(57)【要約】【課題】  記録素子基板とオリフィスプレートとからなるインクジェットヘッドにおいて、吐出口の変形やオリフィスプレートと記録素子基板との剥がれを抑制する。【解決手段】  インクジェットヘッドにおいて、複数の供給口は、記録素子基板の一端部側に配される第１の供給口と、配設の方向に関して記録素子基板の一端部の反対側である他端部側に配される第２の供給口と、を含み、配設の方向に関して、一端部と第１の供給口との間隔に比べ、他端部と第２の供給口との間隔が小さく、第１の供給口と連通する複数の第１のインク流路を構成する第１の流路壁と記録素子基板との接触面積に比べ、第２の供給口と連通する複数の第２のインク流路を構成する第２の流路壁と記録素子基板との接触面積が大きい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐出口からインクを吐出させるためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、前記吐出口にインクを供給するための供給口と、が複数組配設された記録素子基板と、
前記吐出口を備えるオリフィスプレートと、を有するインクジェットヘッドであって、
複数の前記供給口は、前記記録素子基板の一端部側に配される第１の供給口と、前記配設の方向に関して前記記録素子基板の一端部の反対側である他端部側に配される第２の供給口と、を含み、
前記配設の方向に関して、前記一端部と前記第１の供給口との間隔に比べ、前記他端部と前記第２の供給口との間隔が小さく、
前記第１の供給口と連通する複数の第１のインク流路を構成する第１の流路壁と前記記録素子基板との接触面積に比べ、前記第２の供給口と連通する複数の第２のインク流路を構成する第２の流路壁と前記記録素子基板との接触面積が大きいことを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項２】
前記配設の方向と直交する方向に関して、前記第１の流路壁の幅に比べ、前記第２の流路壁の幅が大きいことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットヘッド。
【請求項３】
前記供給口と前記インク流路との間に、前記記録素子基板と前記オリフィスプレートとの繋ぐフィルタを備えるヘッドあって、
前記第１の供給口と前記第１のインク流路との間に配されるフィルタと前記記録素子基板との接触面積の総和に比べ、
前記第２の供給口と前記第２のインク流路との間に配されるフィルタと前記記録素子基板との接触面積の総和が大きいこと特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットヘッド。
【請求項４】
前記第１の供給口に連通する吐出口からのインクの吐出量に比べ、前記第２の供給口に連通する吐出口からのインクの吐出量が小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項５】
前記第１の供給口に連通する吐出口から吐出されるインクの色が、イエローであること特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【請求項６】
前記配設の方向に関して、前記供給口の一方の側のみに当該供給口に連通する前記インク流路が形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のインクジェットヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は記録媒体の被記録面に対してインクを吐出することで記録を行うインクジェットヘッドに関する。特に、記録素子基板を貫通する供給口を有し、記録素子基板上にオリフィスプレートを積層したインクジェットヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、ノンインパクト記録方式の記録装置であり、記録時における騒音がほとんどないこと、様々な種類の記録媒体に対して高精細な画像を高速で記録可能であることなど、優れた特長をもつ。このようなインクジェット記録装置には、特許文献１に記述されているような特徴をもつものがある。特許文献１に記述されているインクジェット記録装置は、記録素子基板（ヒータチップ）における供給口（ｉｎｋ  ｖｉａ）の片側のみにインクを吐出するノズル列が配置されている。さらに、記録素子基板における最外部に配される供給口の長辺から、記録素子基板端部までの間隔が両端で異なるという構成について開示されている。
