(57)【要約】      （修正有）【課題】  ノズルプレート表面の排液を好適に行い、ノズル孔の目詰まりや液滴量の変化、着弾位置ズレによる吐出不良を防止した液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置を提供する。【解決手段】液滴吐出ヘッド３４は、液状体を吐出する複数のノズル孔１８からなるノズル列１Ａ，１Ｂが設けられたノズルプレート６０を備え、ノズルプレート６０のノズル列１Ａ，１Ｂの周辺を含む少なくとも一部には、複数の凹部１０が分散されて配列されている。【選択図】図３
2006256011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状体を吐出する複数のノズル孔からなるノズル列が設けられたノズルプレートを備え、
前記ノズルプレートの前記ノズル列の周辺を含む少なくとも一部には、複数の凹部が分散されて配列されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】
液状体を吐出する複数のノズル孔からなるノズル列が設けられたノズルプレートと、前記ノズルプレートを支持する支持プレートとを備え、
前記ノズルプレートの前記ノズル列の周辺を含む少なくとも一部には、複数の凹部が分散されて配列されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】
液状体を吐出する複数のノズル孔からなるノズル列が設けられたノズルプレートと、前記ノズルプレートを支持する支持プレートとを備え、
前記支持プレートの少なくとも一部には、複数の凹部が分散されて配列されたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項４】
前記凹部が、平面視円形状でかつ前記ノズルプレートの厚さ方向に湾曲して設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項５】
前記平面視円形状の直径が０．１ｍｍ〜１ｍｍであることを特徴とする請求項４に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項６】
前記複数の凹部が、格子状又は千鳥状に配置されたことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項７】
前記複数の凹部間の間隔が、０．５ｍｍ〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項８】
前記ノズルプレートの表面には、撥液処理が施されたことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッド。
【請求項９】
所定パターンに形成されたマスクを介してノズルプレートの表面にエキシマレーザを照射し複数の凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部を含む前記ノズルプレートの表面に撥液処理を施す撥液処理工程と、
を有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
シール材の一面側にエキシマレーザを照射して複数の凹部を形成する凹部形成工程と、
前記複数の凹部が形成された前記シール材の他面側を前記ノズルプレートの表面に貼り付ける貼り付け工程と、
前記凹部を含む前記ノズルプレートの表面に撥液処理を施す撥液処理工程と、
を有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１１】
前記ノズルプレート表面に機械加工により複数の凹部を形成する凹部形成工程と、
前記凹部を含む前記ノズルプレートの表面に撥液処理を施す撥液処理工程と、
を有することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする液滴吐出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出ヘッド及び液滴吐出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液滴吐出装置の液滴吐出ヘッドは、圧力発生室で加圧したインクをノズル孔からインク滴として被対象物に吐出させるが、ノズル孔からの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化、また塵埃のノズル近傍への付着、さらには気泡の混入などにより、吐出不良を起こす可能性がある。そのため、混入した気泡や増粘したインクを除去するためのポンプを有するインク吸引手段を備えるとともに、必要に応じて液滴吐出ヘッドのノズルプレート面を清掃するワイパー部材を有するワイピング手段を備えた液滴吐出装置が広く利用されている。
【０００３】
