開口形状に対応する大きさの透過穴を有するマスク７０を、当該透過穴がインク吐出口４０ａの開口と同心となる位置に配置して、マスク７０を介してノズルプレート３３にレーザーを照射し、深さ１８５［μｍ］まで穿孔する。これにより、第１部分４１の形状を確定させるとともに、棚状部Ｔを形成する（図１２のＳ２）。
その後、マスク７０の透過穴の面積を第２部分４２の圧力室３８側の開口形状まで変化させながらレーザーを照射することで、第２部分４２の内壁面がテーパー形状となるように加工する（図１２のＳ３）。
なお、図１２のＳ３に示す工程では、開口形状が異なる複数のマスク７０を順次適用してレーザーを照射することで内壁面をテーパー形状に加工してもよい。また、図１２のＳ１における貫通孔の形成時においても、図１２のＳ３と同様の方法でテーパー形状の加工を行ってもよい。また、上記では、第１部分４２を形成した後に第２部分４２を形成したが、第２部分４２の形成を先に行ってもよい。また、上記方法に代えて、円錐形状や四角錐形状のポンチによる打ち抜き加工によって第１部分４１及び第２部分４２をそれぞれ形成してもよい。
【００６１】
このような形成方法では、図１２のＳ１におけるマスク７０の透過穴の軸と図１２のＳ２におけるマスク７０の透過穴の軸がずれる不具合が生じ得るが、ノズル孔４０が棚状部Ｔを有する構成とすることで、当該軸ずれが生じても、第１部分４１及び第２部分４２の接続面Ｓがノズル面と平行な状態に維持されて第１部分４１の形状が変動しにくいため、インク射出方向が曲る不具合の発生を抑制することができる。
【００６２】
なお、記録ヘッド３０においてベンドモードのインク吐出機構が用いられている場合には、ノズルプレート３３としてシリコン基板が好適に用いられる。シリコン基板を用いる場合には、例えば以下の方法でノズル孔４０を形成することができる。
すなわち、まず表裏両面に熱酸化膜が形成された厚さ２００［μｍ］のシリコン基板の一方の面にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィー処理により、第２部分４２の圧力室３８側の開口形状に対応するフォトレジストパターンを形成する。このフォトレジストパターンを用いて熱酸化膜をエッチングすることで、熱酸化膜によるエッチングマスクパターンを形成する。そして、当該エッチングマスクパターンを用いて、異方性ドライエッチングにより深さ１８５［μｍ］までシリコン基板をエッチングして第２部分４２を形成する。
次に、シリコン基板の他方の面にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィー処理により、上記第２部分４２の開口と同心となる位置に、インク吐出口４０ａの開口形状に対応するフォトレジストパターンを形成する。このフォトレジストパターンを用いて熱酸化膜をエッチングすることで、熱酸化膜によるエッチングマスクパターンを形成する。そして、当該エッチングマスクパターンを用いて、異方性ドライエッチングにより第２部分４２に貫通するまでシリコン基板をエッチングして第１部分４１を形成する。
この方法に用いるシリコン基板としては、第１部分４１と第２部分４２との境界位置にエッチングストッパーとしてのシリコン酸化膜が積層されたものを用いてもよい。これにより、第２部分４２を形成するエッチングの深さを正確に制御することができる。また、ドライエッチングに代えてウェットエッチングによりノズル孔４０を形成してもよい。
【００６３】
（変形例）
続いて、上記実施形態の変形例について説明する。本変形例は、ノズル孔４０における第１部分４１の形状が上記実施形態と異なる。以下では、上記実施形態との相違点について説明する。
【００６４】
図１３は、本変形例に係るノズル孔４０の構成を示す図である。
