(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが供給される複数の圧力室と、電圧を印加されると変形して前記圧力室のインクを加圧する複数の駆動素子と、を有する基部と、
前記基部に取り付けられたノズルプレートと、
前記ノズルプレートに設けられ前記圧力室に開口し、インク吐出電圧を印加された前記駆動素子が変形することで前記圧力室のインクが吐出する複数の第１のノズルと、
前記ノズルプレートに設けられ前記圧力室に開口し、前記第１のノズルよりも開口面積が大きく、前記インク吐出電圧を印加された前記駆動素子が変形した際に前記圧力室のインクを留める誤吐出防止用の複数の第２のノズルと、を具備し、
前記第２のノズルは、前記第１のノズルと交互に配置されたことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記第１のノズルは、前記インク吐出電圧より電圧が低い第１の電圧と、前記インク吐出電圧より電圧が高い第２の電圧と、の間の範囲の電圧が前記駆動素子に印加されることで前記第１のノズルと対応する第１の圧力室のインクを吐出し、
前記第２のノズルは、前記第１の電圧と前記第２の電圧との間の範囲の電圧が前記駆動素子に印加された際に前記第２のノズルと対応する第２の圧力室のインクを留めることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記第２のノズルは、前記ノズルプレートの一方の面に向かうに従って径が拡大するように形成されたことを特徴とする請求項２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
インクが供給される複数の圧力室と、電圧を印加されると変形して前記圧力室のインクを加圧する複数の駆動素子と、を有する基部と、
前記基部に取り付けられたノズルプレートと、
前記ノズルプレートに設けられ前記圧力室に開口し、インク吐出電圧を印加された前記駆動素子が変形することで前記圧力室のインクが吐出する複数の第１のノズルと、
前記ノズルプレートに設けられ前記圧力室に開口し、前記第１のノズルよりも開口面積が大きく、前記インク吐出電圧を印加された前記駆動素子が変形した際に前記圧力室のインクを留める誤吐出防止用の複数の第２のノズルと、を具備し、
前記第２のノズルは、前記第１のノズルと交互に配置されたインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記ノズルプレートの内部に集光点を設定したレーザ加工によって、前記複数の第１のノズルを前記ノズルプレートに形成し、
前記第１のノズルを形成する際とは異なる位置に集光点を設定したレーザ加工によって、前記第１のノズルよりも開口面積が大きい前記複数の第２のノズルを前記ノズルプレートに形成す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５】
共通のレーザ加工機から照射されるレーザの集光点の位置を変えることにより、前記第１のノズルと前記第２のノズルを作ることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項６】
前記第２のノズルを形成する際のレーザ加工の集光点を、前記インクジェットヘッドの外に設定することを特徴とする請求項５に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項７】
前記第２のノズルを形成する際のレーザ加工の集光点を、前記第２のノズルと対応する第２の圧力室の内部に設定することを特徴とする請求項５に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記第２のノズルを形成する際のレーザ加工の集光点を、前記ノズルプレートの内部であって前記第２のノズルと対応する第２の圧力室に近い位置に設定することを特徴とする請求項５に記載のインクジェットヘッドの製造方法。