ところが、インク吸引後のノズルプレートには大量のインクが付着し、１回のワイピングではうまく清掃できないことがあった。さらに、ノズルプレート表面に撥液処理を施したとしても、時間の経過とともに、撥液機能の効果が薄れてしまい、ノズル孔付近に付着したインクや塵埃等の異物を除去することができず、吐出不良を引き起こす場合があった。
【０００４】
そこで、インク滴の吐出不良を防止するために、ノズルプレート表面のインクを除去する方法として以下に示す方法が提案されている。
（１）特許文献１に開示の発明では、ワイピング方向と垂直方向（ノズル列に平行方向）にトラップ溝を形成する方法が提案されている。これによれば、ワイピングブレードでノズルプレート表面をワイピングすることにより、ノズルプレート表面に付着したインクをトラップ溝に溜めることができ、ノズルプレート表面のインクを除去することができる。
（２）特許文献２に開示の発明では、ノズル孔の外周部に溝を形成する方法が提案されている。これによれば、特許文献１と同様に、ノズルプレート表面に付着したインクをノズル孔の外周部の溝に溜めることができ、ノズルプレート表面のインクを除去することができる。
【特許文献１】特開平１１−２７７７５６号公報
【特許文献２】特開２００４−１７３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２に開示の発明では、溝がノズル列に対して平行に形成されるため、溝のインクが溢れた場合には溝に隣接（近接）するノズル列のノズル孔にインクが混入してしまうという問題があった。さらに、ワイピング手段によりノズルプレート表面をワイピングすることによってノズル列に平行に形成された溝部に廃液を収容することができない場合、溝部から溢れたインクがワイピング方向に形成されたノズル孔に混入してしまうという問題があった。これにより、ノズル孔の目詰まりや液滴量の変化、着弾位置ズレが発生し、吐出不良を引き起こすという問題が発生した。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノズルプレート表面の排液を好適に行い、ノズル孔の目詰まりや液滴量の変化、着弾位置ズレによる吐出不良を防止した液滴吐出ヘッド及び液滴吐出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】
本発明は、上記課題を解決するために、液状体を吐出する複数のノズル孔からなるノズル列が設けられたノズルプレートを備え、前記ノズルプレートの前記ノズル列の周辺を含む少なくとも一部には、複数の凹部が分散されて配列されたことを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、ノズルプレート全面には複数の凹部が規則的に配列されているため、ノズルプレート表面に付着したインクは、一箇所に集中することなく広い範囲に分散かつ平均化されて複数の凹部に溜められる。これにより、ノズルプレートに付着した廃液がノズル孔に混入するおそれが少なくなる。また、ワイピング手段によりノズルプレート表面をワイピングする場合には、ワイピング手段がインクに面ではなく点で接触するため拭き逃しがなく、ノズルプレート表面から不要な廃液を効率的に排出することができる。従って、ノズル孔への液状体の付着を回避することができ、吐出不良を防止することができる。
【０００９】
また本発明の液滴吐出ヘッドは、液状体を吐出する複数のノズル孔からなるノズル列が設けられたノズルプレートと、前記ノズルプレートを支持する支持プレートとを備え、前記ノズルプレートの前記ノズル列の周辺を含む少なくとも一部には、複数の凹部が分散されて配列されたことを特徴とする。
【００１０】
本発明のように液滴吐出ヘッドがノズルプレートと支持プレートとから構成される場合でも、上記発明と同様の作用効果を奏することができる。つまり、ノズルプレート表面に付着したインクは、一箇所に集中することなく広い範囲に分散かつ平均化されて複数の凹部に溜められるため、ノズルプレートに付着した廃液がノズル孔に混入するおそれが少なくなる。また、ワイピング手段によりノズルプレート表面をワイピングする場合には、ワイピング手段がインクに面ではなく点で接触するため拭き逃しがなく、ノズルプレート表面から不要な廃液を効率的に排出することができる。従って、ノズル孔への液状体の付着を回避することができ、吐出不良を防止することができる。
【００１１】
また本発明の液滴吐出ヘッドは、液状体を吐出する複数のノズル孔からなるノズル列が設けられたノズルプレートと、前記ノズルプレートを支持する支持プレートとを備え、前記支持プレートの少なくとも一部には、複数の凹部が分散されて配列されたことを特徴とする。
【００１２】
本発明のように液滴吐出ヘッドがノズルプレートと支持プレートとから構成される場合でも、上記発明と同様の作用効果を奏することができる。つまり、ノズルプレートから支持プレートまで飛散したインク等は、一箇所に集中することなく広い範囲に分散かつ平均化されて複数の凹部に溜められるため、ノズルプレートに付着した廃液がノズル孔に混入するおそれが少なくなる。従って、ノズル孔の液状体の目詰まりを回避することができ、吐出不良を防止することができる。また、支持プレート表面にはノズル孔が設けられていないため、ノズルプレートの吐出面に凹部を形成する場合と比較して凹部の形成が容易となる。
