(57)【要約】【課題】  インク供給層に設けられている孔の径が高密度化できる形状にして、ノズル密度を高め、圧力室に発生する圧力波を、効果的にインクをノズルから噴射させるエネルギに変換し、また、インク供給層に親水処理を行い、充填性を向上させるインクジェットプリンタ及びこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】  ノズル２と、圧力室６の上面に設けられ、ノズル２への連通孔４を有する天板３と、この天板３の前記連通孔４により前記ノズル２に連通する圧力室６と、この圧力室６に設けられた振動板８と、この振動板８において対向した個別電極２４とからなるアクチュエータ基板７を有し、前記振動板８を変形させ、前記ノズル２からインク滴を吐出させ、記録を行うインクジェットプリンタにおいて、前記天板３が多孔質部材１４から長方形状として構成され、前記多孔質部材１４が前記ノズル２及び前記圧力室６に接合される前に、前記多孔室部材１４の細孔１１が親水処理されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル孔を備えたノズル板と、該ノズル板の一面に片面を添設され、且つ該ノズル孔と連通する連通孔を有する天板と、該天板の他面に片面を添設され、且つ該天板との間で前記連通孔を介して前記ノズル孔と連通する圧力室を形成する圧力室基板と、該圧力室基板の他面を閉止するように添設された振動板と、この振動板に配置した個別電極と、を有し、前記振動板を変形させることにより前記圧力室内の圧力を変化させて前記ノズル孔からインク滴を吐出させ、記録を行うインクジェットプリンタにおいて、
前記天板が多孔質部材から構成されると共に、前記圧力室は長方形状として構成され、前記多孔質部材が前記ノズル板及び前記圧力室基板に接合される前に、前記多孔室部材の細孔が親水処理されていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
使用されるインクの粘度が約１〜３０ｃｐｓであり、前記多孔質部材の細孔径が５μｍ以下であり、厚さが０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記天板は、前記多孔質部材と金属部材とが接合された２層構造であることを特徴とする請求項１、又は２に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】
前記多孔質部材がセラミックスから構成されていることを特徴とする請求項１、２、又は３に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
前記多孔質部材に設けられたノズル孔の周囲の気孔率を概略ゼロに設定していることを特徴とする請求項１、２、３、又は４に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】
前記多孔質部材と接合される前記金属部材は、前記多孔質部材との接合面に、インク流入溝を有することを特徴とする請求項３、４、又は５に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項７】
前記金属部材が前記多孔質部材と接合する面に、前記インク流入溝を設け、このインク流入溝端にノズルに連通する貫通孔を有することを特徴とする請求項３乃至６の何れか一項に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項８】
前記多孔質部材と前記金属部材からなる天板において、前記多孔質部材に、共通液室と対向する領域の流体抵抗を低下するようになされた領域を設けていることを特徴とする請求項３乃至６の何れか一項に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項９】
前記多孔質部材に設けられた流体抵抗低下領域が、１個または複数個の貫通孔を備えていることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項１０】
前記多孔質部材に設けられた流体抵抗低下領域が、対向領域の厚さを薄くすることによっていることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項１１】
前記多孔質部材に設けられた流体抵抗低下領域が、前記共通液室対向領域の気孔率を大きく設定されていることを特徴とする請求項８に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項１２】
