(57)【要約】【課題】本発明は、各色のヘッド間の位置合せが不要となり作製工程が簡素化でき、かつ各色インクの位置精度が向上することによる高画質の印刷が可能となると共に、インクの定着用ヘッドの吐出精度やインク乾燥用素子のインク着弾位置に対する精度も向上するために、定着効果や乾燥効果が向上して高速印刷が可能となる低コストのインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明のインクジェットヘッドは、インクを吐出する複数のノズル孔が形成されたノズル部材と、インクが供給される供給路と、各ノズル部材に対応してインクが加圧される加圧室と、該加圧室のインクを加圧するための圧力発生手段とを有し、更に少なくとも各色に対応する圧力発生手段が同一の基板上に形成されてなるユニットを一単位として構成する。【選択図】        図１
2004160861.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する複数のノズル孔が形成されたノズル部材と、インクが供給される供給路と、各ノズル部材に対応してインクが加圧される加圧室と、該加圧室のインクを加圧するための圧力発生手段とを有するインクジェットヘッドにおいて、
少なくとも各色に対応する圧力発生手段が同一の基板上に形成されてなるユニットを一単位として構成することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
インクを吐出する複数のノズル孔が形成されたノズル部材と、インクが供給される供給路と、各ノズル部材に対応してインクが加圧される加圧室と、該加圧室のインクを加圧するための圧力発生手段とを有するインクジェットヘッドにおいて、
少なくとも各色に対応する圧力発生手段及びインクの定着用アクチュエータが同一の基板上に形成されてなるユニットを一単位として構成することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項３】
インクを吐出する複数のノズル孔が形成されたノズル部材と、インクが供給される供給路と、各ノズル部材に対応してインクが加圧される加圧室と、該加圧室のインクを加圧するための圧力発生手段とを有するインクジェットヘッドにおいて、
少なくとも各色に対応する圧力発生手段及びインク乾燥用素子が同一の基板上に形成されてなるユニットを一単位として構成することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項４】
インクを吐出する複数のノズル孔が形成されたノズル部材と、インクが供給される供給路と、各ノズル部材に対応してインクが加圧される加圧室と、該加圧室のインクを加圧するための圧力発生手段とを有するインクジェットヘッドにおいて、
少なくとも各色に対応する圧力発生手段及びインクの定着用アクチュエータ並びにインク乾燥用素子が同一の基板上に形成されてなるユニットを一単位として構成することを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項５】
各色の前記圧力発生手段及びインクの前記定着用アクチュエータ並びに前記インク乾燥用素子がライン状に配置されている請求項４記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記ユニットは、複数個配置されて構成されているマザーボードから切り出し／分離して作製される請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項７】
前記マザーボードは、ユニットにおけるインクジェットヘッドのライン長に相当する長さが異なる複数種類のユニットで構成される請求項６記載のるインクジェットヘッド。
【請求項８】
前記基板又は前記マザーボードがシリコン基板である請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項９】
前記基板又は前記マザーボードがガラス基板である請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項１０】
前記基板又は前記マザーボードがシリコン基板であり、かつ前記圧力発生手段の駆動回路も一体に形成されている請求項８記載のインクジェットヘッド。
【請求項１１】
前記基板又は前記マザーボードがガラス基板であり、当該ガラス基板の上に半導体薄膜からなる圧力発生手段の駆動回路も一体に形成されている請求項９記載のインクジェットヘッド。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載のインクジェットヘッドを搭載したことを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置に関し、詳細には作製工程の削減、高速化、高画質化及び低コスト化を図るインクジェットヘッドの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平９−２２６１２１号公報
