JP3257140B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、印字信号に応じてイン
ク滴を吐出して、記録紙等の記録媒体上にインク像を形
成するオンデマンド型インクジェット記録ヘッドを用い
た記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】紙等の記録媒体への高品質記録に対する
要求や期待の高まりに答える形で、記録密度の高い記録
装置が開発されてきている。

【０００３】この高密度化に伴ってインクジェット記録
装置も、高密度にノズルを列設する必要から、圧力室の
小型化と圧力室に配置された駆動素子の高効率化が進め
られている。

【０００４】また、高記録密度を達成したうえで、記録
速度を従来以上に確保する為に、ノズルとそれに対応す
る圧力室と駆動素子からなるインクジェット素子を複数
配設する技術、更に、各々のインクジェット素子の応答
周波数を高くする技術の開発が行なわれている。

【０００５】このようなインクジェット記録装置では、
複数のインクジェット素子の特性が一定であること、イ
ンクジェット素子が互いに干渉し合わないこと、そし
て、長い時間に渡って安定して動作することが求められ
ている。

【０００６】特開平３−２８４９４９号公報に開示され
ている、図１４に示すインクジェット記録装置では、複
数のインクジェット素子を高周波数で駆動したときのイ
ンクの粘性抵抗による共通インク室４での圧力損失を低
く抑えるために、共通インク室４はインク流路５の深さ
より深く形成されてる。また、共通インク室４に仕切り
板状の圧力波伝播防止部材を設けることで、インクジェ
ット素子相互の干渉を抑えることが可能となっている。

【０００７】米国特許第５０１７９４７号明細書に開示
されている、図１５に示すインクジェット記録装置で
は、感光性樹脂で形成した壁部材２０３Ａ、２０３Ｂの
上下を平板２０５，２１１で挟み込むようにしてインク
流路５と共通インク室４を形成している。この様な構成
にすることにより、高精度でありながら、生産性に優れ
たインクジェット記録装置が実現される。また、共通イ
ンク室４における圧力損失を低く抑えるため、本従来技
術ではインク貯留部からのインク供給路のインク連絡口
３３を複数設けている。

【０００８】また、微細な構造を持つ高密度インクジェ
ット記録装置内に滞留する気泡を速やかに排出させるた
めの従来技術として、特開平４−２３５０５７号公報に
開示されている、図１７に示すインクジェット記録装置
では、共通インク室４に各インク流路５毎にフィン２１
０を設ける事によって、共通インク室４のインク流れを
制御している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】高記録密度のインクジ
ェット記録装置では共通インク室を流れるインクの粘性
による圧力損失を小さくすることと、共通インク室に流
入した気泡を確実に排出させることが重要である。

【００１０】図１４に示す従来技術のように、十分に深
い共通インク室４では圧力損失は小さいが、インク流路
５の深さに比べ極端に深い共通インク室４は、インク流
れが小さいため気泡の排出性が悪い。製造技術的にも、
幅と深さの小さなインク流路とは別に加工する必要が生
じるため、複雑な加工工程や組み立て工程が必要とな
る。また、構造的にも、インク流路の上下の一方の基板
が厚くなければならず、例えば、インク流路に直角にノ
ズルを配置する場合ではヘッド構造を制約する。

【００１１】これとは逆に、インク流路の深さ程度の深
さを持つ共通インク室では、インク流れが大きいため気
泡の排出性は良いが、圧力損失が大きくなるため高周波
数で駆動した場合などで、インク滴が小さくなる等の問
題が生じる。この圧力損失を抑えるため、図１５に示す
従来技術のように複数のインク連絡口３３を設けると、
インク連絡口の間に流れの小さな領域が発生し気泡の排
出性を低下させる。また、インク供給路の配設が複雑と
なる。この問題は、特に複数のインク流路配列を持つイ
ンクジェット記録装置では重大である。

【００１２】更に、インク流路の数が増えた場合には、
図１６に示すようにインク流路並びの一方よりインクが
供給される。このとき、圧力損失を抑える目的で共通イ
ンク室４の奥行きＷを拡大しても、共通インク室の深さ
ＤがＷと比べ格段に小さいため、インク流れがインク流
路側（矢印Ｐの流れ）に集中し、奥の方の流れ（矢印Ｑ
の流れ）が発生せず、効果が無いばかりか、逆に共通イ
ンク室４の奥に気泡が滞留する問題が生じる。

