JP2003311960A - インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型の電気熱変換素子が設けられたインク流
路で、インク吐出時のバック波によるインク供給口の内
壁面の気泡除去効果が低下することを防ぐ。 【解決手段】 接合されている吐出口プレート５と基板
４の間に複数の列状のインク流路８が設けられ、このイ
ンク流路８は内部に電気熱変換素子１が配置され、吐出
口２と長穴状のインク供給口３に連通している。吐出口
プレート５には、インク供給口３の中間部に対向して流
体抵抗突起７が設けられており、その長手方向壁部１４
と、インク供給口３の内壁面１２との間隙が、インク供
給口３とインク流路８の間の連通口１５になっている。
インク吐出時にインク吐出口３に向かって逆流するイン
ク量の総和が小さいインク流路列に対応する連通口１５
ａは、インク吐出口３に向かって逆流するインク量の総
和が大きいインク流路列に対応する連通口１５ｂよりも
幅が狭い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気熱変換素子の
発生する熱エネルギーを利用してインクを吐出するイン
クジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】今日広く用いられているインクジェット
記録装置におけるインク吐出方法の１つに、電気熱変換
素子（ヒータ）を利用する方法がある。その原理は、イ
ンク流路内の電気熱変換素子に電気信号を与えて発熱さ
せ、電気熱変換素子付近のインクを瞬時に加熱して沸騰
させ、そのときの相変化により急激に生じる大きな発泡
圧によって、インクを吐出口から外部へ高速吐出させる
ものである。この方式のインクジェット記録ヘッドは、
構造が単純でインク流路の集積化が容易であるなどの利
点を有している。

【０００３】しかしながら、電気熱変換素子の発生する
熱により、インク中に溶存している空気が溶出し、イン
クジェット記録ヘッド内に少しずつ気泡が停滞し、最終
的には、大きくなった気泡がインク供給を妨げ、インク
滴吐出特性を劣化させ画像品質に悪影響を与える。詳細
に説明すると、通常はインク中に空気が飽和状態で溶存
しているが、その状態で電気熱変換素子を駆動すると、
熱によりインク中の溶存空気が溶出し、直径が１μｍ程
度あるいはそれ以下の未溶気泡が出現することがある。
このような気泡は、所定の時間が経過するとインク中に
再溶解し、この再溶解までの時間は、インクの表面張
力、空気の飽和蒸気圧などから決まることが知られてい
る。例えば、直径が１μｍ以下であれば１μｓ程度の時
間で再溶解する。しかし、高周波で複数の電気熱変換素
子を連続的に駆動した場合、この気泡は複数個出現し、
再溶解せずに容易に合体して大きく成長し、インク中に
滞留することが知られている。このように大型化した気
泡は再溶解に要する時間が長いため、結果的に、インク
ジェット記録ヘッド内に数十〜数百μｍの気泡が複数個
停滞してしまう。こうして停滞した気泡は、インク流路
やインク供給路を塞いでしまい、インクがインク流路に
十分に供給されず、吐出不良を引き起こす。また、イン
クジェット記録ヘッド内に停滞した気泡が外気と連通し
てしまうと、外気がインクジェット記録ヘッド内に入り
込んでメニスカスが破壊され、インクタンクからの負圧
によってインクはインクタンクに吸い上げられ、インク
流路がインク吐出不能になってしまうことがある。この
ような問題は、特に、インク供給口の内壁面に気泡が付
着し易いために、内壁面に次々に気泡が付着してそれら
が合体して大型化することによって引き起こされる場合
が多い。

【０００４】このような悪影響を及ぼす気泡の停滞は、
気泡が大きく成長する前にインク吐出口から吸引したり
インクに加圧したりして、インク吐出口からインクとと
もに気泡を外部に排出する方法（吸引回復方法または加
圧回復方法）によって解消される。しかしながら、これ
らの方法を行うと、インクの消費量が格段に増大してし
まううえに、記録動作中にこれらの方法を行うとスルー
プットが下がってしまう。

