インクジェットプリンタヘッド
【課題】 生産工程で実施される印字テストを不要にし、生産性を向上させるインクジェットプリンタヘッドを提供する。
【解決手段】 金属で形成され、インク滴が吐出されるノズル孔２ａを中央側に配列するノズル板２と、該ノズル板２上に積層され、ノズル孔２ａと連通するインク流路３ａを有し、赤外線の透過を許容する材質を用いてインク流路３ａがエッチング加工される流路板３と、該流路板３上に積層され、インク流路３ａ内のインク液を加圧する金属で形成される振動板４と、該振動板４を変形させる圧力を発生させる圧力発生手段とを備え、流路板３とノズル板２との積層状態で、インク流路３ａはノズル孔２ａとその積層方向で重なり合って連通する連通孔３ｃと、該連通孔３ｃの外側に形成される凹状の連通溝３ｄとを含み、ノズル板２は連通溝３ｄが形成される個所の流路板３には積層されずに、流路板３の連通孔３ｃを囲う近傍に積層される大きさで形成される。
【解決手段】 金属で形成され、インク滴が吐出されるノズル孔２ａを中央側に配列するノズル板２と、該ノズル板２上に積層され、ノズル孔２ａと連通するインク流路３ａを有し、赤外線の透過を許容する材質を用いてインク流路３ａがエッチング加工される流路板３と、該流路板３上に積層され、インク流路３ａ内のインク液を加圧する金属で形成される振動板４と、該振動板４を変形させる圧力を発生させる圧力発生手段とを備え、流路板３とノズル板２との積層状態で、インク流路３ａはノズル孔２ａとその積層方向で重なり合って連通する連通孔３ｃと、該連通孔３ｃの外側に形成される凹状の連通溝３ｄとを含み、ノズル板２は連通溝３ｄが形成される個所の流路板３には積層されずに、流路板３の連通孔３ｃを囲う近傍に積層される大きさで形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産工程中に内部のインク流路の検査工程を取り入れることを可能したインクジェットプリンタヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像記録装置として用いるインクジェット記録装置において使用するインクジェットプリンタヘッドは、インク滴が吐出されるノズルと、このノズルと連通されるインク流路と、このインク流路内のインクを加圧する圧力発生手段とを備えて、圧力発生手段を駆動することでインク流路内のインクを加圧してノズルからインク滴を吐出させるものが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４―２９１５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなインクジェットプリンタヘッドのインク流路は、複数の不透明材（主にステンレスなどの金属）である流路板部材を積層して形成したものであるため、インク流路を形成した後ではインク流路の内部を目視で確認することができない。このため印字機能が正常であることを検査するために生産全数に対して印字テストが実施されており生産性を高めることができない課題を有している。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために鑑み、生産工程で実施される印字テストを不要にし、生産性を向上させるインクジェットプリンタヘッドを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のインクジェットプリンタヘッドの主たる構成としては、金属で形成され、インク滴が吐出されるノズル孔をチャンネル列方向及びノズル列方向で、自身の中央側に配列するようにしたノズル板と、該ノズル板上に積層され、前記ノズル孔と連通するインク流路を有し、赤外線の透過を許容する材質を用いて前記インク流路がエッチング加工される流路板と、該流路板上に積層され、前記インク流路内のインク液を加圧するように変形可能な金属で形成される振動板と、該振動板を変形させる圧力を発生させる圧力発生手段と、を備え、前記インク流路は、前記流路板と前記ノズル板との積層状態で、前記ノズル孔とその積層方向で重なり合って連通する連通孔と、該連通孔よりも前記ノズル列方向の外側において当該流路板の前記振動板が積層される面に、前記連通孔と連通される凹状の連通溝とを含み、当該ノズル板は、前記連通溝が形成される個所の前記流路板には積層されずに、該流路板の連通孔を囲う近傍に積層される大きさで形成されることを特徴とする。
【０００７】
上記主たる構成とすることにより、流路板が赤外線透過性材料で形成され、連通溝が形成される個所の流路板にはノズル板が積層されていないため、ノズル板の外側の領域に位置する連通溝が存在するその当該個所に赤外線を照射すると、流路板を透過して振動板に達した赤外線は振動板が金属製であることによりその赤外線が反射され、この反射された赤外線はさらに当該個所の流路板を透過することにより、流路板に形成されるインク流路を構成する連通溝内部を、その反射される赤外線を受光する赤外線カメラによって映し出して確認することできる。このため連通溝内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認できることとなる。これによって生産工程において必要とされていた全数実施している印字テストが不要となり生産コストの低減が可能となるインクジェットプリンタヘッドが提供できる。さらに、このようにヘッド内の可視化ができることにより、気泡が残らない（気泡が混入しても容易に排出できる）流路形状の開発に利用することができる。
【０００８】
また、上記課題を解決するために、本発明のインクジェットプリンタヘッドの主たる構成において、前記ノズル板が積層されない個所の前記流路板の板面を鏡面状態にすることもできる。これにより、主たる構成の上記効果に加え流路板がエッチング加工で形成されることによる、その表面の凹凸個所での赤外線の乱反射の影響を、その連通溝内部の表面のみに抑えることができるため、赤外線カメラとしての撮像部によって映し出された画像のノイズが低減され、連通溝内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認しやすくなる。
【０００９】
また、上記課題を解決するために、本発明のインクジェットプリンタヘッドの主たる構成において、前記ノズル板が積層されない個所の前記流路板の板面には、前記積層方向において前記連通溝と重なり合わないように裏溝が形成されるようにすることもできる。これにより、主たる構成の上記効果に加え流路板としての反りなどの変形防止や接着剤の過剰分の逃がし機能を具有させることができる。また、流路板がエッチング加工で形成されることによる、その表面の凹凸個所での赤外線の乱反射の影響を、その連通溝内部の表面のみに抑えることができるため、赤外線カメラとしての撮像部によって映し出された画像のノイズが低減され、連通溝内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認しやすくなる。
【００１０】
