JPH11263014A - 液体噴射記録ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 樹脂で成形された液体噴射記録ヘッドの蓋基
板の機械的強度を向上させる共に、より高度精度な蓋基
板を得る。 【解決手段】 記録液体を収容するための部屋と、該部
屋に連絡する複数の流路と、前記部屋の記録液体流入口
を形成した蓋基板と、該蓋基板と係合して前記部屋及び
前記流路を構成し、該流路に対応して設けられ、前記記
録液体に熱によって気泡を発生させ、該気泡の体積増加
に伴う作用力によって液体を小滴として吐出させるため
の熱エネルギー発生手段を有する発熱体基板とから成る
液体噴射記録ヘッドにおいて、前記部屋，記録液体流入
口、流路と共に蓋基板をプラスチックで一体成形し、同
時に、蓋基板の外壁表面に長手方向に沿って凸部形状の
リブを設ける。前記リブは液室に設けてもよく、それぞ
れの対角線上に設けてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体噴射記録ヘッ
ドより詳細にはバブルジェット型の液体噴射記録ヘッド
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ノンインパクト記録法においては、記録
時における騒音は無視し得る程度に極めて小さいという
点において最近関心を集めている。その中で高速記録が
可能であり而も所謂普通紙に特別の定着処理を必要とせ
ずに記録の行える所謂インクジェット記録法は、極めて
有力な記録法であって、これまでにも様々な方式が提案
され改良が加えられて商品化されたものもあれば、現在
もなお実用化への努力が続けられているものもある。こ
のようなインクジェット記録法は所謂インクと称される
記録液体の小滴（droplet）を飛翔させ記録部材に付着
させて記録を行うものであって、この記録液体の小滴の
発生法及び発生された記録液小滴の飛翔方向を制御する
ための制御方法によって幾つかの方式に大別される。

【０００３】先ず第１の方式は、例えば米国特許第３０
６０４２９号明細書に開示されているもの(Tele type方
式）であって、記録液体の小滴の発生を静電吸収的に行
い発生した記録液体小滴を記録信号に応じて電界制御し
記録部材上に記録液体小滴を選択的に付着させて記録を
行うものである。これについて更に詳述すれば、ノズル
と加速電極間に電界を掛けて一様に帯電した記録液体の
小滴をノズルより吐出させ、該吐出した記録液体の小滴
を記録信号に応じて電気制御可能なように構成されたｘ
ｙ偏向電極間を飛翔させ、電界の強度変化によって選択
的に小滴を記録部材上に付着させて記録を行うものであ
る。

【０００４】第２の方式は、例えば米国特許第３５９６
２７５号明細書，米国特許第３２９８０３０号明細書等
に開示されている方式（Sweet方式）であって、連続振
動発生法によって帯電量の制御された記録液体の小滴を
発生させ、この発生された帯電量の制御された小滴を一
様の電界が掛けられている偏向電極間を飛翔させること
で、記録部材上に記録を行うものである。具体的には、
ピエゾ振動素子の付設されている記録ヘッドの一部であ
るノズルのオリフィス（吐出口）の前に、記録信号が印
加される帯電電極を所定距離だけ離して配置し、前記ピ
エゾ振動素子に一定周波数の電気信号を印加すること
で、ピエゾ振動素子を機械的に振動させ前記吐出口より
記録液体の小滴を吐出させる。この時前記帯電電極によ
って吐出する記録液体小滴には電荷が静電誘導され、小
滴は記録信号に応じた電荷量で帯電される。帯電量の制
御された記録液体の小滴は、一定の電界が一様に掛けら
れている偏向電極間を飛翔する時付加された帯電量に応
じて偏向を受け、記録信号を担う小滴のみが記録部材上
に付着し得るようにされている。

【０００５】第３の方式は、例えば米国特許第３４１６
１５３号明細書に開示されている方式（Hertz方式）で
あって、ノズルとリング状の帯電電極間に電界を掛け連
続振動発生法によって記録液体の小滴を発生霧化させて
記録する方式である。即ち、この方式ではノズルと帯電
電極間に掛ける電界強度を記録信号に応じて変調するこ
とによって、小滴の霧化状態を制御し記録画像の階調性
を出して記録する。

