JP2001246758A - インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク吐出効率を向上させ、高解像度化およ
び高速化を可能とし、異物によるノズルやインク流路の
閉塞を防止し、安定したインク吐出を行って白ヌケの画
質欠陥をなくす。 【解決手段】 インク流路基板４２にＲＩＥ法によって
形成された複数の溝４６と貫通孔４８とが、それぞれイ
ンク流路５０及び共通液室５６になる。溝４６と貫通孔
４８との間には複数の開口部材６０が形成され、開口部
材６０の間にノズルの幅Ｗ１より小さい幅Ｗ２の開口６
２が構成される。素子基板４４には、溝４６に対応した
位置に、電気―熱変換体６８が設けられる。総インク流
量に対するノズル５４側へのインク流量の比（前後比
項）の値が０．３以上０．７５以下となるように設定さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録ヘッド及びインクジェット記録装置に関し、さらに詳
しくは、インク流路内のインクを画像情報に対応して加
圧することでエネルギーを印加し、インク吐出口からイ
ンクを吐出するインクジェット記録ヘッドと、このイン
クジェット記録ヘッドを有するインクジェット記録装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５には、従来のインクジェット記録ヘ
ッドの一例が示されている（特開平５−１５５０２０号
参照）。

【０００３】このインクジェット記録ヘッド３１０は、
インク流路基板３１２と素子基板３１４とを張り合わせ
て構成されている。インク供給口３１６から供給され、
共通液室３１８に充填されたインクは、インク流路３２
０内においてエネルギー変換素子によって加圧されてエ
ネルギーが印加され、インク吐出口３２２からインク滴
３２４として吐出される。このインク滴３２４が用紙３
２６に付着することで、用紙３２６に画像が記録され
る。このインクジェット記録ヘッド３１０では、エネル
ギー変換素子として電気エネルギーを熱エネルギーに変
化する電気―熱変換体３２８を用いたサーマル型のイン
クジェット記録ヘッドを採用しているが。このほか、エ
ネルギー変換素子として、圧電素子を用いたものなど、
いくつかの方式がある。

【０００４】ところで、インク流路基板３１２は、Ｓｉ
製とされることが多い。インク流路基板３１２には、複
数のインク流路３２０となる溝と共通液室３１８となる
貫通孔が湿式異方性エッチングによって形成されてお
り、素子基板３１４と貼り合わされた状態で、貫通した
開口が前述のインク供給口３１６となる。

【０００５】一方、素子基板３１４も、Ｓｉ製とされる
ことが多い。素子基板３１４には、各インク流路３２０
に対応して電気−熱変換体３２８が設けられ、また電気
−熱変換体３２８に電気エネルギーを供給するための配
線や駆動回路などが形成されている。さらに、これらの
素子の上に、樹脂からなる厚膜層３３０が形成されてい
る。厚膜層３３０は、インク流路基板３１２に形成され
たインク流路３２０と共通液室３１８とを結ぶバイパス
流路３３２の部分と、電気−熱変換体３２８上の部分が
除去されている。この厚膜層３３０は、このようにバイ
パス流路３３２を形成するために必要であり、また素子
基板３１４の表面に形成された配線や駆動回路など(不
図示)がインクに侵食されることを防ぐために設けられ
た保護層としての役割を果たす。このようなインク流路
基板３１２と素子基板３１４とを位置合わせして接合す
ることによりインクジェット記録ヘッドが作製される。

【０００６】このような従来のインクジェット記録ヘッ
ドでは、インク流路基板３１２の加工に水酸化カリウム
水溶液を用いた湿式の異方性エッチング法を用いてい
る。この湿式異方性エッチングは、平面的な形状が四角
形であれば、精度よく加工できるとともに、例えば共通
液室３１８のような、大きく深い加工を行うためには比
較的高速に加工ができるという利点を有している。この
とき、断面方向の形状はＳｉ製のインク流路基板３１２
の結晶方向によって決定され、台形もしくは三角形とな
る。そのため、このような湿式異方性エッチング法によ
って形成されたインク流路３２０の断面形状およびノズ
ル（インク吐出口３２２）の開口形状は三角形状（又は
台形状）となる。