【０００５】そこで、このような気泡の停滞を解消する
有力な案として、特開２０００−１５８６５７号公報に
記載されている方法がある。これは、インクの流体力学
的作用により、インクジェット記録ヘッドのインク供給
口付近に流れを作り、インク供給口の内壁面に気泡が付
着しにくくし、仮に内壁面に気泡が付着してもそれを剥
がし易くする方法である。この構成について説明する
と、図６に示すように、複数のインク吐出口３０が設け
られている吐出口プレート３１に基板３２が接合され、
吐出口プレート３１と基板３２の間に、複数のインク吐
出口３０にそれぞれ連通する複数のインク流路３３が複
数の列状に形成されている。基板３２には、インク滴３
４を吐出するためのエネルギーを発生する複数の電気熱
変換素子４１が、複数のインク流路３３内にそれぞれ位
置するように配置されている。また、基板３２には、イ
ンク流路３３の配列方向に沿って延びて複数のインク流
路３４とそれぞれ連通する長穴状のインク供給口３５が
形成されている。そして吐出口プレート３１には、イン
ク流路３３の配列方向に沿って延びる流体抵抗突起３６
が設けられている。この流体抵抗突起３６はインク供給
口３５の中間部に対向し、インク供給口３５の内壁端面
の内側に僅かな間隙をおいて位置しており、この流体抵
抗突起３６の長手方向壁部３７とインク供給口３５の内
壁面３８との間隙が、インク供給口３５とインク流路３
３の間のインクの流通を許容する連通口３９になってい
る。

【０００６】インクジェット記録ヘッドでは、インク吐
出と同時に、インク流路３３と平行にインク供給口３５
に向かって逆流するバック波が生じるが、前記したよう
な構成では、流体抵抗突起３６によってバック波が連通
口３９に導かれ、インク供給口３５の内壁面３８近くを
上昇する流れになり、このバック波によりインクジェッ
ト記録ヘッド内部に停滞する気泡４０がインク供給口３
５の内壁面３８に付着しにくくなり、仮に付着したとし
てもすぐに剥がれ易くなる。従って、インクジェット記
録ヘッド内に気泡４０が出現しても、インク供給口３５
の内壁面３８に付着して移動しなくなることはなく、イ
ンク供給口３５の上部へ向かって浮上していくため、複
数個合体して大型化することはあまりなく、吐出不良に
は至らない。このように、前記した構成によると、イン
ク吐出に与える悪影響を緩和させ、安定したインク滴の
吐出と信頼性の向上が可能になり、また、回復動作の回
数を少なくすることにより、スループットが良好になり
インク消費量が少なくなる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】インクを吐出して記録
媒体に付着させて記録を行うインクジェット記録装置で
は、高精細な記録を実現するために微細な吐出口を有し
ており、その寸法は、たとえば十数μｍ程度である。こ
のような微細な吐出口からインク吐出を適切に行うため
には、吐出口の微細化に伴い、電気熱変換素子を小型化
する必要がある。電気熱変換素子が小型化されると、発
泡パワーが小さくなるため、インク吐出時にインク流路
からインク供給口に逆流するバック波は小さくなり、イ
ンク流路からインク供給口へ流れるインクの流量および
流速が低下する。このことは、インク供給口の内壁面へ
の気泡の付着を防止したり、付着してしまった気泡を剥
がしたりする力が弱くなることを意味する。特に、小型
の電気熱変換素子を備えたインク流路が列状に並んでい
る場合、そのインク流路列では、インク吐出時にインク
供給口へ向かって逆流するインク量の総和が小さく、イ
ンク供給口の内壁面における気泡除去効果が著しく低下
する。