上記特許文献１では、インクジェット記録装置の高速化、高画質化を目的に、各色のノズル孔とそれが複数個で構成されたノズル群との配置、つまりノズル群間の間隔及びノズル孔間の間隔を規定することと、更にそれらのノズル群及びノズル孔が同一基板上に配置することを提案している。一方、現在のノズル数の多い高速用インクジェット記録装置では各色に対するヘッドを、それぞれ独立に作製して、キャリッジに搭載時あるいは組立時に、それぞれの相対位置を所定の精度になるように調整して、インク滴の着弾位置精度を保証していた。
【０００３】
図１５は従来のインクジェットヘッドの構成を示す分解斜視図である。図１６は組み立てられた従来のインクジェットヘッドの平面図である。なお、両図に示すインクジェットヘッドは静電型インクジェット記録装置に搭載されるインクジェットヘッドであり、インク液滴を基板の面部に設けたノズル孔から吐出させるサイドシュータタイプの例を示すものである。静電型インクジェット記録装置ヘッドは、図１５に示すような３枚の基板２０１，基板２０２，基板２０３を重ねて接合した積層構造となっている。中間の基板２０１はＳｉ基板であり、厚さ２μｍの振動板２０４と、底壁を振動板２０４とする加圧室２０５と、各々の加圧室２０５にインクを供給するための共通インク室２０６とを有している。また、基板２０１の下面に接合される基板２０２も、Ｓｉ基板を使用し、このＳｉ基板には酸化膜２０７が２μｍ形成されている。この酸化膜２０７に電極２０８を装着するための凹部２０９を０．３ミクロンエッチングすることにより、振動板２０４とこれに対向して配置される電極２０８との対向間隔、すなわちギャップＧ（図示せず）を形成している。この凹部２０９はその内部に電極２０８、リード部２１０及び端子部２１１を装着できるように電極部形状に類似したやや大きめの形状にパターン形成されている。電極２０８は凹部２０９内に窒化チタンを０．１ミクロンスパッタし、窒化チタンパターンを形成することで作製される。よって、基板２０１と基板２０２を直接接合した後の空間であるギャップＧは０．２ミクロンとなっている。更に、端子部２１１を除きシリコン酸化膜を全面に０．１μｍ被覆して絶縁層（図示せず）とし、インクジェットヘッド駆動時の絶縁破壊、ショートを防止するための膜を形成している。
【０００４】
また、基板２０１の上面に接合される基板２０３には、厚さ５０ミクロンのＳＵＳ基板を用い、基板２０３の面部に、加圧室２０５と連通するようにそれぞれノズル孔２１２を設け、共通インク室２０６と連通するようにインク供給口２１３が設けられている。
【０００５】
次に、このように構成された従来のインクジェットヘッドの動作について説明する。電極２０８に発振回路（図示せず）により０Ｖから３５Ｖのパルス電位を印加して電極２０８の表面がプラスに帯電すると、対応する振動板２０４の下面はマイナス電位に帯電する。したがって、振動板２０４は静電気の吸引作用により下方へたわむ。次に、電極２０８をＯＦＦにすると、振動板２０４は復元する。そのため、加圧室２０５内の圧力が急激に上昇し、ノズル孔２１２よりインク液滴がヘッドに対向する記録紙に向けて吐出する。次に、振動板２０４が再び下方へたわむことにより、インクが共通インク室２０６より流体抵抗２１４を通じて加圧室２０５内に補給される。
【０００６】
上記のような構造（機能）で１色当たりのヘッドか完成するが、これを複数個、つまり使用色数だけキャリッジに搭載／位置合せして本体ヘッド部が完成するのである。
【０００７】
ここで、図１７にヘッド組立の模試図を示す。基本的にはＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）に対応しているヘッド２２１、２２２、２２３、２２４のノズル孔２１２の位置を基準点に対して整合することになるが、ヘッドが完成してからのアライン及び組立は立体的な実装となるために、位置調整工程が複雑になり、また、調整機構も多数必要となる。例えばＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４色のヘッドを実装しようとすれば、ノズル高さＺ、とノズルのＸ，Ｙ方向の３自由度が存在するので、原理的には各色に対して３方向の合計１２個所の調整機構が必要となってしまう。通常Ｚ方向はノズル板を基準面に突き当てることで調整する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のインクジェットヘッドによれば、Ｘ，Ｙのみを調整することが多いが、それでも８個所の調整が必要となり、調整工程のコストも高くなるとともに、位置精度もあまり上がらないのが実状である。この課題はライン型ヘッド、例えばＡ４縦フルサイズのヘッドの場合に特に顕著となる。