請求項１乃至１１の何れか一項記載のインクジェットプリンタの特徴を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタ及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のインクジェットプリンタに装備される記録ヘッドにおいては、インク供給層に設けられている孔は約８００μｍの直径を有している。この場合、ノズル密度は約３０ｄｐｉ相当となる。しかし、３００ｄｐｉ／インチの有効水平分解能を達成するためには、ノズルの総数を上記の１０倍にしなければならず、そのために、記録ヘッドをモジュ−ルに分割して配置することが提案されている（例えば特許文献１ないし３参照）。
例えば１個のモジュールは主走査方向には、３０ｄｐｉで配置され、副走査方向には、同じく３０ｄｐｉの間隔で５段配置されることが考えられる。
この場合、３００ｄｐｉの有効水平分解能を達成するためには、上記構成を備えたモジュールを二個備える必要がある。これにより、３００ｄｐｉ／インチでの印刷が可能となる。
また、特許文献２に示されるインクジェット記録ヘッドの技術課題として、記録ヘッドにインクを充填するとき、インク供給層に気泡が残りやすいという点が挙げられる。
即ち、特許文献２に示されるインクジェット記録ヘッドの製造方法において、複数の部材を張り合わせた後、それぞれの内面に親水化処理を施すという工程が実施される。キャビティの内面及びインク供給室の内面に親水膜を形成する。
しかし、特許文献２に示されている親水化処理では、多孔質部材の細孔内部まで親水化処理がなされない。そのため、初期充填時、多孔質部材内部に気泡が残留し、完全にインクが充填されることはない。
【特許文献１】特開平７−１４８９２５号公報
【特許文献２】特開平１１−３２０９１３号公報
【特許文献３】特開平１１−９１１１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来例にあっては、多孔質部材の細孔に残留する気泡が圧力室に流れ込み、振動板の変形により発生する圧力を吸収してしまい、インクの噴射異常を発生させる。また、圧力室に残留気泡が流れ込まず細孔に止まっている場合でも、インクの噴射異常が発生する。
それは、振動板の変形により発生する圧力が圧力室内を天板に向かって伝搬するからである。前記圧力の一部は天板表面で反射され、他の一部圧力は天板内の細孔に伝わっていき、多孔質部材のノズルとの境界で反射する。細孔に残留気泡が有る場合、細孔に伝わっていく圧力波は吸収されてしまい反射されなくなる。よって、インクを噴射する圧力が低下し、噴射異常が発生する。
そこで、本発明の目的は、上述した実情を考慮して、インク供給層に設けられている孔の径が高密度化できる形状にして、ノズル密度を高め、圧力室に発生する圧力波を、効果的にインクをノズルから噴射させるエネルギに変換し、また、インク供給層に親水処理を行い、充填性を向上させるインクジェットプリンタ及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、ノズル孔を備えたノズル板と、該ノズル板の一面に片面を添設され、且つ該ノズル孔と連通する連通孔を有する天板と、該天板の他面に片面を添設され、且つ該天板との間で前記連通孔を介して前記ノズル孔と連通する圧力室を形成する圧力室基板と、該圧力室基板の他面を閉止するように添設された振動板と、この振動板に配置した個別電極と、を有し、前記振動板を変形させることにより前記圧力室内の圧力を変化させて前記ノズルからインク滴を吐出させ、記録を行うインクジェットプリンタにおいて、前記天板が多孔質部材から構成されると共に、前記圧力室は長方形状として構成され、前記多孔質部材が前記ノズル板及び前記圧力室基板に接合される前に、前記多孔室部材の細孔が親水処理されていることを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、使用されるインクの粘度が約１〜３０（ｃｐｓ）であり、前記多孔質部材の細孔径が５（μｍ）以下であり、厚さが０．５（ｍｍ）以下である請求項１記載のインクジェットプリンタを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、前記天板が２層構成であり、前記多孔質部材と金属部材が接合されている請求項１記載のインクジェットプリンタを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、前記多孔質部材がセラミックスから構成されている請求項３記載のインクジェットプリンタを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、前記多孔質部材に設けられたノズルとの連通孔の周囲の気孔率を概略ゼロに設定している請求項４記載のインクジェットプリンタを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