JPH1191110A - 液体噴射記録ヘッドおよびその製造方法ならびに液体噴射記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 液流路溝形成面が形成された天板に対して、
液流路溝とその後端部の大陸だなをレーザ加工により同
時に加工することによって、液流路溝形成面の後端部に
反りが生じていても、液流路溝の流路長を一定とする液
体噴射記録ヘッドを提供する。 【解決手段】 液体噴射記録ヘッドを構成する天板１０
における液流路溝形成面１３に、液流路溝１５とその後
端に位置する液流路溝配列方向に沿った大陸だな１６
を、レーザマスクを介してレーザ光の照射によって同時
加工で形成し、樹脂成形天板に成形時の液流路溝配列方
向の反りが生じていても、流路長を一定とする液流路溝
を加工することができ、記録液の吐出特性が良好な液体
噴射記録ヘッドを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク等の記録液
を吐出口から飛翔液滴として吐出させ記録媒体に付着さ
せることによって記録を行なう液体噴射記録ヘッドおよ
びその製造方法ならびに液体噴射記録装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来の液体噴射記録ヘッドにおいては、
複数の吐出エネルギー発生素子が形成された基板と、吐
出エネルギー発生素子による熱作用部を有する液流路と
この液流路に連通する吐出口と液流路に記録液を供給す
るための共通液室を有する天板とを接合することによっ
て組み立てられ、吐出エネルギー発生素子に記録情報に
対応した駆動信号を印加し、吐出エネルギー発生素子が
設けられた液流路内の記録液に吐出エネルギーを付与す
ることによって、記録液を微細な吐出口から飛翔液滴と
して吐出させて記録を行なうように構成されている。

【０００３】ところで、液体噴射記録ヘッドにおいて、
２０００以上のノズルのように多数の吐出口を備えた長
尺のものとする場合に、液体噴射記録ヘッドを構成する
樹脂製の天板部材は、共通液室と記録液を共通液室へ導
入する記録液受け口および吐出口を形成する吐出口プレ
ートを一体的に備え、射出成形等により成形加工されて
いる。しかし、樹脂製の天板部材は、その成形加工の際
に、成形時の収縮の影響を受け、反りが発生する。特
に、記録液吐出方向や液流路配列方向の反りは、天板部
材と基板とを組み合わせ接合する際に、押圧する部材が
ないために、成形時の反りがそのまま残存することとな
り、記録液の吐出不良や記録液の漏れなどの原因とな
る。

【０００４】そこで、多数の吐出口を備えた長尺の天板
部材の射出成形時に生じる記録液吐出方向や液流路配列
方向の反りを樹脂成形後の２次加工である切削加工によ
り除去するようにした技術が、本出願人による特開平７
−２６６５６５号公報等に提案されている。すなわち、
図１０の（ａ）および（ｂ）に図示するように、予め樹
脂射出成形によって、共通液室５１および記録液受け口
５８と吐出口プレート５２に対応する部分を持ち、液流
路溝および吐出口が形成されていない成形体５０ａを作
製する。そして、図１０において成形体５０ａの斜線で
示す部分６１および６２を切削加工によって切削する。
この斜線部分６１および６２の切削加工には、スペーサ
７３を介在させた２枚の円板状カッター７１および７２
が用いられ、カッター７１は吐出口プレート５２の表面
を加工し、カッター７２は液流路に対応して吐出エネル
ギー発生素子が設けられた基板に突き当てるための突き
当て面６３と液流路溝が形成される液流路溝形成面５３
を加工するようにそれぞれ配設されており、吐出口プレ
ート５２の表面および突き当て面６３と液流路溝形成面
５３は、２枚のカッター７１、７２による同時切削加工
によって形成される。そして、液流路溝形成面５３の吐
出方向に対する長さは、カッター７２の先端形状によっ
て決められている。