【０００７】近年、急速に進展している高解像度化は、
ノズルの配列間隔の縮小を伴っている。従来のインクジ
ェット記録ヘッドでは、上述のようにインク流路３２０
の断面およびノズルの開口形状を三角形状（又は台形
状）にしかできないため、ノズル間隔を狭めてその一辺
を短くすると、インク流路３２０の断面積およびノズル
の開口面積が小さくなる。そのため、インク流路３２０
の流体抵抗が高くなることによるインク流路３２０への
インク充填速度の低下や、所望のインク滴体積を得るこ
とができないという問題が生じる。

【０００８】これに対し、図６に示すように、特開平１
１−２２７２０８号には、インク流路３５２に絞り形状
３５４を形成したインクジェット記録ヘッド３５０が開
示されている。これは、Ｓｉからなるインク流路基板３
５６に反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉ
ｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法によりインク流路３
５２となる溝３５８を形成するものである。この方法に
より作製したインク流路３５２は、図７に一部破断斜視
図で示すように、インク流路基板３５６の表面３５６Ａ
に対して垂直な溝３５８を形成できるため、インク流路
３５２およびその開放端であるノズル３６０の形状を矩
形にすることができる。また、湿式結晶異方性エッチン
グと異なり、２次元的には任意のパターン形状が精度よ
く加工できる。これにより、図６（Ｂ）に示したような
前方絞り３５４および後方絞り３５５を形成することも
可能となる。これらの絞りは、ノズル３６０へ圧力を集
中させることに寄与するものであり、これによりエネル
ギー効率の大幅な改善が可能となっている。また、イン
ク流路３５２の断面積は、ノズル３６０の配列の制限と
は無関係にエッチング深さにより設定できるため、その
断面積を確保することができ、高解像度化においても、
インクの再供給を高速に行うことができ、また所望のイ
ンク滴体積を得ることができる。

【０００９】しかしながら、上記ＲＩＥ法により作製し
たインクジェット記録ヘッド３５０において、印字中に
いわゆる白ヌケの画質欠陥が発生することが確認され
た。この画質欠陥の原因を調査した結果、ノズル３６０
の目詰まりによる不吐出が原因であることが判明した。
すなわち、図６に示されているインクジェット記録ヘッ
ド３５０における個別のインク流路３５２の断面積は、
ノズル３６０が最も小さい構造となっている。これは、
前述のように、高解像度におけるエネルギー効率の改善
とインク再供給を両立させるためである。そのため、個
別のインク流路３５２に侵入した異物のうち、ノズル３
６０の断面積よりも小さいものはインク吐出とともに排
出されるが、大きいものは排出できずに目詰まりの原因
となっている。また、ノズル３６０を閉塞している異物
を調査した結果、インクジェット記録装置を構成してい
る物質であることが判明した。つまり、インクジェット
記録ヘッド３５０の作製工程中に共通液室３６２に残っ
た異物や、記録動作中にマニフォールドやインクタンク
から脱落した異物が、インクの流れとともに個別のイン
ク流路３５２に侵入していると考えられる。また、同様
な現象として、個別のインク流路３５２の共通液室３６
２側の断面積よりも大きな異物が流れてきた場合、流路
３５２を閉塞することが考えられる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事実を
考慮し、インク吐出効率を向上させ、高解像度化および
高速化を可能とし、異物によるノズルやインク流路の閉
塞を防止し、安定したインク吐出を行って白ヌケの画質
欠陥をなくすことを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明で
は、画像情報に基づいてインクを加圧可能な複数の圧力
発生手段を備えた第１基板と、前記圧力発生手段のそれ
ぞれに対応したインク流路部と、これらインク流路部に
連続して形成されインク流路部よりも小さい断面積を有
するオリフィス部と、複数のインク流路に連通する共通
液室部と、この共通液室部に連通するインク供給口部
と、共通液室部とそれぞれのインク流路部との境界近傍
にオリフィス部よりも狭い開口部が構成されるように形
成された開口部材と、が一体的に設けられ、前記第１基
板に接合されてインク吐出ノズルを構成する第２基板
と、を有することを特徴とするすなわち、第１基板と第
２基板とが接合されることで、第２基板に設けられたイ
ンク流路部、オリフィス部及び共通液室部が、それぞれ
インク流路、オリフィス及び共通液室となり、インクジ
ェット記録ヘッドが構成される。また、インク供給部
は、共通液室へインクを供給するインク供給口となり、
このインク供給口からインクが共通液室へと送られ、さ
らに、複数のインク流路の各々に至る。インク流路は、
第１基板の圧力発生手段に対応して設けられているの
で、画像情報に基づいて圧力発生手段がインク流路のイ
ンクを加圧する。これにより、インクがオリフィスを通
って吐出され、記録媒体に画像が記録される。オリフィ
スは、インク流路よりも小さい断面積を有するので、圧
力発生手段からインクに作用したエネルギーをノズル部
分のインクに集中させることができ、インク吐出に必要
なエネルギー効率を高めることが可能となる。また、イ
ンク流路よりも大きな断面積を有するインク流路が構成
されるので、インク吐出口の配列間隔を短くしても、イ
ンク流路の流体抵抗が低くなり、インク流路へのインク
充填速度が低下してしまったり、インク滴が小さくなっ
てしまったりしない。

