JPH04329149A - 液体噴射記録ヘッド - Google Patents
液体噴射記録ヘッドInfo
- Publication number
- JPH04329149A JPH04329149A JP12673791A JP12673791A JPH04329149A JP H04329149 A JPH04329149 A JP H04329149A JP 12673791 A JP12673791 A JP 12673791A JP 12673791 A JP12673791 A JP 12673791A JP H04329149 A JPH04329149 A JP H04329149A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- heating element
- recess
- recording head
- flow path
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【技術分野】本発明は、液体噴射記録ヘッドに関し、よ
り詳細には、出口から吐出させた液滴により記録がなさ
れる液体噴射記録装置に用いられる液体噴射記録ヘッド
に関する。
り詳細には、出口から吐出させた液滴により記録がなさ
れる液体噴射記録装置に用いられる液体噴射記録ヘッド
に関する。
【0002】
【従来技術】従来、この種の液体噴射記録装置としては
、圧電素子の変形により液流路内に圧力変化を発生させ
て微小液滴を吐出させるもの、あるいはさらに一対の電
極を設けて、これにより液滴を偏向させるもの、もしく
は液流路内に配設した発熱素子を急激に発熱させること
によって気泡を生ぜしめるなどの熱エネルギーを利用す
ることによって吐出口から液滴を吐出させるもの等が種
々提案されてきた。これらの中でも、熱エネルギーを利
用して記録液を吐出する方式に係る液体噴射記録ヘッド
は、記録用の液滴を吐出して飛翔用液滴を形成するため
のオリフィス等の液体吐出口(以下、オリフィスともい
う)を高密度に配列することができるために高解像力の
記録をすることが可能であること、記録ヘッドとして全
体的なコンパクト化も容易であること、最近の半導体分
野における技術の進歩と信頼性の向上が著しいIC技術
やマイクロ加工技術の長所を十二分に活用でき、長尺化
および面状化(2次元化)が容易であること等により、
マルチノズル化および高密度実装化が容易で、しかも大
量生産時の生産性が良く製造費用も廉価にできるものと
して特に注目されている。
、圧電素子の変形により液流路内に圧力変化を発生させ
て微小液滴を吐出させるもの、あるいはさらに一対の電
極を設けて、これにより液滴を偏向させるもの、もしく
は液流路内に配設した発熱素子を急激に発熱させること
によって気泡を生ぜしめるなどの熱エネルギーを利用す
ることによって吐出口から液滴を吐出させるもの等が種
々提案されてきた。これらの中でも、熱エネルギーを利
用して記録液を吐出する方式に係る液体噴射記録ヘッド
は、記録用の液滴を吐出して飛翔用液滴を形成するため
のオリフィス等の液体吐出口(以下、オリフィスともい
う)を高密度に配列することができるために高解像力の
記録をすることが可能であること、記録ヘッドとして全
体的なコンパクト化も容易であること、最近の半導体分
野における技術の進歩と信頼性の向上が著しいIC技術
やマイクロ加工技術の長所を十二分に活用でき、長尺化
および面状化(2次元化)が容易であること等により、
マルチノズル化および高密度実装化が容易で、しかも大
量生産時の生産性が良く製造費用も廉価にできるものと
して特に注目されている。
【0003】この原理を利用したものとして、例えば、
特開平2−192954号公報に開示されているような
ヘッドが知られている。ここにその構成を説明すると、
樹脂の成形によって形成された天板(流路板)をヒータ
ーボードと一体化して得た記録ヘッドを支持体の上にの
せ、さらに、天板上部より押えばねの付勢力を作用させ
て密着状態となった記録ヘッドを完成するというもので
ある。この方法は、記録ヘッドのアセンブリを容易にし
、コスト面からみても多くの有利な点を有している。 しかしながら、記録ヘッドの吐出口の数が少ない小アレ
イヘッドの場合には、この方法で何ら不都合は生じない
が、吐出口の数が多い中〜大アレイヘッドにおいてこの
方法を適用しようとすると、ヘッドチップが大きくなる
ことにともなって、天板(流路板)もアレイ配列方向に
長くなるため、その天板に付勢力を作用させた場合に、
樹脂で形成されているが故にたわみが発生し、液室の機
密性が維持できずにインクがもれるという問題が発生し
ていた。
特開平2−192954号公報に開示されているような
ヘッドが知られている。ここにその構成を説明すると、
樹脂の成形によって形成された天板(流路板)をヒータ
ーボードと一体化して得た記録ヘッドを支持体の上にの
せ、さらに、天板上部より押えばねの付勢力を作用させ
て密着状態となった記録ヘッドを完成するというもので
ある。この方法は、記録ヘッドのアセンブリを容易にし
、コスト面からみても多くの有利な点を有している。 しかしながら、記録ヘッドの吐出口の数が少ない小アレ
イヘッドの場合には、この方法で何ら不都合は生じない
が、吐出口の数が多い中〜大アレイヘッドにおいてこの
方法を適用しようとすると、ヘッドチップが大きくなる
ことにともなって、天板(流路板)もアレイ配列方向に
長くなるため、その天板に付勢力を作用させた場合に、
樹脂で形成されているが故にたわみが発生し、液室の機
密性が維持できずにインクがもれるという問題が発生し
ていた。
【0004】
【目的】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされた
もので、製造工程が簡素かつ工程が少なくてすみ、しか
も信頼性の高い安価な液体噴射記録ヘッドを提供するこ
とを目的としてなされたものである。
もので、製造工程が簡素かつ工程が少なくてすみ、しか
も信頼性の高い安価な液体噴射記録ヘッドを提供するこ