本変形例のノズル孔４０は、一端がインク吐出口４０ａを形成し、ノズルプレート３３における内壁面がインク吐出口４０ａからＺ方向に平行に延びているストレート部４１１（先端部）と、ストレート部４１１の他端から第１の開口４１ａまで延び、インク吐出口４０ａからの距離の増大に従って断面積が単調増加する（すなわち、内壁面がテーパー形状を有する）テーパー部４１２（後端部）とを有する。このうちテーパー部４１２の内壁面のＺ方向からの傾斜角は、第２部分４２の内壁面のＺ方向からの傾斜角よりも小さくなっている。
また、ストレート部４１１のＺ方向についての長さＡ１は、インク吐出口４０ａの直径ｄの０．３倍以下となる範囲内とすることが望ましく、本実施形態の長さＡ１は、５［μｍ］となっている。
なお、インク吐出口４０ａが円形以外である場合における上記長さＡ１の規定では、直径ｄに代えて、インク吐出口４０ａの面積重心（所定の中心）を通る開口幅の最小値が用いられる。すなわち、長さＡ１は、インク吐出口４０ａの面積重心を通りノズル面に沿った任意の方向についてのインク吐出口４０ａの開口幅の０．３倍以下の範囲内とされる。
【００６５】
このように、第１部分４１におけるインク吐出口４０ａ側の先端にストレート部４１１を設けることで、インク吐出口４０ａから吐出される直前のインクがストレート部４１１に沿って移動するため、インクの射出角度が曲る不具合の発生が抑制される。
なお、第２部分４２についても、内壁面のＺ方向からの傾斜角度が異なる２以上の部分を有する構成としてもよい。この場合には、第２部分４２における内壁面の傾斜角度の最小値が、第１部分４１における内壁面の傾斜角度の最大値よりも大きくなるようにノズル孔４０を形成すればよい。
【００６６】
以上のように、本実施形態のインクジェット記録装置１は、インクを貯留する圧力室３８と、圧力室３８に連通するノズル孔４０が設けられているノズルプレート３３と、入力された駆動信号に応じて圧力室３８内のインクの圧力を変動させる圧力変動動作を行う隔壁３７と、圧力室３８内のインクをノズル孔４０のインク吐出口４０ａから吐出させる圧力変動動作を行わせる駆動信号を隔壁３７に対して出力するヘッド駆動部３９と、を備え、ノズル孔４０は、一端がインク吐出口４０ａを形成する第１部分４１と、第１部分４１の他端に接続されている第２部分４２とからなり、第１部分４１及び第２部分４２は、インク吐出口４０ａがなすノズル面に平行な断面における断面積の分布がインク吐出口４０ａからの距離の増大に従って単調非減少となる形状を有してノズル面に垂直なＺ方向（ノズル軸方向）に沿って延在し、第１部分４１及び第２部分４２の接続面Ｓにおける第１部分４１の第１の開口４１ａが、接続面Ｓにおける第２部分４２の第２の開口４２ａに包含される形状及び位置関係を有して接続されていることで棚状部Ｔを形成しており、ヘッド駆動部３９は、ノズル孔４０の内部におけるインクの表面をＺ方向について第２の開口４２ａよりも圧力室３８側に引き込む圧力変動動作を隔壁３７に行わせる駆動信号を供給し、第１の開口４１ａの中心を通り接続面Ｓに沿った任意の方向についての第１の開口４１ａの開口幅をＤ、当該開口幅の方向に沿った第１の開口４１ａの縁と第２の開口４２ａの縁との間の距離の最大値をＬとした場合に、
０＜Ｌ≦０．２５Ｄ  …（１）
を満たす。
このように棚状部Ｔの幅Ｌの上限を制限することで、接続面Ｓに繋がる第１部分４１の内壁面の位置と、第２部分４２の内壁面の位置とが接続面Ｓに沿った方向について極端に離隔しないようにすることができる。これにより、第１部分４１から第２部分４２の内部に入ったメニスカスＭの拡大可能範囲が急激に広がることが抑制される。メニスカスＭの拡大可能範囲が抑えられることで、メニスカスＭに及ぼされるインクからの圧力が分散されにくくなり、メニスカスＭの各部がインクから受ける圧力の低減を抑制することができる。特に、第２部分４２の内部に入ったメニスカスＭに対して、第２部分４２の内壁面に沿ったインクの圧力がかかりやすくなることで、メニスカスＭの形状を維持しやすくすることができる。この結果、メニスカスＭが第２部分４２に深く入り込んで気泡を巻き込み、当該気泡がインク内に取り込まれる不具合の発生を抑制することができる。