【０００５】ところで、液流路溝形成面５３に加工形成
される液流路溝は、記録液の吐出特性に大きな影響を与
える部分であり、記録ヘッド内における液流路溝の長さ
（以下、流路長という。）は一定にすることが望まし
い。しかし、上述のカッターによる同時切削加工におい
ては、液流路溝形成面用のカッターの先端形状をフラッ
トなものとすると、溝加工面における吐出口側の突き当
て面は直線状に加工されるのに対し、溝後端部は樹脂成
形による反りが残存するために、同一ヘッド内での流路
長が一定しない。そのため、カッターの先端形状を変更
することによって、図１１に図示するように、液流路溝
形成面５３とその後端部の大陸だな５６を同時に加工形
成するようにして、流路長を一定にしていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術は、１記録ヘッド１色の構成では非常に有
効な手段であるけれども、図１２に図示するように、１
記録ヘッド２色以上の構成、すなわち、液流路溝５５の
後端部に連通する共通液室５１が液流路の配列方向（Ｘ
軸方向）に垂直な方向（Ｙ軸方向）に延びる液室分離壁
５７によって少なくとも２以上に分離されて、２色以上
の記録液を収容するように構成される記録ヘッドにおい
ては、液流路の配列方向（Ｘ軸方向）に沿って移動する
液流路溝形成面用のカッターによって、液室分離壁５７
にも大陸だな５６を加工してしまい、２つ以上に分離さ
れた液室が大陸だな５６の部分で連通することとなり、
混色してしまうという問題点が生じていた。

【０００７】そこで、本発明は、上記の従来技術の有す
る未解決の課題に鑑みてなされたものであり、液流路溝
形成面が形成された天板に対して、液流路溝およびその
後端部に液流路溝配列方向に沿った大陸だなをレーザ加
工により同時に加工することによって、液流路溝形成面
の後端部に反りが生じていても流路長を一定とする液流
路溝を形成することができ、さらに液室分離壁を備えた
１ヘッド２色以上の構成でも互いの色が混色することが
ない液体噴射記録ヘッドおよびその製造方法ならびに液
体噴射記録装置を提供することを目的とするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の液体噴射記録ヘッドは、記録液に吐出エネ
ルギーを付与する吐出エネルギー発生素子が液流路に対
応して設けられた基板と、前記液流路に対応する溝と該
溝の一端に連通して記録液を吐出する吐出口が設けられ
る吐出口プレートとを一体的に形成した天板部材とを有
し、前記基板と前記天板部材とを接合させることによっ
て前記液流路が形成され、前記接合時に前記基板が突き
当たる突き当て面が前記天板部材に形成されている液体
噴射記録ヘッドにおいて、前記天板部材における前記溝
を形成するための液流路溝形成面に、前記溝と前記溝後
端の大陸だなとを、レーザによって同時加工で形成され
ていることを特徴とする。

【０００９】そして、本発明の液体噴射記録ヘッドにお
いては、天板部材が樹脂で構成されていることが好まし
く、また、溝後端で溝に連通する共通液室を、前記溝の
配列方向に垂直な方向の液室分離壁により少なくとも２
以上に分離されて構成されている天板部材とすることも
できる。

【００１０】さらに、本発明の液体噴射記録ヘッドにお
いては、複数の吐出口が配設された方向に沿って天板部
材の熱膨張係数を制御するための支持部材が、前記天板
部材内に設けられていることが好ましく、また、複数の
基板を有し、前記各基板がベースプレート上に配列さ
れ、天板部材が前記各基板に共通に設けられるととも
に、前記天板部材内に設けられた支持部材の熱膨張係数
が前記ベースプレートの熱膨張係数と実質的に同等であ
ることが好ましい。

【００１１】本発明の液体噴射記録ヘッドの製造方法
は、記録液に吐出エネルギーを付与する吐出エネルギー
発生素子が液流路に対応して設けられた基板と、前記液
流路に対応する溝と該溝の一端に連通して記録液を吐出
する吐出口が設けられる吐出口プレートとを一体的に形
成した天板部材とを有し、前記基板と前記天板部材とを
接合させることによって前記液流路が形成され、前記接
合時に前記基板が突き当たる突き当て面が前記天板部材
に形成されている液体噴射記録ヘッドの製造方法におい
て、前記天板部材に前記溝を形成するための液流路溝形
成面を形成する工程と、前記液流路溝形成面に前記溝と
前記溝後端の大陸だなとを同時加工によって形成するた
めのレーザ加工工程とを有することを特徴とする。

【００１２】また、本発明の液体噴射記録装置は、請求
項１ないし６のいずれか１項記載の液体噴射記録ヘッド
と、該液体噴射記録ヘッドを載置する載置手段とを備え
ることを特徴とし、さらに、液体噴射記録ヘッドを載置
する載置手段と記録媒体とを相対的に移動させる移動手
段を備えることを特徴とする。

