JPH09267494A - プリンタ装置及びその製造方法 - Google Patents

プリンタ装置及びその製造方法

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JPH09267494A
JPH09267494A JP8318185A JP31818596A JPH09267494A JP H09267494 A JPH09267494 A JP H09267494A JP 8318185 A JP8318185 A JP 8318185A JP 31818596 A JP31818596 A JP 31818596A JP H09267494 A JPH09267494 A JP H09267494A
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opening
printer device
groove
pressure chamber
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Takashi Aihara
隆 相原
Toru Naganuma
徹 長沼
Masato Ando
真人 安藤
Kenji Okamoto
健司 岡本
Kouichirou Kijima
公一朗 木島
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Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノズル周辺へのインク、希釈液、混合溶液の
付着及び広がりを抑え、プリント不良の発生を抑え、濃
度階調を正確に再現して高解像度の記録画像の形成を可
能とする。微量の定量媒体を吐出媒体へ混合することを
可能とし、広い範囲の濃度階調を正確に再現して高解像
度の記録画像の形成を可能とする。 【解決手段】 ノズル開口面に隣合って開口し、吐出媒
体を吐出する第1のノズルと定量媒体を吐出する第2の
ノズルとの間に溝部を形成する。また、この溝部の代わ
りに親水加工部を形成しても良い。さらには、上記親水
加工部を無加工として無加工部とし、これを残すように
撥水加工を行って撥水加工部を形成しても良い。さらに
また、上記溝部の代わりに島状の突起部を形成しても良
い。さらには、ノズル開口面に撥液処理膜を形成し、上
記撥液処理膜の一部を選択的に除去して溝部を形成して
も良い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、定量媒体と吐出媒
体を混合吐出するプリンタ装置に関する。詳しくは、ノ
ズル周辺へのインク、希釈液、混合溶液の広がりを制御
する手段を設け、高解像度の記録画像の形成を可能とす
るプリンタ装置、微量の定量媒体の定量も正確に行い、
高解像度の記録画像の形成を可能とするプリンタ装置及
びその製造方法に係わるものである。
【0002】
【従来の技術】近年、特にオフィス等においてデスクト
ップパブリッシングと称されるコンピュータを使用した
文書作成が盛んに行われるようになってきており、最近
では文字や図形だけでなく、写真様のカラーの自然画像
を文字,図形とともに出力するといった要求も増加して
きている。そして、これに伴い、高品位な自然画像をプ
リントすることが要求され、中間調の再現が重要となっ
てきている。
【0003】また、印刷信号に応じて印刷時に必要な時
だけインク液滴をノズルより吐出して紙,フィルム等の
印刷媒体に印刷する、いわゆるオンデマンド型のプリン
タ装置は、小型化,低コスト化が可能なため、近年急速
に普及しつつある。
【0004】このようにインク液滴を吐出する方法とし
ては、様々な方法が提案されているが、ピエゾ素子を用
いる方法または発熱素子を用いる方法が一般的である。
前者はピエゾ素子の変形によりインクに圧力を加えて吐
出させる方法である。後者は、発熱素子によりインクを
加熱沸騰させて発生する泡の圧力でインクを吐出させる
方法である。
【0005】そして、上記のような中間調を上述のイン
ク液滴を吐出するオンデマンド型のプリンタ装置で再現
する方法としては、様々な方法が提案されている。すな
わち、第1の方法としてはピエゾ素子或いは発熱素子に
与える電圧パルスの電圧やパルス幅を変化させて吐出す
る液滴サイズを制御し、印刷ドットの径を可変として階
調を表現するものが挙げられる。
【0006】しかしながらこの方法によると、ピエゾ素
子或いは発熱素子に与える電圧やパルス幅を下げすぎる
とインクを吐出できなくなるため、最小液滴径に限界が
あり、表現可能な階調段数が少なく、特に低濃度の表現
が困難であり、自然画像をプリントアウトするには不十
分である。
【0007】また、第2の方法としては、ドット径は変
化させずに1画素を例えば4×4のドットよりなるマト
リクスで構成し、このマトリクス単位でいわゆるディザ
法を用いて階調表現を行う方法が挙げられる。なお、こ
の場合には17階調の表現が可能である。
【0008】しかしながらこの方法で、例えば第1の方
法と同じドット密度で印刷を行った場合、解像度は第1
の方法の1/4であり、荒さが目立つため、自然画像を
プリントアウトするには不十分である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】これに対して、本発明
者等は、希釈液とインクを混合し、これらの混合液滴を
吐出することにより、吐出されるインク液滴の濃度を変
化させ、印刷されるドットの濃度を制御することを可能
にし、解像度の劣化を発生させることなく階調を表現
し、自然画像をプリントアウトする方式のプリンタ装置
を提案してきた。
【0010】このようなプリンタ装置のプリントヘッド
としては、吐出媒体が導入される第1のノズルと定量媒
体が導入される第2のノズルを互いに隣合うようにして
有し、第2のノズルから所定量の定量媒体を第1のノズ
ルに向けて滲み出させて当該第1のノズル開口近傍にて
吐出媒体と混合させ、第1のノズルから吐出媒体を定量
媒体と混合されている吐出媒体と共に押し出して、定量
媒体と吐出媒体を第1及び第2のノズルの面内方向に混
合吐出するようなプリントヘッドが挙げられる。なお、
上記定量媒体及び吐出媒体は、どちらか一方がインクで
あり、残りの一方が希釈液であれば良い。
【0011】しかしながら、上記のようなプリントヘッ
ドにおいては、図62及び図63に示すように、プリン
トヘッド101の第1及び第2のノズル102,103
の開口するノズル開口面101aの第1及び第2のノズ
ル102,103の開口部周辺にインク、希釈液、混合
溶液等の液体104が広がって付着し、以下のような不
都合を引き起こしていた。
【0012】すなわち、上記のように第1及び第2のノ
ズル102,103の開口部周辺に液体104が付着し
ていると、印字の際に印字不要の部分にこの液体が付着
して色が付いてしまう、いわゆるかぶりが発生し、プリ
ント不良を引き起こしてしまう。
【0013】また、第1及び第2のノズル102,10
3の開口部周辺に液体104が付着していると、後の印
字の際の各ノズルからのインク、希釈液、混合溶液の吐
出方向にずれが生じ、プリント不良を引き起こしてしま
う。
【0014】さらには、第1及び第2のノズル102,
103の開口部周辺に液体104が付着していると、後
の印字の際のインクと希釈液の混合比に影響する可能性
が高く、濃度変化に対する応答性を損ない、ドット内の
濃度階調を正確に再現することができず、記録画像の解
像度を損なってしまう。
【0015】さらにまた、上記のようなプリントヘッド
においては、ドット内の濃度階調を正確に表現するため
に、所定量の定量媒体を吐出媒体に確実に混合させるこ
と、混合後にこれらを確実に分離することが要求され
る。
【0016】そこで、上記のようなプリンタ装置におい
ては、混合後に定量媒体と吐出媒体を確実に分離するべ
く、上記のようなプリントヘッドにおいては、ノズル開
口面に撥液処理膜を形成するようにしている。
【0017】また、所定量の定量媒体を吐出媒体に確実
に混合させるためには、図64に模式的に示すように、
断面円形で吐出媒体を吐出する第1のノズル201と断
面楕円形で定量媒体を押し出す第2のノズル202を有
する場合においては、定量媒体は第2のノズル202か
ら等方的に押し出されるのではなく、第1のノズル20
1に向けて方向性を有して押し出されることが好まし
い。
【0018】しかしながら、上記のようにノズル開口面
全面に亘って撥液処理膜が形成されている場合には、図
65に模式的に示すように、第2のノズル202より押
し出された定量媒体203は、図中矢印Aで示すように
第2のノズル202の開口部近傍に等方的に広がってし
まう。このように定量媒体203が等方的に広がってし
まうと、微量の定量媒体203を定量しようとする場合
において、定量媒体203が吐出媒体が吐出される第1
のノズル201に到達せず、混合が行われない可能性が
ある。
【0019】このため、このようなプリントヘッドにお
いては、表現可能な階調を微量の定量媒体203を混合
する領域から多量の定量媒体203を混合する領域まで
広く確保するために、吐出媒体を吐出する第1のノズル
201と定量媒体を押し出す第2のノズル202間の距
離を極力近づけて微量の定量媒体203の混合も可能と
している。
【0020】ところが、このように第1のノズル201
と第2のノズル202を極力近づけて形成するためには
製造装置の機械的な位置精度を高めなければならず、こ
のようなプリントヘッドを安定して製造することは、作
業が困難であるとともに、製造コストが高価となってし
まうという不都合を有していた。
【0021】そこで本発明は、ノズル周辺へのインク、
希釈液、混合溶液の付着を抑え、プリント不良の発生を
抑え、濃度階調を正確に再現して高解像度の記録画像の
形成を可能とするプリンタ装置、微量の定量媒体を吐出
媒体へ混合することを可能とし、広い範囲の濃度階調を
正確に再現して高解像度の記録画像の形成を可能とする
プリンタ装置及びその製造方法を提供することを目的と
する。
【0022】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに本発明は、吐出媒体が導入される第1の圧力室と、
定量媒体が導入される第2の圧力室とを有し、上記第1
の圧力室に連通する第1のノズル及び第2の圧力室に連
通する第2のノズルとを互いに隣合うように開口して有
し、第2のノズルから第1のノズルに向けて定量媒体を
滲み出させた後、第1のノズルから吐出媒体を吐出させ
て定量媒体と吐出媒体を混合吐出するプリンタ装置のプ
リントヘッドのノズル開口面の第1のノズルの開口部と
第2のノズルの開口部の間に溝部が形成されていること
を特徴とするものである。
【0023】なお、上記本発明のプリンタ装置において
は、溝部の幅が第2のノズルの開口径よりも小さいこと
が好ましい。
【0024】また、上記本発明のプリンタ装置において
は、溝部の形状が、第2のノズルの開口部から第1のノ
ズルの開口部にわたって形成されている形状、或いは第
2のノズルの開口部から第2のノズルの開口部と第1の
ノズルの開口部間の中途部にわたって形成されている形
状の何れでも良い。
【0025】さらに、上記本発明のプリンタ装置におい
て、溝部の形状が後者とされている場合には、溝部の深
さが第2のノズルから第1のノズル側に向かうに従って
浅くなっていくことが好ましい。
【0026】さらにまた、溝部の形状が後者とされてい
る場合には、第1のノズルの開口部から第1のノズルの
開口部と第2のノズルの開口部間の中途部にわたって形
成される溝部も形成するようにしても良く、この場合に
は、上記溝部の深さが第1のノズルから第2のノズル側
に向かうに従って浅くなっていくことが好ましい。
【0027】なお、溝部の形状が、第2のノズルの開口
部から第1のノズルの開口部にわたって形成されている
形状とされている場合においては、溝部の深さを各ノズ
ル開口部側が深く、ノズル開口部間中央に向かうに従っ
て浅くなるようにしても良い。
【0028】また、この本発明のプリンタ装置において
は、プリントヘッドのノズル開口面の少なくとも第2の
ノズル開口部周辺に第2のノズル開口部を囲むように凹
部が形成されていることが好ましく、第1のノズル開口
部周辺にも第1のノズル開口部を囲むように凹部が形成
されていることがより好ましい。なお、これら凹部は溝
部と接続されていても良い。
【0029】また、本発明は、吐出媒体が導入される第
1の圧力室と、定量媒体が導入される第2の圧力室とを
有し、上記第1の圧力室に連通する第1のノズル及び第
2の圧力室に連通する第2のノズルとを互いに隣合うよ
うに開口して有し、第2のノズルから第1のノズルに向
けて定量媒体を滲み出させた後、第1のノズルから吐出
媒体を吐出させて定量媒体と吐出媒体を混合吐出するプ
リンタ装置のプリントヘッドのノズル開口面の第1のノ
ズルの開口部と第2のノズルの開口部間に親水加工部が
形成されていることを特徴とするものである。
【0030】なお、上記本発明のプリンタ装置において
は、プリントヘッドのノズル開口面の親水加工部以外の
部分が撥水加工部とされていても良い。
【0031】また、この本発明のプリンタ装置の親水加
工部の形状は、第2のノズルの開口部から第1のノズル
の開口部にわたって形成されている形状、第2のノズル
の開口部から第2のノズルの開口部と第1のノズルの開
口部間の中途部にわたって形成されている形状の何れで
も良い。
【0032】さらにまた、親水加工部の形状が後者とさ
れている場合には、第1のノズルの開口部から第1のノ
ズルの開口部と第2のノズルの開口部間の中途部にわた
って形成される親水加工部も形成するようにしても良
い。
【0033】さらに、この本発明のプリンタ装置におい
ては、プリントヘッドのノズル開口面の少なくとも第2
のノズル開口部周辺に第2のノズル開口部を囲むように
親水加工部が形成されていることが好ましく、第1のノ
ズル開口部周辺にも第1のノズル開口部を囲むように親
水加工部が形成されていることがより好ましい。なお、
これらノズル開口部周辺の親水加工部は、前述のノズル
開口部間の親水加工部と接続されていても良い。
【0034】また、本発明は、上記親水加工部を有する
プリンタ装置の親水加工部を無加工部とし、残りの部分
を撥水加工部とすることを特徴とするものである。
【0035】さらに、本発明は、吐出媒体が導入される
第1の圧力室と、定量媒体が導入される第2の圧力室と
を有し、上記第1の圧力室に連通する第1のノズル及び
第2の圧力室に連通する第2のノズルとを互いに隣合う
ように開口して有し、第2のノズルから第1のノズルに
向けて定量媒体を滲み出させた後、第1のノズルから吐
出媒体を吐出させて定量媒体と吐出媒体を混合吐出する
プリンタ装置のプリントヘッドのノズル開口面の第1の
ノズルの開口部と第2のノズルの開口部の間に島状の突
起部が形成されていることを特徴とするものである。
【0036】さらにまた、本発明は、吐出媒体が導入さ
れる第1の圧力室と、定量媒体が導入される第2の圧力
室とを有し、上記第1の圧力室に連通する第1のノズル
及び第2の圧力室に連通する第2のノズルとを互いに隣
合うように開口して有し、第2のノズルから第1のノズ
ルに向けて定量媒体を滲み出させた後、第1のノズルか
ら吐出媒体を吐出させて定量媒体と吐出媒体を混合吐出
するプリンタ装置のプリントヘッドのノズル開口面に撥
液処理膜が形成されており、上記撥液処理膜の一部が選
択的に除去されて第1のノズルの開口部と第2のノズル
の開口部の間に溝部が形成されていることを特徴とする
ものである。
【0037】なお、本発明のプリンタ装置においては、
溝部の幅が第2のノズルの開口径よりも小さいことが好
ましい。
【0038】また、上記本発明のプリンタ装置において
は、溝部が、少なくとも第2のノズルの開口部に接続さ
れていることが好ましく、さらには第2のノズルの開口
部から第1のノズルの開口部にわたって形成されている
ことが好ましい。
【0039】さらに、上記本発明のプリンタ装置におい
ては、溝部が複数形成されていても良い。そして、この
場合にも、複数の溝部が少なくとも第2のノズルの開口
部に接続されていることが好ましく、さらには第2のノ
ズルの開口部から第1のノズルの開口部にわたって形成
されていることが好ましい。
【0040】また、この場合にも、複数の溝部が形成さ
れる部分の幅が第2のノズルの開口径よりも狭いことが
好ましい。
【0041】さらにまた、本発明のプリンタ装置におい
ては、第2のノズルの開口部に接続されて形成されてい
る複数の溝部と直交する方向にも複数の溝部が形成され
ていても良い。
【0042】なお、上記本発明のプリンタ装置において
は、撥液処理膜が塗布型の撥液材料を塗布することによ
り形成されていることが好ましい。さらに、上記本発明
のプリンタ装置においては、溝部の底面に撥液処理膜を
有することが好ましい。
【0043】上記撥液処理膜及び溝部底面の撥液処理膜
としては、ポリイミド系材料が好ましく、このポリイミ
ド系材料が感光性材料であることが好ましい。
【0044】また、上記本発明のプリンタ装置を製造す
る方法としては、第1の圧力室とこれに連通する第1の