【０００８】そこで本発明の目的は、電気熱変換素子の
小型化を含む様々な要因で、インクジェット記録ヘッド
の複数のインク流路においてインク吐出時のバック波が
小さくなる部分が存在する場合にも、インク供給口の内
壁面への気泡の付着を防止したり内壁面に付着してしま
った気泡を剥がす効果が低下しない、インクジェット記
録ヘッドおよびインクジェット記録装置を提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、複数の
インク吐出口が設けられている吐出口プレートと、吐出
口プレートに接合される基板と、吐出口プレートと基板
の間に形成されて複数の列状に並んでいる、複数のイン
ク吐出口にそれぞれ連通する複数のインク流路と、基板
上に配置されて複数のインク流路内にそれぞれ位置す
る、インク滴を吐出するためのエネルギーを発生する複
数の電気熱変換素子と、基板に設けられ、インク流路の
配列方向に沿って延びて複数のインク流路とそれぞれ連
通する長穴状のインク供給口とを有するインクジェット
記録ヘッドにおいて、吐出口プレートの、インク供給口
に対向する位置に、インク流路の配列方向に沿って延び
る流体抵抗突起が設けられており、流体抵抗突起の長手
方向壁部とインク供給口の内壁面との間隙が、インク供
給口とインク流路の間のインクの流通を許容する連通口
になっており、インク吐出時にインク吐出口に向かって
逆流するインク量の総和が小さいインク流路列に対応す
る連通口は、インク吐出口に向かって逆流するインク量
の総和が大きいインク流路列に対応する連通口よりも幅
が狭いところにある。なお、インク吐出口に向かって逆
流するインク量の総和が小さいインク流路列は、インク
吐出量が小さいインク流路の列であり、インク吐出口に
向かって逆流するインク量の総和が大きいインク流路列
は、インク吐出量が大きいインク流路の列である。ま
た、インク吐出口に向かって逆流するインク量の総和が
小さいインク流路列では、インク流路内を連通口へ向か
うインクの流速が、インク吐出口に向かって逆流するイ
ンク量の総和が大きいインク流路列よりも遅い。

【００１０】この構成によると、連通口の幅が狭い部分
では、流体力学的圧力が増加してバック波の流速が速く
なる。従って、インク吐出時にインク吐出口に向かって
逆流するインク量の総和が小さいインク流路列において
も、十分速いバック波の流速が得られるため、インク供
給口の内壁面に気泡が付着する可能性が小さくなり、仮
に内壁面に気泡が付着したとしても、それが容易に剥が
れ易くなる。従って、このインク流路列でも、気泡除去
効果を維持できる。

【００１１】流体抵抗突起の長手方向壁部が、平面形状
がくし歯状になるように形成されており、インク流路と
対向する位置にくし歯状の長手方向壁部の凸部が配置さ
れてインク供給口の内壁面との間隙が狭くなっており、
インク流路と対向しない位置にくし歯状の長手方向壁部
の凹部が配置されてインク供給口の内壁面との間隙が広
くなっていてもよい。この構成によると、凸部により連
通口の幅が狭くなることによって気泡除去効果を保ちつ
つ、凹部によってインク供給口からインク流路へのイン
クのリフィルの効率を保つことができる。

【００１２】さらに、流路抵抗突起の長手方向壁部のく
し歯状の凹凸形状が、滑らかな曲線により形成されてい
てもよい。この構成によると、流体力学的な抵抗が小さ
くなり、リフィル効率の向上にさらに寄与する。

【００１３】インク供給口の外側に、基板を板厚方向に
対して垂直に貫通してインク流路に連通する複数の補助
穴が設けられていてもよい。この構成によると、補助穴
を通って、インク供給口から各インク流路へのインクの
リフィルが行われるため、バック波の影響をあまり受け
ずに良好なリフィル効率が得られる。しかも、バック波
の速度にかかわらず気泡の付着が抑制される。

【００１４】流路抵抗突起の長手方向壁部の側面形状
が、インク供給口の内壁面と平行であってもよい。その
場合、基板はシリコンからなり、インク供給口は異方性
エッチングにより吐出口プレート側に向かって先細に形
成されていてもよい。この構成では、バック波が、気泡
が付着するおそれのあるインク供給口の内壁面に沿って
進行し易くなるので、インク供給口の内壁面の気泡除去
効果がさらに向上する。

【００１５】本発明のインクジェット記録装置は、前記
したいずれかの構成のインクジェット記録ヘッドを有す
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参考して説明する。

【００１７】［第１の実施形態］図１に本発明のインク
ジェット記録ヘッドの第１の実施形態が示されており、
図１（ａ）は、吐出口２が下向きになるように描かれた
要部断面図（図１（ｂ）のＡ−Ａ線断面図）であり、図
１（ｂ）は、基板４および支持部材９を除去した状態の
平面図であり、便宜上、基板４の一部は破線で図示され
ている。

