JP2004174950A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】インク供給孔とインク回収孔が隔壁の列を挟んで列設されると、インクの流れが隔壁等に当たり、インク吐出孔からのインク滴の吐出が他のインク吐出孔のインク滴の吐出と、吐出速度において違いが発生し、インク滴の着弾位置にばらつきが発生し、記録媒体への記録時に画質の低下をきたすという課題があった。
【解決手段】絶縁基板上に、圧電セラミックスからなる複数の隔壁を並設し、該隔壁間をインクの流路とするとともに、上記隔壁の一方端面側にインクが供給される複数のインク供給孔、及び、流路を通過したインクを回収する複数のインク回収孔を有したインクジェット記録ヘッドにおいて、上記インク供給孔及びインク回収孔が、少なくとも１つの流路を介して互いに対向して配置していることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微細なインク吐出孔からインク滴を吐出して文字や画像を印刷する各種プリンターや記録計、あるいは捺染分野や窯業分野で文様形成等に用いられる印刷機等の記録装置に搭載されるインクジェット記録ヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マルチメディアの浸透に伴い、インパクト方式の記録装置に代わって、インクジェット方式や熱転写方式等を利用したノンインパクト方式の記録装置が開発され、その利用範囲が各種産業分野及び一般家庭分野において拡がりつつある。
【０００３】
かかるノンインパクト方式の記録装置のなかでも、前記インクジェット方式を利用した記録装置は、多階調化やカラー化が容易で、ランニングコストが低いことから将来性が注目されている。
【０００４】
従来、インクジェット方式を用いた記録装置に搭載されるインクジェット記録ヘッドとしては、例えば、引用文献１に、絶縁基板上に、圧電セラミックスからなる複数の隔壁を並設し、各隔壁間をインクの流路とするとともに、上記各隔壁の側面には駆動用電極を備え、かつ各隔壁の両端側には各流路と連通するインク溜まり部を設けた流路部材と上記流路及びインク溜まり部を覆うように上記流路部材上部に接合され、各流路と連通するインク吐出孔を備えたノズル板とからなるインクジェット記録ヘッド、あわせて、上記流路を複数列備えたインクジェット記録ヘッドが提示されている。さらに、引用文献２では、上記隔壁の端面を外側に広がる傾斜面とし、さらに、インク溜まり部をなす絶縁基板上に凹部を設け、上記傾斜面をこの凹部底面まで延設したインクジェット記録ヘッドが提示されている。
【０００５】
このようなインクジェット記録ヘッドは、図４に示すように、絶縁基板４上に、圧電セラミックスからなる複数の隔壁１を所定の間隔を隔てて並設し、各隔壁１間をインクの流路２とするとともに、上記各隔壁１の側面に駆動用電極３（３ａ〜ｊ）を、上記隔壁１の一方端面側にインクが供給される複数のインク供給孔８を有し、該インク供給孔８から供給されるインクを溜める第１のインク溜まり部１０ａを、上記隔壁１の他方端面側に上記第１のインク溜まり部１０ａから流路２を通過したインクを回収するインク回収孔９を有し、該インク回収孔９に回収されるインクを溜める第２のインク溜まり部１０ｂをそれぞれ形成し、かつ、上記各流路２を通過するインクを吐出するインク吐出孔１６を有し、上記流路２及び第１、第２インク溜まり部１０ａ、１０ｂのそれぞれを覆うノズル板１５を接合して構成してある。
【０００６】
そして、ノズル板１５は金属製の蓋部１１とポリイミド樹脂製のノズル部１３とからなり、蓋部１１には各流路２と連通するインク案内孔１２を備えるとともに、ノズル部１３には各インク案内孔１２と連通するノズル孔１４を開孔させてあり、このインク案内孔１２とノズル孔１４とを合わせてインク吐出孔１６としてある。
【０００７】
そして、このインクジェット記録ヘッドよりインク滴を吐出するには、絶縁基板４上に搭載されたドライバーＩＣ２２から引出線２１を経て駆動用電極３に電圧を印加すると、隔壁１を形成する圧電セラミックスが剪断モード変形し、上下が拘束された隔壁１が略「く」の字状に屈曲変位することによって、流路２内のインクを加圧してインク吐出孔１６よりインク滴を吐出するようになっていた。
【特許文献１】
特開２００１−２４６７４５号公報
【特許文献２】
