(57)【要約】【課題】  ノズル開口内の表面状態を改質することなくノズル開口表面のみに撥液膜層を簡単に形成して撥液処理を行うことができるノズルプレートの撥液処理方法およびヘッドユニットを提供する。【解決手段】  液体を噴射する複数のノズル開口４４を備えたノズルプレート３９の撥液処理方法であって、ノズル開口４４から圧縮流体６０を供給しながら、ノズルプレート３９の液体噴射面４６を処理液５３に浸漬させてノズルプレート３９に撥液膜層４７を形成する。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射する複数のノズル開口を備えたノズルプレートの撥液処理方法であって、
前記ノズル開口の内部側から圧縮流体を供給しながら、前記ノズルプレートの液体噴射面を処理液に浸漬させて該ノズルプレートに撥液膜層を形成することを特徴とするノズルプレートの撥液処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の撥液処理方法であって、
前記ノズルプレートが、ヘッドユニットに組付けられた状態で前記処理液に浸漬されることを特徴とするノズルプレートの撥液処理方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の撥液処理方法であって、
前記ノズルプレートの液体噴射面が凹凸面状になっており、該凹凸面の液体噴射面に撥液膜層を形成することを特徴とするノズルプレートの撥液処理方法。
【請求項４】
液体を噴射する複数のノズル開口と、
前記ノズル開口を有するノズルプレートと、
を備えたヘッドユニットであって、
前記ノズル開口の内部側から圧縮流体を供給しながら、前記ノズルプレートの液体噴射面を処理液に浸漬させることで撥液膜層が形成されることを特徴とするヘッドユニット。
【請求項５】
請求項４記載のヘッドユニットであって、
前記ノズルプレート及び前記ノズル開口がアッセンブリされた状態で前記処理液に浸漬されることを特徴とするヘッドユニット。
【請求項６】
請求項４または請求項５記載のヘッドユニットであって、
前記ノズルプレートの液体噴射面が凹凸面状になっており、該凹凸面の液体噴射面に撥液膜層が形成されることを特徴とするヘッドユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体カートリッジ等から供給された液体を液滴として噴射するノズル開口を有するヘッドユニットにおけるノズルプレートの撥液処理方法およびヘッドユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ノズルプレートの撥液処理方法およびヘッドユニットの一例として、ノズルプレートの裏面に感光性樹脂フィルムを圧接させて、温度により粘度を制御しながらこの一部をノズル開口内に入り込ませる。そして、これを紫外線の照射により硬化させ、ノズルプレートの表面に共析メッキを施して、その一部がノズル開口内へ入り込む量を硬化させた感光性樹脂フィルムにより規制するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、ノズルプレートの撥液処理方法およびヘッドユニットの他例として、インク噴射のための複数のノズル開口を有するノズルプレートに対して、ノズル開口の一方側から処理液を接触させ、他方側から気体を接触させる。そして、処理液と気体により界面を形成した後、処理液による被膜をノズルプレートに形成するようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、ノズルプレートの撥液処理方法およびヘッドユニットのさらに他例として、固定側型板と可動側型板を型開きした状態で、固定側型板のノズルプレートのノズル開口が形成される面に撥液のスプレーにより湿潤被膜を形成する。そして、固定側型板の熱エネルギーを利用して湿潤被膜を乾燥被膜化させ、型締めされた射出成形金型のキャビティー内に溶融樹脂を射出し、ノズルプレートに撥液膜である乾燥被膜をインサート成形するようにしたものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【０００５】
また、ノズルプレートの撥液処理方法およびヘッドユニットのまたさらに他例として、金型のキャビティー内に溶融樹脂を射出してノズル開口が形成されたノズルプレートを成形する。そして、固定側型板と可動側型板とを型開きした後、ノズルプレートが可動側型板及びコアに収納された状態のまま、ノズルプレートのインク噴射面に、撥液膜となる撥液のスプレーにより湿潤被膜を形成する。そして、湿潤被膜が形成されたノズルプレートを金型から取り出し、湿潤被膜を乾燥被膜化させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平７−１２５２２０号公報