また、ノズル孔４０に棚状部Ｔが設けられることで、第１部分４１及び第２部分４２の形成位置に誤差が生じた場合に、第１部分４１の形状に影響が及ぶ不具合の発生を抑制することができる。すなわち、第１部分４１及び第２部分４２のＸＹ平面内での相対的な位置ずれ量が棚状部Ｔの幅の範囲内であれば、棚状部Ｔの形状は変動するものの、第１部分４１及び第２部分４２の接続面Ｓがノズル面と平行な状態で維持されるため、第１部分４１の形状自体には影響が及ばないこととなる。これにより、第１部分４１及び第２部分４２の形成位置のずれが生じた場合における、第１部分４１の形状の当初の設計からの変動を抑制することができるため、ノズル孔４０からのインク射出角度の曲がりを生じにくくすることができる。
【００６７】
また、第１の開口４１ａの開口幅Ｄ及び棚状部Ｔの幅Ｌが
０＜Ｌ＜０．１５Ｄ  …（２）
を満たすようにノズル孔４０が設けられることで、ノズル孔４０においてインク内に気泡が巻き込まれて取り込まれる不具合の発生をより確実に抑制することができる。
【００６８】
また、第１部分４１及び第２部分４２は、インク吐出口４０ａの中心を通りＺ方向に平行な任意の断面において、ノズルプレート３３における第２部分４２の内壁面がＺ方向との間でなす角度の最小値が、ノズルプレート３３における第１部分４１の内壁面がＺ方向との間でなす角度の最大値よりも大きくなる形状を有する。このような構成により、ノズル孔４０内をＺ方向に進行するインクがノズル孔４０の壁面から受ける抗力（粘性抵抗）を低減させて効率良くインクを吐出することができる。このため、より小さな電圧振幅のパルスからなる駆動信号によりインク吐出動作を行わせることができる。また、このような構成では、インクのメニスカスＭがノズル孔４０の第２部分４２の内部に入った場合に、メニスカスＭが広がりやすくなるが、ノズル孔４０が上記の式（１）又は式（２）を満たすように形成されることで、メニスカスＭの形状を維持しやすくすることができる。よって、インク内に取り込まれる不具合の発生を効果的に抑制することができる。
【００６９】
また、変形例における第１部分４１は、一端がインク吐出口４０ａを形成し、ノズルプレート３３における内壁面がインク吐出口４０ａからＺ方向に平行に延びているストレート部４１１と、ストレート部４１１の他端から第１の開口４１ａまで延び、インク吐出口４０ａからの距離の増大に応じて断面積が単調増加するテーパー部４１２と、を有する。これにより、インク吐出口４０ａから吐出される直前のインクがストレート部４１１に沿って移動するため、インクの射出角度が曲る不具合の発生をより確実に抑制することができる。
【００７０】
また、Ｚ方向についてのストレート部４１１の長さは、インク吐出口４０ａの中心を通りノズル面に沿った任意の方向についてのインク吐出口４０ａの開口幅（上記実施形態では、直径ｄ）の０．３倍以下である。ストレート部４１１は、微小なインク液滴を吐出するために狭く設けられているインク吐出口４０ａと同径の狭小な経路であるため、ストレート部４１１を通過するインクは、壁面から受ける抗力の影響を受けやすいが、ストレート部４１１の長さを上記の範囲内に制限することで、当該抗力の影響を抑えて効率良くインクを吐出することができる。
【００７１】
また、Ｚ方向についての第１部分４１の長さは、インク吐出口４０ａの中心を通りノズル面に沿った任意の方向についてのインク吐出口４０ａの開口幅（上記実施形態では、直径ｄ）の１．５倍以下である。第１部分４１は、第２部分４２よりも断面積が小さく、第１部分４１を通過するインクは、第２部分４２よりも壁面から受ける抗力の影響を受けやすいが、第１部分４１の長さを上記の範囲内に制限することで、当該抗力の影響を抑えて効率良くインクを吐出することができる。
【００７２】
また、本実施形態のノズルプレート３３は、単一の部材からなる。第１部分４１が形成されたプレートと第２部分４２が形成されたプレートとを接着剤で貼り合わせる構成では、ノズル孔４０内の棚状部Ｔの位置に接着剤が侵入する問題が生じるが、上記のようにノズルプレート３３を単一の部材により構成することで、このような問題が生じないようにすることができる。この結果、接着剤の影響でインクの吐出量や飛翔方向に異常が発生するのを抑制することができる。
