JP2001179968A

JP2001179968A - インクジェット記録ヘッド

Info

Publication number: JP2001179968A
Application number: JP36551799A
Authority: JP
Inventors: Toshikazu Kishino; 敏和岸野; Kenji Tanda; 健二反田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2001-07-03

Abstract

(57)【要約】【課題】インク加圧室の一部がアルミナ質焼結体からな
るインクジェット記録ヘッドにおいて、強アルカリ性の
インクに曝されてもガラス成分の溶出がなく、インク粘
度を上昇させたり、インク中の顔料を凝集させることの
ないインクジェット記録ヘッドを提供する。【解決手段】インク加圧室３２の一部を形成するアルミ
ナ質焼結体を、Ａｌ₂Ｏ₃の含有量が９６〜９９．８重量
％で、焼結助剤として含有するＳｉＯ₂、ＣａＯ、及び
ＭｇＯの合計含有量を１００とした時の重量比率が、Ｓ
ｉＯ₂：５５．０〜７０．０、ＣａＯ：０．０５〜５．
５、ＭｇＯ：２５．５〜４０．０であって、実質的にア
ルミナ結晶とスピネル結晶のみからなる焼結体により形
成してインクジェット記録ヘッド２０を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微細なインク吐出
孔からインク滴を噴射して文字や画像等を形成する各種
プリンタや記録計、あるいは捺染分野や窯業分野で文様
等を形成する印刷機等の記録装置に搭載されるインクジ
ェット記録ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピューターの普及
やマルチメディアの発達に伴って、情報を記録媒体に出
力する記録装置として、インクジェット方式の記録装置
の利用が急速に拡大している。

【０００３】インクジェット方式の記録装置に搭載され
るインクジェット記録ヘッド（以下、ヘッドと称す）と
しては、インクが充填される加圧室内にヒータを設け、
このヒータによりインクを加熱、沸騰させ、加圧室内に
生ずる気泡によってインクを加圧し、インク吐出孔より
インク滴を吐出するサーマルジェット方式と、インクが
充填される加圧室を形成する壁を圧電素子によって屈曲
変位させ、機械的に加圧室内のインクを加圧し、インク
吐出孔よりインク滴を吐出する圧電方式が一般的に知ら
れている。

【０００４】例えば、圧電方式のインクジェット記録ヘ
ッドの一例を図５に示すように、このインクジェット記
録ヘッド４０（以下、単にヘッドと言う）は、絶縁性セ
ラミック基板２１上に、圧電セラミックスからなる二つ
の壁部材２３，２４を接合して形成した複数の隔壁２２
を並設し、これら隔壁２２間をインクの流路２５とする
とともに、各流路２５の底部中央にインク吐出孔２６を
備えた流路部材２７と、流路部材２７の上部を防ぐべ
く、各隔壁２２の頂部に接合されたインク供給孔３０を
有する天板２９と、上記流路部材２７の開放端側に接合
された封止板３１とからなり、絶縁性セラミック基板２
１、隔壁２２、天板２９，及び封止板３１とで構成され
る空間をインク加圧室３２とするとともに、各隔壁２２
の側面全体には、その長手方向に沿って駆動用電極２８
がそれぞれ形成されている。

【０００５】壁部材２３，２４を形成する圧電セラミッ
クスには、チタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする圧電セ
ラミックスが用いられ、また、絶縁性セラミック基板２
１には、Ａｌ₂Ｏ₃を主成分とし、焼結助剤としてＳｉＯ
₂、ＣａＯ、及びＭｇＯの三成分を含有したアルミナ質
焼結体が用いられていた。

【０００６】なお、流路部材２７の他方端は閉じられた
構造となっており、閉塞部表面に形成された各駆動用電
極２８の引出線３３と、絶縁性セラミック基板２１に形
成された配線２８とは、リード線等を介して電気的に接
続されるようになっていた。なお、図中矢印は隔壁２２
を形成する圧電セラミックスからなる壁部材２３，２４
の分極方向を示す。

