JP2007118313A - 液吐出ヘッド及び液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 混色を防止する。
【解決手段】
吐出口３４ａと圧力発生素子３１ａが設けられた液室３５に供給された液体ｉを圧力発生素子３１ａで液滴の状態にして吐出口３４ａから吐出させる液体吐出ヘッド２３の液滴を吐出する複数の吐出口が列をなした吐出口列３７を少なくとも１列形成された吐出面３４ｂに、吐出口列３７を挟むように、吐出口列３７の両側に液体ｉを隔離するための液体隔離用突起部３８を設け、液体隔離用突起部３８を液体との接触角が６０°以上の材料で形成する
【選択図】図５

Description

本発明は、液体を吐出する複数の吐出口が設けられた吐出面を備える液体吐出ヘッド及び液体吐出装置に関する。

インクジェット記録方法は、情報処理装置の出力手段であるプリンタ装置の記録方法として利用されている。このインクジェット記録方法を適用したプリンタ装置は、インクを微小な液滴としてノズルより吐出することによって、被記録媒体上に文字や画像等を印刷するもので、高精細な画像の出力、高速記録の手段として優れている。

プリンタ装置に備わるインクジェット記録方法を適用したインク吐出ヘッドは、インクを吐出するための吐出口と、この吐出口に連通するインク流路（液室）と、インク流路内に配されたインクを吐出するためのエネルギー発生手段としての発熱体とが一般的に設けられている（例えば、特許文献１、特許文献２を参照。）。

プリンタ装置は、このインク吐出ヘッドを着脱自在に又は固定して搭載することによって、インクを微小な液滴として被記録媒体上に吐出して印刷をおこなうことができる。

このプリンタ装置は、インクリボンをピン等でたたきつけることにより被記録媒体に印刷をおこなうインパクト型のプリンタ装置と異なり、物理的な衝撃を与えないノンインパクト型のプリンタ装置であることから、騒音が少なく、多色のインクを使うことによってカラー画像も容易に印刷することができ、装置本体の小型化や画像の高密度化も容易であること等の特徴を有する。したがって、このプリンタ装置に用いられているインクジェット記録方法は、近年、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の多くのオフィス機器に利用されており、さらに捺染装置等の産業用システムにまで急速に普及しつつある。

プリンタ装置では、上述したようなインク吐出ヘッドを記録紙の幅方向に移動させながら印刷を行うシリアル型の場合、インク吐出ヘッドの移動方向と同方向に並設された吐出口からインクを吐出する。プリンタ装置では、インク吐出ヘッドの吐出口が設けられている吐出面の吐出口の近傍に吐出されたインクと一緒に吐出されたインク、いわゆるインクサテライトが付着してしまう。また、プリンタ装置では、インクの表面張力が低いため、インクを吐出した後、吐出口近傍がインクで濡れてしまう。

プリンタ装置では、吐出面の吐出口近傍にインクが付着していると、その付着したインクの表面張力によって、次に吐出されるインクが吐出口からでてくる際に吐出口の近傍に付着しているインクに引っ張られてしまう。これにより、プリンタ装置では、所定の方向にインクが吐出されず、吐出方向が変わってしまう。プリンタ装置では、インクの吐出方向が変わることによって、画像に白抜けが生じ、画像の品位が低下してしまう。

このような問題を解決するために、プリンタ装置には、吐出面に付着しているインクを払拭するための手段として弾性部材で薄板状に形成されたクリーニングブレードが設けられている。クリーニングブレードは、吐出面に押し当てられて摺動することにより、吐出面に付着しているインクを払拭する。このクリーニングブレードは、例えば下記の特許文献３に記載されているように、プリンタ装置に複数のインク吐出ヘッドが並設されている場合、インク吐出ヘッド毎に設けられる。このようなプリンタ装置では、インク吐出ヘッド毎に吐出面をクリーニングする。

また、プリンタ装置では、複数のインク吐出ヘッドが並設されている場合、１枚のクリーニングブレードですべてのインク吐出ヘッドの吐出面をクリーニングする場合がある。このプリンタ装置では、並設された複数の吐出面を１枚のクリーニングブレードで払拭すると、装置の小型化により他の色の吐出口との間隔が狭くなっているため、クリーニングブレードによって移動した吐出面に付着している不要なインクが隣接する他の色のインクの吐出口上を通過したり、吐出面上で他の色のインクと混ざり合ってしまう。