【００１３】図１７に示す従来技術では、気泡の排出性
は向上するが、圧力損失が大きくなってしまう。

【００１４】そこで本発明の課題は、これらの問題点を
解決することで、その目的とするところは、共通インク
室の圧力損失すなわち流路抵抗を低く抑えることと、共
通インク室の気泡の排出性を高めることを両立させるこ
とにより、記録速度が速く、印字安定性の優れた高密度
のインクジェット記録装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、インクを吐出する吐出口と、この吐出口に
連通するインク流路と、このインク流路にインクを供給
する共通インク室と、この共通インク室にインク貯留部
からのインクを供給するインク連絡口と、インク流路に
設けられた圧力発生手段とを有し、圧力発生手段を駆動
して吐出口よりインク滴を吐出させるインクジェット記
録装置において、共通インク室には、複数の前記インク
流路の開口部を複数のインク流路群に分けるために開口
部近傍に仕切り部材が形成され、この仕切り部材はイン
ク連絡口の位置に対し遠方になるほど共通インク室への
張り出し長さが長く形成されていることを特徴とする。
また、インク流路が平行四辺形であり、共通インク室か
らインク流路に連通するインク流路の絞り部はインク流
路の平行四辺形の鋭角側の隅に形成されていることを特
徴とする。さらに、仕切り部材は、インク連絡口に対し
遠方になるほど配置間隔が広いことを特徴とする。

【００１６】また、インクを吐出する複数の吐出口が形
成されたノズル形成基板と、この吐出口に連通する複数
のインク流路、このインク流路にインクを供給する共通
インク室、及び、この共通インク室にインク貯留部から
のインクを供給するインク連絡口とが形成され、且つ、
ノズル形成基板と熱膨張率の異なる材質からなる流路形
成部材とを有し、インク流路に設けられた圧力発生手段
を駆動して吐出口よりインク滴を吐出させるインクジェ
ット記録装置において、共通インク室には、複数のイン
ク流路の開口部を複数のインク流路群に分けるために開
口部近傍に仕切り部材が形成され、この仕切り部材はイ
ンク連絡口の位置に対し遠方になるほど共通インク室へ
の張り出し長さが長く形成されていることを特徴とす
る。

【００１７】また、インクを吐出する吐出口と、この吐
出口に連通するインク流路と、このインク流路にインク
を供給する共通インク室と、この共通インク室にインク
貯留部からのインクを供給するインク連絡口と、前記イ
ンク流路に設けられた圧力発生手段とを有し、前記圧力
発生手段を駆動して前記吐出口よりインク滴を吐出させ
るインクジェット記録装置において、複数の前記インク
流路を複数のインク流路群に分ける仕切り部材は、各々
の前記インク流路内でのインクの流れが平均的になるよ
うに、前記インク流路の前記インク連絡口からの位置に
応じて、前記共通インク室内の複数の前記インク流路の
開口部近傍に形成されていることを特徴とする。

【００１８】

【作用】本発明の作用は、共通インク室において、イン
ク貯留部から各インク流路へのインク流れが共通インク
室内で平均的になるように整流することにより、流れの
弱い部分を無くし気泡排出性を高める。また、共通イン
ク室の奥まで流れが生じるため、等価的な流路抵抗が低
下し、圧力損失が抑えられる。

【００１９】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２０】図１に、本発明のインクジェット記録装置
の実施例の構成例を示す。ここで、１０１はインクジェ
ット記録ヘッド、１０２はこれを搭載して図中Ｓ方向に
走査するためのキャリッジである。キャリッジモータ１
０３の動力をタイミングベルト１０４でキャリッジ１０
２に伝達することにより、キャリッジ１０２はガイド軸
１０５に案内され摺動し、インクジェット記録ヘッド１
０１が記録媒体１１０に対して走査される。記録媒体１
１０はプラテンローラ１１１に巻付けられ、図示せぬ搬
送モータによるプラテンローラ１１１の回転で搬送され
る。記録媒体１１０への記録は、キャリッジ１０２の走
査に同期したインク滴の吐出と、記録媒体１１０の搬送
の組み合わせで行われる。インクジェト記録ヘッド１０
１へのインク供給は、インクジェット記録装置に固定さ
れたインク貯留部であるインクカートリッジ１１２か
ら、フレキシブルなチューブ１１３を介して行われる。
このとき、インク供給のための駆動力はインクの表面張
力で与えられるため、特別な装置は不要である。

