JPH0760956A - インクジェット記録ヘッド、装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、歩留り良く安価で、また信頼性も
高く高精度のインクジェット記録ヘッドおよびその製造
方法を提供することを目的とする。 【構成】 エネルギー発生手段を設けた基板を作成する
工程と、基板上に、インク吐出口、インク流路、インク
共通液室およびインク供給口からなるインク流動経路系
に相当する部分に除去可能な固体層を設ける工程と、基
板および固体層を被覆する被覆材を積層する工程と、固
体層を除去してインク流動経路系を形成する工程とから
なり、エネルギー発生手段によって生ずるエネルギーを
利用してインク吐出口から記録媒体上にインク吐出して
画像情報を記録するインクジェット記録ヘッドの製造方
法において、インク流動経路系にインクを供給する樹脂
性の部材に組み付けられるインク供給パイプの固定を揺
動式超音波で固定することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機，ファクシミ
リ，プリンタ，ワードプロセッサ，パーソナルコンピュ
ータ等の情報処理システムに備えられて、文字，画像等
の入力情報を被記録媒体上に記録するインクジェット記
録装置に具備されるインクジェット記録ヘッド、装置お
よびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録技術は、微細なノズ
ルからインクを被記録媒体（紙，布，プラスチックシー
ト等）に向けて吐出することによって直接的に文字や画
像を記録するものである。従来から、このようなインク
ジェット方式の記録ヘッドを持つ記録装置は、複写機，
ファクシミリ，プリンタ，ワードプロセッサ，ワークス
テーション等の出力端末としてのプリンタ、あるいはパ
ーソナルコンピュータ，ホストコンピュータ，光ディス
ク装置，ビデオ装置等に具備されるハンディまたはポー
タブルプリンタとしてこれらの情報処理システムに利用
されている。インクジェット記録装置に適用されるイン
クジェット記録ヘッド（以下、「記録ヘッド」という）
には、一般に、インクが吐出されるための吐出口と、該
吐出口に適宜インクを供給するためのインクリザーバ
（液室）と、これら吐出口と液室とを連通するインク流
路と、インク流路の一部に設けられ、かつインクを吐出
するためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子
と、外部から液室にインクを供給するためのインク供給
口とが設けられている。さらに、インク供給口にインク
に送るインク供給部材は後述するインクタンクと接続さ
れている。

【０００３】インクジェット記録ヘッドは、この記録ヘ
ッドへインクを供給するインクタンクと一体化あるいは
着脱自在にして結合し、インクジェットカートリッジを
形成する。一般に、このインクジェットカートリッジ
は、インクジェット記録装置のキャリッジに所定の方法
で着脱自在に搭載される。そして、所定の記録信号がこ
の装置入力されることによって、キャリッジと被記録部
材との相対的な移動が制御されながら所望の記録画像が
被記録媒体上に形成される。

【０００４】インクジェット記録ヘッドに供給されるイ
ンクを貯留したインクタンクは、インク吸収体と、この
インク吸収体を挿入するための容器と、これを封止する
蓋部材とで構成されている。このインクタンク内には、
インクが充填されており、インクの吐出に応じて順次イ
ンクジェットヘッド側にインクを供給している。

【０００５】前述したインク供給部材は、インク供給パ
イプを介してインクタンクからのインク供給を受ける。
インク供給パイプは、インク供給部材に接着剤等で固定
されており外部からの空気の流入防止、およびパイプの
引き抜き防止のための固定がなされている。あるいは、
インク供給パイプをインク供給部材と一体に成形するこ
とも可能である。この場合、インクタンクとの間はチュ
ーブで接続する等の方法がある。

【０００６】このような構成からなる従来のインクジェ
ット記録ヘッドは、以下のような３通りの製造方法によ
って製造される。

【０００７】まず、第１の方法は、エネルギー発生素子
が設けられた第一の基板を備え、続いてガラスや金属な
どからなる第二の基板に切削やエッチングなどの加工手
段により吐出口、インク流路および液室を形成するため
の凹部ならびに液室と外部とを連通するための供給口を
設ける工程と、第一の基板に第二の基板をエネルギー発
生素子と液流路との位置を合わせて接着剤により貼り合
わせる工程と、その後にインクパイプが一体成形された
インク供給部材をインク供給口に重ね合わせて密着させ
たのち供給部材を固定してからインク連絡通路の周りに
封止材を流し込み固着させる工程とからなる。そして、
このような方法によって製造される記録ヘッドとインク
タンクとの間は、チューブにより接続される。さらに、
このインクタンクは別置きタイプのもので、キャリッジ
上から外されて記録装置に設けられる。

