JPH1170660A - インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒーターと吐出口との距離を遠ざけることな
くヒーターよりも吐出口側の液流路と吐出口の容積を確
保すると共に、リフィル特性に優れ、十分な記録液滴の
吐出速度を確保できるインクジェット記録ヘッドを実現
する。 【解決手段】 インクジェット記録ヘッドに、記録液を
保持する共通液室１０６と、共通液室１０６から一方向
に延び、吐出エネルギー発生素子１０１が配置された液
流路１０７と、液流路１０７の先端の吐出口１０５とが
形成されている。吐出口１０５の記録液吐出側端部の断
面形状は円形となっており、液流路１０７の、インクの
進行方向に対して垂直な方向の断面形状が等脚台形とな
っている。吐出口１０５は、記録液吐出側に徐々に狭く
なるテーパー形状となっている。この吐出口１０５で
は、記録液を吐出させる際に記録液の流抵抗が小さくな
ると共に記録液の滞留が少なくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録方式において、記録液滴を吐出して記録紙に付着させ
ることによって記録を行うためのインクジェット記録ヘ
ッドおよびその製造方法に関し、特に、高精細な記録画
像を得るために記録液の小液滴を安定に、かつ高速に吐
出させるためのインクジェット記録ヘッドおよびその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録ヘッドでは、記録液
としてのインクが微細な吐出口（オリフィス）から飛翔
液滴となって吐出され、この飛翔液滴を被記録媒体（記
録紙等）に付着させることによって記録（印刷）が行わ
れる。インクジェット記録ヘッドの、インクを吐出させ
る部分の構成としては、複数の吐出エネルギー発生素子
とそのリード電極を有する基板上に、インクの液流路と
なる複数の溝や、その複数の液流路が連通する共通液室
となる溝を形成するように樹脂製の部材が積層される。
この基板上に形成された樹脂製の部材の上に、インク供
給口を備えたガラス製の天板を接合して全ての溝を覆
い、液流路および共通液室が形成される。

【０００３】最近では、上記のガラス製の天板を省略
し、液流路および共通液室となる溝に加えてインクの供
給口を備え、さらに、吐出口が形成されるオリフィスプ
レートを一体化した樹脂製天板が射出成形等によって作
製されている。この樹脂製天板では、液流路が共通液室
からオリフィスプレート部に向かい一直線に延びてい
て、このオリフィスプレート部の、液流路の先端の部分
にエキシマレーザ光を照射することによって、吐出口と
なる開口が形成され、液流路が外部と連通する。この樹
脂製天板と、吐出エネルギー発生素子を有する基板と
が、天板の各液流路の溝に吐出エネルギー発生素子が配
置されるように弾性部材を介して接合される。このよう
な、樹脂製天板と基板とを接合したインクジェット記録
ヘッドが開発されている。

【０００４】図９は、このような樹脂製天板と基板とを
接合してなるインクジェット記録ヘッドのヘッド主要部
を示す斜視図であり、樹脂製天板としての第２基板の一
部を破断させたものとして示している。図９に示すよう
に、第１基板７０２には、インクを吐出させるための複
数の吐出エネルギー発生素子７０１が並列に配置されて
いる。一方、樹脂製の第２基板７１０は、天板部７１１
とオリフィスプレート部７０８とで構成されていて、天
板部７１１がオリフィスプレート部７０８の一面に垂直
に連結した形状をしている。天板部７１１の一面にはイ
ンク供給口７０９が備えられ、インク供給口７０９から
延びる穴は天板部７１１を垂直に貫通している。天板部
７１１の他面の、インク供給口７０９からの穴が開口し
た部分には、インクを一時的に保持するための共通液室
７０６となる溝がオリフィスプレート部７０８に対して
平行に延び、この共通液室７０６の溝と連通し、液流路
７０７となる複数の溝が共通液室７０６からオリフィス
プレート部７０８に向かって一直線に延びている。オリ
フィスプレート部７０８の、複数の液流路７０７が延び
た先端の部分には、オリフィスプレート部７０８を貫通
する穴が形成され、この穴によって、液流路７０７が外
部に連通している。このオリフィスプレート部７０８を
貫通する穴がインクの吐出口７０５となる。この第２基
板７１０を構成する天板部７１１の、共通液室７０６お
よび液流路７０７の溝が形成された面と、第１基板７０
２の、吐出エネルギー発生素子７０１が形成された面と
を、液流路７０７に吐出エネルギー発生素子７０１が配
置されるように向き合わせ、両者の面の間に弾性部材
（不図示）を挟んで押圧し、第１基板７０２と第２基板
７１０とが接合され、共通液室７０６および液流路７０
７が形成されている。第２基板７１０が接合された第１
基板７０２と、第１基板７０２に送る電気信号を発生す
るための駆動回路を搭載した配線基板７０３とがベース
プレート７０４に固定されて、ヘッド主要部７１４が構
成される。

【０００５】図９で示したインクジェット記録ヘッドの
ヘッド主要部７１４を用いて、図１０で示すようなイン
クジェット記録ヘッドが作製される。図１０に示すよう
に、ヘッド主要部７１４は、インクをヘッド主要部１１
４に供給するための記録液供給部材（不図示）などを内
蔵した外枠部材７２２によってカートリッジ７２３に組
み付けられている。カートリッジ７２３の内部には、イ
ンクを染み込ませて貯蔵するためのスポンジ等が収容さ
れている。

【０００６】次に、このような構成のインクジェット記
録ヘッドの吐出口および液流路の形状について説明す
る。図１１は、図９で示した吐出口７０５および液流路
７０７の部分を拡大した断面図、平面図および斜視図で
ある。図１１の（ａ）は吐出口７０５および液流路７０
７を示す断面図であり、図１１の（ｂ）は、図１１の
（ａ）で示した吐出口７０５および液流路７０７の形状
を示す平面図であって、図１１の（ａ）で示した吐出口
７０５を正面から見た図である。そして、図１１の
（ｃ）は、吐出口７０５と液流路７０７との関係をわか
り易くするために、吐出口７０５周辺の構成を示す斜視
図である。

【０００７】図１１の（ａ）に示すように、液流路７０
７および共通液室７０６が、第２基板７１０の、溝が形
成された面に第１基板７０２を接合することによって形
成されていて、インク供給口７０９を備えた共通液室７
０６と連通する液流路７０７が共通液室７０６からオリ
フィスプレート部７０８に向かい一直線に延びている。
オリフィスプレート部７０８の、液流路７０７が延びた
先端の部分には穴が形成されていて、その穴を通して液
流路７０７が外部と連通している。液流路７０７の先端
の穴が外部と連通する、オリフィスプレート部７０８表
面の開口がインクの吐出口７０５となる。吐出口７０５
はレーザ加工装置により共通液室７０６側からオリフィ
スプレート部７０８にレーザ光を照射して形成され、レ
ーザ光の特性で液流路７０７の先端の吐出口７０５がわ
ずかにテーパー状になっていて、吐出口７０５の吐出側
の形状が、吐出口７０５の吐出エネルギー発生素子７０
１側の断面形状よりも若干狭くなっている。また、図１
１の（ｂ）および（ｃ）に示すように、液流路７０７の
断面形状は等脚台形で一定であり、液流路７０７先端の
穴の断面形状、および吐出口７０５の形状は円形であ
る。