【００２１】インクカートリッジの他の設置場所とし
て、キャリッジに搭載する事も可能である。図２に示す
ように、インクカートリッジ１１２はインクジェット記
録ヘッド１０１とステンレス管のインク供給針１１４で
着脱可能に接続され、キャリッジに搭載される。図１と
比較すると、図２の方式はインクカートリッジ１１２と
インクジェット記録ヘッド１０１の相対運動が無いた
め、接続が容易で、フレキシブルチューブ１１３の運動
によるインク吐出の不安定性が無い小型の記録装置が構
成できる反面、搭載出来るインクの重量が限られるため
１つのインクカートリッジでの記録量が少ない。

【００２２】次に、本発明のインクジェット記録ヘッド
の実施例を説明する。

【００２３】図３に示した実施例は、以降で説明する以
外の部分は実質的には米国特許第５０１７９４７号明細
書に記載された技術が適用出来る。支持基板２１１上に
形成された感光性樹脂からなる流路壁により、同一面内
にインク流路５と共通インク室４が形成されている。隔
壁２０３Ｂ，２０３Ｃで相互に区画され、圧力発生手段
として発熱抵抗体２２０が配置されたインク流路５は、
一端がインクの吐出口２として外部に開口しており、他
端は共通インク室４に連通している。図示していない外
部のインクカートリッジからのインク供給路は天板２０
５に開口するインク連絡口３３で共通インク室４に接続
し、この連絡口より共通インク室４を経て各インク流路
５にインクが供給される。隔壁２０３Ｃ，２０３Ｃは他
の隔壁２０３Ｂより長く共通インク室４に突出して形成
されており、これによりインク流路の開口部は３つの群
に仕切られている。

【００２４】インクジェット記録装置では、新しいイン
クをインクジェット記録ヘッド内に充填する場合、イン
クの蒸発等により劣化したインクをインクジェット記録
ヘッド外に除去する場合等に、インク吐出口よりインク
を吸引する。図１にはインクジェット記録ヘッド１０１
のインク吐出面に密着するキャップ手段１２０と、これ
と接続しインクを吸引するポンプ手段１２１とからなる
クリーニング手段が、記録媒体が装填される領域外に設
置されており、必要時にインクジェット記録ヘッド１０
１がクリーニング手段へ移動し、吐出口からのインクの
吸引排出が行われる。

【００２５】図３の共通インク室４に記した矢印は、ク
リーニング手段によるインク吸引時と、全数に近い流路
よりインクを吐出させた時のインク流れを示している。
この様に、仕切り部材により共通インク室４内のインク
流れが平均化され、広い共通インク室４が有効に利用さ
れ、実質的な流体抵抗が低下し、応答性の高いインクジ
ェット記録ヘッドが構成できた。また、共通インク室４
に入り込んだ気泡が少ないインク排出量で容易に排出す
ることが出来るため、無駄なインクの消費が抑えられ、
経済的で信頼性の高いインクジェット記録装置が構成で
きた。

【００２６】図４に示した本発明の実施例のインクジェ
ット記録ヘッドは、側壁部材２０３Ａの内側の共通イン
ク室４にあって、インク連絡口３３がインク流路並びの
一方に開口している。この様な構成は、非常に多くのイ
ンク流路に対して、比較的少ないインク連絡口からイン
クを供給する場合にも当てはまる。本実施例では、選択
された３つの隔壁２０３Ｃ１，２０３Ｃ２，２０３Ｃ３
に対して、共通インク室４側に仕切り部材として延長さ
せる長さをインク連絡口３３から遠方にある隔壁で長く
構成している。この様な構成にすることにより、共通イ
ンク室４に矢印で示したインク流れの通り、流れが均一
化され、図３で説明したのと同様な効果がより確実に発
揮される。また、本実施例では、天板２０５に積層され
た感光性樹脂層２０４の共通インク室４に対応する部分
の一部を除去してあり、共通インク室４の深さが、イン
ク流路５の深さより深く構成されており、共通インク室
４におけるインクの流体抵抗が可能な限り低く抑えられ
ている。