【０００７】そして、このヘッド４０を用いて記録媒体
に印刷するには、隔壁２２の両側面に形成された駆動用
電極２８間に通電すると、圧電セラミックスの剪断モー
ド変形により上下が拘束された隔壁２２が「く」字状に
屈曲変位するため、インク加圧室３２内のインクを加圧
し、インク吐出孔２６よりインク滴として吐出するよう
になっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、問題
視されている環境問題等に配慮するため、インクジェッ
ト記録ヘッド４０用のインクとして非溶媒系の需要が高
まっているが、非溶媒系のインクは顔料の分散性が悪い
ため、インクのＰＨを強アルカリ性にして顔料の分散性
を改善したものが用いられている。

【０００９】ところが、図５に示すヘッド４０のよう
に、インク加圧室３２の一部にアルミナ質焼結体を用い
たものでは、前述した強アルカリ性のインクに長時間曝
されると、アルミナ質焼結体中のガラス成分が溶出し、
インクの成分と反応して水酸化物を形成し、インク中に
析出するためにインクの粘度が高くなるとともに、イン
ク中の顔料が凝集して粗な部分と密な部分ができるた
め、インク滴の大きさが安定せず、ドットのばらつきが
発生することから、印刷画像に悪影響を及ぼすといった
課題があった。

【００１０】また、図５に示すヘッド４０のように、ア
ルミナ質焼結体からなる絶縁性セラミック基板２１にイ
ンク吐出孔２６を穿孔する場合、通常、レーザー加工が
用いられるのであるが、レーザー加工にてアルミナ質焼
結体にインク吐出孔２６を形成すると、その周辺にバリ
のように盛り上がったガラス成分からなるヒュームが形
成され、このヒュームが強アルカリ性のインクに曝され
て腐食するとインク中に脱落し、微細なインク吐出孔２
６を目詰まりさせ、インク滴の吐出を妨げるといった課
題もあった。

【００１１】また、このような課題はインク加圧室３２
内に保護膜が形成されている場合においても同様に発生
していた。即ち、ミクロンオーダーの寸法を有するイン
ク加圧室３２内に完全な保護膜を被着することは難し
く、小さなピンホールが存在するため、このピンホール
から侵入したインクがアルミナ質焼結体と接すると、前
述したようにガラス成分が溶出し、インク粘度の上昇及
び顔料の凝集を防ぐことができなかった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、上記
課題に鑑み、少なくともインク加圧室の一部を、Ａｌ ₂
Ｏ₃含有率が９６〜９９．８％であるアルミナ質焼結体
により形成したことを特徴とする。

【００１３】また、本発明は、上記アルミナ質焼結体と
して、Ａｌ₂Ｏ₃以外に、ＳｉＯ₂、ＣａＯ、及びＭｇＯ
の三成分を含有するとともに、該三成分の合計含有量を
１００とした時の重量比率が、ＳｉＯ₂：５５．０〜７
０．０、ＣａＯ：０．０５〜５．５、ＭｇＯ：２５．５
〜４０．０であって、実質的にアルミナ結晶とスピネル
結晶のみからなる焼結体を用いたことを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。

【００１５】図１は本発明に係るインクジェット記録ヘ
ッドの一例を示す一部を破断した斜視図である。

【００１６】このインクジェット記録ヘッド２０は、Ａ
ｌ₂Ｏ₃含有率が９６〜９９．８％であるアルミナ質焼結
体からなる絶縁性セラミック基板１上に、圧電セラミッ
クスからなる二つの壁部材３，４を接合して形成した複
数の隔壁２を並設し、これら隔壁２間をインクの流路５
とするとともに、各流路５の底部中央にインク吐出孔６
を備えた流路部材７と、流路部材７の上部を防ぐべく、
各隔壁２の頂部に接合されたインク供給孔１０を有する
天板９と、上記流路部材７の開放端側に接合された封止
板１１とからなり、絶縁性セラミック基板１、隔壁２、
天板９，及び封止板１１とで構成される空間をインク加
圧室１２とするとともに、各隔壁２の側面全体には、そ
の長手方向に沿って駆動用電極８をそれぞれ形成してあ
る。

【００１７】また、流路部材７の開放端側と反対側は閉
じられた構造となっており、その閉塞部表面に形成した
駆動用電極８の引出線１３は、絶縁性セラミック基板１
に形成した配線１４とリード線等を介して電気的に接続
してある。なお、図中矢印は隔壁２をなす圧電セラミッ
クスからなる壁部材３，４の分極方向を示す。