ノズルと、第2の圧力室とこれに連通する第2のノズル
とを形成し、プリントヘッドを形成する工程と、プリン
トヘッドの第1のノズル及び第2のノズルのノズル開口
面に撥液処理膜を形成し、この撥液処理膜の一部を選択
的に除去して第1のノズルの開口部と第2のノズルの開
口部の間に溝部を形成する工程を有するものが挙げられ
る。
【0045】なお、上記のような製造方法においては、
溝部の形成を第1のノズル及び第2のノズルの形成より
も先に行うようにしても良い。
【0046】上記撥液処理膜はポリイミド系材料よりな
ることが好ましく、さらには感光性材料であることが好
ましい。
【0047】さらには、上記のような製造方法において
は、撥液処理膜を2層の膜を積層塗布して形成するよう
にし、上層の一部のみを選択除去して底部に撥液処理膜
を有する溝部を形成するようにしても良い。
【0048】この場合においては、上層となる膜がポリ
イミド系材料よりなることが好ましく、さらには感光性
材料であることが好ましい。
【0049】なお、この場合には、下層となる膜もポリ
イミド系材料よりなることが好ましい。さらには、下層
となる膜が重合形成を必要とする膜である場合には、上
層となる膜の塗布を下層となる膜の重合形成よりも前に
行うことが好ましい。
【0050】さらに、本発明の製造方法においては、撥
液処理膜の選択除去がフォトリソグラフィー技術により
行われることが好ましい。
【0051】本発明のプリンタ装置においては、プリン
トヘッドのノズル開口面に互いに隣合って開口している
第1及び第2のノズルの開口部間に、例えば第2のノズ
ルの開口部から第1のノズルの開口部にわたる溝部を形
成しており、第2のノズルから滲み出す定量媒体は毛管
現象により上記溝部を伝って第1のノズルに向けて供給
されるため、この定量媒体が溝部以外の部分に漏れにく
く、ノズル開口部周辺への定量媒体の付着が抑えられ
る。
【0052】また、この溝部を第2のノズルの開口部か
ら第2のノズルの開口部と第1のノズルの開口部間の中
途部にわたって形成すれば、定量媒体を第2のノズルか
ら第1のノズルに向けて滲み出させた後に、所定量の定
量媒体を第1のノズル開口部近傍に残存させて定量を行
うべく定量媒体を第2のノズル内に引き込む際の定量媒
体の引き込みが良好に行われて、ノズル開口部周辺への
定量媒体の付着が抑えられる。
【0053】さらに、この溝部を第1のノズルの開口部
から第1のノズルの開口部と第2のノズルの開口部間の
中途部にわたっても形成されているものとすれば、上述
のようにして定量媒体の定量を行う際に、定量媒体の定
量分と引き込み分の分離がさらに良好に行われて、ノズ
ル開口部周辺への定量媒体の付着が抑えられる。
【0054】なお、この溝部の幅を第2のノズルの開口
径よりも小さいものとすれば、毛管現象がより起こり易
い。
【0055】さらに、この溝部を第2のノズルの開口部
から第2のノズルの開口部と第1のノズルの開口部間の
中途部にわたって形成する場合に、溝部の深さを第2の
ノズルから第1のノズル側に向かうに従って浅くなって
いくようにすれば、定量媒体の定量がより良好に行われ
る。
【0056】そして、溝部を第1のノズルの開口部から
第1のノズルの開口部と第2のノズルの開口部間の中途
部にわたっても形成する場合に、溝部の深さを第1のノ
ズルから第2のノズル側に向かうに従って浅くなってい
くようにすれば、定量媒体の定量がさらに良好に行われ
る。
【0057】さらにまた、このプリンタ装置のプリント
ヘッドのノズル開口面の少なくとも第2のノズル開口部
周辺に第2のノズル開口部を囲むように凹部を形成す
る、さらには第1のノズル開口部周辺にも第1のノズル
開口部を囲むように凹部を形成すれば、インク、希釈
液、混合溶液のノズル開口部周辺への広がりがさらに抑
えられる。
【0058】また、本発明のプリンタ装置においては、
プリントヘッドのノズル開口面に互いに隣合って開口し
ている第1及び第2のノズルの開口部間に、例えば第2
のノズルの開口部から第1のノズルの開口部にわたる親
水加工部を形成しており、上記親水加工部の定量媒体に
対する濡れ性が比較的良好であることから、第2のノズ
ルから滲み出す定量媒体は上記親水加工部を伝って第1
のノズルに向けて供給され、この定量媒体が親水加工部
以外の部分に漏れにくく、ノズル開口部周辺への定量媒
体の付着が抑えられる。
【0059】そして、この親水加工部を第2のノズルの
開口部から第2のノズルの開口部と第1のノズルの開口
部間の中途部にわたって形成するものとすれば、定量媒
体を第2のノズルから第1のノズルに向けて滲み出させ
た後に、所定量の定量媒体を第1のノズル開口部近傍に
残存させて定量を行うべく定量媒体を第1のノズル内に
引き込む際の定量媒体の引き込みが良好に行われて、ノ
ズル開口部周辺への定量媒体の付着が抑えられる。
【0060】さらに、この親水加工部を第1のノズルの
開口部から第1のノズルの開口部と第2のノズルの開口
部間の中途部にわたっても形成されているものとすれ
ば、上述のようにして定量媒体の定量を行う際に、定量
媒体の定量分と引き込み分の分離がさらに良好に行われ
て、ノズル開口部周辺への定量媒体の付着が抑えられ
る。
【0061】さらにまた、このプリンタ装置のプリント
ヘッドのノズル開口面の親水加工部以外の部分を撥水加
工部とすれば、定量媒体は親水加工部をさらに選択して
伝うようになる。
【0062】そして、このプリンタ装置のプリントヘッ
ドのノズル開口面の少なくとも第2のノズル開口部周辺
に第2のノズル開口部を囲むように親水加工部を形成す
る、さらには第1のノズル開口部周辺にも第1のノズル
開口部を囲むように親水加工部を形成すれば、インク、
希釈液、混合溶液のノズル開口部周辺への広がりがさら
に抑えられる。
【0063】また、本発明のプリンタ装置において、前
述の親水加工部を無加工部とし、残りの部分を撥水加工
部としても、親水加工部を形成した場合と同様の作用が
得られる。
【0064】さらに、本発明のプリンタ装置において
は、プリントヘッドのノズル開口面に互いに隣合って開
口している第1及び第2のノズルの開口部間に島状の突
起部を形成しており、 第2のノズルから滲み出す定量
媒体は毛管現象により上記突起部の輪郭に沿って伝わっ
て第1のノズルに向けて供給されるため、この定量媒体
が突起部以外の部分に広がりにくく、ノズル開口部周辺
への定量媒体の付着が抑えられる。
【0065】また、本発明のプリンタ装置においては、
プリントヘッドのノズル開口面に撥液処理膜を形成し、
互いに隣合って開口している第1及び第2のノズルの開
口部間に、上記撥液処理膜の一部を選択的に除去して溝
部を形成するようにしている。
【0066】固体と液体の界面における「濡れやすさ」
とは、固体表面の表面荒さの影響を受ける。すなわち、
固体と液体のそれぞれの材料自体における液体と固体と
の接触部分の接触角度(言いかえると、表面荒さが零の
場合における接触角度)が90(deg.)よりも大き
い場合においては、表面荒さが大きくなるほど、液体と
固体は濡れ難くなるが、固体と液体のそれぞれの材料自
体における液体と固体との接触部分の接触角度(言いか
えると、表面荒さが零の場合における接触角度)が90
(deg.)よりも小さい場合においては、表面荒さが
大きくなるほど、液体と固体は濡れやすくなる。
【0067】本発明のプリンタ装置において使用される
定量媒体においては、撥液材料との接触角度は90(d
eg.)以下となり、上述の表面荒さが大きくなるほ
ど、濡れやすくなることとなる。
【0068】従って、本発明のプリンタ装置において
は、撥液処理膜の一部を選択的に除去して形成した溝部
は、他の部分よりも表面荒さが荒く、濡れ易くなり、定
量媒体はこの溝部近傍を選択して押し出されることとな
る。このことから、微量の定量媒体であっても第1のノ
ズルに向けて確実に押し出され、表現可能な階調の幅を
広げるために第1のノズルと第2のノズルを極力近づけ
て形成する必要がなくなる。
【0069】さらに本発明のプリンタ装置においては、
溝部の幅を第2のノズルの開口径よりも小さくしてい
る。このように、溝部の幅を第2のノズルの開口径より
も小さくすれば、第2のノズルより押し出された直後の
定量媒体の液滴の曲率半径よりも溝部の幅が小さくな
り、定量媒体はこの溝部を他の部分よりも表面荒さが荒
い部分として選択し易くなり、定量媒体が第1のノズル
に向けてより確実に押し出される。
【0070】上述したことは、溝部が複数形成されてい
ても同様であり、定量媒体はこれら溝部近傍を選択して
押し出されることとなる。また、このように、複数の溝
部を有する場合において、複数の溝部が形成される部分
の幅を第2のノズルの開口径よりも小さくすれば、定量
媒体はこれら溝部を他の部分よりも表面荒さが荒い部分
として選択し易くなり、定量媒体が第1のノズルに向け
てより確実に押し出される。
【0071】また、本発明のプリンタ装置において、溝
部の底面に撥液処理膜を有するようにすれば、印刷待機
時において溝部を通じて定量媒体と吐出媒体が自然混合
してしまうことがない。
【0072】さらに、本発明のプリンタ装置を製造する
に際し、撥液処理膜を2層の膜を積層塗布して形成し、
上層の一部のみを選択除去するようにすれば、底部に撥
液処理膜を有する溝部が容易に形成される。
【0073】そして、撥液処理膜を感光性のポリイミド
系材料により形成すれば、溝部はフォトリソグラフィー
技術により容易に形成される。撥液処理膜を2層の膜を
積層塗布して形成する場合には、少なくとも上層となる
膜を感光性のポリイミド系材料により形成すれば、溝部
はフォトリソグラフィー技術により容易に形成される。
【0074】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0075】本発明を適用したプリンタ装置としては、
図1に示すような構成のいわゆるシリアル型のものが挙
げられる。すなわち、被印刷物であるプリント紙1が支
持されるドラム2と、上記プリント紙1に印刷を行うプ
リントヘッド3により主に構成されるものである。
【0076】このとき、上記プリント紙1は、ドラム2
の軸方向に平行に設けられた紙圧着ローラ4により、ド
ラム2に圧着保持されている。また、上記ドラム2の外
周近傍には、送りネジ5がドラム2の軸方向に平行に設
けられている。そして、この送りネジ5には、プリント
ヘッド3が保持されている。すなわち、かかるプリント
ヘッド3は、送りネジ5の回転によって、図中矢印Mで
示すようにドラム2の軸方向に移動するようになってい
る。
【0077】一方、ドラム2は、プーリ6、ベルト7、
プーリ8を介してモータ9により図中矢印mで示すよう
に回転駆動される。さらに、送りネジ5及びモータ9の
回転とプリントヘッド3は、ヘッドドライブ,ヘッド送
り制御,ドラム回転制御10により印画データ及び制御
信号11に基づいて駆動制御される。
【0078】上記の構成においては、プリントヘッド3
が移動して1行分の印字を行うと、ドラム2を1行分だ
け回転させて次の印字を行う。プリントヘッド3が移動
し、印画する場合は、一方向の場合と往復方向の場合と
がある。
【0079】本発明のプリンタ装置としては、図2に示
すような構成のいわゆるライン型のものも挙げられる。
このプリンタ装置は、図2に示すように、図1に示した
プリンタ装置と略同様の構成を有するものであり、送り
ネジ5により保持され、この送りネジ5の回転によりド
ラム2の軸方向に移動可能となされるプリントヘッド3
の代わりにドラム2の軸方向に複数のプリントヘッドが
固定されて配列されるプリントヘッド12が配されてな
るものである。すなわち、上記プリントヘッド12にお
いては、一行分の印字が同時に行われることとなり、1
行分の印字を行うと、ドラム2を1行分だけ回転させて
次の印字を行う。さらに、この場合には、一行分を一括
して印字する他、一行分を複数のブロックに分割する、
或いは一行おきに交互に印字するといったことも可能で
ある。
【0080】このようなプリンタ装置における印字及び
制御系のブロック図を図3に示す。印字データなどの信
号入力21は、信号処理制御回路22に入力され、この
信号処理制御回路22において印字順番に揃えられて、
ドライバ23を介してヘッド24(プリントヘッド)に
送られる。印字順番は、ヘッド24や印字部の構成で異
なり、また印字データの入力順番との関係もあり、必要
に応じてラインバッファメモリや1画面メモリなどのメ
モリ25に一旦記録してから取り出す。ヘッド24に
は、階調信号や吐出信号を入力する。
【0081】なお、マルチヘッドでノズル数が非常に多
い場合には、ヘッド24にICを搭載してヘッド24に
接続する配線数を減らすようにする。また、信号処理制
御回路22には、補正26が接続されており、γ補正、
カラーの場合の色補正、各ヘッドのばらつき補正などを
行う。補正26には、予め決められた補正データをRO
Mマップ形式で格納しておき、外部条件、例えばノズル
番号、温度、入力信号などに応じて取り出すようにする
のが一般的である。
【0082】信号処理制御回路22は、CPUやDSP
構成としてソフトウエアで処理することが一般的であ
り、処理された信号は各種制御モータ駆動その他27に
送られる。各種制御モータ駆動その他27では、ドラム
及び送りネジを回転駆動するモータの駆動、同期、ヘッ
ドのクリーニング、プリント紙の供給、排出などの制御
を行う。また、信号には、印字データ以外の操作部信号
や外部制御信号が含まれることは言うまでもない。
【0083】次に、本発明のプリンタ装置を構成するプ
リントヘッド3の構成について示す。ただし、ここでは
希釈液にインクを混合しながらこれらを混合吐出する、
いわゆるキャリアジェット方式のプリンタ装置のプリン
トヘッドの例について述べる。上記プリントヘッド3
は、図4に示すように、インク及び希釈液を混合吐出さ
せ、2種類の圧力室を有する圧力室ユニット31と、上
記2種類の圧力室に対応する第1のピエゾユニット32
及び第2のピエゾユニット33により主に構成されるも
のである。
【0084】上記圧力室ユニット31は、上述のように
インク及び希釈液を混合吐出させるものであり、図5に
拡大して示すように内部に希釈液の吐出口とされる第1
のノズル34とこれに連通される第1の導入口35とイ
ンクの吐出口となる第2のノズル36とこれに連通され
る第2の導入口37とが略中央に形成される板状のオリ
フィスプレート38と、図4に示すように圧力室側壁3
9a,39b,39c,39d,39eが隔壁となって
形成されて希釈液の流路となる第1の圧力室40とイン
クの流路となる第2の圧力室41と、振動板42により
構成される。
【0085】そして、上記オリフィスプレート38にお
いては、図5に拡大して示すように、第1及び第2のノ
ズル34,36の一端が印字面となる一主面38aに臨
み、上記第1及び第2のノズル34,36に連通する第
1及び第2の導入口35,37の一端が上記一主面38
aに対向する裏面38bに臨むようになされている。従
って、第1の導入口35と第1のノズル34は全体とし
てオリフィスプレート38を貫通し、第2の導入口37
と第2のノズル36も全体としてオリフィスプレート3
8を貫通することとなる。また、上記第1及び第2のノ
ズル34,36は図5中θで示すこれらの開口方向間の
角度が例えば45°をなすように形成されている。
【0086】さらに、上記オリフィスプレート38にお
いては、図4中に示すように、第1及び第2のノズル3
4,36、第1及び第2の導入口35,37を挟むよう
に希釈液溜まりとなる断面略コ字状の第1の供給室43
とインク溜まりとなる断面略コ字状の第2の供給室44
が、その開口部が印字面となる一主面38aに対向する
裏面38bに臨むようにして形成されている。
【0087】このとき、上記オリフィスプレート38の
裏面38b側に隔壁として圧力室側壁39a,39b,
39c,39d,39eが積層形成され、上記圧力室側
壁39a,39b,39c,39d,39eの形成され
ていない部分により第1の供給室43の開口部と第1の
導入口35の開口部をつなぎ、流路となる第1の圧力室
40が形成されるとともに、第2の供給室44の開口部
と第2の導入口37の開口部をつなぎ、流路となる第2
の圧力室41が形成されることとなる。
【0088】そして、上記圧力室側壁39a,39b,
39c,39d,39e上に振動板42が積層形成さ
れ、上記第1及び第2の圧力室40,41が密閉されて
いる。
【0089】また、上記第1のピエゾユニット32は、
圧電材と導電材とを交互に積層した板状の第1の積層ピ
エゾ素子45と、上記第1の積層ピエゾ素子45の一方
の端部を固定する第1の支持体46と、上記第1の積層
ピエゾ素子45の固定された第1の支持体46を圧力室
ユニット31に対して固定する第1のホルダー47とに
より構成される。一方の第2のピエゾユニット33にお
いても同様であり、第2の積層ピエゾ素子48が第2の
支持体49にその一端が固定され、これらは第2のホル
ダー50により圧力室ユニット31に対して固定されて
いる。
【0090】上記第1及び第2の積層ピエゾ素子45,
48としては、圧電材と導電材を第1及び第2の圧力室
40,41の長手方向に直交する方向に積層したもの、
