JP2002337318A - 液体吐出ヘッドならびにこれを用いたヘッドカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェットプリンタにおけるその配列方
向両端側に位置する吐出口から吐出されるインク滴が配
列方向中央側に偏倚し、べたプリントを形成する場合に
白筋が発生してしまう。 【解決手段】 プリント媒体の搬送方向に沿って配列す
る複数の吐出口２５と、これら吐出口２５にそれぞれ対
向して配置され、当該吐出口２５から液体を吐出させる
ための複数の吐出エネルギー発生部２９とを有し、プリ
ント媒体の搬送方向に対して交差する方向にプリント媒
体に沿って走査移動する液体吐出ヘッドであって、吐出
口２５からの液体の吐出に伴って発生する気流の偏倚を
制御するための気流制御手段を具え、この気流制御手段
はその配列方向両端に位置する吐出口に近接してそれぞ
れ流体が噴射される一対の開口３５を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体を吐出するた
めの吐出口を有する液体吐出ヘッドならびにこれを用い
たヘッドカートリッジおよび画像形成装置に関する。

【０００２】なお、本明細書において「プリント」と
は、文字や図形など有意の情報を形成する場合のみなら
ず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るよ
うに顕在化したものであるか否かを問わず、広くプリン
ト媒体上に画像，模様，パターンなどを形成したり、ま
たは媒体の加工を行う場合をも包含する。また、「プリ
ント媒体」とは、一般的なプリント装置で用いられる紙
のみならず、布，プラスチックフィルム，金属板，ガラ
ス，セラミックス，木材，皮革などのインクを受容可能
な物をも含むものである。さらに、「インク」（「液
体」と記述する場合もある）とは、上記「プリント」の
定義と同様に広く解釈されるべきであり、プリント媒体
に付与されることによって、画像，模様，パターンなど
の形成またはプリント媒体の加工あるいはインクの処理
（例えばプリント媒体に付与されるインク中の色材の凝
固や不溶化など）に供され得る液体を含み、従ってプリ
ントに関して用いることが可能なあらゆる液体を包含し
ている。

【０００３】

【従来の技術】近年、インターネットやデジタルカメラ
の普及などにより、高階調のカラー印刷に対する需要も
高まってきており、これに伴ってインクジェットプリン
タの高性能化も進められつつある。高精細かつ高階調の
高品位プリント画像を得る手段として、 インクを吐出するための吐出口の配列間隔を狭め、
解像度の向上を図る。 特定の色インクに対し、これに含まれる色剤の割
合、つまり色剤の濃度が異なる複数（最低２つ）の色イ
ンクをそれぞれ吐出する複数のプリントヘッドを用意
し、必要に応じて濃インクと淡インクとを選択的に重ね
打ちすることにより階調性の向上を図る。 吐出口から吐出されるインク滴の大きさ、すなわち
インク量を可変にすることにより階調性の向上を図る。
などの方法が知られている。

【０００４】プリントヘッドの吐出口からインクを吐出
させるための吐出エネルギーとして熱エネルギーを用
い、インク中に気泡を発生させてその際の発泡圧力を利
用する、いわゆるバブルジェット（登録商標）方式のプ
リンタにおいては、上述したの方法が比較的困難であ
るので、やの方法が特に有効であると考えられる。

【０００５】しかしながら、の方法を実現しようとす
ると、特定の色インクに対して２つ以上のプリントヘッ
ドが必要となり、コスト高になってしまう。従って、バ
ブルジェット方式のプリンタにおいては、のように吐
出口の配列間隔を狭め、各吐出口から吐出される個々の
インク滴の大きさを小さく（例えば１０ピコリットル以
下）して解像度の向上を図る手法が、製造コストの上昇
をほとんど伴わないことから最も望ましい簡便な方法と
言えよう。

【０００６】このような小さなインク滴を吐出口から吐
出させる場合、インクの加熱に伴って膜沸騰により成長
する気泡を吐出口を介して大気に連通させる方式のもの
が、例えば特開平４−１０９４０号公報，特開平４−１
０９４１号公報，特開平４−１０７４２号公報などで開
示され、膜沸騰により成長する気泡を大気に連通させず
にインク滴を吐出する旧来のバブルジェット方式のもの
と区別するため、いわゆるバブルスルー方式と呼称され
る場合がある。

【０００７】膜沸騰により成長する気泡を大気に連通さ
せずにインク滴を吐出する旧来のバブルジェット方式に
よるプリントヘッドにおいては、吐出口から吐出される
インク滴の大きさを小さくするに連れて吐出口に連通す
るインク流路の通路断面積を小さくしなければならず、
吐出効率が低下して吐出口から吐出されるインク滴の吐
出速度が低下してしまう不具合が生ずる。インク滴の吐
出速度が低下すると、その吐出方向が不安定になる上、
プリントヘッドの休止時に水分の蒸発に伴ってインクの
増粘化が起こり、吐出状態がさらに不安定となって初期
吐出不良などが発生し、信頼性の低下を来す可能性があ
る。