特開２００２−１１３８６１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図４のインクジェット記録ヘッド６０では、絶縁基板４に形成したインク供給孔８から供給されたインクは、第１のインク溜まり部１０ａから流路２を通過して第２のインク溜まり部１０ｂに送られてインク回収孔９で回収される。
【０００９】
しかしながら、すべてのインクがスムーズに流れるものではなく、第１のインク溜まり部１０ａから流れたインクは隔壁１の一方端面にあたって跳ね返ったり、隔壁１の側面で跳ね返って停滞したりする。この場合に、各流路２によって流れの乱れが異なるため、隔壁１を変位させてインクをインク吐出孔１６から吐出させたとしてもインク滴の吐出速度に影響を与え、ばらつきを発生させることになる。
【００１０】
このようなばらつきが発生すると、インク滴を付着させる記録媒体への着弾位置に乱れが生じ、精細な文字や画像を記録することができないという不具合が生じる。
【００１１】
また、流路２を通過したインクがいずれの位置に向かうかはインク回収孔９を形成する位置に依存するため、その位置が流路から出たインクの遠くにあるとインクの流れが停滞してしまい、さらにインク滴の吐出速度にばらつきを発生させることになるという不具合があった。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明は、絶縁基板上に、圧電セラミックスからなる複数の隔壁を所定の間隔を隔てて並設し、各隔壁間をインクの流路とするとともに、上記各隔壁の側面に駆動用電極を、上記隔壁の一方端面側にインクが供給される複数のインク供給孔を有し該インク供給孔から上記流路に供給されるインクを溜める第１のインク溜まり部を、上記隔壁の他方端面側に上記第１のインク溜まり部から流路を通過したインクを回収する複数のインク回収孔を有し該インク回収孔に回収されるインクを溜める第２のインク溜まり部をそれぞれ形成し、かつ、上記各流路を通過するインクを噴出するインク吐出孔を有し、上記流路及び第１、第２インク溜まり部のそれぞれを覆うノズル板を接合してなるインクジェット記録ヘッドにおいて、上記インク供給孔及びインク回収孔が、少なくとも１つの流路を介して互いに対向して配置していることを特徴とする。
【００１３】
また、上記インク供給孔及びインク回収孔が、複数の流路を介して互いに対向して配置していることを特徴とする。
【００１４】
さらに、上記第１、第２のインク溜まり部は、上記絶縁基板の流路をそれぞれ第１、第２の封止部材により包囲して形成し、該第２の封止部材は、上記互いに隣り合うインク回収孔間に流れるインクを堰き止める凸部が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
そして、上記複数の流路が並んで列を形成した第１の流路列と、該第１の流路列の隣りに上記複数の流路が並んで形成された第２の流路列と、第１の流路列と第２の流路列との間に上記第１のインク溜まり部が形成され、かつ、該第１のインク溜まり部とは第２の流路列を介して反対側に上記第１、第２の流路列を包囲して上記第１、第２のインク溜まり部を形成する第１、第２の封止部材を設け、上記第１、第２の封止部材は、上記互いに隣り合うインク回収孔間に流れるインクを堰き止める凸部が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
【作用】
本発明の構成によれば、インク供給孔及びインク回収孔が、少なくとも１つの流路を介して互いに対向して配置しているために、インク供給孔から供給されたインクが流路を通過すると直ぐにインク回収孔９が配置されるようになっているので、スムーズにインクが流路を通過して停滞することが無いために、インク滴の吐出が各流路において均一に行えることから、このインクジェット記録ヘッドを用いて印刷すると高品質の記録を得ることが出来る。
【００１７】
特に、前記互いに隣り合うインク回収孔間に流れるインクを堰き止める凸部を前記第２の封止部材の一部から突出させて形成したために、流路から出たインクが出口に存在するインク回収孔ではなく、隣のインク回収孔側に向かうようなインクの流れを凸部で堰き止めて無くすることができ、さらにスムーズにインクをインク回収孔に回収させることが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１９】
図１は本発明に係るインクジェット記録ヘッドを示す図で、（ａ）はその一部を破断した斜視図、（ｂ）は（ａ）の正面図である。また、図２は本発明に係るインクジェット記録ヘッドの流路の列方向の断面の一部を示す部分断面図である。
【００２０】