とを目的としてなされたものである。
【0005】
【構成】本発明は、上記目的を達成するために、(1)
複数の流路と、該流路に供給される記録用液体を貯留す
るための共通液室を形成するための凹部と、前記共通液
室に記録用液体を導入するための前記凹部に形成された
導入口を有する流路基板と、熱エネルギー作用部を付設
した発熱体基板と、該発熱体基板を保持するヘッド保持
基板と、該ヘッド保持基板と前記発熱体基板と前記流路
基板をこの順序に積層して、前記発熱体基板の平面に対
してほぼ垂直な方向の力を前記流路基板に作用させる押
圧部材とよりなる液体噴射記録ヘッドにおいて、前記流
路基板は樹脂の成形によって形成され、前記凹部の内部
に凹部の縁と同等の高さの凸部を設けたこと、或いは、
(2)複数の流路と、該流路の一方の端部に形成された
記録用液体を吐出するための吐出口を有する吐出口形成
部材と、前記流路に供給される記録用液体を貯留するた
めの共通液室を形成するための凹部と、前記共通液室に
記録用液体を導入するための前記凹部に形成された導入
口を有する流路基板と、熱エネルギー作用部を付設した
発熱体基板と、該発熱体基板を保持するヘッド保持基板
と、該ヘッド保持基板と前記発熱体基板と前記流路基板
をこの順序に積層して、前記発熱体基板の平面に対して
ほぼ垂直な方向の力を前記流路基板に作用させる押圧部
材とよりなる液体噴射記録ヘッドにおいて、前記流路基
板は樹脂の成形によって形成され、前記凹部の内部に凹
部の縁と同等の高さの凸部を設けたこと、更には、(3
)前記(1)又は(2)において、前記凸部は、該凸部
が存在しないと仮定した場合に前記凹部の領域で最も大
きくたわむ領域近傍に設けられること、更には、(4)
前記(1)又は(2)において、前記凸部は、力が最も
大きく作用する領域近傍と前記凹部壁を介した反対側の
領域に設けられること、或いは、(5)複数の流路と、
該流路に供給される記録用液体を貯留するための共通液
室を形成するための凹部と、前記共通液室に記録用液体
を導入するための、前記凹部に形成された導入口を有す
る樹脂の成形によって形成された流路基板と、熱エネル
ギー作用部を付設した発熱体基板と、該発熱体基板を保
持するヘッド保持基板と、該ヘッド保持基板と前記発熱
体基板と前記流路基板をこの順序に積層して、前記発熱
体基板の平面に対してほぼ垂直な方向の力を前記流路基
板に作用させる押圧部材とよりなる液体噴射記録ヘッド
において、前記共通液室内に支持部材を設けたこと、或
いは、(6)複数の流路と、該流路の一方の端部に形成
された記録用液体を吐出するための吐出口を有する吐出
口形成部材と、流路に供給される記録用液体を貯留する
ための共通液室を形成するための凹部と、前記共通液室
に記録用液体を導入するための前記凹部に形成された導
入口を有する樹脂の成形によって形成された流路基板と
、熱エネルギー作用部を付設した発熱体基板と、該発熱
体基板を保持するヘッド保持基板と、該ヘッド保持基板
と前記発熱体基板と前記流路基板をこの順序に積層して
、前記発熱体基板の平面に対してほぼ垂直な方向の力を
前記流路基板に作用させる押圧部材とよりなる液体噴射
記録ヘッドにおいて、前記共通液室内に支持部材を設け
たこと、更には、(7)前記(5)又は(6)において
、前記支持部材は、該支持部材を設けないと仮定した場
合に、前記凹部の領域で最も大きくたわむ領域近傍に設
けられること、更には、(8)前記(5)又は(6)に
おいて、前記支持部材は、力が最も大きく作用する領域
近傍の前記共通液室内に設けられたことを特徴としたも
のである。以下、本発明の実施例に基づいて説明する。
複数の流路と、該流路に供給される記録用液体を貯留す
るための共通液室を形成するための凹部と、前記共通液
室に記録用液体を導入するための前記凹部に形成された
導入口を有する流路基板と、熱エネルギー作用部を付設
した発熱体基板と、該発熱体基板を保持するヘッド保持
基板と、該ヘッド保持基板と前記発熱体基板と前記流路
基板をこの順序に積層して、前記発熱体基板の平面に対
してほぼ垂直な方向の力を前記流路基板に作用させる押
圧部材とよりなる液体噴射記録ヘッドにおいて、前記流
路基板は樹脂の成形によって形成され、前記凹部の内部
に凹部の縁と同等の高さの凸部を設けたこと、或いは、
(2)複数の流路と、該流路の一方の端部に形成された
記録用液体を吐出するための吐出口を有する吐出口形成
部材と、前記流路に供給される記録用液体を貯留するた
めの共通液室を形成するための凹部と、前記共通液室に
記録用液体を導入するための前記凹部に形成された導入
口を有する流路基板と、熱エネルギー作用部を付設した
発熱体基板と、該発熱体基板を保持するヘッド保持基板
と、該ヘッド保持基板と前記発熱体基板と前記流路基板
をこの順序に積層して、前記発熱体基板の平面に対して
ほぼ垂直な方向の力を前記流路基板に作用させる押圧部
材とよりなる液体噴射記録ヘッドにおいて、前記流路基
板は樹脂の成形によって形成され、前記凹部の内部に凹
部の縁と同等の高さの凸部を設けたこと、更には、(3
)前記(1)又は(2)において、前記凸部は、該凸部
が存在しないと仮定した場合に前記凹部の領域で最も大
きくたわむ領域近傍に設けられること、更には、(4)
前記(1)又は(2)において、前記凸部は、力が最も
大きく作用する領域近傍と前記凹部壁を介した反対側の
領域に設けられること、或いは、(5)複数の流路と、
該流路に供給される記録用液体を貯留するための共通液
室を形成するための凹部と、前記共通液室に記録用液体
を導入するための、前記凹部に形成された導入口を有す
る樹脂の成形によって形成された流路基板と、熱エネル
ギー作用部を付設した発熱体基板と、該発熱体基板を保
持するヘッド保持基板と、該ヘッド保持基板と前記発熱
体基板と前記流路基板をこの順序に積層して、前記発熱
体基板の平面に対してほぼ垂直な方向の力を前記流路基
板に作用させる押圧部材とよりなる液体噴射記録ヘッド
において、前記共通液室内に支持部材を設けたこと、或
いは、(6)複数の流路と、該流路の一方の端部に形成