【００１２】第２基板には開口部材が設けられており、
共通液室部とそれぞれのインク流路部との境界近傍にオ
リフィス部よりも狭い開口部が構成されている。このた
め、第１基板と第２基板とが接合された状態で、オリフ
ィスよりも狭い開口が構成される。これにより、例えば
インクジェット記録ヘッドの製造工程中に共通液室に残
った異物や、記録動作中にマニフォールドやインクタン
クから脱落した異物のうち、この開口よりも大きな異物
はインク流路に流れ込まない。オリフィスの断面は開口
より広くなっており、さらにインク流路の断面はオリフ
ィスより広いので、異物がインク流路やオリフィスを閉
塞することがなく、安定したインク吐出を行うことがで
きる。また、共通液室にたまった空気のうち、開口より
大きなものはインク流路に流れ込まないので、安定した
インク吐出を行うことが可能になる。

【００１３】なお、開口部材は、複数のインク流路に対
して１つの開口が構成されるように設けられていてもよ
いが（この場合には、インク流路を互いに連通させる連
通空間を設けて、それぞれのインク流路間をインクが自
由に行き来できるようにすれば、全てのインク流路にイ
ンクが流入する）、複数のインク流路のそれぞれに開口
が対応して配置されるように開口部材を設けると、イン
ク流路へのインクの流入がスムーズになるので好まし
い。また、このようにインク流路のそれぞれに対応して
開口が設けられている構成においても、インク流路を互
いに連通させる連通空間を設けてインクが自由に行き来
できるようにすれば、一部の開口が異物により閉塞され
た場合でも、閉塞されていない開口から連通空間を通じ
て、閉塞された開口に対応するインク流路にインクを流
入させることができ、噴射異常が発生しなくなるのでよ
り好ましい。連通空間は、開口部材を共通液室部とイン
ク流路部との境界よりも共通液室部側に設けることで、
インク流路部を構成する隔壁と開口部材との間に構成で
きる。

【００１４】開口部材の位置は、共通液室部とインク流
路部との境界近傍であれば、特に限定されない。すなわ
ち、この位置であれば、共通液室の異物がインク流路に
流れ込むことを確実に防止できる。

【００１５】開口部材は、インク流路部、オリフィス
部、共通液室部、インク供給部と共に第２基板に一体的
に設けられている。すなわち、第２基板にインク流路
部、オリフィス部、共通液室部、インク供給部を設ける
ときに、開口部材も同時に設けることができるので、開
口部材の形成が容易になり、低コストで第２基板を製造
することができる。

【００１６】また、本発明ではインク流路、オリフィ
ス、共通液室、インク供給部及び開口が２枚の基板を接
合することにより構成され、、これら以外の基板を必要
としない。このため、部品点数を少なくして低コストで
インクジェット記録ヘッドを製造することができる。

【００１７】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記インク吐出ノズルのインク吐出
口から圧力発生手段の前記オリフィス部側端部までのイ
ナータンスをI_f、前記圧力発生手段部のイナータンスを
I_h、前記開口部材から前記圧力発生手段の開口部材構側
端部までのイナータンスをI_rとして、前記各イナータン
スは下記の関係式を満足することを特徴とする。