【０００６】第４の方式は、例えば米国特許第３７４７
１２０号明細書に開示されている方式（Stemme方式）
で、この方式は前記３つの方式とは根本的に原理が異な
るものである。即ち、前記３つの方式は、いずれもノズ
ルより吐出された記録液体の小滴を飛翔している途中で
電気的に制御し、記録信号を担った小滴を選択的に記録
部材上に付着させて記録を行うものである。これに対し
て、このStemme方式は、記録信号に応じて吐出口より記
録液体の小滴を吐出飛翔させて記録するものである。つ
まりStemme方式は、記録液体を吐出する吐出口を有する
記録ヘッドに付設されているピエゾ振動素子に電気的な
記録信号を印加し、この電気的記録信号をピエゾ振動素
子の機械的振動に変え、該機械的振動に従って前記吐出
口より記録液体の小滴を吐出飛翔させて記録部材に付着
させることで記録を行うものである。

【０００７】これ等従来の４つの方式は、各々に特徴を
有するものであるがまた他方において解決すべき点が存
在する。即ち、前記第１から第３の方式は、記録液体の
小滴の発生の直接的エネルギーが電気的エネルギーであ
りまた、小滴の偏向制御も電界制御である。そのため第
１の方式は、構成上はシンプルであるが小滴の発生に高
電圧を要しまた、記録ヘッドのマルチノズル化が困難で
あるので高速記録には不向きである。

【０００８】第２の方式は、記録ヘッドのマルチノズル
化が可能で高速記録に向くが、構成上複雑でありまた、
記録液体小滴の電気的制御が高度で困難であること、記
録部材上にサテライトドットが生じ易いこと等の問題点
がある。

【０００９】第３の方式は、記録液体小滴を霧化するこ
とによって階調性に優れた画像が記録され得る特徴を有
するが、他方霧化状態の制御が困難であること、記録画
像にカブリが生ずること及び、記録ヘッドのマルチノズ
ル化が困難で高速記録には不向きであること等の諸問題
点が存在する。

【００１０】第４の方式は、第１乃至第３の方式に比べ
利点を比較的多く有する。即ち、構成上シンプルである
こと、オンデマンド（on-demand）で記録液体をノズル
の吐出口より吐出して記録を行うために、第１乃至第３
の方式のように、吐出飛翔する小滴のうち画像の記録に
要さなかった小滴を回収することが不要であること及
び、第１乃至第２の方式のように導電性の記録液体を使
用する必要性がなく、記録液体の物質上の自由度が大で
あること等の大きな利点を有する。しかし乍ら、一方に
おいて記録ヘッドの加工上に問題があること、所望の共
振数を有するピエゾ振動素子の小型化が極めて困難であ
ること等の理由から、記録ヘッドのマルチノズル化が難
しくまた、ピエゾ振動素子の機械的振動という機械的エ
ネルギーによって記録液体小滴の吐出飛翔を行うので、
高速記録には向かないこと等の欠点を有する。

【００１１】更には特開昭４８−９６２２号公報（前記
米国特許第３７４７１２０号明細書に対応）には、変形
例として前記のピエゾ振動素子等の手段による機械的振
動エネルギーを利用する代わりに、熱エネルギーを利用
することが記載されている。即ち、上記公報には、圧力
上昇を生じさせる蒸気を発生するために、液体を直接加
熱する加熱コイルをピエゾ振動素子の代わりの圧力上昇
手段として使用する、所謂バブルジェットの液体噴射記
録装置が記載されている。

【００１２】しかし、上記公報には、圧力上昇手段とし
ての加熱コイルに通電して、液体インクが出入りし得る
口が一つしかない袋状のインク室（液室）内の液体イン
クを直接加熱して蒸気化することが記載されているに過
ぎず、連続繰り返し液吐出を行う場合はどのように加熱
すればよいのかについては何等示唆されるところがな
い。加えて、加熱コイルが設けられている位置は液体イ
ンクの供給路から遥かに遠い袋状液室の最深部であるの
で、ヘッド構造上複雑であることに加えて高速での連続
繰り返し使用には不向きとなっている。しかも、上記公
報に記載の技術内容では、実用上重要である発生する熱
で液吐出を行った後に次の液吐出の準備状態を速やかに
形成することはできない。このように、従来法には構成
上高速記録化上、記録ヘッドのマルチノズル化上、サテ
ライトドットの発生及び記録画像のカブリ発生等の点に
おいて一長一短があって、その長所を利する用途にしか
適用し得ないという制約が存在していた。しかしなが
ら、これも本出願人の出願に係る、特公昭５６−９４２
９号公報に記載された方式によって解消される。この公
報に記載されたものは、液室内のインクを加熱して気泡
を発生させてインクに圧力上昇を生じさせ、微細な毛細
管ノズルからインクを飛び出させて記録するものである
が、この方式の発明によって初めて高密度に配列された
吐出ノズルから、高速のインク噴射吐出が再現よく得ら
れるようになった。