【請求項９】
インクが供給される複数の圧力室と、電圧を印加されると変形して前記圧力室のインクを加圧する複数の駆動素子と、を有する基部と、
前記基部に取り付けられたノズルプレートと、
前記ノズルプレートに設けられ前記圧力室に開口し、インク吐出電圧を印加された前記駆動素子が変形することで前記圧力室のインクが吐出する複数の第１のノズルと、
前記ノズルプレートに設けられ前記圧力室に開口し、前記第１のノズルよりも開口面積が大きく、前記インク吐出電圧を印加された前記駆動素子が変形した際に前記圧力室のインクを留める誤吐出防止用の複数の第２のノズルと、を具備し、
前記第２のノズルは、前記第１のノズルと交互に配置されたインクジェットヘッドの製造方法であって、
前記第１のノズルを形成するレーザを照射する第１のレーザ照射口と、前記第１のレーザ照射口よりも開口面積が大きく形成されるとともに前記第２のノズルを形成するレーザを照射する第２のレーザ照射口と、を有するマスクを用いて、レーザ加工によって前記第１のノズルと前記第２のノズルとを一括して形成することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、インクジェットヘッドおよびインクジェットヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタのインクジェットヘッドは、駆動素子とノズルプレートとを備えている。駆動素子は、例えば二つの圧電材を貼り合わせて形成され、複数の溝状の圧力室が形成されている。各圧力室を隔てる柱部は、駆動素子に電圧が印加されるとシェアモード変形し、圧力室のインクを加圧する。加圧された圧力室のインクは、ノズルプレートに設けられたノズルから吐出される。
【０００３】
駆動素子の柱部がシェアモード変形すると、インク吐出が指示された圧力室のみならず、この圧力室に隣接する他の圧力室にも影響が及ぶ。圧力室と他の圧力室とを隔てる柱部がシェアモード変形することにより、他の圧力室のインクが加圧されて誤吐出が起こるおそれがある。
【０００４】
インクの誤吐出を防止するため、例えば、インクの吐出に用いる圧力室と、インク供給の無い空気チャンネルとを交互に配置するインクジェットヘッドが用いられる。圧力室と空気チャンネルとが互いに隣接することにより、インクの誤吐出が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−９４０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インクジェットヘッドに圧力室を形成する加工と、インクジェットヘッドに空気チャンネルを形成する加工とは、方法が異なる。このため、インクジェットヘッドに空気チャンネルを形成すると、インクジェットヘッドの加工工程が複雑になり、製造コストや歩留まりが悪化するおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、インクの誤吐出を抑制するインクジェットヘッドと、インクの誤吐出を抑制するインクジェットヘッドの製造方法とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一つの実施の形態に係るインクジェットヘッドは、  
基部と、ノズルプレートと、複数の第１のノズルと、誤吐出防止用の複数の第２のノズルとを具備している。前記基部は、インクが供給される複数の圧力室と、電圧を印加されると変形して前記圧力室のインクを加圧する複数の駆動素子と、を有する。前記ノズルプレートは、前記基部に取り付けられる。前記複数の第１のノズルは、前記ノズルプレートに設けられ前記圧力室に開口し、インク吐出電圧を印加された前記駆動素子が変形することで前記圧力室のインクが吐出する。前記複数の第２のノズルは、前記ノズルプレートに設けられ前記圧力室に開口し、前記第１のノズルよりも開口面積が大きく、前記インク吐出電圧を印加された前記駆動素子が変形した際に前記圧力室のインクを留める。前記第２のノズルは、前記第１のノズルと交互に配置されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施の形態に係るインクジェットヘッドの斜視図。