例えば、プリンタ装置では、２色のインクを吐出する場合、２つのインク吐出ヘッドが並設され、図１２に示すように、各インク吐出ヘッドのノズルシート２００，２０１が並設されている。このようなプリンタ装置では、この２つのノズルシート２００，２０１の吐出面２００ａ，２０１ａを１枚のクリーニングブレード２０２で吐出口列２０３，２０４に沿って払拭する。このような場合には、一方のインク吐出ヘッドの吐出面２００ａに付着している不要なインク２０５と、他方のインク吐出ヘッドの吐出面２０１ａに付着している不要なインク２０６とが混ざり合ったインク２０７ができ、吐出面２００ａ，２０１ａ上で混色が生じる。これにより、このようなプリンタ装置では、吐出面２００ａ，２０１ａのノズル近傍に付着している混色したインク２０７が吐出されるインクと共に吐出されてしまい、画像の品位が低下してしまう。このようなプリンタ装置では、クリーニングブレード２０２が吐出面２００ａ，２０１ａを払拭した後、混色したインクを吐出するための空吐出を行ったりする。このため、このようなプリンタ装置では、インクの消費量が多くなってしまう。

特公昭６１−５９９１１号公報 特公昭６１−５９９１４号公報 特開昭５８−１９４５５４号公報

本発明は、吐出面をクリーニングする際に、吐出面上で液体が混ざり合うことを防止することができる液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供することを目的とする。

本発明に係る液体吐出ヘッドは、吐出口と圧力発生素子とが設けられた液室に供給された液体を上記圧力発生素子で液滴の状態にして上記吐出口から吐出させるものであり、液滴を吐出する複数の吐出口が列をなした吐出口列を少なくとも１列有し、吐出口列が形成された吐出面に、吐出口列を挟むように、吐出口列の両側に液体を隔離するための液体隔離用突起部が設けられ、液体隔離用突起部は、液体との接触角が６０°以上の材料で形成されていることを特徴とする。

また、本発明に係る液体吐出装置は、液体を吐出し、被記録媒体上に着弾させることで記録を行うものであり、吐出口と圧力発生素子とが設けられた液室に供給された液体を圧力発生素子で液滴の状態にして吐出口から吐出させる液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドの吐出口が設けられた吐出面をクリーニングするクリーニング手段とを備え、液体吐出ヘッドは、液滴を吐出する複数の吐出口が被記録媒体の幅方向に亘って略ライン状に列をなした吐出口列を少なくとも１列有し、吐出口列が形成された吐出面に、吐出口列を挟むように、吐出口列の両側に液体を隔離するための液体隔離用突起部が設けられ、液体隔離用突起部は、液体との接触角が６０°以上の材料で形成されていることを特徴する。

また、本発明に係る液体吐出装置は、液体を吐出し、被記録媒体上に着弾させることで記録を行うものであり、吐出口と圧力発生素子とが設けられた液室に供給された液体を圧力発生素子で液滴の状態にして吐出口から吐出させる液体吐出ヘッドと、液体吐出ヘッドが着脱可能に又は固定して搭載され、液体吐出ヘッドを被記録媒体の幅方向に亘って移動させるキャリッジと、被記録媒体を搬送する搬送手段と、液体吐出ヘッドの吐出口が設けられた吐出面をクリーニングするクリーニング手段とを有し、液体吐出ヘッドは、液滴を吐出する複数の吐出口がキャリッジの移動方向と同方向に列をなした吐出口列を少なくとも１列有し、吐出口列が形成された吐出面に、吐出口列を挟むように、吐出口列の両側に液体を隔離するための液体隔離用突起部が設けられ、液体隔離用突起部は、液体との接触角が６０°以上の材料で形成されていることを特徴する。

本発明によれば、吐出口列の両側にその吐出口列を挟むように、液体を隔離するための液体隔離用突起部が形成されており、この液体隔離突起部が液体との接触角が６０°以上の材料で形成されていることによって、液体隔離用突起部に液体が接すると液体をはじくようになる。これにより、本発明では、吐出面をクリーニングした際に液体が移動しても、吐出口列の両側に設けられた液体隔離用突起部によって液体がはじかれ、塞き止められるため、並設されている他の吐出口列まで液体が移動しないようになり、吐出面上で混色が発生することを防止できる。