【００１３】そして近年更に生産技術上の改良も進み、
例えば、特開平１−６４８５７号公報に開示されている
ようなマルチノズルタイプのインクジェットヘッドで
は、流路〜液室よりなる蓋基板（流路基板）を樹脂の一
体成形によって形成することにより、大幅なコストダウ
ンを図ることを提案している。しかしながら、これも高
精度の蓋基板（流路基板）を得るには、まだ改良の余地
がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のごと
き実情に鑑みてなされたもので、その目的は第１に、流
路〜液室よりなる蓋基板（流路基板）を樹脂の一体成形
によって形成した場合に、その機械的強度を上げるとと
もに、より高精度な蓋基板を得ることにある。

【００１５】また第２に、このような蓋基板で、その機
械的強度を上げるとともに、より高精度なものを得る別
の構成を提案することにある。更に第３に、このような
蓋基板で更にその機械的強度を上げ、より高精度なもの
を得る構成を提案することにある。

【００１６】また第４に、本発明が好適に適用される、
即ち機械的強度が上がり、より高精度なものを得るのに
効果のある蓋基板の縦／横比を規定にすることにある。
更に第５に、本発明が好適に適用される、即ち、機械的
強度が上がり、より高精度なものを得るのに効果のある
蓋基板の大きさを規定にすることにある。

【００１７】また第６に、本発明が有効に機能する凸部
の大きさを規定にすることにある。更に第７に、このよ
うな蓋基板で、更にその機械的強度を上げ、より高精度
なものを得る別の構成を提案することにある。

【００１８】また第８に、このような蓋基板で、更にそ
の機械的強度を上げ、より高精度なものを得る更に別の
構成を提案することにある。

【００１９】更に第９に、このような蓋基板で、更にそ
の機械的強度を上げ、より高精度なものを得るための更
にまた別の構成を提案することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、請求項１に記載された発明では、記録液体を
収容するための部屋と、該部屋に連絡する複数の流路
と、前記部屋の記録液体流入口とを形成した蓋基板と、
該蓋基板と係合し前記部屋及び前記流路を構成し、該流
路に対応して設けられ、前記記録液体に熱によって気泡
を発生させ、該気泡の体積増加に伴う作用力によって液
体を小滴として吐出させるための熱エネルギー発生手段
を有する基板とからなる液体噴射記録ヘッドにおいて、
前記蓋基板は、前記部屋，記録液体流入口，流路と共に
プラスチックの一体成形により形成したものであり、前
記蓋基板の外壁表面には、長手方向に沿って凸部形状の
リブを設けるようにした。

【００２１】請求項２の発明では、記録液体を収容する
ための部屋と、該部屋に連絡する複数の流路と、前記部
屋の記録液体流入口とを形成した蓋基板と、該蓋基板と
係合し前記部屋及び前記流路を構成し、該流路に対応し
て設けられ、前記記録液体に熱によって気泡を発生さ
せ、該気泡の体積増加に伴う作用力によって液体を小滴
として吐出させるための熱エネルギー発生手段を有する
基板とからなる液体噴射記録ヘッドにおいて、前記蓋基
板は、前記部屋，記録液体流入口，流路と共にプラスチ
ックの一体成形により形成したものであって、該蓋基板
に形成された前記部屋の内側には、長手方向に沿って凸
部形状のリブを設けるようにした。請求項３の発明で
は、上記第１，第２の液体噴射記録ヘッドにおいて、前
記リブは２本以上設けるようにした。

【００２２】請求項４の発明では、請求項１乃至３のい
ずれか１項に記載された液体噴射記録ヘッドにおいて、
前記リブは前記蓋基板の縦横比が５倍以上ある細長い形
状の蓋基板に設けるようにした。請求項５の発明では、
請求項１乃至４のいずれか１項に記載された液体噴射記
録ヘッドにおいて、前記リブは３５mm以上の細長形状の
蓋基板に設けるようにした。

【００２３】請求項６の発明では、請求項１乃至５のい
ずれか１項に記載された液体噴射記録ヘッドにおいて、
前記リブは前記蓋基板の最小肉厚の１／１０以上の高さ
を有する凸部形状のリブであるようにした。請求項７の
発明では、請求項１，３乃至６のいずれか１項に記載さ
れた液体噴射記録ヘッドにおいて、前記リブは前記蓋基
板の対角線上の位置に設けるようにした。