ヘッド自体が大きくなり、ヘッドが長くなった分だけ基準点からの誤差は増大する、また、ヘッドの重量も増加するためにより一層精度調整が難しくなる。このように従来のインクジェットヘッドが完成してからのアライン及び組立は立体的な実装となるために、位置調整工程が複雑になり、また調整機構も多数必要となる。例えばＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ４色のヘッドを実装しようとすれば、原理的にはノズル高さＺ、とノズルのＸ，Ｙ方向の３自由度が存在するので、各色に対して３方向の調整機構が必要となってしまう。更に、その調整工程のコストも高くなる。特にライン型ヘッド、例えばＡ４縦フルサイズのヘッドになった場合には、ヘッド自体が大きくなり、ヘッドが長くなった分だけ基準点からの誤差は増大するために、より一層精度調整が難しくなる。
【０００９】
本発明はこれらの問題点を解決するためのものであり、各色のヘッド間の位置合せが不要となり作製工程が簡素化でき、かつ各色インクの位置精度が向上することによる高画質の印刷が可能となると共に、インクの定着用ヘッドの吐出精度やインク乾燥用素子のインク着弾位置に対する精度も向上するために、定着効果や乾燥効果が向上して高速印刷が可能となる低コストのインクジェットヘッド及びインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、インクを吐出する複数のノズル孔が形成されたノズル部材と、インクが供給される供給路と、各ノズル部材に対応してインクが加圧される加圧室と、該加圧室のインクを加圧するための圧力発生手段とを有する、本発明のインクジェットヘッドは、少なくとも各色に対応する圧力発生手段が同一の基板上に形成されてなるユニットを一単位として構成することに特徴がある。よって、各色のヘッド間の位置合せが不要となり工程が簡略化でき、かつ各色インクの位置精度が向上するために高画質の印刷が可能となる。
【００１１】
また、本発明のインクジェットヘッドによれば、少なくとも各色に対応する圧力発生手段及びインクの定着用アクチュエータが同一の基板上に形成されてなるユニットを一単位として構成することに特徴がある。よって、各色のヘッド間の位置合せ及びインクの定着用ヘッドとの位置合せが不要となり工程が簡略化できる。また、各色インクの位置精度が向上し高画質の印刷が可能となると共に、インクの定着用ヘッドの吐出精度も向上するために定着効果が向上しより高速印字が可能となる。更に、定着液の使用効率が上がり使用料が少なくて済む。
【００１２】
更に、本発明のインクジェットヘッドによれば、少なくとも各色に対応する圧力発生手段及びインク乾燥用素子が同一の基板上に形成されてなるユニットを一単位として構成することに特徴がある。よって、各色のヘッド間の位置合せ及びインク乾燥用素子との位置合せが不要となり工程が簡略化できる。また、各色インクの位置精度が向上し高画質の印刷が可能となるとともに、インク乾燥用素子のインク着弾位置に対する精度も向上するためにインクの乾燥効果が向上しより高速印字が可能となる。更に、インク乾燥用素子の効率が上がり素子に投入するエネルギーを節約できる。
【００１３】
また、本発明のインクジェットヘッドによれば、少なくとも各色に対応する圧力発生手段及びインクの定着用アクチュエータ並びにインク乾燥用素子が同一の基板上に形成されてなるユニットを一単位として構成することに特徴がある。よって、各色のヘッド間の位置合せ及びインクの定着用ヘッドとの位置合せ並びにインク乾燥用素子との位置合せが不要となり工程が簡略化でき、かつ各色インクの位置精度が向上するために高画質の印刷が可能となる。
【００１４】
更に、各色の圧力発生手段及びインクの定着用アクチュエータ並びにインク乾燥用素子がライン状に配置されていることにより、各種位置精度の向上の効果が通常の短尺ヘッドと比較して著しく増大すると共に、通常の短尺ヘッドと比較してより高速の印字が可能となる。
【００１５】
また、ユニットは、複数個配置されて構成されているマザーボードから切り出し／分離して作製される。よって、１基板あたりのヘッド取り数が多くできコストが低減できる。
【００１６】
更に、マザーボードは、ユニットにおけるインクジェットヘッドのライン長に相当する長さが異なる複数種類のユニットで構成される。よって、単一長さのヘッドで構成する時にできる基板の余剰面を有効に使用でき、ひいてはヘッドコストを低減できる。
【００１７】
また、基板又はマザーボードがシリコン基板であることにより、結晶方位を利用した異方性エッチ等の加工ができ、構造体の作製に適している。更に、熱伝導度が高く発熱素子等を使用したときの放熱層を兼ねることができ、周波数特性が改善される。
【００１８】
更に、基板又はマザーボードがガラス基板であることにより、基板コストが安く、ひいてはヘッドコストが低減できる。
【００１９】
また、基板又はマザーボードがシリコン基板であり、かつ圧力発生手段の駆動回路も一体に形成されている。よって、回路ボードの作製／部品の実装を省略でき、トータルヘッドの大きさを小型化できると共に、低コスト化が図れる。