【０００８】この点、気泡が大気に連通するバブルスル
ー方式のプリントヘッドは、インク滴の大きさを吐出口
の幾何学的形状のみで決定できるため、小インク滴を吐
出するのに適しており、温度などの影響を受けにくく、
インク滴の吐出量が旧来のバブルジェット方式のプリン
トヘッドと比較して非常にに安定しているという利点が
あるため、高精細かつ高階調の高品位プリント画像を比
較的容易に得ることが可能である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】高精細かつ高階調の高
品位プリント画像を得るには、１つの吐出口から極めて
少量のインク滴を吐出させてプリントを行うことが好ま
しい。この場合、プリント速度の高速化のためには吐出
口からインク滴を短周期で吐出させる必要がある。しか
も、プリントヘッドを搭載するキャリッジをプリント媒
体に対してプリントヘッドの駆動周波数に同期して高速
で走査移動させなければならない。このような観点か
ら、インクジェットプリンタにおいては特にバブルスル
ー方式のものが適していると言える。

【００１０】このようなインクジェット方式のプリント
ヘッドをキャリッジと共にプリント媒体に沿って高速で
走査移動させつつすべての吐出口からインク滴を連続的
に吐出させ、いわゆるべたプリントをプリント媒体に対
して行う場合、この時のインク滴の吐出状態を図６に示
す。プリントヘッド１の走査移動方向は、この図６の紙
面に対して垂直な方向であり、図示しない吐出口は図の
左右方向に配列した状態となっている。画像データがべ
たの場合には、各吐出口に対応するすべての吐出エネル
ギー発生部（図示せず）が高い駆動周波数で駆動され
る。このため、吐出口からプリント媒体２に向けて吐出
するインク滴３の運動に伴い、その周囲に介在する粘性
を持った空気もインク滴３の運動に引きずられて移動す
る。この結果、プリントヘッド１の吐出口が開口する吐
出口面４近傍がプリントヘッド１の周囲よりも減圧傾向
となり、特に吐出口の配列方向両端側に位置する吐出口
から吐出されるインク滴３がその配列方向中央側に引き
寄せられ、プリント媒体２に対して所期の位置に吐出さ
れなくなることが判明した。

【００１１】このような現象の下で、べたプリントを複
数回のキャリッジの走査移動によって行った場合、この
時のプリント媒体に形成されるべたプリントの画像を図
７に模式的に示す。キャリッジはプリントヘッドと共に
図中、上方から下方に走査移動するが、この際に前回の
走査移動によって形成されたべた画像５と次の走査移動
によって形成されたべた画像６との間に白筋７が形成さ
れてしまうことが理解されよう。

【００１２】このような不具合は、吐出口の配列間隔を
狭く設定し、１回の駆動操作によって１０ピコリットル
以下の少量のインク滴を高周期で吐出できるバブルスル
ー方式のインクジェットプリンタにおいて特に顕著に現
れる。

【００１３】かかる不具合を防止するため、吐出口の配
列方向両端側に位置する吐出口から吐出されるインク滴
の大きさを大きくし、すなわちインク滴の慣性質量を増
大させることによって、この配列方向両端側に位置する
吐出口から吐出されるインク滴の吐出軌跡の偏倚を抑制
することも可能である。しかしながら、インク滴を大き
くすることは、高精細かつ高階調の画像を形成する上で
の障害になる。さらに、プリント媒体に対するインク滴
の浸透が遅れる上、プリント媒体の膨潤に伴ってプリン
ト画像の劣化を招来する可能性が高い。あるいは、吐出
エネルギー発生部に対する駆動周波数を低く抑えること
によって上述した不具合を緩和することも可能である。
しかしながら、吐出エネルギー発生部に対する駆動周波
数を低く設定した場合にはプリント速度が遅くなってし
まい、高速でプリントアウトするというユーザのニーズ
に応えることができなくなってしまう。