【０００８】第２基板７１０を作製する手順としては、
共通液室７０６となる溝と、液流路７０７となる溝と、
インク供給口７０９とを備えた天板部７１１および、オ
リフィスプレート部７０８を、射出成形により一体形成
する。一体形成された樹脂部材の、吐出口７０５が形成
される吐出口プレートであるオリフィスプレート部７０
８の一部に、共通液室７０６側からエキシマレーザ光を
照射することにより、吐出口７０５が形成されて第２基
板７１０が作製される。

【０００９】上述したインクジェット記録ヘッドの動作
について図１１を参照して説明する。共通液室７０６内
部には、インク供給口７０９から供給されたインクが満
たされ、液流路７０７内部にも共通液室７０６から流入
したインクが満たされる。吐出エネルギー発生素子７０
１に電力を供給すると、吐出エネルギー発生素子７０１
に、吐出エネルギーとしての熱エネルギーが発生し、こ
の熱エネルギーによって吐出エネルギー発生素子７０１
上のインクで膜沸騰が生じ、液流路７０７内部に気泡が
形成される。この気泡の成長によって、液流路７０７内
部の、吐出エネルギー発生素子７０１と吐出口７０５と
の間のインクが吐出口７０５に向かって押され、吐出口
７０５からインクが吐出される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
記録技術の進展、特に記録画像の高精細化の進展は著し
く、従来の解像度である３６０×３６０ｄｐｉ（ｄｏｔ
ｐｅｒ ｉｎｃｈ）から６００×６００ｄｐｉ、７２
０×７２０ｄｐｉのみならず、１２００×６００ｄｐｉ
等の極めて高精細な記録画像が要求されている。

【００１１】このような高精細な記録画像をインクジェ
ット記録ヘッドを用いて実現するためには、吐出口から
吐出される記録液滴を極めて小さくする必要がある。と
ころが、従来の技術によるインクジェット記録ヘッドで
は、極めて小さい記録液滴を安定かつ高速に吐出せしめ
ることが非常に困難になるという問題点が生じる。以下
では、この問題点について、従来の技術で示した図１１
を参照して説明する。

【００１２】すなわち、記録液滴を小液滴とするために
は吐出口径を従来よりも小さくする必要がある。そし
て、このように吐出口を小さくすると図１１に示すよう
に吐出口と液流路の連結部分にできる流体抵抗成分（段
差７３０部分）の領域が大きくなり、この流体抵抗成分
によってヒーター発泡時の吐出圧力波が反射する量が増
え、リフィルの時のインクの流れを乱し、リフィル周波
数が低下する傾向がある。しかしながら、前述のように
解像度が向上することは、記録液滴数の増加につながる
ため、従来と同様の印刷速度を確保しようとした場合に
は、十分な吐出周波数を確保する必要があり、このため
にはリフィル周波数を向上させることが必要である。

【００１３】このように、小液滴を吐出する際に吐出エ
ネルギー発生素子を高速で駆動する場合には、単に吐出
口径を小さくするだけではリフィル性能が不十分になり
易く所望の吐出特性を得られるものではなかった。

【００１４】また、記録液滴を小液滴とする別の方法と
しては、ヒーターパワーを小さくすることによっても行
うことができる。しかしながら、この方法は先のリフィ
ル周波数の向上には有効なものの、記録液滴の吐出量だ
けでなく吐出速度まで小さくなってしまうため記録液滴
のよれ等を誘発し好ましい方法ではなかった。

【００１５】さらに、吐出エネルギー発生素子より吐出
口側の液流路と吐出口の容積を大きくすることにより、
メニスカスの変位量を小さくすることができるためリフ
ィル速度を向上させることができる。しかしながら、単
に吐出エネルギー発生素子を液室側に移動させることに
より前述の容積を大きくした場合には、記録液滴の吐出
効率が悪くなり、特に前述のようにヒーターパワーが小
さいときには記録液滴が吐出されないこともある。

【００１６】このように従来、小液滴を高周波数で吐出
し高品位の印刷を行うことができるインクジェット記録
ヘッドは開発されていなかった。

【００１７】本願発明は上述の問題点に鑑みなされたも
のであって、ヒーターと吐出口との距離を遠ざけること
なく吐出エネルギー発生素子より吐出口側の液流路と吐
出口の容積を確保するとともに、リフィル特性にすぐ
れ、十分な記録液滴の吐出速度を確保できるインクジェ
ット記録ヘッドおよびその製造方法を提供することを目
的とするものである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明のインクジェット記録ヘッドは、記録液を吐出
する複数の吐出口と、該吐出口を備える吐出口プレート
と、前記記録液を保持するための液室と、前記記録液を
吐出させるための複数の吐出エネルギー発生素子と、該
複数の吐出エネルギー発生素子を一面に備える基板と、
前記液室と前記吐出口とを連通させるために一方向に延
び前記吐出エネルギー発生素子を内包するとともに矩形
断面形状を有する複数の液流路とを具備するインクジェ
ット記録ヘッドにおいて、前記吐出口の記録液吐出側吐
出口端部の断面形状は円形であるとともに、前記液流路
と接続する吐出口端部は前記記録液吐出側吐出口端部よ
りも断面積が大きく、かつ、断面形状が矩形であり、前
記吐出口は矩形断面形状から円形断面形状に徐々にテー
パー状に変化していることを特徴とする。

【００１９】さらに、前記吐出口は、記録液吐出側端部
に接続する部分にインク吐出方向の軸に対して対称なテ
ーパー形状をなす対称テーパー部を有するものであって
もよい。

【００２０】また、前記吐出口のテーパー角が途中で変
化する部分を有するものであってもよい。また、前記吐
出口の基板に最も近い部分が一様のテーパー角をなすよ
うになっていてもよい。

【００２１】上記構成によれば、吐出口と液流路の連結
部分にできる抵抗成分を小さくすることができるととも
に、ヒーターと吐出口との距離を遠ざけることなく吐出
エネルギー発生素子より吐出口側の液流路と吐出口の容
積を確保することができるため、リフィル特性に優れた
インクジェット記録ヘッドが得られる。さらに、特に基
板側の吐出口と液流路の連結部分にできる抵抗成分を小
さくすることができるために、従来よりも吐出効率を向
上させることができ、これにより十分な記録液滴の吐出
速度を確保することができる。したがって、ヒーターの
面積をそれほど大きくすることなく小液滴の吐出が可能
となり、さらにリフィル特性の向上を促すこともでき
る。

【００２２】このように本発明によれば、小液滴を高速
度で繰り返し吐出することが可能となり、高品位の印刷
を高速で行うことのできるインクジェット記録ヘッドが
得られる。