【００１８】

【数２】

【００１９】このように、（I_h＋I_r）／（I_f＋２I_h＋
I_r）の値（以下、この値を前後比項という場合がある）
を０．３以上とすることで、いわゆるフェースフラッド
を防止して、画質欠陥の無い良好な画像記録が可能にな
る。

【００２０】また、前後比項を０．７５以下とすること
で、インク流路へのインクの流入速度の低下を防止で
き、インク吐出の時間間隔を短くして高速の画像記録が
可能になる。

【００２１】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
請求項２に記載の発明において、前記第２基板がＳｉか
らなることを特徴とする。

【００２２】従って、第２基板の加工が容易になり、高
精度且つ低コストで第２基板を製造することができる。

【００２３】請求項４に記載の発明では、請求項１〜請
求項３のいずれかに記載の発明において、前記第１基板
がＳｉからなることを特徴とする。

【００２４】従って、第１基板の加工が容易になり、高
精度且つ低コストで第１基板を製造することができる。

【００２５】また、請求項３に記載の発明において、請
求項４に記載のように第１基板もＳｉからなるように構
成すると、第１基板及び第２基板が共に高精度に加工で
きるので、これらを接合して構成されるインクジェット
記録ヘッドの各部位の位置精度が向上する。このため、
高画質の画像記録が可能になる。

【００２６】請求項５に記載の発明では、請求項１〜請
求項４のいずれかに記載の発明において、前記第２基板
の少なくともインク流路部、オリフィス部及び開口部材
が、ドライエッチング法により第２基板に形成されてい
ることを特徴とする。

【００２７】従って、インク流路部、オリフィス部及び
開口部材の加工の自由度が高くなり、微細な構造であっ
ても容易に加工できるので、例えば、所望の流体バラン
スを容易に得ることも可能になる。また、インク流路
部、オリフィス部及び開口部材の断面形状を矩形にでき
るので、ノズルを高密度に配置しても、インク流路及び
オリフィスの断面積を大きく確保できる。

【００２８】請求項６に記載の発明では、請求項１〜請
求項５のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド
と、画像情報に応じて前記インクジェット記録ヘッドの
圧力発生手段を駆動制御する制御手段と、前記画像記録
媒体と前記インクジェット記録ヘッドとを画像記録媒体
の記録面に沿った方向へ相対移動させる移動手段と、を
有することを特徴とする。

【００２９】このインクジェット記録装置では、制御手
段によってインクジェット記録ヘッドの圧力発生手段が
制御され、インクジェット記録ヘッドからインク滴が記
録媒体に吐出される。そして、移動手段によって、画像
記録媒体とインクジェット記録ヘッドとを画像記録媒体
の記録面に沿った方向へ相対移動（走査）させること
で、記録媒体に所望の画像が形成される。

【００３０】インクジェット記録ヘッドとしては、請求
項１〜請求項５のいずれかに記載のものを使用している
ので、異物がインク流路やオリフィスを閉塞することが
なく、安定したインク吐出を行って、高速且つ高精度で
記録媒体に画像を形成することができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】図１及び図２には、本発明の第１
実施形態のインクジェット記録ヘッド１０が示されてい
る。図３には、このインクジェット記録ヘッド１０を備
えたインクジェット記録装置１００が示されている。

【００３２】図３に示すように、このインクジェット記
録装置１００は、記録用紙１２を一定の方向に搬送する
搬送ローラ１４と、この記録用紙１２の搬送経路に対向
して、且つ記録用紙１２の搬送方向と垂直な方向に沿っ
て設けられた１組のガイド部材１６と、これらのガイド
部材１６により支持されたキャリッジ２６と、ガイド部
材１６の下で且つ記録用紙１２（記録媒体）の搬送経路
に隣接した位置に配設されたメンテナンスステーション
１８と、これらを一体に保持するハウジング２０とを有
している。キャリッジ２６に、インクタンク３０と、こ
のインクタンク３０から供給されたインクによって画像
記録を行うインクジェット記録ヘッド１０が搭載されて
いる。また、インクジェット記録ヘッド１０には、フレ
キシブル基板に接続された信号線２２を通じて、図示し
ない制御装置から画像情報が送られるようになってい
る。さらに、メンテナンユニット１８に対向する位置に
はキャリッジ２６のホームポジションが設定されてお
り、この位置をホームポジションセンサ２４で検出する
ようになっている。ガイド部材１６によってキャリッジ
２６が移動することで主走査され、記録用紙１２が搬送
ローラ１４によって搬送されることで副走査される。図
面において、記録ヘッドキャリッジ１０の移動方向（主
走査方向）を矢印Ｍで、記録用紙１２の移動方向（副走
査方向）を矢印Ｓでそれぞれ示している。