【００２７】以上の実施例では、圧力発生手段として発
熱抵抗素子を用いているが、圧電素子等を用いても同様
の効果が得られることは明らかである。

【００２８】次に、本発明の他の実施例を図５乃至図９
を用いて説明する。図５は、本発明のインクジェット記
録ヘッドの実施例の構成を示す斜視図であり、各部品を
分解し内部構造が見えるように示してある。図６は、図
５に示した実施例の部分断面図である。図５に示す本発
明の実施例は、機能で分けると、流路ユニットと圧力発
生素子ユニットで構成される。

【００２９】初めに流路ユニットを説明する。図５にお
いて、流路形成部材３には、後述する圧力室（インク流
路）を形成する細長い直線状のキャビティ５１が、列状
に等間隔で２列に形成されており、それぞれのキャビテ
ィの一端は、後述する共通インク室を形成する窓４１に
連通している。流路ユニットは、この流路形成部材３を
ノズル基板１と振動板７とで挟み込むようにしてできて
おり、前述の細長い直線状のキャビティ５１の部分に圧
力室５が、窓４１の部分には共通インク室４が形成され
る。ノズル基板１にはインク吐出口であるノズル２が、
キャビティ５１に対応して形成されており、従って、圧
力室５の一端はノズル２に連通している。

【００３０】次に圧力発生素子ユニットを説明する。イ
ンク滴吐出の駆動源となる圧力発生素子２２は、図５の
Ｘ方向に列状に配置されている。図６に示すように、圧
力発生素子２２は、素子固定基板２１から梁状に突き出
すように長手方向の端部の一面を素子固定基板２１に固
着された棒状の積層圧電素子２０からなる縦振動子で構
成されている。図６に示すように積層圧電素子は、梁状
部分で互い違いに交差する電極層２６、２７と圧電材料
（本実施例ではチタン酸ジルコン酸鉛を用いた）を積層
した活性部を有し、一方の電極層２７は各圧力発生素子
毎に個別の電極として、他方の電極層２６は圧力発生素
子に共通の電極として、図示していない外部の駆動回路
へリードフレーム２５を経て接続している。圧力発生素
子２２の配置は、一つの圧力発生素子２２が一つの圧力
室５に対応するように、圧力室５の間隔と同じに並べら
れる。図５に示す実施例では、２列の圧力室５に対応し
て圧力発生素子ユニットが２つ実装されている。

【００３１】流路ユニットと圧力発生素子ユニットは、
ヘッドフレーム１１によって相互に固定されている。ヘ
ッドフレーム１１には、インク供給管３１が圧入接着さ
れている。インクは図示していない外部のインクカート
リッジよりインク供給管３１と振動板７にあるインク連
絡口３３を経て、流路ユニットの共通インク室４、更に
圧力室５へと供給される。流路ユニットと圧力発生素子
ユニットの関係を図６を用いて説明する。各圧力室５の
壁を構成する振動板７の部分は弾性壁８として変形可能
であり、圧力室５と反対面に圧力室毎に形成されている
島状の脚部９を持つダイアフラムとなっている。梁状の
圧力発生素子２２の先端は、個々の圧力室の脚部９に接
合している。

【００３２】図示していない外部の駆動回路より、積層
圧電素子の個別電極２７と共通電極２６間に電圧が印加
されると、積層圧電素子の活性部は素子固定基板２１を
支点に長手方向に縮み、圧力室５の弾性壁８を下方にた
わませ、圧力室５の容積を拡大させる。圧力室５の容積
の拡大によって、インクが共通インク室４よりインク流
路の絞り部６を経て、圧力室５に供給される。引き続く
時間で個別電極２７と共通電極２６間の電圧印加が解除
されると、積層圧電素子の活性部は元の長さに伸び圧力
室５の容積を縮小させ、このとき発生する圧力によって
圧力室５を満たすインクの一部を圧力室５に連通するノ
ズル２よりインク滴として吐出させる。

