(57)【要約】【課題】インクジェット記録ヘッドの天板とヒータボードとを荷重をかけて接合する構成において、荷重によるインク吐出口付近の変形を抑制し着弾精度の高い高品位の記録画像を得る。【解決手段】オリフィスプレート３０４とインク路壁３０によって形成される溝を一体加工により有している天板において、天板とヒーターボードとの接合面に対しオリフィスプレート３０９を直角に形成するとともに、オリフィスプレート面に対し垂直になるようにインク吐出口を形成する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも複数の吐出口の形成されるオリフィスプレート部と該吐出口の各々に対応して設けられるインク流路を形成するための複数の溝が形成される部分とを一体加工により有している天板と、該天板と接合することで前記インク流路に対応して配置される吐出エネルギー発生素子を配した素子基板とを有するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記天板は、インク流路を形成するための溝と素子基板との接合面に対し平行となるようにオリフィスプレートに吐出口が加工されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
複数の吐出口の形成されるオリフィスプレート部と該吐出口の各々に対応して設けられるインク流路を形成するための複数の溝が形成される部分、及び該インク流路に供給されるインクを貯留するための共通液室を形成する凹部を一体加工により有している天板と、該天板と接合することで前記インク流路に対応して配置される吐出エネルギー発生素子を配した素子基板とを有するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記液室の凹部を形成する液室枠の一部は、インク流路を形成するための複数の溝よりも溝の深さ方向に低く形成されていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項３】
請求項２記載の液体噴射記録ヘッドにおいて、前期液室の凹部を形成する液室枠の一部は吐出エネルギー発生素子基板側を凸形状にすることで形成されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は被記録媒体に記録ヘッドからインクを吐出して被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置等に使用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】
インクジェット記録装置等に使用される液体噴射記録ヘッドは、複数の吐出エネルギー発生素子（例えば電気熱変換素子）を所定の間隔を置いて形成した素子基板と、インク等の液体を吐出する複数の吐出孔および各吐出孔にそれぞれ連通する複数の液流路溝が形成された天板とからなり、吐出エネルギー発生素子と吐出口および流路溝を正確に位置あわせした状態で素子基板と天板とを組み合わせて接合し、吐出エネルギー発生素子により液流路溝内のインクに吐出エネルギーを付与することによって吐出口からインクを液滴として噴射させて印字記録を行うよう構成されている。
【０００３】
図６および図７・図８はこのようなインクジェット記録方式に用いられる代表的なインクジェット記録ヘッドの要部を示すもので、図６は概略斜視図であり、図７は分解斜視図である。図８は天板液室部の概略図であり、図９は図８のＸ−Ｘ断面での液体吐出部の内部構造を示す概略断面図である。
【０００４】
図中の符号１００は各部品を構築して構成するためのベースプレートである。このベースプレート１００上には、吐出エネルギー発生素子としての複数の電気熱変換体（ヒーター）２０１を有する基板（以下ヒーターボードという）２００が設けられている。このヒーターボード２００上には、複数のインク吐出口３０１の各々に対応するインク路が設けられており、所定の位置に天板３００が接合されている。天板３００は、インク吐出口３０１が形成されたオリフィスプレート部３０４と、上記インク路に供給されるインクを貯留する共通液室３０２および、この共通液室３０２へインクを供給するための円筒状のインク供給口３０５とを有している。上記接合にあたっては、ヒーターボード２００の複数のヒータ２０１と天板３００側のインク吐出口３０１とが対応するような位置でヒーターボード２００上に天板３００接着剤等で仮固定し、さらに付勢力を与えるためバネ（図示略）により天板３００上部から機械的圧力を加えて十分な密着状態を得ている。
【０００５】