以下、本発明が適用されたインク吐出ヘッド及びプリンタ装置について、図面を参照して説明する。図１に示すように、プリンタ装置１は、液体として例えばインクｉを被記録媒体として記録紙Ｐに対して吐出して文字や画像を印刷する。プリンタ装置１は、インクｉを吐出するヘッドカートリッジ２と、このヘッドカートリッジ２が装着される装置本体３とを備える。このプリンタ装置１は、記録紙Ｐの幅方向、すなわち図１中矢印Ｗ方向にノズルを略ライン状に色毎に並設した、いわゆるライン型のプリンタ装置である。プリンタ装置１は、ヘッドカートリッジ２が装置本体３に対して着脱可能である。

なお、被記録媒体としては、特に限定されず、従来から使用されているコピー用紙、ボンド紙等のいわゆる普通紙を好適に用いることができる。また、被記録媒体としては、インクジェットプリント用に特別に作製したコート紙やＯＨＰ用透明フィルムも好適に使用でき、また一般の上質紙や光沢紙も好適に用いることができる。

先ず、ヘッドカートリッジ２について説明する。ヘッドカートリッジ２は、例えば圧力発生素子として電気熱変換式を用いた発熱抵抗体を用いてインクｉを吐出させ、記録紙Ｐの主面にインクｉを着弾させる。ヘッドカートリッジ２には、図２及び図３に示すように、インクｉが収容されたインクタンク１１が装着される。インクタンク１１は、イエローインク、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインクの色毎に、イエローインクのインクタンク１１ｙ、マゼンタインクのインクタンク１１ｍ、シアンインクのインクタンク１１ｃ、ブラックインクのインクタンク１１ｋを備える。

インクタンク１１は、記録紙Ｐの幅方向の寸法と略同じ寸法をなす略矩形状に形成されている。インクタンク１１には、底面の略中央に収容しているインクｉをヘッドカートリッジ２に供給するインク供給部１２が設けられている。インク供給部１２は、略突形状のノズルであり、このノズルの先端が後述するヘッドカートリッジ２の接続部２５に嵌合される。インクタンク１１は、インク供給部１２をヘッドカートリッジ２の接続部２５に嵌合することによって、ヘッドカートリッジ２と接続し、インクｉをヘッドカートリッジ２に供給することができる。

ここで、インクタンク１１に充填されるインクｉについて説明する。インクｉは、公知の染料及び水、水溶性有機溶剤を用いた水系のインクである。染料としては、直接染料、酸性染料、反応性染料などに代表される水溶性染料である。また、インクｉには、各種顔料を適宜使用することもできる。染料や顔料等の着色剤の添加量は、着色剤の種類、溶媒成分の種類、インクｉに対し要求されている特性などに依存して決定する。

具体的に、イエロー系直接染料としては、Ｃ．Ｉ．ダイレクトイエロー１、同８、同１１、同１２、同２４、同２６、同２７、同２８、同３３、同３９、同４４、同５０、同５８、同８５、同８６、同８７、同８８、同８９、同９８、同１００、同１１０等が挙げられる。これらのうち、一種又は複数種を混合して用いることができる。

マゼンタ系の直接染料としては、Ｃ．Ｉ．ダイレクトレッド１、同２、同４、同９、同１１、同１３、同１７、同２０、同２３、同２４、同２８、同３１、同３３、同３７、同３９、同４４、同４６、同６２、同６３、同７５、同７９、同８０、同８１、同８３、同８４、同８９、同９５、同９９、同１１３、同１９７、同２０１、同２１８、同２２０、同２２４、同２２５、同２２６、同２２７、同２２８、同２２９、同２３０、同３２１等が挙げられる。これらのうち、一種又は複数種を混合して用いることができる。

シアン系の直接染料としては、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブルー１、同２、同６、同８、同１５、同２２、同２５、同４１、同７１、同７６、同７７、同７８、同８０、同８６、同９０、同９８、同１０６、同１０８、同１２０、同１５８、同１６０、同１６３、同１６５、同１６８、同１９２、同１９３、同１９４、同１９５、同１９６、同１９９、同２００、同２０１、同２０２、同２０３、同２０７、同２２５、同２２６、同２３６、同２３７、同２４６、同２４８、同２４９等が挙げられる。これらのうち、一種又は複数種を混合して用いることができる。