【００１３】

【作用】吐出口や液流路溝が形成されていない天板部材
の液流路溝形成面に、液流路溝と大陸だなをレーザの照
射によって同時に加工することにより、大陸だな後端の
成形面に溝配列方向のそりが生じていても、流路長が一
定の液流路溝を加工することができ、記録液の吐出特性
を良好なものとすることができ、さらに、液室分離壁を
備えた１ヘッド２色以上の構成でも、互いの色が混色し
ない液体噴射記録ヘッドを得ることができる。

【００１４】また、天板部材の熱膨張係数を制御するた
めの支持部材を、吐出口の配設方向に沿って天板部材内
に設けることにより、天板部材と他の部材との熱膨張差
による影響を軽減するでき、さらに、天板部材中の支持
部材によって天板部材の熱膨張係数がベースプレートの
熱膨張係数と実質的に等しくなるようにすることによ
り、基板に対する熱膨張差によるずれを無視することが
可能となり、より高品質の長尺液体噴射記録ヘッドを得
ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００１６】図１および図２は、本発明の液体噴射記録
ヘッドを構成する溝付天板の加工方法を説明するための
図面であり、図１の（ａ）および（ｂ）は、液流路溝を
加工する前の液流路溝形成面を備えた天板の断面図およ
びその一部分の拡大断面図であり、図２の（ａ）は液流
路溝形成面と加工する液流路溝および大陸だなの位置関
係を示す一部の拡大斜視図であり、図２の（ｂ）は液流
路溝および大陸だなを加工形成した状態を示す拡大断面
図である。

【００１７】先ず、液体噴射記録ヘッドを構成する溝付
天板の製造について説明する。予め樹脂射出成形によ
り、液室枠１４に包囲された共通液室１１や記録液受け
口１８などの溝付天板（１０）としての機能を付加して
ある成形体を形成する。この場合、前述した特開平７−
２６６５６５号公報に開示されているように、肉盛りさ
れている成形体にカッターを入れて、吐出口プレート１
２の表面と液流路溝形成面１３を同時に切削加工して形
成してもよいし、あるいは樹脂成形時にそのまま使用し
うるように吐出口プレート１２の表面と液流路溝形成面
１３をある精度をもって形成してもよい。いずれにして
も、図１に図示するように、吐出口および液流路溝が形
成されていない状態のものが得られる。なお、図１の
（ａ）において、１９は樹脂製天板１０の長手方向すな
わち液流路配列方向に沿って埋め込まれたステンレス鋼
製の支持部材であり、その詳細は後述する。

【００１８】成形体における液流路溝形成面１３に形成
される液流路溝（１５）の長さ（すなわち、流路長）は
記録液の吐出特性に大きな影響を与えるので、一定にす
ることが重要であり、本発明においては、図２に図示す
るように、液流路溝形成面１３に、複数の液流路溝１５
と液流路溝１５の後端部でその配列方向に沿って設けら
れる大陸だな１６を、レーザマスクを用いたレーザ加工
によって、同時に加工することを特徴とするものであ
る。このように液流路溝と大陸だなに対応するレーザ透
過部分を形成したレーザマスクを用いることにより、流
路長をレーザマスクの液流路溝に対応するレーザ透過部
分の形状によって決定することができ、たとえ成形体の
液流路溝形成面の後端部に液流路溝配列方向の反りが生
じていても、その反りを加味したレーザマスクを使用し
て、大陸だな１６を介在させることにより、流路長を一
定とする液流路溝を容易に加工することができる。ま
た、図１２に図示するように、液室分離壁を備えた１ヘ
ッド２色以上の構成の記録ヘッドにおいても、大陸だな
を加工する形状のカッターを用いなくても大陸だなを加
工することができ、共通液室を分離する液室分離壁に大
陸だなを加工するようなことはなく、分離された共通液
室を連通させることがないので互いの色が混色すること
はない。

【００１９】図３は、上述のように、切削加工あるいは
成形加工を行ない、さらに吐出口や液流路溝を形成する
加工を行なって得た長尺の溝付天板の構成を示す図であ
り、（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は下面
図、（ｄ）は（ｂ）のＸ−Ｘ線断面図である。図４は液
体噴射記録ヘッドの主要な部品の構成を説明する図であ
る。ここで、吐出口の密度が３６０ｄｐｉ（２５．４ｍ
ｍ当たり３６０個すなわち間隔が７０．５μｍ）、吐出
口の数が３００８個（印字幅２１２ｍｍ）である液体噴
射記録ヘッドについて説明する。