【００３３】次に図７を用いて、本発明の圧力発生素子
ユニットを更に詳細に説明する。

【００３４】図７は、図５に示した実施例の圧力発生素
子ユニットを拡大した図である。素子固定基板２１は厚
さ１ｍｍのアルミナ基板あるいは快削セラミクスを加工
して作られている。梁状の突出部４２は圧力発生素子ユ
ニットとヘッドフレーム１１を位置決めするために設け
られている。列状に配置された積層圧電素子は、図６に
示すように、その積層電極の一方は積層圧電素子の梁状
先端で外部の電極に接続し、更に側面の電極２８に接続
している。また、積層電極の他方は積層圧電素子の素子
固定基板２１に固定されている方の先端で外部の電極に
接続し、電極２８と対向する側面に形成された電極２９
に接続している。積層圧電素子の素子固定基板２１との
接合面に設けられた電極２９は個々に積層圧電素子に設
けられた個別電極の電気接点として、積層圧電素子と素
子固定基板２１との接合と同時に、素子固定基板２１に
圧力発生素子２２の個々に対応して設けられた導電性パ
ターン２４ａへ電気的に接続される。積層圧電素子の他
方の面に設けられた電極２８は共通電極の電気接点とし
て、導電性部材２３で連結され、圧電振動子列の両端に
設けられたダミーの圧力発生素子を経て、素子固定基板
２１の導電性パターン２４ｂに接続している。リードフ
レーム２５の両側の端子は共通電極の端子として、内側
の端子はダミーの圧電素子を除く個々の積層圧電素子の
個別電極の端子として、外部の駆動回路に連結される。

【００３５】本実施例では、圧力室５は１４１μｍの間
隔で、即ち１インチ当り１８０ノズルの密度で列状に並
べられており、図５に示すように２列の圧力室によって
１インチ当り３６０ノズルの密度を有するインクジェッ
ト記録装置が構成されている。従って、圧力発生素子ユ
ニットの圧力発生素子２２のピッチも１４１μｍとなっ
ている。

【００３６】圧力発生素子の製造方法は、素子固定基板
２１から張り出すようにして板状の積層圧電素子を素子
固定基板に接着した後に、積層圧電素子をダイシングソ
ーを用いて１４１μｍのピッチの短冊状に切断して、個
々の圧力発生素子２２が形成される。切断の方法は、他
にワイヤソーを用いても良い。

【００３７】本実施例の圧力発生素子２２では、用いた
積層圧電素子は、積層方向の厚さが０．５ｍｍ乃至１ｍ
ｍで、素子固定基板から張り出している部分の長さが３
ｍｍ乃至６ｍｍである。１４１μｍのピッチで並べるた
めに、並び方向の積層圧電素子の厚さは８０μｍで、凡
そ６０μｍがダイシングソーによる切りしろになる。

【００３８】次に、本実施例の圧力室５の弾性壁を構成
する振動板７の構造を図８を用いて説明する。

【００３９】図８は、各圧力室５の弾性壁８を構成する
振動板７を、圧力発生素子２２側から見た部分斜視図で
ある。圧力発生素子２２は、圧電素子への電圧印加によ
り、振動板７に垂直に伸縮する。振動板７には、各々の
圧力室５の弾性壁となる部分の圧力室５の外側に、細長
く直線状の圧力室に沿うように、細長い島状の脚部９が
それぞれの圧力室毎に形成されている。逆に、島状の脚
部９の周囲は薄板部となっている。各パターンは、圧力
室５の配置に対応するように１４１μｍの間隔で等間隔
に列状に配置されている。