【００２３】さらに、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドの製造方法は、記録液を吐出する複数の吐出口と、該
吐出口を備える吐出口プレートと、前記記録液を保持す
るための液室と、前記記録液を吐出させるための複数の
吐出エネルギー発生素子と、該複数の吐出エネルギー発
生素子を一面に備える基板と、前記液室と前記吐出口と
を連通させるために一方向に延び前記吐出エネルギー発
生素子を内包するとともに矩形断面形状を有する複数の
液流路とを具備するインクジェット記録ヘッドを製造す
る際に、前記吐出口プレートとなる部材に所定のパター
ンが形成されたマスクを介してレーザ光を投影すること
で前記吐出口を形成するインクジェット記録ヘッドの製
造方法において、前記マスクのパターンは、レーザ光を
透過し、前記吐出口の形状を規定する透過部と、該透過
部の外側周囲に形成され、該透過部から離れるに従いレ
ーザ光の透過率が徐々に低下する減光部とを有し、前記
マスクを用いて、矩形断面形状を有する前記液流路と接
続する吐出口端部から円形断面形状を有する記録液吐出
側吐出口端部まで徐々にテーパー状に変化する吐出口を
形成することを特徴とする。

【００２４】上記の発明では、前記マスクのパターン
を、レーザ光を透過し、前記吐出口の形状を規定する透
過部と、該透過部の外側周囲に形成され、該透過部から
離れるに従いレーザ光の透過率が徐々に低下する減光部
とで構成したことにより、マスクのパターンを、吐出口
プレートとなる部材に投影した際、透過部を透過したレ
ーザ光がその部材に照射され、照射された範囲に穴が開
いて吐出口が形成される。透過部を透過したレーザ光の
外側の、減光部を透過したレーザ光は、透過部を透過し
たレーザ光から離れるに従いエネルギー密度が低いレー
ザ光に変化している。従って、吐出口プレートとなる部
材がレーザ光のエネルギー密度に応じた深さで加工さ
れ、液流路の先端の吐出口を、断面形状が徐々に狭くな
りながら延びるようにテーパー形状に加工することがで
きる。

【００２５】さらに、前記マスクの前記減光部は、前記
透過部から離れるに従いレーザ光の透過率が１０％刻み
で段階的に低下するように形成されていることが好まし
い。これにより、液流路の先端の吐出口を、断面積が徐
々に狭くなって延びるテーパー形状に加工することがで
きる上に、マスクの減光部を容易にかつ安価に作製する
ことができる。

【００２６】さらに、前記減光部は、レーザ光源からの
レーザ光を反射または吸収する減光要素を複数ちりばめ
ることにより構成されていることが好ましい。

【００２７】上記のように、減光部が構成されることに
より、レーザ光源からのレーザ光の一部が減光要素の隙
間を透過するが、減光要素に入射したレーザ光が減光要
素によって反射または吸収され、光源からのレーザ光が
減光されることになる。従って、減光要素を複数ちりば
めることによって確実にレーザ光を減光させる減光部を
形成することができる。

【００２８】さらに、前記減光要素の大きさは、投影光
学系の分解能を前記投影光学系の所定の倍率で割った商
よりも小さいか、あるいは、レーザ加工装置を用いて加
工する際の加工条件や前記吐出口プレートとなる部材の
材質により決定される加工分解能を前記投影光学系の所
定の倍率で割った商よりも小さいことが好ましい。

【００２９】上記のように減光要素の大きさが設定され
ていることにより、液流路の先端の吐出口をテーパー形
状に加工することができる上に、その吐出口を、液流路
内の記録液が進行する方向に対して垂直な方向の断面形
状が連続的に変化する形状となるように形成することが
できる。

【００３０】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００３１】（第１の実施の形態）図１は、本発明のイ
ンクジェット記録ヘッドの第１の実施形態を最もよく表
す断面図、平面図および斜視図である。図１の（ａ）
が、インクジェット記録ヘッドの液流路および吐出口を
示す断面図であり、図１の（ｂ）は（ａ）で示した液流
路および吐出口の形状を示す平面図である。そして、図
１の（ｃ）は、図１の（ａ）および（ｂ）で示した液流
路と吐出口との関係をわかり易くするために、吐出口周
辺の構成を示す斜視図である。

【００３２】本実施形態のインクジェット記録ヘッド
は、図１の（ａ）に示すように、インク供給口１０９を
備え、記録液としてのインクを保持するための共通液室
１０６と、共通液室１０６内のインクを吐出する吐出口
１０５と、共通液室１０６と吐出口１０５とを連通する
ために一方向に延び、インクを吐出させるための吐出エ
ネルギー発生素子１０１が配置された液流路１０７とを
有している。液流路１０７の先端に連通する吐出口１０
５は、記録液吐出側に徐々に狭くなるテーパー形状とな
っている。また、図１の（ｂ）および（ｃ）に示すよう
に、吐出口１０５の記録液滴吐出側端部の断面形状は円
形となっており、液流路１０７の、インクの進行方向に
対して垂直な方向の断面形状が等脚台形となっている。

【００３３】また、吐出口１０５と液流路１０７との連
結部分は液流路１０７の断面形状に即して等脚台形とな
っている。ここで、本発明によれば吐出口１０５の記録
液滴吐出側端部の形状が円形となっているため、吐出エ
ネルギー発生素子１０１の高速駆動時にもミストの発生
を格段に低減することができ、吐出口１０５が等脚台形
の断面形状から円形の断面形状へと徐々にテーパー状に
変化していることで、吐出口１０５と液流路１０７との
連結部分における流体抵抗成分を小さくすることがで
き、また、吐出エネルギー発生素子１０１より吐出口１
０５側の液流路１０７と吐出口１０５間の容積を十分に
確保することができるのでリフィル性能を向上させるこ
とができる。ここで、本実施形態においては液流路１０
７、および吐出口１０５の液流路１０７連結部分の断面
形状は等脚台形としているが、液流路１０７の断面形状
は吐出エネルギー発生素子１０１が設けられるフラット
な第１基板１０２を底部とする矩形の断面形状となって
いればよく、吐出口１０５の液流路１０７連結部分の断
面形状はこれに対応した矩形の断面形状となっていれば
よい。

【００３４】上記のような形状の共通液室１０６および
液流路１０７は、吐出エネルギー発生素子１０１が形成
された第１基板１０２と、後述するような形状の第２基
板１１０とを接合することによって形成されており、共
通液室１０６および液流路１０７となるそれぞれの溝が
形成された第２基板１１０の一面と、第１基板１０２の
吐出エネルギー発生素子１０１側の面とが、液流路１０
７となる溝に吐出エネルギー発生素子１０１が配置され
るように接合されている。さらに、第２基板１１０と一
体の第１基板１０２が、ベースプレート１０４に取り付
けられて固定されている。

【００３５】第２基板１１０は、共通液室１０６および
液流路１０７となるそれぞれの溝が形成された天板部１
１１と、天板部１１１と一体となった、吐出口プレート
であるオリフィスプレート部１０８とを有していて、液
流路１０７が共通液室１０６からオリフィスプレート部
１０８に向かって延びている。吐出口１０５が形成され
る部材であるオリフィスプレート部１０８の、液流路１
０７が延びた部分に穴を貫通させることによって、吐出
口１０５が形成されている。