【００１３】
また本発明の液滴吐出ヘッドは、前記凹部が、平面視円形状でかつ前記ノズルプレートの厚さ方向に湾曲して設けられたことも好ましい。
【００１４】
この構成によれば、ワイピング手段に例えば回動可能なロール表面に布が巻かれたものを用いた場合には、良好に凹部に溜められた廃液を拭うことができる。つまり、凹部の内面に角部がある場合には、廃液が角部に溜まってしまい良好にインクを拭うことができないが、凹部の内面が湾曲している場合には、凹部内の全面にワイピング手段を接触させることができるため凹部内の廃液を良好に拭うことができる。
【００１５】
また本発明の液滴吐出ヘッドは、前記円形状の直径が０．１ｍｍ〜１ｍｍであることも好ましい。
【００１６】
凹部の円形状の直径が０．１ｍｍ未満の場合には、凹部が微細となるためインクを十分に溜めることができないからである。一方、凹部の円形状の直径が１ｍｍ超の場合には、インクが溜まり過ぎてインクを分散かつ平均化させて凹部に溜めることができないからである。
【００１７】
また本発明の液滴吐出ヘッドは、前記複数の凹部が、格子状又は千鳥状に配置されたことも好ましい。
【００１８】
この構成によれば、複数の凹部がノズルプレート表面上に格子状又は千鳥状に形成されるため、複数の凹部はノズルプレート表面上の全面に規則的に形成される。これにより、ノズルプレート表面に付着したインクを、一箇所に集中することなく広い範囲に分散かつ平均化させて複数の凹部に溜めることができる。
【００１９】
また本発明の液滴吐出ヘッドは、前記複数の凹部間の間隔が、０．５ｍｍ〜５ｍｍであることも好ましい。
【００２０】
凹部間の間隔が０．５ｍｍ未満の場合には、隣接する凹部間でインクが接触してしまいインクを分散かつ平均化することができないからである。一方、凹部間の間隔が５ｍｍ超の場合には、微細ピッチで複数の凹部を形成することができず、インクを分散かつ平均化することができないからである。
【００２１】
また本発明の液滴吐出ヘッドは、前記ノズルプレート表面に、撥液処理が施されたことも好ましい。
【００２２】
この構成によれば、撥液処理により、ノズルプレート表面に付着したインクは弾かれ、ノズルプレート表面から排出される。これにより、ノズル孔にインクが混入されるのを防止することができる。
【００２３】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、所定パターンに形成されたマスクを介してノズルプレートの表面にエキシマレーザを照射し複数の凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部を含む前記ノズルプレートの表面に撥液処理を施す撥液処理工程と、を有することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、シール材の一面側にエキシマレーザを照射して複数の凹部を形成する凹部形成工程と、前記複数の凹部が形成された前記シール材の他面側を前記ノズルプレートの表面に貼り付ける貼り付け工程と、前記凹部を含む前記ノズルプレートの表面に撥液処理を施す撥液処理工程と、を有することを特徴とする。
【００２５】
この方法によれば、低周波のエキシマレーザを用いることにより、ノズルプレート表面に微細な凹部を形成することができる。これにより、複数の凹部を微細ピッチでノズルプレート表面上に配列することが可能となり、ノズルプレート表面に付着したインクを、一箇所に集中することなく広い範囲に分散かつ平均化させて複数の凹部に溜めることができる。
【００２６】
本発明の液滴吐出ヘッドの製造方法は、前記ノズルプレート表面に機械加工により複数の凹部を形成する凹部形成工程と、前記凹部を含む前記ノズルプレートの表面に撥液処理を施す撥液処理工程と、を有することを特徴とする。
この方法によれば、機械的にノズルプレート表面に複数の凹部を形成することができる。
【００２７】
本発明の液滴吐出装置は、上記液滴吐出ヘッドを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、吐出不良のない吐出精度を高めた液滴吐出装置を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】
【００２８】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２９】
［第１の実施の形態］
（液滴吐出装置）
図１は、液滴吐出装置９０の一例を示す概略構成図である。この液滴吐出装置９０は、ベース３１、基板移動手段３２、ヘッド移動手段３３、液滴吐出ヘッド３４、液供給手段３５、制御装置４０等を有して構成されたものである。ベース３１は、その上に前記基板移動手段３２、ヘッド移動手段３３を設置したものである。
【００３０】
基板移動手段３２は、ベース３１上に設けられたもので、Ｙ軸方向に沿って配置されたガイドレール３６を有したものである。この基板移動手段３２は、例えばリニアモータ（図示せず）により、スライダ３７をガイドレール３６に沿って移動させるよう構成されたものである。