【００１８】まず、このインクジェット記録ヘッドの基
本構成を説明すると、基板４に、インク流路壁となる被
覆樹脂層６が設けられており、この被覆樹脂６に、吐出
口２を有する吐出口プレート５が接合されている。基板
４には長穴状のインク供給口３が板厚方向に貫通するよ
うに形成されている。そして、このインク供給口３の長
手方向の両側に、被覆樹脂層６によって、複数のインク
流路８と、各インク流路８内に立つ円柱状のノズルフィ
ルタ１３とが形成されている。さらに、基板４には、各
インク流路８内にそれぞれ位置するように、吐出エネル
ギー発生装置である電気熱変換素子１が設けられてい
る。基板４は支持部材９に固定されて支持されている。

【００１９】吐出口プレート５には、電気熱変換素子１
と対向する位置にそれぞれ吐出口２が設けられている。
また、１対のインク流路列の間に、長い流体抵抗突起７
が形成されている。この流体抵抗突起７は、インク流路
８および電気熱変換素子１の配列方向に沿って、インク
供給口３の内壁端面の内側に僅かな間隔をおいて位置す
る形状である。従って、流体抵抗突起７の長手方向壁部
１４と、インク供給口の内壁面１２との間隙が、インク
供給口３とインク流路８の間のインクの流通を許容する
連通口１５になっている。

【００２０】次に、本実施形態のインクジェット記録ヘ
ッドの特徴的な部分について、さらに詳細に説明する。
本実施形態のインクジェット記録ヘッドでは、高精細の
記録を行うために吐出インク滴１０の大きさの異なるイ
ンク流路８が設けられている。すなわち、図１の左側に
並んでいる列のインク流路８ａからは大きなインク滴
（例えば５ｐｌ）１０ａを吐出し、図１の右側に並んで
いる列のインク流路８ｂからは小さなインク滴（例えば
２ｐｌ）１０ｂを吐出する構成である。左側の列のイン
ク流路８ａに連通する吐出口２ａは大径（通常サイズ）
であり、このインク流路８ａ内に設けられている電気熱
変換素子１ａは大型（通常サイズ）である。これに比較
して、右側の列のインク流路８ｂに連通する吐出口２ｂ
は小径（通常サイズよりも小さい）であり、このインク
流路８ｂ内に設けられている電気熱変換素子１ｂは小型
（通常サイズよりも小さい）である。そして、左側の列
のインク流路８ａとインク供給口３との間の連通口１５
ａ、すなわち流体抵抗突起７の長手方向壁部１４とイン
ク供給口３の内壁面１２との間隙は広い幅Ｌ_a（通常サ
イズ）であり、右側の列の連通口１５ｂ、すなわち流体
抵抗突起７の長手方向壁部１４とインク供給口３の内壁
面１２との間隙は狭い幅Ｌ_b（通常サイズよりも狭い）
である。このような構成により、気泡１１が連通口１５
付近に停滞してインク供給口３の内壁面１２に付着する
ことを防止でき、気泡１１が合体して大型化し、記録に
様々な悪影響を及ぼすことを防ぐことができる。その原
理については後述する。

【００２１】このような構成の本実施形態のインクジェ
ット記録ヘッドの作動について、以下に説明する。

【００２２】本実施形態のインクジェット記録ヘッドに
おいて、電気熱変換素子１に電気信号が印加されると、
電気熱変換素子１が発熱し、インク流路８内のインクが
加熱されて発泡する。このときの発泡圧により、吐出口
２からインク滴１０が吐出される。図１の左側に並んで
いる列のインク流路８ａの大型の電気熱変換素子１ａに
電気信号が印加された場合には、その電気熱変換素子１
ａのパワーが大きいため、吐出口２ａから大量（例えば
５ｐｌ）のインク滴１０ａが吐出され、図１の右側に並
んでいる列のインク流路８ｂの小型の電気熱変換素子１
ｂに電気信号が印加された場合には、その電気熱変換素
子１ｂのパワーが小さいため、吐出口２ｂから小量（例
えば２ｐｌ）のインク滴１０ｂが吐出される。