、前記多孔質部材と接合される前記金属部材において、前記多孔質部材との接合面に、インク流入溝を有する請求項３記載のインクジェットプリンタを特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、前記金属部材に、前記多孔質部材との接合面において前記インク流入溝を設け、このインク流入溝端にノズルに連通する貫通孔を有する請求項６記載のインクジェットプリンタを特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、前記多孔質部材と前記金属部材からなる天板において、前記多孔質部材に、共通液室と対向する領域の流体抵抗を低下するようになされた領域を設けている請求項６記載のインクジェットプリンタを特徴とする。
また、請求項９に記載の発明は、前記多孔質部材に設けられた流体抵抗低下領域が、１個または複数個の貫通孔を備えている請求項８記載のインクジェットプリンタを特徴とする。
また、請求項１０に記載の発明は、前記多孔質部材に設けられた流体抵抗低下領域が、対向領域の厚さを薄くすることによっている請求項８記載のインクジェットプリンタを特徴とする。
また、請求項１１に記載の発明は、前記多孔質部材に設けられた流体抵抗低下領域が、前記共通液室対向領域の気孔率を大きく設定されている請求項８記載のインクジェットプリンタを特徴とする。
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１ないし１１のいずれか１項記載のインクジェットプリンタの特徴を有する画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、圧力波は剛壁で反射するため、吸収される量は非常に少なく、よって振動板の変位を効率よく吐出のエネルギに変換でき、また、親水処理を施したことにより、多孔質部材に気泡が残らないようにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明によるインクジェット印刷装置（プリンタ）を示す概略図である。図１に示されるように、インクジェット印刷装置は、給紙装置３０、用紙搬送装置３１、インクジェット記録ヘッド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、回復装置３３、スタッカ（排紙トレイ）３４及び用紙センサ３５等を有している。
インクジェット記録ヘッド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄは、後述するような特徴を有するラインヘッドである。図１に示されるインクジェット印刷装置において、図示しない制御手段からの印字指令を受けると、上方の退避位置（点線）に位置されていたインクジェット記録ヘッド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄは下方の印字位置まで下降する。
そして、給紙装置３０から用紙搬送装置３１に給紙された用紙の先端を用紙センサ３５によって検知することによって、印字のタイミングが計られる。用紙がインクジェット記録ヘッド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）の下を通過するときに、各インクジェット記録ヘッド３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄから各々吐出されたインクにより用紙上に画像が形成され、最後に排紙トレイ３４に導かれて画像形成が完了する。
図２は本発明によるインクジェット記録ヘッドの第１の実施の形態を示す部分断面図である。図３は図１の第１の実施の形態の分解斜視図である。図４は金属繊維焼結体を用いた多孔質部材の親水処理なしの場合を示す拡大図である。図５は金属繊維焼結体を用いた多孔質部材の親水処理なしの場合を示す拡大図である。
【０００７】
図２及び図３において、ノズル板１はポリイミドなどの樹脂から作られている。ノズル板１に所定のピッチにて貫通形成されたノズル孔２はエキシマレーザなどにより加工される。ノズル板１の下面に固定された天板３は多孔質板から構成され、ノズル（ノズル孔）２との連通孔４を備えている。天板３の厚さは０．５（ｍｍ）以下であり、代表的には０．２５（ｍｍ）近辺の厚さが用いられる。また、用いられる多孔質部材の細孔１１の径が５（μｍ）であり、さらに厚さは０．５（ｍｍ）以下に設定されることもできる。
天板３の下面に固定される圧力室基板５は、貫通穴としての複数の圧力室６をノズル孔２及び連通孔４に対応させて備えている。圧力室基板５の材質はＳＵＳ板等の金属部材が用いられる。圧力室基板５に貫通形成されている圧力室６は長方形状をしている。圧力室基板５の下面に固定されるアクチュエータ基板７は、ＳＵＳ等の薄い金属板（振動板）８から成り、その下面には各圧力室６と対応するように同ピッチにてＰＺＴ（圧電変換器）９が接合されている。各ＰＺＴ９には、個別電極２４が設けられている。更に、圧力室６に隣接して共通液室１０が設けられている。