或いは長手方向に平行な方向に積層したもののどちらを
使用しても良い。積層ピエゾ素子は電圧を加えられると
その積層方向に伸びる特性を有している。
【0091】このため、前者の積層ピエゾ素子は、電圧
の印加により第1及び第2の圧力室40,41の長手方
向に伸びる一方で、これと直交する方向には縮むことと
なる。従って、この積層ピエゾ素子は、圧力室に圧力を
付与しないようになる。このような積層ピエゾ素子をd
31モードの積層ピエゾ素子と称する。
【0092】一方の後者の積層ピエゾ素子においては、
電圧を加えると第1及び第2の圧力室40,41の長手
方向と直交する方向に伸び、圧力室に圧力を付与するよ
うになる。このような積層ピエゾ素子をd33モードの積
層ピエゾ素子と称する。
【0093】そして、上記第1の積層ピエゾ素子45は
振動板42を介して第1の圧力室40に対向するように
配されており、第2の積層ピエゾ素子48も振動板42
を介して第2の圧力室41に対向するように配されてい
る。
【0094】従って、上記のような構成のプリントヘッ
ド3においては、希釈液が、図示しない希釈液タンクか
ら図示しない供給管や供給溝を通って第1の供給室43
に供給され、ここから図5に示すように第1の圧力室4
0を通って第1の導入口35に連通する第1のノズル3
4に充填され、該希釈液51により第1のノズル34の
先端部に第1のメニスカスD1 が形成される。
【0095】一方のインクにおいても同様であり、図示
しないインクタンクから図示しない供給管や供給溝を通
って第2の供給室44に供給され、ここから図5に示す
ように第2の圧力室41を通って第2の導入口37に連
通する第2のノズル36に充填され、インク52により
第2のノズル36の先端部に第2のメニスカスD2 が形
成される。
【0096】このような構成のプリンタ装置により印刷
を行う場合、例えば第1及び第2の積層ピエゾ素子4
5,48としていわゆるd31モードの積層ピエゾ素子を
使用している場合の駆動電圧の印加タイミングを図6に
示す。
【0097】すなわち、図6(a)に示すように、印刷
前の待機時、図中(A)で示す時点において、予め第1
の積層ピエゾ素子45に例えば20Vを印加し、図6
(b)に示すように、印刷前の待機時、図中(A)で示
す時点において、予め第2の積層ピエゾ素子48には例
えば10Vを印加しておく。
【0098】そして、印刷時には、前述のヘッドドライ
ブ,ヘッド送り制御,ドラム回転制御10からの信号に
基づいて、先ず第2のノズル36からインク52を押し
出してしみ出させるべく、図6(b)中(B)で示す時
点で第2の積層ピエゾ素子48の電圧を例えば5Vまで
除々に下げ、この状態で例えば150μsec保持す
る。すると、第2の積層ピエゾ素子48が長手方向に除
々に伸長し、インク52が第2のノズル36の外から第
1のノズル34の開口付近までしみ出し、第1のノズル
34の希釈液51に合わさる。
【0099】その後、第2のノズル36内にインク52
を引き込み、定量されたインク52のみを第1のノズル
34開口付近に残存させるべく、図6(b)中(C)で
示す時点で第2の積層ピエゾ素子48の電圧を10Vま
で徐々に戻す。すると、第2の積層ピエゾ素子48が長
手方向に除々に縮小し、第2のノズル36の内圧が解除
され、インク52は第2のノズル36内に戻ろうとす
る。これにより、定量されたインクのみが第1のノズル
34開口付近に残存することとなる。
【0100】次に、第1のノズル34から希釈液51を
吐出するべく、図6(a)中に示すように、図中(D)
で示す時点で第1の積層ピエゾ素子45の電圧を例えば
0Vとする。すると、第1の積層ピエゾ素子45が長手
方向に伸長し、振動板42を介して第1の圧力室40が
加圧され、第1のノズル34に内圧が加わる。その結
果、第1のノズル34内の内圧によって希釈液51が押
し出され、この希釈液と第1のノズル34開口付近に残
存していたインクとの混合溶液が形成される。
【0101】次に、図6(a)中(D)で示す時点から
例えば50μsecの間0Vとし、図6(a)中(E)
で示す時点で第1の積層ピエゾ素子45の電圧を例えば
20Vに戻すと、第1の積層ピエゾ素子45が長手方向
に縮小し、第1のノズル34の内圧が解除され、希釈液
51は第1のノズル34内に戻ろうとする。これによ
り、第1のノズル34内の希釈液51と混合溶液間にく
びれが生じ、ついには混合溶液が第1のノズル34から
吐出され、これが前述のプリント紙1に被着して印刷が
行われる。
【0102】第1及び第2の圧力室40,41の内圧は
やがて元に戻り、希釈液51及びインク52は再び第1
及び第2のノズル34,36内に充填され、元の状態と
なる。
【0103】なお、図6(b)中T1 で示され、図中
(B)で示す時点と図中(C)で示す時点間のインク定
量パルス幅、図6(a)中T2 で示され、図中(D)で
示す時点と図中(E)で示す時点間の希釈液吐出パルス
幅、図6(b)中Vで示されるインク定量電圧は可変で
ある。
【0104】そして、図6(a),図6(b)に示され
るように、上記動作を繰り返すことで印刷がなされ、図
6(a)中T3 で示される印刷のサイクルは例えば1m
secとすれば良い。
【0105】なお、上記プリントヘッド3においては、
オリフィスプレート38、圧力室側壁39a,39b,
39c,39d,39e、および振動板42には、ポリ
サルフォン等の樹脂、ドライフィルムフォトレジスト、
およびニッケル等の金属板をそれぞれ用いることができ
る。
【0106】次に、上記プリントヘッドの駆動回路を図
7に示す。すなわち、デジタル中間調データが他ブロッ
クより供給され、シリアルパラレル変換回路211によ
り各インク定量部(第2の積層ピエゾ素子48)制御回
路213および吐出制御回路214に送られる。シリア
ルパラレル変換回路211より与えられたデジタル中間
調データが所定のしきい値以下の場合は、インク定量お
よび吐出は行わない。印字タイミングになると、他ブロ
ックから印字トリガが出力され、タイミング制御回路2
12がそれを検出し、所定のタイミングでインク定量部
コントロール信号と吐出コントロール信号をそれぞれイ
ンク定量部(第2の積層ピエゾ素子48)制御回路21
3および吐出制御回路214に出力する。それぞれの信
号は、先に図6で示したタイミングで出力される。これ
にしたがって、インク定量部(第2の積層ピエゾ素子4
8)215および吐出部(第1のピエゾ素子45)21
6に所定電圧が印加される。
【0107】なお、上記インク52としては、水や有機
溶媒、或いはこれらの混合物に各色の水性染料や顔料を
溶解若しくは分散させたものが好ましい。そして必要に
応じて、このような溶液に粘度調整剤、表面張力調整
剤、防腐剤、pH調整剤等を含有させても良い。
【0108】一方、上記希釈液51としては、無色透明
なものが好ましく、水や有機溶媒、或いはこれらの混合
物、さらには、このような溶液に粘度調整剤、表面張力
調整剤、防腐剤、pH調整剤等を含有させたものが挙げ
られる。
【0109】そして、本例のプリンタ装置においては、
図8に模式的に示すように、プリントヘッド3のオリフ
ィスプレート38の印字面であり、ノズル開口面でもあ
る一主面38aの第1のノズル34と第2のノズル36
の間に図中斜線部で示す親水加工部53を形成してい
る。この親水加工部53は第2のノズル36の開口部か
ら第1のノズル34の開口部間にわたって形成されてい
る。なお、この親水加工部53はオリフィスプレート3
8の一主面38aの所定の位置をコロナ処理や紫外線照
射等して形成すれば良い。
【0110】従って、上述のように、印刷を行うべく、
第2のノズル36からインク52を滲み出させると、こ
のインク52はインクに対して濡れ性の良好な親水加工
部53を選択して伝って第1のノズル34に向けて供給
されることとなる。このため、インク52が親水加工部
53以外の部分に漏れにくく、第1及び第2のノズル3
4,36の開口部周辺へのインクの付着が抑えられ、プ
リント不良の発生が抑えられ、濃度階調が正確に再現さ
れて高解像度の記録画像の形成が可能となる。
【0111】上述の例においては、親水加工部53を第
2のノズル36と第1のノズル34の開口部間にわたる
ものとしたが、この親水加工部は第2のノズル36の開
口部から第1及び第2のノズルの開口部間の中途部にわ
たって形成されるものとされても良い。
【0112】そしてこの場合には、上述のように、所定
量のインク52を第1のノズル34開口部近傍に残存さ
せて定量を行うべくインク52を第2のノズル36内に
引き込む際のインク52の引き込みが良好に行われて、
ノズル開口部周辺へのインク52の付着が抑えられ、プ
リント不良の発生が抑えられ、濃度階調が正確に再現さ
れて高解像度の記録画像の形成が可能となる。
【0113】さらに、上記のような親水加工部53の他
に撥水加工部を形成するようにしても良い。すなわち、
図9に模式的に示すように、プリントヘッド3のオリフ
ィスプレート38の一主面38aの親水加工部53以外
の部分に撥水加工を施し、図9中網掛け部にて示す撥水
加工部54としても良い。
【0114】この場合においては、インク52は、親水
加工部53と撥水加工部54の濡れ性の差異により、親
水加工部53をさらに選択して伝うようになり、第1及
び第2のノズル34,36の開口部周辺へのインクの付
着がさらに抑えられ、プリント不良の発生がさらに抑え
られ、濃度階調がさらに正確に再現されて、さらに高解
像度の記録画像の形成が可能となる。
【0115】上記のような親水加工部53の形状は、こ
れまで述べたような、ただ一本の線状のものの他、図1
0に模式的に示すような2本の線53a,53bに分か
れている形状のものも挙げられる。
【0116】さらに、本発明のプリンタ装置のプリント
ヘッドとしては、前述のプリンタ装置のプリントヘッド
の親水加工部54を無加工として無加工部とし、残りの
部分に撥水加工を施して撥水加工部としても良く、同様
の作用効果が得られる。
【0117】本発明のプリンタ装置のプリントヘッドと
しては、上述のように親水加工部を有するものの他、オ
リフィスプレートのノズル開口面となる一主面の第1の
ノズルの開口部と第2のノズルの開口部間に溝部が形成
されているものも挙げられる。
【0118】すなわち、例えば、これまで述べたプリン
トヘッドと略同様の構成を有するプリントヘッドであ
り、図11及び図12に模式的に示すようにオリフィス
プレート68のノズル開口面となる一主面68aの第2
のノズル66の開口部から第1のノズル64の開口部に
わたって、これらの間を結ぶような深さ一定の溝部63
が形成されてなるものが挙げられる。
【0119】なお、このような溝部63は、オリフィス
プレート68の一主面68aに対して紫外線レーザ加工
を行う等の手段により形成すれば良く、機械加工、エッ
チング等の手段によっても形成される。また、オリフィ
スプレート68を射出成形、電鋳等の手段により形成す
る場合には、上記溝部63を含んだ形状にて形成するよ
うにすれば良い。これらの手段はオリフィスプレート形
成材料に応じて選択するようにすれば良い。
【0120】従って、上述のプリントヘッドと同様にし
て印刷を行おうとすると、第2のノズル66から滲み出
すインクは毛管現象により上記溝部63を伝って第1の
ノズル64に向けて供給されるため、このインクが溝部
63以外の部分に漏れにくく、ノズル開口部周辺へのイ
ンクの付着が抑えられ、プリント不良の発生が抑えら
れ、濃度階調が正確に再現されて高解像度の記録画像の
形成が可能となる。
【0121】このようなプリントヘッドとしては、図1
3に模式的に示すように、先に述べたプリントヘッドと
略同様の構成を有し、溝部65が第1のノズル64及び
第2のノズル66の開口部近傍においては深さが深く、
これら開口部の中間点に向かって徐々に浅くなっていく
形状の溝部として形成されているものも挙げられる。
【0122】また、このようなプリントヘッドとして
は、図14及び図15に模式的に示すように、先に述べ
たプリントヘッドと略同様の構成を有し、オリフィスプ
レート68のノズル開口面となる一主面68aの第2の
ノズル66の開口部から第1のノズル64の開口部と第
2のノズル66の開口部の中途部にわたって、深さ一定
の溝部67が形成されてなるものが挙げられる。
【0123】このプリントヘッドにより印刷を行おうと
すると、インクを第2のノズル66から第1のノズル6
4に向けて滲み出させた後に、所定量のインクを第1の
ノズル64開口部近傍に残存させて定量を行うべくイン
クを第2のノズル66内に引き込む際のインクの引き込
みが良好に行われて、ノズル開口部周辺へのインクの付
着が抑えられ、プリント不良の発生が抑えられ、濃度階
調が正確に再現されて高解像度の記録画像の形成が可能
となる。
【0124】このように、溝部67を第2のノズル66
の開口部から第1及び第2のノズル64,66の開口部
間の中途部にわたって形成する場合には、図16に模式
的に示すように、溝部69を第2のノズル66から第1
のノズル64側に向うに従って浅くなっていく形状とす
ることが好ましく、このようにすれば、インクの定量が
より良好に行われる。
【0125】上記のような溝部67の形状は、これまで
述べたような、ただ一本の線状のものの他、図17に模
式的に示すような2本の線67a,67bに分かれてい
る形状のものも挙げられる。
【0126】さらには、溝部67の形状は、図18
(a),(b)に示すように溝部67の第1のノズル6
4側の端部が円弧をなすもの、尖っているもの等が挙げ
られる。
【0127】また、このように第1のノズルと第2のノ
ズル間に溝部が形成されるプリントヘッドとしては、図
19(a),(b),(c)に示すように、第2のノズ
ル66の開口部から第1及び第2のノズル64,66の
開口部間の中途部にわたって第1の溝部として形成され
る溝部67の他に、第1のノズル64の開口部から第1
のノズル64の開口部と第2のノズル66の開口部間の
中途部にわたって第2の溝部として形成される溝部70
を有するものが挙げられる。なお、これら溝部67と溝
部70は端部が対向し、互いに接触しないように形成さ
れている。
【0128】このプリントヘッドにより印刷を行おうと
すると、インクを定量する際に、インクの定量分と引き
込み分の分離がさらに良好に行われて、ノズル開口部周
辺へのインクの付着が抑えられ、プリント不良の発生が
抑えられ、濃度階調が正確に再現されて高解像度の記録
画像の形成が可能となる。
【0129】この溝部70においても、溝部67と同様
に第2のノズル66側の端部が平面をなすもの、円弧を
なすもの、尖っているもの等の形状をとることが可能で
あり、この溝部70においても深さが第1のノズル64
から第2のノズル66側に向かうに従って浅くなること
が好ましい。
【0130】そして、溝部70の深さを上述のようにす
ると、希釈液の吐出がより良好に行われる。
【0131】第1及び第2のノズル間に溝部が形成され
るプリントヘッドとしては、図20(a),(b),
(c)に示すように第2のノズル66の開口部から第1
のノズル64の開口部近傍にわたって形成される溝部7
1を有するものが挙げられる。
【0132】この溝部71においても、溝部67と同様
に第1のノズル64側の端部が平面をなすもの、円弧を
なすもの、尖っているもの等の形状をとることが可能で
あり、この溝部71においても深さが第2のノズル66
から第1のノズル64側に向かうに従って浅くなること
が好ましい。
【0133】本発明のプリンタ装置のプリントヘッドと
しては、上述のように第1及び第2のノズルの開口部間
に溝部が形成されるとともに、ノズル開口面の少なくと
も第2のノズル開口部周辺に第2のノズル開口部を囲む
ような凹部が形成されているものも挙げられる。
【0134】すなわち、例えば、これまで述べたプリン
トヘッドと略同様の構成を有するプリントヘッドであ
り、図21及び図22に模式的に示すようにオリフィス
プレート78のノズル開口面となる一主面78aの第2
のノズル76の開口部から第1及び第2のノズル74,
76の開口部間の中途部にわたって溝部73が形成され
るとともに、第2のノズル76の開口部周辺に当該第2
のノズル76の開口部を囲むような凹部75が形成され
てなるものが挙げられ、インクのノズル開口部周辺への
広がりがさらに抑えられる。
【0135】なお、上記溝部73は、その深さが第2の
ノズル76から第1のノズル74側に向かうに従って浅
くなるものとなされており、溝部73と凹部75は接続
されている。
【0136】なお、この溝部73としては、ただ一本の
線状のものの他、図23に模式的に示すような2本の線
73a,73bに分かれている形状のものも挙げられ
る。
【0137】また、本発明のプリンタ装置のプリントヘ
ッドとしては、図24に模式的に示すように、第2のノ
ズル76の開口部から第1及び第2のノズル74,76
の開口部間の中途部にわたって形成される溝部73と、
第2のノズル76の開口部周辺に当該第2のノズル76
の開口部を囲むような凹部75が形成されるとともに、
第1のノズル74の開口部周辺にもこの第1のノズル開
口部を囲むような凹部77が形成されているものが挙げ
られる。なお、上記溝部73と凹部75は接続されてい