【００１４】

【発明の目的】本発明の目的は、プリント媒体の搬送方
向に対して交差する方向に走査しつつ高周期で液滴を吐
出し得るインクジェットプリンタであっても、その配列
方向両端側に位置する吐出口から吐出されるインク滴の
偏倚を抑制し、べたプリントを形成した場合でも白筋が
発生しないように配慮した液体吐出ヘッドならびにこの
液体吐出ヘッドを用いるヘッドカートリッジおよび画像
形成装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の形態は、
プリント媒体の搬送方向に沿って配列する複数の吐出口
と、これら吐出口にそれぞれ対向して配置され、当該吐
出口から液体を吐出させるための複数の吐出エネルギー
発生部とを有し、前記プリント媒体の搬送方向に対して
交差する方向に前記プリント媒体に沿って走査移動する
液体吐出ヘッドであって、前記吐出口からの液体の吐出
に伴って発生する気流の偏倚を制御するための気流制御
手段を具え、この気流制御手段はその配列方向両端に位
置する前記吐出口に近接してそれぞれ流体が噴射される
一対の開口を有することを特徴とするものである。

【００１６】本発明においては、その配列方向両端に位
置する吐出口に近接して配された気流制御手段の一対の
開口からそれぞれ流体が噴射され、吐出口からの液体の
吐出に伴って発生する気流の偏倚がこれら一対の開口か
ら噴射される流体によって制御される。この結果、最終
的にプリント媒体に到達する液滴の位置が所期の位置に
修正される。

【００１７】本発明の第２の形態は、本発明の第１の形
態による液体吐出ヘッドと、この液体吐出ヘッドに供給
される液体を貯溜する液体タンクとを具えたことを特徴
とするヘッドカートリッジにある。

【００１８】本発明の第３の形態は、本発明の第１の形
態または第２の形態による液体吐出ヘッドの取り付け部
と、プリント媒体の搬送手段とを具え、前記液体吐出ヘ
ッドの吐出口から吐出される液体によってプリント媒体
に画像を形成することを特徴とする画像形成装置にあ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】本発明の第１の形態による液体吐
出ヘッドにおいて、一対の開口から噴射される流体が空
気であり、気流制御手段は、一対の開口から空気を噴射
させるための送風手段をさらに有するものであってよ
い。

【００２０】あるいは、一対の開口から噴射される流体
が透明な液体であり、気流制御手段は、一対の開口から
透明な液体を噴射させるための液体噴射手段をさらに有
するものであってよい。この場合、一対の開口は、吐出
口の配列方向に沿って配列するそれぞれ複数の吐出口群
からなり、液体噴射手段は、当該吐出口群から透明な液
体をそれぞれ噴射させるための噴射エネルギー発生部を
有するものであってよい。さらにこの場合には、噴射エ
ネルギー発生部は、透明な液体に膜沸騰を生じさせて吐
出口群から透明な液体を噴射させるための熱エネルギー
を発生する電気熱変換体を有するものであってよい。こ
れらの場合において、液体が、インクおよび／またはプ
リント媒体に対するインクのプリント性を調整するため
の処理液であり、透明な液体がこの処理液であってよ
い。

【００２１】吐出エネルギー発生部は、液体に膜沸騰を
生じさせて吐出口から液体を吐出させるための熱エネル
ギーを発生する電気熱変換体を有するものであってよ
い。

【００２２】本発明の第２の形態によるヘッドカートリ
ッジにおいて、液体タンクが着脱手段を介して液体吐出
ヘッドに対して着脱可能であってよい。

【００２３】本発明の第３の形態による画像形成装置に
おいて、取り付け部がプリント媒体の搬送方向と交差す
る方向に走査移動可能なキャリッジを有するものであっ
てよい。この場合、液体吐出ヘッドは、着脱手段を介し
てキャリッジに対して着脱自在に搭載されるものであっ
てよい。

【００２４】

【実施例】本発明による画像形成装置をインクジェット
プリンタに応用した一実施例について、図１〜図５を参
照しながら詳細に説明するが、本発明はこのような実施
例に限らず、これらをさらに組み合わせたり、この明細
書の特許請求の範囲に記載された本発明の概念に包含さ
れるべき他の技術にも応用することができる。

【００２５】本実施例におけるインクジェットプリンタ
の機構部分の外観を図１に示し、このインクジェットプ
リンタに用いられるヘッドカートリッジの外観を分解状
態で図２に示し、そのプリントヘッドの外観を図３に示
す。すなわち、本実施例におけるインクジェットプリン
タのシャシー１０は、所定の剛性を有する複数の板状金
属部材により構成され、このインクジェットプリンタの
骨格をなす。シャシー１０には、図示しないシート状の
プリント媒体をインクジェットプリンタの内部へと自動
的に給送する媒体給送部１１と、この媒体給送部１１か
ら１枚ずつ給送されるプリント媒体を所望のプリント位
置へ導くと共にこのプリント位置から媒体排出部１２へ
とプリント媒体を導く媒体搬送部１３と、プリント位置
に搬送されたプリント媒体に所定のプリント動作を行う
プリント部と、このプリント部に対する回復処理を行う
ヘッド回復部１４とが組み付けられている。