このように本発明のインクジェットプリンタは、ノズル孔２を備えたノズル板１と、ノズル板１の一面に片面を添設され、且つ該ノズル孔と連通する連通孔４を有する天板３と、天板の他面に片面を添設され、且つ該天板との間で連通孔４を介してノズル孔２と連通する圧力室６を形成する圧力室基板５と、圧力室基板５の他面を閉止するように添設された振動板８と、この振動板８に配置した個別電極２４と、を有し、振動板を変形させることにより圧力室６内の圧力を変化させてノズル孔２からインク滴を吐出させ、記録を行うインクジェットプリンタにおいて、天板３が多孔質部材から構成されると共に、圧力室６は長方形状として構成され、多孔質部材がノズル板及び前記圧力室基板に接合される前に、多孔室部材の細孔が親水処理されている構成が特徴的である。
図４及び図５において天板３に用いる多孔質部材（板）の１例として、金属繊維焼結体を用いた場合について説明を行う。多孔質板（部材）には、線径数ミクロンのステンレス線３６が用いられ、ステンレス線３６が綾織りされ、複数枚積層されてステンレス線間に形成される多数の細孔１１が多孔質膜として作用する。
この多孔質部材としての天板３に対して酸素プラズマ処理を行い、個々のステンレス線５６の表面を酸化させて親水化させた（図５）。この親水化処理は、天板３を他の各部材と接合する前に行われる。なお、図４及び図５において、符号３７は、後述するように、インクを示し、符号３８は気泡を示している。
【０００８】
図６は本発明によるインクジェット記録ヘッドの第２の実施の形態を示す部分断面図である。図７は図６の第２の実施の形態の分解斜視図である。図６及び図７の第２の実施の形態において、第１の実施の形態と同様に、ノズル板１はポリイミドなどの樹脂から作られている。ノズル孔２はエキシマレーザなどにより加工される。
天板３は、板状の多孔質部材１４と板状の金属部材１５とが接合された構成を備えており、各ノズル２との連通孔４を備えている。多孔質部材１４は、図５に示されるように親水処理されている。そのため接合はフッ素系熱可塑性材料を添加した接着剤が用いられる。他の部材は第１の実施の形態と同様である。
フッ素系熱可塑性材料を添加した接着剤を、金属部材１５に塗布し、ホットプレス法により金属部材１５と多孔質部材１４が接合される。多孔質部材厚さは０．５（ｍｍ）以下であり、典型的には０．２５（ｍｍ）等の厚さが用いられる。
圧力室基板５は圧力室６を備えている。圧力室基板５の材質としてはＳＵＳ板等の金属部材が用いられる。圧力室基板５に貫通形成されている各圧力室６は長方形状をしている。アクチュエータ基板７はＳＵＳ等の薄い金属板８に、ＰＺＴ９が接合され、ＰＺＴ９には個別電極２４が形成されている。符号１１は細孔を示している。
図８は多孔質部材の簡単な製造工程を示すフローチャートである。図９は多孔質部材の他の製造工程を示すフローチャートである。図８において、セラミックス粉末を調合し（Ｓ１）、プレスにより所望の形状に押し出し成形する（Ｓ２）。成形された物を乾燥し（Ｓ３）、さらに焼成して完成する（Ｓ４）。
セラミックからなる多孔質部材１４に設けられた連通孔４は、成形時、ピンにより貫通孔を形成する。多孔質部材１４には、前述のごとく親水工程により親水処理がなされる。
【０００９】
図９において、セラミックス粉末を２種類調合する（Ｓ１１）。１つは気孔を有するセラミックス粉末、もう１つは、気孔を持たない稠密なセラミックス粉末を用いる。プレスにより多孔質部材外形を成形する（Ｓ１２）。次にノズル連通孔４を形成する領域及びその領域の周囲１６（図１０、図１１参照）の材料を所定の範囲に亘って円形状に除去する（Ｓ１３）。
ノズル連通孔周囲１６を除去することによって多孔質部材１４に形成された孔内に稠密なセラミックス粉末を充填する（Ｓ１４）。成形された物を乾燥し（Ｓ１５）、さらに、乾燥物を焼成して完成する（Ｓ１６）。セラミックからなる多孔質部材１４には、成形時、所定の径を有した穿孔用のピンにより貫通孔４を形成する。
図１０は本発明によるインクジェット記録ヘッドの第３の実施の形態を示す部分断面図である。図１１は図１０の第３の実施の形態の天板を示す分解部分斜視図である。
図１０及び図１１において、天板３は、板状の多孔質部材１４と金属部材１５が接合された構成を備えており、多孔質部材１４のノズル連通孔４の周囲１６の気孔率は概略ゼロになるように稠密なセラミックスが用いられる（細孔１１は少ない）。他の部材は、第２の実施の形態と同じである。