【００４０】圧力発生素子２２の伸縮に伴う圧力室５の
およその体積変形量は、弾性壁８の壁面に垂直方向の移
動により排除される容積で与えられる。このように高密
度で配置された圧力室５を変形させ、画素形成に必要な
インク量をノズル２よりインク滴として吐出させるため
に、本発明のインクジェット記録装置では、圧力室５を
細長く形成し、その一面を構成し圧力発生素子２２の伸
縮に応じて変形する弾性壁８の面積を広く確保してい
る。本実施例では、圧力室５の幅と高さは１００μｍ
で、弾性壁８の平均変形量はおよそ０．５μｍから１μ
ｍであり、圧力室５の長さを１．５ｍｍから２ｍｍ程度
とすることで、必要な圧力室変形量を得ている。本実施
例では、図６に示したように積層圧電素子を圧力発生素
子として用いており、駆動のための電圧は３０Ｖ以下と
なるように圧力発生素子２２と圧力室５等の形状を設定
した。本実施例のインクジェット記録装置では、脚部の
幅は３０μｍ乃至４０μｍで、弾性壁の中心軸に沿って
配置されている。圧力室の幅方向の脚部の両側に形成さ
れる弾性壁の薄板部の幅は、圧力室５の幅が１００μｍ
であるから、３０μｍ乃至３５μｍとなり非常に狭い。
本実施例ではニッケルを用いた電鋳法（エレクトロフォ
ーミング）で、振動板７の弾性壁８と脚部９を一体で作
成した。弾性壁８の薄板部の厚さは１．５μｍ乃至３μ
ｍで、脚部９の厚さは２０μｍ乃至３０μｍが特性上と
製造上で良好であった。

【００４１】次に、本実施例の流路ユニットの構成を図
９を用いて詳細に説明する。

【００４２】図９では、ノズル基板１を一部破断して流
路の構成が見えるように図示してある。流路の平面形状
を定めている流路形成部材３は、シート状の感光性樹脂
（ドライフィルムレジスト）に通状の露光現像工程で流
路部分を除去し、流路パターンの形成された樹脂層を複
数積層して構成されている。例えば、第１層には圧力室
５と共通インク室４が繋がっていないパターンを形成
し、第２層には圧力室５と共通インク室４を圧力室より
幅を狭くして連結したパターンを形成し、２つの層を積
層することにより、幅と深さが共に圧力室５より小さい
絞り部６をインク流路に形成できる。２列に対向して配
置されたインク流路の外側にＵ字型の共通インク室５が
配置され、Ｕ字の底に当たる部分にインク連絡口３３が
開口している。インク貯留部からのインクはインク連絡
口３３から二手に分かれ、それぞれのインク流路列に供
給される。共通インク室４のインク流路の開口部には１
０ａ、１０ｂの仕切り部材が形成されており、インク連
絡口３３から遠方にある１０ｂ部が長い。共通インク室
４の深さは１００乃至２００μmと薄いため、従来では
両側のインク流路列毎にインク連絡口３３を配置しなけ
ればならず、インク供給管３１の配管が複雑になり、こ
の複雑な管路内に気泡が滞留しがちであったが、本実施
例では配管が単純になり信頼性が向上した。

【００４３】次に、本発明の他の実施例を図１０乃至図
１２を用いて説明する。図１０は、本実施例の構成を示
す部分斜視図であり、流路の構造が見えるように示して
ある。図１１は、図１０に示した実施例の部分断面図で
ある。

【００４４】流路形成部材３は単結晶のシリコンからな
り、ノズル基板１と振動板７に接合する面が（１１０）
面となっている。流路形成の方法は、厚さが流路形成部
材の厚さ（即ち流路の深さに等しい）で両面が（１１
０）面である単結晶基板を原材とし、両面からの異方性
エッチングによりインク流路５と共通インク室４のそれ
ぞれの側壁を形成し、濡れ性を向上させ気泡排出性を良
くするためと、耐インク性を向上させるために流路形成
後、熱酸化処理を施してある。インク流路５の共通イン
ク室４側には幅を狭くした絞り部６が有り、流路抵抗を
大きくし吐出時に効果的にノズル２側にインクを送り出
すと共に共通インク室５への流出を減らしてクロスト−
クを防止する。また、インク流路の圧力室を（１１１）
面に囲まれた平行四辺形とし、インクの流れを円滑に
し、気泡排出性を向上させるように絞り部６は圧力室の
平行四辺形の鋭角側の隅に配置し、かつ、一つの（１１
１）面を共有するように配した。この流路形成部材３の
両面に各インク流路５に対応するノズル２を持つノズル
基板１と、振動板７が接着されており、振動板７の背面
に圧力発生素子２２が各圧力室の位置に取り付けられて
いる。振動板と圧力発生素子については先の図５に示し
た実施例と同様であるので説明は省略する。ノズル基板
１は厚さ０．１ｍｍの金属板で直径４０μｍのノズル２
があけられている。特にステンレスとニッケルが耐腐食
性と加工性の点で最適である。本実施例においても先の
実施例同様の仕切り部材１０がインク流路５間の隔壁１
２を共通インク室４側に延長して形成されている。図１
２は本実施例の流路形成部材３の平面図であり、ノズル
２とインク連絡口３３の配置も合わせて示してある。イ
ンク仕切り部材１０の配置は図より明らかである。