【図２】第１の実施形態のインクジェットヘッドを図１のＦ２−Ｆ２線に沿って示す断面図。
【図３】第１の実施形態のインクジェットヘッドを図２のＦ３−Ｆ３線に沿って示す断面図。
【図４】第１の実施形態のノズルプレートの一部を示す断面図。
【図５】第１の実施形態の柱部がシェアモード変形したインクジェットヘッドを示す断面図。
【図６】ノズルの径と、電極に電圧を印加した際にノズルからインクが吐出する範囲と、の関係を示すグラフ。
【図７】第１の実施形態において第１および第２のノズルが形成される前のノズルプレートを示す断面図。
【図８】第２の実施の形態に係るノズルプレートの一部を示す断面図。
【図９】第２の実施形態において第１および第２のノズルが形成される前のノズルプレートを示す断面図。
【図１０】第３の実施の形態に係るノズルプレートの一部を示す断面図。
【図１１】第４の実施の形態に係るレーザ加工機のマスクを示す平面図。
【図１２】第４の実施形態のノズルプレートの一部を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、第１の実施の形態について、図１から図７を参照して説明する。図１は、第１の実施の形態に係るインクジェットヘッド１０の斜視図である。図２は、図１のＦ２−Ｆ２線に沿ってインクジェットヘッド１０を示す断面図である。図３は、図２のＦ３−Ｆ３線に沿ってインクジェットヘッド１０を示す断面図である。
【００１１】
図１に示すように、インクジェットヘッド１０は、いわゆるエンドシュータ方式のインクジェットヘッドであって、基部１３と、蓋部材１４と、ノズルプレート１５とを備えている。図２に示すように、蓋部材１４は、基部１３の上面１３ａに取り付けられている。ノズルプレート１５は、基部１３の前面１３ｂに取り付けられている。
【００１２】
基部１３は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）製の２枚の圧電板１７，１８を互いの分極方向を反対向きとするように貼り合わせて形成されている。図３に示すように、基部１３に、複数の第１の圧力室２１と、複数の第２の圧力室２２と、複数の柱部２３とが設けられている。複数の第１の圧力室２１は、幾つかの圧力室の一例である。複数の第２の圧力室２２は、余の圧力室の一例である。
【００１３】
複数の第１の圧力室２１は、それぞれ溝状に形成され、基部１３の長手方向に互いに平行に並んで設けられている。第１の圧力室２１は、それぞれ基部１３の上面１３ａと前面１３ｂとに開口している。第１の圧力室２１は、蓋部材１４と、ノズルプレート１５とによって塞がれている。図３に示す第１の圧力室２１の幅Ｌ１は、例えば８５μｍである。第１の圧力室２１の深さＬ２は、例えば３００μｍである。
【００１４】
複数の第２の圧力室２２は、第１の圧力室２１と同じ形状に形成され、第１の圧力室２１と交互に配置されている。第２の圧力室２２は、蓋部材１４と、ノズルプレート１５とによって塞がれている。図３に示す第２の圧力室２２の幅Ｌ３は、例えば８５μｍである。第２の圧力室２２の深さは、第１の圧力室２１の深さＬ２と同じく３００μｍである。
【００１５】
複数の柱部２３は、第１の圧力室２１と第２の圧力室２２との間にそれぞれ形成されている。柱部２３は、第１の圧力室２１と第２の圧力室２２とを隔てるとともに、第１の圧力室２１および第２の圧力室２２のそれぞれの側面を形成する。図３に示す柱部２３の幅Ｌ４は、８５μｍである。
【００１６】
図３に太線で示すように、第１の圧力室２１および第２の圧力室２２の内面を電極２５が覆っている。電極２５は、例えばニッケル薄膜によって形成されているが、これに限らず、例えば金や銅で形成されていても良い。柱部２３の両側面に電極２５が形成されることで、柱部２３は駆動素子として機能する。