【００２４】請求項８の発明では、請求項２，３乃至６
のいずれか１項に記載された液体噴射記録ヘッドにおい
て、前記リブは前記蓋の部屋の対角線上の位置に設ける
ようにした。請求項９の発明では、請求項１乃至８のい
ずれか１項に記載された液体噴射記録ヘッドにおいて、
前記流路先端部を除く前記蓋基板の外周にフランジを設
けるようにした。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明が適用される液体
噴射記録ヘッド（インクジェット記録ヘッド）の一例を
示す図で、図１（Ａ）はヘッド斜視図、図１（Ｂ）はヘ
ッドを構成する蓋基板の斜視図、図１（Ｃ）は蓋基板を
うら側から見た図、図１（Ｄ）は発熱体基板２の斜視
図、図２は本発明が適用されるインクジェットヘッドの
一例としてのバブルジェットヘッドの動作を説明をする
ための図で、図中、１は蓋基板、２は発熱体基板、３は
記録液体流入口、４はオリフィス、５は流路、６は液室
を形成するための領域、７はリブ、８は電極、９は発熱
体（ヒータ）、１０はインク、１１は気泡、１２は飛翔
インク滴で、本発明は斯様なバブルジェット式の液体噴
射記録ヘッドに適用するものである。

【００２６】最初に図２を参照しながらバブルジェット
によるインク噴射について説明すると、図２（Ａ）は定
常状態であり、オリフィス面でインク１０の表面張力と
外圧とが平衡状態にある。図２（Ｂ）はヒータ９が加熱
されてヒータ９の表面温度が急上昇し、隣接インク層に
沸騰現象が起きるまで加熱され、微小気泡１１が点在し
ている状態にある。図２（Ｃ）はヒータ９の全面で急激
に加熱された隣接インク層が瞬時に気化し沸騰膜を作
り、この気泡１１が成長した状態である。この時ノズル
内の圧力は気泡の成長した分だけ上昇し、オリフィス面
での外圧とのバランスが崩れオリフィスよりインク柱が
成長し始める。図２（Ｄ）は気泡が最大に成長した状態
であり、オリフィス面より気泡の体積に相当する分のイ
ンク１０が押し出される。この時ヒータ９には電流が流
れておらず、ヒータ９の表面温度は降下しつつある。気
泡１１の体積の最大値は電気パルス印加のタイミングか
らやや遅れる。図２（Ｅ）は気泡１１がインクなどによ
り冷却されて収縮を開始し始めた状態を示す。インク柱
の先端部は押し出された速度を保ちつつ前進し、後端部
では気泡の収縮に伴ってノズル内圧の減少によりオリフ
ィス面からノズル内へインクが逆流してインク柱にくび
れが生じている。図２（Ｆ）は更に気泡１１が収縮しヒ
ータ面にインクが接しヒータ面が更に急激に冷却される
状態にある。オリフィス面では外圧がノズル内圧より高
い状態になるため、メニスカスが大きくノズル内に入り
込んできている。インク柱の先端部は液滴１２になり記
録紙の方向へ５〜１０m／secの速度で飛翔している。図
２（Ｇ）はオリフィスにインクが毛細管現象により再び
供給（リフィル）されて図２（Ａ）の状態に戻る過程で
気泡は完全に消滅している。而して、本発明においては
例えば図１に示すように、蓋基板１をプラスチックの成
形によって作り、その外壁表面には、長手方向にそって
凸部形状のリブ７を設けたことを特徴とする。

【００２７】本発明では蓋基板１をプラスチックの成形
によって作る。例えば、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，ポリイミドなどの樹脂が好適に使用される。周知の
ようにプラスチックは、剛性があまり高くない。よって
このような蓋基板１が小さい場合には、さほど問題には
ならないが、ある程度大きくなると、剛性があまり高く
ないことによる弊害として、発熱体基板に積層してヘッ
ドとして完成させた場合、変形等の問題が生じ、その精
度が維持できなくなり、吐出口ごとにインク吐出性能に
バラツキが生じたり、極端な場合には、液室、あるいは
流路の密閉機能が損なわれて、インクのリークが生じた
りするという不良が発生することがある。これを回避す
るためには、プラスチック材料の中にフィラーを入れて
その材料の機械的強度を上げるという手段も１つの手で
あるが、本発明では構造的な面から機械的強度を上げる
ことにより、その目的を達成している。

【００２８】まず始めに本発明は、ノズル／発熱体が複
数個配列されるいわゆるマルチノズルヘッドであって、
しかもそのノズル／発熱体が数十個〜二三百個程度のい
わゆるショートアレイヘッドではなく、五百個〜数千個
にも及ぶミッドアレイ，ラージアレイヘッドに適用され
るものである。このようにノズル／発熱体が、五百個〜
数千個にも及ぶヘッドにおいては、その蓋基板１はノズ
ル／発熱体配列方向に細長くなり、流路等のディメンシ
ョンを高精度に保つには、その機械的強度が保てなくな
る。然るに、本発明はその外壁表面に長手方向に沿って
凸部形状のリブ７を設けているため、十分に補強するこ
とが可能となる。なお、リブの形状は、図３に示すよう
にその断面形状は完全な矩形ではなく、やや台形形状で
あり、コーナー部分も丸みを持たせた形状としている。
これはプラスチックの成形で蓋基板１を作る際に、金型
からの離型性を考慮してのことである。