図１２は本発明によるインクジェット記録ヘッドの第４の実施の形態を示す部分断面図である。図１３は図１２の第４の実施の形態の天板を示す分解部分斜視図である。図１４は図１３の金属部材を示す平面図である。
図１２ないし図１４において、天板３は多孔質部材１４と金属板１５が接合されており、金属板１５と多孔質部材１４との接合面にインク流入溝１７を設けている。なお、図１４中において符号４２はインクの流れを示している。他の部材は、第２の実施の形態と同じである。
【００１０】
図１５は本発明によるインクジェット記録ヘッドの第５の実施の形態を示す部分断面図である。図１６は図１５の第５の実施の形態の天板を示す分解部分斜視図である。図１７は図１６の金属部材を示す平面図である。
図１５ないし図１７において、天板３は、多孔質部材１４と金属部材１５が接合されており、多孔質部材１４との接合面にインク流入溝１７を設けている。さらに流入溝端１７両端に、ノズル板１に設けたダミーノズル１８に連通する貫通孔１９を設けている。なお、図１７において符号３８は気泡、４１は気泡排出流れを示している。他の部材は、第２の実施の形態と同じである。
図１８は本発明によるインクジェット記録ヘッドの第６の実施の形態を示す部分断面図である。図１９は図１８の第６の実施の形態の天板を示す分解部分斜視図である。
図１８及び図１９において、天板３は、多孔質部材１４と金属部材１５が接合されており、多孔質部材１４との接合面にインク流入溝１７を設けている。さらに、多孔質部材１４では、共通液室１０に対向する領域２０の流体抵抗を低下させている。なお、符号３７はインク、符号４２はインク流れを示している。その他の部材は、第５の実施の形態と同じである。
この実施形態では、流体抵抗を低下させた領域２０を介してインクが共通液室１０から圧力室へ移動するように構成されている。
【００１１】
図２０は本発明によるインクジェット記録ヘッドの第７の実施の形態を示す部分断面図である。図２１は図２０の第７の実施の形態の天板を示す分解部分斜視図である。
図２０及び図２１において、天板３は、多孔質部材１４と金属部材１５が接合されており、多孔質部材１４との接合面に、インク流入溝１７を設けている。さらに多孔質部材１４は、共通液室１０との対向部２０に貫通孔２１を備えている。他の部材は第６の実施の形態と同じである。
この実施形態では、貫通孔２１を介してインクが共通液室１０から圧力室６へ移動するように構成されている。
図２２は本発明によるインクジェット記録ヘッドの第８の実施の形態を示す部分断面図である。図２３は図２２の第８の実施の形態の天板を示す分解部分斜視図である。
図２２及び図２３において、天板３は、多孔質部材１４と金属部材１５が接合されており、多孔質部材１４との接合面に、インク流入溝１７を設けている。さらに多孔質部材１４は、共通液室１０との対向部２０に厚さが薄くなっている領域２２を備えている。他の部材は第６の実施の形態と同じである。
この実施形態では、薄い領域２２を介してインクが共通液室１０から圧力室６へ移動するように構成されている。
図２４は本発明によるインクジェット記録ヘッドの第９の実施の形態を示す部分断面図である。図２５は図２４の第９の実施の形態の天板を示す分解部分斜視図である。
図２４及び図２５において、天板３は、多孔質部材１４と金属部材１５が接合されており、多孔質部材１４との接合面に、インク流入溝１７を設けている。さらに多孔質部材１４は、共通液室１０との対向部２０の気孔率が大きく設定されている領域２３を備えている。他の部材は第６の実施の形態と同じである。
この実施形態では、気孔率が大きい領域２３を介してインクが共通液室１０から圧力室６へ移動するように構成されている。
【００１２】
図２６は振動板及びガラス毛管を示す概略斜視図である。図２７は圧力室を模式的に示す概略図である。図２８は圧力波の過渡的な動きを説明する図である。次に、図２、図３、図２６ないし図２８を参照して、ここで説明するのが最適であるので、従来例の場合も含めて、第１の実施の形態の作用効果に関連して説明する。
まず、圧力室形状が長方形状になっていることの作用効果に関連して説明する。特許文献１に示されるインクジェットヘッドにおける圧力室形状は、直径約８００μｍの円形状となっている。そのためノズル密度を高めることは困難である。
第１の実施の形態の場合、図３に示すように、圧力室６の形状は長方形状となっている。図２６〜図２８により、長方形状圧力室の作用効果の説明を行う。長方形状圧力室６における振動板８の変位により発生する圧力波２５の伝搬について考察する。図２６において、符号２７はインク供給層境界を示している。
長方形圧力室６の場合、振動板８の面と平行な方向に伝搬する圧力波と直交方向に伝搬する圧力波が発生する。長方形状圧力室の場合、平行方向に伝搬する圧力波が、インクの噴射に支配的である。