された記録用液体を吐出するための吐出口を有する吐出
口形成部材と、流路に供給される記録用液体を貯留する
ための共通液室を形成するための凹部と、前記共通液室
に記録用液体を導入するための前記凹部に形成された導
入口を有する樹脂の成形によって形成された流路基板と
、熱エネルギー作用部を付設した発熱体基板と、該発熱
体基板を保持するヘッド保持基板と、該ヘッド保持基板
と前記発熱体基板と前記流路基板をこの順序に積層して
、前記発熱体基板の平面に対してほぼ垂直な方向の力を
前記流路基板に作用させる押圧部材とよりなる液体噴射
記録ヘッドにおいて、前記共通液室内に支持部材を設け
たこと、更には、(7)前記(5)又は(6)において
、前記支持部材は、該支持部材を設けないと仮定した場
合に、前記凹部の領域で最も大きくたわむ領域近傍に設
けられること、更には、(8)前記(5)又は(6)に
おいて、前記支持部材は、力が最も大きく作用する領域
近傍の前記共通液室内に設けられたことを特徴としたも
のである。以下、本発明の実施例に基づいて説明する。
【0006】図1は本発明による液体噴射記録ヘッドの
一実施例を示す斜視図、図2は該記録ヘッドを構成する
流路基板(図2(a))と発熱体基板(図2(b))の
分解斜視図、図3は流路基板を裏面から見た斜視図で、
図中、1は流路基板、2は発熱体基板、3はインク導入
口、4は吐出口、5は流路溝、6は共通液室を形成する
ための凹部、7は個別リード電極、8は共通リード電極
、9は発熱体で、10a,10bは凸部である。発熱体
基板2の表面には、発熱体9がリード電極7及び8とと
もに形成されている。これらリード電極発熱体等の構成
には、従来より知られているサーマルヘッドの製作プロ
セスが応用可能であり、そのプロセスは当事者間でよく
知られた技術である。ここでは説明を簡明化するために
リード電極と発熱体しか示していないが、より厳密には
、図示しない耐インク保護層、絶緑層等が必要に応じて
設けられている。又、発熱体及び吐出口の数も簡略化の
ために4個しか示していないが、厳密には数10〜数1
00、あるいはそれ以上存在する。
一実施例を示す斜視図、図2は該記録ヘッドを構成する
流路基板(図2(a))と発熱体基板(図2(b))の
分解斜視図、図3は流路基板を裏面から見た斜視図で、
図中、1は流路基板、2は発熱体基板、3はインク導入
口、4は吐出口、5は流路溝、6は共通液室を形成する
ための凹部、7は個別リード電極、8は共通リード電極
、9は発熱体で、10a,10bは凸部である。発熱体
基板2の表面には、発熱体9がリード電極7及び8とと
もに形成されている。これらリード電極発熱体等の構成
には、従来より知られているサーマルヘッドの製作プロ
セスが応用可能であり、そのプロセスは当事者間でよく
知られた技術である。ここでは説明を簡明化するために
リード電極と発熱体しか示していないが、より厳密には
、図示しない耐インク保護層、絶緑層等が必要に応じて
設けられている。又、発熱体及び吐出口の数も簡略化の
ために4個しか示していないが、厳密には数10〜数1
00、あるいはそれ以上存在する。
【0007】次に流路基板1について説明する。凹部6
の内部には、10a,10bに示されるような凸部が設
けられている。この凸部の高さは、凹部6の縁の高さと
同等とされ、図1のように発熱体基板2と重ねられた時
に、凸部は発熱体基板2と接触することになる。流路基
板1は本発明では樹脂の一体成形で製作される。使用さ
れる樹脂の材料としては、耐インク性に優れたポリサル
フォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンオキ
サイド、ポリプロピレンなどが使用される。その中でも
、成形のために流動性のよいmelt flow ra
teが10g/10分以上の材料を用いることが好まし
い。成形機は市販の射出成形機を用いるが、微細な形状
を精度よく転写するために、射出圧力が2000kg/
cm2以上の能力を有する成形機が望ましい。又、樹脂
の流動性を高めるため、シリンダ温度は400℃以上に
加熱する。金型は、図3に示した流路基板1と対になる
形状の金型を用いる。又、転写性を良くするため金型の
材料の熱変形温度以上に加熱できるように、ヒーター熱
媒体等を金型内に設ける。なお、金型の樹脂充填部を真
空ポンプ等により減圧し、転写性を高めることも有効で
ある。
の内部には、10a,10bに示されるような凸部が設
けられている。この凸部の高さは、凹部6の縁の高さと
同等とされ、図1のように発熱体基板2と重ねられた時
に、凸部は発熱体基板2と接触することになる。流路基
板1は本発明では樹脂の一体成形で製作される。使用さ
れる樹脂の材料としては、耐インク性に優れたポリサル
フォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンオキ
サイド、ポリプロピレンなどが使用される。その中でも
、成形のために流動性のよいmelt flow ra
teが10g/10分以上の材料を用いることが好まし
い。成形機は市販の射出成形機を用いるが、微細な形状
を精度よく転写するために、射出圧力が2000kg/
cm2以上の能力を有する成形機が望ましい。又、樹脂
の流動性を高めるため、シリンダ温度は400℃以上に
加熱する。金型は、図3に示した流路基板1と対になる
形状の金型を用いる。又、転写性を良くするため金型の
材料の熱変形温度以上に加熱できるように、ヒーター熱
媒体等を金型内に設ける。なお、金型の樹脂充填部を真
空ポンプ等により減圧し、転写性を高めることも有効で
ある。
【0008】図4は、本発明による液体噴射記録ヘッド
の分解斜視図で、図中、11は保持基板、12は穴部、
13は接着剤、14は押えバネ、15は穴、16は爪で
、その他、図1〜図3と同じ作用をする部分は同一の符
号を付してある。ヘッド保持基板11に上述の発熱体基
板2と流路基板1とをこの順序に積層し、さらに、押圧
部材として断面がM字状を有する押えバネ14でこれら
積層体を圧着、アセンブリする。13は発熱体基板2を
