JP2010149382A - 流路部材、流路部材の作製方法、インクジェット記録ヘッド用構造体、およびインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インク等の汚染が少ない、比較的安定したインク滴を吐出させることができる。
【解決手段】 第１主面から第２主面にかけて貫通する、前記第１主面の側の開口の径に対して前記第２主面の側の開口の径がより大きい流路を有する流路部材であって、前記第１主面を外表面の一部に有する、セラミックスからなる第１基板と、前記第１基板と接合された、前記第２主面を外表面の一部に有する、セラミックスからなる第２基板と、を有して構成され、前記第１基板および前記第２基板は少なくともいずれか一方がＳｉ成分を含み、前記第１基板と前記第２基板とが、前記第１基板または前記第２基板に含まれる前記Ｓｉ成分と同様のＳｉ成分を主成分とする中間層を介して接合されていることを特徴とする流路部材。
【選択図】 図１

Description

本発明は、流路部材、流路部材の作製方法、インクジェット記録ヘッド用構造体、およびインクジェット記録装置に関するものである。

従来、記録紙に文字や画像を印刷する手段として、例えばインクジェット方式の記録装置が用いられている。近年、画像出力の高精度化とともに、印字密度の高密度化が求められるようになっている。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には、インク滴を記録紙に向けて吐出、飛翔させる加圧機構として、発熱抵抗体の発する熱エネルギーを利用したものや、圧電素子の変形を利用したもの、さらには電磁波の照射に伴って発生する熱を利用したもの等がある。インクジェット記録ヘッドは、一般的に、インクタンクから加圧機構へとインクを導く流路部材を備えて構成されている。

図１１は、下記特許文献１に記載の流路部材１０１の平面図、図１２（ａ）は図１１のＢ−Ｂ１線における断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ部の拡大断面図である。開口７０の長手方向の両端には、流路部材１０１の主面に垂直な端面６４、それに連続して傾斜部５６がつづき、小穴５４につながっている。小穴５４より注入されたインクは、流路５７を通り開口７０から吐出する構造となっている。
特開２００３−１７５６０７号公報

例えば特開２００３−１７５６０７号公報に記載されているような流路部材を作製する場合、まず、セラミック原料粉末をプレス成形して、流路部材に対応する形状の成形体を得る。例えば、セラミック原料粉末を粉末プレス成形して、特許文献１に記載されているような流路部材１０１を作製した場合、小穴近傍部５１の生密度は比較的大きくなるが、コーナー近傍部５０の生密度は成形圧が傾斜部５６で分散してしまうため比較的小さくなる場合があった。このような生密度のばらつきが成形体中に生じた場合、成形体を焼成した後に得られる流路部材１０１の流路部１０５の寸法精度が、比較的低くなる場合があった。本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものである。

上記に鑑みて、本発明は、第１主面から第２主面にかけて貫通する、前記第１主面の側の開口の径に対して前記第２主面の側の開口の径がより大きい流路を有する流路部材であって、前記第１主面を外表面の一部に有する、セラミックスからなる第１基板と、前記第１基板と接合された、前記第２主面を外表面の一部に有する、セラミックスからなる第２基板と、を有して構成され、前記第１基板および前記第２基板は少なくともいずれか一方がＳｉ成分を含み、前記第１基板と前記第２基板とが、前記第１基板または前記第２基板から溶出した前記Ｓｉを主成分とする中間層を介して接合されていることを特徴とする流路部材を提供する。

また、上記流路部材の作製方法であって、前記第１基板と前記第２基板と、の少なくともいずれか一方における一主面をＯＨ基を有する液体で親水化処理し、前記第１基板と前記第２基板とを、前記親水化処理した前記一主面を介して接合した後、１０００℃〜１８００℃で熱処理を行うことにより接合することを特徴とする、流路部材の作製方法を併せて提供する。

また、上記流路部材と、前記流路部材の前記第２の主面の側に配置される、前記流路部材を介して供給されたインクを加圧するように構成された加圧機構と、加圧されたインクが吐出されるように構成されたインク吐出口と、を備えたインクジェットヘッド構造体を、併せて提供する。

本発明の流路部材は、比較的高い寸法精度の流路を有する。本発明の流路部材によれば、インク等の汚染が少ないインクジェットヘッド構造体を得ることができる。また、比較的安定してインク滴を吐出させることができる。