る。このプリンタ装置のプリントヘッドにおいては、上
述のようにインクのノズル開口部周辺への広がりがさら
に抑えられるとともに、希釈液と混合溶液のノズル開口
部周辺への広がりがさらに抑えられる。
【0138】このような凹部75,77を有するプリン
トヘッドにおいても、前述のプリントヘッドと同様に、
溝部73の形状を、図25(a),(b)に示すように
溝部73の第1のノズル74側の端部が円弧をなすも
の、尖っているもの等とすることが可能である。
【0139】また、図26(a),(b),(c)に示
すように、第2のノズル76の開口部から第1及び第2
のノズル74,76の開口部間の中途部にわたって第1
の溝部として形成される溝部73の他に、第1のノズル
74の開口部から第1のノズル74の開口部と第2のノ
ズル76の開口部間の中途部にわたって第2の溝部とし
て形成される溝部80を有するようにしても良い。な
お、これら溝部73と溝部80は端部が対向し、互いに
接触しないように形成されている。
【0140】この溝部80においても、溝部73と同様
に第2のノズル76側の端部が平面をなすもの、円弧を
なすもの、尖っているもの等の形状をとることが可能で
あり、この溝部80においても深さが第1のノズル74
から第2のノズル76側に向かうに従って浅くなること
が好ましい。
【0141】さらにまた、図27(a),(b),
(c)に示すように第2のノズル76の開口部から第1
のノズル74の開口部近傍にわたって形成される溝部8
1を形成するようにしても良い。
【0142】この溝部81においても、溝部73と同様
に第1のノズル74側の端部が平面をなすもの、円弧を
なすもの、尖っているもの等の形状をとることが可能で
あり、この溝部81においても深さが第2のノズル76
から第1のノズル74側に向かうに従って浅くなること
が好ましい。
【0143】さらには、溝部として、図28及び図29
に模式的に示すように、第2のノズル76の開口部から
第1のノズル74の開口部にわたる溝部82を形成する
ようにしても良い。なお、この溝部82は両端が凹部7
5,77にそれぞれ接続されている。
【0144】これまで、溝部及び凹部と溝部の様々な形
状について述べてきたが、この溝部及び凹部と溝部の代
わりにその部分を前述の親水加工部としても同様の効果
が得られる。なお、この溝部及び凹部と溝部を無加工部
として残すように撥水加工を行っても同様の効果が得ら
れる。
【0145】また、本発明のプリンタ装置のプリントヘ
ッドとしては、図30及び図31に模式的に示すよう
に、オリフィスプレート88のノズル開口面となる一主
面88aの第1のノズル84の開口部と第2のノズル8
6の開口部の間に島状の突起部83が形成されてなるも
のが挙げられる。
【0146】この島状の突起部83は平面楕円状の柱状
の突起であり、第1のノズル84と第2のノズル86を
結ぶ方向が長手方向とされて形成されており、第1及び
第2のノズル84,86の開口部に接触することなく形
成されている。
【0147】このプリンタ装置により印刷を行うと、第
2のノズル86から滲み出すインクは毛管現象により上
記突起部83の輪郭に沿って伝わって第1のノズル84
に向けて供給されるため、このインクが突起部83以外
の部分に広がりにくく、ノズル開口部周辺へのインクの
付着が抑えられ、プリント不良の発生が抑えられ、濃度
階調が正確に再現されて高解像度の記録画像の形成が可
能となる。
【0148】なお、この例においては突起部83をその
長手方向が第1のノズル84と第2のノズル86を結ぶ
方向と一致するように形成するものとしたが、突起部8
3をその長手方向が第1のノズル84と第2のノズル8
6を結ぶ方向と直交する方向に一致するように形成する
と、インク定量時のインクの引き込みが容易となる。
【0149】さらに、本発明を適用したプリンタ装置と
しては、以下に示すような構成のものも挙げられる。こ
のプリンタ装置の構成は、先に図1に示したものと同様
とされる。そして、このプリンタ装置の印字及び制御系
のブロック図を図32に示す。このブロック図は先に示
した図2と略同様の構成を有するが、制御部90が図2
に示したものと同様の信号処理制御回路22、メモリ2
5、駆動制御部27及び補正回路26の他、第1のドラ
イバ91と第2のドライバ92によって構成されてい
る。なお、ここでは、図2と同様の部分については説明
を省略する。これら第1のドライバ91及び第2のドラ
イバ92はそれぞれ吐出媒体を吐出する第1のノズル及
び定量媒体を押し出す第2のノズルの数に応じて設けら
れている。
【0150】第1のドライバ91は、後述するように、
第1のノズルから吐出媒体を吐出させるために設けられ
た第1の積層型ピエゾ素子(吐出側)を駆動制御するも
のであり、第2のドライバ92は第2のノズルから定量
媒体を押し出すために設けられた第2の積層型ピエゾ素
子(定量側)を駆動制御するものである。なお、上記吐
出側と定量側の何れか一方がインクであり、他方が希釈
液とされている。
【0151】これら各第1のドライバ91及び第2のド
ライバ92は信号処理制御回路22内に設けられた後述
のシリアルパラレル変換回路及びタイミング制御回路の
制御に基づいて、それぞれに対応する第1の積層型ピエ
ゾ素子及び第2の積層型ピエゾ素子を駆動制御する。
【0152】次に、上記プリントヘッドの駆動回路を図
33に示す。すなわち、デジタル中間調データが他ブロ
ックより供給され、シリアルパラレル変換回路94によ
り第1のドライバ91および第2のドライバ92に送ら
れる。シリアルパラレル変換回路94より与えられたデ
ジタル中間調データが所定のしきい値以下の場合は、定
量および吐出は行わない。印字タイミングになると、他
ブロックから印字トリガが出力され、タイミング制御回
路95がそれを検出し、所定のタイミングで定量部コン
トロール信号と吐出コントロール信号をそれぞれ第1の
ドライバ91および第2のドライバ92に出力する。
【0153】次に、プリントヘッドの構成について説明
する。なお、ここでは、インクを定量媒体とし、希釈液
を吐出媒体とするプリントヘッドの例について述べる。
本例のプリントヘッドは、図34に示すように、圧力室
形成部材121、振動板122、第1及び第2の積層型
ピエゾ素子123a,123b、ノズル形成部材124
により主に構成されるものである。
【0154】上記圧力室形成部材121は、厚さ略0.
2mmのステンレススチール等により形成すれば良い。
【0155】そして、上記圧力室形成部材121には吐
出媒体バッファタンク(以下、希釈液バッファタンクと
称する。)を構成する貫通孔部135と、吐出媒体圧力
室(以下、希釈液圧力室と称する。)を構成して一主面
121aに臨んで開口する第1の凹部136、吐出媒体
供給路(以下、希釈液供給路と称する。)を構成して一
主面121aと相対向する主面121bに臨んで開口
し、貫通孔部135と第1の凹部136の底面の端部間
を接続するように形成される第2の凹部137、吐出媒
体導入口(以下、希釈液導入口と称する。)を構成して
主面121bに臨んで開口し、第1の凹部136の他端
部と接続される第3の凹部138が形成されている。
【0156】また、上記圧力室形成部材121には定量
媒体バッファタンク(以下、インクバッファタンクと称
する。)を構成する貫通孔部125と、定量媒体圧力室
(以下、インク圧力室と称する。)を構成して一主面1
21aに臨んで開口する第4の凹部126、定量媒体供
給路(以下、インク供給路と称する。)を構成して一主
面121aと相対向する主面121bに臨んで開口し、
貫通孔部125と第4の凹部126の底面の端部間を接
続するように形成される第5の凹部127、定量媒体導
入口(以下、インク導入口と称する。)を構成して主面
121bに臨んで開口し、第4の凹部126の他端部と
接続される第6の凹部128が形成されている。
【0157】そして、この圧力室形成部材121におい
ては、第6の凹部128と第3の凹部138が所定の間
隔を有して相対向するように各貫通孔部及び凹部が形成
されている。
【0158】さらに、本例のプリントヘッドにおいて
は、上記圧力室形成部材121の一主面121a側に振
動板122を配し、相対向する主面121b側にノズル
形成部材124(以下、オリフィスプレート124と称
する。)を配して、圧力室形成部材121を振動板12
2とオリフィスプレート124により厚さ方向に挟み込
んでいる。
【0159】オリフィスプレート124は、例えば厚さ
50μm程度の樹脂よりなる板材等により形成されてお
り、ガラス転移点が200℃程度の三井東圧化学株式会
社製の熱可塑性ポリイミド材料 ネオフレックス(商品
名)等が挙げられ、このような樹脂を使用すれば、イン
ク及び希釈液に対する化学的な安定が確保され、好まし
い。
【0160】上記オリフィスプレート124には、イン
ク導入口を形成する第6の凹部128に対応する位置
に、定量媒体であるインクを押し出して定量するための
第2のノズル132(以下、インクノズル132と称す
る。)が形成されるとともに、希釈液導入口を形成する
第3の凹部138に対応する位置に、吐出媒体である希
釈液を吐出するための第1のノズル142(以下、希釈
液ノズル142と称する。)が形成されている。
【0161】なお、上記インクノズル132は、ノズル
開口面となる一主面124aに近づくにつれ希釈液ノズ
ル142に近づく方向の孔部として形成されている。な
お、これらインクノズル132及び希釈液ノズル142
は断面形状が例えば円形の所定径を有する貫通孔として
形成されており、インク導入口となる第6の凹部128
及び希釈液導入口となる第3の凹部138よりも小径を
なすように形成されている。
【0162】そして、本例のプリンタ装置のプリントヘ
ッドにおいては、オリフィスプレート124のノズル開
口面となる一主面124a上の撥液処理膜130をイン
クノズル132と希釈液ノズル142の開口部を除いた
部分に形成し、且つ撥液処理膜130の一部を選択除去
してインクノズル132の開口部と希釈液ノズル142
の開口部間に後述するような溝部を形成している。
【0163】この撥液処理膜130を形成する材料とし
ては、塗布型のポリイミド系材料等が挙げられ、感光性
を有する材料が好ましく挙げられる。
【0164】ここで、インク導入口を形成する第6の凹
部128はインクノズル132よりも大径を有するよう
に形成されている。一方、希釈液導入口を形成する第3
の凹部138も希釈液ノズル142よりも大径を有する
ように形成されている。
【0165】すなわち、圧力室形成部材121を振動板
122とオリフィスプレート124により厚さ方向に挟
み込むことによって、貫通孔部135、第1の凹部13
6、第2の凹部137、第3の凹部138が接続される
ことにより形成される空洞部が振動板122とオリフィ
スプレート124により塞がれて、圧力室形成部材12
1の振動板122側からオリフィスプレート124側に
向かって厚さ方向に形成される希釈液バッファタンク1
53、これと接続され圧力室形成部材121の面内方向
に形成される希釈液供給路154と、これに接続され振
動板122側に形成される希釈液圧力室155、上記希
釈液圧力室155に接続され、オリフィスプレート12
4側に開口する希釈液導入口156が連続して形成され
ることとなる。
【0166】また、圧力室形成部材121を振動板12
2とオリフィスプレート124により厚さ方向に挟み込
むことによって、貫通孔部125、第4の凹部126、
第5の凹部127、第6の凹部128が接続されること
により形成される空洞部が振動板122とオリフィスプ
レート124により塞がれて、圧力室形成部材121の
振動板122側からオリフィスプレート124側に向か
って厚さ方向に形成されるインクバッファタンク14
3、これと接続され圧力室形成部材121の面内方向に
形成されるインク供給路144と、これに接続され振動
板122側に形成されるインク圧力室145、上記イン
ク圧力室145に接続され、オリフィスプレート124
側に開口するインク導入口146が連続して形成される
こととなる。
【0167】そして、前述のように振動板122には希
釈液供給口139が形成され、オリフィスプレート12
4には希釈液ノズル142が形成されていることから、
希釈液供給口139、希釈液バッファタンク153、希
釈液供給路154、希釈液圧力室155、希釈液導入口
156、希釈液ノズル142の順に希釈液が流れること
となる。
【0168】さらに、前述のように振動板122にはイ
ンク供給口129が形成され、オリフィスプレート12
4にはインクノズル132が形成されていることから、
インク供給口129、インクバッファタンク143、イ
ンク供給路144、インク圧力室145、インク導入口
146、インクノズル132の順にインクが流れること
となる。
【0169】そして、本例のプリントヘッドにおいて
は、オリフィスプレート124のノズル開口面となる一
主面124a上に形成される撥液処理膜130を1層目
の膜130aと2層目の膜130bが積層形成されるも
のとし、図36に模式的に示すように、撥液処理膜13
0を形成し、上層側となる2層目の膜130bの一部を
選択除去してインクノズル132と希釈液ノズル142
の開口部間を直線的に接続するような溝部131を形成
している。なお、この溝部131は、その幅がインクノ
ズル132の開口径よりも小さく、その底面側には撥液
処理膜130を形成し、下層となる1層目の膜130a
が露呈している。
【0170】さらに、本例のプリントヘッドにおいて
は、希釈液ノズル142及びインクノズル132の直径
を略30μm〜50μm程度とすれば良く、溝部131
は、30μm以下、望ましくは20μm以下、さらに望
ましくは10μm以下の幅を有するものとなされること
が好ましい。
【0171】また、本例のプリントヘッドにおいては、
振動板122の圧力室形成部材121と接着される面と
は反対側の一主面122aのインク圧力室145に対応
する位置に突起部149が形成されており、この突起部
149を介して積層型ピエゾ素子123b(第1の積層
型ピエゾ素子)が図示しない接着剤により接着されて載
置されている。同様に、希釈液圧力室155に対応する
位置にも突起部159が形成されており、この突起部1
59を介して積層型ピエゾ素子123a(第2の積層型
ピエゾ素子)が載置されている。なお、上記積層型ピエ
ゾ素子123a,123bとしては、圧電部材と導電部
材とが交互に積層されてなるものが挙げられる。このと
き、圧電部材と導電部材との積層数は何層であっても良
い。
【0172】この突起部149,159はインク圧力室
145或いは希釈液圧力室155の平面の面積及び積層
型ピエゾ素子123b,123aの平面の面積よりも小
さいものとして形成されている。さらに、上記振動板1
22の一主面122aのインク供給口129に対応する
位置には図示しないインクタンクに接続されるインク供
給管150が接続され、同様に希釈液供給口139に対
応する位置には図示しない希釈液タンクに接続される希
釈液供給管160が接続されている。
【0173】そして、本例のプリンタ装置のプリントヘ
ッドにおいては、図35に模式的に示すように、プリン
トヘッド中のインクバッファタンク143及び希釈液バ
ッファタンク153は、管状の部材となされており、こ
のインクバッファタンク143及び希釈液バッファタン
ク153の長手方向に複数の上述したようなプリントヘ
ッドが所定の間隔を有して平行に配列されて、インクバ
ッファタンク143は各プリントヘッドの共通のインク
配給管となされ、希釈液バッファタンク153も各プリ
ントヘッドの共通の希釈液配給管となされている。そし
て、これらプリントヘッドにおいては、前述のプリント
ヘッドと同様に、インクバッファタンク143に対して
インク供給路144が接続され、希釈液バッファタンク
153に対して希釈液供給路154が接続されている。
このため、各プリントヘッドのインクノズル132と希
釈液ノズル142は隣合うようにして1つの面上に開口
することとなる。
【0174】すなわち、本例のプリンタ装置のプリント
ヘッドにおいては、インクは図示しないインクタンクか
らインクバッファタンク143に供給され、ここから各
プリントヘッドのインク供給路144に供給されること
となり、一方の希釈液も図示しない希釈液タンクから希
釈液バッファタンク153に供給され、ここから各プリ
ントヘッドの希釈液供給路154に供給されることとな
る。
【0175】本例のプリンタ装置のプリントヘッドによ
り印刷を行うには、以下のようにすれば良い。すなわ
ち、本例のプリンタ装置のプリントヘッドで使用されて
いる積層型ピエゾ素子である積層型ピエゾ素子123a
(以下、第1の積層型ピエゾ素子123aと称する。)
においては、駆動電圧が印加されると、図34中矢印M
1 で示す方向とは逆の方向に直線的に変位する性質を有
するため、これに接着されている突起部159を中心に
振動板122を持ち上げることとなり、図37に示すよ
うに希釈液圧力室155の体積が増大することとなる。
このことは、他方の積層型ピエゾ素子123b(以下、
第2の積層型ピエゾ素子123bと称する。)において
も同様であり、駆動電圧が印加されると、図34中矢印