このインクジェット記録ヘッド２０は、絶縁基板４上に、圧電セラミックスからなる複数の隔壁１を所定の間隔を隔てて並設し、各隔壁１間をインクの流路２とするとともに、上記各隔壁１の側面に駆動用電極３（３ａ〜ｊ）を、上記隔壁１の一方端面側にインクが供給される複数のインク供給孔８を有し、該インク供給孔８から供給されるインクを溜める第１のインク溜まり部１０ａを、上記隔壁１の他方端面側に上記第１のインク溜まり部１０ａから流路２を通過したインクを回収するインク回収孔９を有し、該インク回収孔９に回収されるインクを溜める第２のインク溜まり部１０ｂをそれぞれ形成し、かつ、上記各流路２を通過するインクを噴出するインク吐出孔１６を有し、上記流路２及び第１、第２インク溜まり部１０のそれぞれを覆うノズル板１５を接合してある。
【００２１】
そして、ノズル板１５は、ニッケル−鉄系合金からなる金属製の蓋部１１とポリイミド樹脂製のノズル部１３とからなり、蓋部１１には各流路２と連通するインク案内孔１２を備えるとともに、ノズル部１３には各インク案内孔１２と連通するノズル孔１４を開口させてあり、このインク案内孔１２とノズル孔１４とを合わせてインク吐出孔１６としてある。
【００２２】
また、隔壁１は、チタン酸ジルコン酸鉛、ランタンチタン酸ジルコン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、あるいはこれらの混合物を主成分とする圧電セラミックスにより形成するとともに、その側面形状を台形状としてあり、図２に示すように、矢印の方向に分極してある。また、流路２内にはポリパラキシリレン等の保護膜Ｓを被着してあり、駆動用電極３がインクによって浸食を受けることを防止してある。
【００２３】
封止部材５はセラミックス、金属、ガラス、樹脂等からなり、特に、アルミナ、ジルコニア、フォルステライト等のセラミックス、ニッケル−鉄、ニッケル−コバルト、モリブデン等の金属、ポリイミド、エポキシ等の樹脂などが好適である。
【００２４】
また、２２は封止部材５外側の絶縁基板４上に搭載されたドライバーＩＣであり、絶縁基板４上に配線した引出線２１を経て各駆動用電極３に通電するようになっている。
【００２５】
さらに、絶縁基板４の下部には容器１７を接合してあり、容器１７内にはインク供給孔８にインクを導くためのインク供給通路１８と、インク回収孔９からインクを回収するインク回収通路１９を形成してあり、不図示のインクタンクから容器１７のインク供給通路１８に供給されたインクは、インク供給孔８から一方のインク溜まり部１０ａへ送られ、流路２内を通って他方のインク溜まり部１０ｂへ送られ、インク回収孔９からインク回収通路１９に回収するようになっている。
【００２６】
このように、流路２内に微少なインクの流れを発生させ、循環させるようにすることで、ヘッド２０の誤動作でインク吐出孔１６より入り込んだ気泡やインク中の異物が流路２内に滞在することを防止し、インク滴の吐出性能が低下したり、インク吐出孔１６が目詰まりすることを防止するようにしてある。
【００２７】
このインクジェット記録ヘッド２０にてインク滴を吐出するには、まず、インクとして顔料タイプの油性インクや水性染料インクあるいは紫外線硬化インク等のインクを不図示の循環機構によって容器１７のインク供給通路１８に供給し、インク供給孔８よりインク溜６、流路２及びインク溜７に送った後、インク回収孔９からインク回収通路１９へ回収するように循環させる。この状態で、例えば図２（ａ）に示すように、例えば、駆動用電極３ｂ，３ｃ及び駆動用電極３ｈ，３ｉにそれぞれ正極の電圧を、駆動用電極３ａ，３ｄ，３ｇ，３ｊに負極の電圧を印加すると、隔壁１ａ及び隔壁１ｂが流路２ａ側へ屈曲変位するとともに、隔壁１ｄ，１ｅが流路２ｄ側へ屈曲変位するため、流路２ａ，２ｄ内に充填されたインクを加圧してインク吐出孔１６よりインク滴を吐出させることができる。次に、各駆動用電極３ａ〜３ｄ，３ｇ〜３ｊへの通電を遮断すると、屈曲変位していた隔壁１ａ，１ｂ，１ｄ，１ｅが弾性作用によってもとの形状に戻り、流路２ａ，２ｄ内が減圧される結果、インク溜６からインクの導入が開始されることになり、さらに前述した駆動用電極３ａ〜３ｄ，３ｇ〜３ｊの正負を逆転して電圧を印加すると、図２（ｂ）に示すように、隔壁１ａ，１ｂが流路２ａに対して外側へ屈曲変位するとともに、隔壁１ｄ，１ｅが流路２ｄに対し外側へ屈曲変位するため、流路２ａ，２ｄ内がさらに減圧されることになりインクが充填されることになる。そして、駆動用電極３ａ〜３ｄ，３ｇ〜３ｊの通電を遮断すると、屈曲変位していた隔壁１ａ，１ｂ，１ｄ，１ｅは弾性作用によって元の形状にもどり、次のインク滴を吐出する段階に入るようになっており、これらの動作を順次繰り返すことにより、インク滴の吐出を連続的に行うことができるようになっている。