【００３６】図２は、図１で示した吐出口１０５、液流
路１０７、共通液室１０６を複数備えたインクジェット
記録ヘッドの主要部を示す斜視図であり、第２基板１１
０の一部を破断させたものとして示している。図２に示
すように、天板部１１１の一面にはインク供給口１０９
が備えられ、インク供給口１０９から延びる穴は天板部
１１１を垂直に貫通している。天板部１１１の他面の、
インク供給口１０９からの穴が開口した部分には、共通
液室１０６となる溝がオリフィスプレート部１０８に対
して平行に延びている。この共通液室１０６の溝と連通
する、液流路１０７となる複数の溝が共通液室１０６か
らオリフィスプレート部１０８に向かって一直線に延び
ている。オリフィスプレート部１０８の、複数の液流路
１０７が延びた先端の部分には、オリフィスプレート部
１０８を貫通する穴（吐出口１０５）が形成され、この
インクの吐出口１０５によって、各液流路１０７が外部
に連通している。上述のように、第２基板１１０の、共
通液室１０６および液流路１０７の溝が形成された面
と、第１基板１０２の、吐出エネルギー発生素子１０１
が形成された面とを、液流路１０７に吐出エネルギー発
生素子１０１が配置されるように向き合わせ、両者の面
の間に弾性部材（不図示）を挟んで押圧し、第１基板１
０２と第２基板１１０とが接合される。第１基板１０２
と第２基板１１０とが接合されることによって、共通液
室１０６と複数の液流路１０７とが形成されている。第
２基板１１０が接合された第１基板１０２と、第１基板
１０２に送る電気信号を発生するための駆動回路を搭載
した配線基板１０３とがベースプレート１０４に固定さ
れて、ヘッド主要部１１４が構成される。

【００３７】図３は、図２で示したヘッド主要部１１４
を備えたインクジェット記録ヘッドを示す斜視図であ
る。図３に示すように、ヘッド主要部１１４は、インク
をヘッド主要部１１４に供給するための記録液供給部材
（不図示）などを内蔵した外枠部材１２２によってカー
トリッジ１２３に組み付けられている。カートリッジ１
２３の内部には、インクを染み込ませて貯蔵するための
スポンジ等が収容されている。

【００３８】次に、上述した吐出口１０５を形成する方
法を図４および図５を参照して説明する。図４は、吐出
口１０５を形成するためのレーザ加工装置を示す概略構
成図であり、本実施形態のレーザ加工装置では、従来の
技術によるレーザ加工装置と比較して、マスクのみが異
なり、他の構成要素については従来のものと同等のもの
を用いている。

【００３９】本実施形態のレーザ加工装置では、図４に
示すように、レーザ光源２０１から出射するレーザ光の
レーザ光軸２０２上に、ビーム整形光学系２０３、照明
光学系２０６ａ，２０６ｂ、マスク２０５、投影光学系
２０７、ワーク２０４がレーザ光源２０１側からこの順
番で配置されている。ワーク２０４は、図１および図２
で示した第２基板２２０を作製するための部材であり、
吐出口１０５が形成される前のものである。

【００４０】ビーム整形光学系２０３は、レーザ光源２
０１からのレーザ光を整形するためのものであり、照明
光学系２０６ａ，２０６ｂは、レーザ光の強度を均一に
するためのものである。マスク２０５には、ワーク２０
４の加工形状に応じた、後述する図５で示されるような
パターンが形成されている。投影光学系２０７は、マス
ク２０５を透過したレーザ光をワーク２０４の加工面上
に所定の倍率で結像させるためのものである。本実施形
態の投影光学系２０７では、所定の倍率が１／４で、分
解能が０．００２ｍｍのものを用いた。投影光学系２０
７の分解能とは、マスク２０５のパターンをワーク２０
４の加工面に結像させることができる、加工面での最小
の大きさを示している。従って、投影光学系２０７の分
解能（０．００２ｍｍ）を所定の倍率（１／４）で割っ
た商となる０．００８ｍｍ以下のパターンがマスクに形
成されていると、このパターンが投影光学系２０７によ
ってワーク２０４に結像させることができない。

【００４１】また、照明光学系２０６ｂとマスク２０５
との間のレーザ光軸２０２上には、照明光学系２０６ｂ
からのレーザ光の強度を測定するためのパワーモニター
部２０９を備えた装置（不図示）が配置されている。ワ
ーク２０４は、ワーク取付台２０８上に取り付けられ、
ワーク２０４の、光軸を挟む両側には、ワーク２０４の
位置合わせの時に用いる観察系２１０ａ，２１０ｂが配
置されている。観察系２１０ａ，２１０ｂ、レーザ光源
２０１およびワーク取付台２０８は、制御系２１１によ
って制御される。

【００４２】図５は、図４で示したレーザ加工装置に用
いたマスク２０５の１つのパターンを示す拡大図であ
る。マスク２０５には、図５に示されるものと同様なパ
ターンが、０．２８２ｍｍピッチで１２８個配置されて
いる。マスク２０５のパターンは、図５に示すように、
レーザ光源２０１からのレーザ光を９０％透過し、吐出
口１０５の形状を規定する、円形の透過部３０２と、透
過部３０２の外側周囲に形成され、透過部３０２から離
れるに従いレーザ光の透過率が１０％刻みで段階的に低
下する減光部３０３と、減光部３０３の外側周囲の形成
された、レーザ光の透過率が２０％の遮光部３０５とで
構成されている。

【００４３】減光部３０３は、レーザ光の透過率の違い
から３つの減光部３０３ａ，３０３ｂ，３０３ｃで構成
されていて、透過部３０２の外側周囲には透過率５０％
の減光部３０３ａが形成され、減光部３０３ａの外側周
囲には透過率４０％の減光部３０３ｂが形成され、減光
部３０３ｂの外側周囲には透過率３０％の減光部３０３
ｃが形成されている。このようにレーザ光の透過率が、
減光部３０３ａから遮光部３０５に向かい１０％刻みで
順に変化している。

【００４４】減光部３０３の外形は、上底０．２２４ｍ
ｍ、下底０．１５６ｍｍ、高さ０．１７６ｍｍの等脚台
形となっていて、この等脚台形の形状によってテーパー
状液流路１０７ｂの、液流路１０７と接する面の形状と
大きさとが規定される。透過部３０２は、直径０．１６
４ｍｍの円形となっている。

【００４５】また、減光部３０３は、マスク２０５のネ
ガ部に相当する、大きさが０．００２ｍｍ四方の正方形
の減光要素３０４を複数ちりばめることによって構成さ
れている。図５の左下に示した、減光要素３０４は、実
際の減光要素３０４を拡大して示している。この減光要
素３０４の大きさ（０．００２ｍｍ）は、前述した投影
光学系２０７の分解能（０．００２ｍｍ）を所定の倍率
（１／４）で割った商となる０．００８ｍｍよりも小さ
いので、減光要素３０４の一片が投影光学系２０７によ
ってワーク２０４に結像されることがない。しかし、減
光要素３０４によってレーザ光の一部が反射または吸収
されるので、減光部３０３に入射するレーザ光が減光さ
れることになる。従って、減光要素３０４をより多くち
りばめることによって、透過率がより低い減光部を形成
することができる。この時、減光要素３０４が複数集ま
り、その集まりの大きさが、減光要素２０７の分解能
（０．００２ｍｍ）を所定の倍率（１／４）で割った商
となる０．００８ｍｍよりも大きくならないようにする
必要がある。減光要素３０４の集まりの大きさが、０．
００８ｍｍよりも大きくなると、その集まりの像がワー
ク２０４に結像されてしまい、レーザ光を均一に減光す
ることができない。