1 で示す方向とは逆の方向に直線的に変位する性質を
有するため、これに接着されている突起部149を中心
に振動板122を持ち上げることとなり、図37中に示
すようにインク圧力室145の体積が増大することとな
る。
【0176】またこの第1及び第2の積層型ピエゾ素子
123a,123bは駆動電圧が解放されると、図34
中に矢印M1 で示す方向に直線的に変位する性質を有す
るため、これに接着されている突起部149,159を
介して振動板122を押圧して湾曲させてインク圧力室
145或いは希釈液圧力室155の体積を減少させてイ
ンク圧力室145或いは希釈液圧力室155内の圧力を
上昇させることとなる。このとき、突起部149,15
9は、その平面面積が第1及び第2の積層型ピエゾ素子
123a,123bの平面面積よりも小さくなるように
なされているので、第1及び第2の積層型ピエゾ素子1
23a,123bの変位を振動板122の希釈液圧力室
155或いはインク圧力室145に対応する位置に集中
的に伝達することが可能である。
【0177】上記のような構成のプリンタ装置により印
刷を行う場合の、駆動電圧の印加タイミングは先に図6
に示した通りである。これに合わせて印刷動作を説明す
る。ただし、図6中の第1の積層ピエゾ素子45を第1
の積層型ピエゾ素子123aとし、第2の積層ピエゾ素
子48を第2の積層型ピエゾ素子123bとする。
【0178】すなわち、図6(a)に示すように、印刷
前の待機時、図中(A)で示す時点において、希釈液圧
力室155に対応する位置に設けられる第1の積層型ピ
エゾ素子123aに予め例えば20Vを印加し、図6
(b)に示すように、印刷前の待機時、図中(A)で示
す時点において、インク圧力室145に対応する位置に
設けられる第2の積層型ピエゾ素子123bには予め例
えば10Vを印加しておく。すると、図37中に示すよ
うに、インク圧力室145と希釈液圧力室155の体積
が増加した状態となる。このとき、インクノズル13
2、希釈液ノズル142の何れにおいても先端にメニス
カスが形成されている。
【0179】そして、印刷時には、前述のヘッドドライ
ブ,ヘッド送り制御,ドラム回転制御からの信号に基づ
いて、定量媒体を飛翔させることなく定量するべく、図
6(b)中(B)で示す時点で第1の積層型ピエゾ素子
123aの電圧を例えば5Vまで除々に下げ、この状態
で例えば150μsec保持する。すると、第2の積層
型ピエゾ素子123bが図37中矢印M1 で示す方向に
除々に伸長し、図38中に示すように振動板122を介
してインク圧力室145が徐々に加圧され、インク圧力
室145が元の形状に戻ろうとするため、インクノズル
132に内圧が加わり、インクがインクノズル132か
ら希釈液ノズル142の開口付近までしみ出し、希釈液
ノズル142の希釈液に合わさる。なお、このときの電
圧は、画像データの階調に合わせて設定されており、イ
ンクの量は画像データに応じたものとなる。
【0180】その後、インクノズル132内にインクを
引き込み、定量されたインクのみを希釈液ノズル142
開口付近に残存させるべく、図6(b)中(C)で示す
時点で第2の積層型ピエゾ素子123bの電圧を10V
まで徐々に戻す。すると、第2の積層型ピエゾ素子12
3bが図38中矢印M1 で示す方向とは反対の方向に除
々に縮小し、インクノズル132の内圧が解除され、イ
ンクはインクノズル132内に戻ろうとする。これによ
り、定量されたインクのみが希釈液ノズル142開口付
近に残存することとなる。
【0181】次に、希釈液ノズル142から希釈液を吐
出するべく、図6(a)中に示すように、図中(D)で
示す時点で第1の積層型ピエゾ素子123aの電圧を例
えば0Vとする。すると、第1の積層型ピエゾ素子12
3aが図38中矢印M1 で示す方向に伸長し、振動板1
22を介して希釈液圧力室155が加圧され、希釈液圧
力室155が元の形状に戻ろうとするため、希釈液ノズ
ル142に内圧が加わる。その結果、希釈液ノズル14
2内の内圧によって希釈液が押し出され、この希釈液と
希釈液ノズル142開口付近に残存していたインクとの
混合溶液が形成される。
【0182】次に、図6(a)中(D)で示す時点から
例えば50μsecの間0Vとし、図6(a)中(E)
で示す時点で第1の積層型ピエゾ素子123aの電圧を
例えば20Vに戻すと、第1の積層型ピエゾ素子123
aが図38中矢印M1 で示す方向とは反対の方向に縮小
し、希釈液ノズル142の内圧が解除され、希釈液が希
釈液ノズル142内に戻ろうとする。これにより、希釈
液ノズル142内の希釈液と混合溶液間にくびれが生
じ、ついには混合溶液が希釈液ノズル142から吐出さ
れ、当該混合溶液が前述のプリント紙1に被着して印刷
が行われる。このとき、第1の積層型ピエゾ素子123
aに印加される駆動電圧の時間変化は、希釈液ノズル1
42から混合液滴を吐出し得るように設定されている。
【0183】希釈液圧力室155及びインク圧力室14
5の内圧はやがて元に戻り、希釈液及びインクは再び希
釈液ノズル142及びインクノズル132内に充填さ
れ、再び図34に示すような印刷待機状態となる。
【0184】すなわち、図32に示した駆動回路の信号
は、上記のような図6で示したタイミングで出力され、
これにしたがって、第1の積層型ピエゾ素子123aお
よび第2の積層型ピエゾ素子123bに所定電圧が印加
される。
【0185】本例のプリンタ装置においては、プリント
ヘッドのオリフィスプレート124のノズル開口面とな
る一主面124aに撥液処理膜130を形成し、互いに
隣合って開口している希釈液ノズル142及びインクノ
ズル132の開口部間に、上記撥液処理膜130の一部
を選択的に除去して溝部131を形成するようにしてい
る。
【0186】固体と液体の界面における「濡れやすさ」
とは、固体表面の表面荒さの影響を受ける。すなわち、
固体と液体のそれぞれの材料自体における液体と固体と
の接触部分の接触角度(言いかえると、表面荒さが零の
場合における接触角度)が90(deg.)よりも大き
い場合においては、表面荒さが大きくなるほど、液体と
固体は濡れ難くなるが、固体と液体のそれぞれの材料自
体における液体と固体との接触部分の接触角度(言いか
えると、表面荒さが零の場合における接触角度)が90
(deg.)よりも小さい場合においては、表面荒さが
大きくなるほど、液体と固体は濡れやすくなる。
【0187】本例のプリンタ装置において使用される定
量媒体であるインクにおいては、撥液材料との接触角度
は90(deg.)以下となり、上述の表面荒さが大き
くなるほど、濡れやすくなることとなる。
【0188】従って、本例のプリンタ装置のプリントヘ
ッドにおいては、撥液処理膜130の一部を選択的に除
去して形成した溝部131は、他の部分よりも表面荒さ
が荒く、濡れ易くなり、定量媒体であるインクはこの溝
部131近傍を選択して押し出されることとなる。この
ことから、微量のインクであっても希釈液ノズル142
に向けて確実に押し出され、希釈液とインクの混合吐出
が確実に行われる。すなわち、本例のプリンタ装置にお
いては、低濃度領域においても正確な階調表現が行わ
れ、広い範囲の濃度階調が正確に再現されて高解像度の
記録画像の形成が可能となる。
【0189】また、本例のプリンタ装置のプリントヘッ
ドにおいては、溝部131の底面側に撥液材料よりなる
1層目の膜130aが露呈していることとなることか
ら、印刷待機時のインクと希釈液の自然混合も防止され
る。
【0190】続いて本例のプリンタ装置のプリントヘッ
ドの製造方法について述べる。先ず、圧力室形成部材を
製造する。すなわち、図39に示すように、厚さが略
0.2mmのステンレススチールよりなるステンレス部
材171の一主面171aに例えば感光性ドライフイル
ムや液体レジスト材料などのレジストを塗布した後、イ
ンクバッファタンク及び希釈液バッファタンクを形成す
るための貫通孔とインク圧力室及び希釈液圧力室を形成
するための凹部の形成位置に応じた部分をエッチング可
能なパターンを有するマスクを用いてパターン露光し、
レジスト172を形成する。
【0191】また、このステンレス部材171の一主面
171aに相対向する主面171bにも同様にしてイン
ク供給路及び希釈液供給路を形成するための凹部、イン
ク導入口及び希釈液導入口を形成するための凹部の形成
位置に応じた部分をエッチング可能なパターンを有する
マスクを用いてパターン露光し、レジスト173を形成
する。
【0192】続いて、上記ステンレス部材171をレジ
スト172,173をマスクとして、例えば塩化第2鉄
水溶液等のエッチング溶液に所定時間浸してエッチング
を行う。その結果、図40に示すように、インクバッフ
ァタンクを形成し、一主面171aからこれと相対向す
る主面171bに貫通する貫通孔125、インク圧力室
を形成し、一主面171aに臨んで開口する第4の凹部
126、貫通孔125の側面と第4の凹部126の底面
を接続してインク供給路を形成し、一主面171bに臨
んで開口する第5の凹部127、インク導入口を形成
し、第4の凹部126の底面から一主面171bに臨ん
で開口する第6の凹部128が形成される。また、同様
に希釈液バッファタンクを形成し、一主面171aから
これと相対向する主面171bに貫通する貫通孔13
5、希釈液圧力室を形成し、一主面171aに臨んで開
口する第1の凹部136、貫通孔135の側面と第1の
凹部136の底面を接続してインク供給路を形成し、一
主面171bに臨んで開口する第2の凹部137、希釈
液導入口を形成し、第1の凹部136の底面から一主面
171bに臨んで開口する第3の凹部138が形成され
る。なお、これらは、前述のように、第6の凹部128
と第3の凹部138が所定の間隔を有して相対向するよ
うに形成される。
【0193】このとき、ステンレス部材171の片方の
主面からのエッチング量がステンレス部材171の厚さ
の約1/2強となるようにエッチング量を選定するよう
にする。この場合、ステレンス部材171の厚さが0.
2mmとされているので、ステンレス部材171の片方
の主面からのエッチング量を約0.11mm程度とす
る。このようにすれば、各貫通孔及び各凹部の寸法精度
を向上しつつ、これらを安定して形成することができ
る。
【0194】また、ステンレス部材171の両面からの
エッチング量を同程度としているので、第1の凹部13
6及び第4の凹部126を形成する条件と、第2の凹部
137、第3の凹部138、第5の凹部127、第6の
凹部128を形成する条件とを略同条件に設定し得るの
で、エッチングの工程を簡易かつ短時間に行うことがで
きる。
【0195】続いてレジスト172,173を除去す
る。レジスト172,173としてドライフィルムレジ
ストを使用した場合には、例えば5%以下の水酸化ナト
リウム水溶液を用いれば良く、レジスト172,173
として液体レジスト材料を用いた場合には、例えば専用
アルカリ溶液を用いれば良い。その結果、図41に示す
ように、貫通孔135、第1の凹部136、第2の凹部
137、第3の凹部138と、貫通孔125、第4の凹
部126、第5の凹部127、第6の凹部128が形成
される圧力室形成部材121が形成される。
【0196】次に、図42に示すように、圧力室形成部
材121の第2の凹部137、第3の凹部138、第5
の凹部127、第6の凹部128が開口する一主面12
1b上に、厚さが略50μmでガラス転移点が250℃
以下の樹脂材料をオリフィスプレート124として配す
る。このオリフィスプレート124形成材料としては、
三井東圧化学株式会社製の熱可塑性ポリイミド材料 ネ
オフレックス(商品名)よりなる膜が挙げられ、これを
配するには熱圧着を行えば良い。そして、この場合、プ
レス温度を230℃程度とし、圧力を20kgf/cm
2 〜30kgf/cm2 とすれば良い。このようにすれ
ば、圧力室形成部材121とオリフィスプレート124
の接着強度を確保することができるとともに、効率良く
接着することができる。
【0197】またこの場合、オリフィスプレート124
には、まだインクノズル及び希釈液ノズルが形成されて
いないので、この工程においては、圧力室形成部材12
1とオリフィスプレート124の位置合わせ精度がさほ
ど要求されず、この工程は容易に実施される。さらに
は、接着剤を必要としないことから、接着剤が第2の凹
部137、第3の凹部138、第5の凹部127、第6
の凹部128を塞いでしまうこともない。
【0198】次に、図43に示すように、オリフィスプ
レート124の一主面124a上に撥液処理膜を構成す
る1層目の膜130aを形成する。この1層目の膜13
0aは、例えば日立化成株式会社製の塗布型ポリイミド
材料 PIX(商品名)、或いは東レ株式会社製の塗布
型ポリイミド材料 セミコファイン(商品名)やトレニ
ース(商品名)等の成膜後に、レーザ加工による加工が
可能であり、さらに撥水性も有する材料により形成す
る。
【0199】そして、これらの材料は一般に塗布を行う
前の状態の液状の状態においては、溶剤に溶かされてい
るので、脱溶剤を目的とした乾燥を行い、その材料の例
えば最終イミド重合反応工程の前の状態とする。
【0200】乾燥条件としては、90℃〜120℃程度
の温度において、30分程度保持して溶剤を乾燥させた
後、200℃程度の温度(T1 )にて30〜60分保持
するといった条件が挙げられる。
【0201】次に、図44に示すように、1層目の膜1
30a上にやはり撥液処理膜を構成する2層目の膜13
0bを形成する。この2層目の膜は、例えば日立化成株
式会社の塗布型ポリイミド材料 PIX(商品名)、或
いは東レ株式会社製の塗布型ポリイミド材料 セミコフ
ァイン(商品名)等のフォトリソグラフィー技術を用い
た加工により選択除去が可能であり、さらに膜形成後
に、レーザ加工により加工することが可能で、且つ撥水
性も有する材料により形成する。
【0202】例えば、日立化成株式会社の塗布型ポリイ
ミド材料 PIX(商品名)、或いは東レ株式会社製の
塗布型ポリイミド材料 セミコファイン(商品名)を使
用した場合においては、90℃〜120℃程度の温度に
おいて、30分程度保持して溶剤を乾燥させた後、13
0℃〜160℃程度の温度(T2 )にて30〜60分保
持するようにして2層目の膜130bを形成するように
すれば良い。ここで、1層目の膜130aと2層目の膜
130bとを同系列の材料により形成した場合において
は、温度T1 を温度T2 よりも高くする必要がある。
【0203】またさらに、1層目の膜130aにおいて
は、上述の工程においては、最終イミド重合工程を経て
おらず、撥水性を有していないので、平滑な膜の塗布を
行うことができる。
【0204】次に、図45に示すように、撥液処理膜1
30の2層目の膜130b上に、例えば感光性の液状レ
ジスト材料などを塗布した後、フォトリソグラフィー工
程、すなわち露光・現像工程を行い、図36に示したよ
うな溝部131に対応した形状のマスク材料161を形
成する。
【0205】続いて、上記マスク材料161をマスク材
として使用し、撥液処理膜130のパターンエッチング
を行い、溝部131を形成する。このように、フォトリ
ソグラフィー技術により溝部131を形成するようにす
ると、溝部131の深さを安定して確保することが可能
である。ここで、1層目の膜130a及び2層目の膜1
30bを日立化成株式会社製の塗布型ポリイミド材料
PIX(商品名)、或いは東レ株式会社製の塗布型ポリ
イミド材料 セミコファイン(商品名)により形成した
場合においては、有機アルカリ溶剤、例えば東京応化株
式会社製の現像液 NMD−3(商品名)を用いること
により、精度よいエッチングを行うことができる。
【0206】なお、この場合、撥液処理膜130の1層
目の膜130aの熱処理温度T1 は2層目の膜130b
の熱処理温度T2 よりも高温とされているので、1層目
の膜130aの方が2層目の膜130bよりもエッチン
グレートが遅く、図46に示すように、2層目の膜13
0bのみを精度良くエッチングすることができ、溝部1
31が形成される。
【0207】次にマスク材料161を所定の溶剤(例え
ばアセトン等)により剥離した後、最終イミド重合工程
の熱処理を行い、撥液処理膜130の1層目の膜130
a及び2層目の膜130bに撥水性を付与し、図47に
示すように撥液処理膜130を完成する。ただし、図4
7以降においては、溝部の図示を省略することとする。
上記熱処理の具体的な条件としては、350℃程度の温
度で約60分保持する条件が挙げられる。
【0208】また上述の説明においては、撥液処理膜1
30の2層目の膜130bの構成材料として、1層目の
膜130aの構成材料と同様の、最終重合工程において
イミド重合反応をする材料を用いた例について説明した
が、2層目の膜130bの構成材料としては、例えば宇
部興産株式会社製の塗布型ポリイミド材料 ユピコート
(商品名)等の原材料の時点でイミド重合反応がされて
おり、比較的低温の温度(160℃〜180℃)の温度
で、イミド重合反応でない最終重合反応をする材料を用
いても構わない。ただし、この宇部興産株式会社製の塗
布型ポリイミド材料 ユピコート(商品名)等、原材料
の時点でイミド重合反応がされており、比較的低温の温