【００２０】先ず、図３に図示する溝付天板１０につい
て説明するに、樹脂による成形後に吐出口プレート表面
（吐出口面）と液流路溝形成面と基板接合面（突き当て
面）とを同時に切削加工することによって、あるいはあ
る精度をもった樹脂の成形によって、天板を形成する。
そして、吐出口プレート表面に、オリフィス周縁部がイ
ンクによって濡れることにより吐出性能が低下すること
を防ぐために、撥水性の被膜を形成する。その後、上述
したように、エキシマレーザによって液流路溝形成面を
掘り込むことによって、後述する基板１００の各吐出エ
ネルギー発生素子１０１に対応した液流路溝１５と大陸
だな１６を同時に形成する（図２の（ｂ）参照）。この
レーザビームによる加工は、レーザマスクを使用し、基
板１００の単位と同様に１２８流路単位で加工をくり返
すことによって行なわれる。液流路溝加工後、各液流路
溝の一端の吐出口プレート１２の裏面側より、液流路溝
と同様に１２８単位で、レーザマスクを用いてレーザビ
ームにより吐出口（オリフィス）１７を穿孔加工する。
このようにして溝付天板１０が最終的に完成する。

【００２１】吐出口が３００８個であるから、少なくと
も吐出エネルギー発生素子は３００８個必要であるが、
ここでは、図４に示すように、吐出エネルギー発生素子
１０１をそれぞれ１２８個ずつ有する基板（ヒータボー
ド）１００を複数枚用意して一直線上に配列することに
より、所定の数の吐出エネルギー発生素子が確保される
ようにした。各基板１００は、それぞれ、吐出エネルギ
ー発生素子１０１が所定の位置に３６０ｄｐｉの密度に
て１２８個設けられ、さらに、外部からの電気信号によ
り任意のタイミングで吐出エネルギー発生素子１０１を
駆動させるための信号や駆動のための電力などを供給す
るパッド１０２を有している。各基板１００は、ステン
レス鋼で作られたベースプレート（支持体）３００の表
面上に配置され、接着剤にて接着固定されている。

【００２２】図５は、基板１００を並べた状態の詳細図
である。各基板１００は、ベースプレート３００の所定
の場所に、所定の厚さで塗布された接着剤３０１によっ
て接着固定されている。この際、隣接する２つの基板１
００間において、一方の基板上にあって他方の基板に最
も近い吐出エネルギー発生素子と、他方の基板上にあっ
て一方の基板に最も近い吐出エネルギー発生素子と間の
ピッチは、各基板１００上での吐出エネルギー発生素子
１０１のピッチＰ（＝７０．５μｍ）と同一にする。し
たがって、基板１００が２０数個設けられていたとして
も、これら基板１００全体を通して吐出エネルギー発生
素子１０１は同一のピッチＰで配設されていることにな
る。この際、隣接する基板１００間に隙間が生じるが、
この隙間は封止剤３０２にて封止される。

【００２３】吐出エネルギー発生素子１０１としては、
具体的には、記録信号に応じて通電することにより発熱
する電気熱変換体が使用される。吐出エネルギー発生素
子１０１は、シリコン基板である基板１００に対し、半
導体デバイス製造技術を用いて形成される。そして、通
電によって吐出エネルギー発生素子１０１が発熱した場
合、この吐出エネルギー発生素子に対応する液流路内の
記録液が加熱されて発泡し、その発泡のエネルギーによ
って液流路内の記録液が吐出口から液滴として吐出され
ることになる。この発泡は、好ましくは膜沸騰によるも
のである。吐出エネルギー発生素子１０１としては、圧
電素子からなるものなども使用することができる。

【００２４】図４に戻って、ベースプレート３００に
は、配線基板２００も接着貼付されている。配線基板２
００は、各基板１００に対して信号や電力を供給するた
めのものであり、基板１００上のパッド１０２と配線基
板２００上に設けられた信号・電力供給パッド２０２と
が所定の位置関係となるように、配線基板２００は配置
されている。配線基板２００の基板１００側でない端部
には、外部から印字信号や駆動電力が供給されるコネク
タ２０１が設けられている。