【０００３】
近年、プリンタ本体小型化やコストダウンのためのヘッド小型化に従い、記録素子基板の小型化が実施されるようになってきた。そのため特許文献１では、供給口の両側に形成していたノズル流路を片側に高密度に配置し、不要となった片側部分をなくすことで記録素子基板の小型化を実現する形態を提案している。
【特許文献１】米国特許第６８６３３８１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オリフィスプレートを積層した記録素子基板を、樹脂材からなるインクジェットヘッド部材に熱硬化型接着剤により接着する場合、一般的には樹脂材は金属である記録素子基板より線膨張係数が大きいため、常温では記録素子基板に圧縮応力が負与されている。
【０００５】
図８に特許文献１に開示されるインクジェットヘッドも模式図を示す。図示すように、圧縮応力が作用する部分の記録記録素子基板の剛性が低い場合には、記録素子基板１と共にオリフィスプレートの変形が起こる。そのため、オリフィスプレートとインク流路を形成する記録素子基板との接地部（以後、流路壁とも称す）が互いに剥がれる可能性がある。記録素子基板の端部と供給口との間にインク流路が形成される場合には、エネルギー素子の駆動回路及び配線等々を配置するための小型化が難しい領域により、記録素子基板端部の厚みが確保され、剛性が保持される。
【０００６】
図９に特許文献１に開示されるインクジェットヘッドの形態を示す。図９において供給口３０供給口４及び供給口５０の３列の供給口が配され、各々の供給口には、エネルギー発生素子Ｈ１０、エネルギー発生素子Ｈ２０及び、エネルギー発生素子Ｈ３０が配されている。ここで、特許文献１に開示される形態では、図９に示すように記録素子基板１の端部から一番近い供給口５０及び供給口３０までの距離が、記録素子１の両端部において異なる。図８に示したように、記録素子基板のどちらか一方の端部側では供給口までの領域でインク流路を形成しない領域が発生する（図８及び図９における記録素子基板の右端部）。この領域の小型化の程度によっては、剛性が低下し、流路壁が剥がれる可能性が懸念される。
【０００７】
本発明は上記の従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、記録素子基板とオリフィスプレートとの密着性に着目しオリフィスプレートと記録素子基板との剥がれを抑制することで、安定した吐出を行うインクジェットヘッドの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のインクジェット記録ヘッドは、吐出口からインクを吐出させるためのエネルギーを発生するエネルギー発生素子と、前記吐出口にインクを供給するための供給口と、が複数組配設された記録素子基板と、
前記吐出口を備えるオリフィスプレートと、を有するインクジェットヘッドであって、複数の前記供給口は、前記記録素子基板の一端部側に配される第１の供給口と、前記配設の方向に関して前記記録素子基板の一端部の反対側である他端部側に配される第２の供給口と、を含み、前記配設の方向に関して、前記一端部と前記第１の供給口との間隔に比べ、前記他端部と前記第２の供給口との間隔が小さく、前記第１の供給口と連通する複数の第１のインク流路を構成する第１の流路壁と前記記録素子基板との接触面積に比べ、前記第２の供給口と連通する複数の第２のインク流路を構成する第２の流路壁と前記記録素子基板との接触面積が大きい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、相対的に記録素子基板の剛性の低い供給口側に、流路壁及び流路壁から供給口までの間の接地面積の大きいインク流路を配置する。逆に、相対的に記録素子基板の剛性の高い供給口側に、流路壁と流路壁から供給口までの間の接地面積の小さいインク流路を配置する。それにより、流路壁の剥がれを抑制し、安定した吐出性能を得ることが可能となる。それによって、記録素子基板の小型化、長尺化が可能となり、ひいては、インクジェットヘッドの高密度化、長尺化が実現でき、プリンタ本体の小型化、高精細、高速記録への要求に応えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施例でのインクジェット形態は図７に示すようなインクジェットヘッド１００を使用している。インクジェットヘッド１０は、インク保持のための適切な材料で形成されるハウジング１０１を備えている。ハウジング１０１はインクの色毎に区画される室（不図示）を有している。本実施例ではシアン、マゼンタ、イエローのインクを使用している。インクジェットヘッド１００には複数の吐出口１０２及び、吐出口１０２までのインク流路を有するオリフィスプレート２が設けられている。本発明の実施例において、オリフィスプレート２は樹脂材料からなり、フォトリソ形成方法などの製法で記録素子基板に積層されている。
