(57)【要約】【課題】  小ドットをＢＪで吐出させるためには、吐出口を小さくしなければならないが、そうすると発一が悪くなるので、吐出口を大きいままでも小ドットを吐出できるようにする。【解決手段】  ヒータの上部に壁を作り、この壁の内壁を吐出口より小さくする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ液滴を吐出するための複数の吐出エネルギー発生部と、これら吐出エネルギー発生部にそれぞれ対応する吐出口と、これら吐出口にそれぞれ連通する液体流路と、前記液体流路に液体を供給する共通液室とを具え、これら前記液体流路から前記吐出口を介して液滴を吐出するようにしたインクジェット記録ヘッドであって、
前記吐出エネルギー発生部上方の液体流路を囲む壁を設置す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】
前記液体流路を囲む壁の内壁は、前記吐出口の内壁よりも小さいことを特徴とするインクジェット記録ヘツド。
【請求項３】
前記液体流路の壁の高さと前記液体流路を囲む壁の高さは、ほぼ同じ高さにすることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記液体流路の壁と前記液体流路を囲む壁は、前記吐出エネルギー発生部を搭載している基板と同じ基板上に半導体プロセスで同時に形成することを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
前記液体流路を囲む壁は、窒化シリコンまたは酸化シリコンまたは炭化シリコンであ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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙、プラスチックシート、布、物品等を包含する記録保持体に対して、例えば、インク等の機能性液体等を吐出させることにより、文字、記号、画像等の記録、印刷等を行うインクジェット記録ヘッド(以下、単に"インクジェット記録ヘッド"と略称する)を構成するための基体、この基体を用いて構成されるインクジェット記録ヘッド、このインクジェット記録ヘッドに対して供給されるインクを貯留するためのインク貯留部を含むインクジェット記録ヘッドが装着されるインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録ヘッドとしては、例えば、発熱体からの熱エネルギーを利用してインクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドを用いて、画像を記録するインクジェット記録ヘッドがある。
【０００３】
従来、このようなインクジェット記録ヘッドには、例えば、インク吐出口周りの部分を図6のように拡大して観ると、インクを吐出させるための発泡周の発熱体3が搭載されている基板8の周辺に、インク共通液室5、インク流路4、インク吐出口2を有するブレート7を載せて構成するインクジェット記録ヘッドが有る。
【０００４】
このようなインクジェット記録ヘッドにおいては、今後、ますます高画質、高解像度、高速度等のさまざまな印字性能が求められ、これらのために、多ノズル化、小液滴化が必要となってきている。
【０００５】
又、別の従来例としては、特許文献１をあげることが出来る。
【特許文献１】特開2003-260792号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の構成では、以下のような問題点が有った、
今までのインクジェット記録ヘッドでは、高解像度化のために、小液滴化をしていくときに、発泡用の発熱体の面積を小さくして発泡エネルギーを小さくし、それとともに、吐出口の面積を小さくして、所望の吐出量、吐出スピードを得るようにしている。ところが、吐出口を小さくすると、吐出を続けている時は良いが、吐出の間隔が長くなると、吐出口での、インクと空気との界面部分のインク粘度が上がり吐出ができなくなり不吐になると言う間題があった。
【０００７】
本発明の目的は、インクジェット記録ヘッドが、ますます、多ノズル化、小液滴化が進むなか、小液滴においても、吐出の間隔が長くなっても吐出する事が可能なインクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置を提供する事にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の形態によるインクジェット記録ヘッドにおいて、それぞれ液滴を吐出するための複数の吐出エネルギー発生部と、これら吐出エネルギー発生部にそれぞれ対応する吐出口と、これら吐出口にそれぞれ連通する液体流路と、前記液体流路に液体を供給する共通液室とを具え、これら前記液体流路から前記吐出口を介して液滴を吐出するようにしたインクジェット記録ヘッドであって、前記吐出エネルギー発生部上方の液体流路を囲む壁を設置することを特徴とする。
【０００９】
本発明の第二の形態によるインクジェット記録ヘッドにおいて、前記液体流路を囲む壁の内壁は、前記吐出口の内壁よりも小さいことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第三の形態によるインクジェット記録ヘッドにおいて、前記液体流路の壁の高さと前記液体流路を囲む壁の高さは、ほぼ同じ高さにすることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第四の形態によるインクジェット記録ヘッドにおいて、前記液体流路の壁と前記液体流路を囲む壁は、前記吐出エネルギー発生部を搭載している基板と同じ基板上に半導体ブロセスで同時に形成することを特徴とする。