【００２３】電気熱変換素子１が駆動されてインクが加
熱されて発泡すると、その発泡パワーが吐出口２側に向
かってインク滴１０を吐出させると同時に、発泡パワー
がインク供給口３側に向かいインクを逆流させるバック
波も生じる。インク流路８からインク供給口３へ向かう
バック波は、流路抵抗突起７の長手方向壁部１４にあた
って、進行方向が図１（ａ）上向きに変えられ、連通口
１５（流体抵抗突起７の長手方向壁部１４とインク供給
口３の内壁面１２との間隙）を通ってインク供給口３の
内部に向かう。

【００２４】このバック波の作用について説明する。イ
ンクジェット記録ヘッド内のインク中には、高速バック
波によるキャビテーションによって発生した残留気泡
や、インク吐出時に吐出口２から取り込まれた気泡など
の微小な気泡が含まれている。そしてこの微小な気泡
は、インク供給口３内で合体し成長して大きな気泡１１
ができる場合もある。前記したバック波が連通口１５を
通過してインク供給口３の内壁面１２に沿うように上方
へ向かうため、気泡１１はバック波に押されてインク供
給口３の内壁面１２には付着しない。また、仮にインク
供給口３の内壁面１２に付着した気泡１１が存在して
も、バック波により押されて内壁面１２から剥がれる。
このように、インク供給口３の内壁面１２に沿うバック
波に押されて、気泡１１はインク供給口３の内壁面１２
から離れたところに滞留する。仮に内壁面１２から離れ
た位置の気泡１１が大きく成長したとしても、インク供
給口３からインク流路８へのインクの流れにはほとんど
影響を及ぼさないので、インク供給不足などによるイン
ク吐出および記録の不良は生じない。

【００２５】しかし、図１の右側に並んでいる列のイン
ク流路８ｂに設けられているような小型の電気熱変換素
子１ｂはパワーが小さいため、小径の吐出口２ｂから少
量のインク滴１０ｂを吐出させることは可能であるが、
インク供給口３側へ逆流するバック波の流量および流速
が小さくなる場合がある。特に、本実施形態のように小
型の電気熱変換素子１ｂが設けられたインク流路８ｂが
並んだインク流路列（図１（ｂ）に１点差線にて図示）
では、バック波の流量の総和が、インク流路８ａが並ん
だインク流路列に比べて著しく小さくなる。このことは
記録自体には直接関係しないが、連通口１５ｂ付近の気
泡１１の除去効果が乏しくなるおそれがある。すなわ
ち、インク流路８ｂ内やインク供給口３内に出現した気
泡を押し上げるにはバック波の勢いが足りず、気泡１１
が連通口１５ｂ付近に停滞してインク供給口３の内壁面
１２に付着することを防止できずそれを剥がすこともで
きないため、気泡１１は内壁面１２において合体して大
型化し易く、記録に様々な悪影響を及ぼすおそれがあ
る。従って、図１に示すように、大小２種類の吐出口２
ａ，２ｂおよび電気熱変換素子１ａ，１ｂが流体抵抗突
起７を挟んで向かい合うように配列されており、共通の
インク供給口３を有する場合には、仮に、連通口１５の
幅、すなわち流体抵抗突起７の長手方向壁部１４とイン
ク供給口３の内壁面１２との間隙の幅が同一（通常サイ
ズ）であると、小型の電気熱変換素子１ｂが配設されて
いる小インク滴吐出側（図１右側）において、気泡１１
が内壁面１２に付着し合体して大型化し、連通口１５を
塞いでインク供給を妨げるなどインク吐出不良の要因と
なる可能性がある。

【００２６】そこで、本実施形態では、小径の吐出口２
ｂから少量のインク滴１０ｂを吐出させるために小型の
電気熱変換素子１ｂが設けられている、図１の右側のイ
ンク流路列のインク流路８ｂでは、そのインク流路８ｂ
に連通する連通口１５ｂの幅、すなわち流体抵抗突起７
の長手方向壁部１４とインク供給口３の内壁面１２との
間隙の幅が、通常の幅（図１の右側のインク流路列の連
通口１５ａの幅）Ｌ_aよりも狭い幅Ｌ_bになっている。こ
れによって、インク流路８ｂ内部ではバック波の流速は
遅くても、幅の狭い連通口１５ｂが絞り部として作用す
ることによって、この連通口１５ｂを通過する際にバッ
ク波の流速が速くなり、インク供給口３の内壁面１２付
近の気泡１１を押し上げるのに十分な勢いが得られ、気
泡１１がインク供給口３の内壁面１２に付着することを
防止でき、仮に付着したとしてもそれを剥がすことが可
能になる。