【００２５】図３に図示する溝付天板１０は、基板１０
０に設けられた吐出エネルギー発生素子１０１に対応し
て設けられた液流路溝１５、各液流路溝１５に対応し記
録液を記録媒体に向けて吐出させるための当該液流路溝
１５に連通した吐出口（オリフィス）１７、各液流路溝
１５に対して記録液を供給するために各液流路溝に連通
した液室１１、液室１１に対して記録液タンク（図示せ
ず）から供給された記録液を流入させるための記録液受
け口１８といった構成要素が一体的に設けられた構成と
なっている。溝付天板１０は、当然のことながら、基板
１００を複数並べて設けられた吐出エネルギー発生素子
列をほぼ覆い被さるような長さを有している。そして、
図４および図６に示されるように、溝付天板１０は、そ
の液流路溝１５とベースプレート３００上に並べられた
基板１００上の吐出エネルギー発生素子１０１との位置
関係が所定の位置関係になるように、ベースプレート３
００側に結合させる。この結合の方法としては、図７に
図示するように、ばね４００とばね４００を保持するば
ねホルダー４１０とによって機械的に押え込む方法や、
接着剤によって固定する方法や、これらの方法を併用す
る方法など、各種の方法がある。

【００２６】溝付天板１０を構成する材料としては、液
流路溝や吐出口を設けるため、正確に溝や吐出口を形成
できる樹脂が好ましく、さらに機械的強度、寸法安定
性、耐インク性に優れたものであることが望ましい。こ
のような材料としては、例えば、エポキシ樹脂、アクリ
ル樹脂、ジグリコールジアルキルカーボネート樹脂、不
飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド
樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂等が望
ましく、特にポリサルフォンやポリエーテルサルフォン
等の樹脂がその成型性、耐液性等の観点から望ましい。

【００２７】溝付天板１０を樹脂で構成した場合、その
線熱膨張係数は１×１０^-5／℃から１×１０^-4／℃程度
である。ここではポリサルフォン（線熱膨張係数５６×
１０^-6／℃）を用いるものとして説明する。一方、基板
である基板１００はシリコン基板で構成されており、そ
の線熱膨張係数は２．４×１０^-6／℃である。また、基
板１００を配列するベースプレート３００はステンレス
鋼製であり、その線熱膨張係数は１７．３×１０^-6／℃
である。ここで、記録ヘッドの組み立てが２５℃近傍の
温度で行なわれたものとする。組み立てた記録ヘッドが
その動作時において温度が上昇して６０℃程度になるこ
とは、十分にあり得る。そのため、上述したままの構成
では、ここで２５℃で精度良く組み立てられたものとし
て、膨張係数の差による６０℃でのずれを計算すると、 3008ノズル×0.0705（ピッチ）×（60−25）×（56×10
^-6−17.3×10^-6）＝0.287 ｍｍとなる。すなわち、０．
２８７ｍｍのずれが生じ、これは、吐出口４個分の大き
さであって、このようなずれが生じるのでは、液体噴射
記録ヘッドとしてとても実用になり得るものでない。そ
こで溝付天板１０には、図１および図３に示されるよう
に、溝付天板１０の熱膨張率を規制するための支持部材
１９が、溝付天板１０の長手方向すなわち液流路配列方
向に沿って、溝付天板１０の樹脂の中に設けられて、そ
の両端部は溝付天板１０の本体部分から突出している。
ここで、支持部材１９は、ベースプレート３００と同じ
ステンレス鋼製の円柱体またはパイプであり、支持部材
１９に液室１１と連通する穴を予め加工しておき、支持
部材１９を介して記録液受け口と液室１１と連通させ
る。また、パイプを用いる場合には、溝付天板１０の本
体部分から突出する両端部をインクの供給口とすること
ができる。なお、支持部材１９の表面には、ブラスト加
工やローレット加工といった表面加工が施されており、
これによって支持部材１９と溝付天板１０の樹脂との密
着度が向上するようになっている。支持部材１９と溝付
天板１０を構成する樹脂との機械的強度（弾性係数な
ど）の関係から、溝付天板１０全体としての線熱膨張係
数は、ステンレス鋼の線熱膨張係数と一致する。こうす
ることにより、溝付天板１０とベースプレート３００は
同一の熱膨張係数を持つことになって、温度上昇に伴な
うずれが全く生じなくなる。