【０００８】しかし、この方法は、インクタンクに直接
インク供給部材を直接接続することができないので、イ
ンクジェット記録装置を小型化することが困難である。
また、チューブで接続するためチューブの外れやチュー
ブからの空気の侵入が生じ易く、チューブ内の空気の除
去などを必要とするため印字品位の低下や信頼性の低下
などが生じてしまうという問題点があった。

【０００９】次に、第２の製造方法は、エネルギー発生
素子が設けられた第一の基板を備え、第二の基板として
射出成形により、インク吐出口，インク流路およびイン
ク液室を一体に樹脂で形成する工程と、第一の基板に第
二の基板をエネルギー発生素子と液流路との位置を合わ
せて、バネ等によりあらかじめ隙間を持たせて圧接固定
する工程と、然る後片持ち構造になっているインク供給
部材と成形品のインク供給口を密着させたのち、第一の
基板と第二の基板との隙間およびインク供給口とインク
供給口の圧接部分を数種類の封止材を流し込み同時に封
止する工程とからなり、さらにその上にインク供給パイ
プ，インク供給ユニットを一体成形しフィルタを固定し
た別部材を組み付けベース基板に固定する。その後イン
クタンクに挿入し中の吸収体に圧接させてインク供給路
を確保する。

【００１０】しかし、この記録ヘッドの製造方法では、
インク供給口，インク供給部材，インクタンクを一体に
組み立てることができたが、吸収体に圧接させるためイ
ンクパイプの強度を必要とし、供給パイプを太くする必
要がある。そのためカラーヘッドのように多色のインク
を扱う場合はインク供給口になる部分の面積が大きくな
りインクジェット記録装置を小型化することが困難であ
る。またインク供給口との接続も大きな面積が必要とな
り吐出エレメントが大きくなるなどの問題があった。

【００１１】こうした問題点を解決するために、以下の
ような第３の製造方法が提案された（特開昭６２−２５
３４５７号公報参照）。

【００１２】まず、エネルギー発生素子が設けられた第
一の基板にポジ型もしくはネガ型の感光性ドライフィル
ムを貼り、この感光性ドライフィルムにインク吐出口，
インク流路およびインク液室に相当するパターンをマス
クもしくは露出させて露光し、続いて現像することによ
って、これらのパターンからなる固体層を第一の基板上
に設ける。固体層および第一の基板の上に活性エネルギ
ー線により硬化する活性エネルギー線硬化性材料を適宜
厚さに塗布し、液室の一部を形成するための凹部および
供給口が設けられた活性エネルギー線透過性の第二の基
板を活性エネルギー線硬化材料の上に貼り付ける。この
際、凹部を液室が形成される予定位置に合わせてそのよ
うな積層体を形成する。次に、活性エネルギー線硬化材
料のうち液室が形成される予定部分を隠すようにして第
二の基板をマスクし、活性エネルギー線をその第二の基
板を通して活性エネルギー線硬化材料に照射して硬化さ
せる。次いで、活性エネルギー線硬化性材料が硬化され
た蓄層体を、吐出口を形成する位置で切断して固体層の
端面を露出させたのち、固体層と未硬化の活性エネルギ
ー線硬化性材料とを溶解する溶剤中に浸漬し、積層体か
ら固体層および未硬化の活性エネルギー線硬化性材料を
溶解除去する。これによって、内部にインク流路および
液室を形成する空間が形成される。次いでインク供給部
材をインク供給口に一定の隙間を持たせて重ね合わせて
固定しその周りに封止材を流し込む。このようにしてで
きたインク供給口の上にインク供給部材を樹脂により成
形し、ステンレススチールでできたインク供給パイプを
接着剤（ＵＶ硬化，熱硬化）で固定した後インクタンク
に組み付ける。この時インクパイプはインクタンクの中
の吸収体の中に差し込まれてインクの流路が確保され
る。