【００２８】
そして、本発明は、上記インク供給孔８及びインク回収孔９は、少なくとも１つの流路を介して互いに対向して配置してあることを特徴としている。また、上記絶縁基板４の一部を囲むことで前記第１、第２のインク溜まり部１０ａ、１０ｂを形成する第１、第２の封止部材５ａ、５ｂをそれぞれ有し、前記互いに隣り合うインク回収孔９間に流れるインクを堰き止める凸部２３を前記第２の封止部材５ｂの一部から突出させて形成してあることを特徴とするもので、図１に示すインクジェット記録ヘッド２０は上記凸部２３を有する封止部材５ｂを用いた場合で記載してある。
【００２９】
つまり、インク供給孔８及びインク回収孔９が、少なくとも１つの流路２を介して互いに対向して配置させているために、インク供給孔８から供給されたインクが流路を通過すると直ぐにインク回収孔９が配置してあるので、スムーズにインクが流路２を通過して停滞することが無いために、インクの乱れが少なくなって、隔壁１が屈曲変位したときに、均一に圧力が伝播するとともに、インク滴の吐出が各流路２において均一に行えることから、このインクジェット記録ヘッド２０を用いて記録すると高品質の記録を得ることが出来るのである。
【００３０】
さらに、本発明は、上記インク供給孔８及びインク回収孔９は、複数の流路２を介して互いに対向して配置してあってもよい。すなわち、１つの流路２に対して、一対のインク供給孔８とインク供給孔９を配置するのが好ましいのであるが、この場合、流路２の数と同じだけのインク供給孔８とインク回収孔９を配置する必要があり、インク吐出孔１６の数が多い高密度のインクジェット記録ヘッドの場合、多数のインク供給孔８とインク回収孔９を形成することとなり、製造工程が複雑になりコストがかかるので、複数の流路２を介して互いに配置するほうがよいといえる。
【００３１】
そして、この時、インク供給孔８とインク回収孔９の列方向の両端面の位置は、上記複数の流路２を完全に覆う範囲とすることが好ましい。なぜならば、上記インク供給孔８とインク回収孔９の両端面の位置が流路２の範囲内で配置されると、この流路２には複数のインク供給孔８とインク回収孔９からのインクの流れが生じることになり、インク滴の吐出速度にばらつきを生じる原因となるからである。
【００３２】
さらに、インク供給孔８とインク回収孔９は、複数の流路２を介して配置することから、流路２の列方向に長い形状のものがよく、加えて、インク中の気泡や異物が滞留しないために、長方形などの角張った形状よりは、例えば図１のインク供給孔８やインク回収孔９に示すような丸長孔などの形状や楕円などの曲面を有した形状が好ましい。
【００３３】
また、前記互いに隣り合うインク回収孔９間に流れるインクを堰き止める凸部２３を前記第２の封止部材５ｂの一部から突出させて形成すると、流路２から出たインクが出口に存在するインク回収孔９ではなく、隣のインク回収孔９側に向かうようなインクの流れを凸部２３で堰き止めて無くすることができ、さらにスムーズにインクをインク回収孔９に回収させることが可能となるために高品質の記録を得ることができるのである。
【００３４】
ところで、図１に示すインクジェット記録ヘッド２０を製造するには、まず、絶縁基板４としてセラミック板やガラス板を用意する。セラミック板の種類としては特に限定するものではないが、例えばアルミナ、ジルコニア、フォルステライト、ステアタイト、ジルコン等を主成分とする絶縁性セラミックスが好適である。
【００３５】
そして、この絶縁基板４に、炭酸ガスレーザー等のレーザー加工にて所定の位置にインク供給孔８とインク回収孔９をそれぞれ穿孔した後、厚み方向に分極を施した圧電セラミック板を絶縁基板４上の所定位置にエポキシ系等の接着剤にて貼り付ける。
【００３６】
次に、平面研削盤を用いて、圧電セラミックス板の上面を研削し、圧電セラミック板の厚みを揃えるとともに、刃先をテーパーに加工したダイヤモンドホイールを用いて、圧電セラミック板の両端面を切り欠いて側面形状を台形状とした後、刃厚の薄いダイヤモンドブレードにて圧電セラミック板に流路２となる複数の溝を刻設する。この時、溝を仕切る壁が隔壁１となる。そして、この時に、上述したようにインク供給孔８とインク回収孔９とを互いに対向させて、溝を並設する。
【００３７】