【００１１】
また、記録素子基板１は、ハウジング１０１に接着剤により接合されている。インクの色毎に複数個設けられる供給口は記録素子基板１を貫通して設けられており、ハウジング１０１内のインク色毎のインク室からインク供給流路を介して接続されている。ここで、供給口は記録素子基板１をドライエッチングやウエットエッチング、サンドブラスト法などの加工方法により形成される。なお、インクジェット記録装置本体との電気的コンタクト部から記録素子基板１への電気配線は、ＴＡＢ（不図示）などにより形成される。
【００１２】
なお、本実施例にはインク３色に対して供給口を３個としているが、本発明ではこれに限られず、例えばインクンク色を３色以上、供給口を３個以上の場合でも有効である。
【００１３】
（実施例１）
図１に本発明の実施例１の形態を示す。図１（ａ）は、オリフィスプレート２が積層された記録素子基板１を示す。本実施例において、記録素子基板１には、基板の裏面から表面に貫通する複数の供給口３、供給口４及び供給口５がインク色に応じて３列形成されている。
【００１４】
ここで、図中の斜線部ｓＡ１、ｓＢ１、ｓＣ１、及びＯ１は、オリフィスプレート２と記録素子基板１とが接触している、接地領域を表している。ｓＡ１、ｓＢ１及びｓＣ１は、オリフィスプレート２におけるインク流路を形成する流路壁と、記録素子基板１との接触している接地（接触）領域である。また、Ｏ１は、オリフィスプレート２における流路壁以外の部分と、記録素子基板１とが接触している接地領域を表している。また、Ｈ１、Ｈ２はインクを吐出させるエネルギー発生素子である。
【００１５】
図示のように、記録素子基板には供給口とエネルギー発生素子が基板の左右方向に複数組配設されている。記録素子基板の一端部側に供給口３（第１の供給口）、記録素子基板の一端部側の反対側である他端部側には供給口５（第２の供給口）が配されており、夫々の供給口から第１のインク流路及び第２のインク流路が連通して配されている。
【００１６】
ここで、インク流路は供給口３、供給口４及び供給口５の一方の側のみ（片側のみ）に配され、本実施例においては３色ともに同じ方向に配置されている。図示するように、エネルギー発生素子Ｈ１、Ｈ２の駆動回路及び配線部分の制約等により、供給口３の端部から、記録素子基板１の一端部までの距離（間隔）Ａ１は、供給口５の端部から記録素子基板１の他端部までの距離（間隔）Ｂ１よりも長くなっている。
【００１７】
本実施例１では、図１（ａ）に示すように、エネルギー発生素子（吐出口１０２）の配列方向における流路壁の幅ｗＢ１をｗＡ１より広く形成している。また、同方向におけるインク流路の配置ピッチは、供給口３、供給口４及び供給口５の全てにおいて同じピッチにしている。ここで、第１の供給口である供給口３に連通する第１のインク流路を構成する第１の流路壁とする。また、第２の供給口である供給口５に連通する第２のインク流路を構成する第２の流路壁とする。第１の流路壁と記録素子基板１との接触する接触面積をｓＡ１、第２の流路壁と記録素子基板１との接触する接触面積をｓＢ１とした場合、ｓＡ１＜ｓＢ１となっている。
【００１８】
ここで一般に記録素子基板１の周囲には封止材が備えられるが、その封止材の収縮応力の影響により、オリフィスプレート２と記録素子基板１との接触部の剥がれの可能性がある。本実施例１のように、Ａ１＞Ｂ１の場合、Ａ１側に比べてＢ１側のほうが、封止材の収縮応力の影響が大きいために、吐出口１０２の変形や上述した流路壁と記録素子基板１との剥がれの可能性が大きい。しかし、本実施例１のように、ｓＡ１＜ｓＢ１とすることで、収縮応力の影響の大きいＢ１側の接地面積を大きくでき、Ａ１側とのバランスをとることが可能となる。結果として、供給口に対して片側のみインク流路が形成される本実施例のような形態においても、記録素子基板１の左右のバランスをとることが可能となる。なお、本実施例において、インク流路の配置ピッチは６００ｄｐｉであるが、本発明はこれに限られず、より低ピッチの３００ｄｐｉや、高ピッチの１２００ｄｐｉにおいても有効である。