【特許文献２】特開２００１−３１０４７１号公報
【特許文献３】特開平８−９０７７８号公報
【特許文献４】特開平８−９０７７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記特許文献１に開示されたノズルプレートの撥液処理方法およびヘッドユニットでは、ノズルプレートの裏面に感光性樹脂フィルムを圧接させる工程と、温度により粘度を制御しながら感光性樹脂フィルムをノズル開口内に入り込ませてから紫外線の照射により硬化させる工程と、が必要である。更に、ノズルプレートの表面に共析メッキを施す工程と、感光性樹脂の一部がノズル開口内へ入り込む量を硬化させた感光性樹脂フィルムにより規制する工程と、が必要であるため、各工程が複雑になって作業性が良好ではなく、生産性の向上を図り難い。
【０００７】
また、上記特許文献２に開示されたノズルプレートの撥液処理方法およびヘッドユニットでは、ノズル開口の他方側から気体を接触させて処理液と気体により界面を形成する際に、ノズル開口の内径が異なる複数ノズルを有する場合、気体の進入量にばらつきを生じて、ノズル開口毎に一定の被膜を形成し難い。
【０００８】
また、上記特許文献３および上記特許文献４に開示されたノズルプレートの撥液処理方法およびヘッドユニットでは、撥液膜層を形成するための金型が必要であるために、金型費用を多く必要として生産性の向上を図り難い。
【０００９】
そこで本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ノズル開口内の表面状態を改質することなくノズル開口表面のみに撥液膜層を簡単に形成して撥液処理を行うことができるノズルプレートの撥液処理方法およびヘッドユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決することのできる本発明に係るノズルプレートの撥液処理方法は、液体を噴射する複数のノズル開口を備えたノズルプレートの撥液処理方法であって、前記ノズル開口の内部側から圧縮流体を供給しながら、前記ノズルプレートの液体噴射面を処理液に浸漬させて該ノズルプレートに撥液膜層を形成することを特徴としている。
【００１１】
この構成のノズルプレートの撥液処理方法によれば、ノズル開口の内部側から圧縮流体を供給しながら、ノズルプレートの液体噴射面を処理液に浸漬させてノズルプレートに撥液膜層を形成するため、ノズル開口の内壁面には撥液膜層が形成されず、ノズルプレートの液体噴射面にのみ撥液膜層が形成される。これにより、ノズル開口内の表面状態を改質することなくノズル開口表面のみに撥液膜層を簡単に形成して撥液処理を行うことができる。
【００１２】
また、前記ノズルプレートがヘッドユニットに組付けられた状態で処理液に浸漬されることが好ましい。
この構成によれば、ノズルプレートがヘッドユニットに組み付けられたアッセンブリ状態のまま、撥液処理を行えるため、ヘッドユニットを分解する必要がないので、作業性が良好となり、工数の大幅な削減を図ることができる。
【００１３】
また、前記ノズルプレートの液体噴射面が凹凸面状になっており、該凹凸面の液体噴射面に撥液膜層が形成されることが好ましい。
この構成によれば、凹凸面状になっているノズルプレートの液体噴射面を処理液に浸漬するだけで、その凹凸面に均一に撥液膜層を形成することができる。
【００１４】
上記課題を解決することのできる本発明に係るヘッドユニットは、液体を噴射する複数のノズル開口と、前記ノズル開口を有するノズルプレートと、を備えたヘッドユニットであって、前記ノズル開口の内部側から圧縮流体を供給しながら、前記ノズルプレートの液体噴射面を処理液に浸漬させることで撥液膜層が形成されることを特徴としている。
【００１５】
この構成のヘッドユニットによれば、ノズル開口の内部側から圧縮流体を供給しながら、ノズルプレートの液体噴射面を処理液に浸漬させてノズルプレートに撥液膜層を形成するため、ノズル開口の内壁面には撥液膜層が形成されず、ノズルプレートの液体噴射面にのみ撥液膜層が形成される。これにより、ノズル開口内の表面状態を改質することなくノズル開口表面のみに撥液膜層を簡単に形成して撥液処理を行うことができるヘッドユニットを得ることができる。
【００１６】
また、前記ノズルプレート及び前記ノズル開口がアッセンブリされた状態で前記処理液に浸漬されることが好ましい。