【００１３】しかし、上記第３の製造方法は、インク供
給部材を樹脂により成形し、その成形部材に後からステ
ンレススチールのパイプを挿入し、その後それらを接着
剤にて接着し、続いて基板上にトランスファーモールド
成形された固体層の表面にそのようなインク供給部材を
組み付ける工程を有するので、インク供給部材にパイプ
を接着させる時に、樹脂とパイプとの間に形成される隙
間から接着剤が流れ込むことによってインクの供給口が
塞がれた流入口が狭くなるなどの問題があった。その結
果、記録ヘッドへのインク供給が行われなくなったり、
不十分なものとなる。また接着剤を固めさせるために光
硬化させたり熱による硬化をさせたりするため複雑な工
程を経なければならないという問題点もあった。

【００１４】さらに、この第３の製造方法に限らず、従
来の製造方法はいずれも、インク供給部材とインクタン
クとの間のインクの供給はインクチューブからの空気漏
れ、インクパイプの強度不足、インクパイプの閉塞等の
問題が生じ易く、またインクジェット記録装置を小型化
するための対策が取りにくかった。

【００１５】そこで、超音波を用いてインク供給部材と
インクパイプとの間の隙間を埋める試みがなされてい
る。

【００１６】超音波溶着（縦振動または横振動、図７参
照）を用いた時のモールド樹脂の変形の形状を図８に示
す。この図では、変性ポニフェニレンエーテル（ノリ
ル：日本ジーイープラスチックス社製）を成形用樹脂と
して用い、成形されたインク供給部材（ＩＳ）にステン
レススチール製のインク供給パイプ（ＩＰ）を組み付け
た時のものである。回転溶着機（ＢＲＡＮＳＯＮ社製８
００シリーズ）の振幅はコンバータ出力面でのピーク値
で約２０μである。この条件で縦振動溶着をした場合の
状態をこの図は表わしている。この装置は、電気的エネ
ルギーを振動エネルギーに変換し、縦方向の振動を溶着
すべきパーツ間に与えることにより、これらのパーツ間
に介在する接着剤によってパーツ間を結合させようとす
るものである。超音波カシメ部分が全体に発熱して加圧
の荷重により座掘して止められている様子が示されてい
る。なお、斜線部は超音波により変形した部分である。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、超音波（縦振
動，横振動）を用いた溶着では、インク供給部材とイン
クパイプとの間の隙間をきれいに埋めることができず、
パイプと樹脂とを密着固定させることができなかった。
すなわち、柔らかくなった樹脂が超音波の振動により溶
融して移動する時に、縦振動では縦方向のみ潰されて本
来パイプに密着してほしいところに樹脂が流れにくくな
り、また横振動では溶融した樹脂は横方向に揺さぶられ
るだけで、これもインクパイプに密着しにくいという欠
点を持っていた。

【００１８】そこで、本発明の目的は、上記問題点を解
決し、歩留り良く安価で、高精度であり、また信頼性も
高い高解像度（高密度記録に対応できる高密度吐出口配
列）なインクジェット記録ヘッド、装置およびその製造
方法を提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のインクジェット記録ヘッドの製造方法は、
エネルギー発生手段を設けた基板を作成する工程と、基
板上に、インク吐出口、インク流路、インク共通液室お
よびインク供給口からなるインク流動経路系に相当する
部分に除去可能な固体層を設ける工程と、基板および固
体層を被覆する被覆材を積層する工程と、固体層を除去
してインク流動経路系を形成する工程とからなり、エネ
ルギー発生手段によって生ずるエネルギーを利用してイ
ンク吐出口から記録媒体上にインク吐出して画像情報を
記録するインクジェット記録ヘッドの製造方法におい
て、インク流動経路系にインクを供給する樹脂性の部材
に組み付けられるインク供給パイプの固定を揺動式超音
波で固定することを特徴とする。

【００２０】好ましくは、インク供給パイプは、金属パ
イプからなるもので、さらに固定の際にインク供給パイ
プの廻りに樹脂を固定させること、インク供給部材は、
超音波をかけることにより密着変形する材質からなるこ
と、または超音波は、超音波ホーンがワークと接触する
面に対して回転揺動する超音波発生装置によって発生す
る超音波であることを特徴とする。

【００２１】また、本発明の記録ヘッドは、このような
製造方法によって製造されることを特徴とする。

【００２２】

【作用】超音波の振動方向を超音波装置のホーンの垂直
軸に対して直角で、かつ垂直軸の中心をセンタにして円
運動の揺動をする超音波を用いることにより、超音波に
より溶融した樹脂がこの超音波の振動によりインクパイ
プの周りに集められて、インク供給パイプと樹脂との密
着性が良くなる。