次いで、各隔壁１の側面上半分及び絶縁基板４上に、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法などの膜形成手段にて、アルミニウム、パラジウム、ニッケル、金、銅等からなる金属膜を被着し、隔壁１の側面上半分に駆動用電極３を形成するとともに、絶縁基板４上に駆動用電極３の引出線２１を形成し、さらに前記膜形成手段のＣＶＤ法にて流路２内にポリパラキシリレン等の保護膜Ｓを被着する。
【００３８】
しかる後、各隔壁１、インク供給孔８及びインク回収孔９を包囲するように、内側に複数の凸形状２３を有した、隔壁１と同一高さの封止部材５ｂを絶縁基板４上にエポキシ系等の接着剤にて気密に接合する。
【００３９】
そして、ニッケル−鉄系合金からなる金属製の蓋部１１を、インク案内孔１２の中心が、流路２の幅方向の中心と一致するように、隔壁１及び封止部材５の頂面にエポキシ系等の接着剤にて接合し、さらに、蓋部１１上にポリイミド樹脂製のノズル部１３をエポキシ系の接着剤で接合する。
【００４０】
この後、封止部材５ｂ外側で、引出線２１が形成された絶縁基板４上にドライバ−ＩＣ２２を搭載し、結線を行った後、エキシマレーザー等のレーザー加工によって、ノズル部１３に各インク案内孔１２と連通するインク吐出孔１６を開口させるとともに、絶縁基板４の下部に、インク供給通路１８とインク回収通路１９を備えた容器１７をエポキシ系等の接着剤にて気密に接合することにより得ることができる。
【００４１】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
【００４２】
図３は本発明に係る他のインクジェット記録ヘッドを示す図で、（ａ）はその一部を破断した斜視図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。なお、前記図１及び図４と同じ部位を示す場合は同符号とする。
【００４３】
図３に示すインクジェット記録ヘッド５０は、絶縁基板４上に２列の流路列６，７を設け、高密度印刷タイプのヘッドとする以外は基本的に図１のインクジェット記録ヘッド２０と同様の構造をしたものである。
【００４４】
つまり、本発明は、絶縁基板４上に、圧電セラミックスからなる複数の隔壁１を接着にて並設し、各隔壁１間をインクの流路２とした流路列６，７を所定の間隔を隔てて形成するとともに、上記流路列６，７を包囲するように封止部材５ｂ，５ｂ′を接着にて気密に接合してあり、この流路列６，７の間に形成される凹部をインク溜まり部１０ａ、各流路列６，７の一方端側と封止部材５ｂ，５ｂ′とで形成される凹部をそれぞれインク溜まり部１０ｂ，１０ｂ′とし、インク溜まり部１０ａの底面をなす絶縁基板４にはインク供給孔８を、各インク溜まり部１０ｂ，１０ｂ′の底面をなす絶縁基板４にはインク回収孔９，９をそれぞれ備え、各流路２及びインク溜まり部１０ａ，１０ｂ，１０ｂ′を塞ぐように、各隔壁１及び封止部材５の頂面に接合されたノズル板１５とからなり、各隔壁１の側面上半分にはそれぞれ図２と同様に駆動用電極３を形成してある。
【００４５】
ところで、図１、図３の共通に示す構成について以下に具体的に示す。
【００４６】
封止部材５はセラミックス、金属、ガラス、樹脂等からなり、特に、アルミナ、ジルコニア、フォルステライト等のセラミックス、ニッケル−鉄、ニッケル−コバルト、モリブデン等の金属、ポリイミド、エポキシ等の樹脂などが好適である。そして、前述の別の実施形態で説明したと同じく、図３は上記封止部材５ｂ，５ｂ′のインク溜まり部１０ｂ，１０ｂ′に面した長面のインク回収孔９間のそれぞれに凸部２３を設けて記載してある。
【００４７】
隔壁１は、チタン酸ジルコン酸鉛、ランタンチタン酸ジルコン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛あるいはこれらの混合物を主成分とする圧電セラミックスにより形成するとともに、その側面形状を台形状としてあり、図２の様に高さ方向に分極処理してある。また、隔壁１間に形成される流路２は、絶縁基板４の短辺に対して０．８°〜１．２°の範囲で傾けてあり、各流路群の流路２は同一間隔とし、互いの流路２が同一線上に位置するように配置してある。
【００４８】
また、ノズル板１５は、ニッケル−鉄系合金からなる金属製の蓋部１１とポリイミド樹脂製のノズル部１３とからなり、蓋部１１には各流路列６，７の流路２と連通するインク案内孔１２を備えるとともに、ノズル部１３には各インク案内孔１２と連通するインク吐出孔１６を開口させてある。その為、図３（ｂ）に見られるように、一方の流路列に対応するインク吐出孔１６は、他方の流路群に対応する２つのインク吐出孔１６の間に配置されるようになっている。また、ドライバーＩＣ２２は、絶縁基板４上に配線した引出線２１を経て各駆動用電極３に通電するようになっている。