ブラック系の直接染料としては、Ｃ．Ｉ．ダイレクトブラック１７、同１９、同２２、同３２、同３８、同５１、同５６、同６２、同７１、同７４、同７５、同７７、同９４、同１０５、同１０６、同１０７、同１０８、同１１２、同１１３、同１１７、同１１８、同１３２、同１３３、同１４６が挙げられる。これらのうち、一種又は複数種を混合して用いることができる。

イエロー系の酸性染料としては、Ｃ．Ｉ．アシッドイエロー１、同３、同７、同１１、同１７、同１９、同２３、同２５、同２９、同３６、同３８、同４０、同４２、同４４、同４９、同５９、同６１、同７０、同７２、同７５、同７６、同７８、同７９、同９８、同９９、同１１０、同１１１、同１１２、同１１４、同１１６、同１１８、同１１９、同１２７、同１２８、同１３１、同１３５、同１４１、同１４２、同１６１、同１６２、同１６３、同１６４、同１６５等が挙げられる。これらのうち、一種又は複数種を混合して用いることができる。

マゼンタ系の酸性染料として、Ｃ．Ｉ．アシッドレッド１、同６、同８、同９、同１３、同１４、同１８、同２６、同２７、同３２、同３５、同３７、同４２、同５１、同５２、同５７、同７５、同７７、同８０、同８２、同８３、同８５、同８７、同８８、同８９、同９２、同９４、同９７、同１０６、同１１１、同１１４、同１１５、同１１７、同１１８、同１１９、同１２９、同１３０、同１３１、同１３３、同１３４、同１３８、同１４３、同１４５、同１５４、同１５５、同１５８、同１６８、同１８０、同１８３、同１８４、同１８６、同１９４、同１９８、同１９９、同２０９、同２１１、同２１５、同２１６、同２１７、同２１９、同２４９、同２５２、同２５４、同２５６、同２５７、同２６２、同２６５、同２６６、同２７４、同２７６、同２８２、同２８３、同３０３、同３１７、同３１８、同３２０、同３２１、同３２２等が挙げられる。これらのうち、一種又は複数種を混合して用いることができる。

シアン系の酸性染科としては、Ｃ．Ｉ．アシッドブルー１、同７、同９、同１５、同２２、同２３、同２５、同２７、同２９、同４０、同４１、同４３、同４５、同５４、同５９、同６０、同６２、同７２、同７４、同７８、同８０、同８２、同８３、同９０、同９２、同９３、同１００、同１０２、同１０３、同１０４、同１１２、同１１３、同１１７、同１２０、同１２６、同１２７、同１２９、同１３０、同１３１、同１３８、同１４０、同１４２、同１４３、同１５１、同１５４、同１５８、同１６１、同１６６、同１６７、同１６８、同１７０、同１７１、同１７５、同１８２、同１８３、同１８４、同１８７、同１９２、同１９９、同２０３、同２０４、同２０５、同２２９、同２３４、同２３６等が挙げられる。これらのうち、一種又は複数種を混合して用いることができる。

ブラック系の酸性染科として、Ｃ．Ｉ．アシッドブラック１、同２、同７、同２４、同２６、同２９、同３１、同４４、同４８、同５０、同５１、同５２、同５８、同６０、同６２、同６３、同６４、同６７、同７２、同７６、同７７、同９４、同１０７、同１０８、同１０９、同１１０、同１１２、同１１５、同１１８、同１１９、同１２１、同１２２、同１３１、同１３２、同１３９、同１４０、同１５５、同１５６、同１５７、同１５８、同１５９、同１９１等が挙げられる。これらのうち、一種又は複数種を混合して用いることができる。

着色剤として染料を使用する場合、染料の含有量は、インクｉ全体に対して０．５〜１５重量％が好ましく、より好ましくは０．７〜１０重量％である。含有量が０．５重量％以上の場合には、最低限の印字濃度を得ることができる。一方、含有量が１５重量％以下の場合には、他の添加剤と合わせて印字可能な粘度に調整し易く、使用しやすい。したがって、染料の含有量は、インクｉ全体に対して０．５重量％以上、１５重量％以下とする。