【００１９】
（実施例２）
図２には、本発明の実施例２の形態を示す。本実施例においても実施例１と同様に、供給口３供給口４及び供給口５がインク色に応じて３列形成されている。図中の斜線部ｓＡ２、ｓＢ２、ｓＣ２、及びＯ２はオリフィスプレート２と記録素子基板１との接地領域を表している。また実施例１同様、実施例２においてもＡ２＞Ｂ２となっている。
【００２０】
上述した実施例１と異なる点として、図２に示す実施例２では、供給口３側のインク流路の配置ピッチｐＡを、供給口５側の配置ピッチｐＢより小さく設定している。つまり、複数の供給口が配設される配設方向に直交する方向に関して、供給口３側のインク流路の幅に比べ、供給口５側のインク流路の幅が大きくなっている。
【００２１】
ここで、インク流路の幅ｎＡは、供給口３供給口４及び供給口５に接続される３色の流路幅ともに同じである。なお、本実施例２において、インク流路の配置ピッチｐＡは１２００ｄｐｉ、配置ピッチｐＢは６００ｄｐｉとした。よって、本実施例２においては、インク流路を形成する流路壁と記録素子基板１との接地領域の関係は、ｓＡ２＜ｓＢ２となっている。
【００２２】
以上から、本実施例２においては、実施例１に比較して、さらにＢ２側の接地面積を大きくでき、上述した収縮応力に対して好適であり、流路壁の剥がれを抑制することが可能となる。
【００２３】
（実施例３）
図３に本発明の実施例３の形態を示す。本実施例においても、上述した実施例同様、オリフィスプレート２と記録素子基板１とを積層した記録ヘッドを示している。本実施例３において、図３中の斜線部ｓ１、Ｏ３はオリフィスプレート２と記録素子基板１との接触している接地領域を示している。ここで、ｓ１は、オリフィスプレート２におけるインク流路を形成する流路壁と、記録素子基板１との接地領域、Ｏ３は、オリフィスプレート２における流路壁以外の部分と、記録素子基板１との接地領域を表している。
【００２４】
また、Ｈ４はインクを吐出させるエネルギー発生素子を表している。本実施例では供給口３、供給口４及び供給口５に対するインク流路において、全て同様の接地領域であるｓ１としている。インク流路は供給口の片側に、３色ともに同じ方向に配置した。上述した実施例同様に、供給口３の端部から記録素子基板の端部までの距離Ａ３は供給口５０から素子基板端部までの距離Ｂ３よりも長く、Ａ３＞Ｂ３の関係になっている。
【００２５】
上述した実施例と異なる点として、図３に示すように供給口５側の流路壁と供給口５との間に、記録素子基板１とオリフィスプレートとを繋ぐフィルタｆＢ１を備えている。このように収縮応力の影響の大きいＢ３側にフィルタｆＢ１を備えることで、収縮応力の小さいＡ３側とのバランスをとることが可能となり、結果的に、吐出口の変形や、オリフィスプレート２と記録素子基板１との剥がれを抑制することが可能となる。
【００２６】
（実施例４）
図４に本発明の実施例４の形態を示す。上述した実施例３に対して、本実施例の異なる点は、供給口３側の流路壁と供給口３との間に記録素子基板１と接地するフィルタｆＡ２を配置し、供給口５側の流路壁と供給口５との間に記録素子基板１と接地するフィルタｆＢ２を配置している点である。本実施例においては、フィルタｆＡ２と、フィルタｆＢ２を同一径とし、フィルタｆＢ２の設置数をフィルタｆＡ２の２倍とした。また、インク流路の配置ピッチは、全ての供給口３、供給口４及び供給口５に配置されるインク流路で全て同じピッチにしている。
【００２７】
本実施例の様にＡ４＞Ｂ４と構成されるヘッドにおいて、収縮応力の影響のより大きいＢ４側のフィルタ数を、Ａ４側のフィルタ数よりも多く配する、つまりフィルタと記録素子基板との接触面積の総和をＡ４側に比べＢ４側を大きくしている。それにより、Ａ４側とＢ４側との応力のバランスをとることが可能となり、インク流路と記録素子基板１との剥離を低減することが可能となる。また、本実施例のようにインク流路の上流にフィルタを設置することによって、微小な異物をインク流路内に入り込む前にトラップすることが可能となる。また、１ｐｌ〜３ｐｌの微小な吐出量のインク流路を設定することができ、高精彩なフォト画像を形成することができた。
【００２８】
以上から、実施例３及び実施例４においては、記録素子基板の剛性の低い供給口側には、フィルタと記録素子基板１との総接地面積を大きくすることによって、記録素子基板の剛性の低い部分の変形時に懸念される流路壁の剥がれを防止することが可能となる。