インクジェット記録ヘッドにおけるインク吐出は、ヒータ２０１で発生したエネルギーによりインク路３０８内のインクに圧力が加えられ、その圧力はインクを通じてインク吐出口３０１方向へと伝達されインク路３０８内のインクはインク吐出口３０１から押し出され、押し出されたインクは飛翔吐出液滴を形成する。インクジェット記録ヘッドにおいては、この飛翔吐出液滴の吐出方向は記録媒体への着弾精度を得る為、基本的に記録媒体面に対し直角となるようにインク吐出口およびオリフィスプレートが形成されている。天板３００において、加工性やコスト的な観点から少なくともオリフィスプレート部３０４とインク路３０８の形成部、更には共通液室３０２・インク供給部３０５を一体成形により得られる成形体が一般的に使用されており、この天板に対するインク吐出日の加工は図１０に示すようにインク路３０８を介してレーザー光により後加工される。
【０００６】
【発明が解決しようとしている課題】
少なくともオリフィスプレート部３０４とインク路３０８の形成部、更には共通液室３０２・インク供給部３０５を一体成形により得られる成形体を使用した天板のインク吐出口加工においては、レーザーによるインク吐出口加工時に共通液室３０２を形成する液室枠３１４とレーザー入射光とが干渉することや、インク路３０８を形成するインク路壁３０７との干渉回避の容易さから、図１０示すように、インク吐出口はインク路壁とヒーターボードとの接合面に対し１０〜２０ｄｅｇ程度の傾斜角度θを持ってレーザー光４００を入射し加工されると同時に、オリフィスプレート３０４の吐出口加工面もインク吐出口角度に対し直角となるように形成されている。
【０００７】
インクジェット記録ヘッドにおいて、天板３００とヒーターボード２００を密着させる為に作用させるバネ等による荷重は、上記のような構成の天板の場合、オリフィスプレート３０４のインク吐出口加工面をインク吐出方向に変形させる方向の荷重ベクトル成分を持つため、荷重の大きさによってはオリフィスプレート面が図９に示すように膨らむ変形６００を引き起こし、それにより飛翔吐出液滴の吐出方向は乱れ正確なインク着弾精度は得られず、印字品位の劣化を引き起こすことが考えられる。また、オリフィスプレート３０４のインク吐出口加工面を変形させる荷重ベクトルを含まない方向に荷重をかけた場合、天板とヒータボードの接合面での滑りやズレを生じてしまい良好な密着状態を得ることは出来なくなる。本発明は、上記のような問題を解決するもであり、インク吐出方向の乱れがなく、高精度な着弾精度を持ったインクジェット記録ヘッドを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明のインクジェット記録ヘッドは、少なくとも複数の吐出口の形成されるオリフィスプレート部と該吐出口の各々に対応して設けられるインク流路を形成するための複数の溝が形成される部分とを一体加工により有している天板と、該天板と接合することで前記インク流路に対応して配置される吐出エネルギー発生素子を配した素子基板とを有するインクジェット記録ヘッドにおいて、前記天板は、インク流路を形成するための溝と素子基板との接合面に対し平行となるようにオリフィスプレートに吐出口が加工されていることを特徴とする。複数の吐出口の形成されるオリフィスプレート部と該吐出口の各々に対応して設けられるインク流路を形成するための複数の溝が形成される部分、及び該インク流路に供給されるインクを貯留するための共通液室を形成する凹部を一体加工により有している天板においては、前記液室の凹部を形成する液室枠の一部は、インク流路を形成するための複数の溝よりも溝の探さ方向に低く形成されていることを特徴とする。
【０００９】
上記構成により、天板３００とヒータボードを密着させる為にバネ等によりかけられる荷重は、オリフィスプレートのインク吐出口加工部をインク吐出方向に変形させる荷重ベクトル成分は含まなくなりオリフィスプレートの変形を抑えることができ、インク吐出方向の乱れがなく、高精度な着弾精度を持ったインクジェット記録ヘッドを提供することできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１１】
（実施形態１）
図１〜図２は本発明を適用したインクジェット記録ヘッドの第１の実施形態である。図１は本発明を適用したインクジェット記録ヘッドの天板におけるインク吐出口およびインク路形成部と、インク吐出口加工工程を示す概略斜視図である。図２は図１に示す天板にヒータボードを接合させたときのＡ−Ａ方向の断面を示す概略図である。天板３００において、オリフィスプレート３０４およびインク路３０８とインク路壁３０７の形成部とは一体加工により形成されており、インク吐出口３０１はレーザ光４００により後加工される。本発明においては、オリフィスプレート３０４のインク吐出口加工面３０９（以下オリフィスプレート面）と、インク路壁とヒータボードの接合面はほぼ９０ｄｅｇを成すように形成されていると同時に、インク吐出口の加工においてはレーザ入射光４００をオリフィスプレート面に対しほぼ９０ｄｅｇの角度で入射させ吐出口を加工している。この構成により、ヒータボード２００と天板３００とを密着させるために、バネ等により荷重５００をかけた場合においても荷重ベクトルはインク吐出方向の成分を持たないため、オリフィスプレート面のこの方向への変形は抑制されインク吐出方向の乱れがなく、高精度な着弾精度を持ったインクジェット記録ヘッドを得ることができた。