【００２３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００２４】図１および図３は本発明を適用した記録ヘ
ッドおよびインクジェットプリンタの構成例を示す。本
図において、ＩＪＨは熱エネルギーにより発生するバル
ブを使用してインクを記録紙に吐出する方式のインクジ
ェットヘッド（記録ヘッド）、ＩＪＣ（１１）はインク
ジェットヘッドＩＪＨ（１０）と一体でこれへインクを
供給するインクカートリッジＩＫ（１２）を備えた装着
自由なインクジェットカートリッジ、およびＩＪＲＡは
インクジェット記録装置本体である。

【００２５】本例でのインクジェットカートリッジＩＪ
Ｃは、図１の斜視図でわかるようにインクタンクＩＴの
前方面よりもわずかにインクジェットヘッドＩＪＨの先
端部が吐出した形状である。このインクジェットヘッド
カートリッジＩＪＣは、後述するインクジェット記録装
置本体ＩＪＲＡに載置されているキャリッジＨＣに固定
支持されると共に、このキャリッジＨＣに対して着脱可
能なディスポーザブルタイプのものである。

【００２６】インクジェットヘッドＩＪＨに供給される
インクを貯留したインクカートリッジＩＫ（１２）は、
インク吸収体と、このインク吸収体を挿入するための容
器と、これを封止する蓋部材（いずれも不図示）とで構
成されている。このインクカートリッジＩＫ（１２）内
には、インクが充填されており、インクの吐出に応じて
順次インクジェットヘッド側にインクを供給している。

【００２７】このインクジェットカートリッジは、カラ
ー画像用のもので、ブラック（Ｂｋ），シアン（Ｃ），
マゼッタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の各色のインクに
対応した４種類のインクカートリッジ（１２ａ，１２
ｂ，１２ｃおよび１２ｄ）が設けられており、またこれ
らのインクカートリッジは個別にインク供給パイプＩＰ
（１４）を介して記録ヘッドのディストリビュータＤＢ
（１３）インクを供給する。ディストリビュータＤＢ
（１３）には上記したように４本のインク供給ノズルＩ
Ｐ（１４）が設けられておりインクカートリッジＩＫＢ
（１２ａ），ＩＫＹ（１２ｂ），ＩＫＭ（１２ｃ），Ｉ
ＫＣ（１２ｄ）と接続される。インクカートリッジはＩ
ＫＹ，ＩＫＣ，ＩＫＭの３色一体のものと３色がバラバ
ラの物とがあり必要に応じて使い分けることが可能であ
る。インクカートリッジはユーザー取り替えれるように
なっておりインクが無くなった時は古いものを取りはず
して新しい物を取り付ける。この際、インク供給ノズル
とインクタンクの間に生じたアワは装置本体ＩＪＲＡに
付属している回復機能で回復することにより印字不良を
防止することができる。ディストリビュータＤＢ（１
３）の中には、ゴミ流入を防止するためのフィルターが
設けられておりインクタンクより流れてくるゴミからノ
ズルや供給パイプを保護している。またインクカートリ
ッジＩＫＢと連通しているノズルにはフィルター弁が設
けられておりフィルター部に溜る泡が回復時に抜けやす
いように配慮されている。