ヘッド保持基板11に固着するための接着剤であり、エ
ポキシ系接着剤が好適に使用される。
の分解斜視図で、図中、11は保持基板、12は穴部、
13は接着剤、14は押えバネ、15は穴、16は爪で
、その他、図1〜図3と同じ作用をする部分は同一の符
号を付してある。ヘッド保持基板11に上述の発熱体基
板2と流路基板1とをこの順序に積層し、さらに、押圧
部材として断面がM字状を有する押えバネ14でこれら
積層体を圧着、アセンブリする。13は発熱体基板2を
ヘッド保持基板11に固着するための接着剤であり、エ
ポキシ系接着剤が好適に使用される。
【0009】上述のような順序で積層されたこれらの基
板は、流路基板1の上部側から、断面がM字状を有する
押えバネ14によって、発熱体基板2の平面に対してほ
ぼ垂直な方向の力が加えられる。この押えバネ14とし
ては、たとえば、バネ用のリン青銅やステンレス板を用
いて形成することができる。そして、その両端下部に設
けた爪16をヘッド保持基板11に設けた穴部12に嵌
させ、両者を係合させることで、流路基板1の上部から
機械的な圧力が発熱体基板2の平面に対してほぼ垂直な
方向に加わるようになる。これによって、発熱体基板2
と流路基板1の十分な密着状態が得られる。なお、この
押えバネ14において、15は穴であり、流路基板1の
インク導入口3と、図示しない供給タンク側のインク供
給口とを接続する供給管の挿通を受容する。
板は、流路基板1の上部側から、断面がM字状を有する
押えバネ14によって、発熱体基板2の平面に対してほ
ぼ垂直な方向の力が加えられる。この押えバネ14とし
ては、たとえば、バネ用のリン青銅やステンレス板を用
いて形成することができる。そして、その両端下部に設
けた爪16をヘッド保持基板11に設けた穴部12に嵌
させ、両者を係合させることで、流路基板1の上部から
機械的な圧力が発熱体基板2の平面に対してほぼ垂直な
方向に加わるようになる。これによって、発熱体基板2
と流路基板1の十分な密着状態が得られる。なお、この
押えバネ14において、15は穴であり、流路基板1の
インク導入口3と、図示しない供給タンク側のインク供
給口とを接続する供給管の挿通を受容する。
【0010】本発明では、発熱体基板2と、流路基板1
とが十分な密着状態が得られるが、必要に応じて両者の
間にインクの密封性を高めるために、接着剤を介在させ
てもよい。その際に用いられる接着剤としては、インク
に対する溶出がきわめて少ない。たとえば、XB305
2(チバガイギー製)というエポキシ接着剤が使用でき
る。この接着剤の好適な硬化条件は、80℃雰囲気中で
8時間放置することによって得られる。
とが十分な密着状態が得られるが、必要に応じて両者の
間にインクの密封性を高めるために、接着剤を介在させ
てもよい。その際に用いられる接着剤としては、インク
に対する溶出がきわめて少ない。たとえば、XB305
2(チバガイギー製)というエポキシ接着剤が使用でき
る。この接着剤の好適な硬化条件は、80℃雰囲気中で
8時間放置することによって得られる。
【0011】図3に示したように、本発明の流路基板1
の凹部6には、10a,10bのような凸部を設けてい
る。これは、図4で説明したように、押えバネ14で機
械的な圧力が加えられた際に、樹脂で形成された流路基
板1がたわむことによって、密着状態が維持できなくな
るのを防止するために設けられたものである。この点に
ついて、図5を用いて説明する。
の凹部6には、10a,10bのような凸部を設けてい
る。これは、図4で説明したように、押えバネ14で機
械的な圧力が加えられた際に、樹脂で形成された流路基
板1がたわむことによって、密着状態が維持できなくな
るのを防止するために設けられたものである。この点に
ついて、図5を用いて説明する。
【0012】図5(a)は、図3のような流路基板で、
凸部10a,10bが設けられていない場合であり、図
5(b)は、凸部10a,10bが設けられている場合
であり、それぞれが図4のように発熱体基板1と密着さ
せて、さらに、押えバネ15によって下方に加わる力F
を加えた場合の、図5(c)に示す共通液室部の断面図
である。
凸部10a,10bが設けられていない場合であり、図
5(b)は、凸部10a,10bが設けられている場合
であり、それぞれが図4のように発熱体基板1と密着さ
せて、さらに、押えバネ15によって下方に加わる力F
を加えた場合の、図5(c)に示す共通液室部の断面図
である。
【0013】本発明の流路基板1は樹脂の成形で製作さ
れるため、機械的な強度は金属等に比べて弱くなり、押
えバネで力Fが加えられた場合、仮に、共通液室となる
凹部6内が全くの空洞であった場合は、図5(a)に示
すように中央部においてたわみが生じ、従って、流路基
板1の左右両端でウキが生じて発熱体基板2との密着状
態が維持できなくなり、インクのもれをひきおこす。こ
の不良は、ヘッドチップがごく小さい場合(数ミリ角、
従って印写幅も数ミリ)にはほとんど問題にならないが
、中〜高速印写を目的とする中〜大アレイマルチヘッド
(ヘッドチップが10mm角以上で、印写幅も10mm
以上)では、流路基板1が吐出口配列方向に長くなるた
め、押圧部材による加圧によってたわみ量が大きくなり
、問題は深刻となる。しかしながら、図3に示したよう
に、凸部10a,10bはたわみを防止する支持体とし
て機能するため、たわみはなくなり、従って、たわみに
よって生じていた流路基板1の左右両端でのウキも発生
せず、図5(b)に示すように、発熱体基板2と流路基
板1とは良好な密着状能が維持される。
れるため、機械的な強度は金属等に比べて弱くなり、押
えバネで力Fが加えられた場合、仮に、共通液室となる
凹部6内が全くの空洞であった場合は、図5(a)に示
すように中央部においてたわみが生じ、従って、流路基
板1の左右両端でウキが生じて発熱体基板2との密着状
態が維持できなくなり、インクのもれをひきおこす。こ
の不良は、ヘッドチップがごく小さい場合(数ミリ角、
従って印写幅も数ミリ)にはほとんど問題にならないが
、中〜高速印写を目的とする中〜大アレイマルチヘッド