【００４９】
さらに、容器１７はインク供給孔８にインクを導くためのインク供給通路１８と、インク回収孔９からインクを回収するインク回収通路１９，１９を形成してあり、不図示のインクタンクから容器１７のインク供給通路１８に供給されたインクは、インク供給孔１８から一方のインク溜まり部１０ａへ送られ、例えば、図３においては、流路２内を通ってインク溜まり部１０ｂ，１０ｂ′へ送られ、インク回収孔９，９からインク回収通路１９，１９に回収するようになっている。
【００５０】
また、本発明は、前記インク供給孔８及びインク回収孔９が複数の流路を介して互いに対向して配置しており、例えば図３のように、絶縁基板４の一部を囲むことで、前記インク溜まり部１０ｂ，１０ｂ′を形成する第１、第２の封止部材５ｂ，５ｂ′をそれぞれ有し、前記互いに隣り合うインク回収孔９間に流れるインクを堰き止める凸部２３を前記第１、第２の封止部材５ｂ，５ｂ′の一部から突出させて形成した構成である。
【００５１】
すなわち、前述の流路列が単列の場合と同様に、インク供給孔８及びインク回収孔９，９を、少なくとも１つまたは複数の流路２を介して互いに対向して配置させているために、インク供給孔８から供給されたインクが流路２を通過すると、直ぐにインク回収孔９、９が配置してあるので、スムーズにインクが流路２を通過して停滞することが無いために、インクの乱れが少なくなって、隔壁１が屈曲変位したときに、均一に圧力が伝播するとともに、インク滴の吐出が各流路２において均一に行えることから、このインクジェット記録ヘッド５０を用いて記録すると高品質の記録を得ることが出来るのである。
【００５２】
特に、前記互いに隣り合うインク回収孔９間に流れるインクを堰き止める凸部２３を前記第１、第２の封止部材５ｂ，５ｂ′の一部から突出させて形成したために、流路２から出たインクが出口に存在するインク回収孔９ではなく、隣のインク回収孔９側に向かうようなインクの流れを凸部２３で堰き止めて無くすることができ、さらにスムーズにインクをインク回収孔９，９に回収させることが可能となるために高品質の記録を得ることができるのである。
【００５３】
すなわち、本発明によれば、インク滴の吐出において、吐出速度のばらつきが少なく、記録媒体への記録時に良好な画質を得ることができるわけである。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの構造だけに限定されるものではなく、例えば隔壁１を互いに相反する方向に分極した２層の圧電セラミックスからなる隔壁部材を接着した、いわゆるシェブロン方式と呼ばれる構造のヘッド、あるいはノズル板１５にあっては蓋部１１とノズル部１３の接合構造体とした例を示したが、セラミックスや金属の単体で形成したものであっても良く、また絶縁基板４にインク供給孔８とインク回収孔９を形成するとともに、インク供給通路１８とインク回収通路１９を備えた容器１７を設けて流路２内におけるインクを循環させるようにしたが、このようなインクの循環機能は必ずしも必要なく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、変更や改良できることは言うまでもない。さらに、本発明はインク供給孔とインク回収孔とを、流路を介して互いに対向して配置していることが特徴であって、流路を流路列に対して傾斜させて配置した場合に、流路の長さ方向の延長上に上記インク供給孔とインク回収孔を配置することは、本発明の範疇に含まれることは言うまでもないことである。
【００５５】
【実施例】
つぎに、本発明のインクジェット記録ヘッドについて実施例を説明する。
【００５６】
まず、絶縁基板４として、長さ９５ｍｍ×幅５０ｍｍ×板厚１ｍｍのアルミナセラミック板からなる絶縁基板４に、幅１．０ｍｍ×長さ１．５ｍｍの丸長孔のインク供給孔８とインク回収孔９を炭酸ガスレーザーにて穿設した後、長さ１０ｍｍ×幅３ｍｍ×０．５ｍｍの板状をなし、厚み方向に分極処理したチタン酸ジルコン酸鉛を主成分とする４枚の圧電セラミック板を、インク供給孔８とインク回収孔９との間の絶縁基板４上に一直線上に並べ、エポキシ系接着剤にて貼り付け、次いで、平面研削盤にて圧電セラミックス板の上面を板厚が０．４５ｍｍとなるように揃えるとともに、刃先をテーパーに加工したダイヤモンドホイールを用いて、圧電セラミック板の両端部を切り欠いて、絶縁基板４となす角が６０°のテーパーを形成し、その側面形状を台形状とした。
【００５７】