【００１８】そして、このインクジェット記録ヘッド２
０を用いて記録媒体に印刷するには、不図示のインクタ
ンクから強アルカリ性のインクをインク供給穴１０を介
して各インク加圧室１２内に供給した状態で、外部の駆
動用回路から配線１４及び引出線１３を経て隔壁２の両
側面に形成した駆動用電極８間に通電すると、圧電セラ
ミックスの剪断モードによって上下が拘束された隔壁２
が「く」字状に屈曲変位するため、この時生じるインク
加圧室１２の体積変化によってインク加圧室１２内のイ
ンクを加圧し、インク吐出孔６よりインク滴として記録
媒体に吐出して所定の画像を形成するようになってい
る。

【００１９】そして、本発明によれば、インク加圧室１
２の底部をなす絶縁性セラミック基板１を、Ａｌ₂Ｏ₃含
有率が９６〜９９．８％であるアルミナ質焼結体により
形成し、焼結助剤として含有されているＳｉＯ₂、Ｃａ
Ｏ、ＭｇＯ等のガラス成分量を少なくしてあることか
ら、強アルカリ性のインクに曝され、上記ガラス成分が
溶出してインクと反応し、水酸化物を生成したとして
も、その析出量は少量であるため、インクの粘度上昇を
抑えることができるとともに、インク中の顔料が凝集す
る割合も低減することができる。

【００２０】その為、インク吐出孔６から吐出されるイ
ンク滴の大きさが安定し、ドットばらつきを防ぐことが
できるため、高精度で高画質の画像を印刷することがで
きる。

【００２１】また、図１に示すインクジェット記録ヘッ
ド２０のように、前述したアルミナ質焼結体からなる絶
縁性セラミック基板１に、レーザー加工にてインク吐出
孔６を穿設しても、アルミナ質焼結体中のガラス成分の
割合が少ないため、インク吐出孔６の周辺に形成される
ガラス成分からなるヒュームの高さを小さくすることが
でき、強アルカリ性のインクによって腐食を受けて脱落
しても、ヒュームの大きさが微小であるため、インク吐
出孔６の目詰まりを防ぐことができる。

【００２２】特に、アルミナ質焼結体の結晶構造が実質
的にアルミナ結晶とスピネル結晶のみからなるものを用
いれば、両結晶はいずれも耐アルカリ性に優れるため、
インクによるアルミナ質焼結体の腐食をより一層抑える
ことができ、ガラス成分の溶出を防ぎ、インク粘度の上
昇や顔料の凝集、さらにはレーザー加工時のヒュームの
形成を効果的に防ぐことができる。

【００２３】しかも、図１に示すヘッド１０のように、
絶縁性セラミック基板１上に配線１４等を形成する場
合、絶縁性セラミック基板１を、実質的にアルミナ結晶
とスピネル結晶のみからなるアルミナ質焼結体で形成す
ることにより、回路基板用として良好な電気特性が得ら
れることから、外部の駆動回路から駆動用電極８への指
令信号に悪影響を与えることがない。

【００２４】即ち、焼結助剤として、ＳｉＯ₂、Ｃａ
Ｏ、ＭｇＯ等のガラス成分を含んだアルミナ質焼結体
は、その結晶構造としてアルミナ結晶以外に、スピネル
（ＭgＯ・Ａｌ₂Ｏ₃）結晶、コージライト（２ＭgＯ・２
Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）結晶、ムライト（３Ａｌ₂Ｏ₃・
２ＳｉＯ₂）結晶、サフィリン（４ＭgＯ・５Ａｌ₂Ｏ₃・
２ＳｉＯ₂）結晶、アノーサイト（ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・
２ＳｉＯ₂）結晶を含むのであるが、コージライト（２
ＭgＯ・２Ａｌ₂Ｏ₃・５ＳｉＯ₂）結晶、ムライト（３Ａ
ｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂）結晶、サフィリン（４ＭgＯ・５Ａ
ｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂）結晶、アノーサイト（ＣａＯ・Ａ
ｌ₂Ｏ₃・２ＳｉＯ₂）結晶等は、アルミナ結晶やスピネ
ル結晶と比べ、強アルカリ性のインクに対する耐食性が
低く、また電気的特性（誘電率や誘電損失）も異なるた
め、回路用基板としての電気的特性が損なわれるため、
実質的にアルミナ結晶とスピネル結晶のみからなるアル
ミナ質焼結体にて形成することが好ましい。