度(160℃〜180℃)の温度において、イミド重合
反応でない最終重合反応をする材料を用いた場合におい
ても、上層となる2層目の膜130bの塗布工程は、下
層となる1層目の膜130aの最終重合反応前、すなわ
ち、1層目の膜130aに撥水性が付与される前に行う
必要がある。
【0209】より具体的には、宇部興産株式会社製の塗
布型ポリイミド材料 ユピコート(商品名)を用いた場
合には、70℃〜90℃程度の温度で30分〜40分程
度保持し、溶剤を乾燥した後の状態において、2層目の
膜130bの塗布工程を行う必要がある。
【0210】続いて、図48に示すように、オリフィス
プレート124の圧力室形成部材121側となる主面1
24b側から第3の凹部138を介してエキシマレーザ
を垂直に照射し、オリフィスプレート124、撥液処理
膜130の1層目の膜130a及び2層目の膜130b
を貫通する希釈液ノズル142を形成する。
【0211】また、図48中に示すように、オリフィス
プレート124の圧力室形成部材121側となる主面1
24b側から第6の凹部128を介してエキシマレーザ
を斜め方向に照射し、オリフィスプレート124、撥液
処理膜130の1層目の膜130a及び2層目の膜13
0bを貫通するインクノズル132を形成し、オリフィ
スプレート124を完成する。このインクノズル132
を形成する際には、エキシマレーザ光を希釈液ノズル1
42側に徐々に近づくような方向で照射し、インクノズ
ル132が開口部に向かうに従って希釈液ノズル142
に徐々に近づいていくものとして形成する。
【0212】ここでオリフィスプレート124、1層目
の膜130a及び2層目の膜130bの何れもがポリイ
ミド材料よりなり、エキシマレーザによるアブレーショ
ン加工が容易な材料により形成しているので、インクノ
ズル132及び希釈液ノズル142は容易に形成され
る。
【0213】また、希釈液導入口156を形成する第3
の凹部138、インク導入口146を形成する第6の凹
部128は、それぞれ希釈液ノズル142、インクノズ
ル132よりも大径を有するものとされていることか
ら、エキシマレーザによるアブレーション加工時のオリ
フィスプレート124と圧力室形成部材121との位置
合わせ精度が緩和できると共に、アブレーション加工時
に圧力室形成部材121によってエキシマレーザが遮蔽
される危険性が回避される。
【0214】続いて、図49に示すように、例えばエポ
キシ系の図示しない接着剤を用い、圧力室形成部材12
1のオリフィスプレート124が配される面と反対側の
主面121a上に一主面122aの所定の位置に突起部
149,159が予め形成されている振動板122を接
着する。この場合、第2の凹部137、第3の凹部13
8、第5の凹部127、第6の凹部128は、圧力室形
成部材121の振動板122が配される一主面121a
とは反対側の主面121b側に形成されているので、振
動板122の接着工程において、接着剤によりこれらが
塞がれることが未然に防止される。
【0215】そして、このように圧力室形成部材121
を振動板122とオリフィスプレート124により挟み
込むことにより、第2の凹部137により希釈液供給路
154が形成され、第1の凹部136により希釈液圧力
室155、第3の凹部138により希釈液導入口156
が形成される。
【0216】また、同様に、第5の凹部127によりイ
ンク供給路144が形成され、第4の凹部126により
インク圧力室145、第5の凹部128によりインク導
入口146が形成される。
【0217】本例のプリンタ装置においては、前述のよ
うに、第2の凹部137、第5の凹部127が、圧力室
形成部材121の振動板122が配される一主面121
aとは反対側の主面121b側に形成されていることか
ら、希釈液供給路154、インク供給路144の流路抵
抗の上昇が回避される。
【0218】また、このことから、圧力室形成部材12
1と振動板122を接着する接着剤の選択範囲を従来に
比して大幅に広げることができる。
【0219】なお、上記のように振動板122を圧力室
形成部材121上に接着する際には、突起部159と希
釈液圧力室155を形成する第1の凹部136、突起部
149とインク圧力室145を形成する第4の凹部12
6の位置合わせのみを考慮すればよく、振動板122の
接着工程は容易に行われる。
【0220】続いて、突起部159上に第1の積層型ピ
エゾ素子123a、突起部149上に第2の積層型ピエ
ゾ素子123bを例えばエポキシ系の接着剤を用いて接
着すると共に、希釈液供給管160を振動板122の貫
通孔139に接続し、インク供給管150も振動板12
2の貫通孔129に接続して、図34に示すようなプリ
ントヘッドを完成する。
【0221】本例のプリンタ装置のプリントヘッドにお
いては、微量のインクであっても希釈液に確実に混合さ
れるため、表現可能な階調の幅を広げるために希釈液ノ
ズル142とインクノズル132を極力近づけて形成す
る必要がなくなる。
【0222】従って、上記のようにしてプリントヘッド
を製造する際の希釈液ノズル142及びインクノズル1
32の孔開け工程(ここではエキシマレーザによるアブ
レーション加工工程)における製造装置の機械的な位置
精度を高める必要がなくなり、作業が容易となり、製造
コストを高めることなく、安定して製造することが可能
である。
【0223】さらに、本発明を適用したプリンタ装置の
プリントヘッドにおいては、希釈液ノズルとインクノズ
ルの開口部間に形成される溝部を以下に示すような形状
としても良い。すなわち、図50に示すように希釈液ノ
ズル142とインクノズル132の開口部間に亘って複
数の溝部162を形成するようにしても良い。
【0224】このように、複数の溝部162を形成する
ようにすれば、希釈液ノズル142とインクノズル13
2の形成工程において、これらの形成位置に多少ズレが
発生しても、複数存在する溝部162或いはこれらの間
の突起部の何れかが、希釈液ノズル142とインクノズ
ル132とに挟まれる領域の中心近傍に位置することと
なるので、ノズルの位置合わせ精度を緩和することがで
きる。すなわち、図51に模式的に示すように、複数の
溝部162に対する希釈液ノズル142及びインクノズ
ル132の図中矢印xで示す横方向の位置合わせ精度を
緩和することができる。
【0225】また、上述の製造方法のように、溝部を形
成した後に希釈液ノズル142及びインクノズル132
を形成するようにすれば、複数の溝部162に対する希
釈液ノズル142及びインクノズル132の図中矢印y
で示す縦方向の位置合わせ精度を緩和することもでき
る。
【0226】希釈液ノズル142とインクノズル132
の開口部間に形成される溝部としては、これらの開口部
間における表面荒さを大きくするような形状のものであ
れば良い。すなわち、前述のような開口部間を接続する
方向の平行なパターンを有するものだけではなく、図5
2に示すように希釈液ノズル142とインクノズル13
2の開口部間を接続するような複数の溝部163を有す
るとともに、これらと直交する方向にも複数の溝部16
4を有する形状のものも挙げられる。
【0227】上記のような形状の溝部を有するプリント
ヘッドを有するプリンタ装置においても前述のプリント
ヘッドを有するプリンタ装置と同様の効果が得られる。
【0228】なお、上述したプリンタ装置のプリントヘ
ッド撥液処理膜130を形成する2層目の膜130bを
形成するフォトリソグラフィー技術を用いた加工により
選択除去が可能な日立化成株式会社製の塗布型ポリイミ
ド材料 PIX(商品名)或いは東レ株式会社製の塗布
型ポリイミド材料 セミコファイン(商品名)を使用し
た例について説明したが、2層目の膜130bを形成す
る材料としては、感光性を有する撥液材料、例えば富士
ハント株式会社製の感光性塗布型ポリイミド材料 PR
OBIMIDE XB−7021(商品名)、或いは東
レ株式会社製の感光性塗布型ポリイミド材料 フォトニ
ース UR−3140(商品名)等を用いることも可能
である。
【0229】さらには、宇部興産株式会社製の塗布型ポ
リイミド材料 ユピコート(商品名)に感光性の機能を
加えた材料であるPS−100(商品名)を用いること
も可能となる。
【0230】このように、2層目の膜130bを形成す
る材料として感光性の材料を使用すると、前述した工程
中で使用したマスク材料161を用いる必要がなくな
り、マスク材料161の塗布工程、さらには剥離工程を
省略することが可能となり、工程を削減が可能となる。
さらには、2層目の膜130bを所定形状に現像しなが
らエッチングを行うことが可能となり、より高精度によ
り微細なパターンのパターニングを行うことが可能とな
る。
【0231】また、上述の例においては、オリフィスプ
レート124をガラス転移点が250℃以下の三井東圧
化学株式会社製の熱可塑性ポリイミド材料 ネオフレッ
クス(商品名)により形成する例について述べたが、こ
のオリフィスプレート124は以下に示すような構成と
しても良い。
【0232】すなわち、図53に示すように、例えば厚
さが略125μmでガラス転移点が250℃以上のデュ
ポン社製のポリイミドフィルム カプトン(商品名)よ
りなる板材165の一主面165a上に、例えば厚さが
略7μmでガラス転移点が250℃以下の三井東圧化学
株式会社製の熱可塑性ポリイミド材料 ネオフレックス
(商品名)よりなる樹脂膜166が塗布形成されたオリ
フィスプレート167を用いて形成するようにしても良
い。
【0233】このオリフィスプレート167の厚さはオ
リフィスプレート124の厚さよりも厚いので、オリフ
ィスプレート124と比べて強度を一段と確保すること
ができ、且つ希釈液ノズル142の長さを長くすること
ができるため、吐出される混合液滴の吐出の方向性を高
めることができる。
【0234】またさらに、このオリフィスプレート16
7を用いた場合には、インクノズル132の傾斜角度に
余裕をもたせることができると共に、希釈液圧力室15
5とインク圧力室145の間隔を容易に拡げることがで
きるので、インク漏れ及び希釈液漏れを確実に防止し得
る。
【0235】さらに、本発明を適用したプリンタ装置の
プリントヘッドとしては、上述のように圧力印加手段と
して積層型ピエゾ素子を使用したものの他、圧電素子を
使用したものも挙げられる。
【0236】すなわち、本例のプリントヘッドは、図5
4に示すように先に図34に示したプリントヘッドと略
同様の構成を有するものである。そこで、図54中にお
いては、図34と同様の構成の部分については、同一の
符号を付し、説明を省略することとする。本例のプリン
トヘッドと先に示したプリントヘッドにおいて大きく異
なる点は、振動板122の突起部159,149上に第
1及び第2の積層型ピエゾ素子123a,123bでは
なく、板状の第1及び第2の圧電素子168a,168
bが載置されていることである。
【0237】この第1及び第2の圧電素子168a,1
68bの分極及び電圧の印加方向は、これらに電圧を印
加した場合にこれらの面内方向に縮む方向となされてい
る。すなわち、電圧を印加することにより、第1及び第
2の圧電素子168a,168bが面内方向に縮み、突
起部159,149をそれぞれ介して振動板122を図
中矢印M2 方向に押圧して当該振動板122を面内方向
に撓ませるようになされている。
【0238】このようなプリントヘッドを有するプリン
タ装置において印刷を行うには、以下に示すようにすれ
ば良い。すなわち、印刷待機状態においては、駆動電圧
を印加せず、インク及び希釈液は表面張力と釣り合う位
置、すなわちインクノズル132及び希釈液ノズル14
2の先端近傍にそれぞれメニスカスを形成する。
【0239】そして、インクを定量するべく、第2の圧
電素子168bに駆動電圧を印加する。すると、図55
に示すように、第2の圧電素子168bが面内方向に撓
み、突起部149を介して振動板122を図中矢印M2
で示す方向に押圧する。その結果、インク圧力室145
の体積が減少して内圧が上昇し、インクはインクノズル
132から希釈液ノズル142に向けて押し出される。
【0240】ここで第2の圧電素子168bに印加する
電圧の電圧値は画像データの階調に応じた値に設定され
ているので、インクノズル132の先端から押し出され
るインク量は画像データに応じた量となる。
【0241】このとき、本例のプリンタ装置のプリント
ヘッドにおいてもオリフィスプレート124上の撥液処
理膜130のインクノズル132と希釈液ノズル142
間に溝部を形成していることから、インクは微量であっ
ても希釈液ノズル142に向けて正確に押し出され、低
濃度領域においても正確な階調表現が行われ、広い範囲
の濃度階調が正確に再現されて高解像度の記録画像の形
成が可能となる。
【0242】続いて、このインクノズル132から押し
出された状態にあるインクは、希釈液ノズル142の先
端部近傍においてメニスカスを形成している希釈液と接
触して混合される。
【0243】次いで、インクが混合された希釈液を吐出
するべく、第1の圧電素子168aに駆動電圧を印加す
る。すると、図56に示すように、第1の圧電素子16
8aが面内方向に撓み、突起部159を介して振動板1
22を図中矢印M2 で示す方向に押圧する。その結果、
希釈液圧力室155の体積が減少して内圧が上昇し、イ
ンクが混合された希釈液、すなわち混合溶液が希釈液ノ
ズル142から吐出される。この混合溶液が、画像デー
タに応じたインク濃度を有することは言うまでもない。
ここで、第1の圧電素子168aに印加する駆動電圧の
時間変化は、希釈液ノズル142から混合溶液が吐出し
得るように設定されている。
【0244】これまで述べた例においては、インク導入
口146及び希釈液導入口156の径がインクノズル1
32及び希釈液ノズル142の径よりも30μm〜50
μm大となされているプリントヘッドの例について述べ
たが、本発明はこれに限らず、インク圧力室145及び
希釈液圧力室155に圧力が印加された際に影響が生じ
ない範囲で、インク導入口146及び希釈液導入口15
6の径をインクノズル132及び希釈液ノズル142の
径よりも大きくしても良い。
【0245】さらに、これまで述べた例においては、イ
ンク及び希釈液供給路144,154、インク及び希釈
液導入口146,156をオリフィスプレート124側
に配される形状としたが、これらは振動板122側に配
されるようにしても良い。
【0246】また、これまで述べた例においては、圧力
室形成部材とオリフィスプレートを別個に有するプリン
トヘッドの例について述べたが、オリフィスプレートと
してこれらの機能を兼ね備えるものを使用するようにし
ても良い。
【0247】このようなプリントヘッドとしては、図5
7に示すようなものが挙げられる。すなわち、オリフィ
スプレート171を射出成形により形成するようにす
る。このオリフィスプレート171においては、一主面
171aに臨んで、希釈液バッファタンクを形成する孔
部185、希釈液供給路を形成する第2の凹部187、
希釈液圧力室を形成する第1の凹部186、希釈液導入
口を形成する第3の凹部188が連通するように形成さ
れ、この第3の凹部188の底面側から一主面171a
と反対側の主面171bに貫通する希釈液ノズル194
が形成されている。
【0248】また、このオリフィスプレート171にお
いては、一主面171aに臨んで、インクバッファタン
クを形成する孔部175、インク供給路を形成する第5
の凹部177、インク圧力室を形成する第4の凹部17
6、インク導入口を形成する第5の凹部178が連通す
るように形成され、この第5の凹部178の底面側から
一主面171aと反対側の主面171bに貫通するイン
クノズル184が形成されている。なお、このオリフィ
スプレート171を形成する材料としては、ポリイミ
ド、ポリベンゾイミダゾール等が挙げられる。
【0249】そして、上記オリフィスプレート171の
希釈液ノズル194及びインクノズル184が開口する
一主面171b側に撥液処理膜130を形成する1層目
及び2層目の膜130a,130bが形成される。さら
に、一主面171a側には第1の積層型ピエゾ素子12
3aと第2の積層型ピエゾ素子123bが配される振動
板122が配され、インク供給管150と希釈液供給管
160も配される。なお、ここでは、前述したプリンタ
装置のプリントヘッドと同様の構成の部分においては同
一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【0250】本例のプリンタ装置のプリントヘッドにお
いても撥液処理膜130の希釈液ノズル194とインク
ノズル184の開口面間に図示しない溝部を形成するよ
うにしており、これまで述べたプリンタ装置と同様の効
果が得られる。
【0251】なお、これまで述べた例においては、振動
板の大きさを圧力室形成部材の主面全体に接着し得る大
きさとした例について述べたが、本発明のプリンタ装置
においては、この振動板はインク圧力室及び希釈液圧力
室を覆う大きさを有していれば良い。この場合、振動板
の大きさがかなり小さくなるため、圧力室形成部材への
接着が非常に容易となる。
【0252】さらに、これまで述べた例においては、圧
力室形成部材をステンレススチール等よりなる厚さ0.