【００２８】本発明にもとづく記録ヘッドＩＪＨの構成
をよりくわしく説明する。

【００２９】図２において、１００はＳｉ基板３０３上
に複数の列状に配された電気熱変換体（吐出ヒータ）１
０２と、これに電力を供給するＡｌ等の電気配線１０１
とが成膜技術により形成されて成るヒータボード（吐出
エレメント）である。２００はヒータボード１００に対
する配線基板でありヒータボード１００の配線に対応す
る配線（例えばワイヤーボンデイング２０２により接続
される）と、この配線の端部に位置し本体装置からの電
気信号を受けるパット２０１とを有している。３００は
複数のインク流路へインクを供給するインク供給口３０
１と夫々のインク供給口から供給されたインクを区分す
るための隔壁や各インク流路へインクを与えるためにイ
ンクを収納するための共通液室３０２、さらにインク吐
出のための複数のオリフィス１０４等を形成した天板
で、インクカートリッジＩＪＫから供給されるインクを
受けて上述の共通液室３０２へ導入するインク供給口３
０１からオリフィス１０４までの間にインク流路を形成
する。これらの加工ガラスとしては硼硅酸ガラスが好ま
しいが、他のガラスあるいは成形用樹脂材料でも良い。
天板３００と吐出エレメント１００はエポキシ系の接着
剤で接着される。この接着剤には光硬化型接着剤、ある
いは光と熱硬化の組み合わせにより硬化するもの熱によ
り硬化するものなどが用いられる。吐出エレメント１０
０はシリコン系あるいはエポキシ系接着剤により接着さ
れる。接着剤は接着力を持たせると共に吐出エレメント
が発生させる熱を放熱するための熱伝導性の良いものが
選ばれる。また支持体（ベースプレート）４００は、デ
ィストリビュータＤＢを３つの位置決め穴で位置決めし
熱融着により融着保持する。ディストリビュータＤＢと
吐出エレメント１００との接続はインク供給部材インク
供給口３０の間を二液の封止剤でシールしておりさらに
接続口の周りとワイヤーボンデイングされた周辺等を同
時に封止剤で封止している。本例のインクジェットヘッ
ドＩＪＨは、インクジェットヘッドＩＪＨがキャリッジ
ＨＣに固定されておりインクが無くなった時ユーザーは
インクカートリッジの交換のみ行うことにより交換によ
る印字品位のばらつきを回避可能としている。

【００３０】図３は本発明が適用されるインクジェット
記録装置ＩＪＲＡの概略的構成を説明するための図で、
駆動モーター５０１３の正逆回転に連動して駆動力伝達
ギヤー５０１１，５００９を介して回転するリードスク
リュー５００５の螺旋溝５００４に対して係合するキャ
リッジＨＣはピン（不図示）を有し、所定の方向に往復
移動される。５００２は紙押え板であり、キャリッジ移
動方向にわたって紙をプラテン５０００に対して押圧す
る。５００７，５００８はフォトカプラでキャリッジの
レバー５００６のこの域での存在を確認してモータ５０
１３の回転方向切り換え等を行うためのホームポジショ
ン検知手段である。５０１６は記録ヘッドの前面をキャ
ップするキャップ部材５０２２を支持する部材で、５０
１５はこのキャップ内を吸引する手段でキャップ内開口
５０２３を介して記録ヘッドの吸引回復を行う。５０１
７はクリーニングブレードで、５０１９はこのブレード
を前後方向に移動可能にする部材であり、本体支持版５
０１８にこれらは支持されている。ブレードは、この形
態でなく周知のクリーニングブレードが本例に適用でき
ることは言うまでもない。また、５０１２は、吸引回復
の吸引を開始するためのレバーで、キャリッジを係合す
るカム５０２０の移動に伴って移動し、駆動モータから
の駆動力がクラッチ切り換え等の公知の伝達手段で移動
制御される。

【００３１】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジがホームポジション側領域にきた
時にリードスクリュー５００５の作用によってそれらの
対応位置で所望の処理が行えるように構成されている
が、周知のタイミングで所望の作動を行うようにすれ
ば、本実施例のみならず何れの記録ヘッドにも適用可能
であろう。

【００３２】このような構成からなるインクジェット記
録ヘッドの製造は、まず基板と、インク吐出口，インク
流路，インク液室およびインク供給口に相当する部分と
に、除去可能な材料からなる固体層を形成し、この固体
層が形成された基板を覆うようにしてガラス被覆した
後、除去可能な固体層を除去することによって、インク
吐出口と、インク流路と、インク液室と、インク供給口
とを形成する。

【００３３】図４（ａ）〜（ｃ）はインク供給部材６０
０とインク供給口３０１との接続部分の組立前の構成を
示す図である。（ａ）はインク供給部材６００を示し、
（ｂ）は（ａ）の供給部材６００を矢印Ａ方向から見た
図で、供給部材がインク供給口と接続される部分を示し
ており、膨張部材５００が塗布される部分を表してい
る。また、（ｃ）は基板４００を示している。インク供
給部材６００にインクパイプＩＰを設ける方法について
説明する。

【００３４】この実施例では樹脂性のインク供給部材に
組み付けられるインク供給パイプの固定を揺動式超音波
で行う。

【００３５】図５に示すように超音波の振動方向を超音
波装置のホーンの垂直軸に対して直角とし、垂直軸の中
心をセンタにして円運動の揺動をする超音波を用いる。
この方法により超音波により溶融した樹脂はこの超音波
の振動によりインクパイプの周りに集められパイプと樹
脂の密着性が良くなる。またインクパイプの周りに溝を
設けたり、ローレット仕上げをした後インク供給部材に
超音波溶着させることによりより密着性が上がり引き抜
き力に対する抵抗力，インクに対するシール性が増大
し、より信頼性を増すことが可能となる。