【００１７】
図１に示すように、基部１３の上面１３ａに複数の配線２７が設けられている。複数の配線２７は、例えば上面１３ａに形成されたニッケル薄膜を、レーザーパターニングすることによって形成されている。図２に太線で示すように、複数の配線２７は、上面１３ａの後端と複数の電極２５との間に亘ってそれぞれ設けられる。配線２７の一端は、電極２５に接続されている。
【００１８】
一方、配線２７の他端は、例えばＩＣに電気的に接続される。このＩＣは、インクジェットプリンタの制御部から入力される信号に基づいて、配線２７を介して電極２５に電圧を印加し、柱部２３をシェアモード変形させる。
【００１９】
蓋部材１４は、例えば接着によって基部１３の上面１３ａに取り付けられている。蓋部材１４に、インク供給経路２８が設けられている。インク供給経路２８は、複数の第１の圧力室２１および複数の第２の圧力室２２にそれぞれ開口するとともに、インクタンクに連結される。インクタンクのインクは、インク供給経路２８を通って第１の圧力室２１および第２の圧力室２２にそれぞれ供給される。図２に示す蓋部材１４の前壁１４ａの厚みＬ５は、１ｍｍである。
【００２０】
ノズルプレート１５は、ポリイミド製の矩形のフィルムによって形成されている。なお、ノズルプレート１５の材料はこれに限らず、レーザ加工が可能な材料であれば良い。ノズルプレート１５の厚みは、例えば５０μmである。ノズルプレート１５は、例えば接着によって、基部１３の前面１３ｂに取り付けられている。ノズルプレート１５の内面１５ａは、第１の圧力室２１および第２の圧力室２２に面している。
【００２１】
図３に二点鎖線で示すように、ノズルプレート１５に、複数の第１のノズル３１と、複数の第２のノズル３２とが設けられている。複数の第１のノズル３１は、複数の第１の圧力室２１に対応し、ノズルプレート１５の長手方向に並んで配置されている。複数の第１のノズル３１は、複数の第１の圧力室２１に開口している。
【００２２】
複数の第２のノズル３２は、複数の第２の圧力室２２に対応し、第１のノズル３１と交互に配置されている。複数の第２のノズル３２は、複数の第２の圧力室２２に開口している。図４は、ノズルプレート１５の一部を示す断面図である。図４に示すように、第２のノズル３２は、ノズルプレート１５の内面１５ａに向かうに従って径が拡大するように形成されている。
【００２３】
第１のノズル３１の開口面積は、第２のノズル３２の開口面積よりも小さい。例えば、第１のノズル３１の径Ｄ１は２０μｍであり、第２のノズル３２の径Ｄ２は４０μｍである。なお、各ノズル開口面積は、各圧力室にインクを供給した場合に表面張力によってインクの液面Ｓが形成される位置での各ノズルの断面積であって、例えば最小の断面積である。同じく、各ノズルの径は、各圧力室にインクを供給した場合にインクの液面Ｓが形成される位置での各ノズルの径である。
【００２４】
前記構成のインクジェットヘッド１０は、例えば以下のように印字を行なう。なお、このインクジェットヘッド１０は、第１のノズル３１から例えば３ピコリットルのインクを吐出することで印字を行なうように設計されている。
【００２５】
ユーザの操作によって、インクジェットプリンタの制御部は、配線２７に接続されたＩＣに印字信号を入力する。ＩＣは、この印字信号に基づき、配線２７を介して第１の圧力室２１の電極２５に、例えば２１Ｖの駆動パルス電圧を印加する。２１Ｖの駆動パルス電圧は、所定のインク吐出電圧の一例である。
【００２６】
図５は、柱部２３がシェアモード変形したインクジェットヘッド１０を示す断面図である。図５に示すように、電極２５に駆動パルス電圧が印加されると、柱部２３がシェアモード変形し、第１の圧力室２１の容積が膨張する。これに伴い、第１の圧力室２１に隣接する第２の圧力室２２の容積が縮小する。なお、電極２５に電圧が印加された際に、第１の圧力室２１の容積が縮小し、第２の圧力室２２の容積が膨張しても良い。