【００２６】プリント部は、キャリッジ軸１５に沿って
走査移動可能に支持されたキャリッジ１６と、このキャ
リッジ１６にヘッドセットレバー１７を介して着脱可能
に搭載されるヘッドカートリッジ１８とからなる。

【００２７】ヘッドカートリッジ１８が搭載されるキャ
リッジ１６には、このヘッドカートリッジ１８のプリン
トヘッド１９をキャリッジ１６上の所定の装着位置に位
置決めするためのキャリッジカバー２０と、プリントヘ
ッド１９のタンクホルダ２１と係合してプリントヘッド
１９を所定の装着位置に位置決めするように押圧する前
述のヘッドセットレバー１７とが設けられている。本発
明の着脱手段としてのヘッドセットレバー１７は、キャ
リッジ１６の上部に図示しないヘッドセットレバー軸に
対して回動可能に設けられ、またプリントヘッド１９と
の係合部には、ばね付勢される図示しないヘッドセット
プレートが設けられ、このヘッドセットプレートのばね
力によってプリントヘッド１９を押圧しながらキャリッ
ジ１６に装着するようになっている。

【００２８】プリントヘッド１９に対するキャリッジ１
６の別の係合部には、コンタクトフレキシブルプリント
ケーブル（以下、コンタクトＦＰＣと称す）２２の一端
部が連結され、このコンタクトＦＰＣ２２の一端部に形
成された図示しないコンタクト部と、プリントヘッド１
９に設けられた外部信号入力端子であるコンタクト部２
３とが電気的に接触し、プリントのための各種情報の授
受やプリントヘッド１９への電力の供給などを行い得る
ようになっている。

【００２９】コンタクトＦＰＣ２２のコンタクト部とキ
ャリッジ１６との間には、図示しないゴムなどの弾性部
材が設けられ、この弾性部材の弾性力とヘッドセットプ
レートによる押圧力とによって、コンタクトＦＰＣ２２
のコンタクト部とプリントヘッド１９のコンタクト部２
３との確実な接触を可能とするようになっている。コン
タクトＦＰＣ２２の他端部は、キャリッジ１６の背面に
搭載された図示しないキャリッジ基板に接続されてい
る。

【００３０】本実施例におけるヘッドカートリッジ１８
は、インクを貯留するインクタンク２４と、このインク
タンク２４から供給されるインクをプリント情報に応じ
てプリントヘッド１９の吐出口２５（図４参照）から吐
出させる前述のプリントヘッド１９とを有する。本実施
例のプリントヘッド１９は、キャリッジ１６に対して着
脱可能に搭載される、いわゆるカートリッジ方式を採用
している。

【００３１】また、本実施例では写真調の高画質なカラ
ープリントを可能とするため、例えば黒色，淡シアン
色，淡マゼンタ色，シアン色，マゼンタ色および黄色の
各色インクが独立した６個のインクタンク２４を使用可
能としている。各インクタンク２４には、ヘッドカード
リッジ１８に対して係止し得る弾性変形可能な取り外し
用レバー２６が設けられ、この取り外し用レバー２５を
操作することにより、図３に示すように、プリントヘッ
ド１９に対してそれぞれ取り外し可能となっている。従
って、取り外し用レバー２６は、本発明の着脱手段の一
部として機能するものである。

【００３２】プリントヘッド１９は、後述するプリント
素子基板２７，電気配線基板２８，前述のタンクホルダ
２１などから構成されている。本実施例におけるプリン
トヘッド１９のプリント素子基板２７の破断構造を図４
に示し、概略断面構造を図５に示す。本実施例における
プリント素子基板２７は、厚さが０.５mm〜１mmのシリ
コン基板の上に成膜技術を用いて吐出エネルギー発生
部，共通インク室３１，インク路３３，吐出口２５など
を形成したものである。すなわち、プリント素子基板２
７には、これを貫通する長孔状のインク供給口２８が形
成されている。このインク供給口２８の両側には、プリ
ント媒体の搬送方向、つまりインク供給口２８の長手方
向に沿って所定間隔で２列に並ぶ複数（本実施例では片
側１２８個）の電気熱変換体２９が相互に半ピッチずら
した状態で形成され、それぞれ吐出エネルギー発生部を
構成している。プリント素子基板２７には、これら電気
熱変換体２９の他、電気熱変換体２９とプリンタ本体側
との電気的接続を行うための電極端子３０およびアルミ
ニウムなどで形成される図示しない電気配線などが成膜
技術によって形成されている。