【００２８】シリコン基板からなる基板１００と、ベー
スプレート３００や溝付天板１０との間にも熱膨張差が
生じる。しかし、基板１００が１２８ドット単位に分割
されていることから、この熱膨張差は無視し得るもので
ある。すなわち、上述と同様に２５℃と６０℃との間で
の熱膨張差を計算すると、 128 ×0.0705×（60−25）×（17.3×10^-6−2.4 ×1
0^-6）＝0.005となる。これは基板１００の両端の吐出エ
ネルギー発生素子と、溝付天板１０側の吐出口や液流路
とのずれが、０．００５／２＝０．００２５ｍｍ、すな
わち２．５μｍとなることを示している。この２．５μ
ｍという値は、ピッチＰ＝７０．５μｍと比較するとわ
ずかであり、液体噴射記録ヘッドの吐出性能になんらの
影響を与えないものである。

【００２９】次に、液体噴射記録ヘッドおよび液体噴射
記録装置について、図８および図９を用いてさらに詳し
く説明する。今まで説明してきたように、吐出エネルギ
ー発生素子が作り込まれた基板をガラス、シリコン、セ
ラミックス、金属等からなるベースプレートの上に複数
個精度良く配置接着したものに対し、吐出口および液流
路溝が作り込まれた溝付天板を接合することによって、
液流路が形成され、液体噴射記録ヘッドが作製される。
このように作製された液体噴射記録ヘッドを適用した液
体噴射記録ヘッドカートリッジは、液体噴射記録装置に
対して着脱可能に取り付けられるものであって、液体噴
射記録ヘッドと、その液体噴射記録ヘッドに供給するた
めの記録液を貯蔵する記録液タンクとが一体的に形成さ
れる。

【００３０】図８は、記録媒体の記録幅に対応した幅を
有するいわゆるフルラインタイプの液体噴射記録ヘッド
およびその液体噴射記録ヘッドを使用した液体噴射記録
装置の模式的概略説明図を示している。フルラインタイ
プの液体噴射記録ヘッドは、その性質上、吐出口の数が
多数であって、本発明の効果が最も顕著に現れるもので
ある。この記録装置では、フルラインタイプの液体噴射
記録ヘッド６００は、記録媒体搬送ローラ７００によっ
て搬送される紙や布等の記録媒体８００に対向して配置
されている。そして、記録媒体８００を搬送しながら、
フルラインタイプの液体噴射記録ヘッド６００から記録
信号に応じて記録液を記録媒体８００に向けて吐出する
ことにより、長尺の記録媒体８００に記録がなされる。
本発明の場合、吐出エネルギー発生素子を設けた基板を
複数個並べることで液体噴射記録ヘッドを製造するの
で、フルラインタイプの記録ヘッドのような長尺の液体
噴射記録ヘッドでも容易に製造することができる。

【００３１】図９は、カートリッジタイプの液体噴射記
録ヘッドを搭載した液体噴射記録装置を示している。こ
の記録装置では、記録液タンク部１００１と液体噴射記
録ヘッド部１００２とが一体化され、記録装置本体に対
して着脱自在な液体噴射記録ヘッドカートリッジが使用
されている。液体噴射記録ヘッドカートリッジは、図示
矢印方向に往復移動可能なキャリッジ１０１０上に搭載
されている。また、記録媒体８００を搬送するための搬
送ローラやこのキャリッジ１０１０を駆動する駆動源と
してのモータ１００３、駆動源からの動力をキャリッジ
１０１０に伝えるためのキャリッジ軸１００４等が設け
られている。さらに、液体噴射記録ヘッド部１００２に
対してインクを吐出するための信号を供給する信号供給
手段（不図示）が設けられている。

【００３２】また、本発明の液体噴射記録ヘッドは、特
にインクジェット記録方式の中で熱エネルギーを利用し
て飛翔液滴を形成し、記録を行なうインクジェット記録
方式において優れた効果をもたらすものである。

【００３３】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おり、本発明による記録ヘ
ッドはこれらの基本的な原理を用いて行なうものが好ま
しい。この記録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。

【００３４】この記録方式を簡単に説明すると、記録液
（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素子に、記録情報に対応して記
録液に核沸騰現象を越え、膜沸騰現象を生じる様な急速
な温度上昇を与えるための少なくとも一つの駆動信号を
印加することによって、熱エネルギーを発生せしめ、記
録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせる。このように
記録液から電気熱変換素子に付与する駆動信号に一対一
的に対応した気泡を形成できるため、特にオンデマンド
型の記録法には有効である。この気泡の成長、収縮によ
り吐出口を介して記録液を吐出させて、少なくとも一つ
の液滴を形成する。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なわれるので、特に
応答性に優れた記録液の吐出が達成でき、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４
４６３３５９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４３１３
１２４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なうことができる。