【００２７】
第２の圧力室２２の容積が縮小することで、第２の圧力室２２のインクが加圧される。加圧された第２の圧力室２２のインクは、表面張力によって第２のノズル３２から吐出せずに、第２のノズル３２で留まる。すなわち、第２の圧力室２２のインクは、電極２５に２１Ｖの駆動パルスが印加された柱部２３が変形した際に、第２のノズル３２によって留まる。
【００２８】
第１の圧力室２１の電極２５に印加されていた電圧が解除されることで、柱部２３が元の形状に戻り、第１の圧力室２１の容積が縮小する。これにより、第１の圧力室２１に供給されるインクが加圧される。加圧された第１の圧力室２１のインクは、第１のノズル３１から吐出される。すなわち、第１の圧力室２１のインクは、電極２５に２１Ｖの駆動パルス電圧が印加された柱部２３が変形することで、第１のノズル３１から吐出される。
【００２９】
電極２５に２１Ｖの駆動パルス電圧を印加することで、第１のノズル３１から３ピコリットルのインクが吐出される。前記構成のインクジェットヘッド１０が設計通りに３ピコリットルのインクを吐出するための最適な駆動パルス電圧は、２１Ｖである。なお、ユーザの設定やその他の条件により、電極２５には例えば２０Ｖ〜２２Ｖの範囲の駆動パルス電圧が印加される。２０Ｖの駆動パルス電圧は第１の電圧の一例であり、２２Ｖの駆動パルス電圧は第２の電圧の一例である。
【００３０】
図６は、ノズルの径と、電極２５に電圧を印加した際にノズルからインクが吐出する範囲と、の関係を示すグラフである。図６中で、「印加電圧」は電極２５に印加する電圧を表す。さらに、グラフ中の実線は、当該ノズル径のノズルからインクが吐出する印加電圧の範囲を示す。すなわち、電極２５に実線の範囲の電圧が印加されると、柱部２３がシェアモード変形することで圧力室のインクが加圧され、ノズルからインクが吐出される。一方、電極２５に実線の範囲外の電圧が印加されると、圧力室のインクが加圧されても、ノズルからインクが吐出されずに留まる。
【００３１】
図６に示すように、電極２５に２１Ｖの電圧を印加すると、ノズル径が２０μｍのノズルからインクが吐出する一方、ノズル径が４０μｍのノズルではインクが吐出せずに留まる。したがって、上述の通り、電極２５に２１Ｖの駆動パルス電圧を印加すると、第１の圧力室２１のインクが第１のノズル３１から吐出する一方、第２の圧力室２２のインクは第２のノズル３２で留まる。
【００３２】
さらに、電極２５に２０Ｖ〜２２Ｖの範囲の駆動パルス電圧が印加された場合であっても、第１の圧力室２１のインクは第１のノズル３１から吐出する。一方、第２の圧力室２２のインクは吐出せずに第２のノズル３２に留まる。なお、図６に示すように、第２のノズル３２のノズル径が５０μｍの場合であっても同様である。
【００３３】
次に、前記構成のインクジェットヘッド１０の製造方法の一例について説明する。まず、例えば熱硬化性の接着剤を、例えばスクリーン印刷によって一方の圧電板１７に塗布する。なお、これに限らず、例えばスピンコータ、スプレー塗布、および刷毛塗りのような、他の方法で接着剤を塗布しても良い。接着剤を塗布した圧電板１７に他方の圧電板１８を積層する。例えばオートクレーブ装置によって接着剤を熱硬化させることにより、基部１３を形成する。なお、接着剤は後の工程で熱硬化させても良い。
【００３４】
次に、基部１３に、複数の第１の圧力室２１と、複数の第２の圧力室２２とを形成する。複数の第１および第２の圧力室２１，２２は、例えば、ＩＣウェハーの切断に用いられているダイシングソーのダイヤモンドホイールによって、基部１３を切削することで形成される。第１および第２の圧力室２１，２２が形成されることで、複数の柱部２３が形成される。
【００３５】
次に、第１および第２の圧力室２１，２２の各内面に、電極２５を形成する。さらに、基部１３の上面１３ａに配線２７を形成する。電極２５および配線２７は、例えば無電解メッキ法を用いて形成される。次に、レーザ照射によりパターニングを行い、電極２５および配線２７以外の部位からニッケル薄膜を除去する。