平行方向に伝搬する圧力波について、図２７〜図２８により検討する。図２７は、圧力室６を模式的に示した図である。符号２６は圧力室基板の境界面であり、剛壁として作用する。振動板８の変位２９に伴って、圧力波２５が発生し、圧力室６の中心から左右方向に伝搬していく。
【００１３】
図２８により、圧力室６の長手方向を一次元のモデル化して、圧力波の過渡的な動きについて計算した。モデルとして一次元のパイプ状のモデルとし、圧縮性の媒体の中を圧力波の伝搬を計算した。
＜計算結果＞
（１）ＰＺＴ９の変位により振動板８がパルス状に変位し、正の圧力波が発生する。発生した圧力波は、分かれて左右両方向に進む。
（２）端部（剛壁、境界面２６）に到達した圧力波は、波の極性を反転して逆方向に進む。
（３）振動板の中央付近に２つの圧力波が到達した時点で、駆動パルスを立ち下げる。このとき、負の圧力波が発生する。
（４）３つの負の圧力波が重ね合わされ、大きい負の圧力波が発生する。
（５）大きい負の圧力波は分離して、左右に進む。
（６）端部（剛壁、境界面２６）に到達した圧力波は、波の極性を反転し正の圧力波となる。この圧力波により、ノズル内に吐出方向のインクの流れが発生し、インク滴が形成される。
計算結果に示すように、第１の実施の形態の場合、圧力波は、剛壁２６で反射する。そのため、圧力波が剛壁によって吸収されるエネルギ量は非常に少ない。よって振動板８の変位を効率よく吐出のエネルギに変換できる。
ここで、従来例の場合について、図２６により説明を行うと、従来例の場合、振動板８の面と直交する方向に伝搬する圧力波が、インクの噴射に支配的である。直交方向に伝搬する圧力波の一部は、インク供給層境界２７で反射され、一部はガラス毛管２８内に伝搬していく。
インク供給層境界２７は多孔質部材であり、一部が吸収される。よって、第１の実施の形態の作用効果に見られるような反射圧力の重ね合わせを利用することはできない。効率が良くないため、ノズル密度を上げることができない。
次に、図４及び図５において以前に概略した親水処理について述べる。符号３６は多孔質部材を構成するステンレス線であり、３７は多孔質部材３６に充填されたインクを示し、３８はステンレス線３６に付着した気泡を示している。
多孔質部材３６に親水処理を施さない場合（図４）、気泡３８の接触角θは９０°以上となる。一方、親水処理を施した場合（図５）、気泡３８の接触角θは９０°以下となる。これより、親水処理を施した場合、接触角θが９０°以下となるため、容易に気泡３８はステンレス線３６から剥離する。これにより、多孔質部材（ステンレス線３６）には気泡３８が残らない。
【００１４】
図２９は測定の概念を示す図１の断面図である。図３０は図２９を模式的に示す断面図である。図３１は吸収率の測定結果をグラフで示す図である。本発明によるインクジェットヘッドは、ラインタイプのインクジェットプリンタに用いられる。使用されるインクは、高粘度のインクが用いられる。
図２９ないし図３１において、インク粘度は低粘度（約２（ＣＰ）から、比較的高粘度（約３０（ＣＰ））に分布している。本発明のインクジェットヘッドの噴射特性は、天板３に用いられている多孔質部材１４の圧力吸収特性により大きく影響される。
そこで、天板３の圧力吸収率とインク粘度と多孔質部材１４の特性（厚さ、細孔径）の関係を測定した。インク粘度は、１（ｃｐｓ）〜３０（ｃｐｓ）を用いた。図２９及び図３０において、アクチュエータ基板７により発生した平面波状の圧力波（Ｐｉ）は、インク３７中を多孔質部材１４に向かって進む。
多孔質部材１４の表面に到達したとき、そこで、一部の圧力波（Ｐｒ１）は反射する。反射しなかった圧力波は、減衰しながら細孔１１中のインク３７を伝わる。さらに多孔質部材１４とノズル板の境界面で反射する。境界面で反射した圧力波は、細孔１１中のインクを同じく減衰しながら伝搬する。これをＰｒ２とする。
圧力吸収率αは以下の式で与えられる。
各圧力波（Ｐｊ）のもつエネルギＥ（Ｐｊ）とするとき、
α＝（Ｅ（Ｐｉ）−Ｅ（Ｐｒ１）−Ｅ（Ｐ（Ｐｒ２））／（（Ｅ（Ｐｉ））
で与えられる。
【００１５】
図３２は吸収率の測定結果をグラフで示す図である（細孔径４．５μｍ）。図３３は図３２と同様に各種のインク粘度と細孔径、多孔質部材厚ｄを振って測定した結果をグラフで示す図である（細孔径３．５μｍ）。
この結果より、厚さｄと圧力吸収率αが大きくなっていくのが解る。また、インク粘度に反比例して圧力吸収率αが小さくなるのが解る。また、図３２、図３３により、細孔径４．５（ｕｍ）以上の場合、粘度１５〜（ｃｐｓ）のとき、厚さｄが０．５ｍｍ以上で吸収率αが飽和してくるのが解る。
これより、多孔質部材１４の厚さｄを０．５ｍｍ以下、細孔径４．５（μｍ）以上に設定した場合、アクチュエータ基板７により発生した全圧力波３９は、多孔質部材１４により吸収される割合が減る。