【００２５】ところで、このような効果を奏するために
は、アルミナ質焼結体のＡｌ₂Ｏ₃の含有量を９６〜９
９．８重量％とすることが重要である。

【００２６】即ち、Ａｌ₂Ｏ₃含有量が９６重量％未満で
あると、粒界のガラス成分であるＳｉＯ₂、ＣａＯ、Ｍ
ｇＯ等の含有量が多くなりすぎ、インクに対する耐食性
が大幅に低下するからであり、逆に、Ａｌ₂Ｏ₃含有量が
９９．８重量％を超えると、焼結助剤の含有量が少なく
なり過ぎるため、焼成温度が非常に高くなり、緻密化す
ることが難しく、インクジェット記録ヘッド用の基材と
して適さないからである。

【００２７】また、アルミナ質焼結体の結晶構造が実質
的にアルミナ結晶とスピネル結晶のみから構成されるよ
うにするには、焼結助剤として含有するＳｉＯ₂、Ｃａ
Ｏ、及びＭｇＯの合計含有量を１００とした時の重量比
率を、ＳｉＯ₂：５５．０〜７０．０、ＣａＯ：０．０
５〜５．５、ＭｇＯ：２５．５〜４０．０とすることが
重要である。

【００２８】即ち、ＳｉＯ₂はアルミナ粒子同士を結合
させて粒界相を形成するのに重要な成分であり、その重
量比率が５５．０より少なくなると、緻密化することが
難しくなり、逆に７０．０を超えると、ムライト結晶が
晶出し、電気的特性及びインクに対する耐食性が低下す
るからである。また、ＣａＯは焼成温度を下げるために
必要な成分であるが、その重量比率が０．０５より少な
くなると、焼成温度を下げる効果が薄れ、焼結が難しく
なり、逆に重量比率が５．５を超えると、焼成時にコー
ジライト結晶やサフィリン結晶あるいはアノーサイト結
晶等の異常結晶が晶出し、電気的特性及びインクに対す
る耐食性が低下するからである。さらに、ＭｇＯはアル
ミナ粒子の粒成長を抑制するために必要な成分である
が、その重量比率が２５．５より少なくなると、アルミ
ナ粒子の成長抑制作用が低下し、焼成中の粒成長を起こ
すため、アルミナ質焼結体表面の面粗度が大きくなりす
ぎ、配線１４等の形成に不具合をきたすとともに、緻密
化が困難となり、逆に重量比率が４０．０％を超える
と、インクに対する耐食性が低下するためである。

【００２９】なお、本発明において、実質的にアルミナ
結晶とスピネル結晶のみからなるとは、Ｘ線回折におけ
るアルミナ結晶の第一ピーク強度をＩ₀、コージライト
結晶、アノーサイト結晶、ムライト結晶、サフィリン結
晶などの異常結晶の第一ピーク強度をＩとした時の強度
比（Ｉ／Ｉ₀ ）がＩ／Ｉ₀＜０．０１であることを言
い、例えば図２に示すＸ線回折結果のように、アルミナ
結晶とスピネル結晶のピークしか見られないような場合
であって、図３や図４に示すＸ線回折結果のように、ム
ライト結晶、サフィリン結晶などの異常結晶がないもの
を言う。

【００３０】次に、本発明のヘッド２０の製造方法につ
いて説明する。

【００３１】まず、本発明に係るアルミナ質焼結体から
なる絶縁性セラミック基板１を製造するため、純度９
９．７％以上のＡｌ₂Ｏ₃粉末を９６〜９９．８重量％に
対し、焼結助剤としてＳｉＯ₂、ＣａＯ、ＭｇＯを０．
２〜４重量％の範囲で添加する。

【００３２】なお、アルミナ質焼結体の結晶構造が実質
的にアルミナ結晶とスピネル結晶のみからなる構造とす
るには、前記焼結助剤の合計含有量を１００とした時の
重量比率が、ＳｉＯ₂：５５．０〜７０．０、ＣａＯ：
０．０５〜５．５、ＭｇＯ：２５．５〜４０．０となる
ように添加すれば良い。