【００３３】図１に示すように、インクジェット記録ヘ
ッド１０は、Ｓｉ製のインク流路基板４２と、同じくＳ
ｉ製の素子基板４４と、が互いに位置合わせして貼着さ
れることにより構成されている。

【００３４】インク流路基板４２には、ＲＩＥ法によっ
て、複数の溝４６と、異方性エッチングにより形成され
た貫通孔４８と、が形成されている。溝４６は、一定の
間隔をあけて同一方向に形成されており、素子基板４４
が貼着された状態で、インク流路５０となる。

【００３５】溝４６は、貫通孔４８の反対側において、
次第に幅狭となってオリフィス部５２が形成されてお
り、さらにその端部が、インクを吐出するノズル５４
（インク吐出口）とされている。

【００３６】貫通孔４８は、複数の溝４６に連続して形
成されると共に、素子基板４４に向かってその幅が漸増
されており、素子基板４４が貼着されると、その内部が
共通液室５６になる。素子基板４４と反対側の開口は、
インクタンク３０（図３参照）からインクが供給される
インク供給口５８となる。

【００３７】インク流路基板４２には、溝４６と貫通孔
４８との間に、複数の開口部材６０が形成されており、
素子基板４４が貼着されると、開口部材６０の間に開口
６２が構成される。開口部材６０は、開口６２の幅Ｗ２
がノズル５４の幅Ｗ１よりも狭くなるように、且つ開口
６２が１つの溝４６（インク流路５０）に対応した位置
で一定数（図１では２つ）ずつ配置されるように、所定
の数、位置及び大きさとされている。なお、開口部材６
０は、溝４６と同時に、ＲＩＥ法により形成される。

【００３８】溝４６を構成する隔壁６４と開口部材６０
との間には、各々のインク流路５０でインクが行き来可
能となるための十分な体積を有する空間６６が構成され
ている。

【００３９】一方、素子基板４４には、溝４６に対応し
た位置に、電気―熱変換体６８が設けられ、さらに、画
像信号に対応した電気エネルギーを電気―熱変換体６８
に供給する配線及び駆動回路等（図示省略）の素子が設
けられている。電気―熱変換体６８が駆動されること
で、後述するようにインク流路５０内のインクにエネル
ギーが付与され、ノズル５４からインク滴が用紙１２
（図１では図示省略、図３参照）に吐出される。なお、
インク流路５０内のインクを加圧してインク吐出に必要
なエネルギーをインクに与えることが可能であれば、本
発明の圧力発生手段は特に限定されず、例えば、圧電素
子等を使用できる。

【００４０】さらに、これらの素子の上には樹脂層７０
が形成されており、素子がインクに侵食されることを防
止している。樹脂層７０は、電気―熱変換体６８上の部
分は除去され、耐インク保護層７２としてＴａが配置さ
れている。

【００４１】また、図１に示すように、本実施形態のイ
ンクジェット記録ヘッドでは、開口６２からノズル５４
までのイナータンスが下記の所定の関係を満たすように
設定されている。ここで、ノズル５４から電気-熱変換
体６８のノズル側端部までのイナータンスをI_f、電気―
熱変換体６８のイナータンスをI_h、電気―熱変換体６８
の共通液室５６側端部から開口の共通液室５６側端部ま
でのイナータンスをI_rとする。

【００４２】イナータンスＩは、一般に、インク密度
（流体密度）をρ、インク流路５０の断面積をＳ、各部
のインク流方向の長さをLとすると、次式で表すことが
できる。

【００４３】

【数３】

【００４４】インク流路５０のそれぞれについて、電気
―熱変換体６８により発生させられる圧力をＰ、この圧
力Ｐにより個別のインク流路５０内を移動する総インク
流量をＱ、ノズル５４側へのインク流量をＱｆとする
と、Ｑｆの時間変化は以下の関係式で表すことができ
る。