【００４６】遮光部３０５のレーザ光の透過率は２０％
になっていて、この遮光部３０５を透過し、投影光学系
２０７によって集光されたレーザ光のエネルギー密度が
ワーク２０４の加工閾値以下となり、ワーク２０４が加
工されない。

【００４７】このような構成のレーザ加工装置におい
て、レーザ光源２０１からのレーザ光がマスク２０５の
透過部３０２内部を９０％透過した時に、その透過した
レーザ光がワーク２０４の加工面上でエネルギー密度１
Ｊ／ｃｍ・ｐｕｌｓになるように調整し、１００Ｈｚで
３００ｐｕｌｓ、ワーク２０４の加工面にレーザ光を照
射して加工する。ワーク２０４は、前述したように、図
２で示した第２基板１１０の形状に作製されていて、図
１および図２で示した液流路１０７や、共通液室１０６
となる溝が既に形成され、吐出口１０５だけが形成され
ていない状態のものである。従って、液流路１０７の先
端がオリフィスプレート部１０８によって塞がれてい
る。この液流路１０７先端のオリフィスプレート部１０
８に液流路１０７側からレーザ光を照射して加工するの
で、オリフィスプレート部１０８の、液流路１０７先端
となる面が加工面になる。次では、図４で示したレーザ
加工装置の動作について説明する。

【００４８】レーザ光源２０１から出射したレーザ光は
ビーム整形光学系２０３によって整形され、さらに照明
光学系２０６ａ，２０６ｂによってレーザ光の強度が均
一化されてマスク２０５に入射する。マスク２０５に入
射したレーザ光のうち、マスク２０５を透過したレーザ
光が投影光学系２０７によってワーク２０４の加工面に
１／４の倍率で集光される。この時、マスク２０５に形
成されたパターンが投影光学系２０７によって１／４の
倍率でワーク２０４の加工面上に結像され、ワーク２０
４の加工面がマスク２０５のパターンに応じてアブレー
ション等により加工される。

【００４９】ワーク２０４の加工面上に結像される像
は、マスク２０５のパターンが１／４に縮小されたもの
なので、透過部３０２の直径０．１６４の円を投影した
像が、ワーク２０４の加工面上で０．０４１ｍｍの円に
なる。この透過部３０２を透過したレーザ光により、オ
リフィスプレート部１０８を貫通する穴が形成され、吐
出口１０５が形成される。形成された吐出口１０５の記
録液吐出側端部の直径は、レーザ加工の特性上、加工面
の投影像である直径０．０４１ｍｍの円よりも小さくな
り、本実施形態では、記録液吐出側端部の直径０．０３
３ｍｍの吐出口が得られた。

【００５０】また、減光部３０３を透過したレーザ光
は、透過部３０２を透過したレーザ光から外側に離れる
に従いエネルギー密度が低いレーザ光に変化しているの
で、オリフィスプレート部１０８の、吐出口１０５の外
側周辺では、レーザ光のエネルギー密度に応じた深さで
加工され、その加工深さが、吐出口１０５の記録液吐出
側端部から離れるに従い徐々に浅くなる。従って、途中
で段差がないテーパー状の吐出口１０５を得ることがで
きる。

【００５１】透過部３０２の場合と同様に、減光部３０
３の外形である、上底０．２２４ｍｍ、下底０．１５６
ｍｍ、高さ０．１７６ｍｍの等脚台形の投影像が、加工
面上で上底０．０５６ｍｍ、下底０．０３９ｍｍ、高さ
０．０４４ｍｍの等脚台形となるが、この等脚台形の投
影像は液流路１０７の断面形状とほぼ等しい。透過率２
０％の遮光部３０５を透過したレーザ光のエネルギー密
度はワーク２０４の加工閾値以下となるので、減光部３
０３の外形の等脚台形によって吐出口１０５の液流路１
０７側の形状が規定され、吐出口１０５と液流路１０７
との境界で段差（抵抗成分）が格段に低減される。この
ようにして、図１で示した吐出口１０５を備えた第２基
板１１０を作製することができる。本実施形態では、マ
スク２０５に、図５で示したパターンが１２８個形成さ
れているので、直径０．０３３ｍｍの吐出口を１２８個
有する、第２基板１１０を得ることができた。

【００５２】上述のように加工された第２基板１１０
を、図２に示したように第１基板１０２と接合してイン
クジェット記録ヘッドを作製し、実際に印字したとこ
ろ、インク液滴の吐出スピードが安定し、特に高速印字
において従来のものより吐出スピードが安定した。さら
に、小液滴の吐出においては、吐出スピードが安定する
とともに吐出スピードも向上し、小液滴が吐出する際に
インクのミストが軽減され、結果として高精細な画像を
記録することが可能となった。

【００５３】本実施形態では、マスク２０５の減光部３
０３が透過部３０２の外周から離れるに従い、レーザ光
の透過率が１０％刻みで減少するようにしたが、透過率
をより小刻みに変化させて減光部３０３を構成すること
によって、滑らかな加工面を有するテーパー状液流路１
０７ｂを確実に形成することができる。より理想的に
は、減光部３０３が、透過部３０２から離れるに従い透
過率が５０％から連続的に徐々に低下し、減光部３０３
と遮光部３０５との境界で透過率が２０％になるように
構成されることが最も望ましい。

【００５４】また、本実施形態では、減光部３０３の最
も外側の減光部３０３ｃを透過率３０％にしているが、
この減光部３０３ｃを透過率４０％に上げ、それに合わ
せて、例えば減光部３０３ｂを透過率４５％にして、減
光部３０３を５％刻みで変化する構成にし、このパター
ンを有するマスクを用いてレーザ加工することによって
も、同様な効果を得るインクジェット記録ヘッドを作製
することができた。

【００５５】また、本実施形態ではマスク２０５の減光
部３０３の外形を上底０．２２４ｍｍ、下底０．１５６
ｍｍ、高さ０．１７６ｍｍの等脚台形とし、この等脚台
形のの加工面での投影像の形状を、液流路１０７の断面
形状と一致させた。しかし、加工面の投影像と液流路１
０７の断面とが同じ形状の場合、図４で示したレーザ加
工装置でマスク２０５とワーク２０４との位置がわずか
にずれたままレーザ加工した際に、加工された吐出口１
０５と液流路１０７との境界で部分的に大きな抵抗成分
が生じるという恐れがある。従って、レーザ加工での歩
留りをより向上させるためには、マスク２０５の減光部
３０３の外形の大きさを１０％ほど大きく採り、液流路
１０７の部分も同時に加工するようにすることができ
る。

【００５６】この場合、隣接する液流路１０７どうしを
仕切る壁などの共通液室１０６側の部分に照射されるレ
ーザ光は、透過率が３０％の減光部３０３ｃを透過して
いるので、レーザ光の強度が弱く、加工される深さが浅
い。この浅く加工された、液流路１０７を仕切る壁の共
通液室１０６側の部分は、ある程度凹凸になっていて
も、インクが吐出する時に悪影響を及ぼさないので、特
に問題になることがない。従って、マスク２０５とワー
ク２０４とのわずかな位置合わせのずれの影響も関係な
く、図１で示した形状の吐出口１０５を形成することが
できる。