【００２７】具体的な例を挙げると、通常は、流速＝流
量／連通口１５の面積であり、流量と発泡圧が比例し、
発泡圧と電気熱変換素子１のサイズが比例するので、必
要な流速を得るためには、電気熱変換素子１のサイズの
小型化に伴って連通口１５の面積、すなわち流体抵抗突
起７の長手方向壁部１４とインク供給口３の内壁面１２
との間隙を小さくしなければならない。例えば、大型の
正方形の電気熱変換素子１ａの一辺が２６μｍで連通口
１５ａの幅Ｌ_a＝２５μｍで、インク供給口３の内壁面
１２の十分な気泡除去効果が得られる場合、小型の正方
形の電気熱変換素子１ｂの一辺が２２μｍであるとする
と、連通口１５ｂの幅Ｌ_bは、２５×｛（２２×２２）
／（２６×２６）｝＝１８μｍにしなければならない。

【００２８】［第２の実施形態］次に本発明のインクジ
ェット記録ヘッドの第２の実施形態について、図２を参
照して説明する。第１の実施形態と同一の部分には同一
の符号を付与し、説明を省略する。

【００２９】本実施形態では、流路抵抗突起１７の長手
方向壁部１８が、平面形状がくし歯状になるように形成
されている。具体的には、図２（ｂ）に示すように、く
し歯状の長手方向壁部１８の凸部１８ａがインク流路８
に対向する位置にあり、第１の実施形態と同様に連通口
１５の幅が調整され、小型の電気熱変換素子１ｂが配置
されているインク流路８ｂにおいてこの連通口１５ｂを
狭くすることによって、バック波の流速を高めインク供
給口３の内壁面１２の気泡除去効果を得ている。そし
て、隣り合うインク流路８間の隔壁１６に対向する位置
には、くし歯状の長手方向壁部１７の凹部１８ｂが位置
しており、この位置においては、流体抵抗突起７の長手
方向壁部１８とインク供給口３の内壁面１２との間隙が
比較的大きくなっている。それ以外の構成は第１の実施
形態と同じである。

【００３０】この構成によると、連通口１５の幅が狭く
なることによってインク供給口３からインク流路８への
インクのリフィルの効率が悪くなることを防ぎ、凹部１
８ｂの位置において十分な量のインクがインク供給口３
からインク流路８へ流れるようになっている。なお、隣
り合うインク流路８間の隔壁１６の部分には気泡１１が
付着しにくいため、流体抵抗突起１７の長手方向壁部１
８とインク供給口３の内壁面１２との間隙が比較的大き
くても問題にならない。従って、本実施形態では、凸部
１８ａにおいて第１の実施形態と同様な気泡除去効果を
保ちつつ、凹部１８ｂにおいてリフィル効率向上を達成
することができる。

【００３１】［第３の実施形態］次に本発明のインクジ
ェット記録ヘッドの第３の実施形態について、図３を参
照して説明する。第１，２の実施形態と同一の部分には
同一の符号を付与し、説明を省略する。

【００３２】本実施形態では、第２の実施形態と同様
に、流路抵抗突起１９の長手方向壁部２０が、平面形状
がくし歯状になるように形成され、さらにこのくし歯状
の凸部２０ａおよび凹部２０ｂの角部の形状が、滑らか
な曲線によって形成されている。そして、第２の実施形
態と同様に、くし歯状の長手方向壁部２０の凸部２０ａ
がインク流路８に対向する位置にあり、凹部２０ｂが、
隣り合うインク流路８間の隔壁１６に対向する位置にあ
る。従って、凸部２０ａにおいて気泡除去効果を保ちつ
つ、凹部２０ｂにおいてリフィル効率向上を達成するこ
とができる。その上、本実施形態では、凸部２０ａおよ
び凹部２０ｂの角部の形状が滑らかな曲線になっている
ので、流体力学的な抵抗が小さくなり、リフィル効率の
向上に寄与する。なお、その他の構成は第２の実施形態
と同じである。