この構成によれば、ヘッドユニットは、ノズルプレートが組み付けられたアッセンブリ状態のままで撥液処理を行えるため、分解する必要がなくなり作業性が良好となって、工数の大幅な削減を図ることができる。
【００１７】
また、前記ノズルプレートの液体噴射面が凹凸面状になっており、該凹凸面の液体噴射面に撥液膜層が形成されることが好ましい。
この構成によれば、ノズルプレートの液体噴射面が凹凸面状であっても、処理液に浸漬するだけで、その凹凸面に均一に撥液膜層が形成されるヘッドユニットを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
【００１９】
図１乃至図６は本発明に係るノズルプレートの撥液処理方法およびヘッドユニットの一実施形態を示すもので、図１は本発明の一実施形態に係るノズルプレートの撥液処理方法およびヘッドユニットを適用した画像記録装置の模式図、図２は図１の画像記録装置における液体噴射装置の分解斜視図、図３は図２の液体噴射装置の要部断面図、図４は本発明の一実施形態に係るノズルプレートの撥液処理方法を説明する第１段階の正面図、図５は本発明の一実施形態に係るノズルプレートの撥液処理方法を説明する第２段階の正面図、図６は図５の要部拡大図である。
【００２０】
図１に示すように、画像記録装置１０は、液体噴射装置であるヘッドユニット１１を備えたインクジェットプリンタであって、筐体１２の内部に、記録媒体Ｓを格納するトレイ１３と、記録媒体Ｓを所定の矢印Ｙ方向に搬送する搬送部１４と、記録媒体Ｓをヘッドユニット１１へ供給するための供給部１５と、ヘッドユニット１１を有する画像記録部１６と、これら各部の駆動制御を行う制御ユニット１７と、を内蔵している。
【００２１】
筐体１２は、例えば直方体状の箱形状に形成されている。筐体１２の側部には記録媒体Ｓを排出するための排出口１８が設けられ、これに対向する側部にはトレイ１３を着脱するためのトレイ着脱口１９が設けられている。
【００２２】
搬送部１４は、記録媒体Ｓを送る際の供給路を構成する記録媒体送りガイド２０と、記録媒体Ｓを挟みこんで送り出す記録媒体送りローラ対２１，２２と、プーリ２３，２４と、記録媒体送りモータ２５の駆動をプーリ２３，２４に伝達するためのベルト２６，２７と、を備え、筐体１２の内部における排出口１８寄りの下方に配設されている。
【００２３】
記録媒体送りガイド２０は、平板状に形成されており、ヘッドユニット１１の下方に所定の間隔だけ離隔されて配設されている。
記録媒体送りローラ対２１，２２は、それぞれが互いに接触した１対のローラからなり、記録媒体送りガイド２０の両側である記録媒体Ｓの上流側と下流側とに配設されている。
【００２４】
記録媒体送りモータ２５は、記録媒体送りガイド２０の下方に配設されており、プーリ２３，２４と、プーリ２３，２４に掛け渡されたベルト２６，２７と、を介して記録媒体送りローラ対２１，２２に連結されている。
【００２５】
供給部１５は、記録媒体Ｓを搬送部１４へと供給するための供給ローラ２８と、歯車２９を回転駆動させる駆動源としての供給モータ３０と、この供給モータ３０によって回転駆動される歯車２９と、を備えており、搬送部１４に対してトレイ着脱口１９側に配設されている。
【００２６】
供給ローラ２８は、略半円筒形状に形成されており、トレイ着脱口１９側の記録媒体送りローラ対２１に近接して配設されている。
供給モータ３０は、供給ローラ２８の上方に配設されており、歯車２９を介して供給ローラ２８に連結されている。
【００２７】
トレイ１３は、例えばＡ４サイズの記録媒体Ｓを複数枚重ねて収納可能な箱状に形成され、底面の一端部には、ばね３１によって係止された記録媒体支え３２が設けられており、供給部１５の下方からトレイ着脱口１９にわたる空間に着脱自在に装着されている。
【００２８】
制御ユニット１７は、各種電子部品を内蔵した電子制御ユニット（ＥＣＵ）であり、ヘッドユニット１１と、記録媒体送りモータ２５と、供給モータ３０と、に電気的に接続されており、これらの駆動を制御する。
【００２９】
画像記録装置１０は、トレイ着脱口１９から複数枚の記録媒体Ｓが収納されているトレイ１３を装着した後に電源が投入されることで、ばね３１の付勢力によって記録媒体支え３２が記録媒体Ｓの一端部を持ち上げることにより、記録媒体Ｓの一端部が供給ローラ２８に押し付けられる。そして、供給モータ３０の駆動によって供給ローラ２８が回転駆動されることにより、１枚の記録媒体Ｓがトレイ１３から記録媒体送りローラ対２１へと搬送される。
【００３０】
次に、記録媒体送りモータ２５の駆動によって記録媒体送りローラ対２１，２２が回転駆動され、記録媒体送りローラ２１がトレイ１３から搬送されてきた記録媒体Ｓを挟み込むことにより、記録媒体Ｓが記録媒体送りガイド２０へと搬送される。