図１は、本発明の一実施形態のセラミック製の流路部材の平面図である。図２は図１の流路部材のＡ−Ａ１線における断面図である。

本実施形態の流路部材１は、矩形板状などの板状体である。流路部材１には、第１の主面２２の側に入口開口１３が設けられており、この入口開口１３から第２の主面２４に設けられた長尺の出口開口２７まで通じる流路１０が形成されている。

流路部材１は、第１の主面２２を外表面の一部に含む第１セラミックス基板１Ａと、第２の主面２４を外表面の一部に含む第２セラミックス基板１Ｂと、を備えて構成されている。第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂはいずれも、アルミナセラミックスからなり、Ｓｉを０．０１質量％以上含んでいる。

第１セラミックス基板１Ａおよび第２セラミックス基板１Ｂは、それぞれ貫通孔を備えており、各基板の貫通孔が連通されて流路１０が形成されている。第１セラミックス基板１Ａに設けられた貫通孔１０Ａは、第１の主面２２の側から第２の主面２４の側まで、径の大きさは略同一とされている。同様に、第２セラミックス基板１Ｂにおいても、第２セラミックス基板１Ｂに設けられた貫通孔１０Ｂは、第１の主面２２の側から第２の主面２４の側まで、径の大きさは略同一とされている。特に第２の主面２４において、貫通孔１０Ｂの長さ（図１に１８にて示す）は、貫通孔１０Ｂの幅に比べて長い長尺形状とされている。すなわち、第１セラミックス基板１Ａおよび第２セラミックス基板１Ｂの各々において、貫通孔の内面は、主面に対して略垂直とされている。かかる形状を有する第１セラミックス基板１Ａおよび第２セラミックス基板２Ｂは、例えば主面の側から圧力をかける一軸加圧成型法によって作製した場合でも、成型中の圧力分散が少なく、比較的高い形状精度で流路部材を作製することができる。

第１セラミックス基板１Ａに設けられた貫通孔１０Ａに比べ、第２セラミックス基板２Ａに設けられた貫通孔１０Ｂの径はより大きい。すなわち、流路１０の第１の主面２２の側の入口開口１３の径に対して、流路１０の第２主面２４の側の出口開口２７の径は、より大きくされている。また、第１セラミックス基板１Ａの、第２セラミックス基板１Ｂと対向する側の主面３２の一部は、出口開口２７から露出している。出口開口２７から露出しているとは、第２の主面２４に略垂直な方向から平面視した際、出口開口２７から主面３２が視認される状態をいう。本実施形態においては、出口開口２７の径とは、出口開口２７の長手方向に沿った径をいう。なお、出口開口２７の短手方向に沿った径が、この短手方向に沿った入口開口１３の径よりも小さくてもよい。

流路１０は、１つの流路部材１に複数設けられており、各流路１０は隔壁１１によって分離されている。

図３は、流路部材１の断面のうち、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂとの接合部近傍を拡大して示す図である。流路部材１は、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂとが、Ｓｉ化合物を主成分とする２００ｎｍ以下の中間層２６を介して接合されている。かかる中間層２６は、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂとの少なくともいずれかに含まれるＳｉ成分が熱処理により溶出して形成されたものである。

ここで、図３に示す破線は、第１セラミックス基板１Ａおよび第１セラミックス基板１Ｂ中のＳｉ濃度の分布を示しており、第１セラミックス基板１Ａおよび第１セラミックス基板１ＢがＳｉ成分を含む場合、第１セラミックス基板１ＡのＳｉ濃度の少ない部分をα、第１セラミックス基板１Ｂ中のＳｉ濃度の少ない部分をβとして示す。

本実施形態の流路部材１は、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂおよび中間層２６を積層した構造であるが、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂとの接合面近傍の部分では、Ｓｉ濃度が接合面に向かって減少することにより、見かけ上、第１セラミックス基板１Ａと中間層２６、および第２セラミックス基板１Ｂと中間層２６との間にさらに別の層（α、β）が形成されることになる。