【００２０】
更に、基板又はマザーボードがガラス基板であり、当該ガラス基板の上に半導体薄膜からなる圧力発生手段の駆動回路も一体に形成されている。よって、ガラス基板のもつ安価性があり、かつ、駆動回路も一体に形成されているので、回路ボードの作製／部品の実装を省略でき、トータルヘッドの大きさを小型化できると共に、低コスト化が図れる。
【００２１】
また、別の発明としてのインクジェット記録装置は、上記のインクジェットヘッドを搭載したことに特徴がある。よって、高速で、かつ高画質な印刷を可能ととなる安価なインクジェット記録装置を提供できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明のインクジェットヘッドは、少なくとも各色に対応する圧力発生手段が同一の基板上に形成されてなるユニットを一単位として構成することに特徴がある。
【００２３】
【実施例】
図１は本発明の第１の実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す平面図である。図２は図１のＡ−Ａ’線断面図である。図３は本実施例の４色のインクジェットヘッドを組み立てた平面図である。詳細には、図１は１色当たりのヘッド圧力発生手段、具体的にはインクジェット記録装置用の発熱素子の構成を示す図である。
【００２４】
はじめに、図１及び図２に示す圧力発生手段について説明する。絶縁性基板１０の上に発熱体材料を成膜してフォトリソ・エッチングにより、所定のパターンに形成して発熱体１１を形成する。次に、その上に通電用の電極となる導電体材料を成膜してフォトリソ・エッチングにより、所定のパターンに形成して電極１２と共通電極１３を作製した。更に、その上にパシベーション用の絶縁膜１４を形成して、圧力発生手段である発熱素子が完成する。ここで、発熱体材料としてはタンタルアルミニウム、タンタルＳｉＯ２、タンタルＳｉ、窒化タンタル等を使用するが、特にこれらに限定される物ではない。成膜方法としては、スパッタ法が一般的であり、膜厚としては材料の抵抗値にもよるが概ね０．０２〜０．３μｍが適当である。更に、この上に電極となる導電体材料を成膜する。材料としてはアルミニウム、アルミニウム銅合金、アルミニウムシリコン合金、金等の金属が主に使用されるが、特にこれらに限定されるものではない。成膜方法としては、スパッタ法が一般的であり、膜厚としては材料の抵抗値にもよるが概ね０．５〜２．０μｍが適当である。各薄膜のパターンニングには、通常用いられるフォトリソ・エッチング法が適用される。特に、エッチング方法は大別してドライエッチ、ウエットエッチの２通りがあるが、材料の特性によって適宜、使い分ける。最後に、パシベーション用の絶縁膜１４は窒化シリコン、二酸化シリコン、炭化シリコン、酸窒化シリコン等が用いられ、膜厚は概ね０．５〜２．０μｍが適当である。
【００２５】
このような工程で作製された圧力発生手段、具体的にはインクジェット記録装置用の発熱素子の上に加圧液室、ノズル列の作製されてノズル板を順次重ねれば、インクジェット記録装置ヘッドとして機能する。
【００２６】
ここで、図１のように一色当たりの圧力発生手段、具体的にはインクジェット記録装置用の発熱素子を単位としてヘッドを完成されると、その後のヘッド間の位置合せにおいて、先に述べたような問題点が発生する。本実施例はその問題点を解決し、位置精度の向上による画質の向上及び調整工程のコスト低減を目的としたものである。
【００２７】
すなわち、本実施例では図３に示したように、各色のヘッド列に対応した圧力発生手段２１、２２、２３、２４が同一の絶縁性基板２０の上に作製されている。この例ではそれぞれ、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の４色対応しているが、色数は特にこれに限定されるものではない。また、各圧力発生手段の作製方法は図１及び図３で説明した通りである。図３のように各色の圧力発生手段２１、２２、２３、２４を同一の絶縁性基板２０上に形成することで、各色ヘッド間の位置精度は、基本的には半導体プロセスの精度、すなわち±１μｍ以内に収めることができ、また後工程でのヘッド間位置合せが不要となり、また位置合せ工程のコストが非常に低くなる。
【００２８】
図４は本発明の第２の実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す平面図である。図５は図４のＢ−Ｂ’線断面図である。図６は本実施例の４色のインクジェットヘッドを組み立てた平面図である。
【００２９】