また、上記課題を解決するために、本発明のインクジェットプリンタヘッドの次の主たる構成は、赤外線の透過を許容する材質で形成され、インク滴が吐出されるノズル孔をチャンネル列方向及びノズル列方向で、自身の中央側に配列するようにしたノズル板と、該ノズル板上に積層され、前記ノズル孔と連通するインク流路を有し、赤外線の透過を許容する材質を用いて前記インク流路がエッチング加工される流路板と、該流路板上に積層され、前記インク流路内のインク液を加圧するように変形可能な金属で形成される振動板と、該振動板を変形させる圧力を発生させる圧力発生手段と、を備え、前記インク流路は、前記流路板と前記ノズル板との積層状態で、前記ノズル孔とその積層方向で重なり合って連通する連通孔と、該連通孔よりも前記ノズル列方向の外側において当該流路板の前記振動板が積層される面に、前記連通孔と連通される凹状の連通溝とを含む、ことを特徴とすることにより、赤外線撮像装置の赤外線発光部からインクジェットプリンタヘッドに照射される赤外線は、ノズル板が赤外線透過性材料で形成されていることにより、その当該個所の流路板を透過して振動板に達することとなる。この振動板に達した赤外線は、振動板が金属製であることにより、その赤外線が反射される。この反射された赤外線はさらに当該個所の流路板を透過することにより、流路板に形成されるインク流路を構成する連通孔と連通溝内部が赤外線カメラとしての撮像部によって映し出される。そして、この映し出されて得られた画像を確認することで、連通孔、連通溝内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認できることとなる。これによって生産工程において必要とされていた全数実施している印字テストが不要となり生産コストの低減が可能となるインクジェットプリンタヘッドが提供できる。さらに、このようにヘッド内の可視化ができることにより、気泡が残らない（気泡が混入しても容易に排出できる）流路形状の開発に利用することができる。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、本発明のインクジェットプリンタヘッドの上記次の主たる構成において、前記ノズル板が積層される前記流路板の板面を鏡面状態にすることもできる。これにより、上記次の主なる構成の効果に加え流路板としての反りなどの変形防止や接着剤の過剰分の逃がし機能を具有させることができる。また、流路板がエッチング加工で形成されることによる、その表面の凹凸個所での赤外線の乱反射の影響を、その連通孔、連通溝内部の表面のみに抑えることができるため、赤外線カメラとしての撮像部によって映し出された画像のノイズが低減され、連通孔、連通溝内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認しやすくなる。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明のインクジェットプリンタヘッドの上記次の主たる構成において、前記ノズル板が積層される前記流路板の板面には、前記積層方向において前記連通溝と重なり合わないように裏溝が形成されるようにすることもできる。これにより、次の主なる構成の上記効果に加え流路板としての反りなどの変形防止や接着剤の過剰分の逃がし機能を具有させることができる。また、流路板がエッチング加工で形成されることによる、その表面の凹凸個所での赤外線の乱反射の影響を、その連通溝内部の表面のみに抑えることができるため、赤外線カメラとしての撮像部によって映し出された画像のノイズが低減され、連通溝内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るインクジェットプリンタヘッドを使用する画像形成装置の概要図。
【図２】インクジェットプリンタヘッドのノズル列方向の要部断面図。
【図３】インクジェットプリンタヘッドのチャンネル列方向の要部断面図。
【図４】ノズル板の外観斜視図。
【図５】ノズル板のＮｉ電鋳工法の説明図。
【図６】流路板の外観斜視図。
【図７】流路板の変形例を示す部分断面図。
【図８】振動板の外観斜視図およびＡ―Ａ概略断面図。
【図９】圧電素子の外観斜視図。
【図１０】マニホールドの外観斜視図。
【図１１】金属製のノズル板を有するインクジェットプリンタヘッドのノズル列方向の赤外線撮像装置による検査例を示す説明図。
【図１２】同上インクジェットプリンタヘッドのチャンネル列方向の赤外線撮像装置による検査例を示す説明図。
【図１３】他のインクジェットプリンタヘッドのノズル列方向の赤外線撮像装置による検査例を示す説明図。
【図１４】他のインクジェットプリンタヘッドのチャンネル列方向の赤外線撮像装置による検査例を示す説明図。
【図１５】赤外線透過材質のノズル板を有するインクジェットプリンタヘッドのノズル列方向の赤外線撮像装置による検査例を示す説明図。
【図１６】同上インクジェットプリンタヘッドのチャンネル列方向の赤外線撮像装置による検査例を示す説明図。
【図１７】他のインクジェットプリンタヘッドのノズル列方向の赤外線撮像装置による検査例を示す説明図。
【図１８】他のインクジェットプリンタヘッドのチャンネル列方向の赤外線撮像装置による検査例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係るインクジェットプリンタヘッドを使用する画像形成装置の概要図、図２はインクジェットプリンタヘッドのノズル列方向の要部断面図、図３はインクジェットプリンタヘッドのチャンネル列方向の要部断面図である。
【００１５】
図１において、インクジェットプリンタヘッド１は、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の各種の画像形成装置Ａに使用され、並列に設けられる複数の印字チャンネルからインク滴を吐出する液体吐出ヘッドである。この画像形成装置Ａは複数のインクジェットプリンタヘッド１をキャリッジＢに搭載して、このキャリッジＢを被記録媒体Ｃの搬送方向Ｃ１と直交する走査方向Ｂ１に主走査させるとともに、被記録媒体Ｃをインク画像の記録幅に応じて間欠的に搬送し、搬送と吐出させるインク滴の付着による記録を交互に繰り返すことによって被記録媒体Ｃにインク画像を形成するものである。
【００１６】
なお、キャリッジＢには、各インクジェットプリンタヘッド１に供給するインク液を貯留するインクタンクＤと、該インクタンクＤに接続されるインク供給管Ｅが配設され、該インク供給管Ｅを介してインク液が各インクジェットプリンタヘッド１に供給されるようになっている。
【００１７】
各インクジェットプリンタヘッド１へ供給されるインク液は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のインク液が使用されている。このインクジェットプリンタヘッド１としては、圧電素子を用いてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、或いは、発熱抵抗体を用いてインク滴を吐出させるいわゆるバブル型のもの、静電力でインク滴を吐出させるいわゆる静電型のものなどを用いることができるが、本例ではピエゾ型のものを用いている。
【００１８】
このインクジェットプリンタヘッド１は、図２、図３に示すように、並列に設けられる複数の印字チャンネルに対応し、チャンネル列方向Ｙ及びノズル列方向Ｘで、自身の中央側に配列するようにした複数のノズル孔２ａを有するノズル板２と、このノズル板２上に積層され、ノズル板２のノズル孔２ａと連通するインク流路３ａを有する流路板３と、この流路板３上に積層され、インク流路３ａ内のインク液に対し、自身の部分変形によって圧力を加える振動板４と、振動板４を部分変形させるための圧力を発生させる圧力発生手段としての圧電素子５と、流路板３の複数のインク流路３ａ内にインクタンクＤからのインク液を供給する共通インク室６ａを有するマニホールド６を備えている。
【００１９】
ノズル板２は、図４に示すように、長方板状に金属で形成され、そのノズル孔２ａは、並列に設けられる印字チャンネルにおいて、短手側をノズル列方向Ｘとし、長手側をチャンネル列方向Ｙとして、それらの方向に所定のピッチにて複数形成されている。なお、ノズル列方向Ｘは走査方向Ｂ１、チャンネル列方向Ｙは搬送方向Ｃ１に対応している。
【００２０】
このノズル板２はＮｉ電鋳工法で製作しており、その一例として図５に示すように、導体基板等からなる電鋳支持基板２０上に、ノズル孔２ａに対応する位置にレジストパターン２１を成膜した後、Ｎｉ電鋳を行って、電鋳支持基板２０上にノズル板２の厚みを有する電鋳めっき膜２２を成膜した後、電鋳めっき膜２２を電鋳支持基板２０から剥離し、レジストパターン２１を除去することによって厚み方向に貫通するノズル孔２ａを有するノズル板２を得ることができる。なお、ノズル板２は１０〜４０μｍ程度の板厚として形成され、そのノズル孔２ａは直径１０〜３５μｍ程度に形成されている。
【００２１】
流路板３は図２、図３、図６に示すように、ノズル板２の短手方向の幅寸法Ｗ１よりも幅広となした幅寸法Ｗ２を有し、ノズル板２の長手方向の長さ寸法Ｌ１とほぼ同じ程度の長さ寸法Ｌ２を有する長方板状の流路板本体３ｂに、ノズル孔２ａと連通するインク流路３ａが形成される。
【００２２】