【００３６】＜実施例１＞図６は、超音波溶着を使用し
た時のモールド樹脂の変形の形状を模式的に示した図で
ある。この図は、変性ポニフェニレンエーテル（ノリ
ル：日本ジーイープラスチックス社製）を成形用樹脂と
して用い、成形されたインク供給部材にステンレススチ
ールのインク供給パイプを組み付けた時のものである。
回転揺動式の超音波溶着を使用することによって、発熱
点がホーンとの接触点にあり接触面から溶けて加圧に対
して順々に変形して行く。斜線部は超音波により変形し
た部分を示す。この場合付加効果としてインク供給パイ
プは溶着溝のセンタに寄せられ自然と中心が出る構造に
なっている。このような回転揺動式超音波溶着によって
インク供給パイプを固定した場合の代表的な寸法と超音
波の振動振幅を表１に示す。

【００３７】

【表１】

【００３８】本実施例では４０μの振幅を使用したが供
給部材の材質，インクパイプ挿入口の寸法，形状により
５μ〜８０μの間の振幅で使用が可能であった。このよ
うにして、インクパイプとインク供給部材を結合させる
ことによって、インクパイプとインク供給部材の繋ぎめ
からインク漏れ，空気の混入，インクによる接着剤の溶
け出しによる種々の問題がなくなった。インクパイプの
抜け落ちについてはインク供給パイプの表面に溝を付け
たりローレット処理をすることでさらに信頼性を上げる
ことが可能となった。

【００３９】＜実施例２＞実施例１は、インク供給部材
にインク供給パイプを超音波溶着した例であるが、実施
例２は、同じくインク供給部材にステンレスフィルタ
（大阪メッシュ（株）ＴＤＷ８）回転揺動振動を用いて
溶着した。その結果実施例１と同様な結果を得た。この
場合、平面対平面の溶着のため振動振幅は実施例１より
さらに広く取ることが可能であり、５μ〜２００μの範
囲で良好な結果を得ることができた。

【００４０】以上説明したように、本発明の上記実施例
によれば、歩留り良く、生産性良く、高精度に、そして
安価に、記録ヘッドの製造を行うことが可能となる。イ
ンクジェット記録方式の中でも、基板に一体にインク吐
出エネルギー発生素子を作り込むことが容易な、熱エネ
ルギーを利用してインク液滴を飛翔させ、記録を行うイ
ンクジェット記録方式の記録ヘッドにおいて、特に優れ
た効果をもたらすものである。本発明は、黒単色記録ヘ
ッドに限らず特に複雑な形状となるカラー記録ヘッドに
あっても、あるいはシリアルスキャンタイプの記録ヘッ
ドに限らず、記録装置が記録可能な記録媒体の最大幅に
対応した長さのフルラインタイプの記録ヘッドでも、ま
た用いるインクが室温で液状でなくても、すなわち吐出
時に液状かあるいは軟化するようなインクであっても、
効果が十分発揮される。なお、上述したカラー記録ヘッ
ドやフルラインタイプの記録ヘッドは、複数の記録ヘッ
ドを組み合わせることによって構成したもの、あるいは
一体的に形成された一個の記録ヘッドのどちらであって
も本方法を用いることが可能である。

【００４１】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が
達成できるからである。

【００４２】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成
長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐
出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信
号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が
行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐
出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信
号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書，同第
４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが
適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する
発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されて
いる条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことが
できる。

【００４３】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変換体
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に
熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示す
る米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通
するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示
する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００４４】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００４５】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や
装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

【００４６】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので、好ましい
ものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに
対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【００４７】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００４８】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態
で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても
よい。本発明においては、上述した各インクに対して最
も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するもので
ある。