(ヘッドチップが10mm角以上で、印写幅も10mm
以上)では、流路基板1が吐出口配列方向に長くなるた
め、押圧部材による加圧によってたわみ量が大きくなり
、問題は深刻となる。しかしながら、図3に示したよう
に、凸部10a,10bはたわみを防止する支持体とし
て機能するため、たわみはなくなり、従って、たわみに
よって生じていた流路基板1の左右両端でのウキも発生
せず、図5(b)に示すように、発熱体基板2と流路基
板1とは良好な密着状能が維持される。
【0014】以上の説明では、凸部は2個形成した例で
あるが、本発明では、この凸部の個数、形状、位置はこ
の例に限定されるものではない。一般に前記凸部は、押
圧部材によって力が加えられた場合で凸部がないと仮定
した場合に、最大たわみが生じる場所に設けられること
が望ましい。しかしながら、場合によっては、例えば、
その最大たわみ量が発生する場所がインク導入口3と一
致するような場合もあり得る。そのような場合には、必
ずしも最大たわみ量が発生する場所としなくても、その
近傍の設計上都合の良い場所に凸部を設定しても、本発
明の効果は十分発揮される。
あるが、本発明では、この凸部の個数、形状、位置はこ
の例に限定されるものではない。一般に前記凸部は、押
圧部材によって力が加えられた場合で凸部がないと仮定
した場合に、最大たわみが生じる場所に設けられること
が望ましい。しかしながら、場合によっては、例えば、
その最大たわみ量が発生する場所がインク導入口3と一
致するような場合もあり得る。そのような場合には、必
ずしも最大たわみ量が発生する場所としなくても、その
近傍の設計上都合の良い場所に凸部を設定しても、本発
明の効果は十分発揮される。
【0015】別の好適な場所として、押圧部材によって
力が加えられる場所、あるいは、加えられる力が複数あ
る場合、それらの力ベクトルの合成ベクトルが最大とな
る場所の近傍と、凹部の壁を介した反対側の領域(凹部
の内側)に凸部は設けられる。押圧部材の構造、方式に
より、たわみ量が最大になる場所と、力が最大にかかる
場所とは同一であったり、異ったりするが、凸部を設け
る場所は、他の設計上の要因なども加味しながら適切に
決定すれば良い。
力が加えられる場所、あるいは、加えられる力が複数あ
る場合、それらの力ベクトルの合成ベクトルが最大とな
る場所の近傍と、凹部の壁を介した反対側の領域(凹部
の内側)に凸部は設けられる。押圧部材の構造、方式に
より、たわみ量が最大になる場所と、力が最大にかかる
場所とは同一であったり、異ったりするが、凸部を設け
る場所は、他の設計上の要因なども加味しながら適切に
決定すれば良い。
【0016】図6(a)〜(e)は、押圧部材の他の実
施例で、それぞれ断面図を示す。図中、17はネジ、1
8は押え板、19はコイルスプリング、20は板バネで
ある。図(a)は発熱体基板2と流路基板1を重ねあわ
せた後、押え板をあてがい、ネジで締結する構造である
。図(b)は押え部材を両側からネジで締結し、押え部
材の中央部の凸部で流路基板1を押える構造である。 図(c)はネジによって流路基板1を押える構造である
。図(d)及び図(e)はそれぞれコイルスプリング、
あるいは、板バネの弾性力によって流路基板1を押える
構造である。
施例で、それぞれ断面図を示す。図中、17はネジ、1
8は押え板、19はコイルスプリング、20は板バネで
ある。図(a)は発熱体基板2と流路基板1を重ねあわ
せた後、押え板をあてがい、ネジで締結する構造である
。図(b)は押え部材を両側からネジで締結し、押え部
材の中央部の凸部で流路基板1を押える構造である。 図(c)はネジによって流路基板1を押える構造である
。図(d)及び図(e)はそれぞれコイルスプリング、
あるいは、板バネの弾性力によって流路基板1を押える
構造である。
【0017】図7は、流路基板に設けられるインク導入
口を図1とは異なる位置に設けた図である。図1の場合
のように、共通液室の天井に付設した場合、たとえば、
押圧部材14の構造によってはインク導入口3がおおわ
れてしまう場合が出てくる。これも、図4の押圧部材1
4のように、それを回避するような穴15を設けて解消
されるが、図7のように側部にインク導入口3を設ける
ことにより、押圧部材の構造等に自由度を広げることが
できる。又、凹部内に設けられた凸部10cの位置も、
インク導入口3によってじゃまされないので、最適位置
に設けることが可能となる。以上の説明では、流路基板
1は記録ヘッド完成後、流路溝5の先端がそのまま吐出
口4をなすような構成であるが、インクの噴射をより安
定化するために流路溝5の先端にさらに吐出口を別に設
けるような構成としてもよい。
口を図1とは異なる位置に設けた図である。図1の場合
のように、共通液室の天井に付設した場合、たとえば、
押圧部材14の構造によってはインク導入口3がおおわ
れてしまう場合が出てくる。これも、図4の押圧部材1
4のように、それを回避するような穴15を設けて解消
されるが、図7のように側部にインク導入口3を設ける
ことにより、押圧部材の構造等に自由度を広げることが
できる。又、凹部内に設けられた凸部10cの位置も、
インク導入口3によってじゃまされないので、最適位置
に設けることが可能となる。以上の説明では、流路基板
1は記録ヘッド完成後、流路溝5の先端がそのまま吐出
口4をなすような構成であるが、インクの噴射をより安
定化するために流路溝5の先端にさらに吐出口を別に設
けるような構成としてもよい。
【0018】図8,図9,図10は、流路基板および発
熱体基板の構成図で、図中、30は流路基板、31,3
2はインク流路形成用溝、33は共通液室形成用凹部、
34はオリフィスプレート部、35,36はオリフィス
、37a,37bは発熱体、38は発熱体基板である。 流路基板30は、共通液室形成用凹部33と、該共通液
室形成用凹部33に連通したインク流路形成用溝31,
32と、これに対応してオリフィスプレート部34に形
成したインク吐出口(オリフィス)35,36とを所望
の個数(図においては簡略のために2個)有し、オリフ