スライダ３７上にはステージ３９が固定されている。よって、基板移動手段３２がステージ３９の移動軸となる。このステージ３９は、基板を位置決めし保持するためのものである。すなわち、このステージ３９は、公知の吸着保持手段（図示せず）を有し、この吸着保持手段を作動させることにより、基板をステージ３９の上に吸着保持するようになっている。基板は、例えばステージ３９の位置決めピン（図示せず）により、ステージ３９上の所定位置に正確に位置決めされ、保持されるようになっている。
【００３１】
ステージ３９上の基板に対し、その両側、すなわち後述する液滴吐出ヘッド３４の移動方向（Ｘ軸方向）での両側には、液滴吐出ヘッド３４にフラッシングを行わせるためのフラッシングエリア（図示省略）が設けられている。
【００３２】
ヘッド移動手段３３は、ベース３１の後部側に立てられた一対の架台３３ａ、３３ａと、これら架台３３ａ、３３ａ上に設けられた走行路３３ｂとを備えてなるもので、該走行路３３ｂをＸ軸方向、すなわち前記の基板移動手段３２のＹ軸方向と直交する方向に沿って配置したものである。走行路３３ｂは、架台３３ａ、３３ａ間に渡された保持板３３ｃと、この保持板３３ｃ上に設けられた一対のガイドレール３３ｄ、３３ｄとを有して形成されたもので、ガイドレール３３ｄ、３３ｄの長さ方向に液滴吐出ヘッド３４を搭載するキャリッジ４２を移動可能に保持したものである。キャリッジ４２は、リニアモータ（図示せず）等の作動によってガイドレール３３ｄ、３３ｄ上を走行し、これにより液滴吐出ヘッド３４をＸ軸方向に移動させるよう構成されたものである。
【００３３】
ここで、このキャリッジ４２は、ガイドレール３３ｄ、３３ｄの長さ方向、すなわちＸ軸方向に例えば１μｍ単位で移動が可能になっており、このような移動は制御装置４０によって制御されるようになっている。
【００３４】
液供給手段３５は、液滴吐出ヘッド３４に液状体を供給する液供給源４５と、この液供給源４５から液滴吐出ヘッド３４に液を送るための液供給チューブ４６とからなるものである。
制御装置４０は、装置全体の制御を行うマイクロプロセッサ等のＣＰＵや、各種信号の入出力機能を有するコンピュータなどによって構成されたもので、液滴吐出ヘッド３４による吐出動作、及び基板移動手段３２による移動動作を制御するものとなっている。
【００３５】
また、このような液滴吐出装置９０は、図１中二点鎖線で示す真空チャンバー４１内部に設けられている。この真空チャンバー４１は、外部と遮断されたことによって内部を閉空間とするものある。また、真空チャンバー４１の側面には、配管を介して減圧ポンプが配設され、この減圧ポンプには制御装置（図示省略）が接続されている。従って、減圧ポンプを駆動させることにより、真空チャンバー４１内部が排気され、真空チャンバー４１内部の圧力を制御することができるようになっている。なお、この真空チャンバー４１には扉が備えられており、内部への出入りができるようになっているのはもちろんである。
【００３６】
（液滴吐出ヘッド）
液滴吐出ヘッド３４は、前記キャリッジ４２に取付部４３を介して回動可能に取り付けられたものである。取付部４３にはモータ４４が設けられており、液滴吐出ヘッド３４はその支持軸（図示せず）がモータ４４に連結している。このような構成のもとに、液滴吐出ヘッド３４はその周方向に回動可能となっている。また、モータ４４も前記制御装置４０に接続されており、これによって液滴吐出ヘッド３４はその周方向への回動も、制御装置４０によって制御されるようになっている。
【００３７】
ここで、液滴吐出ヘッド３４は、図２（ａ）に示すように例えばステンレス製のノズルプレート６０と振動板１３とを備え、両者を仕切部材（リザーバプレート）１４を介して接合したものである。ノズルプレート６０と振動板１３との間には、仕切部材１４によって複数の空間１５と液溜まり７４とが形成されている。各空間１５と液溜まり７４の内部は液状体で満たされており、各空間１５と液溜まり７４とは供給口６２を介して連通したものとなっている。また、ノズルプレート６０には、空間１５から液状体を噴射するためのノズル孔１８が縦横に整列させられた状態で複数形成されている。一方、振動板１３には、液溜まり７４に液状体を供給するための孔１９が形成されている。
【００３８】
また、振動板１３の空間１５に対向する面と反対側の面上には、図２（ｂ）に示すように圧電素子（ピエゾ素子）６４が接合されている。この圧電素子６４は、一対の電極６６を有し、これら電極６６、６６間に通電されると外側に突出するようにして撓曲するよう構成されたものである。そして、このような構成のもとに圧電素子６４が接合されている振動板１３は、圧電素子６４と一体になって同時に外側へ撓曲するようになっており、これによって空間１５の容積が増大するようになっている。従って、増大した容積分に相当する液状体が、液溜まり７４から供給口６２を介して空間１５内に流入する。また、このような状態から圧電素子６４への通電を解除すると、圧電素子６４と振動板１３はともに元の形状に戻る。従って、空間１５も元の容積に戻ることから、空間１５内部の液状体の圧力が上昇し、ノズル孔１８から基板に向けて液状体の液滴７２が吐出される。