【００３６】
基部１３に電極２５および配線２７を形成した後、熱硬化性の接着剤を用いて、基部１３の上面１３ａに蓋部材１４を取り付けるとともに、基部１３の前面１３ｂに第１および第２のノズル３１，３２が形成される前のノズルプレート１５を取り付ける。接着剤を熱硬化させることにより、基部１３に蓋部材１４およびノズルプレート１５を固定する。なお、ここで同時に圧電板１７，１８に塗布された接着剤を熱硬化させても良い。
【００３７】
図７は、第１および第２のノズル３１，３２が形成される前のノズルプレート１５を示す断面図である。ノズルプレート１５の外面１５ｂに、あらかじめ保護フィルム３５が貼り付けられている。保護フィルム３５は、例えばポリエステルによって形成される。保護フィルム３５の厚さは、例えば１５μｍである。保護フィルム３５は、ノズルプレート１５の外面１５ｂの全体を覆っている。
【００３８】
次に、このノズルプレート１５にエキシマレーザのレーザ光を照射して複数の第１のノズル３１と、複数の第２のノズル３２とを形成する。以下に、第１のノズル３１と第２のノズル３２とを形成する工程について、具体的に説明する。
【００３９】
まず、レーザ加工機４０を、ノズルプレート１５の第１のノズル３１が形成される位置と対向させる。このレーザ加工機４０は、第１および第２のノズル３１，３２を形成するための共通のマスク４１を有しており、マスク４１に開口した一つの照射口からエキシマレーザのレーザ光を照射する。なお、図７においてレーザ加工機４０は模式的に示されており、レーザ加工機４０とノズルプレート１５との大小関係、およびレーザ加工機４０とノズルプレート１５との間の距離は、図７に示すものとは異なる。
【００４０】
図７に示すように、第１のノズル３１を形成するために、レーザ加工機４０のレーザ光の集光点Ｃ１を、ノズルプレート１５の内部に設定する。集光点Ｃ１は、ノズルプレート１５の外面１５ｂに近い位置に設定される。
【００４１】
レーザ加工機４０からノズルプレート１５に向かって、レーザ光を、例えば２００回照射する。これにより、ノズルプレート１５に、第１のノズル３１が形成される。集光点Ｃ１がノズルプレート１５の内部に設定されることにより、図４に示すように、第１のノズル３１がノズルプレート１５の内部で括れる形状に形成される。レーザ加工機４０を移動させ、複数の第１のノズル３１を順次形成する。
【００４２】
次に、図７に示すように、第２のノズル３２を形成するために、レーザ加工機４０のレーザ光の集光点Ｃ２を、インクジェットヘッド１０の外に設定する。集光点Ｃ２は、ノズルプレート１５の外面１５ｂに近い位置に設定される。
【００４３】
レーザ加工機４０からノズルプレート１５に向かって、レーザ光を、例えば３００回照射する。これにより、ノズルプレート１５に、第２のノズル３２が形成される。集光点Ｃ２がインクジェットヘッド１０の外に設定されることにより、図４に示すように、第２のノズル３２の開口面積が、第１のノズル３１の開口面積よりも大きくなる。さらに、第２のノズル３２が、ノズルプレート１５の内面１５ａに向かうに従って径が拡大するように形成される。レーザ加工機４０を移動させ、複数の第２のノズル３２を順次形成する。
【００４４】
このような工程により、ノズルプレート１５に複数の第１のノズル３１と、複数の第２のノズル３２とが形成される。なお、第１および第２のノズル３１，３２を形成する工程はこれに限らない。例えば、第１のノズル３１よりも第２のノズル３２を先に形成しても良いし、あらかじめ第１および第２のノズル３１，３２が形成されたノズルプレート１５を基部１３に接着しても良い。さらに、複数の照射口を有するレーザ加工機を用いて、複数の第１のノズル３１を一括して形成した後、複数の第２のノズル３２を一括して形成しても良い。
【００４５】
次に、保護フィルム３５をノズルプレート１５から剥がして除去する。以上により、インクジェットヘッド１０が製造される。
【００４６】