このα、β層は、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１ＢよりＳｉ成分が接合面に溶出した部分であり、流路部材１の全体としては、Ｓｉ濃度が高い内部、濃度が低い接合面近傍、濃度が高い接合面と、段階的にＳｉ濃度が変化するため、第１セラミックス基板１Ａと中間層２６との熱膨張の差、第２セラミックス基板１Ｂと中間層２６との熱膨張の差を小さくして熱応力の発生を緩和する。したがって、流路部材１の接合強度を向上させるとともに、割れやクラックが抑制される。

流路部材１においては、第１セラミックス基板１Ａまたは第２セラミックス基板１ＢのＳｉ濃度が接合面に向かって減少していることが好ましい。

図４（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ第１セラミックス基板１Ａ及び第２セラミックス基板１Ｂがいずれもアルミナ質セラミックスからなる場合の図１に示すＡ、Ｂ、Ｃ点に相当する位置の組成分析の結果を示すグラフである。組成分析は、接合面を透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察した後、ＥＤＳ分析により元素の定性分析を行った。図２から明らかなように、第１セラミックス基板１Ａの内部であるＡ点に対して中間層２６の近傍のＢ点のＳｉ濃度が減少していることがわかる。

第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂとの間に位置する中間層２６は、その厚みが２００ｎｍ以下であることが好ましい。本実施形態の流路部材１は、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂとに含まれるＳｉ成分の溶出により接合されており、別に準備した接着剤を用いないことから、中間層２６は厚みが２００ｎｍ以下と比較的薄く均一とされている。また、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂとの接合強度を比較的高くするには、中間層２６の厚みは１０ｎｍ以上であるのが好ましい。前記厚みが１０ｎｍより薄いと、接合強度が低下するおそれがある。

さらに、中間層２６は、Ｓｉ成分の他に酸素原子を含むことが好ましい。酸素原子を含むことにより、Ｓｉ成分の粘性を低くすることができるとともに、接合強度を高めることができる。また、中間層２６の厚み精度を高めることができ、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂとの平行度を良好なものにすることができる。

また、本実施形態において、中間層２６の成分は溶融ガラスであり、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂとの隙間（原子レベルでの空間）を無くすことが可能となり、高いレベルの強度を保持している。また、中間層２６の存在により、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂとの接合部での優れた熱的特性（高温環境下での使用）を有することができる。

なお、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂは、アルミナ質セラミックスからなることに限定されない。Ｓｉ成分を含むセラミックスからなる、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂとは、Ｓｉ成分を含む多結晶セラミックスおよび単結晶セラミックスから選択され、前記多結晶セラミックスとしては、例えばアルミナ、フォルステライト、ステアタイト、コージライトまたはジルコニア等を主成分とするＳｉ成分を含むセラミックスがあげられる。特にアルミナ質セラミックス等、主成分（５０質量％以上含有する）が酸化物である多結晶セラミックスでは、接合強度の高い複合流路部材１を得ることができる。

また、主成分が非酸化物である場合、接合する前に最表面を酸化させた第一の接合体１を用いると接合強度を高めることができる。さらに、第一の接合体１がＳｉ成分を含む単結晶セラミックスとしては、例えば水晶、ランガサイト（Ｌａ_３Ｇａ_５ＳｉＯ_１４）、珪酸ビスマス（Ｂｉ_１４Ｓｉ_３Ｏ_１２）、エメラルド（Ｂｅ_３Ａｌ_２Ｓｉ_６Ｏ_１８）などが挙げられる。前記Ｓｉ成分としては、例えばＳｉＯ_２等が挙げられ、前記Ｓｉ化合物としては
、例えば３Ａｌ_２Ｏ_３・２ＳｉＯ_２等が挙げられる。

第１セラミックス基板１Ａ中に含まれるＳｉ成分の濃度としては、０．０１重量％以上であることが好ましい。濃度が０．０１重量％未満であると、接合時の熱処理に第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂの接合界面に溶出するＳｉ成分の量が不足し、複合セラミック体１０の接合強度が低下するからである。また、前記Ｓｉ成分の濃度は、５重量％以下であるのが好ましい。５重量％を超えると、必要以上にＳｉ成分を含有することになるので、好ましくない。