【００３９】
なお、このような構成からなる液滴吐出ヘッド３４は、その底面形状が略矩形状のもので、ノズル孔１８を例えば縦×横が２×１８０となるように整列配置させたものである。ここで、図１では液滴吐出ヘッド３４を一つしか示していないが、本発明の液滴吐出装置９０はこれに限定されることなく、液滴吐出ヘッド３４を複数備えていてもよく、例えば１２台の液滴吐出ヘッド３４を並列した状態に備えるようにしてもよい。
また、液滴吐出ヘッド３４としては、前記の圧電素子６４を用いたピエゾジェットタイプ以外にも、例えばエネルギー発生素子として電気熱変換体を用いる方式などを採用することができる。
【００４０】
（ノズルプレート）
図３は、液滴吐出ヘッド３４のノズルプレート６０の吐出面７０を模式的に示した拡大図であり、図４は、図３のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
ノズルプレート６０の吐出面７０には、インク（液状体）を吐出する複数のノズル孔１８からなる２列のノズル列１Ａ，１ＢがＹ軸方向に沿って形成されている。本実施形態において、２列のノズル列１Ａ，１Ｂは互いに異なる色のインクを吐出するノズル孔１８が設けられたものであり、例えば、ノズル列１Ａのノズル孔１８はＣ（シアン）のインクを吐出し、ノズル列１Ｂのノズル孔１８はＢ（黒色）のインクを吐出する。但し、各ノズル列１Ａ、１Ｂの両端における数個のノズル孔１８はインクが吐出されない「休止ノズル」に設定され、他のノズルはインクが吐出される「吐出ノズル」に設定されている。また、ノズルプレート６０の吐出面７０には、吐出面７０に付着したインクを除去するため撥液処理が施されている。なお、ノズル列１Ａ，１Ｂは同一の色を吐出しても良い。
【００４１】
ノズルプレート６０の吐出面７０には、２列のノズル列１Ａ，１Ｂ間の境界８０に沿って分割された第１領域７０ａと第２領域７０ｂとが設けられている。第１領域７０ａは、ワイピングブレード８２が図中左方向（Ｙ軸方向）に走査する領域であり、第２領域７０ｂは、ワイピング手段が図中右方向（Ｙ軸方向）に走査する領域である。つまり、ワイピング手段は、境界８０を基準として第１領域７０ａと第２領域７０ｂとでノズルプレート６０の吐出面７０を反対方向に走査する。これにより、第１領域７０ａをワイピングしたワイピングブレード８２は第２領域７０ｂへ侵入しないため、Ｃ（シアン）とＢ（黒色）との混色を防止することができる。なお、ワイピングブレード８２は、ノズル列１Ａ，１Ｂに対して垂直方向（ワイピング方向）に移動するものとする。
【００４２】
ノズルプレート６０の吐出面７０の略全域には、複数の凹部１０が格子状に形成されている。この凹部１０の形状は平面視円形状、かつ、ノズルプレート６０の厚さ方向に円弧状に湾曲してディンプル状に形成されている。凹部１０の平面視円形状の直径Ｗ１は、図４に示すように例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍである。また、凹部１０，１０間の間隔Ｗ３は、図３に示すように０．５ｍｍ〜５ｍｍである。
【００４３】
続けて、複数の凹部１０の配列パターンについて図３を参照して説明する。なお、以下には第１領域７０ａと第２領域７０ｂとに形成される凹部パターンは対称であるため、第１領域７０ａに形成される凹部１０の配列パターンについてのみ説明する。
ノズルプレート６０の吐出面７０上には、複数の凹部１０が配列された凹部列Ａ〜Ｅがノズル列１Ａに対して平行に形成されている。互いの凹部列間は、行方向に距離Ｗ３離れて等間隔で配列されている。また、各凹部列Ａ〜Ｅの凹部１０は、列方向に距離Ｗ３離れて等間隔で配列されている。このように、ノズルプレート６０の吐出面７０上には、列方向及び行方向に等間隔に配列された複数の凹部１０が格子状に形成されている。
【００４４】
本実施形態によれば、ノズルプレート６０全面には複数の凹部１０が格子状に規則的に配列されているため、ノズルプレート６０の吐出面７０に付着したインクは、一箇所に集中することなく広い範囲に分散かつ平均化されて複数の凹部１０に溜められる。これにより、ノズルプレート６０に付着した廃液がノズル孔に混入するおそれが少なくなる。従って、ノズル孔１８への液状体の付着を回避することができ、吐出不良を防止することができる。
【００４５】
また、本実施形態の凹部１０は、円形状の直径が０．１ｍｍ〜１ｍｍである。これは、凹部１０の円形状の直径が０．１ｍｍ未満の場合には、凹部１０が微細となるためインクを溜めることができないからである。一方、凹部１０の円形状の直径が１ｍｍ超の場合には、インクが溜まり過ぎて、インクを分散かつ平均化させて凹部１０に溜めることができないからである。また、凹部１０，１０間の間隔が０．５ｍｍ未満の場合には、隣接する凹部１０，１０間でインクが接触してしまいインクを分散かつ平均化することができなくなることがあるからである。一方、凹部間の間隔が５ｍｍ超の場合には、微細ピッチで複数の凹部１０を形成することができず、インクを分散かつ平均化することができないくなることがあるからである。従って、本実施形態によれば、ノズルプレート６０の吐出面７０に付着したインクを、一箇所に集中することなく広い範囲に分散かつ平均化させて複数の凹部に溜めることができる。