【００４９】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に基づくイ
ンクジェット記録ヘッドの製造方法は、エネルギー発生
手段を設けた基板を作成する工程と、基板上に、インク
吐出口、インク流路、インク共通液室およびインク供給
口からなるインク流動経路系に相当する部分に除去可能
な固体層を設ける工程と、基板および固体層を被覆する
被覆材を積層する工程と、固体層を除去してインク流動
経路系を形成する工程とからなり、エネルギー発生手段
によって生ずるエネルギーを利用してインク吐出口から
記録媒体上にインク吐出して画像情報を記録するインク
ジェット記録ヘッドの製造方法において、インク流動経
路系にインクを供給する樹脂性の部材に組み付けられる
インク供給パイプの固定を揺動式超音波で固定すること
を特徴とするもので、超音波の振動方向を超音波のホー
ンの垂直軸に対して直角面で、垂直面の中心をセンタに
円運動の揺動をする超音波によって溶融した樹脂がこの
超音波の振動によりインクパイプの周りに集められて、
インク供給パイプと樹脂との密着性が良くなるという効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づくインクジェット記録ヘッドとイ
ンクカートリッジとを有するインクジェットカートリッ
ジの全体的構成を説明するための斜視図である。

【図２】本発明に基づくインクジェットヘッドのインク
供給口周辺の詳細な構成を説明するための斜視図であ
る。

【図３】本発明に基づくインクジェットカートリッジが
装着されたインクジェット記録装置の要部を示す斜視図
である。

【図４】本発明に基づく記録ヘッドを組立する前の構成
を説明するための斜視図で、（ａ）はインク供給部材の
構成を示す図、（ｂ）は（ａ）を矢印Ａ方向から見た図
で、供給部材がインク供給口と接続される部分を表して
おり、そして（ｃ）は基板上の構成を示す図である。

【図５】回転揺動振動を説明するための模式図である。

【図６】回転揺動振動による溶着を説明するための模式
図である。

【図７】超音波溶着における縦信号（ａ）と横振動
（ｂ）の振動方向を説明するための模式図である。

【図８】縦振動による溶着を説明するための模式図であ
る。

【符号の説明】

１０ インクジェット記録ヘッド（ＩＪＨ） １１ インクジェットカートリッジ（ＩＪＣ） １２ インクカートリッジ（ＩＫ） １３ ディストリビュータ（ＤＢ） １４ インク供給パイプ（ＩＰ） ６００ インク供給部材

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エネルギー発生手段を設けた基板を作成
   する工程と、 前記基板上に、前記インク吐出口、インク流路、インク
   共通液室およびインク供給口からなるインク流動経路系
   に相当する部分に除去可能な固体層を設ける工程と、 前記基板および前記固体層を被覆する被覆材を積層する
   工程と、 前記固体層を除去して前記インク流動経路系を形成する
   工程とからなり、 前記エネルギー発生手段によって生ずるエネルギーを利
   用して前記インク吐出口から記録媒体上にインク吐出し
   て画像情報を記録するインクジェット記録ヘッドの製造
   方法において、 前記インク流動経路系にインクを供給するための樹脂性
   の部材に組み付けられるインク供給パイプの固定を揺動
   式超音波で固定することを特徴とするインクジェット記
   録ヘッドの製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の製造方法において、前記
   インク供給パイプは、金属パイプからなるもので、さら
   に前記固定の際に前記インク供給パイプの廻りに樹脂を
   固定させることを特徴とするインクジェット記録ヘッド
   の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の製造方法において、前記
   インク供給部材は、超音波をかけることにより密着変形
   する材質からなることを特徴とするインクジェット記録
   ヘッドの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載の製造方法において、前記
   揺動式超音波は、ワークと接触する面に対して超音波ホ
   ーンが回転揺動する超音波発生装置によって発生する超
   音波であることを特徴とするインクジェット記録ヘッド
   の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の製造方法において、前
   記超音波は、前記ワーク外周面で５〜８０μの回転揺動
   をし、かつ前記回転揺動の中心が前記超音波ホーンの中
   心にあることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの
   製造方法。
6. 【請求項６】 請求項４または５記載の製造方法におい
   て、前記超音波発生装置による溶着に用いられる前記ワ
   ークの断面形状は円形であることを特徴とするインクジ
   ェット記録ヘッドの製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれか一項記載の
   製造方法において、前記基板は、一体的にインク吐出エ
   ネルギー発生素子が配設されたものであることを特徴と
   するインクジェット記録ヘッドの製造方法。
8. 【請求項８】 請求項７記載の製造方法において、前記
   インク吐出エネルギー発生素子は、電気熱変換素子であ
   ることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方
   法。
9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれか一項の製造
   方法で製造されたことを特徴とするインクジェット記録
   ヘッド。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の記録ヘッドとインクタ
    ンクとが一体となったインクジェット記録カートリッジ
    を具備することを特徴とするインクジェット記録装置。