2mm程度の金属板により形成する例について述べてい
るが、この金属板の厚さはこれに限定されるものではな
く、エッチング工程に対する耐久性及び強度を確保する
べく、0.1mm以上とされていれば良い。
【0253】また、これまで述べた例においては、オリ
フィスプレートを圧力室形成部材に熱圧着する際の温度
を230℃程度とし、圧力を20kgf/cm2 〜30
kgf/cm2 としているが、本発明のプリンタ装置に
おいてはこれに限らず、接着強度を得ることができれ
ば、この他種々の条件でオリフイスプレートを圧力室形
成部材に熱圧着するようにしてもよい。
【0254】さらに、これまで述べた例においては、ノ
ズルの形成をエキシマレーザを用いたアブレーション加
工により行う例について述べたが、本発明のプリンタ装
置においては、これに限らず、炭酸ガスレーザ等、この
他種々のレーザを使用した加工を適用し得る。
【0255】さらにまた、これまで述べた例において
は、充填される溶液に圧力が印加される箇所として各圧
力室を示したが、これ以外の形態のものも適用可能であ
る。さらには、液体を定量及び吐出する箇所としてノズ
ルを示したが、これ以外の形態のものも適用可能であ
る。
【0256】さらに、これまで述べた例においては、オ
リフィスプレートを形成する材料として、ガラス転移点
が250℃以下の樹脂材料、例えば厚さが50μmでガ
ラス転移点が250℃以下の三井東圧化学株式会社製の
熱可塑性ポリイミド材料を用いた例について述べたが、
本発明のプリンタ装置においてはこれに限らず、種々の
樹脂材料を適用し得る。
【0257】さらにまた、上述の例においては、オリフ
ィスプレートを例えば厚さが略125μmでガラス転移
点が250℃以上のデュポン社製のポリイミドフィルム
カプトン(商品名)よりなる板材上に、例えば厚さが
略7μmでガラス転移点が250℃以下の三井東圧化学
株式会社製の熱可塑性ポリイミド材料 ネオフレックス
(商品名)よりなる樹脂膜が形成された材料により形成
する例についても述べたが、本発明のプリンタ装置にお
いては、これに限らず、ガラス転移点が250℃以上の
板材とガラス転移点が250℃以下の樹脂膜が形成され
た材料であれば、種々の材料が適用可能である。
【0258】本発明は、これまで述べたシリアル型或い
はライン型の他、ドラム回転型のプリンタ装置にも適用
可能である。上記ドラム回転型プリンタ装置は、図58
に示すような構成を有する。図58中においては、先に
示した図1との対応部分には同一符号を付して示し、そ
の説明を省略するとともに、制御機構を示す部分の図示
を省略する。このプリンタ装置においては、ドラム2が
回転するとその回転に同期してプリントヘッド部3から
インクが吐出され、プリント紙1上に画像が形成され
る。ドラム2が図中矢印mで示す方向に1回転してプリ
ント紙1上に円周方向に1列の印刷が完了すると、送り
ねじ5が回転してプリントヘッド部3を図中矢印M´で
示す方向に1ピッチ分移動させ、次の列の印刷を行う。
この場合、ドラム2と送りねじ5を同時に回転させ、印
刷しながらプリントヘッド部3を徐々に移動させる方法
もある。マルチノズルヘッドの場合や同じ場所を何度か
印字するような構成の場合は、ドラム2と送りねじ5と
を連動して同時に回転させながらスパイラル状の印字を
行う。
【0259】これまでの例においては、キャリアジェッ
ト方式のプリンタ装置について述べてきたが、本発明が
インクに希釈液を混合しながら吐出する濃度変調型のイ
ンクジェット方式のプリンタ装置にも適用可能であるこ
とは言うまでもない。
【0260】濃度変調型のインクジェット方式のプリン
タ装置においては、低濃度の表現力がキャリアジェット
方式のプリンタ装置に比較して劣るものの、逆に高濃度
部分において十分なインク濃度を得ることができる。
【0261】また、キャリアジェット方式及び濃度変調
型のインクジェット方式の何れにおいても、いわゆる連
続階調記録が可能であるため、特に写真画像等の印刷を
行う場合、滑らかな濃淡表現が可能であり、好適であ
る。
【0262】
【実施例】次に、本発明のプリンタ装置の効果を確認す
るべく、以下に示すような実験を行った。なお、ここで
は、プリントヘッドのノズル開口面に撥液処理膜が形成
されており、上記撥液処理膜の一部が選択的に除去され
て溝部が形成されているプリンタ装置の効果を確認する
ものとし、撥液処理膜に溝部を形成することにより、こ
の部分の濡れ性を他の部分よりも高めることが可能であ
ることを確認する実験を行うこととした。
【0263】先ず、サンプルを作製した。すなわち、図
59に示すように、厚さ0.5mmのSi基板191上
に厚さ0.05μmのTa25 スパッタ膜192を形
成し、その上に厚さ0.05μmのSiO2 スパッタ膜
193を形成し、さらに厚さ1μmの第1のポリイミド
膜195を形成し、最上層として溝部197に応じた部
分が選択的に除去されてなる厚さ0.03μmの第2の
ポリイミド膜196が形成されたサンプルをサンプル1
として用意した。すなわち、溝部197の深さは必然的
に0.03μmとなる。
【0264】次に、図60に示すように、Si基板19
1上にTa25 スパッタ膜192を形成し、その上に
SiO2 スパッタ膜193を形成し、さらに第1のポリ
イミド膜195を形成し、この第1のポリイミド膜19
3の一部を除去して溝部197を形成したサンプルをサ
ンプル2として用意した。このとき、溝部197の深さ
は、0.04μm〜0.08μm程度となるものと思わ
れる。
【0265】さらに、図61に示すように、Si基板1
91上にTa25 スパッタ膜192を形成し、その上
にSiO2 スパッタ膜193を形成し、最上層として溝
部197に応じた部分が選択的に除去されてなる厚さ
0.03μmの第2のポリイミド膜196が形成された
サンプルをサンプル3として用意した。すなわち、溝部
197の深さは必然的に0.03μmとなる。
【0266】なお、各サンプルともに、溝部197のパ
ターニング周期Λを2.5μmとした。また、各サンプ
ルの溝の幅は1.0μm程度であり、溝ではない凸部の
幅は1.5μmであった。
【0267】そして、これらサンプル1〜3の溝部形成
面に対し、表面張力が31dyn/cm〜32dyn/
cm程度となるように、水とグリコールを混合した溶液
を接触させた場合の溝部形成方向の接触角とこれに垂直
な方向の接触角を調査した。また、インクの代わりに純
水を接触させた場合の溝部形成方向の接触角とこれに垂
直な方向の接触角も調査した。なお、純水を表面が平滑
面とされている第2のポリイミド膜196に接触させた
場合の接触角は92.3degである。結果を表1に示
す。なお、溝部形成方向の接触角をA、溝部形成方向に
垂直な方向の接触角をBとして示す。
【0268】
【表1】
【0269】表1の結果を見てわかるように、表面張力
が大きい純水においては、サンプル1〜3ともに溝部形
成方向の接触角と溝部形成方向に垂直な方向の接触角に
差異が認められなかった。
【0270】しかしながら、サンプル1,2の結果とサ
ンプル3の結果から、溝部の底面に撥液処理膜があるサ
ンプル1,2においては濡れ難く、溝部の底面に撥液処
理膜がないサンプル3においては濡れ易いことが確認さ
れた。すなわち、溝部の底面に撥液処理膜がない場合、
ノズル間の自然混合が発生する可能性があるものと考え
られる。さらに、サンプル1,2の結果を比較すると、
溝部の深さが濡れ易さに影響を及ぼすことがわかる。
【0271】また、表1の結果を見てわかるように、表
面張力が小さいインクにおいては、サンプル1〜3とも
に溝部形成方向、溝部形成方向に垂直な方向の何れにお
いても純水の場合よりも接触角が小さく、濡れ易いこと
が確認された。さらに、溝部形成方向の接触角の方が溝
部形成方向に垂直な方向の接触角よりも小さく、差異が
認められ、溝部の形成方向により液体が流れる方向を規
制することが可能であることが確認された。
【0272】すなわち、前述したプリンタ装置のように
インクノズルと希釈液ノズル間を接続するような方向に
溝部を形成すれば、インクは溝部形成方向に流れ易くな
ることが確認された。さらに、サンプル1,2の結果を
比較すると、溝部の深さが濡れ易さに影響を及ぼすこと
がわかる。
【0273】従って、これらのことから本発明を適用し
たプリンタ装置のようにプリントヘッドのノズル開口面
に溝部を形成すれば、定量媒体の押し出し方向を規制す
ることが可能であり、また底面に撥液処理膜を有するよ
うにすることで自然混合が回避されることをが確認され
た。
【0274】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のプリンタ装置においては、プリントヘッドのノズル
開口面に互いに隣合って開口している第1及び第2のノ
ズルの開口部間に、例えば第2のノズルの開口部から第
1のノズルの開口部にわたる溝部を形成しており、第2
のノズルから滲み出す定量媒体は毛管現象により上記溝
部を伝って第1のノズルに向けて供給されるため、この
定量媒体が溝部以外の部分に漏れにくく、ノズル開口部
周辺への定量媒体の付着が抑えられる。
【0275】また、この溝部を第2のノズルの開口部か
ら第2のノズルの開口部と第1のノズルの開口部間の中
途部にわたって形成すれば、定量媒体を第2のノズルか
ら第1のノズルに向けて滲み出させた後に、所定量の定
量媒体を第1のノズル開口部近傍に残存させて定量を行
うべく定量媒体を第2のノズル内に引き込む際の定量媒
体の引き込みが良好に行われて、ノズル開口部周辺への
定量媒体の付着が抑えられる。
【0276】さらに、この溝部を第1のノズルの開口部
から第1のノズルの開口部と第2のノズルの開口部間の
中途部にわたっても形成されているものとすれば、上述
のようにして定量媒体の定量を行う際に、定量媒体の定
量分と引き込み分の分離がさらに良好に行われて、ノズ
ル開口部周辺への定量媒体の付着が抑えられる。
【0277】なお、この溝部の幅を第2のノズルの開口
径よりも小さいものとすれば、毛管現象がより起こり易
い。
【0278】さらに、この溝部を第2のノズルの開口部
から第2のノズルの開口部と第1のノズルの開口部間の
中途部にわたって形成する場合に、溝部の深さを第2の
ノズルから第1のノズル側に向かうに従って浅くなって
いくようにすれば、定量媒体の定量がより良好に行われ
る。
【0279】そして、溝部を第1のノズルの開口部から
第1のノズルの開口部と第2のノズルの開口部間の中途
部にわたっても形成する場合に、溝部の深さを第1のノ
ズルから第2のノズル側に向かうに従って浅くなってい
くようにすれば、定量媒体の定量がさらに良好に行われ
る。
【0280】さらにまた、このプリンタ装置のプリント
ヘッドのノズル開口面の少なくとも第2のノズル開口部
周辺に第2のノズル開口部を囲むように凹部を形成す
る、さらには第1のノズル開口部周辺にも第1のノズル
開口部を囲むように凹部を形成すれば、インク、希釈
液、混合溶液のノズル開口部周辺への広がりがさらに抑
えられる。
【0281】また、本発明のプリンタ装置においては、
プリントヘッドのノズル開口面に互いに隣合って開口し
ている第1及び第2のノズルの開口部間に、例えば第2
のノズルの開口部から第1のノズルの開口部にわたる親
水加工部を形成しており、上記親水加工部の定量媒体に
対する濡れ性が比較的良好であることから、第2のノズ
ルから滲み出す定量媒体は上記親水加工部を伝って第1
のノズルに向けて供給され、この定量媒体が親水加工部
以外の部分に漏れにくく、ノズル開口部周辺への定量媒
体の付着が抑えられる。
【0282】そして、この親水加工部を第2のノズルの
開口部から第2のノズルの開口部と第1のノズルの開口
部間の中途部にわたって形成するものとすれば、定量媒
体を第2のノズルから第1のノズルに向けて滲み出させ
た後に、所定量の定量媒体を第1のノズル開口部近傍に
残存させて定量を行うべく定量媒体を第2のノズル内に
引き込む際の定量媒体の引き込みが良好に行われて、ノ
ズル開口部周辺への定量媒体の付着が抑えられる。
【0283】さらに、この親水加工部を第1のノズルの
開口部から第1のノズルの開口部と第2のノズルの開口
部間の中途部にわたっても形成されているものとすれ
ば、上述のようにして定量媒体の定量を行う際に、定量
媒体の定量分と引き込み分の分離がさらに良好に行われ
て、ノズル開口部周辺への定量媒体の付着が抑えられ
る。
【0284】さらにまた、このプリンタ装置のプリント
ヘッドのノズル開口面の親水加工部以外の部分を撥水加
工部とすれば、定量媒体は親水加工部をさらに選択して
伝うようになる。
【0285】そして、このプリンタ装置のプリントヘッ
ドのノズル開口面の少なくとも第2のノズル開口部周辺
に第2のノズル開口部を囲むように親水加工部を形成す
る、さらには第1のノズル開口部周辺にも第1のノズル
開口部を囲むように親水加工部を形成すれば、インク、
希釈液、混合溶液のノズル開口部周辺への広がりがさら
に抑えられる。
【0286】また、本発明のプリンタ装置において、前
述の親水加工部を無加工部とし、残りの部分を撥水加工
部としても、親水加工部を形成した場合と同様の作用が
得られる。
【0287】さらに、本発明のプリンタ装置において
は、プリントヘッドのノズル開口面に互いに隣合って開
口している第1及び第2のノズルの開口部間に島状の突
起部を形成しており、 第2のノズルから滲み出す定量
媒体は毛管現象により上記突起部の輪郭に沿って伝わっ
て第1のノズルに向けて供給されるため、この定量媒体
が突起部以外の部分に広がりにくく、ノズル開口部周辺
への定量媒体の付着が抑えられる。
【0288】従って、これら本発明のプリンタ装置にお
いては、プリント不良が抑えられ、濃度階調が正確に再
現されて高解像度の記録画像の形成が可能となる。
【0289】また、本発明のプリンタ装置においては、
プリントヘッドのノズル開口面に撥液処理膜を形成し、
互いに隣合って開口している第1及び第2のノズルの開
口部間に、上記撥液処理膜の一部を選択的に除去して溝
部を形成するようにしている。
【0290】固体と液体の界面における「濡れやすさ」
とは、固体表面の表面荒さの影響を受ける。すなわち、
固体と液体のそれぞれの材料自体における液体と固体と
の接触部分の接触角度(言いかえると、表面荒さが零の
場合における接触角度)が90(deg.)よりも大き
い場合においては、表面荒さが大きくなるほど、液体と
固体は濡れ難くなるが、固体と液体のそれぞれの材料自
体における液体と固体との接触部分の接触角度(言いか
えると、表面荒さが零の場合における接触角度)が90
(deg.)よりも小さい場合においては、表面荒さが
大きくなるほど、液体と固体は濡れやすくなる。
【0291】本発明のプリンタ装置において使用される
定量媒体においては、撥液材料との接触角度は90(d
eg.)以下となり、上述の表面荒さが大きくなるほ
ど、濡れやすくなることとなる。
【0292】従って、本発明のプリンタ装置において
は、撥液処理膜の一部を選択的に除去して形成した溝部
は、他の部分よりも表面荒さが荒く、濡れ易くなり、定
量媒体はこの溝部近傍を選択して押し出されることとな
る。このことから、微量の定量媒体であっても第1のノ
ズルに向けて確実に押し出され、低濃度領域においても
正確な階調表現が行われ、広い範囲の濃度階調が正確に
再現されて高解像度の記録画像の形成が可能となる。
【0293】また、このことから、表現可能な階調の幅
を広げるために第1のノズルと第2のノズルを極力近づ
けて形成する必要がなくなり、製造装置の機械的な位置
精度を高める必要がなくなり、作業が容易となり、製造
コストを高めることなく、安定して製造することが可能
である。
【0294】さらに本発明のプリンタ装置においては、
溝部の幅を第2のノズルの開口径よりも小さくしてい
る。このように、溝部の幅を第2のノズルの開口径より
も小さくすれば、第2のノズルより押し出された直後の
定量媒体の液滴の曲率半径よりも溝部の幅が小さくな
り、定量媒体はこの溝部を他の部分よりも表面荒さが荒
い部分として選択し易くなり、定量媒体が第1のノズル
に向けてより確実に押し出される。
【0295】上述したことは、溝部が複数形成されてい
ても同様であり、定量媒体はこれら溝部近傍を選択して
押し出されることとなる。また、このように、複数の溝
部を有する場合において、複数の溝部が形成される部分
の幅を第2のノズルの開口径よりも小さくすれば、定量
媒体はこれら溝部を他の部分よりも表面荒さが荒い部分
として選択し易くなり、定量媒体が第1のノズルに向け
てより確実に押し出される。
【0296】また、本発明のプリンタ装置において、溝
部の底面に撥液処理膜を有するようにすれば、印刷待機
時において溝部を通じて定量媒体と吐出媒体が自然混合
してしまうことがない。
【0297】さらに、本発明のプリンタ装置を製造する
に際し、撥液処理膜を2層の膜を積層塗布して形成し、
上層の一部のみを選択除去するようにすれば、底部に撥
液処理膜を有する溝部が容易に形成される。
【0298】そして、撥液処理膜を感光性のポリイミド
系材料により形成すれば、溝部はフォトリソグラフィー
技術により容易に形成される。撥液処理膜を2層の膜を
積層塗布して形成する場合には、少なくとも上層となる
膜を感光性のポリイミド系材料により形成すれば、溝部
はフォトリソグラフィー技術により容易に形成され、生
産性も良好となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したプリンタ装置の一例を模式的
に示す要部概略斜視図である。
【図2】本発明を適用したプリンタ装置の他の例を模式
的に示す要部概略斜視図である。
【図3】本発明を適用したプリンタ装置の一例の印字及
び制御系のブロック図である。
【図4】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘッ
ドを示す要部概略断面図である。
【図5】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘッ
ドのオリフィスプレート近傍を拡大して示す要部概略断
面図である。
【図6】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘッ
ドの駆動電圧の印加タイミングを示すチャートである。
【図7】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘッ
ドの駆動回路を示す回路ブロック図である。
【図8】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘッ
ドの一例を示す要部拡大平面図である。
【図9】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘッ
ドの他の例を示す要部拡大平面図である。
【図10】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大平面図である。
【図11】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大平面図である。
【図12】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大断面図である。
【図13】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大断面図である。
【図14】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大平面図である。
【図15】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大断面図である。
【図16】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大断面図である。
【図17】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大平面図である。