【００３３】プリント素子基板２７に形成された電極端
子３０に対して連結される電気配線基板２８は、プリン
ト素子基板２７にインクを吐出するための電気信号を印
加するためのものであり、プリント素子基板２７に対応
する電気配線と、この電気配線端部に位置し、プリンタ
本体からの電気信号を受け取るための前述のコンタクト
部２３とを有しており、このコンタクト部２３はタンク
ホルダ２１の背面側に位置決め固定されている。この電
気配線基板２８を介して図示しない駆動ＩＣから電気熱
変換体２９に対する駆動信号が与えられ、同時に駆動電
力がこの電気熱変換体２９に供給される。

【００３４】なお、インクタンク２４を着脱可能に保持
するタンクホルダ２１には、インクタンク２４からプリ
ント素子基板２７のインク供給口２８に亙るインク流路
が形成されている。

【００３５】プリント素子基板２７上には、インク供給
口２８に連通する共通インク室３１を介して電気熱変換
体２９とそれぞれ正対する複数の吐出口２５を有する上
板部材３２が形成される。すなわち、この上板部材３２
とプリント素子基板２７との間には、個々の吐出口２５
と共通インク室３１とに連通するインク路３３が形成さ
れ、隣接するインク路３３の間には仕切り壁３４が形成
される。これら共通インク室３１，インク路３３および
仕切り壁３４などは、吐出口２５と同様にフォトリソグ
ラフィ技術により上板部材３２と共に形成される。

【００３６】インク供給口２８から各インク路３３内に
供給される液体は、対応するインク路３３に臨む電気熱
変換体２９に駆動信号が与えられることにより、電気熱
変換体２９の発熱に伴って沸騰し、これにより発生する
気泡の圧力によって本実施例では５ナノグラムのインク
滴が吐出口２５から吐出されるようになっている。この
場合、液室３１内で発生する気泡は、その成長に伴って
吐出口２５から大気連通状態となる。

【００３７】一方、吐出口２５の配列方向両端側には、
上板部材３２の表面にそれぞれ開口するスリット状の空
気吹き出し口３５がそれぞれ形成されている。これら空
気吹き出し口３５は、プリント素子基板２７に形成され
た空気通路３６およびタンクホルダ２１に形成された空
気ダクト３７を介してキャリッジ１６に取り付けられた
送風ファン３８に連通し、プリント作業中に送風ファン
３８から空気ダクト３７，空気通路３６を介して供給さ
れる空気が空気吹き出し口３５からプリント媒体に向け
て連続的に噴射され、エアカーテンを形成するようにな
っている。

【００３８】空気吹き出し口３５から噴射される空気の
流速は、吐出口２５から吐出されるインク滴の流速とほ
ぼ同じか、あるいはそれ以上となるように設定されてお
り、上述した一対の空気吹き出し口３５，空気通路３
６，空気ダクト３７，送風ファン３８などが本発明の気
流制御手段を構成している。

【００３９】このように、プリント作業中に空気吹き出
し口３４から高速の空気が噴射されてエアカーテンを形
成するため、いわゆるべたプリント中においても吐出口
２５の配列方向中央側が減圧状態にはならず、その配列
方向両端部にそれぞれ位置する吐出口２５から吐出され
るインク滴がプリント媒体側へそのまま直進する結果、
従来では１回のキャリッジ１６の走査移動毎に発生して
いた白筋などの発生を未然に防止することができる。

【００４０】本実施例では送風ファン３８をキャリッジ
１６に取り付け、キャリッジ１６にプリントヘッド１９
を搭載する際に、送風ファン３８とプリントヘッド１９
のタンクホルダ２１に形成された空気ダクト３７とを連
通させるようにしたが、送風ファン３８をタンクホルダ
２１に組み込むようにしてもよい。また、上述した実施
例では、一対の空気吹き出し口３５から空気を噴射させ
るようにしたが、無色透明な液体を噴射させても同様な
効果を得ることができる。この場合、上述した一対の空
気吹き出し口３５を形成せずに、吐出口２５を利用する
ことも可能である。

【００４１】このような本発明による液体吐出ヘッドの
他の実施例について以下に説明する。便宜的に図４を利
用するが、本実施例では空気吹き出し口３５を形成して
いないことに注意されたい。すなわち、各列の吐出口２
５は、それぞれ１５２個ずつ６００dpi間隔で形成さ
れ、先の実施例と同様に、隣接する吐出口列は相互に半
ピッチだけそれらの配列方向に沿ってずれた状態となっ
ており、１つの色インクに対して２列の吐出口２５が利
用される。これら各列の吐出口２５の配列方向両端から
数えて４個目までは、染料や顔料などの色材を含まない
透明なクリアインクがそれぞれ吐出され、これよりも中
央側の吐出口２５からは通常の色インクが吐出されるよ
うになっている。画像データによって駆動される電気熱
変換体２９は、色インク吐出用の吐出口２５に対応した
ものであるが、この色インク吐出中のプリント動作時に
はクリアインク吐出用の吐出口２５からは常にクリアイ
ンクが吐出されるように、それらの電気熱変換体２９が
駆動される。