この流路板３はノズル板２上に積層される。この積層状態は接着剤によって接合されており、この積層接合状態において、流路板３のインク流路３ａは、ノズル板２のノズル孔２ａとはその積層方向で重なり合うように連通する流路板本体３ｂの厚み方向に貫通形成した連通孔３ｃと、該連通孔３ｃと連続して連通するように、該連通孔３ｃよりもノズル列方向Ｘの外側において流路板３の振動板４が積層される面、すなわち、ノズル板２との接合側とは反対側の板面の表面３ｂ１において、ノズル板２の短手方向の側縁２ｂより外側（図２の左右方向）の領域に、流路板本体３ｂの短手方向に所定の長さ寸法にて凹状に形成される連通溝３ｄとによって構成される。
【００２３】
このように、ノズル板２は、連通孔３ｃを囲う近傍における流路板３の一部分に積層され、かつ連通溝３ｄが形成されている当該流路板３の一部分以外における他の部分に積層されない大きさで形成されるものとなる。換言すれば、ノズル板２は、連通溝３ｄが形成される個所の流路板３には積層されずに、その流路板３の連通孔３ｃを囲う近傍に積層される大きさで形成されることとなる。
【００２４】
また、流路板３の変形例としては、図７に示すように、ノズル板２との接合側である流路板本体３ｂの板面である裏面３ｂ２に、流路板３としての反りなどの変形防止や接着剤の過剰分の逃がしのために、凹状の裏溝３ｅを形成することもできる。この裏溝３ｅは流路板本体３ｂの厚み方向（上記積層方向と同方向）において、表面３ｂ１側に形成される連通溝３ｄと重なり合わないように変位させて形成されている。
【００２５】
このインク流路３ａや、裏溝３ｅを有する上記の複数の例における流路板３は、単結晶シリコン基板、多結晶シリコン基板、ＳＯＩ基板などのシリコン基板等を用いて、リソグラフィ技術を使ったウエットエッチング加工法により形成されている。
【００２６】
また、流路板３はウエットエッチング加工法により形成されるために、このような加工では流路板３の表面における局所的な化学反応を制御できないため光学的な鏡面が得られないこともあって、少なくとも図２、図３、図６に示す流路板３にあっては、ノズル板２との接合側である流路板本体３ｂの裏面３ｂ２を鏡面加工によって光学的な鏡面状態とすることが望ましい。
【００２７】
また、図７に示す流路板３にあっては、ノズル板２との接合側である流路板本体３ｂの裏溝３ｅを除く裏面３ｂ２を鏡面加工によって光学的な鏡面状態とすることが望ましい。
【００２８】
この鏡面の表面粗さをＪＩＳ・Ｂ０６５１で規定されるＲｙ（最大高さ）、すなわち、基準長さにおける最低谷底から最大山頂までの高さとした。そして、可視光線の長波長端の０．７６〜０．８３μｍを下限とし、上限は１ｍｍぐらいまでの波長範囲の赤外線による乱反射がしない表面粗さとしている。赤外線には、一般的に波長が２．５μｍ以下の近赤外線、波長が２．５〜２５μｍの中赤外線、波長が２５μｍ以上の遠赤外線に分けられる。本例ではこれらを含んだ赤外線を用いており、具体的な一例として、波長が１．１２７μｍ以上の赤外線の波長領域を使用しているため、その約１／８以下のＲｙ０．１４μｍ以下の表面粗さを持つ鏡面であれば良い。この表面粗さによって後述する流路可視化に際し、２０μｍ程度の気泡を確認することが可能となる。
【００２９】
図２、図３における流路板３上に積層される振動板４は、２層構造の金属プレートに樹脂をコートして形成した積層材料から加工したもので、例えば金属プレートにはステンレス鋼と樹脂にはポリイミドを使って積層材料としている。加工方法は、プレス加工法とウエットエッチング加工法で作製している。
【００３０】
この振動板４は、図８に示すように、金属層としての薄膜層４ａと、厚膜層４ｂとの２層膜で構成され、薄膜層４ａは１〜５μｍ程度の膜厚、厚膜層４ｂは１０〜３０μｍ程度の膜厚であり、振動板４全体としては１０〜４０μｍ程度の板厚として形成される。
【００３１】
そして、振動板４は、圧電素子５が接合される接合部４ｃと、圧電素子５からの圧力を複数のインク流路３ａ内のインク液に伝播させるための複数のダイアフラム部４ｄと、圧電素子５が振動板４に干渉しないように形成された凹部４ｅとを備えている。また、振動板４には、マニホールド６の共通インク室６ａ内のインク液を流路板３のインク流路３ａに導くためのインク供給孔４ｆが形成されている。
【００３２】
図２、図３に示すように、この振動板４には、各インク流路３ａに対応して、その流路内のインク液を加圧するための圧力発生手段である電気機械変換素子としての積層型の圧電素子５が接合されている。この圧電素子５は金属あるいはセラミックスなどの高剛性材料で形成したベース基板７に接合されている。
【００３３】
図９は圧電素子５を、図２、図３とは上下方向を反対にして示している図である。この図９において、圧電素子５は圧電部材５ａにハーフカットのダイシングによるスリット加工を所定ピッチで施すことで櫛歯状に分割して、圧電素子５と支柱部８を交互に形成するようにしている。そして、図３に示すように圧電素子５はインク流路３ａと対応させ、支柱部８はインク流路３ａ間の隔壁部３ｆに対応させるように設けられている。ここでは、支柱部８も圧電部材５ａから形成されるが、駆動電圧を印加しないので単なる支柱部材となる。
【００３４】
また、圧電素子５の電極にＦＰＣケーブル９を介して駆動信号を供給するようにしている。圧電素子５の伸縮によりインク流路３ａ内を収縮、膨張させる。これは圧電素子５に駆動信号が印加され充電が行われると伸長し、また圧電素子５に充電された電荷が放電すると反対方向に収縮することによる。
【００３５】
図２、図３に示すマニホールド６は、振動板４の外周部に接着剤にて接合している。このマニホールド６は、図１０に示すように共通インク室６ａとなる凹部、この共通インク室６ａに外部（インク供給管Ｅ）からインク液を供給するためのインク供給路６ｂが形成されている。このマニホールド６は、例えばエポキシ系樹脂、或いはポリフェニレンサルファイトを用いて射出成形により形成している。
【００３６】
次に、本発明に係るインクジェットプリンタヘッド１の生産工程に含ませる内部のインク流路３ａの検査について説明する。本検査はインクジェットプリンタヘッド１のインク流路３ａ内の状態を赤外線を利用して作業者の目視で確認できるように可視化するものである。
【００３７】
その検査の一例としては、図２、図３に示すインクジェットプリンタヘッド１にあっては、図１１、図１２に示すように、インクジェットプリンタヘッド１のインク流路３ａ内の状態を赤外線撮像装置１０を使用して確認する。この赤外線撮像装置１０はインクジェットプリンタヘッド１のノズル板２の下方に配設される赤外線を発する赤外線発光部１１と、任意の撮像倍率に設定可能な赤外線カメラとしての撮像部１２とを備えている。
【００３８】
赤外線撮像装置１０の赤外線発光部１１からインクジェットプリンタヘッド１に照射される赤外線は、ノズル板２が金属製であっても、その短手方向の幅寸法Ｗ１よりも幅広となした幅寸法Ｗ２によって流路板３が赤外線透過性材料で形成され、すなわち、ノズル板２として連通溝３ｄが形成される個所の流路板３には積層されずに、その流路板３の連通孔３ｃを囲う近傍に積層される大きさであるため、ノズル板２の短手方向の側縁２ｂより外側の領域に、流路板３の連通溝３ｄが位置することにより、その当該個所の流路板３を透過して振動板４に達することとなる。この振動板４に達した赤外線は、振動板４が金属製であることにより、その赤外線が反射される。この反射された赤外線はさらに当該個所の流路板３を透過することにより、流路板３に形成されるインク流路３ａを構成する連通溝３ｄ内部が赤外線カメラとしての撮像部１２によって映し出される。そして、この映し出されて得られた画像を確認することで、連通溝３ｄ内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認できることとなる。
【００３９】
さらに、インクジェットプリンタヘッド１の流路板３の板面である裏面３ｂ２を鏡面加工したものである場合、流路板３がウエットエッチング加工法で形成されることによる、その表面の凹凸個所での赤外線の乱反射の影響を、その連通溝３ｄ内部の表面のみに抑えることができるため、赤外線カメラとしての撮像部１２によって映し出された画像のノイズが低減され、連通溝３ｄ内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認しやすくなる。