【００４６】
さらに、本実施形態によれば、ノズルプレート６０の吐出面７０に撥液処理が施されているため、ノズルプレート６０の吐出面７０に付着したインクを弾き、インクを排出することができる。これにより、ノズル孔１８にインクが混入されるのを防止することができる。
【００４７】
また、図３に示すように、液滴吐出装置９０に備えられたワイピングブレード８２によりノズルプレート６０の吐出面７０上を走査した場合、インクが一箇所に集中することなく分散かつ平均化されて複数の凹部１０に溜められているため、ワイピングブレード８２が面ではなく点でインクに接触する。そのため、インクの拭き逃しがほとんどなく、ノズルプレート６０の吐出面７０から不要な廃液を効率的に排出することができる。
さらに、ワイピング手段に例えば回動可能なロール表面に布が巻かれたものを用いた場合には、インクが一箇所に集中することなく広い範囲に分散かつ平均化させて凹部１０に溜められているため、布に接触する単位面積あたりのインク量を均一化させることができ、廃液を良好に拭うことができる。
【００４８】
（凹部の形成方法）
次に、ノズルプレートの吐出面に凹部を形成する方法について図面を参照して説明する。図５は、ノズルプレート６０の吐出面７０に凹部１０を形成する工程を示した断面図である。
【００４９】
まず、図５（ａ）に示すように、所定パターンが形成されたマスク５０をノズルプレート６０の吐出面７０上に位置合わせして設置する。上記マスク５０には、ノズルプレート６０の吐出面７０に形成する凹部１０に対応した形状の開口部５０ａ（パターン）が形成されている。
【００５０】
次に、図５（ｂ）に示すように、マスク５０の上面側からマスク５０を介してエキシマレーザ光をノズルプレート６０の吐出面７０上に照射する。このエキシマレーザ光は２４８ｎｍの短波長の紫外線である。照射されたレーザ光は、マスク５０の開口部５０ａを透過し、ノズルプレート６０の吐出面７０上に到達する。なお、レーザ光としては、ＣＯ２レーザ等のガスレーザ、赤外線ランプ、キセノンランプ、ＹＡＧレーザ、アルゴンレーザ、炭酸ガスレーザ等の種々のレーザ光を使用することも可能である。
【００５１】
次に、図５（ｃ）に示すように、ノズルプレート６０の吐出面７０上に照射されたレーザ光は、レーザアブレーションにより、ノズルプレート６０の吐出面７０上に凹部１０パターンを形成する。つまり、レーザ光が照射されたノズルプレート６０の吐出面７０上の領域は、レーザ光により分子間化学結合が切断され、ガス化した物質が膨張により大気中に飛散する。これにより、ノズルプレート６０の吐出面７０上に複数の凹部１０が形成される。なお、マスク５０にハーフトーンマスクを用いることにより、ノズルプレート６０の厚み方向に円弧状に湾曲した凹部１０を形成することが可能である。
【００５２】
次に、図５（ｃ）に示すように、レーザ光の照射が終了した後、マスク５０を液滴吐出ヘッド３４から離反させる。このようにして、マスク５０を用いることにより液滴吐出ヘッド３４のノズルプレート６０の吐出面７０上の全領域に複数の凹部１０を形成することができる。
【００５３】
本実施形態によれば、レーザ光に低周波のエキシマレーザを用いるため、レーザ光の絞込みが容易となり、ノズルプレート６０の吐出面７０に微細な凹部１０を形成することができる。これにより、複数の凹部１０を微細ピッチでノズルプレート６０の吐出面７０上に形成することが可能となり、ノズルプレート６０の吐出面７０に付着したインクを、一箇所に集中することなく広範囲に分散かつ平均化させて複数の凹部１０に溜めることができる。
【００５４】
なお、上記実施形態とは異なる凹部の形成方法により凹部を形成することも可能である。具体的には、接着層からなるシール材の一面側にエキシマレーザを照射して、格子状又は千鳥状の配列パターンからなる複数の凹部１０を形成する。次に、このシール材の他面側をノズルプレート６０の吐出面７０に貼り付ける。次に、シール材が貼り付けられたノズルプレート６０の吐出面７０に撥液処理を施す。このような方法により、ノズルプレート６０の吐出面７０上に複数の凹部１０を形成することができる。
またさらに他の方法として、ポンチ加工により機械的にノズルプレート６０の吐出面７０上に格子状又は千鳥状の配列パターンからなる複数の凹部１０を形成することも可能である。
【００５５】
［第２の実施の形態］
次に、本実施形態について図面を参照して説明する。
上記実施形態では、ノズルプレートの吐出面に凹部を格子状に形成した。これに対し、本実施形態では、ノズルプレート吐出面に凹部を千鳥状に形成する点において異なる。従って、本実施形態においては、第１実施形態と異なる点を詳細に説明する。なお、その他の液滴吐出ヘッドの構成要素は上記第１実施形態と同様であり、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５６】