これより、アクチュエータ基板７に発生した全圧力波３９を、効率的にインクを噴射させるエネルギに変換することができる。よって圧力室６の容積を小さくでき、高密度化が図れる。
また、インク粘度の違い（１〜３０（ｃｐｓ））による吸収率の変化が小さいので、インク粘度の変動に対応できる。従来例は約１（ｍｍ）前後であり、圧力吸収率αが大きい。そのため高密度化が達成できない。
図３４は測定の概念を示す図１の断面図である。多孔質部材１４は、金属部材１５と接合されている。第１の実施の形態の作用効果と同様にアクチュエータ基板７の振動により発生した全圧力波３９は、多孔質部材１４の表面と、多孔質部材と金属部材１５との境界面で反射する。符号４０は反射圧力波を示している。
第１の実施の形態の場合、多孔質部材３と樹脂部材であるノズル板１の境界面での反射となる。第３の実施の形態の場合、多孔質部材１４と金属部材１５の境界面での反射となるため反射効率が向上する。これより、アクチュエータ基板７に発生した全圧力波３９を、効率的にインクを噴射させるエネルギに変換できる。よって圧力室６の容積を小さくでき、高密度化が図れる。
第４の実施の形態において、多孔質基板１４は、セラミックスから構成されている。これにより成形加工で連通孔４を加工でき、また、長尺の加工も可能でかつ低コスト化が可能となる。
【００１６】
図１０及び図１１に関連して説明したように、天板３は、多孔質部材１４と金属板１５が接合され、多孔質部材１４のノズル連通孔４の周囲１６は気孔がゼロになるように稠密なセラミックスが用いられる。そのため、周囲１６には、細孔１１がない。
アクチュエータ基板７の振動により、圧力室６にノズル２に向かって振動する全圧力波３９が発生する。多孔質基板１４に設けられたノズル基板１との連通孔４は、テーパ状になっている。
このため、連通孔４内を進むにつれ、断面積が小さくなるため圧力が高くなる。連通孔４の周囲は、気孔率ゼロの稠密なセラミックスで構成されているため、圧力は周囲に逃げない。これにより発生した圧力を効率よくインク滴噴射エネルギに転換できる。
図１２、図１３及び図１４に関連して説明されたように、多孔質部材１４中をインクが流れていく場合、多孔質部材の空孔率をρとするとき、流体抵抗Ｒは以下の式で与えられる。
Ｒ＝ｋ＊１／ρ  ｋ；定数
流体抵抗Ｒは空孔率ρと反比例の関係にあり、ρが大きいほど、インクが流れやすいため、流体抵抗は小さい。金属部材１５にインク導入溝１７を設けた場合、流体抵抗Ｒについての上式のρは小さい値になる。インク導入溝１７を、金属部材１５に設けることにより、流体抵抗Ｒを小さくでき、噴射特性の向上が図れる。
図１５、図１６及び図１７に関連して説明されたように、天板３は、多孔質部材１４と金属部材１５が接合されており、多孔質部材１４との接合面に、インク流入溝１７を設けている。さらに、インク流入溝１７端にノズル板に設けられたダミーノズル１８に連通する貫通孔１９を有する。
インク流入溝１７に気泡３８が残っている場合、インク流入溝１７の流れが妨げられ、圧力室６にスムーズにインクが流れ込まない。これにより噴射が不安定になる。インク流入溝１７の気泡３８は、共通液室１０に正圧を加えることにより、気泡排出流れ４１によりダミーノズル１８から排出され気泡が残らない。
【００１７】
図１８及び図１９に関連して説明されたように、符号２０は、共通液室１０に対向する多孔質部材１４の領域である。インク３７は、共通液室１０から、矢印４２のように流れ、圧力室６に流れ込む。この領域の流体抵抗は低く設定されているため、流れ４２の流体抵抗は低くなり噴射特性の向上が図れる。
図２０及び図２１に関連して説明されたように、天板３は、多孔質部材１４と金属板１５が接合されており、多孔質部材１４との接合面に、インク流入溝１７を設けている。さらに多孔質部材１４は、共通液室１０との対向部２０に貫通孔２１を備えている。
共通液室１０のインクは、貫通孔２１を通過して、矢印４２のように流れる。そのために、共通液室１０から圧力室６への流れの流体抵抗は低くなるので、噴射特性の向上が図れる。貫通孔２１の数が多くなればなるほど、流体抵抗は小さくなる。
図２２及び図２３に関連して説明されたように、天板３は、多孔質部材１４と金属板１５が接合されており、多孔質部材との接合面に、インク流入溝１７を設けている。さらに多孔質部材１４は、共通液室１０との対向部２０の厚さが薄くなっている領域２２を備えている。
共通液室１０のインク３７は、厚さが薄くなっている領域２２を通過して圧力室６に流れ込む。多孔質部材１４が薄く設定されているため、多孔質部材１４を通過するときの流体抵抗を低くでき、噴射特性の向上が図れる。
図２４及び図２５に関連して説明されたように、天板３は、多孔質部材１４と金属板１５が接合されており、多孔質部材１４との接合面に、インク流入溝１７を設けている。さらに多孔質部材１４は、共通液室１０との対向部２０の気孔率が大きく設定されている領域２３を備えている。