【００４０】
その検査の他の例としては、図７に示す流路板３のように、その厚み方向において、表面３ｂ１側に形成される連通溝３ｄと重ね合わさらないように変位させて裏溝３ｅを形成している図１３、図１４に示すインクジェットプリンタヘッド１にあっては、振動板４で反射された赤外線が流路板３を透過し、かつ、撮像部１２に入射する赤外線の経路内に裏溝３ｅが位置しないので、裏溝３ｅ表面の凹凸による赤外線の乱反射の影響がない状態で撮像部１２によって映し出された画像を得ることができる。
【００４１】
さらに、この例に対して、インクジェットプリンタヘッド１の流路板３の板面である裏面３ｂ２を鏡面加工したものとする場合、流路板３がウエットエッチング加工法で形成されることによる、その表面の凹凸個所での赤外線の乱反射の影響を、その連通溝３ｄ内部の表面のみに抑えることができるため、赤外線カメラとしての撮像部１２によって映し出された画像のノイズが低減され、連通溝３ｄ内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認しやすくなる。
【００４２】
次に、インクジェットプリンタヘッド１の変形例としては、上述のノズル板２の幅寸法Ｗ１を、流路板３の幅寸法Ｗ２とほぼ同じ程度とし、ノズル板２と流路板３とを全面積層状態にするようにできる。また、この例によるノズル板２の材質としては、赤外線の透過を許容するシリコン基板、樹脂、ガラスなどで形成するものである。
【００４３】
この具体例として、図１１、図１２に示すノズル板３の幅寸法Ｗ１を流路板３の幅寸法Ｗ２とほぼ同じ程度するとともに、材質を金属製から赤外線の透過を許容する材質に変更したたインクジェットプリンタヘッド１の変形例を、図１５、図１６に示す。この例による他の構成部材について、上述の他の実施の形態における構成部材と同様な部材は、図中に同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４４】
また、同様に図１３、図１４に示すノズル板３の幅寸法Ｗ１を流路板３の幅寸法Ｗ２とほぼ同じ程度にしたインクジェットプリンタヘッド１の変形例を、図１７、図１８に示すものとする。なお、この例による他の構成部材について、上述の他の実施の形態における構成部材と同様な部材は、図中に同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４５】
次に、インクジェットプリンタヘッド１のインク流路３ａ内の状態を赤外線を利用して作業者が目視で確認するように可視化する検査の一例として、図１５、図１６に示すインクジェットプリンタヘッド１にあっては、赤外線撮像装置１０の赤外線発光部１１からインクジェットプリンタヘッド１に照射される赤外線は、ノズル板２が赤外線透過性材料で形成されていることにより、その当該個所の流路板３を透過して振動板４に達することとなる。この振動板４に達した赤外線は、振動板４が金属製であることにより、その赤外線が反射される。この反射された赤外線はさらに当該個所の流路板３を透過することにより、流路板３に形成されるインク流路３ａを構成する連通孔３ｃと連通溝３ｄ内部が赤外線カメラとしての撮像部１２によって映し出される。そして、この映し出されて得られた画像を確認することで、連通孔３ｃ、連通溝３ｄ内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認できることとなる。
【００４６】
さらに、インクジェットプリンタヘッド１の流路板３の裏面３ｂ２を鏡面加工したものである場合、流路板３がウエットエッチング加工法で形成されることによる、その表面の凹凸個所での赤外線の乱反射の影響を、その連通孔３ｃ、連通溝３ｄ内部の表面のみに抑えることができるため、赤外線カメラとしての撮像部１２によって映し出された画像のノイズが低減され、連通孔３ｃ、連通溝３ｄ内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認しやすくなる。
【００４７】
その検査の他の例としては、図１７、図１８に示すインクジェットプリンタヘッド１にあっては、振動板４で反射された赤外線が流路板３を透過し、かつ、撮像部１２に入射する赤外線の経路内に裏溝３ｅが位置しないので、裏溝３ｅ表面の凹凸による赤外線の乱反射の影響がない状態で撮像部１２によって映し出された画像を得ることができる。
【００４８】
さらに、この例に対して、インクジェットプリンタヘッド１の流路板３の板面である裏面３ｂ２を鏡面加工したもので構成する場合、流路板３がウエットエッチング加工法で形成されることによる、その表面の凹凸個所での赤外線の乱反射の影響を、その連通孔３ｃ、連通溝３ｄ内部の表面のみに抑えることができるため、赤外線カメラとしての撮像部１２によって映し出された画像のノイズが低減され、連通孔３ｃ、連通溝３ｄ内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認しやすくなる。
【００４９】
上述のインクジェットプリンタヘッド１の構成は例示であり、本発明を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能であり、実施の形態の各構成要素を任意に組み合わせる形で構成することも可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１ インクジェットプリンタヘッド
２ ノズル板２
２ａ ノズル孔
２ｂ 側縁
３ 流路板
３ａ インク流路
３ｃ 連通孔
３ｄ 連通溝
３ｅ 裏溝
４ 振動板
５ 圧電素子
６ マニホールド
Ｘ ノズル列
Ｙ チャンネル列
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生産工程中に内部のインク流路の検査工程を取り入れることを可能したインクジェットプリンタヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像記録装置として用いるインクジェット記録装置において使用するインクジェットプリンタヘッドは、インク滴が吐出されるノズルと、このノズルと連通されるインク流路と、このインク流路内のインクを加圧する圧力発生手段とを備えて、圧力発生手段を駆動することでインク流路内のインクを加圧してノズルからインク滴を吐出させるものが知られている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４―２９１５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このようなインクジェットプリンタヘッドのインク流路は、複数の不透明材（主にステンレスなどの金属）である流路板部材を積層して形成したものであるため、インク流路を形成した後ではインク流路の内部を目視で確認することができない。このため印字機能が正常であることを検査するために生産全数に対して印字テストが実施されており生産性を高めることができない課題を有している。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために鑑み、生産工程で実施される印字テストを不要にし、生産性を向上させるインクジェットプリンタヘッドを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のインクジェットプリンタヘッドの主たる構成としては、金属で形成され、インク滴が吐出されるノズル孔をチャンネル列方向及びノズル列方向で、自身の中央側に配列するようにしたノズル板と、該ノズル板上に積層され、前記ノズル孔と連通するインク流路を有し、赤外線の透過を許容する材質を用いて前記インク流路がエッチング加工される流路板と、該流路板上に積層され、前記インク流路内のインク液を加圧するように変形可能な金属で形成される振動板と、該振動板を変形させる圧力を発生させる圧力発生手段と、を備え、前記インク流路は、前記流路板と前記ノズル板との積層状態で、前記ノズル孔とその積層方向で重なり合って連通する連通孔と、該連通孔よりも前記ノズル列方向の外側において当該流路板の前記振動板が積層される面に、前記連通孔と連通される凹状の連通溝とを含み、当該ノズル板は、前記連通溝が形成される個所の前記流路板には積層されずに、該流路板の連通孔を囲う近傍に積層される大きさで形成されることを特徴とする。