【００７３】
なお、本発明は、上記実施形態及び変形例に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、インク吐出動作のために供給される駆動信号は、図７Ａ及び図７Ｂに示したもの限られず、駆動信号の印加による圧力室３８内のインク圧力の変動に応じて、ノズル孔４０内のインクのメニスカスが第２の開口４２ａよりも圧力室３８側に引き込まれるような任意の駆動信号を用いることができる。例えば、膨張パルス及び収縮パルスの少なくとも一方が複数組み合わされた駆動信号であってもよい。
【００７４】
また、ノズル孔４０における第１部分４１及び第２部分４２の形状は、上記実施形態及び変形例に記載したものに限られない。例えば、第１部分４１及び第２部分４２の少なくとも一方における内壁面がＺ方向と平行なストレート形状を有していてもよい。また、第１部分４１及び第２部分４２の少なくとも一方における内壁面が段差や凹凸を有していてもよい。
【００７５】
また、上記実施形態では、シングルパス形式のインクジェット記録装置１を例に挙げて説明したが、記録ヘッドを走査させながら画像の記録を行うインクジェット記録装置に本発明を適用してもよい。
【００７６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、インクジェット記録装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００７８】
１  インクジェット記録装置
２  外部装置
１０  搬送部
１０１  駆動ローラー
１０２  従動ローラー
１０３  搬送ベルト
２０  ヘッドユニット
３０  記録ヘッド
３０Ｍ  ヘッドモジュール
３０１  ヘッド制御部
３１  インク吐出基板
３２  カバープレート
３３  ノズルプレート
３４，３５  基板
３６  接着部
３７  隔壁
３７１，３７１Ａ，３７１Ｂ，３７１Ｃ  電極
３８，３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ  圧力室
３９  ヘッド駆動部
４０  ノズル
４０ａ  インク吐出口
４１  第１部分
４１ａ  第１の開口
４１１  ストレート部
４１２  テーパー部
４２  第２部分
４２ａ  第２の開口
５０  制御部
５１  ＣＰＵ
５２  ＲＡＭ
５３  ＲＯＭ
５４  記憶部
６１  搬送駆動部
６２  入出力インターフェース
６３  バス
７０  マスク
Ｉｎ  インク
Ｍ  メニスカス
Ｐ  記録媒体
Ｔ  棚状部
【図１】
2018179706.tif 000003
【図２】
2018179706.tif 000004
【図３】
2018179706.tif 000005
【図４】
2018179706.tif 000006
【図５Ａ】
2018179706.tif 000007
【図５Ｂ】
2018179706.tif 000008
【図６】
2018179706.tif 000009
【図７Ａ】
2018179706.tif 000010
【図７Ｂ】
2018179706.tif 000011
【図８Ａ】
2018179706.tif 000012
【図８Ｂ】
2018179706.tif 000013
【図８Ｃ】
2018179706.tif 000014
【図９】
2018179706.tif 000015
【図１０】
2018179706.tif 000016
【図１１Ａ】
2018179706.tif 000017
【図１１Ｂ】
2018179706.tif 000018
【図１１Ｃ】
2018179706.tif 000019
【図１２】
2018179706.tif 000020
【図１３】
2018179706.tif 000021
【国際調査報告】
2018179706.tif 000022
2018179706.tif 000023
2018179706.tif 000024