【００４５】シリコンの（１１１）面で構成されている
共通インク室４は、図１０あるいは図１２に示すように
細かい凹凸を持つため気泡排出性が著しく悪くなるが、
本実施例の適用により気泡排出性が良好となり、シリコ
ンの加工精度の高さを生かした高密度で応答性の高く、
しかも信頼性の高いインクジェット記録装置が製造可能
となった。

【００４６】更に、本実施例では予期せぬ効果も得られ
た。以下にこれを説明する。

【００４７】先に述べたように、本実施例の流路ユニッ
トの構成はノズル基板１と流路形成部材３と振動板７と
を積層した単純な構成となっている。しかし、これらの
接合は非常に精度の高い工程管理が必要となる。また、
ノズル基板１として適した材料であるステンレスやニッ
ケル等は熱膨張係数がシリコンに比べ非常に大きいた
め、温度変化、特に低温において流路ユニット内に大き
な熱応力が発生する。図１１の断面図に有るようにノズ
ル基板１の共通インク室４に対応する部分Ｂは広い範囲
で支持されていないため、熱膨張による変形が大きい。
従って、ノズル基板１の共通インク室４の周囲の固定部
Ａに熱応力が集中し、接合部Ａ、場合によっては接合部
Ｃが破壊してしまう問題が生じていた。しかしながら、
図１２に示す形状の流路形成部材３を用いた本実施例で
は、破壊の発生数が減少した。解析の結果、隔壁１２の
絞り部Ａに集中する熱応力が、共通インク室４側に延長
された隔壁部１０で緩和されている事実が判明した。こ
の効果が及ぶ範囲は、共通インク室４側への張り出し長
さが長いほど広く大きい。

【００４８】図１３に示す本発明の実施例による流路形
成部材３の形状は、熱応力の集中を緩和する効果とイン
ク流れの制御の効果を有効に発揮する。即ち、インク連
絡口３３に近い側で延長された隔壁部１０の張り出し長
さが短くなるのに合わせて、延長する隔壁の本数を増や
す、つまり間隔を短くする事で熱応力の集中の緩和が全
ての隔壁に作用するようにできる。

【００４９】図１３の実施例では、隔壁１２の延長長さ
は、インク連絡口３３から遠くになるに従って単調に増
加しているが、単調増加で無くとも実質的に増加してい
れば本発明の効果が得られる事は作用からして明らかで
ある。

【００５０】

【発明の効果】本発明の上記の構成によれば、共通イン
ク室の流れが均一化され、気泡排出性が向上し、信頼性
の高い、小型高密度のインクジェット記録装置が提供で
きるという効果を有する。

【００５１】また、同時にインク流れに伴う粘性損失に
よる圧力損失が小さくなり、各インク流路へのインク供
給が速くなり、応答性に優れたインクジェット記録装置
が提供できるという効果を有する。さらに、流路ユニッ
ト内に生じる熱応力を共通インク室に延長された仕切り
部材で緩和されノズル基板の共通インク室の周囲の接合
部の破壊を減少できるという効果も有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録装置の全体構成を
示す斜視図である。