【０００７】
上記主たる構成とすることにより、流路板が赤外線透過性材料で形成され、連通溝が形成される個所の流路板にはノズル板が積層されていないため、ノズル板の外側の領域に位置する連通溝が存在するその当該個所に赤外線を照射すると、流路板を透過して振動板に達した赤外線は振動板が金属製であることによりその赤外線が反射され、この反射された赤外線はさらに当該個所の流路板を透過することにより、流路板に形成されるインク流路を構成する連通溝内部を、その反射される赤外線を受光する赤外線カメラによって映し出して確認することできる。このため連通溝内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認できることとなる。これによって生産工程において必要とされていた全数実施している印字テストが不要となり生産コストの低減が可能となるインクジェットプリンタヘッドが提供できる。さらに、このようにヘッド内の可視化ができることにより、気泡が残らない（気泡が混入しても容易に排出できる）流路形状の開発に利用することができる。
【０００８】
また、上記課題を解決するために、本発明のインクジェットプリンタヘッドの主たる構成において、前記ノズル板が積層されない個所の前記流路板の板面を鏡面状態にすることもできる。これにより、主たる構成の上記効果に加え流路板がエッチング加工で形成されることによる、その表面の凹凸個所での赤外線の乱反射の影響を、その連通溝内部の表面のみに抑えることができるため、赤外線カメラとしての撮像部によって映し出された画像のノイズが低減され、連通溝内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認しやすくなる。
【０００９】
また、上記課題を解決するために、本発明のインクジェットプリンタヘッドの主たる構成において、前記ノズル板が積層されない個所の前記流路板の板面には、前記積層方向において前記連通溝と重なり合わないように裏溝が形成されるようにすることもできる。これにより、主たる構成の上記効果に加え流路板としての反りなどの変形防止や接着剤の過剰分の逃がし機能を具有させることができる。また、流路板がエッチング加工で形成されることによる、その表面の凹凸個所での赤外線の乱反射の影響を、その連通溝内部の表面のみに抑えることができるため、赤外線カメラとしての撮像部によって映し出された画像のノイズが低減され、連通溝内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認しやすくなる。
【００１０】
また、上記課題を解決するために、本発明のインクジェットプリンタヘッドの次の主たる構成は、赤外線の透過を許容する材質で形成され、インク滴が吐出されるノズル孔をチャンネル列方向及びノズル列方向で、自身の中央側に配列するようにしたノズル板と、該ノズル板上に積層され、前記ノズル孔と連通するインク流路を有し、赤外線の透過を許容する材質を用いて前記インク流路がエッチング加工される流路板と、該流路板上に積層され、前記インク流路内のインク液を加圧するように変形可能な金属で形成される振動板と、該振動板を変形させる圧力を発生させる圧力発生手段と、を備え、前記インク流路は、前記流路板と前記ノズル板との積層状態で、前記ノズル孔とその積層方向で重なり合って連通する連通孔と、該連通孔よりも前記ノズル列方向の外側において当該流路板の前記振動板が積層される面に、前記連通孔と連通される凹状の連通溝とを含む、ことを特徴とすることにより、赤外線撮像装置の赤外線発光部からインクジェットプリンタヘッドに照射される赤外線は、ノズル板が赤外線透過性材料で形成されていることにより、その当該個所の流路板を透過して振動板に達することとなる。この振動板に達した赤外線は、振動板が金属製であることにより、その赤外線が反射される。この反射された赤外線はさらに当該個所の流路板を透過することにより、流路板に形成されるインク流路を構成する連通孔と連通溝内部が赤外線カメラとしての撮像部によって映し出される。そして、この映し出されて得られた画像を確認することで、連通孔、連通溝内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認できることとなる。これによって生産工程において必要とされていた全数実施している印字テストが不要となり生産コストの低減が可能となるインクジェットプリンタヘッドが提供できる。さらに、このようにヘッド内の可視化ができることにより、気泡が残らない（気泡が混入しても容易に排出できる）流路形状の開発に利用することができる。
【００１１】
また、上記課題を解決するために、本発明のインクジェットプリンタヘッドの上記次の主たる構成において、前記ノズル板が積層される前記流路板の板面を鏡面状態にすることもできる。これにより、上記次の主なる構成の効果に加え流路板としての反りなどの変形防止や接着剤の過剰分の逃がし機能を具有させることができる。また、流路板がエッチング加工で形成されることによる、その表面の凹凸個所での赤外線の乱反射の影響を、その連通孔、連通溝内部の表面のみに抑えることができるため、赤外線カメラとしての撮像部によって映し出された画像のノイズが低減され、連通孔、連通溝内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認しやすくなる。
【００１２】
また、上記課題を解決するために、本発明のインクジェットプリンタヘッドの上記次の主たる構成において、前記ノズル板が積層される前記流路板の板面には、前記積層方向において前記連通溝と重なり合わないように裏溝が形成されるようにすることもできる。これにより、次の主なる構成の上記効果に加え流路板としての反りなどの変形防止や接着剤の過剰分の逃がし機能を具有させることができる。また、流路板がエッチング加工で形成されることによる、その表面の凹凸個所での赤外線の乱反射の影響を、その連通溝内部の表面のみに抑えることができるため、赤外線カメラとしての撮像部によって映し出された画像のノイズが低減され、連通溝内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認しやすくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るインクジェットプリンタヘッドを使用する画像形成装置の概要図。
【図２】インクジェットプリンタヘッドのノズル列方向の要部断面図。
【図３】インクジェットプリンタヘッドのチャンネル列方向の要部断面図。
【図４】ノズル板の外観斜視図。
【図５】ノズル板のＮｉ電鋳工法の説明図。
【図６】流路板の外観斜視図。
【図７】流路板の変形例を示す部分断面図。
【図８】振動板の外観斜視図およびＡ―Ａ概略断面図。
【図９】圧電素子の外観斜視図。
【図１０】マニホールドの外観斜視図。
【図１１】金属製のノズル板を有するインクジェットプリンタヘッドのノズル列方向の赤外線撮像装置による検査例を示す説明図。
【図１２】同上インクジェットプリンタヘッドのチャンネル列方向の赤外線撮像装置による検査例を示す説明図。
【図１３】他のインクジェットプリンタヘッドのノズル列方向の赤外線撮像装置による検査例を示す説明図。
【図１４】他のインクジェットプリンタヘッドのチャンネル列方向の赤外線撮像装置による検査例を示す説明図。
【図１５】赤外線透過材質のノズル板を有するインクジェットプリンタヘッドのノズル列方向の赤外線撮像装置による検査例を示す説明図。
【図１６】同上インクジェットプリンタヘッドのチャンネル列方向の赤外線撮像装置による検査例を示す説明図。
【図１７】他のインクジェットプリンタヘッドのノズル列方向の赤外線撮像装置による検査例を示す説明図。