以下、複数の凹部１０の配列パターンについて詳細に説明する。図６は、液滴吐出ヘッド３４のノズルプレート６０の吐出面７０を模式的に示した拡大図である。なお、以下には第１領域７０ａと第２領域７０ｂとに形成される凹部パターンは対称であるため、第１領域７０ａに形成される凹部１０の配列パターンについてのみ説明する。
ノズルプレート６０の吐出面７０の略全域には、複数の凹部１０が千鳥状に形成されている。この凹部１０は、平面視円形状かつ、ノズルプレート６０の厚さ方向に円弧状に湾曲して形成される。
詳細には、ノズルプレート６０の吐出面７０上には、複数の凹部１０が配列された凹部列Ａ〜Ｅがノズル列１Ａに対して平行に形成されている。凹部列Ａ，Ｃ，Ｅは奇数列に配列され、凹部列Ｂ，Ｄは偶数列に配列されている。各凹部列Ａ，Ｃ，Ｅは、行方向に距離Ｗ４離れて等間隔で配列されている。また、各凹部列Ａ，Ｃ，Ｅの凹部１０は、列方向に距離Ｗ４離れて等間隔で配列されている。一方、凹部列Ｂは、凹部列Ａから距離Ｗ５だけ行方向にずれて配列されるとともに、凹部列Ｂの各凹部１０は、凹部列Ａの各凹部１０から距離Ｗ５だけ列方向ずれて配列されている。凹部列Ｄについても凹部列Ｃと同様に配列されている。距離Ｗ５は任意に設定できるが、本実施形態において距離Ｗ５は距離Ｗ４の半分の距離（Ｗ４／２、半ピッチ）となるように設定される。このように、本実施形態では、偶数列目に配列された凹部列Ｂ，Ｄと、奇数列目に配列された凹部列Ａ，Ｃ，Ｅとは、互いに列方向及び行方向に半ピッチずれて千鳥状に配列されている。
【００５７】
本実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。つまり、ノズルプレート６０の吐出面７０上に複数の凹部１０が千鳥状に形成されるため、ノズルプレート６０の吐出面７０に付着したインクを、一箇所に集中することなく広い範囲に分散かつ平均化させて複数の凹部１０に溜めることができる。これにより、ノズル孔１８への液状体の付着を回避することができ、吐出不良を防止することができる。
また、図３に示すように、液滴吐出装置９０に備えられたワイピングブレード８２によりノズルプレート６０の吐出面７０上を走査した場合、インクが一箇所に集中することなく分散かつ平均化されて複数の凹部１０に溜められているため、ワイピングブレード８２が面ではなく点でインクに接触する。そのため、インクの拭き逃しがほとんどなく、ノズルプレート６０の吐出面７０から不要な廃液を効率的に排出することができる。
さらに、ワイピング手段に例えば回動可能なロール表面に布が巻かれたものを用いた場合には、インクが一箇所に集中することなく広い範囲に分散かつ平均化させて凹部１０に溜められているため、布に接触する単位面積あたりのインク量を均一化させることができ、廃液を良好に拭うことができる。
【００５８】
［第３の実施の形態］
次に、本実施形態について詳細に説明する。
上記実施形態において、液滴吐出ヘッドのノズルプレートは一枚板のみで形成されていた。これに対し、本実施形態の液滴吐出ヘッドは、ノズル孔が設けられたプレートと支持プレートとを備えている点において異なる。なお、その他の液滴吐出ヘッドの構成要素は上記第１実施形態と同様であり、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５９】
図７は、液滴吐出ヘッド３４のノズルプレート６０の吐出面７０及び支持プレート３０
の表面上を模式的に示す平面図である。
図７に示すように、本実施形態の液滴吐出ヘッド３４は、ノズル列１Ａ，１Ｂが設けられたノズルプレート６０と、ノズルプレート６０を支持する支持プレート３０とを備えている。支持プレート３０の中央部にはノズルプレート６０の外形に対応した開口部が形成されており、この開口部にノズルプレート６０が嵌合されている。このように、本実施形態の液滴吐出ヘッド３４は、ノズルプレート６０と支持プレート３０とが一体化されて構成されている。
【００６０】
ノズルプレート６０の吐出面７０上には、複数の凹部１０が配列された凹部列Ａ，Ｂがノズル列１Ａに対して平行に形成されている。凹部列Ａの凹部１０は、列方向に距離Ｗ７離れて等間隔で配列されている。一方、凹部列Ｂは、凹部列Ａから距離Ｗ６だけ行方向にずれて配列されるとともに、凹部列Ａの凹部１０から距離Ｗ６だけ列方向ずれて配列されている。距離Ｗ６は任意に設定できるが、本実施形態において距離Ｗ６は距離Ｗ７の半分の距離（Ｗ７／２、半ピッチ）となるように設定される。このように、本実施形態では、凹部列Ｂと、凹部列Ａとは、互いに列方向及び行方向に半ピッチずれて千鳥状に配列されている。一方、本実施形態において、支持プレート３０表面上には凹部１０は形成されていない。
【００６１】