ィスプレート34と一体に設けた構成としてある。
熱体基板の構成図で、図中、30は流路基板、31,3
2はインク流路形成用溝、33は共通液室形成用凹部、
34はオリフィスプレート部、35,36はオリフィス
、37a,37bは発熱体、38は発熱体基板である。 流路基板30は、共通液室形成用凹部33と、該共通液
室形成用凹部33に連通したインク流路形成用溝31,
32と、これに対応してオリフィスプレート部34に形
成したインク吐出口(オリフィス)35,36とを所望
の個数(図においては簡略のために2個)有し、オリフ
ィスプレート34と一体に設けた構成としてある。
【0019】図8に示した構成例においては、流路基板
30は耐インク性に優れたポリサルフォン、ポリエーテ
ルサルフォン、プリフェニレンオキサイド、ポリプロピ
レンなどの樹脂を用い、オリフィスプレート部34と共
に金型内で一体に同時成型してある。一方、図9に示し
た構成例においては、オリフィスプレート部34を流路
基板30の本体部分と同一樹脂材料でなるもの、あるい
は別種樹脂材料でなるもの、さらには金属材料のフィル
ムを用いて構成したものとし、これを流路基板30の本
体部分とは別に製作しておき、金型内に挿入してインサ
ート成形してある。あるいは、オリフィスプレート部3
4は流路基板30の本体部分とは別に製作し、接着によ
って取付けられる。
30は耐インク性に優れたポリサルフォン、ポリエーテ
ルサルフォン、プリフェニレンオキサイド、ポリプロピ
レンなどの樹脂を用い、オリフィスプレート部34と共
に金型内で一体に同時成型してある。一方、図9に示し
た構成例においては、オリフィスプレート部34を流路
基板30の本体部分と同一樹脂材料でなるもの、あるい
は別種樹脂材料でなるもの、さらには金属材料のフィル
ムを用いて構成したものとし、これを流路基板30の本
体部分とは別に製作しておき、金型内に挿入してインサ
ート成形してある。あるいは、オリフィスプレート部3
4は流路基板30の本体部分とは別に製作し、接着によ
って取付けられる。
【0020】次にインク流路溝やオリフィスの形成方法
を説明する。インク流路溝については、それと逆パター
ンの微細溝を切削等の手法により形成した型により樹脂
を成型し、これによって流路基板30に流路溝31,3
2を形成することができる。オリフィスについては、オ
リフィス35,36の形状の駒、例えば円筒形スライド
駒を金型内のオリフィス成形部分に配置し、樹脂を充填
してこれが硬化した後に駒をスライドして逃がすことに
より、金型内で形成することができる。
を説明する。インク流路溝については、それと逆パター
ンの微細溝を切削等の手法により形成した型により樹脂
を成型し、これによって流路基板30に流路溝31,3
2を形成することができる。オリフィスについては、オ
リフィス35,36の形状の駒、例えば円筒形スライド
駒を金型内のオリフィス成形部分に配置し、樹脂を充填
してこれが硬化した後に駒をスライドして逃がすことに
より、金型内で形成することができる。
【0021】また、他の方法としては、金型内ではオリ
フィス35,36を有さない状態で成形し、オリフィス
を形成すべき位置にオリフィスプレート部34の端面側
から型内から取り出した後に、例えばレーザ装置により
紫外線を照射し、樹脂を除去・蒸発せしめてオリフィス
35,36を形成することもできる。インク流路溝31
,32や共通液室形成用の凹部についても、レーザ装置
からの紫外線の照射により形成することも可能である。 このとき、エキシマレーザを適切に用いると、マスクパ
ターンに沿った精密な加工を簡単に行うことができる。 実施例では、図8または図9の構成に対し、インク流路
溝幅30〜50μm、非溝部幅20〜40μm、オリフ
ィス穴径20〜40μmの流路基板30を得た。そして
、このような流路基板30に対し、図10に示すように
、発熱体37a,37bを有する発熱体基板38をオリ
フィスプレート部34に突き当てて接合し、記録ヘッド
本体を得る。
フィス35,36を有さない状態で成形し、オリフィス
を形成すべき位置にオリフィスプレート部34の端面側
から型内から取り出した後に、例えばレーザ装置により
紫外線を照射し、樹脂を除去・蒸発せしめてオリフィス
35,36を形成することもできる。インク流路溝31
,32や共通液室形成用の凹部についても、レーザ装置
からの紫外線の照射により形成することも可能である。 このとき、エキシマレーザを適切に用いると、マスクパ
ターンに沿った精密な加工を簡単に行うことができる。 実施例では、図8または図9の構成に対し、インク流路
溝幅30〜50μm、非溝部幅20〜40μm、オリフ
ィス穴径20〜40μmの流路基板30を得た。そして
、このような流路基板30に対し、図10に示すように
、発熱体37a,37bを有する発熱体基板38をオリ
フィスプレート部34に突き当てて接合し、記録ヘッド
本体を得る。
【0022】ところで、流路基板の凹部内に設けられた
凸部は、流路基板を樹脂の一体成形で作る際に、その凸
部形状も同時に作られるが、図5(a)で示したような
凸部を形成されていない流路基板を用い、発熱体基板と
重ね合せて記録ヘッドを組立る際に、凹部内部のたわみ
量が大きくなる領域、あるいは、力Fが多くかかる領域
に、別に製作した支持部材ブロックを挿入して、上述の
ようなたわみを防止する機能を持たせてもよい。このよ
うな支持部材ブロックは、凹部の深さ(つまり共通液室
の高さ)と同等の高さをもつ上下の平行度に優れたもの
を用いる。又、もし、この支持部材ブロックが共通液室
内部で移動するおそれがある場合には、接着剤等によっ
て発熱体基板側、あるいは流路基板側(凹部内部)のど
ちらか、あるいは両方に固着すればよい。凹部内部に凸
部を設けないことの利点は金型製作のうえにおいて、コ
ストを大幅に下げることができる。又、成形時の留止り
も向上する。 実施例1 図11(a),(b)に流路基板の寸法(単位mm)を
示す。a=5,b=12,c=38,d=3,e=2,
f=3,g=1,h=0.45,i=9.5,j=2.