上記構成のインクジェットヘッド１０によれば、第１の圧力室２１のインクを吐出するために柱部２３をシェアモード変形させたとしても、第２の圧力室２２のインクは表面張力によって第２のノズル３２で留まる。これにより、インクの誤吐出を抑制することができる。また、第２のノズル３２が設けられることで、第２の圧力室２２の洗浄を容易に行なうことができる。
【００４７】
上記構成のインクジェットヘッド１０は、第２のノズル３２の開口面積を第１のノズル３１の開口面積より大きくすることで、インクの誤吐出を抑制する。このため、第１および第２のノズル３１，３２以外の部分は従来のインクジェットヘッドと同じ部品を使うことができ、製造コストの増加を抑制できる。
【００４８】
第１のノズル３１と第２のノズル３２とは、交互に配置されている。これにより、第１の圧力室２１のインクを吐出する際に、隣接する圧力室に及ぼす影響を考慮する必要がなくなり、インクジェットヘッド１０を高速駆動することができる。
【００４９】
さらに、電極２５に２０Ｖ〜２２Ｖの範囲の駆動パルス電圧が印加された場合であっても、第１の圧力室２１のインクが第１のノズル３１から吐出する一方、第２の圧力室２２のインクは吐出せずに第２のノズル３２に留まる。これにより、例えば印刷条件の設定により電極２５に印加する電圧が変動しても、インクの誤吐出を防止できる。
【００５０】
レーザ加工機４０のレーザ光の集光点Ｃ１をノズルプレート１５の内部に設定することで、第１のノズル３１が形成される。一方、レーザ加工機４０のレーザ光の集光点Ｃ２をインクジェットヘッド１０の外に設定することで、第２のノズル３２が形成される。このようにレーザの集光点の位置を変えることにより、第１のノズル３１と第２のノズル３２とが作り分けられる。これにより、第１のノズル３１と第２のノズル３２とを形成するためのマスク４１の変更が不要となり、インクジェットヘッド１０の製造工程を簡略化することができる。さらに、共通のレーザ加工機４０で第１および第２のノズル３１，３２を作り分けることができ、専用のレーザ加工機やマスクの導入が不要となる。
【００５１】
レーザ加工機４０のレーザ光の集光点Ｃ２をインクジェットヘッド１０の外に設定することで、第２のノズル３２の開口面積を第１のノズル３１の開口面積よりも大きく形成することができる。したがって、開口面積の大きいノズルを容易に形成することができる。
【００５２】
次に、図８および図９を参照して、第２の実施の形態について説明する。なお、以下に開示する複数の実施形態において、第１の実施形態のインクジェットヘッド１０と同一の機能を有する構成部分には同一の参照符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
図８は、ノズルプレート１５の一部を示す断面図である。図８に示すように、第２のノズル３２Ａは、ノズルプレート１５の外面１５ｂに向かうに従って形が拡大するように形成されている。
【００５４】
第２のノズル３２Ａにおいて、インクの液面Ｓは、第２のノズル３２Ａとノズルプレート１５の外面１５ｂとの境目に形成される。したがって、図８に示すように、第２のノズル３２Ａの開口面積は、第２のノズル３２Ａの最大の断面積である。第２のノズル３２Ａの開口面積は、第１のノズル３１の開口面積よりも大きい。例えば、第２のノズル３２Ａの径Ｄ３は５０μｍである。
【００５５】
電極２５に２１Ｖの駆動パルス電圧が印加されることで、柱部２３がシェアモード変形し、第２の圧力室２２の容積が縮小する。第１の実施形態と同様に、第２の圧力室２２の容積が縮小することで第２の圧力室２２のインクが加圧されたとしても、第２の圧力室２２のインクは第２のノズル３２によって留まる。
【００５６】
図９は、第１および第２のノズル３１，３２Ａが形成される前のノズルプレート１５を示す断面図である。図９に示すように、第２のノズル３２Ａを形成する際に、レーザ加工機４０のレーザ光の集光点Ｃ３を、第２の圧力室２２の内部に設定する。集光点Ｃ３は、ノズルプレート１５の内面１５ａに近い位置に設定される。