【００４５】

【数４】

【００４６】ここで、右辺ｄＱ／ｄｔの係数項を前後比
項とすると、本実施形態のインクジェット記録ヘッドで
は、この前後比項の値が０．３以上０．７５以下となる
ように設定されている。

【００４７】次に、本実施形態のインクジェット記録ヘ
ッド１０の作用を説明する。

【００４８】画像信号に対応して電気―熱変換体６８が
駆動されると、インク流路５０内のインクに気泡が発生
する。この気泡による圧力は、インク流路５０の絞り形
状（オリフィス部５２の形状）にしたがってノズル５４
に集中するため、気泡を発生させるために投入した電気
エネルギーに対するインク液滴エネルギーの効率を、従
来方式よりも大幅に改善できる。また、高解像化により
ノズル５４の配列間隔が狭く、ノズル断面積が小さくな
った場合においても、インク流路５０の断面積を大きく
することが可能であり、インク流路５０の流路抵抗の増
加を抑えることができるため、インク噴射後のインク再
充填速度を速くしたり、インク滴を大きくしたりするこ
とが可能である。

【００４９】さらに、図１に示すように、開口部材６０
の間に構成される開口６２の幅Ｗ２をノズル５４の幅Ｗ
１よりも狭くしたことにより、開口６２を通過した異物
（小さな異物）はノズルから排出される。また、ノズル
５４の幅Ｗ１よりも大きい異物は、この開口６２を通過
することができないため、インク流路５０を閉塞するこ
とはない。しかも、共通液室５６内に生じている気泡に
関しても、開口６２よりも大きな気泡は開口６２を通過
することができないため、インク流路５０が気泡によっ
て影響を受けてインク吐出が不安定になることもない。
さらに、インク流路５０と開口部材６０の空間６６は十
分な体積があるため、特定の開口６２が異物によって閉
塞されてしまった場合には、閉塞されていない他の開口
６２から流入したインクが、閉塞された開口６２に対応
するインク流路５０に流入するため、インク供給不足が
生じることがない。同様に、共通液室５６に空気が貯ま
た場合でも、開口６２よりも大きなものはインク流路５
０に流れ込まないので、この空気によってインク吐出が
影響されることがなく、安定してインク吐出を行うこと
ができる。

【００５０】また、本実施形態のインクジェット記録ヘ
ッドでは、前述の前後比項が０．３以上とされており、
いわゆるフェースフラッドが発生しないようになってい
る。フェースフラッドとは、ノズル５４から漏れ出たイ
ンクがノズル５４を塞ぐようにして、ノズル５４が形成
された面（インク吐出面）に沿って広がってしまうこと
をいう。フェースフラッドによってインク吐出が制限さ
れるため、画像欠陥が生じる原因となる。

【００５１】この前後比項とフェースフラッドによる画
質欠陥の関係を調べた結果、前後比項が０．３よりも小
さい場合、フェースフラッドによる画質欠陥が発生する
ことが確認された。つまり、開口部材６０を含むインク
流路５０の形状を前後比項が０．３以上になるように設
定すれば、フェースフラッドによる画質欠陥のない良好
な印字が可能となる。

【００５２】以上より、図１に示すような開口６２の幅
Ｗ２がノズル５４の幅Ｗ１よりも小さく、且つ前後比項
が０．３以上のインク流路５０を有するインクジェット
記録ヘッド１０を作製し、これを組み込んだインクジェ
ット記録ヘッド１０（図３参照）を使用して画像記録を
行い、得られた画像を評価した結果、ノズル目詰まりや
フェースフラッドによる画質欠陥のない画像記録が可能
であることが確認できた。

【００５３】さらに、本実施形態では、前後比項が０．
７５以下とされており、インク流路５０へのインクの流
入速度の低下が防止されている。従って、インク吐出の
時間間隔を短くして高速で画像記録を行うことが可能に
なる。

【００５４】なお、本実施形態では開口部材６０が溝４
２と平行に配置されているものを例に挙げているが、開
口部材６０の配置方向はこれに限られず、他の配置であ
っても本発明に含まれる。