第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂが多結晶セラミックスの場合、Ｓｉ成分は多結晶セラミックス中の粒界層に存在することが望ましい。粒界層に存在していることより、接合時の熱処理に第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂの接合界面に溶出しやすく、より接合強度の高い中間層２６として作用させることができる。また、そのＳｉ成分は、酸化物、炭化物、硼化物、窒化物のいずれかもしくはそれらの複合物であり、第１セラミックス基板１Ａおよび第２セラミックス基板１Ｂには、Ｓｉ成分が少なくとも一種含まれ、さらにガラス質であることが望ましい。

なお、Ｓｉ成分以外の成分としては、特に限定されないが、Ｓｉ成分がガラス質である場合、その融点を下げる元素およびその化合物であることが好ましい。ガラス質の融点を下げることにより、接合時の熱処理温度を低く設定することができ、その結果、流路部材１への残留応力を緩和することができる。また、Ｓｉ成分の粘性を下げる元素及びその化合物であることも好ましい。Ｓｉ成分の粘性が下がることにより、熱処理時に第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂの接合界面にＳｉ成分が溶出し易くなり、中間層２６の形成を容易にするとともに、熱処理時間を短縮することができる。したがって、Ｓｉ成分以外の成分としては、マグネシウム化合物、カルシウム化合物、ナトリウム化合物、カリウム化合物、硼素化合物、鉛化合物およびこれらの化合物などが含有してもよい。

第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂのいずれか一方については、Ｓｉ成分が必ずしも含まれる必要はないが、接合強度を高める目的で、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂの双方はＳｉ成分を含むセラミックスからなることが好ましい。これにより、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂの双方からＳｉ成分が溶出し、Ｓｉ化合物が接合面に十分な量で介在するので、より接合強度の高い流路部材１を得ることができる。

第１セラミックス基板１Ａ、第２セラミックス基板１Ｂにそれぞれ含まれるＳｉ成分の濃度としては、０．００５重量％以上であれば、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂの両者からＳｉ成分が溶出するため、十分に接合することができる。また、この場合の各Ｓｉ成分の濃度は、５重量％以下であるのが好ましい。

第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂは、緻密質もしくは多孔質のいずれであってもよいが、高強度で接合面積が高いという点で緻密質であることが好ましく、形状としては、特に限定されるものではなく、例えば板状、ブロック状などが挙げられる。

次に、本実施形態の一実施形態の流路部材１の作製方法について説明する。まず、アルミナセラミックスの原料粉体をプレス成形した後焼成し、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂそれぞれを作製する。プレス成型の際、金型の表面粗さを、算術平均粗さ（Ｒａ）で例えば０．０５以下とし、例えば６０〜１００ＭＰａの成形圧力で一軸加圧成形する。このプレス成形により、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂに対応した形状の成形体を得る。この後、この成形体を、例えば１５００〜１８００℃の温度で焼成して、それぞれ異なる径の貫通孔を有する、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂとを形成する。

各々異なる径の貫通孔を有する、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂとを、それぞれプレス成型によって作製するので、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂとを比較的高い形状精度で形成することができる。

一方、例えば図１１に示すような、従来の流路部材に対応する金型でプレス成形した場合、プレス成形の際、流路の斜面部分における圧力の分散によって、原料粉体を構成するセラミック粒子が比較的自由に移動し易い。この場合、成形体におけるセラミック粒子の密度は、比較的大きくばらついたものとなり易い。セラミック粒子の密度がばらついた状態の成形体を焼成した場合、焼成時、この密度のばらつきに応じた変形が比較的起こり易い。この場合、焼成後の流路部材の形状は、金型に対応する形状に対し比較的大きく相違したものとなる。これに対し、本実施形態では、主面に対して略垂直な内面を有する貫通孔を備えるセラミックス基板をプレス成型によって作製しており、プレス成形によって得られる成形体は、セラミック粒子の密度のばらつきが比較的小さい。また、本実施形態では、成型体におけるセラミック粒子の密度を比較的高くすることができる。本実施形態の流路部材１は、例えば流路１０内面の開気孔が比較的少なく、インク等の薬液に対する耐食性も比較的高い。また、各流路１０を分離する隔壁１１は比較的幅も小さく、流路部材１の焼成時において、生密度の分布に応じて変形が比較的生じやすい。しかし、流路部材１では、比較的厚さの薄い第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂとを、それぞれプレス成型によって作製するので、この隔壁１１や、流路１０の開口２７も比較的高い寸法精度で形成されている。