【００２９】また、本発明のような凸部形状のリブ７を
設けることは、金型をそのようなものにするだけで実現
できるので、特別に難しい加工法になったり、あるいは
大幅なコスト増というようなこともないという利点もあ
る。なお、図１の例では流路の先がインク吐出口（オリ
フィス）４となっているが、図４（Ａ）に示すように、
端面に接合された樹脂フィルム１３にインク吐出口１４
を穿孔したような構成のヘッドとしてもよい。この樹脂
フィルム１３は適当な接合部材を介して接合してもよい
し、あるいはその樹脂材料そのものを熱圧着によって接
合してもよい。更にこの樹脂フィルム１３は蓋基板１を
成形する際に一緒に成形してもよい（図４（Ｂ））。こ
のようにすると樹脂フィルム１３を蓋基板１に接合する
手間が省ける。

【００３０】なお、この樹脂フィルム１３に吐出口１４
を形成する方法であるが、エキシマレーザを照射する方
法が好適に用いられ、例えば、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，ポリイミドなどの樹脂にエキシマレーザを照
射して、樹脂を除去することによって得られる。この方
法によると、マスクパターン（この例では、丸パター
ン）にそった非常に精密な加工が可能である。なお、こ
こでは丸形状の吐出口１４を示しているが、本発明に使
用できる吐出口としては、この形状に限定されるもので
はなく、三角形，正方形等、任意の形状を選ぶことがで
きる。なおエキシマレーザを照射して吐出口１４を形成
する順序であるが、あらかじめ吐出口１４を形成した樹
脂フィルム１３を端面に接合してもよいし、樹脂フィル
ム１３を端面に接合した後にエキシマレーザ照射して吐
出口を形成してもよい。また図４（Ｂ）のように樹脂フ
ィルム１３を蓋基板１と一緒に成形する場合も、吐出口
を形成した後に発熱体基板２と積層接合してヘッドを構
成してもよいし、発熱体基板２と積層接合してヘッドを
構成した後に、吐出口を形成してもよい。（図４
（Ｃ））。

【００３１】図５は、本発明の別の実施例を示してお
り、この実施例では凸部形状のリブ７を蓋基板１の内
側、即ち共通液室６内に設けたものである。このように
共通液室６内に設けても、外壁表面に設ける場合と同様
の効果がある。更にこのように共通液室６内に設ける
と、蓋基板１を発熱体基板に積層、押圧してヘッドとし
て完成させる場合に、蓋基板１の外壁表面は凹凸等が何
もない状態にできるので、邪魔なものがなく蓋基板１へ
の押圧がしやすいとうい利点がある。

【００３２】更に本発明では、このような凸部形状のリ
ブ７を２本以上設けるようにしている。具体的には、図
１あるいは図５に示したように、共通液室６に設けられ
た記録液体流入口３を挾んで、２本あるいはそれ以上設
けられる。こうすることによって、蓋基板１の機械的強
度はより一層高くなり、ヘッドとして完成させた場合
に、高精度な流路５等のディメンションが損なわれるこ
となく維持できるので、良好なインク吐出性能のヘッド
が実現し、高画質記録が可能となる。なお、図では記録
液体流入口３が１個の例を示しているが、記録液体流入
口３は必要に応じて（ノズル／発熱体の数に応じて）２
個以上設けられる。

【００３３】次に、本発明の別の特徴について説明す
る。前述のように本発明はショートアレイヘッドではな
く、ミッドアレイ，ラージアレイヘッドに適用されるも
のである。つまり、このようにノズル／発熱体が、五百
個〜数千個にも及ぶヘッドにおいては、その蓋基板１は
ノズル／発熱体配列方向に細長い長方形の形状となる
が、本発明者は、どのくらい細長くなった場合に本発明
の効果、即ち凸部形状のリブ７を設けることによる補強
の効果が出るのかを種々のヘッドを試作して明らかにし
た。試作したヘッドは図１に示したようなものであり、
蓋基板に凸部形状のリブ７があるものとないものを用意
してヘッドを試作した。またノズル／発熱体配列密度は
４００dpiとした。リブ７は図１に示したように平行な
２本のリブとした。またリブ７の大きさは幅１mm、高さ
1mmとした。蓋基板の大きさは、幅７mm、ノズル／発熱
体配列方向の長さは、ノズル／発熱体数に応じて７mm〜
１９８mmまで変えたものを準備し、リブの有無による効
果を調べた。以下にその結果を示す。