【００３３】［第４の実施形態］次に本発明のインクジ
ェット記録ヘッドの第４の実施形態について、図４を参
照して説明する。第１〜３の実施形態と同一の部分には
同一の符号を付与し、説明を省略する。

【００３４】本実施形態では、基板４のインク供給口３
の外側に、板厚方向に垂直に貫通してインク流路８に連
通する小径の複数の補助穴２１が設けられている。この
補助穴２１は、気泡１１は通過しにくくインクは自由に
通過できる大きさであり、主にインク供給口３から各イ
ンク流路８へのインクのリフィルに利用され、バック波
の影響をあまり受けずに良好なリフィル効率が得られ
る。この構成では、バック波が補助穴２１を通ってイン
ク供給口３内に若干逆流してしまうが、インク流路８と
補助穴２１とは垂直であるため、大部分のバック波は補
助穴２１に流入することなく、流路抵抗突起７の長手方
向壁部１４にぶつかってそこで進路変更して図４（ａ）
上方（インク供給口３方向）に向かい、インク供給口３
の内壁面１２の気泡除去効果に寄与する。さらに、この
構成では、インク供給口３の内壁面１２に複数の補助穴
２１があいているので、気泡１１が付着可能な面積が小
さいため、バック波の速度にかかわらず気泡１１の付着
が抑制されるという利点もある。なお、その他の構成は
第１の実施形態と同じである。

【００３５】［第５の実施形態］次に本発明のインクジ
ェット記録ヘッドの第５の実施形態について、図５を参
照して説明する。第１〜４の実施形態と同一の部分には
同一の符号を付与し、説明を省略する。

【００３６】本実施形態では、流路抵抗突起２２の長手
方向壁部２３の側面形状が、インク供給口３の内壁面１
２と平行になっている。基板４はシリコンからなり、イ
ンク供給口３は異方性エッチングにより吐出口プレート
５側に向かって先細に形成されており、インク供給口３
の内壁面１２は斜面状になっている。そして流路抵抗突
起２２の長手方向壁部２３もインク供給口３の内壁面１
２に平行な斜面になっている。この構成では、バック波
が、気泡１１が付着するおそれのあるインク供給口３の
内壁面１２に沿って進行し易くなるので、インク供給口
３の内壁面１２の気泡除去効果がさらに向上する。な
お、その他の構成は第１の実施形態と同じである。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電気熱変換素子の小型化などの要因によりバック波が弱
くなったインクジェット記録ヘッドにおいても、内部に
残った気泡がインク滴吐出に与える悪影響を緩和させ、
安定したインク滴の吐出が可能になり、信頼性が向上す
る。また、ヘッドの回復処置を頻繁に行う必要がなくな
るため、スループットの向上やインク消費量の低減とい
った効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明のインクジェット記録ヘッドの
第１の実施形態の要部を示すＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は
その一部を省略した平面図である。