はじめに、図４及び図５に示す圧力発生手段について説明する。振動板３４の形成されている絶縁性基板３０の上に電極３１となる導電体材料を形成し所定のパターンに形成する。導電体材料としては主にＰｔのような高温金属が使用され、基板との密着層として基板と電極間にＴｉを設ける。次に、圧電体層３２を形成する。圧電体材料としてはＰＺＴ系が主であるが、これに限定されるものではない。成膜方法は得ようとする膜厚に依存するが、比較的薄い時（数μｍ以下）には反応性スパッタ法、イオンプレーティング法等の気相法が適用されるが、比較的厚い時（数μｍ以上）では印刷／焼結法で作製できる。次に、その上に共通電極３３を形成する。材料は印刷／焼結法であればＡｇ系ペーストが使用されるが、気相法ではＴｉ／Ｐｔの積層電極等が使用される。このような工程で作製された圧力発生手段（具体的にはピエゾ振動子）の上に加圧液室、ノズル列の作製されてノズル板を順次重ねれば、インクジェット記録装置ヘッドとして機能する。
【００３０】
ここで、図４のように一色当たりの圧力発生手段（具体的にはピエゾ振動子）を単位としてヘッドを完成されると、その後のヘッド間の位置合せにおいて、先に述べたような問題点が発生する。本実施例はその問題点を解決し、位置精度の向上による画質の向上及び調整工程のコスト低減を目的としたものである。
【００３１】
すなわち、本実施例では図６に示したように、各色のヘッド列に対応した圧力発生手段４１、４２、４３、４４が同一の絶縁性基板４０の上に作製されている。この例ではそれぞれ、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の４色対応しているが、色数は特にこれに限定されるものではない。また、各圧力発生手段の作製方法は図４及び図５で説明した通りである。
【００３２】
図６のように各色の圧力発生手段４１、４２、４３、４４を同一の絶縁性基板４０上に形成することで、各色ヘッド間の位置精度は、基本的には半導体プロセスの精度、すなわち±１μ以内に収めることができ、また後工程でのヘッド間位置合せが不要となり、また位置合せ工程のコストが非常に低くなる。
【００３３】
図７は本発明の第３の実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す平面図である。本実施例は、圧力発生手段５１、５２、５３、５４とインク定着用アクチュエータ５５を同一基板５０上に形成したものである。本実施例では圧力発生手段５１、５２、５３、５４とインク定着用アクチュエータ５５は同一のピエゾ振動子の構造を取っている。この上に加圧液室、ノズル列の作製されてノズル板を順次重ねれば、インクジェット記録装置ヘッドとして機能する。本実施例の動作について説明すると、圧力発生手段５１、５２、５３、５４上に形成されたヘッド列にはそれぞれＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋのインクを供給し、適宜インクを噴射し紙面上に着弾させる。この時、インク定着用アクチュエータ５５上に形成されたヘッド列にはインク定着剤を供給し、インク着弾位置に合せて定着剤を噴射する。インクの位置と定着剤位置が一致するほど、定着の効果は高く高画質が得られやすい。また、定着剤の使用量も少なくて済む。本実施例の構成のように両者が同一基板８０上にあれば、その位置精度は基本的には半導体プロセスの精度、すなわち、±１μ以内に収めることができインク定着剤の効果は顕著となる。また、後工程でのヘッド間位置合せが不要となり、位置合せ工程のコストが非常に低くなる。なお、定着剤としてはピーポップが使用できるがこれに限定されるものではない。
【００３４】
図８は本発明の第４の実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す平面図である。本実施例は圧力発生手段６１、６２、６３、６４とインク乾燥用素子６５を同一基板６０上に形成したものである。この実施例では圧力発生手段６１、６２、６３、６４とインク乾燥用素子６５は同一の発熱素子の構造を取っている。圧力発生手段６１、６２、６３、６４の上に加圧液室、ノズル列の作製されてノズル板を順次重ねれば、インクジェット記録装置ヘッドとして機能する。インク乾燥用素子６５の上には何も設けない。本実施例の動作について説明すると、圧力発生手段６１、６２、６３、６４上に形成されたヘッド列にはそれぞれＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋのインクを供給し、適宜インクを噴射し紙面上に着弾させる。この時、インクインク乾燥用素子で、インク着弾位置に合せて熱エネルギーを加える。インクの位置と加熱位置が一致するほど、乾燥の効果は高く高画質が得られやすい。また、熱エネルギーの使用量も少なくて済む。本実施例の構成のように両者が同一基板６０上にあれば、その位置精度は基本的には半導体プロセスの精度、すなわち±１μ以内に収めることができ乾燥用素子の効果は抜群となる。また、後工程での両者間の位置合せが不要となり、また位置合せ工程のコストが非常に低くなる。なお、本実施例ではインク乾燥用素子６５の発熱面の高さは圧力発生手段６１、６２、６３、６４と同一になっているが、インク着弾位置に近くなればなるほどその効果は大きくなる。この意味では同一の高さである必要はなく、基板面より高くしておくことが望ましく、できればノズル板の高さ以上が望ましい。