【００３５】また、本発明の液体噴射記録ヘッドを搭載
した液体噴射記録装置に、記録ヘッドに対する回復手段
や予備的な補助手段を付加することは、記録装置を一層
安定にすることが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、加圧あるいは吸引手
段、電気熱変換素子あるいはこれとは別の加熱素子、あ
るいはこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録と
は別の吐出を行なう予備吐出モード手段を付加すること
も安定した記録を行なうために有効である。

【００３６】以上、本発明による液体噴射記録ヘッドが
使用される液体噴射記録装置について、単色のインクを
吐出する液体噴射記録ヘッドを１個のみ搭載する場合に
ついて説明したが、本発明はこれに限られるものではな
い。すなわち、複数色のインクのそれぞれに対応した複
数個の液体噴射記録ヘッド、あるいは複数色のインクを
それぞれの液室に収容した１個の液体噴射記録ヘッドを
搭載するカラー記録装置に対して本発明の液体噴射記録
ヘッドを使用することは、当然である。さらに加えて、
以上説明した実施例においては、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、
あるいは液体噴射方式ではインク自体を３０℃以上７０
℃以下の範囲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、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良い。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
吐出口や液流路溝が形成されていない天板部材に、液流
路溝と大陸だなをレーザの照射によって同時に加工する
ことで、液室分離壁を備えた１ヘッド２色以上の構成で
も、互いの色が混色しない液体噴射記録ヘッドを得るこ
とができ、さらに、大陸だな後端の成形面にノズル列方
向のそりが生じていても、流路長が一定な液流路溝を加
工することができる。

【００３８】また、複数の吐出口が設けられる場合に
は、天板部材の熱膨張係数を制御するための支持部材
を、吐出口の配設方向に沿って天板部材内に設けること
により、天板部材と他の部材との熱膨張差による影響を
軽減することができる。さらに、吐出口を多数設ける場
合には複数の基板を使用してこの基板をベースプレート
上に配置し、一方天板部材はこれら基板に共通のものと
して、そして、天板部材中の支持部材によって天板部材
の熱膨張係数がベースプレートの熱膨張係数と実質的に
等しくなるようにすることにより、基板に対する熱膨張
差によるずれを無視することが可能となり、より高品質
の長尺液体噴射記録ヘッドを得ることができる。

【００３９】また、本発明によれば、多数の例えば２０
００個以上にもおよぶ吐出口を有する液体噴射記録ヘッ
ドが容易に構成できる。したがって本発明は、記録媒体
の記録幅に対応する長さを有するフルラインタイプの液
体噴射記録ヘッドに適用することにより、特に顕著な効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液体噴射記録ヘッドを構成する天板を
示す図であり、（ａ）は液流路溝を加工する前の液流路
溝形成面を備えた天板の断面図であり、（ｂ）はその一
部分の拡大断面図である。

【図２】本発明の液体噴射記録ヘッドを構成する天板を
示す図であり、（ａ）は液流路溝形成面と加工する液流
路溝および大陸だなの位置関係を示す天板の一部の拡大
斜視図であり、（ｂ）は液流路溝および大陸だなを加工
形成した状態を示す拡大断面図である。

【図３】長尺の溝付天板の構成を示す図であり、（ａ）
は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は
（ｂ）のＸ−Ｘ線断面図である。

【図４】液体噴射記録ヘッドの主要な部品の構成を説明
する図である。

【図５】吐出エネルギー発生素子を有する基板をベース
プレート上に配列した状態の詳細図である。

【図６】ベースプレート、基板および溝付天板の位置関
係を示す模式図である。

【図７】液体噴射記録ヘッドの構成を示す模式的斜視図
である。

【図８】本発明のフルラインタイプの液体噴射記録ヘッ
ドを適用した液体噴射記録装置の概念的構成を示す斜視
図である。

【図９】本発明の液体噴射記録ヘッドを適用した液体噴
射記録装置の概念的構成を示す斜視図である。

【図１０】天板成形体における吐出口プレート面と液流
路溝形成面をカッターによる同時切削加工により形成す
る従来の加工態様を示す図であり、（ａ）はその斜視図
であり、（ｂ）は模式的側面図である。