【００１２】
本発明の第五の形態によるインクジェット記録ヘッドにおいて、前記液体流路を囲む壁は、窒化シリコンまたは酸化シリコンまたは炭化シリコンであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明によれば、吐出エネルギー発生部上方の液体流路を囲む壁を設置することにより、今までのように、吐出口の形状により直接液滴が吐出するのではなく、吐出エネルギー発生部上方の液体流路を囲む壁の形状により液滴が吐出される。これは、高解像度化の小液滴化をするために、今までは、吐出口を小さくしなければならなかったが、その必要がなくなり、大きな吐出口から小さな液滴を吐出することができるようになった,すなわち、吐出ロでの液体と空気との界面部分の液体粘度があがりにくくなり、吐出の間隔を長くできるようになった。また、吐出口の大きさは、吐出液滴によらず大きくできるので、吐出口付きのプレートを貼る時の精度は低くて良いので、製造工程が容易になり、歩留まりがあがりコスト低減になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
図1は、本発明の液体流路を囲む壁1を搭載した液体流路及び吐出口2部分の平面図である。液体流路4の中に、本発明の液体流路を囲む壁1が吐出エネルギー発生部3の上方に搭載されている。この液体流路を囲む壁1の四角い壁の外側に吐出口2が配置されている。また液体流路4は、液体流路壁6で仕切られている。この図1のX-Yで切断した断面図が図3である。斜線の部分に液体が充填されている。液体流路4の中の、吐出エネルギー発生部3の上方に、液体流路を囲む壁1を搭載している。吐出口2は、液体流路を囲む壁1より外側に位置している。液体流路4は液体流路壁6で仕切られているので、吐出口2を含むブレート7を液体流路壁6の上に張り合わせれば、液体流路が出来上がる。従って、今までのように、吐出口と吐出エネルギー発生部を厳密にあわせる必要がなく製造上も楽になる。図2は、他の実施例で、液体流路を囲む壁1を円筒状の壁にした例である。
【００１７】
次に、吐出エネルギー発生部3を加熱して発泡させ、液体が吐餓する様子を説明する。
【００１８】
図4の(イ)は、液体流路4に液体が満たされている状態である。吐出口2の液体と空気が接する部分であるメニスカス10は、安定している。ここで、吐出エネルギー発生部3に不図示の駆動回路により通電すると、発熱し温度が上がる。吐出エネルギー発生部3の上部のインクとの界面温度が、液体の膜沸騰温度になると液体は膜沸騰をし、発泡を始める。(ロ)は、発泡した状態を示している。
【００１９】
その後、発泡した圧力の勢いで(ロ)、(ハ)のように、発泡空間9が増大し、液体が動き、メニスカス10の一部の液体流路を囲む壁1の上方が盛り上がる。そして、発泡空間9が最大になってから、(二)のように消泡に向かう。盛り上がった液体は、(ホ)、(へ)、(ト)のように進み、(チ)のように液滴11が、ちぎれて飛び出す。すなわち、大きな吐出口2から、小さな液滴11が吐出されることになる。
【００２０】
次に、図1、図2の液体流路を囲む壁1の製法を、図5に従って説明する。
【００２１】
図5の(a)は、吐出エネルギー発生部3が搭載されている基板8の上部断面を示している。この基板8の上に、アルミニウムをスパッターして、それをエッチングして、これから載せる窒化シリコン膜(SiN膜)をエッチングするときに基板1にダメージを与えないようにするエッチングストップ層12を(b)のように形成する。それからその上に、ブラズマCVD等で(c)のようにSiN膜13を高速成膜して液体流路を囲む壁1、液体流路壁6の材料とする。そして、その上にアルミニウムをスパッターして、それをエッチングして、液体流路用の空間を空けるためのエッチングマスク層14を(ｄ)のように形成する。そして、SiN膜13をエッチングストップ層12まで高速エッチングして(e)のように形成し、最後に、エッチングストップ層12とエッチングマスク層14のアルミニウムを除去して(f)のように、液体流路を囲む壁1、液体流路壁6を形成する。この液体流路を囲む壁1と液体流路壁6の高さを同じにすると製造工程を簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態によるヘッドの液体流路部分における平面図である。
【図２】本発明の実施形態による他の実施例を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態による図1のX-Yで切断した時の断面図である。
【図４】本発明の実施形態による液滴の吐出を示す概念図である。
【図５】本発明の実施形態における製造方法を示す図である。
【図６】従来のヘッドの液体流路部分の断面図である。
【符号の説明】
【００２３】
1  液体流路を囲む壁
2  吐出口
3  吐出エネルギー発生部
4  液体流路
5  共通液室
6  液体流路壁
7  吐出口付きプレート
8  基板
9  発泡空問
10  メニスカス
11  液滴
12  ＳｉＮ膜エッチング用ストップ層
13  ＳｉＮ膜
14  ＳｉＮ膜エヅチング用マスク層
【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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