【００５７】上記のことを考慮して、減光部３０３の外
形を上底０．２４６ｍｍ、下底０．１７２ｍｍ、高さ
０．１９４ｍｍの等脚台形にし、減光部３０３の外形が
大きくなったことに合わせて減光部３０３ａ，３０３
ｂ，３０３ｃの領域を広げたパターンを、０．２８２ｍ
ｍピッチで１２８個配列してなるマスクを用いてレーザ
加工したことによって、吐出口１０５を有する第２基板
１１０を得ることができた。

【００５８】このことより、インクジェット記録ヘッド
の量産時に第２基板１１０の歩留りを向上させるために
は、マスク２０５の減光部３０３の外形を大きめにし、
減光部３０３の外形の、ワーク２０４での投影像が液流
路１０７の断面形状よりも大きくなるようにしてレーザ
加工することが望ましい。

【００５９】また、減光部３０３の外形を上記のように
１０％ほど大きくした上に、前述したように、透過部３
０２から離れるに従い、減光部３０３ａを透過率５０
％、減光部３０３ｂを透過率４５％、減光部３０３ｃを
透過率４０％とし、５％刻みで透過率を変化させたパタ
ーンを有するマスクを用いてレーザ加工することによっ
ても、同様な効果を有するインクジェット記録ヘッドを
製作することができた。しかし、減光部３０３ｃを透過
率３５％より大きくすると、液流路１０７の壁面の一部
が加工されたので、減光部３０３ｃの透過率は３５％以
下が望ましい。

【００６０】さらに、本実施形態では、マスク２０５の
減光要素３０４を０．００２ｍｍ四方の正方形にし、前
述したように、投影光学系２０７の分解能（０．００２
ｍｍ）を所定の倍率（１／４）で割った商となる０．０
０８ｍｍよりも小さくしたことによって、減光部３０３
でレーザ光を減光し、テーパー状液流路１０７ｂの壁面
を滑らかに加工した。しかし、ワーク２０４の条件や、
レーザ加工の加工条件により、必ずしも減光要素３０４
の大きさを０．００８ｍｍよりも小さくする必要がある
わけではない。以下では、この理由について説明する。

【００６１】例えば、本実施形態のように、分解能０．
００２ｍｍ、所定の倍率１／４の投影光学系２０７を用
いてレーザ加工する時に、この投影光学系２０７によっ
てワーク２０４に０．００４ｍｍの大きさのパターンを
投影したとする。この場合では、投影像が分解能よりも
大きいので、その大きさ０．００４ｍｍのパターンがワ
ーク２０４の加工面上に形成される。しかし、０．００
４ｍｍのパターンを加工面から深さ０．０１ｍｍ掘り込
んだ時には、レーザ加工の時に発生する熱の影響によ
り、０．００４ｍｍのパターンがつぶれてしまい、加工
面がパターンの形状に加工されないことがある。ワーク
２０４をパターン通りに正確に加工することができる大
きさは、照射するレーザ光のエネルギー密度や、レーザ
光を照射する時間、ワーク２０４の材質などの条件に影
響される。これらの条件により、ワーク２０４をパター
ン通りに加工することができる寸法の最小値が決定され
る。この最小値を加工分解能とすると、加工条件やワー
クの材質によって決定された加工分解能よりも小さいパ
ターンをワーク２０４に形成することができないことに
なる。従って、マスク２０５において、減光要素３０４
の大きさを、加工分解能を投影光学系２０７の所定の倍
率で割った商よりも小さくすることによっても、この減
光要素３０４をちりばめて構成した減光部３０３でレー
ザ光を減光し、テーパー状の吐出口１０５の壁面を滑ら
かに加工することができる。

【００６２】一般的に、ワーク２０４を深く加工する場
合には、その時の加工分解能が投影光学系の分解能より
も大きくなる。従って、減光要素３０４の大きさを、上
記のように加工分解能をもとに決定することによって、
投影光学系２０７の分解能をもとに決定した場合よりも
大きな減光要素で減光部３０３を構成することができ
る。その結果、マスク２０５をより容易に作製し、製造
コストを抑えることができる。

【００６３】従って、マスク２０５において、減光要素
３０４の大きさを、加工分解能を投影光学系２０７の分
解能で割った商よりも小さくすることにより、この減光
要素３０４で構成された減光部３０３でレーザ光を均一
に減光でき、同様なインクジェット記録ヘッドを作製す
ることができる。

【００６４】なお、本実施形態では、第２基板１１０の
材料としてはポリサルフォン製の樹脂を用い、レーザ光
源２０１より射出されるレーザ光には、波長が２４８ｎ
ｍのＫｒ−Ｆエキシマレーザ光を用いた。

【００６５】また、マスク２０５の材料としては、レー
ザ光の透過部にレーザ透過性の良い合成石英等を用い、
遮光部３０５にはクロム層を用いた。減光部３０３の減
光要素３０４として、大きさ０．００２ｍｍ×０．００
２ｍｍのクロム層の一片を用いた。

【００６６】（第２の実施の形態）図６は、本発明のイ
ンクジェット記録ヘッドの第２の実施形態を最もよく表
す断面図である。

【００６７】本実施形態では、図６に示すように吐出口
１０５のテーパー形状が途中で変化しており、また、吐
出口１０５は、吐出口１０５の記録液吐出側端部に接続
する部分にインク吐出方向の軸に対して対称なテーパー
形状をなす対称テーパー部１０５ａを有するものであ
る。そして、このように吐出口１０５が対称テーパー部
１０５ａを有することにより、記録液滴の吐出方向が安
定し、吐出時の記録液滴のよれを低減することができ
る。

【００６８】したがって、液流路断面積と吐出口断面積
の差が大きい場合であってもこの対称テーパー部１０５
ａを設け、テーパー形状を途中で変化させることで液流
路１０７に対する吐出口１０５の位置を所望の位置に形
成することが可能である。この様にすることによって液
流路１０７の配列密度を高くする場合であっても高さ方
向に液流路１０７の容積を確保することが可能となり好
ましいものである。

【００６９】また、吐出効率を向上させることを考えた
場合、吐出口１０５の位置は第１基板１０２に近い位置
に設けられるのが好ましい。図６では吐出口１０５の断
面形状が第１基板１０２に最も近い部分で一様なテーパ
ー形状をなし、天板部１１１側のテーパー形状が途中で
変化するようになっている。吐出口１０５をこのような
構成とすることにより、吐出口１０５の第１基板１０２
に近い部分の流体抵抗成分を小さくできるため、特に小
液滴を吐出するために比較的少ない発泡にて記録液滴を
吐出させる場合に十分な吐出速度の確保に有効となる。

【００７０】なお、ここで、対称テーパー部１０５ａと
は、少なくともインク吐出方向の軸における第１基板１
０２と平行な方向と第１基板１０２と垂直な方向（図６
に示す断面方向）の２方向において、テーパー角が対称
となっていればよい。