【図１８】他のインクジェットプリンタヘッドのチャンネル列方向の赤外線撮像装置による検査例を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態につき図面を参照して説明する。図１は本発明の実施の形態に係るインクジェットプリンタヘッドを使用する画像形成装置の概要図、図２はインクジェットプリンタヘッドのノズル列方向の要部断面図、図３はインクジェットプリンタヘッドのチャンネル列方向の要部断面図である。
【００１５】
図１において、インクジェットプリンタヘッド１は、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の各種の画像形成装置Ａに使用され、並列に設けられる複数の印字チャンネルからインク滴を吐出する液体吐出ヘッドである。この画像形成装置Ａは複数のインクジェットプリンタヘッド１をキャリッジＢに搭載して、このキャリッジＢを被記録媒体Ｃの搬送方向Ｃ１と直交する走査方向Ｂ１に主走査させるとともに、被記録媒体Ｃをインク画像の記録幅に応じて間欠的に搬送し、搬送と吐出させるインク滴の付着による記録を交互に繰り返すことによって被記録媒体Ｃにインク画像を形成するものである。
【００１６】
なお、キャリッジＢには、各インクジェットプリンタヘッド１に供給するインク液を貯留するインクタンクＤと、該インクタンクＤに接続されるインク供給管Ｅが配設され、該インク供給管Ｅを介してインク液が各インクジェットプリンタヘッド１に供給されるようになっている。
【００１７】
各インクジェットプリンタヘッド１へ供給されるインク液は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のインク液が使用されている。このインクジェットプリンタヘッド１としては、圧電素子を用いてインク滴を吐出させるいわゆるピエゾ型のもの、或いは、発熱抵抗体を用いてインク滴を吐出させるいわゆるバブル型のもの、静電力でインク滴を吐出させるいわゆる静電型のものなどを用いることができるが、本例ではピエゾ型のものを用いている。
【００１８】
このインクジェットプリンタヘッド１は、図２、図３に示すように、並列に設けられる複数の印字チャンネルに対応し、チャンネル列方向Ｙ及びノズル列方向Ｘで、自身の中央側に配列するようにした複数のノズル孔２ａを有するノズル板２と、このノズル板２上に積層され、ノズル板２のノズル孔２ａと連通するインク流路３ａを有する流路板３と、この流路板３上に積層され、インク流路３ａ内のインク液に対し、自身の部分変形によって圧力を加える振動板４と、振動板４を部分変形させるための圧力を発生させる圧力発生手段としての圧電素子５と、流路板３の複数のインク流路３ａ内にインクタンクＤからのインク液を供給する共通インク室６ａを有するマニホールド６を備えている。
【００１９】
ノズル板２は、図４に示すように、長方板状に金属で形成され、そのノズル孔２ａは、並列に設けられる印字チャンネルにおいて、短手側をノズル列方向Ｘとし、長手側をチャンネル列方向Ｙとして、それらの方向に所定のピッチにて複数形成されている。なお、ノズル列方向Ｘは走査方向Ｂ１、チャンネル列方向Ｙは搬送方向Ｃ１に対応している。
【００２０】
このノズル板２はＮｉ電鋳工法で製作しており、その一例として図５に示すように、導体基板等からなる電鋳支持基板２０上に、ノズル孔２ａに対応する位置にレジストパターン２１を成膜した後、Ｎｉ電鋳を行って、電鋳支持基板２０上にノズル板２の厚みを有する電鋳めっき膜２２を成膜した後、電鋳めっき膜２２を電鋳支持基板２０から剥離し、レジストパターン２１を除去することによって厚み方向に貫通するノズル孔２ａを有するノズル板２を得ることができる。なお、ノズル板２は１０〜４０μｍ程度の板厚として形成され、そのノズル孔２ａは直径１０〜３５μｍ程度に形成されている。
【００２１】
流路板３は図２、図３、図６に示すように、ノズル板２の短手方向の幅寸法Ｗ１よりも幅広となした幅寸法Ｗ２を有し、ノズル板２の長手方向の長さ寸法Ｌ１とほぼ同じ程度の長さ寸法Ｌ２を有する長方板状の流路板本体３ｂに、ノズル孔２ａと連通するインク流路３ａが形成される。
【００２２】
この流路板３はノズル板２上に積層される。この積層状態は接着剤によって接合されており、この積層接合状態において、流路板３のインク流路３ａは、ノズル板２のノズル孔２ａとはその積層方向で重なり合うように連通する流路板本体３ｂの厚み方向に貫通形成した連通孔３ｃと、該連通孔３ｃと連続して連通するように、該連通孔３ｃよりもノズル列方向Ｘの外側において流路板３の振動板４が積層される面、すなわち、ノズル板２との接合側とは反対側の板面の表面３ｂ１において、ノズル板２の短手方向の側縁２ｂより外側（図２の左右方向）の領域に、流路板本体３ｂの短手方向に所定の長さ寸法にて凹状に形成される連通溝３ｄとによって構成される。
【００２３】
このように、ノズル板２は、連通孔３ｃを囲う近傍における流路板３の一部分に積層され、かつ連通溝３ｄが形成されている当該流路板３の一部分以外における他の部分に積層されない大きさで形成されるものとなる。換言すれば、ノズル板２は、連通溝３ｄが形成される個所の流路板３には積層されずに、その流路板３の連通孔３ｃを囲う近傍に積層される大きさで形成されることとなる。
【００２４】
また、流路板３の変形例としては、図７に示すように、ノズル板２との接合側である流路板本体３ｂの板面である裏面３ｂ２に、流路板３としての反りなどの変形防止や接着剤の過剰分の逃がしのために、凹状の裏溝３ｅを形成することもできる。この裏溝３ｅは流路板本体３ｂの厚み方向（上記積層方向と同方向）において、表面３ｂ１側に形成される連通溝３ｄと重なり合わないように変位させて形成されている。
【００２５】
このインク流路３ａや、裏溝３ｅを有する上記の複数の例における流路板３は、単結晶シリコン基板、多結晶シリコン基板、ＳＯＩ基板などのシリコン基板等を用いて、リソグラフィ技術を使ったウエットエッチング加工法により形成されている。
【００２６】
また、流路板３はウエットエッチング加工法により形成されるために、このような加工では流路板３の表面における局所的な化学反応を制御できないため光学的な鏡面が得られないこともあって、少なくとも図２、図３、図６に示す流路板３にあっては、ノズル板２との接合側である流路板本体３ｂの裏面３ｂ２を鏡面加工によって光学的な鏡面状態とすることが望ましい。
【００２７】
また、図７に示す流路板３にあっては、ノズル板２との接合側である流路板本体３ｂの裏溝３ｅを除く裏面３ｂ２を鏡面加工によって光学的な鏡面状態とすることが望ましい。
【００２８】
この鏡面の表面粗さをＪＩＳ・Ｂ０６５１で規定されるＲｙ（最大高さ）、すなわち、基準長さにおける最低谷底から最大山頂までの高さとした。そして、可視光線の長波長端の０．７６〜０．８３μｍを下限とし、上限は１ｍｍぐらいまでの波長範囲の赤外線による乱反射がしない表面粗さとしている。赤外線には、一般的に波長が２．５μｍ以下の近赤外線、波長が２．５〜２５μｍの中赤外線、波長が２５μｍ以上の遠赤外線に分けられる。本例ではこれらを含んだ赤外線を用いており、具体的な一例として、波長が１．１２７μｍ以上の赤外線の波長領域を使用しているため、その約１／８以下のＲｙ０．１４μｍ以下の表面粗さを持つ鏡面であれば良い。この表面粗さによって後述する流路可視化に際し、２０μｍ程度の気泡を確認することが可能となる。
【００２９】
図２、図３における流路板３上に積層される振動板４は、２層構造の金属プレートに樹脂をコートして形成した積層材料から加工したもので、例えば金属プレートにはステンレス鋼と樹脂にはポリイミドを使って積層材料としている。加工方法は、プレス加工法とウエットエッチング加工法で作製している。
【００３０】
この振動板４は、図８に示すように、金属層としての薄膜層４ａと、厚膜層４ｂとの２層膜で構成され、薄膜層４ａは１〜５μｍ程度の膜厚、厚膜層４ｂは１０〜３０μｍ程度の膜厚であり、振動板４全体としては１０〜４０μｍ程度の板厚として形成される。
【００３１】
そして、振動板４は、圧電素子５が接合される接合部４ｃと、圧電素子５からの圧力を複数のインク流路３ａ内のインク液に伝播させるための複数のダイアフラム部４ｄと、圧電素子５が振動板４に干渉しないように形成された凹部４ｅとを備えている。また、振動板４には、マニホールド６の共通インク室６ａ内のインク液を流路板３のインク流路３ａに導くためのインク供給孔４ｆが形成されている。