5,k=3.5である。ポリサルフォンを材料として成
形によって製作した流路溝の配列密度は400dpi相
当で、その本数は512本とした。凹部の底部(共通液
室の天井厚さ)は1mmの肉厚である。又、10a,1
0bは凸部である。このような流路基板と発熱体基板と
重ねあわせ、図4に示したようなバネ用リン青銅の押圧
部材14で押えて、インク導入口3からインクを入れヘ
ッドとして使用したが、インクのもれは生じなかった。 実施例2 実施例1と同じ物を用い、押圧部材としては図6(c)
の方式を採用した。ただし、ネジは2ヵ所の凸部(2m
m×3mmの大きさ)と対向する側にあたるように2本
使用した。結果は、インクもれは生じなかった。 実施例3 図11に示した流路基板の凸部(2mm×3mm)2ヵ
所をナイフで削りとり、発熱体基板と重ねあわせる際に
、上記の削りとられた箇所をはずして、そのとなりに直
径2mm、高さ2.5mmで、上下の平行度、平面度の
すぐれたSUS303の円柱状ブロックを配置し、ヘッ
ドを組立た。押圧部材は図6(b)の方式を採用し、2
個のコイルスプリングの弾性力によって押えた。結果は
、インクもれは生じなかった。 比較例4 実施例3のヘッドを用い、円柱状のブロックをはずした
状態で、同様にヘッドを組立た。結果は、インクが流路
基板と発熱体基板の間からしみ出して使用不可であった
。 比較例5 比較例4のヘッドを用い、2個のコイルスプリングの弾
性力をより強いものにしてヘッドを組立た。結果は、比
較例4よりもさらにインクもれが増加し使用不可であっ
た。
凸部は、流路基板を樹脂の一体成形で作る際に、その凸
部形状も同時に作られるが、図5(a)で示したような
凸部を形成されていない流路基板を用い、発熱体基板と
重ね合せて記録ヘッドを組立る際に、凹部内部のたわみ
量が大きくなる領域、あるいは、力Fが多くかかる領域
に、別に製作した支持部材ブロックを挿入して、上述の
ようなたわみを防止する機能を持たせてもよい。このよ
うな支持部材ブロックは、凹部の深さ(つまり共通液室
の高さ)と同等の高さをもつ上下の平行度に優れたもの
を用いる。又、もし、この支持部材ブロックが共通液室
内部で移動するおそれがある場合には、接着剤等によっ
て発熱体基板側、あるいは流路基板側(凹部内部)のど
ちらか、あるいは両方に固着すればよい。凹部内部に凸
部を設けないことの利点は金型製作のうえにおいて、コ
ストを大幅に下げることができる。又、成形時の留止り
も向上する。 実施例1 図11(a),(b)に流路基板の寸法(単位mm)を
示す。a=5,b=12,c=38,d=3,e=2,
f=3,g=1,h=0.45,i=9.5,j=2.
5,k=3.5である。ポリサルフォンを材料として成
形によって製作した流路溝の配列密度は400dpi相
当で、その本数は512本とした。凹部の底部(共通液
室の天井厚さ)は1mmの肉厚である。又、10a,1
0bは凸部である。このような流路基板と発熱体基板と
重ねあわせ、図4に示したようなバネ用リン青銅の押圧
部材14で押えて、インク導入口3からインクを入れヘ
ッドとして使用したが、インクのもれは生じなかった。 実施例2 実施例1と同じ物を用い、押圧部材としては図6(c)
の方式を採用した。ただし、ネジは2ヵ所の凸部(2m
m×3mmの大きさ)と対向する側にあたるように2本
使用した。結果は、インクもれは生じなかった。 実施例3 図11に示した流路基板の凸部(2mm×3mm)2ヵ
所をナイフで削りとり、発熱体基板と重ねあわせる際に
、上記の削りとられた箇所をはずして、そのとなりに直
径2mm、高さ2.5mmで、上下の平行度、平面度の
すぐれたSUS303の円柱状ブロックを配置し、ヘッ
ドを組立た。押圧部材は図6(b)の方式を採用し、2
個のコイルスプリングの弾性力によって押えた。結果は
、インクもれは生じなかった。 比較例4 実施例3のヘッドを用い、円柱状のブロックをはずした
状態で、同様にヘッドを組立た。結果は、インクが流路
基板と発熱体基板の間からしみ出して使用不可であった
。 比較例5 比較例4のヘッドを用い、2個のコイルスプリングの弾
性力をより強いものにしてヘッドを組立た。結果は、比
較例4よりもさらにインクもれが増加し使用不可であっ
た。
【0023】
【効果】以上の説明から明らかなように、本発明による
と、以下のような効果がある。 (1)請求項1(構成1)に対応する効果: 樹脂の
成形によりコストダウンを図った流路基板を用いたイン
クジェットにおいて、樹脂の機械的強度の弱さによる変
形を防ぐことができ、インクもれの生じない安価で高信
頼性のヘッドを提案できた。 (2)構成2に対応する効果: 樹脂の成形を利用し
た方法のヘッドであって、前記(1)より吐出口を別に
設けたためインクの吐出が安定しており、前記(1)と
同様の効果が得られた。 (3)請求項2(構成3)に対応する効果: 変形を
防ぐために設ける凸部の位置について、明確にしたため
、効率良く凸部の位置を決定できる。 (4)請求項3(構成4)に対応する効果: 変形を
生じさせるための力が作用する位置を明確にしたため、
効率良く凸部の位置を決定できる。 (5)請求項4(構成5)に対応する効果: 前記(
1)の場合と同様の効果が得られる。さらに、凸部を流
路基板と一体に作らず、別の支持部材として共通液室内
に配置することにより、流路基板を成形するのに用いら
れる金型構造が単純になり、低コストダウンが可能とな
る。さらに、金型が単純になったために、流路基板の製
作における不良も少なくなった。 (6)構成6,7,8に対応する効果: 前記(2)
,(3),(4)の場合と同様の効果が得られ、さらに
、金型単純化によるコストダウン、留止りの向上といっ
た前記(5)と同様の効果が得られた。
と、以下のような効果がある。 (1)請求項1(構成1)に対応する効果: 樹脂の
成形によりコストダウンを図った流路基板を用いたイン
クジェットにおいて、樹脂の機械的強度の弱さによる変