さらに、厚みが７０μｍのダイヤモンドブレードを用いて、絶縁基板４の短辺に対して０．８９１°の角度で圧電セラミック板に、深さ０．４５ｍｍ、ピッチ０．１４０ｍｍで流路２を２８４本形成した。
【００５８】
次に、真空蒸着法により隔壁１の側面下半分にアルミニウムの金属膜を被着して駆動用電極３を形成するとともに、絶縁基板４上の所定位置にもアルミニウムの金属膜を被着して駆動用電極３の引出線２１を形成した後、さらに流路２の内壁面に一般的なＣＶＤ法にてポリパラキシリレンの保護膜Ｓを被着した。
【００５９】
そして、外形状が５０×１７ｍｍ、内形状が４２×１３ｍｍ、厚みが０．４５ｍｍであるニッケル−鉄製の封止部材５ａ，５ｂを、各隔壁１、インク供給孔８及びインク回収孔９を包囲するように絶縁基板４上にエポキシ系接着剤にて気密に接合し、各流路２の両端と封止部材５ａ，５ｂとで形成される凹部をインク溜まり部１０ａ，１０ｂとした。
【００６０】
そして、封止部材５ａ，５ｂ及び隔壁１の頂面に、外形状が５０ｍｍ×１７ｍｍ×０．０７ｍｍの板状であって、各流路２と連通する直径６０μｍ程度のインク案内孔１２を備えたニッケル−鉄製の蓋部１１をエポキシ系接着剤にて接合し、さらに蓋部１１上に、外形状が５０ｍｍ×１３ｍｍ×０．０５ｍｍの板状をしたポリイミド樹脂製のノズル部１３をエポキシ系接着剤にて接合した後、エキシマレーザーにて、インク案内孔１２と連通する直径２８μｍ程度のインク吐出孔１４を開口させてノズル板１５を接合した。
【００６１】
しかる後、絶縁基板４上に形成した引出線２１とドライバーＩＣ２２を接続し結線するとともに、絶縁基板４の下部にインク供給通路１８とインク回収通路１９を有する容器１７をエポキシ系接着剤にて接合して図１に示す本発明のインクジェット記録ヘッド２０を製作した。なお、この時、上記封止部材は凸部を有しない上述のもののほかに、凸部を有した封止部材を用意して上記と同様にヘッドを作製し、各々試料１、試料２とした。
【００６２】
そして、インクジェット記録ヘッド２０のインク吐出孔１４の列が、ヘッド２０の主走査方向に対し、垂直になるように記録装置に組み込み、ヘッド２０を主走査方向に往復させながらインク滴の吐出を行い、記録媒体として印刷用紙を主捜査方向と垂直な方向に送ることにより記録し、記録された記録を拡大鏡で観察し、インク滴の着弾位置のばらつきを調べた。また、インク滴の吐出速度の測定を、インクジェット記録ヘッド２０を固定し、記録用紙を除去した状態で、拡大鏡とＣＣＤカメラの高速撮影により、インク滴の吐出状態を観察し、画像解析によって行った。
【００６３】
また、比較のために、図１におけるインク供給孔８とインク回収孔９とを対向させないで、前記丸長孔を絶縁基板４に開口して作製した従来例１もあわせて評価した。
【００６４】
さらに、上述の試料１，２と同様にして、流路列６，７を２列間隔をおいて配列した図３に示すようなインクジェット記録ヘッド５０をインクジェット記録ヘッド２０と同様、封止部材に凸部を有しない試料３、凸部を有した試料４及びインク吐出孔とインク回収孔とを対向させず、封止部材に凸部を有さない平面状の比較例２を作製して評価した。
【００６５】
それぞれの結果は表１に示す通りである。
【００６６】
【表１】

【００６７】
なお、表１中、総合評価の△は普通、○はさらに良、◎はより好適であることを示す。
【００６８】
この結果、本発明のヘッド試料１〜４は、従来のヘッドの比較例１，２に比べ、インク滴の吐出速度において、良好な吐出速度のばらつきを得ることができ、また、記録用紙に記録されたインク滴を拡大鏡による観察において、インク滴の着弾位置のばらつきが±１０μｍ以内と少ないことがわかる。そして、このことから、記録された画質においても本発明のヘッドである試料１〜４のほうがより高画質であり、総合評価もよりよいものであった。
【００６９】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明のインクジェット記録ヘッドは、絶縁基板上に、圧電セラミックスからなる複数の隔壁を所定の間隔を隔てて並設し、各隔壁間をインクの流路とするとともに、上記各隔壁の側面に駆動用電極を、上記隔壁の一方端面側にインクが供給される複数のインク供給孔を有し、該インク供給孔から供給されるインクを溜める第１のインク溜まり部を、上記隔壁の他方端面側に上記第１のインク溜まり部から流路を通過したインクを回収するインク回収孔を有し、該インク回収孔に回収されるインクを溜める第２のインク溜まり部をそれぞれ形成し、かつ、上記各流路を通過するインクを吐出するインク吐出孔を有し、上記流路及び第１、第２