【００３２】
図２、図３に示すように、この振動板４には、各インク流路３ａに対応して、その流路内のインク液を加圧するための圧力発生手段である電気機械変換素子としての積層型の圧電素子５が接合されている。この圧電素子５は金属あるいはセラミックスなどの高剛性材料で形成したベース基板７に接合されている。
【００３３】
図９は圧電素子５を、図２、図３とは上下方向を反対にして示している図である。この図９において、圧電素子５は圧電部材５ａにハーフカットのダイシングによるスリット加工を所定ピッチで施すことで櫛歯状に分割して、圧電素子５と支柱部８を交互に形成するようにしている。そして、図３に示すように圧電素子５はインク流路３ａと対応させ、支柱部８はインク流路３ａ間の隔壁部３ｆに対応させるように設けられている。ここでは、支柱部８も圧電部材５ａから形成されるが、駆動電圧を印加しないので単なる支柱部材となる。
【００３４】
また、圧電素子５の電極にＦＰＣケーブル９を介して駆動信号を供給するようにしている。圧電素子５の伸縮によりインク流路３ａ内を収縮、膨張させる。これは圧電素子５に駆動信号が印加され充電が行われると伸長し、また圧電素子５に充電された電荷が放電すると反対方向に収縮することによる。
【００３５】
図２、図３に示すマニホールド６は、振動板４の外周部に接着剤にて接合している。このマニホールド６は、図１０に示すように共通インク室６ａとなる凹部、この共通インク室６ａに外部（インク供給管Ｅ）からインク液を供給するためのインク供給路６ｂが形成されている。このマニホールド６は、例えばエポキシ系樹脂、或いはポリフェニレンサルファイトを用いて射出成形により形成している。
【００３６】
次に、本発明に係るインクジェットプリンタヘッド１の生産工程に含ませる内部のインク流路３ａの検査について説明する。本検査はインクジェットプリンタヘッド１のインク流路３ａ内の状態を赤外線を利用して作業者の目視で確認できるように可視化するものである。
【００３７】
その検査の一例としては、図２、図３に示すインクジェットプリンタヘッド１にあっては、図１１、図１２に示すように、インクジェットプリンタヘッド１のインク流路３ａ内の状態を赤外線撮像装置１０を使用して確認する。この赤外線撮像装置１０はインクジェットプリンタヘッド１のノズル板２の下方に配設される赤外線を発する赤外線発光部１１と、任意の撮像倍率に設定可能な赤外線カメラとしての撮像部１２とを備えている。
【００３８】
赤外線撮像装置１０の赤外線発光部１１からインクジェットプリンタヘッド１に照射される赤外線は、ノズル板２が金属製であっても、その短手方向の幅寸法Ｗ１よりも幅広となした幅寸法Ｗ２によって流路板３が赤外線透過性材料で形成され、すなわち、ノズル板２として連通溝３ｄが形成される個所の流路板３には積層されずに、その流路板３の連通孔３ｃを囲う近傍に積層される大きさであるため、ノズル板２の短手方向の側縁２ｂより外側の領域に、流路板３の連通溝３ｄが位置することにより、その当該個所の流路板３を透過して振動板４に達することとなる。この振動板４に達した赤外線は、振動板４が金属製であることにより、その赤外線が反射される。この反射された赤外線はさらに当該個所の流路板３を透過することにより、流路板３に形成されるインク流路３ａを構成する連通溝３ｄ内部が赤外線カメラとしての撮像部１２によって映し出される。そして、この映し出されて得られた画像を確認することで、連通溝３ｄ内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認できることとなる。
【００３９】
さらに、インクジェットプリンタヘッド１の流路板３の板面である裏面３ｂ２を鏡面加工したものである場合、流路板３がウエットエッチング加工法で形成されることによる、その表面の凹凸個所での赤外線の乱反射の影響を、その連通溝３ｄ内部の表面のみに抑えることができるため、赤外線カメラとしての撮像部１２によって映し出された画像のノイズが低減され、連通溝３ｄ内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認しやすくなる。
【００４０】
その検査の他の例としては、図７に示す流路板３のように、その厚み方向において、表面３ｂ１側に形成される連通溝３ｄと重ね合わさらないように変位させて裏溝３ｅを形成している図１３、図１４に示すインクジェットプリンタヘッド１にあっては、振動板４で反射された赤外線が流路板３を透過し、かつ、撮像部１２に入射する赤外線の経路内に裏溝３ｅが位置しないので、裏溝３ｅ表面の凹凸による赤外線の乱反射の影響がない状態で撮像部１２によって映し出された画像を得ることができる。
【００４１】
さらに、この例に対して、インクジェットプリンタヘッド１の流路板３の板面である裏面３ｂ２を鏡面加工したものとする場合、流路板３がウエットエッチング加工法で形成されることによる、その表面の凹凸個所での赤外線の乱反射の影響を、その連通溝３ｄ内部の表面のみに抑えることができるため、赤外線カメラとしての撮像部１２によって映し出された画像のノイズが低減され、連通溝３ｄ内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認しやすくなる。
【００４２】
次に、インクジェットプリンタヘッド１の変形例としては、上述のノズル板２の幅寸法Ｗ１を、流路板３の幅寸法Ｗ２とほぼ同じ程度とし、ノズル板２と流路板３とを全面積層状態にするようにできる。また、この例によるノズル板２の材質としては、赤外線の透過を許容するシリコン基板、樹脂、ガラスなどで形成するものである。
【００４３】
この具体例として、図１１、図１２に示すノズル板３の幅寸法Ｗ１を流路板３の幅寸法Ｗ２とほぼ同じ程度するとともに、材質を金属製から赤外線の透過を許容する材質に変更したたインクジェットプリンタヘッド１の変形例を、図１５、図１６に示す。この例による他の構成部材について、上述の他の実施の形態における構成部材と同様な部材は、図中に同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４４】
また、同様に図１３、図１４に示すノズル板３の幅寸法Ｗ１を流路板３の幅寸法Ｗ２とほぼ同じ程度にしたインクジェットプリンタヘッド１の変形例を、図１７、図１８に示すものとする。なお、この例による他の構成部材について、上述の他の実施の形態における構成部材と同様な部材は、図中に同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００４５】
次に、インクジェットプリンタヘッド１のインク流路３ａ内の状態を赤外線を利用して作業者が目視で確認するように可視化する検査の一例として、図１５、図１６に示すインクジェットプリンタヘッド１にあっては、赤外線撮像装置１０の赤外線発光部１１からインクジェットプリンタヘッド１に照射される赤外線は、ノズル板２が赤外線透過性材料で形成されていることにより、その当該個所の流路板３を透過して振動板４に達することとなる。この振動板４に達した赤外線は、振動板４が金属製であることにより、その赤外線が反射される。この反射された赤外線はさらに当該個所の流路板３を透過することにより、流路板３に形成されるインク流路３ａを構成する連通孔３ｃと連通溝３ｄ内部が赤外線カメラとしての撮像部１２によって映し出される。そして、この映し出されて得られた画像を確認することで、連通孔３ｃ、連通溝３ｄ内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認できることとなる。
【００４６】
さらに、インクジェットプリンタヘッド１の流路板３の裏面３ｂ２を鏡面加工したものである場合、流路板３がウエットエッチング加工法で形成されることによる、その表面の凹凸個所での赤外線の乱反射の影響を、その連通孔３ｃ、連通溝３ｄ内部の表面のみに抑えることができるため、赤外線カメラとしての撮像部１２によって映し出された画像のノイズが低減され、連通孔３ｃ、連通溝３ｄ内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認しやすくなる。