【００３４】表１より明らかなように、蓋基板がそれほ
ど大きくない（細長くない）場合には、リブを設けなく
ても高精度な蓋基板が得られ、吐出性能も良好である
が、ある長さ以上になるとリブを設けなかったものは吐
出性能が不良となり、更にヘッドとして構成した場合
に、インクリークが生じるものまでも出てきている。こ
れはある長さ以上になると、リブによる補強がないと蓋
基板の精度が維持できなくなるので発熱体基板との密着
が不完全になり、隣接流路間での気密性が悪くなること
により、吐出性能が良くなかったり、更にその程度（精
度低下による密着不完全）がひどくなった場合には、イ
ンクリークまで生じるという結果になったものである。

【００３５】ここで吐出性能不良とは、各ノズル間での
吐出性能（例えばインク滴飛翔速度、飛翔インク柱の形
状など）のバラツキが大きいことをいう。このような事
態を避けるためには、表１より蓋基板の縦横比が５倍以
上となるような場合には、リブによる補強をしなければ
ならないことが分かる。あるいはそのような細長形状の
蓋基板の長さが３５mm以上となるような場合にはリブに
よる補強をしなければならないことが分かる。 表１ Ｎｏ. 幅 長さ ノズル／発熱体数 リブ有無 吐出性能 インクリーク １ ７mm ７mm ６４ なし 良 なし ２ ７mm ７mm ６４ あり 良 なし ３ ７mm １１mm １２８ なし 良 なし ４ ７mm １１mm １２８ あり 良 なし ５ ７mm １９mm ２５６ なし 良 なし ６ ７mm １９mm ２５６ あり 良 なし ７ ７mm ３５mm ５１２ なし 不良 なし ８ ７mm ３５mm ５１２ あり 良 なし ９ ７mm ６７mm １０２４ なし 不良 あり １０ ７mm ６７mm １０２４ あり 良 なし １１ ７mm １９８mm ３０７２ なし 不良 あり １２ ７mm １９８mm ３０７２ あり 良 なし

【００３６】次に本発明の更に別の特徴について説明す
る。ここでは、本発明の特徴であるリブの大きさについ
て検討するため、蓋基板の肉厚とリブの高さを変えてヘ
ッドを試作し、インク吐出性能の良／不良を調べた。試
作したヘッドの大きさは、表１のＮｏ.８、Ｎｏ.１２の
ものと同じである。即ち幅７mm×長さ３５mm及び幅７mm
×長さ１９８mmの蓋基板のものである。またノズル／発
熱体の配列密度も同じ４００dpiである。またリブの配
置も同じく平行な２本のリブとした。そしてリブの幅は
１mmとした。なお蓋基板は共通液室部分がその領域の大
部分を占め、かつ通常はその部分の肉厚が最も薄いの
で、ここでは共通液室部分の肉厚とリブの高さの関係を
調べた。

【００３７】表２より明らかなように、リブの高さが、
共通液室の肉厚の１／１０以上にしたヘッドでは良好な
インク吐出性能が得られることが分かる。つまり、ある
程度の大きさ以上のリブにしないと補強の効果がなく、
蓋基板の精度が維持できなくなるということが分かっ
た。 表２ Ｎｏ. 蓋基板の大きさ 共通液室肉厚 ノズル／発熱体数 リブ高さ 吐出性能 １ 幅７mm×長さ ３５mm ２mm ５１２ ０mm 不良 ２ 幅７mm×長さ ３５mm ２mm ５１２ ０.１mm 不良 ３ 幅７mm×長さ ３５mm ２mm ５１２ ０.２mm 良 ４ 幅７mm×長さ ３５mm ２mm ５１２ ０.３mm 良 ５ 幅７mm×長さ ３５mm ２mm ５１２ ０.５mm 良 ６ 幅７mm×長さ ３５mm ２mm ５１２ １mm 良 ７ 幅７mm×長さ１９８mm ３mm ３０７２ ０mm 不良 ８ 幅７mm×長さ１９８mm ３mm ３０７２ ０.１mm 不良 ９ 幅７mm×長さ１９８mm ３mm ３０７２ ０.２mm 不良 １０ 幅７mm×長さ１９８mm ３mm ３０７２ ０.３mm 良 １１ 幅７mm×長さ１９８mm ３mm ３０７２ ０.５mm 良 １２ 幅７mm×長さ１９８mm ３mm ３０７２ １mm 良