【図18】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大平面図である。
【図19】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大平面図である。
【図20】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大平面図である。
【図21】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大平面図である。
【図22】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大断面図である。
【図23】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大平面図である。
【図24】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大平面図である。
【図25】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大平面図である。
【図26】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大平面図である。
【図27】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大平面図である。
【図28】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大平面図である。
【図29】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大断面図である。
【図30】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大平面図である。
【図31】本発明を適用したプリンタ装置のプリントヘ
ッドのさらに他の例を示す要部拡大断面図である。
【図32】本発明を適用したプリンタ装置の他の例の印
字及び制御系のブロック図である。
【図33】本発明を適用したプリンタ装置の他の例のプ
リントヘッドの駆動回路を示す回路ブロック図である。
【図34】本発明を適用したプリンタ装置の他の例のプ
リントヘッドを示す要部概略断面図である。
【図35】本発明を適用したプリンタ装置の他の例のプ
リントヘッドを示す要部概略平面図である。
【図36】本発明を適用したプリンタ装置の他の例のプ
リントヘッドのノズル開口面を模式的に示す要部拡大平
面図である。
【図37】本発明を適用したプリンタ装置の他の例のプ
リントヘッドのインク圧力室及び希釈液圧力室の体積が
増大した状態を示す要部概略断面図である。
【図38】本発明を適用したプリンタ装置の他の例のプ
リントヘッドのインク圧力室の体積が元の状態に戻った
様子を示す要部概略断面図である。
【図39】本発明を適用したプリンタ装置の製造方法を
工程順に示すものであり、ステンレス部材上にレジスト
を形成する工程を示す要部概略断面図である。
【図40】本発明を適用したプリンタ装置の製造方法を
工程順に示すものであり、エッチングした状態を示す要
部概略断面図である。
【図41】本発明を適用したプリンタ装置の製造方法を
工程順に示すものであり、圧力室形成部材を形成する工
程を示す要部概略断面図である。
【図42】本発明を適用したプリンタ装置の製造方法を
工程順に示すものであり、圧力室形成部材上にオリフィ
スプレートを配する工程を示す要部概略断面図である。
【図43】本発明を適用したプリンタ装置の製造方法を
工程順に示すものであり、オリフィスプレート上に1層
目の膜を形成する工程を示す要部概略断面図である。
【図44】本発明を適用したプリンタ装置の製造方法を
工程順に示すものであり、1層目の膜の上に2層目の膜
を形成する工程を示す要部概略断面図である。
【図45】本発明を適用したプリンタ装置の製造方法を
工程順に示すものであり、2層目の膜上にマスク材料を
形成する工程を示す要部概略断面図である。
【図46】本発明を適用したプリンタ装置の製造方法を
工程順に示すものであり、2層目の膜をエッチングした
状態を示す要部概略断面図である。
【図47】本発明を適用したプリンタ装置の製造方法を
工程順に示すものであり、撥液処理膜を完成した状態を
示す要部概略断面図である。
【図48】本発明を適用したプリンタ装置の製造方法を
工程順に示すものであり、ノズル形成工程を示す要部概
略断面図である。
【図49】本発明を適用したプリンタ装置の製造方法を
工程順に示すものであり、圧力室形成部材に振動板を接
着する工程を示す要部概略断面図である。
【図50】本発明を適用したプリンタ装置の他の例のプ
リントヘッドのノズル開口面の他の例を模式的に示す要
部拡大平面図である。
【図51】本発明を適用したプリンタ装置の他の例のプ
リントヘッドのノズル開口面のさらに他の例を模式的に
示す要部拡大平面図である。
【図52】本発明を適用したプリンタ装置の他の例のプ
リントヘッドのノズル開口面のさらに他の例を模式的に
示す要部拡大平面図である。
【図53】本発明を適用したプリンタ装置の他の例のプ
リントヘッドのオリフィスプレートの他の例を示す断面
図である。
【図54】本発明を適用したプリンタ装置のさらに他の
例のプリントヘッドを示す要部概略断面図である。
【図55】本発明を適用したプリンタ装置のさらに他の
例のプリントヘッドのインク圧力室の体積が減少した状
態を示す要部概略断面図である。
【図56】本発明を適用したプリンタ装置のさらに他の
例のプリントヘッドの希釈液圧力室の体積が減少した状
態を示す要部概略断面図である。
【図57】本発明を適用したプリンタ装置のさらに他の
例のプリントヘッドを示す要部概略断面図である。
【図58】本発明を適用したプリンタ装置のさらに他の
例を模式的に示す要部概略斜視図である。
【図59】実験に使用したサンプル1を示す断面図であ
る。
【図60】実験に使用したサンプル2を示す断面図であ
る。
【図61】実験に使用したサンプル3を示す断面図であ
る。
【図62】従来のプリンタ装置のプリントヘッドにおい
てノズル開口部周辺に液体が付着している状態の一例を
示す要部拡大平面図である。
【図63】従来のプリンタ装置のプリントヘッドにおい
てノズル開口部周辺に液体が付着している状態の他の例
を示す要部拡大平面図である。
【図64】従来のプリンタ装置のプリントヘッドのノズ
ル開口部周辺を模式的に示す要部拡大平面図である。
【図65】従来のプリンタ装置のプリントヘッドのノズ
ル開口部周辺を模式的に示す要部拡大平面図である。
【符号の説明】
3 プリントヘッド、34,64,74,84 第1の
ノズル、36,66,76,86 第2のノズル、3
8,68,78,88,124 オリフィスプレート、
38a,68a,78a,88a 一主面、40 第
1の圧力室、41第2の圧力室、53 親水加工部、5
4 撥水加工部、63,65,67,69,70,7
1,73,80,81,82,131,162,16
3,164溝部、75,77 凹部、83 突起部、1
30 撥液処理膜、132 インクノズル、142 希
釈液ノズル、145 インク圧力室、155 希釈液圧
力室
フロントページの続き (72)発明者 岡本 健司 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 木島 公一朗 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (50)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 吐出媒体が導入される第1の圧力室と、
    定量媒体が導入される第2の圧力室とを有し、上記第1
    の圧力室に連通する第1のノズル及び第2の圧力室に連
    通する第2のノズルとを互いに隣合うように開口して有
    し、第2のノズルから第1のノズルに向けて定量媒体を
    滲み出させた後、第1のノズルから吐出媒体を吐出させ
    て定量媒体と吐出媒体を混合吐出するプリントヘッドを
    有するプリンタ装置において、 プリントヘッドのノズル開口面の第1のノズルの開口部
    と第2のノズルの開口部の間に溝部が形成されているこ
    とを特徴とするプリンタ装置。
  2. 【請求項2】 溝部の幅が第2のノズルの開口径よりも
    小さいことを特徴とする請求項1記載のプリンタ装置。
  3. 【請求項3】 溝部が少なくとも第2のノズルの開口部
    に接続されていることを特徴とする請求項1記載のプリ
    ンタ装置。
  4. 【請求項4】 溝部が第2のノズルの開口部から第1の
    ノズルの開口部にわたって形成されていることを特徴と
    する請求項3記載のプリンタ装置。
  5. 【請求項5】 溝部として第2のノズルの開口部から第
    2のノズルの開口部と第1のノズルの開口部間の中途部
    にわたる第1の溝部が形成されていることを特徴とする
    請求項3記載のプリンタ装置。
  6. 【請求項6】 第1の溝部の深さが第2のノズルから第
    1のノズル側に向かうに従って浅くなっていくことを特
    徴とする請求項5記載のプリンタ装置。
  7. 【請求項7】 溝部として第1のノズルの開口部から第
    1のノズルの開口部と第2のノズルの開口部間の中途部
    にわたる第2の溝部も形成されていることを特徴とする
    請求項5記載のプリンタ装置。
  8. 【請求項8】 第2の溝部の深さが第1のノズルから第
    2のノズル側に向かうに従って浅くなっていくことを特
    徴とする請求項7記載のプリンタ装置。
  9. 【請求項9】 プリントヘッドのノズル開口面の少なく
    とも第2のノズル開口部周辺に第2のノズル開口部を囲
    むように凹部が形成されていることを特徴とする請求項
    1記載のプリンタ装置。
  10. 【請求項10】 プリントヘッドのノズル開口面の第1
    のノズル開口部周辺にも第1のノズル開口部を囲むよう
    に凹部が形成されていることを特徴とする請求項9記載
    のプリンタ装置。
  11. 【請求項11】 吐出媒体が導入される第1の圧力室
    と、定量媒体が導入される第2の圧力室とを有し、上記
    第1の圧力室に連通する第1のノズル及び第2の圧力室
    に連通する第2のノズルとを互いに隣合うように開口し
    て有し、第2のノズルから第1のノズルに向けて定量媒
    体を滲み出させた後、第1のノズルから吐出媒体を吐出
    させて定量媒体と吐出媒体を混合吐出するプリントヘッ
    ドを有するプリンタ装置において、 プリントヘッドのノズル開口面の第1のノズルの開口部
    と第2のノズルの開口部間に親水加工部が形成されてい
    ることを特徴とするプリンタ装置。
  12. 【請求項12】 プリントヘッドのノズル開口面の親水
    加工部以外の部分が撥水加工部とされていることを特徴
    とする請求項11記載のプリンタ装置。
  13. 【請求項13】 親水加工部が少なくとも第2のノズル
    の開口部に接続されていることを特徴とする請求項11
    記載のプリンタ装置。
  14. 【請求項14】 親水加工部が第2のノズルの開口部か
    ら第1のノズルの開口部にわたって形成されていること
    を特徴とする請求項13記載のプリンタ装置。
  15. 【請求項15】 親水加工部が第2のノズルの開口部か
    ら第2のノズルの開口部と第1のノズルの開口部間の中
    途部にわたって形成されていることを特徴とする請求項
    13記載のプリンタ装置。
  16. 【請求項16】 親水加工部が第1のノズルの開口部か
    ら第1のノズルの開口部と第2のノズルの開口部間の中
    途部にわたっても形成されていることを特徴とする請求
    項15記載のプリンタ装置。
  17. 【請求項17】 プリントヘッドのノズル開口面の少な
    くとも第2のノズル開口部周辺に第2のノズル開口部を
    囲むように親水加工部が形成されていることを特徴とす
    る請求項11記載のプリンタ装置。
  18. 【請求項18】 プリントヘッドのノズル開口面の第1
    のノズル開口部周辺にも第1のノズル開口部を囲むよう
    に親水加工部が形成されていることを特徴とする請求項
    17記載のプリンタ装置。
  19. 【請求項19】 吐出媒体が導入される第1の圧力室
    と、定量媒体が導入される第2の圧力室とを有し、上記
    第1の圧力室に連通する第1のノズル及び第2の圧力室
    に連通する第2のノズルとを互いに隣合うように開口し
    て有し、第2のノズルから第1のノズルに向けて定量媒
    体を滲み出させた後、第1のノズルから吐出媒体を吐出
    させて定量媒体と吐出媒体を混合吐出するプリントヘッ
    ドを有するプリンタ装置において、 プリントヘッドのノズル開口面の第1のノズルの開口部
    と第2のノズルの開口部間に無加工部を形成し、残りの
    部分を撥水加工部としていることを特徴とするプリンタ
    装置。
  20. 【請求項20】 無加工部が少なくとも第2のノズルの
    開口部に接続されていることを特徴とする請求項19記
    載のプリンタ装置。
  21. 【請求項21】 無加工部が第2のノズルの開口部から
    第1のノズルの開口部にわたって形成されていることを
    特徴とする請求項20記載のプリンタ装置。
  22. 【請求項22】 無加工部が第2のノズルの開口部から
    第2のノズルの開口部と第1のノズルの開口部間の中途
    部にわたって形成されていることを特徴とする請求項2
    0記載のプリンタ装置。
  23. 【請求項23】 無加工部が第1のノズルの開口部から
    第1のノズルの開口部と第2のノズルの開口部間の中途
    部にわたっても形成されていることを特徴とする請求項
    22記載のプリンタ装置。
  24. 【請求項24】 プリントヘッドのノズル開口面の少な
    くとも第2のノズル開口部周辺に第2のノズル開口部を
    囲むように無加工部が形成されていることを特徴とする
    請求項19記載のプリンタ装置。
  25. 【請求項25】 プリントヘッドのノズル開口面の第1
    のノズル開口部周辺にも第1のノズル開口部を囲むよう
    に無加工部が形成されていることを特徴とする請求項2
    4記載のプリンタ装置。
  26. 【請求項26】 吐出媒体が導入される第1の圧力室
    と、定量媒体が導入される第2の圧力室とを有し、上記
    第1の圧力室に連通する第1のノズル及び第2の圧力室
    に連通する第2のノズルとを互いに隣合うように開口し
    て有し、第2のノズルから第1のノズルに向けて定量媒
    体を滲み出させた後、第1のノズルから吐出媒体を吐出
    させて定量媒体と吐出媒体を混合吐出するプリントヘッ
    ドを有するプリンタ装置において、 プリントヘッドのノズル開口面の第1のノズルの開口部
    と第2のノズルの開口部の間に島状の突起部が形成され
    ていることを特徴とするプリンタ装置。
  27. 【請求項27】 プリントヘッドのノズル開口面に撥液
    処理膜が形成されており、上記撥液処理膜の一部が選択
    的に除去されて溝部が形成されていることを特徴とする
    請求項1記載のプリンタ装置。
  28. 【請求項28】 溝部の幅が第2のノズルの開口径より
    も小さいことを特徴とする請求項27記載のプリンタ装
    置。
  29. 【請求項29】 溝部が少なくとも第2のノズルの開口
    部に接続されていることを特徴とする請求項27記載の
    プリンタ装置。
  30. 【請求項30】 溝部が第2のノズルの開口部から第1
    のノズルの開口部にわたって形成されていることを特徴
    とする請求項29記載のプリンタ装置。
  31. 【請求項31】 溝部が複数形成されていることを特徴
    とする請求項27記載のプリンタ装置。
  32. 【請求項32】 複数の溝部が少なくとも第2のノズル
    の開口部に接続されていることを特徴とする請求項31
    記載のプリンタ装置。
  33. 【請求項33】 複数の溝部が形成される部分の幅が第
    2のノズルの開口径よりも狭いことを特徴とする請求項
    32記載のプリンタ装置。
  34. 【請求項34】 複数の溝部が第2のノズルの開口部か
    ら第1のノズルの開口部にわたって形成されていること
    を特徴とする請求項32記載のプリンタ装置。
  35. 【請求項35】 第2のノズルの開口部に接続されて形
    成されている複数の溝部と直交する方向にも複数の溝部
    が形成されていることを特徴とする請求項34記載のプ
    リンタ装置。
  36. 【請求項36】 撥液処理膜が塗布型の撥液材料を塗布
    することにより形成されていることを特徴とする請求項
    27記載のプリンタ装置。
  37. 【請求項37】 溝部の底面に撥液処理膜を有すること
    を特徴とする請求項27記載のプリンタ装置。
  38. 【請求項38】 撥液処理膜がポリイミド系材料よりな
    ることを特徴とする請求項36記載のプリンタ装置。
  39. 【請求項39】 溝部底面の撥液処理膜がポリイミド系
    材料よりなることを特徴とする請求項36記載のプリン
    タ装置。
  40. 【請求項40】 ポリイミド系材料が感光性材料である
    ことを特徴とする請求項38記載のプリンタ装置。
  41. 【請求項41】 第1の圧力室とこれに連通する第1の
    ノズルと、第2の圧力室とこれに連通する第2のノズル
    とを形成し、プリントヘッドを形成する工程と、 プリントヘッドの第1のノズル及び第2のノズルのノズ
    ル開口面に撥液処理膜を形成し、この撥液処理膜の一部
    を選択的に除去して第1のノズルの開口部と第2のノズ
    ルの開口部の間に溝部を形成する工程を有することを特
    徴とするプリンタ装置の製造方法。
  42. 【請求項42】 溝部の形成を第1のノズル及び第2の
    ノズルの形成よりも先に行うことを特徴とする請求項4
    1記載のプリンタ装置の製造方法。
  43. 【請求項43】 撥液処理膜を2層の膜を積層塗布して
    形成し、上層の一部のみを選択除去して底部に撥液処理
    膜を有する溝部を形成することを特徴とする請求項41
    記載のプリンタ装置の製造方法。
  44. 【請求項44】 撥液処理膜がポリイミド系材料よりな
    ることを特徴とする請求項41記載のプリンタ装置の製
    造方法。
  45. 【請求項45】 ポリイミド系材料が感光性材料である
    ことを特徴とする請求項44記載のプリンタ装置の製造
    方法。
  46. 【請求項46】 上層となる膜がポリイミド系材料より
    なることを特徴とする請求項43記載のプリンタ装置の
    製造方法。
  47. 【請求項47】 ポリイミド系材料が感光性材料である
    ことを特徴とする請求項46記載のプリンタ装置の製造
    方法。
  48. 【請求項48】 下層となる膜がポリイミド系材料より
    なることを特徴とする請求項43記載のプリンタ装置の
    製造方法。
  49. 【請求項49】 下層となる膜が重合形成を必要とする
    膜であり、上層となる膜の塗布を下層となる膜の重合形
    成よりも前に行うことを特徴とする請求項43記載のプ
    リンタ装置の製造方法。
  50. 【請求項50】 撥液処理膜の選択除去がフォトリソグ
    ラフィー技術により行われることを特徴とする請求項4
    1記載のプリンタ装置の製造方法。
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