【００３５】
図９は本発明の第５の実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す平面図である。本実施例は上述した第１〜第４の実施例の各素子、つまり圧力発生手段、インク定着用素子、インク乾燥用素子がライン型、例えばＡ４縦フルサイズのヘッドである場合を示している。ライン型ヘッド７０の場合には、上述してきたような各素子間の位置合せに関する問題点は特に顕著となる。ヘッド自体が大きくなりヘッドが長くなった分だけ基準点からの誤差は増大し、またヘッドの重量も増加するためにより一層精度調整が難しくなる。なお、ライン型を同一基板上に配置した実施例は図１０以降に示したのでその部分で説明し、ここでは省略する。
【００３６】
図１０は本発明の第６の実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す平面図である。本実施例は、上述した第１〜第５の実施例の圧力発生手段、インク定着用素子、インク乾燥用素子の各素子８１、８２、８３、８４の複数からなる一単位をヘッドユニットとしたときに、そのヘッドユニットが複数個配置された、マザーボード８０を作製プロセス時に使用する基板とする構成を有しているものである。このマザーボード８０を使用すると一度のプロセスで複数個のヘッドユニットを作製することができ、ユニットのコストが低減できる。プロセスを完了後にダイシングソーでカットライン８５（図では点線で示してある）で分離／切り離しすれば、ヘッドユニットが完成する。
【００３７】
また、本実施例の場合にマザーボード８０、ひいては同一基板にシリコン基板とする。シリコン基板を使用すると、結晶方位を利用した異方性エッチ等の加工ができ、静電型ヘッド等の構造体の作製には非常に好適である。更に、熱伝導度が高く発熱素子等を使用したときの放熱層を兼ねることができ、周波数特性が改善される。
【００３８】
図１１は本発明の第７の実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す平面図である。本実施例では長さの異なる複数種類のヘッドユニット９１、９２、９３からマザーボード９０が構成されている。このようにすることにより単一長さのヘッドユニットで構成する時にできてしまう基板面のロス部に、他の長さのユニットヘッドを配置することができ、ひいてはヘッドコストを低減できる。プロセスを完了後にダイシングソーでカットライン９４（図では点線で示してある）で分離／切り離しすれば、ヘッドユニットが完成する。また、本実施例の場合にマザーボード９０、ひいては同一基板にシリコン基板とする。シリコン基板を使用すると、結晶方位を利用した異方性エッチ等の加工ができ、静電型ヘッド等の構造体の作製には非常に好適である。更に、熱伝導度が高く発熱素子等を使用したときの放熱層を兼ねることができ、周波数特性が改善される。
【００３９】
図１２は本発明の第８の実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す平面図である。本実施例ではマザーボード１００にガラス基板を使用しているために、基板コストが安く、ひいてはヘッドコストが低減できる。更に、ガラス基板は長方形をしているために、円形の基板と比較して、基板面を有効に使用でき、そして同一長さのヘッドユニット１０１のみで埋め尽くすことが可能となり、この点からもヘッドコストが低減できる。なお、参照符号１０２はカットラインである。
【００４０】
図１３は本発明の第９の実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す平面図である。本実施例では同一基板（あるいはマザーボード）１１０にシリコン基板を使用し、圧力発生手段の駆動回路１０５をその基板上に一体に形成している。従って、回路ボードの作製／部品の実装を省略でき、ヘッドの大きさを小型化できると共に、低コスト化が図れる。本実施例の圧力発生手段について説明すると、基板１１０の上に発熱体材料を成膜してフォトリソ・エッチングにより、所定のパターンに形成して発熱体１１１とする。次に、その上に通電用の電極となる導電体材料を成膜してフォトリソ・エッチングにより、所定のパターンに形成して電極１１２と共通電極１１３とを作製した。更に、その上にパシベーション用の絶縁膜１１４を形成して、圧力発生手段である発熱素子が完成する。ここで、発熱体材料としてはタンタルアルミニウム、タンタルＳｉＯ２、タンタルＳｉ、窒化タンタル等を使用するが、特にこれらに限定されるものではない。成膜方法としてはスパッタ法が一般的であり、膜厚としては材料の抵抗値にもよるが概ね０．０２〜０．３μｍが適当である。更に、この上に電極となる導電体材料を成膜する。材料としてはアルミニウム、アルミニウム銅合金、アルミニウムシリコン合金、金等の金属が主に使用されるが、特にこれらに限定されるものではない。成膜方法としてはスパッタ法が一般的であり、膜厚としては材料の抵抗値にもよるが概ね０．５〜２．０μｍが適当である。各薄膜のパターンニングには、通常用いられるフォトリソ・エッチング法が適用される。特に、エッチング方法は大別してドライエッチ、ウエットエッチの２通りがあるが、材料の特性によって適宜、使い分ける。最後に、パシベーション用の絶縁膜１１４は窒化シリコン、二酸化シリコン、炭化シリコン、酸窒化シリコン等が用いられ膜厚は概ね０．５〜２．０μｍが適当である。