【００４７】
その検査の他の例としては、図１７、図１８に示すインクジェットプリンタヘッド１にあっては、振動板４で反射された赤外線が流路板３を透過し、かつ、撮像部１２に入射する赤外線の経路内に裏溝３ｅが位置しないので、裏溝３ｅ表面の凹凸による赤外線の乱反射の影響がない状態で撮像部１２によって映し出された画像を得ることができる。
【００４８】
さらに、この例に対して、インクジェットプリンタヘッド１の流路板３の板面である裏面３ｂ２を鏡面加工したもので構成する場合、流路板３がウエットエッチング加工法で形成されることによる、その表面の凹凸個所での赤外線の乱反射の影響を、その連通孔３ｃ、連通溝３ｄ内部の表面のみに抑えることができるため、赤外線カメラとしての撮像部１２によって映し出された画像のノイズが低減され、連通孔３ｃ、連通溝３ｄ内部における気泡や塵、埃などの異物の有無が確認しやすくなる。
【００４９】
上述のインクジェットプリンタヘッド１の構成は例示であり、本発明を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能であり、実施の形態の各構成要素を任意に組み合わせる形で構成することも可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１ インクジェットプリンタヘッド
２ ノズル板２
２ａ ノズル孔
２ｂ 側縁
３ 流路板
３ａ インク流路
３ｃ 連通孔
３ｄ 連通溝
３ｅ 裏溝
４ 振動板
５ 圧電素子
６ マニホールド
Ｘ ノズル列
Ｙ チャンネル列
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属で形成され、インク滴が吐出されるノズル孔をチャンネル列方向及びノズル列方向で、自身の中央側に配列するようにしたノズル板と、
該ノズル板上に積層され、前記ノズル孔と連通するインク流路を有し、赤外線の透過を許容する材質を用いて前記インク流路がエッチング加工される流路板と、
該流路板上に積層され、前記インク流路内のインク液を加圧するように変形可能な金属で形成される振動板と、
該振動板を変形させる圧力を発生させる圧力発生手段と、を備え、
前記インク流路は、前記流路板と前記ノズル板との積層状態で、前記ノズル孔とその積層方向で重なり合って連通する連通孔と、該連通孔よりも前記ノズル列方向の外側において当該流路板の前記振動板が積層される面に、前記連通孔と連通される凹状の連通溝とを含み、
当該ノズル板は、前記連通溝が形成される個所の前記流路板には積層されずに、該流路板の連通孔を囲う近傍に積層される大きさで形成されることを特徴とするインクジェットプリンタヘッド。
【請求項２】
前記ノズル板が積層されない個所の前記流路板の板面を鏡面状態にしたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッド。
【請求項３】
前記ノズル板が積層されない個所の前記流路板の板面には、前記積層方向において前記連通溝と重なり合わないように裏溝が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタヘッド。
【請求項４】
赤外線の透過を許容する材質で形成され、インク滴が吐出されるノズル孔をチャンネル列方向及びノズル列方向で、自身の中央側に配列するようにしたノズル板と、
該ノズル板上に積層され、前記ノズル孔と連通するインク流路を有し、赤外線の透過を許容する材質を用いて前記インク流路がエッチング加工される流路板と、
該流路板上に積層され、前記インク流路内のインク液を加圧するように変形可能な金属で形成される振動板と、
該振動板を変形させる圧力を発生させる圧力発生手段と、を備え、
前記インク流路は、前記流路板と前記ノズル板との積層状態で、前記ノズル孔とその積層方向で重なり合って連通する連通孔と、該連通孔よりも前記ノズル列方向の外側において当該流路板の前記振動板が積層される面に、前記連通孔と連通される凹状の連通溝とを含む、ことを特徴とするインクジェットプリンタヘッド。
【請求項５】
前記ノズル板が積層される前記流路板の板面を鏡面状態にしたことを特徴とする請求項４に記載のインクジェットプリンタヘッド。
【請求項６】
前記ノズル板が積層される前記流路板の板面には、前記積層方向において前記連通溝と重なり合わないように裏溝が形成されることを特徴とする請求項４又５に記載のインクジェットプリンタヘッド。
【請求項１】
金属で形成され、インク滴が吐出されるノズル孔をチャンネル列方向及びノズル列方向で、自身の中央側に配列するようにしたノズル板と、
該ノズル板上に積層され、前記ノズル孔と連通するインク流路を有し、赤外線の透過を許容する材質を用いて前記インク流路がエッチング加工される流路板と、
該流路板上に積層され、前記インク流路内のインク液を加圧するように変形可能な金属で形成される振動板と、
該振動板を変形させる圧力を発生させる圧力発生手段と、を備え、
前記インク流路は、前記流路板と前記ノズル板との積層状態で、前記ノズル孔とその積層方向で重なり合って連通する連通孔と、該連通孔よりも前記ノズル列方向の外側において当該流路板の前記振動板が積層される面に、前記連通孔と連通される凹状の連通溝とを含み、
当該ノズル板は、前記連通溝が形成される個所の前記流路板には積層されずに、該流路板の連通孔を囲う近傍に積層される大きさで形成されることを特徴とするインクジェットプリンタヘッド。
【請求項２】
前記ノズル板が積層されない個所の前記流路板の板面を鏡面状態にしたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタヘッド。
【請求項３】
前記ノズル板が積層されない個所の前記流路板の板面には、前記積層方向において前記連通溝と重なり合わないように裏溝が形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタヘッド。
【請求項４】
赤外線の透過を許容する材質で形成され、インク滴が吐出されるノズル孔をチャンネル列方向及びノズル列方向で、自身の中央側に配列するようにしたノズル板と、
該ノズル板上に積層され、前記ノズル孔と連通するインク流路を有し、赤外線の透過を許容する材質を用いて前記インク流路がエッチング加工される流路板と、
該流路板上に積層され、前記インク流路内のインク液を加圧するように変形可能な金属で形成される振動板と、
該振動板を変形させる圧力を発生させる圧力発生手段と、を備え、
前記インク流路は、前記流路板と前記ノズル板との積層状態で、前記ノズル孔とその積層方向で重なり合って連通する連通孔と、該連通孔よりも前記ノズル列方向の外側において当該流路板の前記振動板が積層される面に、前記連通孔と連通される凹状の連通溝とを含む、ことを特徴とするインクジェットプリンタヘッド。
【請求項５】
前記ノズル板が積層される前記流路板の板面を鏡面状態にしたことを特徴とする請求項４に記載のインクジェットプリンタヘッド。
【請求項６】
前記ノズル板が積層される前記流路板の板面には、前記積層方向において前記連通溝と重なり合わないように裏溝が形成されることを特徴とする請求項４又５に記載のインクジェットプリンタヘッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−１１６７９（Ｐ２０１２−１１６７９Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５０７４１（Ｐ２０１０−１５０７４１）
【出願日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【出願人】（０００００６９３２）リコーエレメックス株式会社 (708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【出願人】（０００００６９３２）リコーエレメックス株式会社 (708)
【Ｆターム（参考）】
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