形を防ぐことができ、インクもれの生じない安価で高信
頼性のヘッドを提案できた。 (2)構成2に対応する効果: 樹脂の成形を利用し
た方法のヘッドであって、前記(1)より吐出口を別に
設けたためインクの吐出が安定しており、前記(1)と
同様の効果が得られた。 (3)請求項2(構成3)に対応する効果: 変形を
防ぐために設ける凸部の位置について、明確にしたため
、効率良く凸部の位置を決定できる。 (4)請求項3(構成4)に対応する効果: 変形を
生じさせるための力が作用する位置を明確にしたため、
効率良く凸部の位置を決定できる。 (5)請求項4(構成5)に対応する効果: 前記(
1)の場合と同様の効果が得られる。さらに、凸部を流
路基板と一体に作らず、別の支持部材として共通液室内
に配置することにより、流路基板を成形するのに用いら
れる金型構造が単純になり、低コストダウンが可能とな
る。さらに、金型が単純になったために、流路基板の製
作における不良も少なくなった。 (6)構成6,7,8に対応する効果: 前記(2)
,(3),(4)の場合と同様の効果が得られ、さらに
、金型単純化によるコストダウン、留止りの向上といっ
た前記(5)と同様の効果が得られた。
【図1】 本発明による液体噴射記録ヘッドの一実施
例を説明するための構成図である。
例を説明するための構成図である。
【図2】 記録ヘッドを構成する流路基板と発熱体基
板の構成図である。
板の構成図である。
【図3】 流路基板を裏面から見た構成図である。
【図4】 本発明による液体噴射記録ヘッドの分解斜
視図である。
視図である。
【図5】 流路基板のたわみの状態を説明するための
図である。
図である。
【図6】 押圧部材の他の例を示す図である。
【図7】 流路基板に設けられるインク導入口の設置
位置の異なる例を示す図である。
位置の異なる例を示す図である。
【図8】 流路基板の構成図である。
【図9】 流路基板の他の例を示す構成図である。
【図10】 流路基板の更に他の例を示す構成図であ
る。
る。
【図11】 流路基板の更に他の例を示す構成図であ
る。
る。
1…流路基板、2…発熱体基板、3…インク導入口、4
…吐出口、5…流路溝、6…共通液室を形成するための
凹部、7…個別リード電極、8…共通リード電極、9…
発熱体、10a,10b…凸部。
…吐出口、5…流路溝、6…共通液室を形成するための
凹部、7…個別リード電極、8…共通リード電極、9…
発熱体、10a,10b…凸部。
Claims (4)
- 【請求項1】 複数の流路と、該流路に供給される記
録用液体を貯留するための共通液室を形成するための凹
部と、前記共通液室に記録用液体を導入するための前記
凹部に形成された導入口を有する流路基板と、熱エネル
ギー作用部を付設した発熱体基板と、該発熱体基板を保
持するヘッド保持基板と、該ヘッド保持基板と前記発熱
体基板と前記流路基板をこの順序に積層して、前記発熱
体基板の平面に対してほぼ垂直な方向の力を前記流路基
板に作用させる押圧部材とよりなる液体噴射記録ヘッド
において、前記流路基板は樹脂の成形によって形成され
、前記凹部の内部に凹部の縁と同等の高さの凸部を設け
たことを特徴とする液体噴射記録ヘッド。 - 【請求項2】 前記凸部は、該凸部が存在しないと仮
定した場合に前記凹部の領域で最も大きくたわむ領域近
傍に設けられることを特徴とする請求項1記載の液体噴
射記録ヘッド。 - 【請求項3】 前記凸部は、力が最も大きく作用する
領域近傍と前記凹部壁を介した反対側の領域に設けられ
ることを特徴とする請求項1記載の液体噴射記録ヘッド
。 - 【請求項4】 複数の流路と、該流路に供給される記
録用液体を貯留するための共通液室を形成するための凹
部と、前記共通液室に記録用液体を導入するための前記
凹部に形成された導入口を有する樹脂の成形によって形
成された流路基板と、熱エネルギー作用部を付設した発
熱体基板と、該発熱体基板を保持するヘッド保持基板と
、該ヘッド保持基板と前記発熱体基板と前記流路基板を
この順序に積層して、前記発熱体基板の平面に対してほ
ぼ垂直な方向の力を前記流路基板に作用させる押圧部材
とよりなる液体噴射記録ヘッドにおいて、前記共通液室
内に支持部材を設けたことを特徴とする液体噴射記録ヘ
ッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12673791A JPH04329149A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 液体噴射記録ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12673791A JPH04329149A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 液体噴射記録ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04329149A true JPH04329149A (ja) | 1992-11-17 |
Family
ID=14942653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12673791A Pending JPH04329149A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | 液体噴射記録ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04329149A (ja) |
-
1991
- 1991-04-30 JP JP12673791A patent/JPH04329149A/ja active Pending
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