【００４１】
ここで、上述したマザーボードに使用する基板種類に関してその効果と特徴について説明すると、基板の特性として▲１▼基板コスト、▲２▼形状上の特徴（円形より長方形の方が有利）、▲３▼作製できる駆動回路特性（半導体薄膜の質）を抽出して比較すると下表のようになる。
【００４２】
【表１】
2004160861.tif 000003
【００４３】
このように、シリコン基板は、基板コストが高くヘッドユニットの取り数は不利であるが、異方性エッチが可能であり静電型インクジェット記録装置のような立体構造には適している。また、駆動回路の特性は最も良く、特に高性能なインクジェット記録装置ヘッドの作製に向いている。そして、石英ガラスは、基板コストは高いが、駆動回路の特性良く、ヘッドユニットの取り数も多い。トータルするとシリコン基板的な特性を持ち、比較的高性能なインクジェット記録装置ヘッドの作製に向いている。更に、ホウケイ酸ガラスは、基板コストが最も安く、かつヘッドユニットの取り数も多いが、駆動回路の特性は良くない。低コストのヘッドの作製に向いている。また、セラミックは、基板コストが安く、かつヘッドユニットの取り数も多いが、駆動回路の特性は良くない。比較的低コストのヘッドの作製に向いている。以上のように、それぞれの基板の特定に合った使い分けをすることで、トータルの製造効率を上げることができる。
【００４４】
図１４は別の発明の一実施例に係るインクジェット記録装置の構成を示す概略断面図である。同図に示すように、インクジェット記録装置１２０は、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、ブラックＢＫの各色のインクをそれぞれ収納した４個のインクカートリッジ１２１と、複数のノズルを有し各インクカートリッジ１２１からインクが供給される４個のインクジェットヘッド１２２と、インクカートリッジ１２１とインクジェットヘッド１２２を搭載したキャリッジ１２３と、記録紙を収納した給紙トレイ１２４ａ，１２４ｂや手差しテーブル１２５から記録紙を印字部１２６に搬送する搬送ローラ１２７と、印字した記録紙を排紙トレイ１２８に排出する排出ローラ１２９を有する。そして、ホスト装置から送られてくる画像データを記録紙に印字するときは、キャリッジ１２３をキャリッジローラ１３０に倣って走査しながら、搬送ローラ１２７により印字部１２６に送られた記録紙にインクジェットヘッド１２２のノズルから画像データに応じてインクを噴射して文字や画像を記録する。
【００４５】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、インクを吐出する複数のノズル孔が形成されたノズル部材と、インクが供給される供給路と、各ノズル部材に対応してインクが加圧される加圧室と、該加圧室のインクを加圧するための圧力発生手段とを有する、本発明のインクジェットヘッドは、少なくとも各色に対応する圧力発生手段が同一の基板上に形成されてなるユニットを一単位として構成することに特徴がある。よって、各色のヘッド間の位置合せが不要となり工程が簡略化でき、かつ各色インクの位置精度が向上するために高画質の印刷が可能となる。
【００４７】
また、本発明のインクジェットヘッドによれば、少なくとも各色に対応する圧力発生手段及びインクの定着用アクチュエータが同一の基板上に形成されてなるユニットを一単位として構成することに特徴がある。よって、各色のヘッド間の位置合せ及びインクの定着用ヘッドとの位置合せが不要となり工程が簡略化できる。また、各色インクの位置精度が向上し高画質の印刷が可能となると共に、インクの定着用ヘッドの吐出精度も向上するために定着効果が向上しより高速印字が可能となる。更に、定着液の使用効率が上がり使用料が少なくて済む。
【００４８】
更に、本発明のインクジェットヘッドによれば、少なくとも各色に対応する圧力発生手段及びインク乾燥用素子が同一の基板上に形成されてなるユニットを一単位として構成することに特徴がある。よって、各色のヘッド間の位置合せ及びインク乾燥用素子との位置合せが不要となり工程が簡略化できる。また、各色インクの位置精度が向上し高画質の印刷が可能となるとともに、インク乾燥用素子のインク着弾位置に対する精度も向上するためにインクの乾燥効果が向上しより高速印字が可能となる。更に、インク乾燥用素子の効率が上がり素子に投入するエネルギーを節約できる。