本実施形態によれば、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。つまり、ノズルプレート６０の吐出面７０に付着したインクを、一箇所に集中することなく広い範囲に分散かつ平均化して複数の凹部１０に溜めることができるため、ノズルプレート６０に付着した廃液がノズル孔１８に混入するおそれが少なくなる。従って、ノズル孔１８への液状体の付着を回避することができ、吐出不良を防止することができる。なお、複数の凹部１０の配列パターンは格子状に形成することも可能である。また、ノズルプレート６０の吐出面７０上に凹部列を２列以上形成した場合も同様に、複数の凹部１０を千鳥状又は格子状に形成することができる。
【００６２】
［第４の実施の形態］
次に、本実施形態について詳細に説明する。
上記第３実施形態において、ノズルプレート６０の吐出面７０に複数の凹部１０を形成した。これに対し、本実施形態では、複数の凹部１０を支持プレート３０の表面上に形成する点において異なる。なお、その他の液滴吐出ヘッドの構成要素は上記第３実施形態と同様であり、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６３】
図８は、液滴吐出ヘッド３４のノズルプレート６０の吐出面７０及び支持プレート３０の表面を模式的に示す平面図である。
支持プレート３０の吐出面７０上には、複数の凹部１０が配列された凹部列Ａ〜Ｄがノズル列１Ａに対して平行に形成されている。凹部列Ａ，Ｃは奇数列に配列され、凹部列Ｂ，Ｄは偶数列に配列されている。各凹部列Ａ，Ｃは、行方向に距離Ｗ９離れて等間隔で配列されるとともに、凹部列Ａ，Ｃの各凹部１０は、列方向に距離Ｗ９離れて等間隔で配列されている。一方、偶数列の凹部列Ｂは、奇数列の凹部列Ａから距離Ｗ８だけ行方向にずれて配列されるとともに、凹部列Ｂの各凹部１０は、凹部列Ａの各凹部１０から距離Ｗ８だけ列方向ずれて配列されている。凹部列Ｄについても凹部列Ｃに対して同様に配列されている。距離Ｗ８は任意に設定できるが、本実施形態において距離Ｗ８は距離Ｗ９の半分の距離（Ｗ９／２、半ピッチ）となるように設定される。このように、本実施形態では、偶数列目に配列された凹部列Ｂ，Ｄと、奇数列目に配列された凹部列Ａ，Ｃとは、互いに列方向及び行方向に半ピッチずれて千鳥状に配列されている。
【００６４】
本実施形態によれば、上記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。また、支持プレート３０にはノズル孔が形成されないため、ノズルプレート６０に凹部１０を形成する場合と比較して容易に凹部１０を形成することができる。なお、上記実施形態第３及び第４実施形態では、ノズルプレート６０か支持プレート３０の一方にのみ凹部１０を形成しているが、ノズルプレート６０と支持プレート３０の両方に凹部１０を形成することも可能である。
【００６５】
なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において上述した各例を組み合わせても良い。
例えば、本実施形態では、ノズル列１Ａ，１Ｂ間に凹部１０が形成されていないが、このノズル列１Ａ，１Ｂ間にも凹部１０を形成することは可能である。また、本実施形態では隣接する凹部１０，１０間の距離が列方向及び行方向において等しくなるように設定したが、列方向及び行方向の互いの距離を異ならせることも可能である。
さらに、上記実施形態では、ノズルプレート６０の吐出面７０上に格子状又は千鳥状に凹部１０を配列した。これに対し、ノズルプレート６０の吐出面７０上に凹部１０を不規則（ランダム）に分散させて形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】液滴吐出装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は液滴吐出ヘッドの概略構成を示す斜視図、（ｂ）は断面図である。
【図３】第１実施形態に係るノズルプレート吐出面を示す平面図である。
【図４】同、ノズルプレート吐出面のＡ‐Ａ’線に沿った断面図である。
【図５】同、ノズルプレート吐出面上に凹部を形成する工程を示す断面図である。
【図６】第２実施形態に係るノズルプレートの吐出面を示す平面図である。
【図７】第３実施形態に係るノズルプレートの吐出面を示す平面図である。
【図８】第４実施形態に係る支持プレートの表面を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１Ａ…ノズル列、  １Ｂ…ノズル列、  １０…凹部、  １８…ノズル孔、  ３０…支持プレート、  ３４…液滴吐出ヘッド、  ５０…マスク、  ６０…ノズルプレート、  ７０…吐出面、  ９０…液滴吐出装置
【図１】
2006256011.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006256011.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006256011.tif 000009
【図８】
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