【００３３】そして、添加、混合した原料に対し、溶媒
とバインダーを添加混合してスラリーを作製し、ドクタ
ーブレード法などのテープ成形法によりグリーンシート
を形成する。そして、上記グリーンシートを乾燥させた
後、金型でもって所定の寸法に切り出し、しかる後、脱
脂を行い、次いで酸化雰囲気中、１５００〜１６５０℃
の焼成温度にて焼成することにより、Ａｌ₂Ｏ₃含有率が
９６〜９９．８重量％であるアルミナ質焼結体、さらに
は、その結晶構造が実質的にアルミナ結晶とスピネル結
晶のみからなり、嵩比重３．７以上で且つ誘電率９〜
９．８、誘電損失係数１×１０^-4〜１×１０^-3の電気的
特性を有するアルミナ質焼結体からなる絶縁性セラミッ
ク基板１を製作する。

【００３４】なお、グリーンシートを得る手段として
は、テープ成形法だけに限らず、押し出し成形法やプレ
ス成形法など、周知のセラミック成形法を用いても構わ
ない。

【００３５】次に、得られた絶縁性セラミック基板１上
に、蒸着法やスパッタリング法などの膜形成手段によ
り、白金、金、パラジウム、ロジウム、ニッケル、アル
ミニウム等の金属膜、または白金−金、パラジウム−
銀、白金−パラジウム等を主体とする合金膜を被着し、
配線１４を形成した後、絶縁性セラミック基板１上の所
定位置に、ジルコン酸チタン酸鉛（ＰＺＴ系）、マグネ
シウムニオブ酸鉛（ＰＭＮ系）、ニッケルニオブ酸鉛、
あるいはこれらの複合物を主成分とした２枚の圧電セラ
ミック基板をエポキシ系等の接着剤にて貼り付けた後、
例えば、ダイシングソー等の研削装置のダイヤモンドブ
レードによって、２枚の圧電セラミック基板に複数の溝
を並設し、各溝をインクの流路５とするとともに、各溝
を仕切る壁を隔壁２とした流路部材７を製作する。ただ
し、２枚の圧電セラミック基板は、予め厚み方向に分極
処理しておき、双方の分極方向が異なるように貼り付け
ておく。

【００３６】この後、流路部材７の隔壁２の側面及び閉
塞部表面に、蒸着法やスパッタリング法などの膜形成手
段により、白金、金、パラジウム、ロジウム、ニッケ
ル、アルミニウム等の金属膜、または白金−金、パラジ
ウム−銀、白金−パラジウム等を主体とする合金膜を被
着し、駆動用電極６及び引出線１３を形成し、各引出線
１３と配線１４とをリード線で接続する。

【００３７】そして、エキシマレーザー等によって流路
５の底部中央にインク吐出孔７を穿孔するのであるが、
流路５の底部をなす絶縁性セラミック基板１は、Ａｌ₂
Ｏ₃含有率が９６〜９９．８重量％であるアルミナ質焼
結体により形成してあるため、レーザー加工時の熱によ
りインク吐出孔７の周辺にヒュームが形成されることを
防止又は形成されるヒュームの高さを小さくすることが
できる。

【００３８】しかる後、流路５を塞ぐべく、各隔壁２の
頂部にエポキシ系等の接着剤でもってインク供給穴１０
を有する天板９を接着するとともに、流路部材７の開放
端部に、エポキシ系等の接着剤にて封止板１１を接着す
ることによって製作できる。

【００３９】なお、本実施形態では、インクジェット記
録ヘッド１０を構成する絶縁性セラミック基板１に、Ａ
ｌ₂Ｏ₃含有率が９６〜９９．８重量％であるアルミナ質
焼結体を用いた例を示したが、この他に天板９や封止板
１１に用いても良く、少なくともインク加圧室１２の一
部にＡｌ₂Ｏ₃含有率が９６〜９９．８重量％であるアル
ミナ質焼結体を用いれば、前述した効果を得ることがで
きる。