【００５７】
集光点Ｃ３を設定した後、レーザ加工機４０からノズルプレート１５に向かって、レーザ光を、例えば３００回照射する。これにより、ノズルプレート１５に、第２のノズル３２Ａが形成される。集光点Ｃ３が第２の圧力室２２の内部に設定されることにより、図８に示すように、第２のノズル３２Ａの開口面積が、第１のノズル３１の開口面積よりも大きくなる。さらに、第２のノズル３２Ａが、ノズルプレート１５の外面１５ｂに向かうに従って径が拡大するように形成される。
【００５８】
前記構成のインクジェットヘッド１０によれば、第１の実施形態のインクジェットヘッド１０と同様に、インクの誤吐出を抑制することができる。
【００５９】
次に、図１０を参照して、第３の実施の形態について説明する。図１０は、ノズルプレート１５の一部を示す断面図である。図１０に示すように、第２のノズル３２Ｂは、ノズルプレート１５の内部で括れた形状に形成されている。
【００６０】
第２のノズル３２Ｂを形成する際に、レーザ加工機４０のレーザ光の集光点Ｃ４は、ノズルプレート１５の内部であって、第２の圧力室２２に近い位置に設定される。このため、第２の実施形態と同様に、第２のノズル３２Ａにおいて、インクの液面Ｓは、第２のノズル３２Ａとノズルプレート１５の外面１５ｂとの境目に形成される。したがって、図１０に示すように、第２のノズル３２Ｂの開口面積は、第２のノズル３２Ｂの最大の断面積である。第２のノズル３２Ｂの開口面積は、第１のノズル３１の開口面積よりも大きい。例えば、第２のノズル３２Ｂの径Ｄ４は５０μｍである。
【００６１】
前記構成のインクジェットヘッド１０によれば、第２の実施形態のインクジェットヘッド１０と同様に、インクの誤吐出を抑制することができる。
【００６２】
次に、図１１および図１２を参照して、第３の実施の形態について説明する。図１１は、レーザ加工機４０Ａのマスク４１Ａを示す平面図である。図１２は、ノズルプレート１５の一部を示す断面図である。
【００６３】
図１１に示すように、マスク４１Ａは、複数の第１の照射口４４と、複数の第２の照射口４５とを有している。第１の照射口４４は、第１のノズル３１と対応して設けられている。第２の照射口４５は、第２のノズル３２と対応して設けられており、第１の照射口４４と交互に配置されている。第２の照射口４５の開口面積は、第１の照射口４４の開口面積よりも大きい。
【００６４】
ノズルプレート１５に第１および第２のノズル３１，３２Ｃを形成する際に、複数の第１の照射口４４から、レーザ光を例えば２００回照射する。同時に、複数の第２の照射口４５から、レーザ光を例えば２００回照射する。これにより、複数の第１のノズル３１と、複数の第２のノズル３２Ｃとが一括して形成される。
【００６５】
図１２に示すように、第２の照射口４５から照射されたレーザ光によって形成された第２のノズル３２Ｃの開口面積は、第１のノズル３１の開口面積よりも大きい。例えば、第２のノズル３２Ｃの径Ｄ５は、４０μｍである。
【００６６】
前記構成のインクジェットヘッド１０によれば、第１の実施形態のインクジェットヘッド１０と同様に、インクの誤吐出を抑制することができる。
【００６７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６８】
１０…インクジェットヘッド、１３…基部、１５…ノズルプレート、１５ａ…内面、１５ｂ…外面、２１…第１の圧力室、２２…第２の圧力室、２３…柱部、３１…第１のノズル、３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ…第２のノズル、４０，４０Ａ…レーザ加工機、４１，４１Ａ…マスク、４４…第１の照射口、４５…第２の照射口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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