【００４２】従って、キャリッジ１６の１回の走査移動
毎にクリアインクが色インクの吐出領域に重ねて吐出さ
れる状態となる。クリアインクは上述したエアカーテン
と同様な機能を有するので、いわゆるべたプリント中に
おいても吐出口２５の配列方向中央側が減圧状態にはな
らず、クリアインク吐出用の吐出口２５に隣接する色イ
ンク吐出用の吐出口２５から吐出される色インク滴がプ
リント媒体側へそのまま直進する結果、従来では１回の
キャリッジ１６の走査移動毎に発生していた白筋などの
発生を未然に防止することができる。

【００４３】本実施例で使用したクリアインクに代え、
純水や色インク中の色剤をプリント媒体に固定するため
の処理液など、無色透明な液体を用いることも有効であ
る。

【００４４】なお、本発明は、液体の吐出を行わせるた
めに利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生す
る手段（例えば、電気熱変換体やレーザ光など）を具
え、この熱エネルギーにより液体の状態変化を生起させ
るインクジェット方式の液体吐出ヘッドや、ヘッドカー
トリッジ、あるいは画像形成装置において優れた効果を
もたらすものである。かかる方式によれば、プリントの
高密度化および高精細化が達成できるからである。

【００４５】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書や、同第４７４
０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用い
て行うものが好ましい。この方式は、いわゆるオンデマ
ンド型およびコンティニュアス型の何れにも適用可能で
あるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体が保持
されているシートや流路に対応して配置される電気熱変
換体に、プリント情報に対応した核沸騰を越える急速な
温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加する
ことにより熱エネルギーを発生させ、液体吐出ヘッドの
熱作用面に膜沸騰を生じさせ、結果的にこの駆動信号に
一対一で対応した液体内の気泡を形成できるので有効で
ある。この気泡の成長および収縮により、吐出口を介し
て液体を吐出させ、少なくとも１つの液滴を形成する。
この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の
成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体の吐
出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信
号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書や、同
第４３４５２６２号明細書に記載されているようなもの
が適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関す
る発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載され
ている条件を採用すると、さらに優れたプリントを行う
ことができる。

【００４６】また、液体吐出ヘッドの構成としては、上
述の各明細書に開示されているような吐出口と液路と電
気熱変換体との組合せ構成（電気熱変換体が液路に沿っ
て配置された直線状液流路または電気熱変換体が液路を
挟んで吐出口と正対する直角液流路）の他に、熱作用部
が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特
許第４５５８３３３号明細書や、米国特許第４４５９６
００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものであ
る。加えて、複数の電気熱変換体に対し、共通するスリ
ットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開
昭５９−１２３６７０号公報や、熱エネルギーの圧力波
を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示した特
開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成としても、
本発明の効果は有効である。すなわち、液体吐出ヘッド
の形態がどのようなものであっても、本発明によればプ
リントを確実に効率良く行うことができるようになるか
らである。

【００４７】さらに、上述した実施例のようなシリアル
タイプのものでも、走査移動するキャリッジに対して一
体的に固定された液体吐出ヘッド、あるいはキャリッジ
に対して交換可能に装着されることでキャリッジとの電
気的な接続や装置本体からの液体の供給が可能となる交
換自在のチップインタイプの液体吐出ヘッド、あるいは
液体吐出ヘッド自体に一体的に液体を貯えるタンクが設
けられたヘッドカートリッジを用いた場合にも、本発明
は有効である。

【００４８】本発明の画像形成装置の構成として、液体
吐出ヘッドからの液体の吐出状態を適正にするための回
復手段や、予備的な補助手段などを付加することは本発
明の効果を一層安定できるので、好ましいものである。
これらを具体的に挙げれば、液体吐出ヘッドに対するキ
ャッピング手段や、クリーニング手段, 加圧あるいは吸
引手段, 電気熱変換体やこれとは別の加熱素子あるいは
これらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段、
プリント作業とは別に吐出を行う予備吐出手段を挙げる
ことができる。