【００４０】さらに、図１では剪断モード型のインクジ
ェット記録ヘッド１０を基に説明したが、本発明は図１
に示すインクジェット記録ヘッド１０だけに限らず、サ
ーマルジェット型のインクジェット記録ヘッドや圧電素
子にてインク加圧室１２の壁を変位させるタイプのイン
クジェット記録ヘッドにも適用できることは言うまでも
ない。

【００４１】

【実施例】（実施例１）ここで、インクジェット記録ヘ
ッドのインク加圧室を形成するのに好適なアルミナ質焼
結体について調べる実験を行った。

【００４２】本実験では、焼結助剤としてＳｉＯ₂、Ｃ
ａＯ、及びＭｇＯを用い、これら３成分の合計含有量を
１００とした時の重量比率がＳｉＯ₂：ＣａＯ：ＭｇＯ
＝６４．５：５．０：３０．５となるようにし、Ａｌ₂
Ｏ₃の含有量を９０．０〜９９．０重量％の範囲で異な
らせたアルミナ質焼結体を製作した。

【００４３】そして、得られたアルミナ質焼結体の焼結
状態を確認するため、浸透液に浸漬し、その際、浸透液
に染まらなかったものを好適として○で表し、やや染ま
ったものを良好として△で表し、あざやかに染まったも
のを不適として×で表した。

【００４４】また、得られたアルミナ質焼結体の耐食性
を確認するため、ＰＨが１２である強アルカリ性のイン
クに２５℃で７２時間浸漬し、浸漬前後の重量変化を測
定し、その重量減が０．０１％未満であったものを好適
として◎で表し、０．０１％以上、０．０５％未満であ
ったものを良好として○で表し、０．０５％以上を不適
として×で表した。

【００４５】さらに、得られたアルミナ質焼結体にエキ
シマレーザーにて穴を穿孔し、穴の周辺にできるヒュー
ムの高さを測定し、ヒュームの高さが５μｍ未満であっ
たものを良好として○で表し、５μｍ以上であったもの
を不適として×で表した。

【００４６】結果は表１にそれぞれ示す通りである。

【００４７】

【表１】

【００４８】この結果、試料Ｎｏ１，２，３では、Ａｌ
₂Ｏ₃の含有量が少なすぎ、焼結助剤であるガラス成分の
含有量が多くなりすぎるため、インクに対する耐食性が
悪く、また、レーザー加工における穴開け時には、５μ
ｍを超えるヒュームが発生した。

【００４９】また、試料Ｎｏ．１０では、Ａｌ₂Ｏ₃の含
有量が９９．８重量％より多いため、緻密な焼結体が得
られず、インクジェット記録ヘッドのインク加圧室を形
成する材質としては不向きであった。

【００５０】これに対し、試料Ｎｏ．４〜９のアルミナ
質焼結体は、Ａｌ₂Ｏ₃含有量が９６〜９９．８重量％の
範囲にあるため、緻密な焼結体が得られ、また、インク
に対する耐食性が良好であり、さらにはレーザー加工に
よって穴周辺に形成されるヒュームの高さを５μｍ未満
に抑えることができ、インクジェット記録ヘッドのイン
ク加圧室を形成する材質として適していることが確認で
きた。

【００５１】（実施例２）次に、アルミナ質焼結体中の
Ａｌ₂Ｏ₃含有量を９６．７３重量％に固定し、焼結助剤
であるＳｉＯ₂、ＣａＯ、及びＭｇＯの重量比率をそれ
ぞれ変えた時、アルミナ質焼結体中における異常結晶の
有無、焼結状態、インクに対する耐食性、電気的特性に
ついて調べる実験を行った。

【００５２】本実験において、焼結状態及びインクに対
する耐食性については、実施例１と同様の条件で判断
し、異常結晶の有無については、Ｘ線回折により測定
し、アルミナ結晶の第一ピーク強度をＩ₀、コージライ
ト結晶、アノーサイト結晶、ムライト結晶、サフィリン
結晶などの異常結晶の第一ピーク強度をＩとした時の強
度比（Ｉ／Ｉ₀ ）がＩ／Ｉ₀＜０．０１である場合を異
常結晶無し、Ｉ／Ｉ₀≧０．０１である場合を異常結晶
有りとして評価し、さらに電気特性については、誘電率
が９．０〜９．８で且つ誘電損失係数が１×１０^-4〜１
×１０^-3の範囲にあるものを好適として○で表し、誘電
率や誘電損失が前記範囲外であるものを△で表して評価
した。