【００３１】
そして、記録媒体Ｓが記録媒体送りガイド２０を上流側から下流側へと搬送されていく際に、制御ユニット１７より与えられた指令信号によって、ヘッドユニット１１の圧電素子３７が選択的に撓み変形することで、液体が記録媒体Ｓ上に滴下されて画像や印字が描画・印刷される。
【００３２】
図２に示すように、ヘッドユニット１１は、カートリッジケース３３と、複数の４個のヘッドケース３４と、４個のコンプライアンス基板３５と、４個の保護基板３６と、圧電素子３７がそれぞれ実装された流路形成基板３８と、４個のノズルプレート３９と、固定板４０と、ヘッドカバー４１と、から構成されている。
【００３３】
カートリッジケース３３は、上面に複数のインク供給用針４２が突出形成されているとともに、下面にヘッド収納部４３が形成されている。インク供給用針４２には、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）の不図示の４色の液体（インク）カートリッジが装着され、ヘッド収納部４３には、不図示の複数のヘッドが内蔵されている。
【００３４】
ノズルプレート３９は、例えば、予め定められた厚さを有するステンレス鋼板部材であって、所定の解像度（ドットピッチ）に対応したピッチで複数のノズル４４を有する。ノズル４４は、ヘッドを通じてインク供給用針４２に有する不図示のインク供給孔に連通していてインクが噴射される。
【００３５】
ヘッドユニット１１は、カートリッジケース３３のヘッド収納部４３の下方側に、ヘッドケース３４と、コンプライアンス基板３５と、保護基板３６と、流路形成基板３８と、ノズルプレート３９と、固定板４０と、ヘッドカバー４１と、が積層されて一体的に組み立てられている。
【００３６】
図３に示すように、ノズルプレート３９は、ノズル開口４４の周縁部が凹凸面状の円環部４５になっており、これら円環部４５を含んでノズル開口４４の液体噴射面であるインク噴射側面４６に撥液膜層４７が形成されている。
【００３７】
撥液膜層４７は、例えば、フッ素系の高分子材料を含む金属膜やシロキサン等をプラズマ重合したプラズマ重合膜等であって、予め定められた均一の厚さを有する。このとき、撥液膜層４７は、ノズル開口４４の内壁面４８には形成されない。
【００３８】
次に、図４乃至図６を参照して、ノズルプレートの撥液処理方法について説明する。
【００３９】
撥液処理方法を行う撥液処理工程へは、アッセンブリされたヘッドユニット１１が搬送されてくる。この撥液処理工程では、先ずヘッドユニット１１のインク供給用針４２のそれぞれに圧縮空気送給用チューブ５１が連通装着される。なお、図４、図５に示すヘッドユニット１１では、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）に加えて、例えば、白色（Ｗ）、橙（Ｒ）の６色の液体カートリッジが装着されるものを図示している。
【００４０】
圧縮空気送給用チューブ５１は、不図示の圧縮空気発生手段に連通接続されているため、この圧縮空気発生手段が駆動されることで、インク供給用針４２のインク供給孔を通じて、ノズルプレート３９のノズル開口４４から圧縮空気（図６参照）６０が噴出される。このとき、圧縮空気６０がインク供給用針４２のインク供給孔を通じてノズルプレート３９のノズル開口４４から噴出されることで、アッセンブリ状態のヘッドユニット１１のインク供給孔に付着している塵埃等の不純物が除去される。
【００４１】
次に、図５に示すように、圧縮空気送給用チューブ５１が装着されているヘッドユニット１１のノズルプレート３９部分が、処理容器５２に貯蔵されていて撥液膜液が溶解されている処理液５３に浸漬される。
【００４２】
図６に示すように、処理液５２にノズルプレート３９が浸漬されたヘッドユニット１１は、ノズル開口４４から圧縮空気６０が噴射されながら、処理液５３が付着されるために、ノズル開口４４の内壁面４８に処理液５３は進行せずに、円環部４５を含んでノズル開口４４のインク噴射側面４６にのみ撥液膜層４７が形成される。
【００４３】
そして、ノズル開口４４から圧縮空気６０を噴射させながら、ヘッドユニット１１が処理液５２から引き上げられることで、その圧縮空気６０の雰囲気によって撥液膜層４７が乾燥される。このとき、ノズル開口４４から送給する圧縮空気６０の温度を上昇させることで、乾燥時間の短縮を図るようにしても良い。
【００４４】