【００５５】図４には、本発明の第２実施形態のインク
ジェット記録ヘッド８０が示されている。以下、第１実
施形態と同一の構成要素、部材等については同一符号を
付して説明を省略する。また、インクジェット記録装置
としては、インクジェット記録ヘッド１０をインクジェ
ット記録ヘッド８０に代えた以外は、第１実施形態のイ
ンクジェット記録装置１００（図３参照）と同一構成と
される。

【００５６】このインクジェット記録ヘッド８０では、
開口部材８２が平面視にて等脚台形状に形成されてお
り、開口部材８２の間に構成される開口８４が、共通液
室５６側からインク流路５０側に向かって次第に幅狭に
なっている。開口８４の最も狭い部分の幅Ｗ３は、第１
実施形態と同様、ノズル５４の幅Ｗ１よりも狭くされて
いる。

【００５７】一般には、開口部材の間の開口の幅を小さ
くすることにより、ノズル５４の目詰まりの原因となる
異物の除去能力を向上させることができる。しかし、開
口の幅を、共通液室５６側からインク流路５０側まで一
定幅のまま小さくした場合、前記Ｉｒが大きくなるため
前後比が小さくなることになり、画質欠陥の発生を招
く。Ｉｒを大きくしないためには開口部材のインク流路
方向の長さを小さくすることが考えられるが、開口部材
６０は機械的強度が小さいため、歩留まりの低下が生じ
る。本来、異物の除去は、インク流路５０における断面
積が重要であることから、開口部材６０の幅が小さい領
域を長くとる必要はない。従って、本実施形態に示すよ
うな形状、すなわち、インク流路方向で部分的に厚みの
異なる開口部材８２を用いることにより、高い異物除去
能力を保持しつつ、画質欠陥のない画像記録が可能とな
る。

【００５８】なお、上記説明では、インク流路基板４２
及び素子基板４４のいずれもＳｉからなるものを例とし
て挙げたが、これら基板の材質はＳｉに限定されない。
上記各実施形態ようにＳｉで構成した場合には、これら
基板の加工が容易になり。高精度且つ低コストで基板を
製造できるので好ましい。また、インク流路基板４２と
素子基板４４とをいずれもＳｉ製とすると、これら基板
を接合して構成されたインクジェット記録ヘッド１０、
８０の各部位の位置精度が向上するため、高画質の画像
記録が可能になる。

【００５９】インク流路基板４２に溝４６（インク流路
部）、オリフィス部５２及び開口部材６０を形成する方
法としても、上記したＲＩＥ法に限定されないが、ＲＩ
Ｅ法によって形成すると、溝４６（インク流路部）、オ
リフィス部５２及び開口部材６０の加工の自由度が高く
なり、微細な構造であっても容易に加工でき、例えば、
上述のようにインク流路５０内で所望の流体バランスを
得ることも可能になる。また、溝４６（インク流路
部）、オリフィス部５２及び開口部材６０の断面形状を
矩形にできるので（図２参照）、ノズル５４を高密度に
配置しても、インク流路５０及びオリフィスの断面積を
大きく確保して、十分なインク流量を得ることができ
る。

【００６０】開口部材６０、８２及び、開口部材６０、
８２によって構成される開口６２、８４の位置及び形状
も、上記した条件を満足して、共通液室５６内のインク
を確実にインク流路５０に流入させると共に、共通液室
５６内の異物や空気がインク流路５０に流れ込まないよ
うにできれば、その数や形状は必ずしも上記したものに
限定されないが、例えば、インク流路５０のそれぞれに
対して少なくとも１つの開口６２、８４が対向して設け
られるように構成すれば、開口６２、８４からインク流
路５０へと直線的なインクの流れを実現でき、インク流
路５０へにインクの流入がスムーズになる。もちろん、
開口６２、８４が全体で１つのみ設けられるような構成
でもよく、この場合には、１つの開口６２、８４を通っ
たインクが空間６６を流れて、全てのインク流路５０に
行き渡る。開口部材６０、８２の位置としても、共通液
室５６とインク流路５０との境界近傍において、共通液
室５６内の異物や空気がインク流路５０に流れ込まない
ようにできる位置であれば、特に限定されない。