【図２】本発明のインクジェット記録装置のインク貯留
部を示す断面図である。

【図３】本発明の第１の実施例の構成を示す斜視図であ
る。

【図４】本発明の第２の実施例の構成を示す斜視図であ
る。

【図５】本発明の第３の実施例の構成を示す斜視図であ
る。

【図６】本発明の第３の実施例の部分断面図である。

【図７】本発明の第３の実施例の圧力発生素子の構成を
示す斜視図である。

【図８】本発明の第３の実施例の振動板の構造を示す斜
視図である。

【図９】本発明の第３の実施例の流路の構造を示す斜視
図である。

【図１０】本発明の第４の実施例の構成を示す斜視図で
ある。

【図１１】本発明の第４の実施例の構成を示す部分断面
図である。

【図１２】本発明の第４の実施例の構成を示す平面図で
ある。

【図１３】本発明の第５の実施例の構成を示す平面図で
ある。

【図１４】従来技術のインクジェット記録ヘッドの断面
図である。

【図１５】従来技術のインクジェット記録ヘッドの斜視
図である。

【図１６】従来技術のインクジェット記録ヘッドの斜視
図である。

【図１７】従来技術のインクジェット記録ヘッドの平面
図である。

【符号の説明】

１ ノズル基板 ２ ノズル ３ 流路形成部材 ４ 共通インク室 ５ インク流路（圧力室） ６ インク流路の絞り部 ７ 振動板 １０ 仕切り部材 ２２，２２０ 圧力発生素子 ３３ インク連絡口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/01 B41J 2/045 - 2/055

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出する吐出口と、この吐出口
   に連通するインク流路と、このインク流路にインクを供
   給する共通インク室と、この共通インク室にインク貯留
   部からのインクを供給するインク連絡口と、前記インク
   流路に設けられた圧力発生手段とを有し、前記圧力発生
   手段を駆動して前記吐出口よりインク滴を吐出させるイ
   ンクジェット記録装置において、 前記共通インク室には、複数の前記インク流路の開口部
   を複数のインク流路群に分けるために前記開口部近傍に
   仕切り部材が形成され、この仕切り部材は前記インク連
   絡口の位置に対し遠方になるほど共通インク室への張り
   出し長さが長く形成されていることを特徴とするインク
   ジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記インク流路が平行四辺形であり、前
   記共通インク室から前記インク流路に連通する前記イン
   ク流路の絞り部は前記インク流路の平行四辺形の鋭角側
   の隅に形成されていることを特徴とする請求項１記載の
   インクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 前記仕切り部材は、前記インク連絡口に
   対し遠方になるほど配置間隔が広いことを特徴とする請
   求項１記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 インクを吐出する複数の吐出口が形成さ
   れたノズル形成基板と、この吐出口に連通する複数のイ
   ンク流路、このインク流路にインクを供給する共通イン
   ク室、及び、この共通インク室にインク貯留部からのイ
   ンクを供給するインク連絡口とが形成され、且つ、前記
   ノズル形成基板と熱膨張率の異なる材質からなる流路形
   成部材とを有し、 前記インク流路に設けられた圧力発生手段を駆動して前
   記吐出口よりインク滴を吐出させるインクジェット記録
   装置において、 前記共通インク室には、複数の前記インク流路の開口部
   を複数のインク流路群に分けるために前記開口部近傍に
   仕切り部材が形成され、この仕切り部材は前記インク連
   絡口の位置に対し遠方になるほど共通インク室への張り
   出し長さが長く形成されていることを特徴とするインク
   ジェット記録装置。
5. 【請求項５】インクを吐出する吐出口と、この吐出口に
   連通するインク流路と、このインク流路にインクを供給
   する共通インク室と、この共通インク室にインク貯留部
   からのインクを供給するインク連絡口と、前記インク流
   路に設けられた圧力発生手段とを有し、前記圧力発生手
   段を駆動して前記吐出口よりインク滴を吐出させるイン
   クジェット記録装置において、 複数の前記インク流路を複数のインク流路群に分ける仕
   切り部材は、各々の前記インク流路内でのインクの流れ
   が平均的になるように、前記インク流路の前記インク連
   絡口からの位置に応じて、前記共通インク室内の複数の
   前記インク流路の開口部近傍に形成されていることを特
   徴とするインクジェット記録装置。