本実施形態においては、インク路３０８とインク壁３０７により形成される溝ピッチは３６０ｄｐｉ、溝探さを６０μｍとし、インク吐出口加工のレサー光線の傾角を３ｄｅｇで加工を行ったが、解像度等はこれに限定されるものではない。また、オリフィスプレート３０４のインク吐出口加工面３１４（以下オリフィスプレート面）と、インク路壁とヒータボードの接合面との成す角度を９０±２ｄｅｇ、およぴインク吐出口加工におけるレーザ入射光４００とオリフィスプレート面との成す角度を９０±２ｄｅｇで行った。本実施形態においては、バネ等による荷重はヒータボード側からかける構成で行ったが、天板側から荷重をかける構成でもよい。
【００１２】
（実施形態２）
図３〜図５は第２の実施形態を示す図であり、図３は第２実施形態における天板を示す概略斜視図で、図４は図３のＢ−Ｂ面での断面を示す図である。図５は図３にヒータボードを接合させたときのＢ−Ｂ面での断面示す図である。オリフィスプレート３０４およびインク路３０８・インク路壁３０７・インク吐出口３０１における構成は第１実施形態と同様であるため、詳細な説明はここでは省略する。本発明においては、オリフィスプレート３０４およびインク路３０８とインク路壁３０７の形成部、更には共通液室を形成する凹部が一体加工により形成されており、この共通液室を形成する凹部の１部をインク路３０８とインク路壁３０７で形成する溝よりも溝深さ方向に低く形成している。この構成により、オリフィスプレート面に対しほぼ直角にインク吐出口加工時のレザー光を入射させることができ、共通液室３０２を一体的に有している天板においても、第１実施形態に同じ構成の天板を得ることができた。共通液室の一部が他の液室枠より低く形成されたままでは、供給口から共通液室に供給されたインクはこの部分から外部へと流出してしまうため、図５に示すようにヒータボードにフォトリソにより凸形状を設けて接合時に隙間を埋めインク流出を防止するようにした。このヒータボードの凸部は、高さを任意に変えることで天板とヒータボードの良好な密着状態を得る役目も持つ。この構成により、天板をオリフィスプレート３０４およびインク路３０８とインク路壁３０７の形成部、更には共通液室を形成する凹部が一体加工により形成した場合においても、インク吐出方向の乱れがなく、高精度な着弾精度を持ったインクジェット記録ヘッドを得ることができた。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように、インク流路を形成するための溝と素子基板との接合面に対し平行となるようにオリフィスプレートに吐出口が加工されていることにより、素子基板と天板とを密着させるための荷重が作用した時のオリフィスプレート面のインク吐出方向への変形が抑制され、インク吐出方向の乱れがなく、高精度な着弾精度を持ったインクジェット記録ヘッドを提供することができるようになった。また、、共通液室の凹部を形成する液室枠の一部をインク流路を形成するための複数の溝よりも溝の探さ方向に低く形成し、この液室枠の一部は吐出エネルギー発生素子基板側を凸形状にして形成することによって天板をオリフィスプレート３０４およびインク路３０８とインク路壁３０７の形成部、更には共通液室を形成する凹部が一体加工により形成した場合においても、インク吐出方向の乱れがなく、高精度な着弾精度を持ったインクジェット記録ヘッドを提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を適用したインクジェット記録ヘッドの天板の一部を示す概略斜視図。
【図２】図１の天板にヒータボードを接合させた時のＡ−Ａ断面図。
【図３】本発明の第２実施形態を適用したインクジェット記録ヘッドの天板液室部を示す概略斜視図。
【図４】図５のＢ−Ｂ断面図。
【図５】図３の天板にヒータボードを接合させた時のＢ−Ｂ断面図。
【図６】従来技術のインクジェット記録ヘッドの一部を示す概略斜視図。
【図７】図６の分解斜視図。
【図８】図６の天板を共通液室側から見た斜視図。
【図９】図８の天板にヒータボードを接合させた時のＸ−Ｘ断面図。
【図１０】図８の天板インク流路部およびレーザ光入射角度を示す概略斜視図。
【符号の説明】
１００　ベースプレート
２００　ヒータボード
２０１　ヒータ
３００　天板
３０１　インク吐出口
３０２　共通液室
３０３　共通液室壁
３０４　オリフィスプレート
３０５　インク供給口
３０６　凸部
３０７　インク路壁
３０８　インク路
３０９　オリフィスプレート上面
３１３　共通液室天井
４００　レーザ光
５００　バネ荷重
６００　オリフィスプレート変形部
【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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