【００６１】また、開口部材６０、８２は、インク流路
基板４２と別体で形成されていてもよいが、溝４６、オ
リフィス部５２及びインク供給口５８と一体でインク流
路基板４２に形成すると、インク流路基板４２にこれら
の部位を設けるときに同時に形成できるので、開口部材
６０の形成が容易になり、低コストでインク流路基板４
２を製造できる。さらに、溝４６、オリフィス部５２、
インク供給口５８及び開口部材６０を設けるために、別
の部材（例えば第３基板等）をあらためて用意する必要
がないため、部品点数を少なくして低コストでインクジ
ェット記録ヘッド１０、８０を製造することができる。

【００６２】

【発明の効果】本発明では、上記構成としたので、イン
ク吐出効率を向上させ、高解像度化および高速化を可能
とし、異物によるノズルやインク流路の閉塞を防止し、
安定したインク吐出を行って白ヌケの画質欠陥をなくす
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施形態に係るインクジェット
記録ヘッドを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）の
Ｉ−Ｉ線断面図である。

【図２】 本発明の第１実施形態に係るインクジェット
記録ヘッドを示す斜視図である。

【図３】 本発明の第１実施形態に係るインクジェット
記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置の主要部を
示す斜視図である。

【図４】 本発明の第２実施形態に係るインクジェット
記録ヘッドを示す平面図である。

【図５】 従来のインクジェット記録ヘッドを示し、
（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＶ−Ｖ線断面図で
ある。

【図６】 従来のインクジェット記録ヘッドを示し、
（Ａ）は縦断面図、（Ｂ）はインクジェット記録ヘッド
を構成する基板の平面図である。

【図７】 従来のインクジェット記録ヘッドを示す斜視
図である。

【符号の説明】

１０ インクジェット記録ヘッド １４ 搬送ローラ（移動手段） １６ ガイド部材（移動手段） ４２ インク流路基板（第２基板） ４４ 素子基板（第１基板） ４６ 溝（インク流路部） ４８ 共通液室部 ５２ オリフィス部 ５８ インク供給口部 ６０ 開口部材 ６２ 開口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤井 雅彦 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼロ ックス株式会社海老名事業所内 Ｆターム(参考） 2C057 AF72 AG09 AG32 AG46 AN01 AP24 AP34 AQ02 BA03 BA13

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像情報に基づいてインクを加圧可能な
   複数の圧力発生手段を備えた第１基板と、 前記圧力発生手段のそれぞれに対応したインク流路部
   と、これらインク流路部に連続して形成されインク流路
   部よりも小さい断面積を有するオリフィス部と、複数の
   インク流路に連通する共通液室部と、この共通液室部に
   連通するインク供給口部と、共通液室部とそれぞれのイ
   ンク流路部との境界近傍にオリフィス部よりも狭い開口
   部が構成されるように形成された開口部材と、が一体的
   に設けられ、前記第１基板に接合されてインク吐出ノズ
   ルを構成する第２基板と、 を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 【請求項２】 前記インク吐出ノズルのインク吐出口か
   ら圧力発生手段の前記オリフィス部側端部までのイナー
   タンスをI_f、前記圧力発生手段部のイナータンスをI_h、
   前記開口部材から前記圧力発生手段の開口部材構側端部
   までのイナータンスをI_rとして、前記各イナータンスは
   下記の関係式を満足す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。 【数１】
3. 【請求項３】 前記第２基板がＳｉからなることを特徴
   とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記
   録ヘッド。
4. 【請求項４】 前記第１基板がＳｉからなることを特徴
   とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のインクジ
   ェット記録ヘッド。
5. 【請求項５】 前記第２基板の少なくともインク流路
   部、オリフィス部及び開口部材が、ドライエッチング法
   により第２基板に形成されていることを特徴とする請求
   項１〜請求項４のいずれかに記載のインクジェット記録
   ヘッド。
6. 【請求項６】 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の
   インクジェット記録ヘッドと、 画像情報に応じて前記インクジェット記録ヘッドの圧力
   発生手段を駆動制御する制御手段と、 前記画像記録媒体と前記インクジェット記録ヘッドとを
   画像記録媒体の記録面に沿った方向へ相対移動させる移
   動手段と、 を有することを特徴とするインクジェット記録装置。