本実施形態では、金型形状に比較的高精度に対応した形状を有する、比較的薄い複数のセラミックス基板を作製し、これらを接合し、第１主面２２から第２主面２４にかけて貫通する、第１主面２２の側の入口開口１３の径に対して第２主面２４の側の出口開口２７の径がより大きい流路１０を比較的高い形状精度で形成する。

次に、作製した第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂとを、以下のように接合する。図５（ａ）、（ｂ）は、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂとの接合部近傍を示す拡大模式図である。

まず、第１セラミックス基板１Ａおよび第２セラミックス基板１Ｂの接合に先がけ、第１セラミックス基板１Ａおよび第２セラミックス基板１Ｂそれぞれの少なくとも一方主面について、表面粗さＲａで０．０５μｍ以下となるような鏡面研磨加工を行う。鏡面研磨された面は、主成分であるアルミナ粒子３４がむき出しであり、その周りをＳｉを主成分とする粒界ガラス層３５が取り囲んだ状態になっている。

この状態の面同士を向き合わせて、図５（ａ）に示すように、機械的に密着させた状態
とした後、高温で熱処理を行う。熱処理を行う前の機械的に密着させた状態では、中間層２６近傍に存在するＳｉの濃度は、第１セラミックス基板１Ａおよび第２セラミックス基板１Ｂの内部と比較して低い。

この状態で１０００℃〜１８００℃の高温で熱処理を行うと、フィックの第二法則により、アルミナセラミックスからなる第１セラミックス基板１Ａ、および第２セラミックス基板１Ｂ、のそれぞれの接合面３１近傍の粒界ガラス層３５の成分が、第１セラミックス基板１Ａ、第２セラミックス基板１Ｂの接合面に拡散移動し、図５（ｂ）に示すように、中間層２６が形成される。このようにして、Ｓｉ成分が溶出してＳｉ化合物を主成分とする中間層２６が形成され、この中間層２６によって接合時の熱応力が緩和され、第１セラミックス基板１Ａおよび第２セラミックス基板１Ｂの、中間層２６近傍に発生する割れ、クラックを抑制することができる。

このようにして中間層２６が形成されるので、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂとの間の中間層が実質的に観察されず、目視的には接合界面のない流路部材１を得ることができる。なお、上述の中間層２６の厚み、接合界面は透過電子顕微鏡で観察することで確認することができる。

このようにして製造された流路部材１は、流路１が比較的高い形状精度で形成されており、インク等の流体を、入口開口１３から出口開口２７に向けて比較的効率よく流すことができる。

また、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂとが、接着剤等の余分な接合部材を介さず接合されており、インク等の薬液を流路１０に流した場合も、これら薬液の接合部材等かたの汚染が抑制される。

また、接合に先がけて、第１セラミックス基板１Ａの、第２セラミックス基板１Ｂの側の主面が鏡面研磨されており、アルミナ質セラミックスからなる第１セラミックス基板１Ａの撥水性が比較的高くされており、流路１０内面に、インク等で発生した気泡が比較的付着し難い。

なお、鏡面研磨に先がけて、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂと、の少なくともいずれか一方における一主面をＯＨ基を有する液体で親水化処理し、第１セラミックス基板１Ａと第２セラミックス基板１Ｂとを、親水化処理した一主面を介して接合した後１０００℃〜１８００℃で熱処理を行ってもよい。かかる処理によって、接合強度を比較的高くすることができる。

図６（ａ）は本発明の一実施形態のインクジェットヘッド構造体４を示す分解斜視図、図６（ｂ）は（ａ）の一部を拡大した部分拡大斜視図である。また、図７は、インクジェットヘッド構造体４の部分拡大図である。また、図８（ａ）は、図７に示すインクジェットヘッド構造体４のＸ−Ｘ線断面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の一部を拡大して示している。

本実施形態のインクジェットヘッド構造体４は、流路部材１と、ノズル板３と、加圧機構９と、を有して構成されている。

ここで加圧機構９は、記録素子基板２に発熱抵抗体７が設けられて構成されている。記録素子基板２は、例えばシリコン基板に、一方向に沿って長い貫通溝１７が設けられて構成されている。加圧機構９では、この貫通溝１７の両側に、複数個の発熱抵抗体７が所定の間隔で並設されている。各発熱抵抗体７は、図示しない配線および電極と接続されて、外部から印加される電気信号に応じて発熱する。