共通液室１０のインクは矢印４２のように、圧力室６に流れる。対向部領域２０の気孔率が大きく設定されているため、共通液室１０から圧力室６に流れる流体抵抗は低くなり、噴射特性の向上が図れる。
本発明のインクジェットプリンタは、給紙機構を備えた各種画像形成装置（印刷装置）に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明によるインクジェット印刷装置（プリンタ）を示す概略図である。
【図２】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第１の実施の形態を示す部分断面図である。
【図３】図１の第１の実施の形態の分解斜視図である。
【図４】金属繊維焼結体を用いた多孔質部材の親水処理無しの場合を示す拡大図である。
【図５】金属繊維焼結体を用いた多孔質部材の親水処理有りの場合を示す拡大図である。
【図６】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第２の実施の形態を示す部分断面図である。
【図７】図６の第２の実施の形態の分解斜視図である。
【図８】多孔質部材の簡単な製造工程を示すフローチャートである。
【図９】多孔質部材の概略の製造工程を示すフローチャートである。
【図１０】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第３の実施の形態を示す部分断面図である。
【図１１】図１０の第３の実施の形態の天板を示す分解部分斜視図である。
【図１２】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第４の実施の形態を示す部分断面図である。
【図１３】図１２の第４の実施の形態の天板を示す分解部分斜視図である。
【図１４】図１３の金属板を示す平面図である。
【図１５】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第５の実施の形態を示す部分断面図である。
【図１６】図１５の第５の実施の形態の天板を示す分解部分斜視図である。
【図１７】図１６の金属部材を示す平面図である。
【図１８】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第６の実施の形態を示す部分断面図である。
【図１９】図１８の第６の実施の形態の天板を示す分解部分斜視図である。
【図２０】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第７の実施の形態を示す部分断面図である。
【図２１】図２０の第７の実施の形態の天板を示す分解部分斜視図である。
【図２２】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第８の実施の形態を示す部分断面図である。
【図２３】図２２の第８の実施の形態の天板を示す分解部分斜視図である。
【図２４】本発明によるインクジェット記録ヘッドの第９の実施の形態を示す部分断面図である。
【図２５】図２４の第９の実施の形態の天板を示す分解部分斜視図である。
【図２６】振動板及びガラス毛管を示す概略斜視図である。
【図２７】圧力室を模式的に示す概略図である。
【図２８】圧力波の過渡的な動きを説明する図である。
【図２９】測定の概念を示す図１の断面図である。
【図３０】図２９を模式的に示す断面図である。
【図３１】吸収率の測定結果をグラフで示す図である。
【図３２】吸収率の測定結果をグラフで示す図である。
【図３３】図３２と同様に各種のインク粘度と細孔径、多孔質部材厚ｄを振って測定した結果をグラフで示す図である。
【図３４】測定の概念を示す図１の断面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  ノズル板、２  ノズル（ノズル孔）、３  天板、４  連通孔、５  圧力室基板、６  圧力室、７  アクチュエータ基板、８  振動板、９  ＰＺＴ（圧電変換器）、１０  共通液室、１１  細孔、１３  インクジェットヘッド、１４  多孔質部材（板）、１５  金属部材（板）、１７  インク流入溝、２０  流体抵抗低下域、２１  貫通孔、２２  薄肉部、２３  空孔率大領域、２４  個別電極、２５  圧力波、３２  インクジェット記録ヘッド、３６  多孔質部材（ステンレス線）、３７  インク、３８  気泡、３９  全圧力波、４０  反射圧力波、４１  気泡排出流れ、４２  インク流れ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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