【００３８】次に本発明の更に別の特徴について説明す
る。図６にその例を示す。ここでは、本発明の特徴であ
るリブの配置を蓋基板が形作る対角線位置に設けてい
る。このようなリブの配置にすることにより、単に平行
に並べただけの場合に対して、ねじりに対する機械的強
度が向上するという利点があり、ヘッドとして完成させ
た場合に、より一層の流路等のディメンションの精度維
持が可能となり、高性能な液体噴射記録ヘッドが実現で
きる。なお図６は、リブの配置を対角線位置に設けると
いう考え方を説明するため蓋基板を概略的に示したもの
である。図７は、蓋基板の部屋、即ち共通液室が形作る
対角線位置にリブを配置した例である。この場合も同様
の効果が得られる。なお図７も、リブの配置を対角線位
置に設けるという考え方を説明するため蓋基板を概略的
に示したものである。

【００３９】次に本発明の更に別の特徴について説明す
る。図８にその例を示す。この例では、蓋基板の外周に
流路先端部を除いて、フランジ１５を設けている。この
ようにしても、前述のように蓋基板の外壁面、あるいは
内壁面（共通液室面）にリブを設けると場合と同様に蓋
基板の機械的強度を高くでき、流路等のディメンション
の精度維持が可能となり、高性能な液室噴射記録ヘッド
が実現できる。またこの場合もリブを設ける場合と同様
に、金型をこのような形状にするだけで実現できるの
で、特別に難しい加工法になったり、あるいは大幅なコ
スト増というようなこともないという利点もある。

【００４０】

【発明の効果】請求項１に対応した効果：液体噴射記録
ヘッドの蓋基板の外壁表面に、長手方向にそって凸部形
状のリブを設けるようにしたので、流路〜液室よりなる
蓋基板を樹脂の一体成形によって形成した場合に、その
機械的強度を上げることができる。それにより、成形後
の蓋基板は変形等が少なくなり、非常に高精度なものと
することができ、発熱体基板と組み合わせて液体噴射記
録ヘッドを構成した場合にインクの漏れ等がなく、イン
ク滴吐出性能も良好な、高精度な液体噴射記録ヘッドを
得ることができる。

【００４１】請求項２に対応した効果：請求項１に対応
した効果と同様に機械的強度の高い高精度な蓋基板が得
られ、それにより高精度な液体噴射記録ヘッドを得るこ
とができるとともに、蓋基板の液室内側に凸部形状のリ
ブを設けるようにしたので、蓋基板の外壁表面に凸部を
設けなくても良くなったので、蓋基板を発熱体基板に積
層、押圧して、ヘッドを構成する場合に邪魔なものがな
く、押圧がしやすい構造となった。

【００４２】請求項３に対応した効果：液体噴射記録ヘ
ッドの蓋基板にリブを２本以上設けるようにしたので、
より機械的強度を上げることができ、それによって製作
される液体噴射記録ヘッドも、より高精度かつインク滴
吐出性能の良好なものを得ることができた。

【００４３】請求項４に対応した効果：縦横比が５倍以
上ある細長形状の蓋基板を樹脂の一体成形によって形成
する場合に、リブを設けるようにしたので、ノズル数が
多く細長形状のラージアレイヘッドであっても、その蓋
基板は機械的強度が高く、非常に高精度な液体噴射記録
ヘッドが得られるようになった。

【００４４】請求項５に対応した効果：ノズル配列方向
の長さが３５mm以上になる細長形状の蓋基板を樹脂の一
体成形によって形成する場合に、リブを設けるようにし
たので、ノズル数が多い細長形状のラージアレイヘッド
であっても、その蓋基板は機械的強度が高く、非常に高
精度な液体噴射記録ヘッドが得られるようになった。

【００４５】請求項６に対応した効果：液体噴射記録ヘ
ッドの蓋基板に設けるリブの高さを蓋基板の最小肉厚の
１／１０以上とすることにより、機械的強度が向上した
蓋基板が得られ、それによって製作される液体噴射記録
ヘッドも、より高精度かつインク滴吐出性能の良好なも
のを得ることができた。

【００４６】請求項７に対応した効果：液体噴射記録ヘ
ッドの蓋基板に、蓋基板の対角線上の位置にリブを設け
るようにしたので、ねじりに対しても機械的強度が向上
したものとなり、より一層強度の高い蓋基板が得られ、
それによって製作される液体噴射記録ヘッドも、より高
精度かつインク滴吐出性能の良好なものを得ることがで
きた。

【００４７】請求項８に対応した効果：液体噴射記録ヘ
ッドの蓋基板に、蓋基板の部屋の対角線上の位置にリブ
を設けるようにしたので、ねじりに対しても機械的強度
が向上したものとなり、より一層強度の高い基板が得ら
れ、それによって製作される液体噴射記録ヘッドも、よ
り高精度かつインク滴吐出性能の良好なものを得ること
ができた。