【００４９】
また、本発明のインクジェットヘッドによれば、少なくとも各色に対応する圧力発生手段及びインクの定着用アクチュエータ並びにインク乾燥用素子が同一の基板上に形成されてなるユニットを一単位として構成することに特徴がある。よって、各色のヘッド間の位置合せ及びインクの定着用ヘッドとの位置合せ並びにインク乾燥用素子との位置合せが不要となり工程が簡略化でき、かつ各色インクの位置精度が向上するために高画質の印刷が可能となる。
【００５０】
更に、各色の圧力発生手段及びインクの定着用アクチュエータ並びにインク乾燥用素子がライン状に配置されていることにより、各種位置精度の向上の効果が通常の短尺ヘッドと比較して著しく増大すると共に、通常の短尺ヘッドと比較してより高速の印字が可能となる。
【００５１】
また、ユニットは、複数個配置されて構成されているマザーボードから切り出し／分離して作製される。よって、１基板あたりのヘッド取り数が多くできコストが低減できる。
【００５２】
更に、マザーボードは、ユニットにおけるインクジェットヘッドのライン長に相当する長さが異なる複数種類のユニットで構成される。よって、単一長さのヘッドで構成する時にできる基板の余剰面を有効に使用でき、ひいてはヘッドコストを低減できる。
【００５３】
また、基板又はマザーボードがシリコン基板であることにより、結晶方位を利用した異方性エッチ等の加工ができ、構造体の作製に適している。更に、熱伝導度が高く発熱素子等を使用したときの放熱層を兼ねることができ、周波数特性が改善される。
【００５４】
更に、基板又はマザーボードがガラス基板であることにより、基板コストが安く、ひいてはヘッドコストが低減できる。
【００５５】
また、基板又はマザーボードがシリコン基板であり、かつ圧力発生手段の駆動回路も一体に形成されている。よって、回路ボードの作製／部品の実装を省略でき、トータルヘッドの大きさを小型化できると共に、低コスト化が図れる。
【００５６】
更に、基板又はマザーボードがガラス基板であり、当該ガラス基板の上に半導体薄膜からなる圧力発生手段の駆動回路も一体に形成されている。よって、ガラス基板のもつ安価性があり、かつ、駆動回路も一体に形成されているので、回路ボードの作製／部品の実装を省略でき、トータルヘッドの大きさを小型化できると共に、低コスト化が図れる。
【００５７】
また、別の発明としてのインクジェット記録装置は、上記のインクジェットヘッドを搭載したことに特徴がある。よって、高速で、かつ高画質な印刷を可能ととなる安価なインクジェット記録装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線断面図である。
【図３】本実施例の４色のインクジェットヘッドを組み立てた平面図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す平面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ’線断面図である。
【図６】本実施例の４色のインクジェットヘッドを組み立てた平面図である。
【図７】本発明の第３の実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す平面図である。
【図８】本発明の第４の実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す平面図である。
【図９】本発明の第５の実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す平面図である。
【図１０】本発明の第６の実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す平面図である。
【図１１】本発明の第７の実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す平面図である。
【図１２】本発明の第８の実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す平面図である。
【図１３】本発明の第９の実施例に係るインクジェットヘッドの構成を示す平面図である。
【図１４】別の発明の一実施例に係るインクジェット記録装置の構成を示す概略断面図である。
【図１５】従来のインクジェットヘッドの構成を示す分解斜視図である。
【図１６】組み立てられた従来のインクジェットヘッドの平面図である。
【図１７】ヘッド組立の模試図である。
【符号の説明】
１０；絶縁性基板、１１；発熱体、１２；電極、１３；共通電極、
１４；絶縁膜、２０；絶縁性基板、２１〜２４；圧力発生手段。
【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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