【図１１】（ａ）は従来のカッターによる同時切削加工
により液流路溝形成面と大陸だなを同時に加工した際の
天板の状態を示す断面図であり、（ｂ）はその一部分の
拡大断面図である。

【図１２】液室分離壁により複数の共通液室に分離した
天板において、液流路溝形成面と大陸だなを従来のカッ
ターにより同時に加工する際の天板の状態を示す模式的
な拡大斜視図である。

【符号の説明】

１０ （溝付）天板 １１ 共通液室 １２ 吐出口プレート １３ 液流路溝形成面 １４ 液室枠 １５ 液流路溝 １６ 大陸だな １７ 吐出口 １９ 支持部材 １００ 基板 １０１ 吐出エネルギー発生素子 ２００ 配線基板 ３００ ベースプレート ６００ フルラインタイプの液体噴射記録ヘッド １００２ 液体噴射記録ヘッド部 １０１０ キャリッジ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録液に吐出エネルギーを付与する吐出
   エネルギー発生素子が液流路に対応して設けられた基板
   と、前記液流路に対応する溝と該溝の一端に連通して記
   録液を吐出する吐出口が設けられる吐出口プレートとを
   一体的に形成した天板部材とを有し、前記基板と前記天
   板部材とを接合させることによって前記液流路が形成さ
   れ、前記接合時に前記基板が突き当たる突き当て面が前
   記天板部材に形成されている液体噴射記録ヘッドにおい
   て、 前記天板部材における前記溝を形成するための液流路溝
   形成面に、前記溝と前記溝後端の大陸だなとを、レーザ
   によって同時加工で形成されていることを特徴とする液
   体噴射記録ヘッド。
2. 【請求項２】 天板部材が樹脂で構成されていることを
   特徴とする請求項１記載の液体噴射記録ヘッド。
3. 【請求項３】 天板部材において、溝後端で溝に連通す
   る共通液室が、前記溝の配列方向に垂直な方向の液室分
   離壁により少なくとも２以上に分離されて構成されてい
   ることを特徴とする請求項１または２記載の液体噴射記
   録ヘッド。
4. 【請求項４】 複数の吐出口が配設された方向に沿って
   天板部材の熱膨張係数を制御するための支持部材が、前
   記天板部材内に設けられていることを特徴とする請求項
   １ないし３のいずれか１項記載の液体噴射記録ヘッド。
5. 【請求項５】 複数の基板を有し、前記各基板がベース
   プレート上に配列され、天板部材が前記各基板に共通に
   設けられるとともに、前記天板部材内に設けられた支持
   部材の熱膨張係数が前記ベースプレートの熱膨張係数と
   実質的に同等であることを特徴とする請求項４記載の液
   体噴射記録ヘッド。
6. 【請求項６】 記録媒体の記録幅に対応する長さを有す
   るフルラインタイプの記録ヘッドであることを特徴とす
   る請求項１ないし５のいずれか１項記載の液体噴射記録
   ヘッド。
7. 【請求項７】 記録液に吐出エネルギーを付与する吐出
   エネルギー発生素子が液流路に対応して設けられた基板
   と、前記液流路に対応する溝と該溝の一端に連通して記
   録液を吐出する吐出口が設けられる吐出口プレートとを
   一体的に形成した天板部材とを有し、前記基板と前記天
   板部材とを接合させることによって前記液流路が形成さ
   れ、前記接合時に前記基板が突き当たる突き当て面が前
   記天板部材に形成されている液体噴射記録ヘッドの製造
   方法において、 前記天板部材に前記溝を形成するための液流路溝形成面
   を形成する工程と、 前記液流路溝形成面に前記溝と前記溝後端の大陸だなと
   を同時加工によって形成するためのレーザ加工工程とを
   有することを特徴とする液体噴射記録ヘッドの製造方
   法。
8. 【請求項８】 請求項１ないし６のいずれか１項記載の
   液体噴射記録ヘッドと、該液体噴射記録ヘッドを載置す
   る載置手段とを備えることを特徴とする液体噴射記録装
   置。
9. 【請求項９】 液体噴射記録ヘッドを載置する載置手段
   と記録媒体とを相対的に移動させる移動手段をさらに備
   えることを特徴とする請求項８記載の液体噴射記録装
   置。