【００２９】
（実施例５）
図５に本発明の実施例５の形態を示す。本実施例においては上述した実施例４の形態に対して、供給口３側の吐出口ｔＡ１からのインクの吐出量を５ｐｌとし、供給口５側の吐出口ｔＢ１からのインクの吐出量を１ｐｌとしている。つまりＡ５＞Ｂ６の形態のヘッドにおいて、Ｂ６側の吐出量をＡ５側の吐出量に対して、相対的に小さくしている。
【００３０】
本実施例では、フィルタｆＡ３とフィルタｆＢ３を同一径とし、フィルタｆＢ３の設置数を５ｐｌ流路用フィルタｆＡ３の２倍とした。結果、フィルタｆＢ３は、微小な異物の流路内への入り込みをブロックするとともに、５ｐｌ流路から２ｐｌ流路への流抵抗調整部材としての機能も果たし、フィルタｆＡは流抵抗を下げることでき、リフィル性能を実現できた。なお、所望のリフィル性能によっては、フィルタｆＡ３設けない形態も有効である。
【００３１】
（実施例６）
図６に本発明の実施例６の形態を示す。本実施例では、供給口３側の吐出口ｔＡ２からのインクの吐出量を５ｐｌとし、供給口５側の吐出口ｔＢ２からのインクの吐出量を１ｐｌ程度とした。さらに、吐出量１０ｐｌの吐出口ｔＤを有するインク流路を上記インク流路の間に千鳥配置した。この際、リフィル性能を確保するために、吐出量の大きい方の吐出口を供給口手前側に配置した。本実施例において、インク流路の配置ピッチは供給口３、供給口４及び供給口５に配置されるインク流路で同じピッチの１２００ｄｐｉとした。
【００３２】
さらに、本実施例では吐出量５ｐｌ／吐出量１０ｐｌを形成する流路壁の幅ｗＡ３に対して、吐出量１ｐｌ／吐出量１０ｐｌを形成する流路壁の幅ｗＢ３を大きくすることで（ｗＡ３＜ｓＢ３）、接地面積ｓＡ３＜接地面積ｓＢ３とした。
【００３３】
上述した実施例と同様、供給口からチップ端部までの距離が短いＢ６側に接地面積の大きい吐出量１ｐｌ／吐出量１０ｐｌのインク流路を配置することで、流路壁の剥がれ防止できた。さら吐出量１ｐｌのインク流路側にフィルタｆＢ４を設けることによって、Ｂ６側の流路壁の密着強度をさらに向上させることができる。逆に吐出量５ｐｌのインク流路には、安定したリフィル性能を確保するためにフィルタ配置していない。
【００３４】
なお、上記実施例同様に、本実施例のインクジェットヘッドでは、異なる吐出量によりフォト画像形成を行っている。吐出量５ｐｌの吐出口ｔＡ２からのインクの色をイエローとし、吐出量１ｐｌの吐出口ｔＢ２からのインクの色をシアンとすることによって、フォト画像特性を満足することができた。加えて、１０ｐｌの吐出量を全色インク流路で持たせることで、画像階調性が向上するとともに、画像形成の高速化も実現できた。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明における実施例１を示す記録ヘッドの模式図である。
【図２】本発明における実施例２を示す記録ヘッドの模式図である。
【図３】本発明における実施例３を示す記録ヘッドの模式図である。
【図４】本発明における実施例４を示す記録ヘッドの模式図である。
【図５】本発明における実施例５を示す記録ヘッドの模式図である。
【図６】本発明における実施例６を示す記録ヘッドの模式図である。
【図７】本発明におけるインクジェットヘッドの斜視図である。
【図８】本発明の課題を説明する模式図である。
【図９】本発明の従来技術を説明する模式図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  記録素子基板
２  オリフィスプレート
３、４、５  供給口
Ｈ１、Ｈ２  エネルギー発生素子
ｆＡ２、ｆＢ２  フィルタ
１００  インクジェットヘッド
１０１  ハウジング
１０２  吐出口
【図１】
2009143140.tif 000003
【図２】
2009143140.tif 000004
【図３】
2009143140.tif 000005
【図４】
2009143140.tif 000006
【図５】
2009143140.tif 000007
【図６】
2009143140.tif 000008
【図７】
2009143140.tif 000009
【図８】
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【図９】
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