【００４９】また、搭載される液体吐出ヘッドの種類や
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、プリント色や濃度（明度）を
異にする複数種のインクに対応して複数個設けられるも
のであってもよい。すなわち、例えば画像形成装置のプ
リントモードとしては黒色などの主流色のみのプリント
モードだけではなく、液体吐出ヘッドを一体的に構成す
るか、複数個の組み合わせによるか何れでもよいが、異
なる色の複色カラーまたは混色によるフルカラーの各プ
リントモードの少なくとも一つを備えた装置にも本発明
は極めて有効である。この場合、プリント媒体の種類や
プリントモードに応じてインクのプリント性を調整する
ための処理液（プリント性向上液）を専用あるいは共通
の液体吐出ヘッドからプリント媒体に吐出することも有
効である。

【００５０】さらに、以上説明した本発明の実施例にお
いては、室温やそれ以下で固化し、室温で軟化もしくは
液化するものを用いても良く、あるいはインクジェット
方式では液体自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温
度調整を行って液体の粘性を安定吐出範囲にあるように
温度制御するものが一般的であるから、使用プリント信
号付与時に液状をなすものを用いてもよい。加えて、熱
エネルギーによる昇温を、固形状態から液体状態への状
態変化のエネルギーとして使用させることで積極的に防
止するため、または液体の蒸発を防止するため、放置状
態で固化し加熱によって液化するものを用いてもよい。
何れにしても熱エネルギーのプリント信号に応じた付与
によって液化し、液体が吐出されるものや、プリント媒
体に到達する時点ではすでに固化し始めるものなどのよ
うな、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質
のものを使用する場合も本発明は適用可能である。この
ような場合の液体は、特開昭５４−５６８４７号公報あ
るいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるよう
な、多孔質シート凹部または貫通孔に液状又は固形物と
して保持された状態で、電気熱変換体に対して対向する
ような形態としてもよい。本発明においては、上述した
各液体に対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式
を実行するものである。

【００５１】なお、本発明にかかる画像形成装置の形態
としては、コンピュータなどの情報処理機器の画像出力
端末として用いられるものの他、リーダなどと組合せた
複写装置、さらには送受信機能を有するファクシミリ装
置や捺染装置の形態を採るものなどであっても良く、プ
リント媒体としては、シート状あるいは長尺の紙や布
帛、あるいは板状をなす木材や石材, 樹脂, ガラス, 金
属などの他に、３次元立体構造物などを挙げることがで
きる。

【００５２】

【発明の効果】本発明によると、吐出口からの液体の吐
出に伴って発生する気流の偏倚を制御するための気流制
御手段を液体吐出ヘッドに設け、この気流制御手段がそ
の配列方向両端に位置する吐出口に近接してそれぞれ流
体が噴射される一対の開口を有するので、最終的にプリ
ント媒体に到達する液滴の位置を所期の位置に修正する
ことができ、べたプリントを行った場合でも白筋が発生
しない高精細かつ高階調の高品位プリント画像を得るこ
とができる。

【００５３】一対の開口から噴射される流体が空気であ
って、気流制御手段が一対の開口から空気を噴射させる
ための送風手段をさらに有する場合には、液体吐出ヘッ
ドの吐出口からプリント媒体にインクを吐出するプリン
ト作業中に、プリント媒体に空気も同時に吹き付けられ
る状態となるため、プリント媒体に付着するインク滴の
乾燥を促進させることができる。

【００５４】一対の開口から噴射される流体が透明な液
体であって、気流制御手段が一対の開口から透明な液体
を噴射させるための液体噴射手段をさらに有する場合に
は、透明な液体として、プリント媒体に対するインクの
プリント性を調整するための処理液などを利用してイン
ク滴と同様に吐出させることが可能となり、気流制御手
段として液体吐出ヘッド自体の構成をそのまま利用する
ことができる。

【００５５】一対の開口が吐出口の配列方向に沿って配
列するそれぞれ複数の吐出口群からなり、液体噴射手段
が当該吐出口群から透明な液体をそれぞれ噴射させるた
めの噴射エネルギー発生部を有する場合には、透明な液
体として、プリント媒体に対するインクのプリント性を
調整するための処理液などを利用してインク滴と同様に
吐出させることが可能となり、気流制御手段として液体
吐出ヘッド自体の構成をそのまま利用することができ
る。

【００５６】噴射エネルギー発生部が透明な液体に膜沸
騰を生じさせて吐出口群から透明な液体を噴射させるた
めの熱エネルギーを発生する電気熱変換体を有する場合
には、気流制御手段として液体吐出ヘッド自体の構成を
そのまま利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置をインクジェットプ
リンタに応用した一実施例の概略構造を表す斜視図であ
る。