このように、ヘッドユニット１１は、圧縮空気６０を送給しながら、処理液５３に浸漬させるだけの簡単な作業でノズル開口４４の内壁面４８を除いたインク噴射側面４６にのみ撥液膜層４７を形成することができるとともに、撥液膜層４７を形成する以前に、ノズル開口４４の内壁面４８を含むインク供給孔の清浄を行うことができる。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態のノズルプレートの撥液処理方法によれば、ノズル開口４４から圧縮流体６０を供給しながら、ノズルプレート３９のインク噴射側面４６を処理液５３に浸漬させてノズルプレート３９に撥液膜層４７が形成される。そのため、ノズル開口４４の内壁面４８には撥液膜層４７が形成されず、ノズルプレート３９のインク噴射側面４６にのみ撥液膜層４７が形成される。これにより、ノズル開口４４内の表面状態を改質することなくノズル開口４４表面のみに撥液膜層４７を簡単に形成して撥液処理を行うことができる。
【００４６】
また、本実施形態のノズルプレートの撥液処理方法によれば、ノズルプレート３９がヘッドユニット１１に組み付けられたアッセンブリ状態のまま、撥液処理を行えるため、ヘッドユニット１１を分解する必要がないので、作業性が良好となり、工数の大幅な削減を図ることができる。
【００４７】
また、本実施形態のノズルプレートの撥液処理方法によれば、凹凸面状の円環部４５を有するノズルプレート１１のインク噴射側面４６を処理液５３に浸漬するだけで、その円環部４５を含んで均一に撥液膜層４７を形成することができる。
【００４８】
また、本実施形態のヘッドユニット１１によれば、ノズル開口４４から圧縮流体６０を供給しながら、ノズルプレート３９のインク噴射側面４６を処理液５３に浸漬させてノズルプレート３９に撥液膜層４７が形成される。そのため、ノズル開口４４の内壁面４８には撥液膜層４７が形成されず、ノズルプレート３９のインク噴射側面４６にのみ撥液膜層４７が形成される。これにより、ノズル開口４４内の表面状態を改質することなくノズル開口４４表面のみに撥液膜層４７を簡単に形成して撥液処理を行うことができるヘッドユニット１１を得ることができる。
【００４９】
また、本実施形態のヘッドユニット１１によれば、ノズルプレート３９が組み付けられたアッセンブリ状態のままで撥液処理を行えるため、分解する必要がなくなり作業性が良好となって、工数の大幅な削減を図ることができる。
【００５０】
また、本実施形態のヘッドユニット１１によれば、ノズルプレート３９のインク噴射側面４６に凹凸面状の円環部４５が形成されていても、処理液５３に浸漬するだけで、その円環部４５を含むインク噴射側面４６に均一に撥液膜層４７が形成されるヘッドユニット１１を得ることができる。
【００５１】
なお、本発明に係るノズルプレートの撥液処理方法およびヘッドユニットは、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形や改良等が可能である。
【００５２】
例えば、ヘッドユニットに装着されるインクは、図示した４色、６色に代えて、それら以上の数であっても、それら以下の数であっても良い。
【００５３】
また、ヘッドユニットとして、撓み振動型を例示したが、これに限定されず、例えば、圧電材料と電極形成材料とを交互に積層させて軸方向に伸縮させる縦振動型や発熱素子等の発熱で発生するバブルによってインク滴を吐出させるインクジェット式等、種々の構造のヘッドユニットに応用することができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態に係るノズルプレートの撥液処理方法およびヘッドユニットを適用した画像記録装置の模式図である。
【図２】図１の画像記録装置における液体噴射装置の分解斜視図である。
【図３】図２の液体噴射装置の要部断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るノズルプレートの撥液処理方法を説明する第１段階の正面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るノズルプレートの撥液処理方法を説明する第２段階の正面図である。
【図６】図５の要部拡大図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０…画像記録装置、１１…ヘッドユニット（液体噴射装置）、３９…ノズルプレート、４４…ノズル開口、４５…円環部（凹凸面）、４６…インク噴射側面（液体噴射面）、４７…撥液膜層、５３…処理液、６０…圧縮空気（圧縮流体）。
【図１】
2009012402.tif 000003
【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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