【００５３】結果は表２にそれぞれ示す通りである。

【００５４】

【表２】

【００５５】この結果、焼結助剤の重量比率が、ＳｉＯ
₂：５５．０〜７０．０、ＣａＯ：０．０５〜５．５、
ＭｇＯ：２５．５〜４０．０の範囲にある試料Ｎｏ．１
３〜１７，２２〜２８のアルミナ質焼結体は、実質的に
アルミナ結晶とスピネル結晶のみからなるため、インク
に対する耐食性が高く、また回路用基板としての電気的
特性も備えており、インクジェット記録ヘッドのインク
加圧室を形成する材質として好適であることが判る。

【００５６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、少なく
ともインク加圧室の一部がアルミナ質焼結体からなるイ
ンクジェット記録ヘッドにおいて、上記アルミナ質焼結
体のＡｌ₂Ｏ₃含有率を９６〜９９．８％としたことによ
って、強アルカリ性のインクに曝されたとしても、アル
ミナ質焼結体中におけるガラス成分の溶出を抑え、イン
クの粘度上昇やインク中の顔料が凝集することを効果的
に防ぐことができる。その為、吐出するインク滴の大き
さを安定させ、ドットばらつきを抑えることができるた
め、高精度、高画質の画像を安定して印刷することがで
きる。

【００５７】また、インク加圧室を形成するアルミナ質
焼結体に、レーザー加工にてインク吐出孔やインク供給
穴を穿設する場合、その周辺にガラス成分からなるヒュ
ームが形成されることを抑えることができるため、脱落
したヒィームがインク吐出孔を目詰まりさせることを防
止することができる。

【００５８】また、本発明は、上記アルミナ質焼結体と
して、Ａｌ₂Ｏ₃以外に、ＳｉＯ₂、ＣａＯ、及びＭｇＯ
の三成分を含有するとともに、該三成分の合計含有量を
１００とした時の重量比率が、ＳｉＯ₂：５５．０〜７
０．０、ＣａＯ：０．０５〜５．５、ＭｇＯ：２５．５
〜４０．０であって、実質的にアルミナ結晶とスピネル
結晶のみからなる焼結体を用いることによって、より一
層インクに対する耐食性を高めることができるととも
に、回路基板用として良好な電気特性が得られるため、
駆動用電極の引出線や配線等を形成することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインクジェット記録ヘッドの一例
を示す一部を破断した斜視図である。

【図２】本発明に係るインクジェット記録ヘッドを形成
するアルミナ質焼結体のＸ線回折の結果を示すグラフで
ある。

【図３】本発明範囲外であるアルミナ質焼結体のＸ線回
折結果を示すグラフである。

【図４】本発明範囲外である他のアルミナ焼結体のＸ線
回折結果を示すグラフである。

【図５】従来のインクジェット記録ヘッドの一例を示す
一部を破断した斜視図である。

【符号の説明】

１，２１：絶縁性セラミック基板２，２２：隔壁３，２３：壁部材４，２４：壁部材５，２５：流路６，２６：インク吐出孔７，２７：流路部材８，２８：駆動用電極９，２９：天板１０，３０：インク供給孔１１，３１：封止板１２，３２：インク加圧室１３，３３：駆動用電極の引出線１４，３４：配線２０，４０：インクジェット記録ヘッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくともインク加圧室の一部を、Ａｌ₂
Ｏ₃含有率が９６〜９９．８％であるアルミナ質焼結体
により形成したことを特徴とするインクジェット記録ヘ
ッド。
【請求項２】上記アルミナ質焼結体は、Ａｌ₂Ｏ₃以外
に、ＳｉＯ₂、ＣａＯ、及びＭｇＯの三成分を含有する
とともに、該三成分の合計含有量を１００とした時の重
量比率が、ＳｉＯ₂：５５．０〜７０．０、ＣａＯ：
０．０５〜５．５、ＭｇＯ：２５．５〜４０．０であっ
て、実質的にアルミナ結晶とスピネル結晶のみからなる
ことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録
ヘッド。