【図２】本発明によるヘッドカートリッジを図１に示す
インクジェットプリンタに適用した一実施例の外観をイ
ンクタンクを取り外した状態で表す斜視図である。

【図３】図２に示したヘッドカートリッジの分解斜視図
である。

【図４】本発明による液体吐出ヘッドを図１に示すイン
クジェットプリンタに適用した一実施例の破断斜視図で
ある。

【図５】図４に示すインクジェットヘッドの吐出口の配
列方向に沿った破断概念図である。

【図６】従来のインクジェットプリンタによるインクの
吐出状態を模式的に表す概念図である。

【図７】図６に示されたインクの吐出形態によってプリ
ント媒体に形成されるべた画像を模式的に表す概念図で
ある。

【符号の説明】

１０ シャシー １１ 媒体給送部 １２ 媒体排出部 １３ 媒体搬送部 １４ ヘッド回復部 １５ キャリッジ軸 １６ キャリッジ １７ ヘッドセットレバー １８ ヘッドカートリッジ １９ プリントヘッド ２０ キャリッジカバー ２１ タンクホルダ ２２ コンタクトフレキシブルプリントケーブル（コン
タクトＦＰＣ） ２３ コンタクト部 ２４ インクタンク ２５ 吐出口 ２６ 取り外し用レバー ２７ プリント素子基板 ２８ 電気配線基板 ２９ 電気熱変換体 ３０ 電極端子 ３１ 共通インク室 ３２ 上板部材 ３３ インク路 ３４ 仕切り壁 ３５ 空気吹き出し口 ３６ 空気通路 ３７ 空気ダクト ３８ 送風ファン

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリント媒体の搬送方向に沿って配列す
   る複数の吐出口と、これら吐出口にそれぞれ対向して配
   置され、当該吐出口から液体を吐出させるための複数の
   吐出エネルギー発生部とを有し、前記プリント媒体の搬
   送方向に対して交差する方向に前記プリント媒体に沿っ
   て走査移動する液体吐出ヘッドであって、 前記吐出口からの液体の吐出に伴って発生する気流の偏
   倚を制御するための気流制御手段を具え、この気流制御
   手段はその配列方向両端に位置する前記吐出口に近接し
   てそれぞれ流体が噴射される一対の開口を有することを
   特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 【請求項２】 前記一対の開口から噴射される流体が空
   気であり、前記気流制御手段は、前記一対の開口から空
   気を噴射させるための送風手段をさらに有することを特
   徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
3. 【請求項３】 前記一対の開口から噴射される流体が透
   明な液体であり、前記気流制御手段は、前記一対の開口
   から透明な液体を噴射させるための液体噴射手段をさら
   に有することを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘ
   ッド。
4. 【請求項４】 前記一対の開口は、前記吐出口の配列方
   向に沿って配列するそれぞれ複数の吐出口群からなり、
   前記液体噴射手段は、当該吐出口群から透明な液体をそ
   れぞれ噴射させるための噴射エネルギー発生部を有する
   ことを特徴とする請求項３に記載の液体吐出ヘッド。
5. 【請求項５】 前記噴射エネルギー発生部は、透明な液
   体に膜沸騰を生じさせて前記吐出口群から透明な液体を
   噴射させるための熱エネルギーを発生する電気熱変換体
   を有することを特徴とする請求項４に記載の液体吐出ヘ
   ッド。
6. 【請求項６】 液体が、インクおよび／またはプリント
   媒体に対するインクのプリント性を調整するための処理
   液であり、透明な液体がこの処理液であることを特徴と
   する請求項３から請求項５の何れかに記載の液体吐出ヘ
   ッド。
7. 【請求項７】 前記吐出エネルギー発生部は、液体に膜
   沸騰を生じさせて前記吐出口から液体を吐出させるため
   の熱エネルギーを発生する電気熱変換体を有することを
   特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の液体
   吐出ヘッド。
8. 【請求項８】 請求項１から請求項７の何れかに記載の
   液体吐出ヘッドと、 この液体吐出ヘッドに供給される液体を貯溜する液体タ
   ンクとを具えたことを特徴とするヘッドカートリッジ。
9. 【請求項９】 前記液体タンクは、着脱手段を介して前
   記液体吐出ヘッドに対して着脱可能であることを特徴と
   する請求項８に記載のヘッドカートリッジ。
10. 【請求項１０】 請求項１から請求項９の何れかに記載
    の液体吐出ヘッドの取り付け部と、 プリント媒体の搬送手段とを具え、前記液体吐出ヘッド
    の吐出口から吐出される液体によってプリント媒体に画
    像を形成することを特徴とする画像形成装置。
11. 【請求項１１】 前記取り付け部は、プリント媒体の搬
    送方向と交差する方向に走査移動可能なキャリッジを有
    することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装
    置。
12. 【請求項１２】 前記液体吐出ヘッドは、着脱手段を介
    して前記キャリッジに対して着脱自在に搭載されること
    を特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。