【図２】（ａ）は本発明のインクジェット記録ヘッドの
第２の実施形態の要部を示すＢ−Ｂ線断面図、（ｂ）は
その一部を省略した平面図である。

【図３】（ａ）は本発明のインクジェット記録ヘッドの
第３の実施形態の要部を示すＣ−Ｃ線断面図、（ｂ）は
その一部を省略した平面図である。

【図４】（ａ）は本発明のインクジェット記録ヘッドの
第４の実施形態の要部を示すＤ−Ｄ線断面図、（ｂ）は
その一部を省略した平面図である。

【図５】（ａ）は本発明のインクジェット記録ヘッドの
第５の実施形態の要部を示すＥ−Ｅ線断面図、（ｂ）は
その一部を省略した平面図である。

【図６】（ａ）は従来のインクジェット記録ヘッドの一
例の要部を示すＦ−Ｆ線断面図、（ｂ）はその一部を省
略した平面図である。

【符号の説明】

１ 電気熱変換素子 １ａ 大型の電気熱変換素子 １ｂ 小型の電気熱変換素子 ２ 吐出口 ２ａ 大径の吐出口 ２ｂ 小径の吐出口 ３ インク供給口 ４ 基板 ５ 吐出口プレート ６ 被覆樹脂層 ７，１７，１９，２２ 流体抵抗突起 ８ インク流路 ８ａ インク吐出量が大きいインク流路 ８ｂ インク吐出量が小さいインク流路 ９ 支持部材 １０ インク滴 １０ａ 大きなインク滴 １０ｂ 小さなインク滴 １１ 気泡 １２ 内壁面 １３ ノズルフィルタ １４，１８，２０，２３ 長手方向壁部 １５ 連通口 １５ａ 幅の広い連通口 １５ｂ 幅の狭い連通口 １６ 隔壁 １８ａ，２０ａ 凸部 １８ｂ，２０ｂ 凹部 ２１ 補助穴

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のインク吐出口が設けられている吐
   出口プレートと、前記吐出口プレートに接合される基板
   と、前記吐出口プレートと前記基板の間に形成されて複
   数の列状に並んでいる、前記複数のインク吐出口にそれ
   ぞれ連通する複数のインク流路と、前記基板上に配置さ
   れて前記複数のインク流路内にそれぞれ位置する、イン
   ク滴を吐出するためのエネルギーを発生する複数の電気
   熱変換素子と、前記基板に設けられ、前記インク流路の
   配列方向に沿って延びて前記複数のインク流路とそれぞ
   れ連通する長穴状のインク供給口とを有するインクジェ
   ット記録ヘッドにおいて、 前記吐出口プレートの、前記インク供給口に対向する位
   置に、前記インク流路の配列方向に沿って延びる流体抵
   抗突起が設けられており、前記流体抵抗突起の長手方向
   壁部と前記インク供給口の内壁面との間隙が、前記イン
   ク供給口と前記インク流路の間のインクの流通を許容す
   る連通口になっており、 インク吐出時に前記インク吐出口に向かって逆流するイ
   ンク量の総和が小さいインク流路列に対応する前記連通
   口は、前記インク吐出口に向かって逆流するインク量の
   総和が大きいインク流路列に対応する前記連通口よりも
   幅が狭い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】 前記インク吐出口に向かって逆流するイ
   ンク量の総和が小さい前記インク流路列は、インク吐出
   量が小さい前記インク流路の列であり、前記インク吐出
   口に向かって逆流するインク量の総和が大きい前記イン
   ク流路列は、インク吐出量が大きい前記インク流路の列
   である、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
3. 【請求項３】 前記インク吐出口に向かって逆流するイ
   ンク量の総和が小さい前記インク流路列では、前記イン
   ク流路内を前記連通口へ向かうインクの流速が、前記イ
   ンク吐出口に向かって逆流するインク量の総和が大きい
   前記インク流路列よりも遅い、請求項１または２に記載
   のインクジェット記録ヘッド。
4. 【請求項４】 前記流体抵抗突起の前記長手方向壁部
   が、平面形状がくし歯状になるように形成されており、
   前記インク流路と対向する位置に前記くし歯状の長手方
   向壁部の凸部が配置されて前記インク供給口の前記内壁
   面との間隙が狭くなっており、前記インク流路と対向し
   ない位置に前記くし歯状の長手方向壁部の凹部が配置さ
   れて前記インク供給口の前記内壁面との間隙が広くなっ
   ている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジ
   ェット記録ヘッド。
5. 【請求項５】 前記長手方向壁部のくし歯状の前記凸部
   および前記凹部の角部の形状が、滑らかな曲線になって
   いる、請求項４に記載のインクジェット記録ヘッド。
6. 【請求項６】 前記インク供給口の外側に、前記基板を
   板厚方向に対して垂直に貫通して前記インク流路に連通
   する複数の補助穴が設けられている、請求項１〜３のい
   ずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド。
7. 【請求項７】 前記流路抵抗突起の前記長手方向壁部の
   側面形状が、前記インク供給口の前記内壁面と平行であ
   る、請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェッ
   ト記録ヘッド。
8. 【請求項８】 前記基板はシリコンからなり、前記イン
   ク供給口は異方性エッチングにより前記吐出口プレート
   側に向かって先細に形成されている、請求項７に記載の
   インクジェット記録ヘッド。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれか１項に記載のイ
   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。