インク溜まり部のそれぞれを覆うノズル板を接合してなるインクジェット記録ヘッドにおいて、上記インク供給孔及びインク回収孔を、少なくとも１つの流路を介して互いに対向して配置させたことから、あるいは、上記インク供給孔及びインク回収孔を複数の流路を介して互いに対向して配置させたことから、各流路のインク吐出孔より吐出されるインク滴の吐出速度のばらつきが抑えられ、記録媒体へのインク滴の着弾位置がばらつくなどといった記録媒体への記録時の画質の低下を防止でき、加えて、上記絶縁基板の一部を囲み、インク溜まり部を形成する封止部材を有し、前記互いに隣り合うインク回収孔間に流れるインクを堰き止める凸部を前記少なくともどちらか一方の封止部材から突出させて形成したことで、インクの流れがばらつくことがないために、インク滴の吐出速度や着弾位置のばらつきの少ないインクジェット記録ヘッドを提供することができ、さらには、複数の流路列を有したインクジェット記録ヘッドにおいても同様の効果を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインクジェット記録ヘッドを示す図で、（ａ）はその一部を部分破断した斜視図、（ｂ）はその平面図である。
【図２】（ａ）（ｂ）は本発明に係るインクジェット記録ヘッドの駆動原理を説明するための図である。
【図３】本発明に係る他のインクジェット記録ヘッドを示す図で、（ａ）はその一部を部分破断した斜視図、（ｂ）はその平面図である。
【図４】従来のインクジェット記録ヘッドを示す図で、（ａ）は一部を破断した斜視図、（ｂ）はその平面図である。
【符号の説明】
１：隔壁
２：流路
３：駆動用電極
４：絶縁基板
５、５ａ、５ｂ、５ｂ′：封止部材
６，７：流路列
８：インク供給孔
９：インク回収孔
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｂ′：インク溜まり部
１１：蓋部
１２：インク案内孔
１３：ノズル部
１４：ノズル孔
１５：ノズル板
１６：インク吐出孔
１７：容器
１８：インク供給通路
１９：インク回収通路
２０、５０、６０：インクジェット記録ヘッド
２１：引出線
２２：ドライバーＩＣ
２３：封止部材の凸部

Claims (4)

1. 絶縁基板上に、圧電セラミックスからなる複数の隔壁を所定の間隔を隔てて並設し、各隔壁間をインクの流路とするとともに、上記各隔壁の側面に駆動用電極を、上記隔壁の一方端面側にインクが供給される複数のインク供給孔を有し該インク供給孔から上記流路に供給されるインクを溜める第１のインク溜まり部を、上記隔壁の他方端面側に上記第１のインク溜まり部から流路を通過したインクを回収する複数のインク回収孔を有し該インク回収孔に回収されるインクを溜める第２のインク溜まり部をそれぞれ形成し、かつ、上記各流路を通過するインクを噴出するインク吐出孔を有し、上記流路及び第１、第２インク溜まり部のそれぞれを覆うノズル板を接合してなるインクジェット記録ヘッドにおいて、上記インク供給孔及びインク回収孔が、少なくとも１つの流路を介して互いに対向して配置していることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 上記インク供給孔及びインク回収孔が、複数の流路を介して互いに対向して配置し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ヘッド。
3. 上記第１、第２のインク溜まり部は、上記絶縁基板の流路をそれぞれ第１、第２の封止部材により包囲して形成し、該第２の封止部材は、上記互いに隣り合うインク回収孔間に流れるインクを堰き止める凸部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット記録ヘッド。
4. 上記複数の流路が並んで列を形成した第１の流路列と、該第１の流路列の隣りに上記複数の流路が並んで形成された第２の流路列と、第１の流路列と第２の流路列との間に上記第１のインク溜まり部が形成され、かつ、該第１のインク溜まり部とは第２の流路列を介して反対側に上記第１、第２の流路列を包囲して上記第１、第２のインク溜まり部を形成する第１、第２の封止部材を設け、上記第１、第２の封止部材は、上記互いに隣り合うインク回収孔間に流れるインクを堰き止める凸部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット記録ヘッド。

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