【００４８】請求項９に対応した効果：流路先端部を除
く液体噴射記録ヘッドの蓋基板の外周に、フランジを設
けるようにしたので、より機械的強度を上げることがで
き、それによって製作される液体噴射記録ヘッドも、よ
り高精度かつインク滴吐出性能の良好なものを得ること
ができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 液体噴射記録ヘッドの一実施例を説明するた
めの要部斜視図及び分解斜視図である。

【図２】 液体噴射記録ヘッドの一例であるバブルジェ
ットヘッドの動作を説明をするための図である。

【図３】 リブの形状を説明するための要部拡大斜視図
である。

【図４】 液体噴射記録ヘッドの他の実施例を示す斜視
図である。

【図５】 蓋基板の液室におけるリブの配置を説明する
ための要部斜視図である。

【図６】 蓋基板におけるリブの配置を説明するための
簡略図である。

【図７】 蓋基板の液室におけるリブの配置を説明する
ための簡略図である。

【図８】 蓋基板のフランジを説明するためのための要
部斜視図である。

【符号の説明】

１…蓋基板、２…（発熱体）基板、３…記録液体流入
口、４…オリフィス、５…流路、６…液室を形成するた
めの領域（共通液室）、７…リブ、８…電極、９…発熱
体（ヒータ）、１０…インク、１１…気泡、１２…飛翔
インク滴、１３…樹脂フィルム、１４…（エキシマレー
ザ照射で形成された）吐出口、１５…フランジ。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録液体を収容するための部屋と、該部
   屋に連絡する複数の流路と、前記部屋の記録液体流入口
   とを形成した蓋基板と、該蓋基板と係合して前記部屋及
   び前記流路を構成し、該流路に対応して設けられ、前記
   記録液体に熱によって気泡を発生させ、該気泡の体積増
   加に伴う作用力によって液体を小滴として吐出させるた
   めの熱エネルギー発生手段を有する基板とから成る液体
   噴射記録ヘッドにおいて、前記蓋基板は、前記部屋，記
   録液体流入口、及び、流路と共にプラスチックの一体成
   形により形成したものであり、前記蓋基板の外壁表面に
   は、長手方向に沿って凸部形状のリブを設けたことを特
   徴とする液体噴射記録ヘッド。
2. 【請求項２】 記録液体を収容するための部屋と、該部
   屋に連絡する複数の流路と、前記部屋の記録液体流入口
   とを形成した蓋基板と、該蓋基板と係合し前記部屋及び
   前記流路を構成し、該流路に対応して設けられ、前記記
   録液体に熱によって気泡を発生させ、該気泡の体積増加
   に伴う作用力によって液体を小滴として吐出させるため
   の熱エネルギー発生手段を有する基板とから成る液体噴
   射記録ヘッドにおいて、前記蓋基板は、前記部屋，記録
   液体流入口，流路と共にプラスチックの一体成形により
   形成したものであり、前記蓋基板に形成された前記部屋
   の内側には、長手方向に沿って凸部形状のリブを設けた
   ことを特徴とする液体噴射記録ヘッド。
3. 【請求項３】 前記リブを２本以上設けたことを特徴と
   する請求項１又は２に記載の液体噴射記録ヘッド。
4. 【請求項４】 前記リブは前記蓋基板の縦横比が５倍以
   上ある細長形状の蓋基板に設けたことを特徴とする、請
   求項１乃至３のいずれか１項に記載の液体噴射記録ヘッ
   ド。
5. 【請求項５】 前記リブは３５mm以上の細長形状の蓋基
   板に設けたことを特徴する、請求項１乃至４のいずれか
   １項に記載の液体噴射記録ヘッド。
6. 【請求項６】 前記リブは前記蓋基板の最小肉厚の１／
   １０以上の高さを有する凸部形状のリブであることを特
   徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の液体
   噴射記録ヘッド。
7. 【請求項７】 前記リブは前記蓋基板の対角線上の位置
   に設けたことを特徴とする、請求項１，３乃至６のいず
   れか１項に記載の液体噴射記録ヘッド。
8. 【請求項８】 前記リブは前記蓋基板の部屋の対角線上
   の位置に設けたことを特徴とする、請求項２，３乃至６
   のいずれか１項に記載の液体噴射記録ヘッド。
9. 【請求項９】 前記流路先端部を除く前記蓋基板の外周
   にフランジを設けたことを特徴とする、請求項１乃至８
   のいずれか１項に記載の液体噴射記録ヘッド。