着色剤等を溶解、分散させる溶媒としては、低粘度であること、安全性に優れること、取り扱いが容易であること、コストが安いこと、臭気が無いことなどの理由より主に水やインクｉ中に不要なイオンの混入を防止するためイオン交換水が用いられる。

また、溶媒としては、水やイオン交換水の他に、水溶性有機溶媒が用いられる。水溶性有機溶剤としては、脂肪族一価アルコールや多価アルコール、多価アルコール誘導体が挙げられる。

脂肪族一価アルコールとしては、メチルアルコール，エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール等の低級アルコールが挙げられる。このような脂肪族一価アルコールは、インクｉの表面張力を調整し、普通紙、専用紙等の記録紙への浸透性、ドット形成性、印刷された画像の乾燥性を向上する効果が高いため、溶媒として好ましい。また、脂肪族一価アルコールのうち、エチルアルコール、ｉ−プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール等が好ましい。これらの脂肪族一価アルコールは、単独又は混合して用いられる。

また、多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、グリセロール等のアルキレングリコール類、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール類、チオジグリコール等が挙げられる。多価アルコール誘導体としては、エチレングリコールジメチルエーテル等の上述した多価アルコールの低級アルキルエーテル類、エチレングリコールジアセテート等の上述した多価アルコールの低級カルボン酸エステル類等が挙げられる。この多価アルコール及びその誘導体を使用した場合には、蒸発しにくいこと、インクｉの氷点を下げることから、インクｉの保存安定性を高め、ノズル３４ａの目詰まりを防止する等の効果がある。これらの多価アルコールは、単独又は混合して用いられる。

また、インクｉには、脂肪族一価アルコールや多価アルコール、多価アルコール誘導体などの水溶性有機溶剤以外に界面活性剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、キレート剤などの添加剤を任意に使用することができる。

さらに、インクｉには、非イオン性界面活性剤、例えばポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル等のエーテル類、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル等のエステル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレン共重合体、ポリオキシエチレンアルキルアミンエーテル、脂肪酸ジエタノールアミド等の含窒素類等をポリオキシエチレンアセチレングリコール類と併用することもできる。

さらにまた、インクｉには、諸特性の向上を目的として、一価アルコールや多価アルコール以外に、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類、アセトン、ジアセトンアルコールなどのケトン類、及びケトアルコール類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、γ―ブチルラクトン、グリセリン、１．２．６−ヘキサントリオール等の３価アルコール類、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、スルホラン、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１．３−ジメチル−２−イミダゾリジノンなどの含窒素複素環化合物などを添加することもできる。これらの有機溶剤は、単独又は混合して用いられる。

また、インクｉには、粘度調整剤、表面張力調整剤、ｐＨ調整剤としてゼラチン、カゼイン等のタンパク質、アラビアゴム等の天然ゴム、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、リグニンスルホン酸塩、セラック等の天然高分子、ポリアクリル酸塩、スチレン−アクリル酸共重合塩、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等を添加してもよい。これらのうち、１種又は２種類以上を混合して用いることができる。

インクタンク１１が装着されるヘッドカートリッジ２は、図２及び図３に示すように、カートリッジ本体２１を有する。カートリッジ本体２１は、インクタンク１１が装着される装着部２２と、インクｉを吐出する液体吐出ヘッドとなるインク吐出ヘッド２３と、インク吐出ヘッド２３を保護するヘッドキャップ２４とを備える。ヘッドカートリッジ２は、装置本体３のヘッドカートリッジ装着部６１に着脱可能に装着される。なお、ヘッドカートリッジ２は、ヘッドカートリッジ装着部６１に固定されてもよい。

装着部２２の長手方向略中央には、装着部２２に装着されたインクタンク１１のインク供給部１２と接続する接続部２５が設けられている。この接続部２５は、装着部２２に装着されたインクタンク１１のインク供給部１２からカートリッジ本体２１の底面に設けられたインクｉを吐出するインク吐出ヘッド２３にインクｉを供給するインク供給路となる。接続部２５は、インクタンク１１からインク吐出ヘッド２３へのインクｉの供給を弁機構で調整している。