【００７１】また、テーパー形状が変化している部分は
図７に示すように微小な段階的になっている形状であっ
ても構わない。

【００７２】（第３の実施の形態）図８は、本発明のイ
ンクジェット記録ヘッドの第３の実施形態を最もよく表
す断面図である。

【００７３】上述の構成はいずれも一つの液流路１０７
内に一つの吐出エネルギー発生素子１０１が設けられる
構成であったが、本実施形態においては、一つの液流路
１０７内に複数の吐出エネルギー発生素子１０１が設け
られている構成となっている。本実施形態の吐出エネル
ギー発生素子１０１としては電気熱変換素子が用いられ
ている。

【００７４】図８においては、液流路１０７内に吐出エ
ネルギー発生素子である吐出エネルギー発生素子１０１
が２つ設けられている。この２つの吐出エネルギー発生
素子１０１は、吐出口１０５からの距離がそれぞれ異な
っており、各吐出エネルギー発生素子１０１の大きさは
吐出口１０５側の吐出エネルギー発生素子１０１のほう
が液室側の吐出エネルギー発生素子１０１よりも小さく
なっている。各吐出エネルギー発生素子１０１はそれぞ
れ独立に駆動可能となっており、各吐出エネルギー発生
素子１０１を選択的に駆動することにより、記録液滴の
吐出量を変化させることができるようになっている。例
えば、小液滴を吐出したい場合には吐出口１０５側の吐
出エネルギー発生素子１０１のみを駆動させ、大液滴を
吐出したい場合には両方の吐出エネルギー発生素子１０
１を同時に駆動させることにより２値の階調記録を行う
ことができる。もちろん階調記録の方法は上述の方法に
限られるものではない。

【００７５】このように、今まで説明した小液滴の吐出
に加え大液滴を吐出できるようにすることにより、吐出
される液滴数を減少させることができ、さらに高速印刷
が可能となる。

【００７６】ここで、階調記録を行う際には、小液滴と
大液滴の液滴量の差を大きく採るとともに吐出速度差を
小さくすることが望ましい。

【００７７】本発明によれば、比較的小さい吐出口径で
も大液滴の吐出量を確保することができるとともに、小
液滴吐出時の吐出速度が従来に比べあまり低くならない
ため、大小液滴の吐出量差を大きくするとともに速度差
を小さくすることができるものである。

【００７８】本実施形態では、吐出エネルギー発生素子
である電気熱変換素子を液流路に沿って複数配設した構
成としたが、電気熱変換素子から吐出口までの距離が異
なるのであれば、液流路方向に交差するように配設する
構成であってもよい。また、各電気熱変換素子の大きさ
は必ずしも異なっている必要はない。

【００７９】なお、本実施形態における電気熱変換素子
から吐出口までの距離とは、電気熱変換素子の面積中心
から吐出口のインク吐出側端部までの距離を意味するも
のである。

【００８０】上述した実施形態において、共通液室から
延びる液流路の断面形状を等脚台形としたが、液流路の
断面形状がこれらの形状に限られることはない。例え
ば、第１の実施形態におけるインクジェット記録ヘッド
で、テーパー状の吐出口１０５の液流路１０７側の開口
形状が、液流路１０７の等脚台形の断面形状に内接する
円形や楕円形等であってもよい。液流路の先端部が徐々
に狭くなりながら吐出口に向かって延びていて、インク
が吐出する際に液流路の先端部でインクの滞留が少な
く、インクの流抵抗がより小さくなればよい。

【００８１】また、上述した第１〜第３の実施形態にお
いて、レーザ光源としては、Ｋｒ−Ｆエキシマレーザを
用いたが、Ｘｅ−Ｃｌエキシマレーザ等の他パルス紫外
線レーザを用いてもよく、ＹＡＧレーザの４次高調波、
ＹＡＧレーザの基本波、ＹＡＧレーザ光の２次高調波、
ＹＡＧレーザの基本波とＹＡＧレーザ光の２次高調波の
ミキシング波、窒素ガスレーザ光等を用いることも可能
である。

【００８２】また、マスクの遮光部と、減光部の減光要
素としては、クロム層を用いたが、アルミ、リン青銅、
ニッケル等を用いてもよい。

【００８３】また、吐出エネルギー発生素子としては、
電気熱変換素子を用いたが、電気熱変換素子の代わりに
圧電素子（ピエゾ素子）等を用いてもよい。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように本発明のインクジェ
ット記録ヘッドは、液流路の先端の吐出口における記録
液吐出側吐出口端部の断面形状は円形であるとともに、
液流路と接続する吐出口端部は記録液吐出側吐出口端部
よりも断面積が大きく、かつ、断面形状が矩形であり、
吐出口が矩形断面形状から円形断面形状に徐々にテーパ
ー状に変化していることにより、吐出口と液流路の連結
部分にできる抵抗成分を小さくすることができるととも
に、ヒーターと吐出口との距離を遠ざけることなく吐出
エネルギー発生素子より吐出口側の液流路と吐出口の容
積を確保することができる。その結果、リフィル特性に
優れたインクジェット記録ヘッドが得られるという効果
がある。さらに、特に基板側の吐出口と液流路の連結部
分にできる抵抗成分を小さくすることができるために、
従来よりも吐出効率を向上させることができ、これによ
り十分な記録液滴の吐出速度を確保することができる。
したがって、ヒーターの面積をそれほど大きくすること
なく小液滴の吐出が可能となり、さらにリフィル特性の
向上を促すことも可能となる。その結果、小液滴を高速
度で繰り返し吐出することが可能となり、高品位の印刷
を高速で行うことのできるインクジェット記録ヘッドが
得られる。

【００８５】また、本発明のインクジェット記録ヘッド
の製造方法は、先端部が徐々に狭くなりながら延びるテ
ーパー形状の吐出口を形成する際に、レーザ光を透過
し、吐出口の形状を規定する透過部と、透過部の外側周
囲に形成され、透過部から離れるに従いレーザ光の透過
率が徐々に低下する減光部とを有するマスクを介して、
吐出口プレートとなる部材に共通液室側からレーザ光を
照射して加工することにより、上記の効果が得られる吐
出口を、安定した加工精度で形成することができるとい
う効果がある。また、液流路の先端部を上記の形状に加
工するために、複数のマスクを作製する必要がなくな
り、容易に、しかも安価に吐出口を形成することができ
るという効果がある。その結果、高精細な画像を記録で
き、製造コストを抑えたインクジェット記録ヘッドを提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録ヘッドの第１の実
施形態を最もよく表す断面図、平面図および斜視図であ
る。