ノズル板３は、複数のインク吐出口６が設けられている。流路部材１に設けられた流路１０と記録素子基板２の貫通溝１７とは連通している。流路部材１の流路１０を通過したインクＩが加圧機構９の発熱抵抗体７の表面まで流れる。また、ノズル板３の複数のインク吐出口６が、加圧機構９の各発熱抵抗体７と対向するように、ノズル板３と加圧機構９とが配置されている。

図８（ｂ）では、インク滴の吐出動作時における、インクＩの動きを併せて示している。インクジェットヘッド構造体４では、記録素子基板２の貫通溝１７を通り、加圧機構９の発熱抵抗体７の表面部分を覆うようにインクＩが供給される。この状態で、発熱抵抗体７を発熱させると、発熱抵抗体７表面でインクＩが気化して気泡が生じる。インクジェットヘッド構造体４では、この気泡によってインクＩが加圧され、インク吐出口６からインク滴Ｉ´が吐出される。

本実施形態に係るインクジェットヘッド構造体４は、例えば、プリンタ、複写機、通信システムを有するファクシミリ、プリンタ部を有するワードプロセッサ等の装置、さらには各種処理装置と複合的に組み合わせた記録装置に搭載することができる。

図９は、インクジェットヘッド構造体４を備えて構成されるインクジェットカートリッジ１１０について説明する概略斜視図である。

インクジェットカートリッジ１１０は、インクタンク部１０４とインクジェットヘッド構造体４とを備えている。インクタンク部１０４にはインクが貯留されており、インクタンク部１０４から、インクジェットヘッド構造体４が備える流路部材１にインクが流入される。インクジェットヘッド構造体４では、流路部材１の入口開口１３を通じて、流路部材１の流路１０にインクが流入する。

また、インクジェットカートリッジ１１０の表面には、外部から電気信号を供給するための端子１０３を有するテープ部材１０２が配置されている。テープ部材１０２の外部接続用の端子１０３から延在する配線（不図示）が、インクジェットヘッド構造体４の図示しない電極と接続されており、外部から印加された電気信号に応じて所望のインク吐出口６からインク滴が吐出される。

図１０は、図９に示すインクジェットカートリッジ１１０を備えて構成されたインクジェット記録装置６０の一実施形態の概略構成例を示すものである。

インクジェット記録装置６０には、ベルト２０１に固定されたキャリッジ２００が設けられており、キャリッジ２００は、ガイドシャフト２０２に沿って一方向（図中のＡ方向）に主走査される。キャリッジ２００上には、カートリッジ形態のインクジェットカートリッジ１１０が搭載されている。インクジェットカートリッジ１１０は、インク吐出口６が記録媒体としての用紙Ｐと対向して配置されている。インク吐出口６の配列方向は、キャリッジ２００の走査方向と異なる方向（例えば、用紙Ｐの搬送方向）とされている。なお、インクジェットカートリッジ１１０は、使用するインク色に対応した個数を設けることができ、図示の例では４色（例えばブラック、イエロー、マゼンタ、シアン）に対応して４個設けられている。また、インクジェット記録装置６０は、記録紙Ｐを搬送する、駆動ローラ等を有して構成された搬送機構２０４を備えている。搬送機構２０４は、記録紙Ｐを、キャリッジ２００の移動方向と直交する矢印Ｂ方向に間欠的に搬送する。

インクジェット記録装置６０では、インクジェットヘッド構造体４のインク吐出口６は、発熱抵抗体７よりも下側に配置されている。このため、インクジェットヘッド構造体４から吐出されたインク滴Ｉ´は、重力による液滴の軌跡の変化が比較的少なく、記録用紙Ｐの所望位置に比較的安定して吐着する。

本発明は上述した実施形態だけに限定されるものでなく、圧電素子の変形を利用したものや電磁波の照射に伴って発生する熱を利用したものでも良く、本発明の要旨を逸脱しない範囲で改良したものや変更したものにも適用できることは言う迄もない。