接続部２５からインクｉが供給されるインク吐出ヘッド２３は、カートリッジ本体２１の底面に沿って配設されている。インク吐出ヘッド２３は、接続部２５から供給されるインクｉを吐出する吐出口である後述するノズル３４ａが記録紙Ｐの幅方向、すなわち図３中矢印Ｗ方向に略ライン状にインクｉの４色の色毎に並設されている。インク吐出ヘッド２３は、インクｉを吐出する際に、記録紙Ｐの幅方向に移動することなく、後述するノズル列３７毎にインクｉを吐出する。そのため、プリンタ装置１では、記録紙Ｐの幅方向に移動して印刷するシリアル型のプリンタ装置と比べて印刷速度が速くなっている。

インク吐出ヘッド２３は、図４に示すように、発熱抵抗体３１ａが設けられた回路基板３１とフィルム３２とからなるヘッドチップ３３を有する。インク吐出ヘッド２３は、ノズル３４ａが形成されたノズルシート３４にヘッドチップ３３が貼り合わされて形成される。インク吐出ヘッド２３には、回路基板３１とフィルム３２とノズルシート３４とで囲まれたインク液室３５が形成されている。インク液室３５には、発熱抵抗体３１ａによって加熱されるインクｉが充填される。また、インク吐出ヘッド２３には、インクｉが収容されたインクタンク１１からインクｉをインク液室３５に供給するためのインク流路３６が形成されている。

ヘッドチップ３３は、図５に示すように、インク吐出ヘッド２３の長辺方向、即ち記録紙Ｐの幅方向に亘って、色毎に千鳥状に並設されている。

ヘッドチップ３３を構成する回路基板３１は、図４に示すように、例えばシリコン基板であり、シリコン基板上にロジックＩＣ（Integrated Circuit）やドライバートランジスタ等からなる制御回路が形成されている。また、回路基板３１には、圧力発生素子として、制御回路により制御されてインクｉを加熱する発熱抵抗体３１ａが設けられている。

回路基板３１の発熱抵抗体３１ａが設けられた面に積層されるフィルム３２は、例えば露光硬化型のドライフィルムレジストである。フィルム３２は、上述したインク流路３６と連通される部分を除いて、１つの発熱抵抗体３１ａを囲むように回路基板３１上にフォトリソプロセスによって形成される。フィルム３２は、回路基板３１及びノズルシート３４と共に、インク液室３５を構成する。また、フィルム３２には、回路基板３１とは反対側の面にノズルシート３４が貼り合わされる。

ノズルシート３４は、図４に示すように、厚みが１０μｍ〜１５μｍ程度のシート状部材である。ノズルシート３４には、図５に示すように、貼り合わされるヘッドチップ３３の発熱抵抗体３１ａと対向する位置に、インクｉを吐出するためのノズル３４ａが千鳥状に数万個形成されている。このノズルシート３４は、例えばニッケルを主成分とする電解めっき層で形成されている。ノズル３４ａは、インクｉが吐出される吐出面３４ｂに向かって縮径するように形成されている。なお、吐出面３４ｂには、撥水処理が施されていないが、後述するインク隔離用突起部３８により、色の異なる不要なインクｉ同士が混ざり合うことを防止できる。

ノズルシート３４には、インクｉを色毎に吐出するため、図５に示すように、色毎に複数のノズル３４ａが記録紙Ｐの幅方向（図５中Ｗ方向）に千鳥状に並設されたノズル列３７が形成されている。具体的に、ノズルシート３４には、インクタンク１１が並列している順に対応して、装置本体３の背面側から前面側に向かってイエローインクを吐出するイエローのノズル列３７ｙ、マゼンタインクを吐出するマゼンタのノズル列３７ｍ、シアンインクを吐出するシアンのノズル列３７ｃ、ブラックインクを吐出するブラックのノズル列３７ｋが並設されている。

また、ノズルシート３４には、図５に示すように、吐出面３４ｂに各色のノズル列３７を挟むように両側にインク隔離用突起部３８が設けられている。このインク隔離用突起部３８は、吐出面３４ｂに付着した色の異なるインクｉ同士が混ざり合わないように、ノズル列３７毎に吐出面３４ｂに付着したインクｉを隔離する。このインク隔離用突起部３８は、例えばノズル列３７に沿って略平行に設けられている。このインク隔離用突起部３８の高さは、１００μｍ〜２００μｍ程度である。