【図２】図１で示した吐出口および液流路を備えたイン
クジェット記録ヘッドの主要部を示す斜視図である。

【図３】図２で示したインクジェット記録ヘッドの主要
部を備えたインクジェット記録ヘッドを示す斜視図であ
る。

【図４】図１で示した吐出口および液流路を形成するた
めのレーザ加工装置の概略構成図である。

【図５】図４で示したレーザ加工装置に用いたマスクを
示す拡大図である。

【図６】本発明のインクジェット記録ヘッドの第２の実
施形態を最もよく表す断面図である。

【図７】本発明のインクジェット記録ヘッドの第２の実
施形態の変形例を示す断面図である。

【図８】本発明のインクジェット記録ヘッドの第３の実
施形態を最もよく表す断面図である。

【図９】従来の技術によるインクジェット記録ヘッドの
主要部を示す斜視図である。

【図１０】図９で示したインクジェット記録ヘッドの主
要部を備えたインクジェット記録ヘッドの斜視図であ
る。

【図１１】図９で示した吐出口および液流路を示す断面
図、平面図および斜視図である。

【符号の説明】

１０１、７０１ 吐出エネルギー発生素子 １０２、７０２ 第１基板 １０４、７０４ ベースプレート １０５、７０５ 吐出口 １０５ａ 対称テーパー部 １０６、７０６ 共通液室 １０７、７０７ 液流路 １０７ｂ テーパー状液流路 １０８、７０８ オリフィスプレート部 １０９、７０９ インク供給口 １１０、７１０ 第２基板 １１１、７１１ 天板部 １１４、７１４ ヘッド主要部 １２１、７２１ 配線基板 １２２、７２２ 外枠部材 １２３、７２３ カートリッジ ２０１ レーザ光源 ２０２ レーザ光軸 ２０３ ビーム整形光学系 ２０４ ワーク ２０５ マスク ２０６ａ、２０６ｂ 照明光学系 ２０７ 投影光学系 ２０８ ワーク取り付け台 ２０９ パワーモニター部 ２１０ａ、２１０ｂ 観察系 ２１１ 制御系 ３０２ 透過部 ３０３、３０３ａ、３０３ｂ、３０３ｃ 減光部 ３０４ 減光要素 ３０５ 遮光部

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録液を吐出する複数の吐出口と、該吐
   出口を備える吐出口プレートと、前記記録液を保持する
   ための液室と、前記記録液を吐出させるための複数の吐
   出エネルギー発生素子と、該複数の吐出エネルギー発生
   素子を一面に備える基板と、前記液室と前記吐出口とを
   連通させるために一方向に延び前記吐出エネルギー発生
   素子を内包するとともに矩形断面形状を有する複数の液
   流路とを具備するインクジェット記録ヘッドにおいて、 前記吐出口の記録液吐出側吐出口端部の断面形状は円形
   であるとともに、前記液流路と接続する吐出口端部は前
   記記録液吐出側吐出口端部よりも断面積が大きく、か
   つ、断面形状が矩形であり、前記吐出口は矩形断面形状
   から円形断面形状に徐々にテーパー状に変化しているこ
   とを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 【請求項２】 前記吐出口は、記録液吐出側端部に接続
   する部分にインク吐出方向の軸に対して対称なテーパー
   形状をなす対称テーパー部を有する請求項１に記載のイ
   ンクジェット記録ヘッド。
3. 【請求項３】 前記吐出口のテーパー角が途中で変化す
   る部分を有する請求項２に記載のインクジェット記録ヘ
   ッド。
4. 【請求項４】 前記吐出口の、前記基板に最も近い部分
   が一様のテーパー角をなす請求項３に記載のインクジェ
   ット記録ヘッド。
5. 【請求項５】 前記液流路は、前記液流路の一部をなす
   流路溝を有する天板を前記基板に接合することで形成さ
   れているとともに、該天板に前記吐出口プレートが一体
   に形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の
   インクジェット記録ヘッド。
6. 【請求項６】 前記液流路の断面形状は前記基板側に長
   辺を有する台形形状である請求項１〜５のいずれか１項
   に記載のインクジェット記録ヘッド。
7. 【請求項７】 前記吐出エネルギー発生素子は電気熱変
   換素子であり、該電気熱変換素子から発生した熱エネル
   ギーを前記液流路内の記録液に付与し、前記記録液に気
   泡を生じせしめることで前記記録液を吐出する請求項１
   〜６のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッ
   ド。
8. 【請求項８】 前記吐出エネルギー発生素子は前記液流
   路内に複数個配されており、前記液流路内における各吐
   出エネルギー発生素子の前記吐出口までの距離が異なっ
   ている請求項１〜７のいずれか１項に記載のインクジェ
   ット記録ヘッド。
9. 【請求項９】 前記液流路内に設けられる複数の吐出エ
   ネルギー発生素子はそれぞれ独立に駆動可能であり、所
   望の吐出エネルギー発生素子を駆動することで記録液滴
   の吐出量を変化させることができる請求項８に記載のイ
   ンクジェット記録ヘッド。
10. 【請求項１０】 記録液を吐出する複数の吐出口と、該
    吐出口を備える吐出口プレートと、前記記録液を保持す
    るための液室と、前記記録液を吐出させるための複数の
    吐出エネルギー発生素子と、該複数の吐出エネルギー発
    生素子を一面に備える基板と、前記液室と前記吐出口と
    を連通させるために一方向に延び前記吐出エネルギー発
    生素子を内包するとともに矩形断面形状を有する複数の
    液流路とを具備するインクジェット記録ヘッドを製造す
    る際に、前記吐出口プレートとなる部材に所定のパター
    ンが形成されたマスクを介してレーザ光を投影すること
    で前記吐出口を形成するインクジェット記録ヘッドの製
    造方法において、 前記マスクのパターンは、レーザ光を透過し、前記吐出
    口の形状を規定する透過部と、該透過部の外側周囲に形
    成され、該透過部から離れるに従いレーザ光の透過率が
    徐々に低下する減光部とを有し、前記マスクを用いて、
    矩形断面形状を有する前記液流路と接続する吐出口端部
    から円形断面形状を有する記録液吐出側吐出口端部まで
    徐々にテーパー状に変化する吐出口を形成することを特
    徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方法。
11. 【請求項１１】 前記マスクのパターンは、レーザ光の
    エネルギー密度を前記吐出口プレートとなる部材の加工
    閾値以下に抑える遮光部が前記減光部の外側周囲に形成
    されている請求項１０に記載のインクジェット記録ヘッ
    ドの製造方法。
12. 【請求項１２】 前記マスクの前記減光部は、前記透過
    部から離れるに従いレーザ光の透過率が１０％刻みで段
    階的に低下するように形成されている請求項１０または
    １１に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
13. 【請求項１３】 前記減光部は、レーザ光源からのレー
    ザ光を反射または吸収する減光要素を複数ちりばめるこ
    とにより構成されている請求項１０〜１２のいずれか１
    項に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
14. 【請求項１４】 前記減光要素の大きさは、投影光学系
    の分解能を前記投影光学系の所定の倍率で割った商より
    も小さい請求項１３に記載のインクジェット記録ヘッド
    の製造方法。
15. 【請求項１５】 前記減光要素の大きさは、レーザ加工
    装置を用いて加工する際の加工条件や前記吐出口プレー
    トとなる部材の材質により決定される加工分解能を前記
    投影光学系の所定の倍率で割った商よりも小さい請求項
    １３に記載のインクジェット記録ヘッドの製造方法。
16. 【請求項１６】 前記減光要素は、前記減光要素を透過
    するレーザ光のエネルギー密度を前記吐出口プレートと
    なる部材の加工閾値以下にするものである請求項１３〜
    １５のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッド
    の製造方法。
17. 【請求項１７】 前記減光要素は、前記減光要素に入射
    するレーザ光を１０％遮光するものである請求項１３〜
    １５のいずれか１項に記載にインクジェット記録ヘッド
    の製造方法。
18. 【請求項１８】 前記レーザ光はエキシマレーザである
    請求項１０〜１７のいずれか１項に記載のインクジェッ
    ト記録ヘッドの製造方法。