本発明の一実施形態の流路部材の平面図である。 図１に示す流路部材の断面図である。 図１に示す流路部材の部分拡大断面図である。 （ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、図１に示すＡ、Ｂ、Ｃ点に相当する位置の組成分析の結果を示すグラフである。 （ａ）、（ｂ）は、第１セラミックス基板と第２セラミックス基板との接合部近傍を示す拡大模式図である。 （ａ）は図１に示す流路部材を備えて構成されるインクジェットヘッド構造体の分解斜視図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大斜視図である。 図６の一部分を拡大して示す図である。 （ａ）は、図７に示すインクジェットヘッド構造体のＸ−Ｘ線断面図であり、（ｂ）は図８（ａ）の一部を拡大して示している。 インクジェットヘッド構造体を備えて構成されるインクジェットカートリッジの一実施形態について説明する概略斜視図である。 図９に示すインクジェットカートリッジを備えて構成されたインクジェット記録装置の一実施形態の概略構成例を示す。 従来の流路部材の一実施例の平面図である。 （ａ）は図１２に示す流路部材の断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大断面図である。

符号の説明

１，１０１ 流路部材
２，１０２ 記録素子基板
３，１０３ ノズル板
４，１０４ インクジェットヘッド構造体
５，４２，１０５ 流路部
６，１０６ インク吐出口
７，１０７ 発熱抵抗体
９ 加圧機構
１０，５７ 流路
２１ 貫通孔
１３，５４ 小穴
１８，１１８ 流路長さ
２２ 一主面
２４ 他主面
２６，５６ 傾斜部
２７，５７ 開口
３２ 平行部
３４ 壁面部

Claims (9)

1. 第１主面から第２主面にかけて貫通する、前記第１主面の側の開口の径に対して前記第２主面の側の開口の径がより大きい流路を有する流路部材であって、
   前記第１主面を外表面の一部に有する、セラミックスからなる第１基板と、
   前記第１基板と接合された、前記第２主面を外表面の一部に有する、セラミックスからなる第２基板と、を有して構成され、
   前記第１基板および前記第２基板は少なくともいずれか一方がＳｉ成分を含み、
   前記第１基板と前記第２基板とが、前記第１基板または前記第２基板に含まれる前記Ｓｉ成分と同様のＳｉ成分を主成分とする中間層を介して接合されていることを特徴とする流路部材。
2. 前記第１基板の前記第２基板と対向する側の面の一部が、前記第２主面の側の開口から露出していることを特徴とする請求項１記載の流路部材。
3. 前記第１基板の前記第２基板と対向する側の表面粗さはＲａ０．０２μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の流路部材。
4. 前記第１基板および前記第２基板は、いずれもアルミナ質セラミックスからなることを特徴する請求項１〜３のいずれかに記載の流路部材。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の流路部材の作製方法であって、
   前記第１基板と前記第２基板と、の少なくともいずれか一方における一主面をＯＨ基を有する液体で親水化処理し、
   前記第１基板と前記第２基板とを、前記親水化処理した前記一主面を介して接合した後
   １０００℃〜１８００℃で熱処理を行うことにより接合することを特徴とする、流路部材の作製方法。
6. 請求項１に記載の流路部材と、
   前記流路部材の前記第２の主面の側に配置される、前記流路部材を介して供給されたインクを加圧するように構成された加圧機構と、
   加圧されたインクが吐出されるように構成されたインク吐出口と、
   を備えたインクジェットヘッド構造体。
7. 前記加圧機構は、前記インクを加熱して気化させるように構成されたインク加熱手段を備えることを特徴とする請求項６記載のインクジェットヘッド構造体。
8. 前記第２の主面の側に配置された記録素子基板をさらに備え、
   前記インク吐出口は、前記記録素子基板に、一方向に沿って複数設けられており、
   前記一方向に沿った最端部の前記インク吐出口に対して、前記流路の前記平行部は、前記一方向に関してより外側に配置されていることを特徴とする請求項６記載のインクジェットヘッド構造体。
9. 請求項６記載のインクジェットヘッド構造体と、
   前記流路部材の前記流路に供給されるインクを収容するように構成されたインクタンクと、
   記録媒体を、前記インク吐出口と対向させて搬送するように構成された搬送機構と、
   を備えて構成されたインクジェット記録装置。

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