インク隔離用突起部３８は、インクｉとの接触角θが６０°以上となる材料で形成されている。インク隔離用突起部３８を形成する材料としては、例えばシリコーン系樹脂やフッ素系樹脂等である。シリコーン系樹脂としては、例えばＲＴＶシリコーン等の脱アルコール湿気硬化型を用いることができる。フッ素系樹脂としては、例えばテフロン（登録商標）等を用いることができ、旭硝子社のサイトップ（商品名）、ダイキン工業株式会社製のオプツール（商品名）等も用いることができる。

また、インク隔離用突起部３８は、ディスペンサやスクリーン印刷することができる樹脂であれば、インク隔離用突起部３８を形成する樹脂の形態や種類は特に限定されない。また、ディスペンスできる樹脂で、使用するインクｉと形成する接触角θが６０°以下であっても、例えば、フッ素系界面活性剤などを添加することによって、インクｉとの接触角θが６０°以上になれば使用可能である。

ディスペンスできる樹脂としては、例えばＲＴＶシリコーン等の脱アルコール湿気硬化型シリコーン樹脂を用いることができる。この脱アルコール湿気硬化型のシリコーン樹脂は、ノズルシート３４との接着性が良好であるため好ましい。

脱アルコール湿気硬化型シリコーン樹脂としては、例えばＧＥ東芝シリコーン株式会社製のＴＳＥ３９７５、ＴＳＥ３９４１ＭやＴＳＥ３９７１等を用いることができる。

また、脱アルコール湿気硬化型シリコーン樹脂中の低分子シロキサンの含有量は、３００ｐｐｍ以上であることがさらに好ましい。低分子シロキサンは、シリコーン樹脂が硬化する際に飛散するものであり、撥水性を示す。この低分子シロキサンは、脱アルコール型の樹脂の場合、樹脂を硬化させる際に、約２、３ｗｔ％のアルコールが発生し、そのアルコールの揮散に伴い、広範囲に低分子シロキサンが揮散する。これにより、飛散した低分子シロキサンが吐出面３４ｂに付着する。これにより、吐出面３４ｂは、低分子シロキサンによって撥水処理が施される。したがって、脱アルコール湿気硬化型シリコーン樹脂は、インク隔離用突起部３８として機能する以外に、吐出面３４ｂを撥水処理することができ、吐出面３４ｂに不要なインクｉが付着しにくくするため、好ましい。

ここで、インク隔離用突起部３８を形成する材料とインクｉとの接触角θとは、図６に示すように、インク隔離用突起部３８を形成する材料で試験片３９を作製し、この試験片３９上にインクｉの液滴４０を静置させ、試験片３９とインクｉの液滴４０とが接する位置からインクｉの液滴４０の曲面に接線Ｌを引いたときの接線Ｌと試験片３９のなす角度をいう。この接触角θを測定する際には、測定機として、例えば協和界面科学株式会社製の接触角計ＣＡ−Ｘを用いた。

インク隔離用突起部３８は、このインク隔離用突起部３８を形成する材料で試験片３９を作製して、この試験片３９上に静置させたインクｉの液滴４０との接触角θが６０°以上の材料を用いて形成することによって、吐出面３４ｂ上でも同様にインクｉとの接触角θは６０°となる。

ノズルシート３４では、吐出面３４ｂに付着した不要なインクｉを後述するクリーニングローラ５３で払拭し、ノズル３４ａ近傍に付着したインクｉを除去することによって、インクｉを安定に吐出することができる。ノズルシート３４では、クリーニングローラ５３で吐出面３４ｂをクリーニングする際に、図５中矢印Ａ方向、即ちノズル列３７と直交方向にクリーニングローラ５３が移動することによって吐出面３４ｂに付着した不要なインクｉがクリーニングローラ５３に吸収されながら払拭され、吐出面３４ｂがクリーニングされる。

ノズルシート３４では、クリーニングローラ５３の移動により、矢印Ａ方向に移動した不要なインクｉが各ノズル列３７の矢印Ａ方向の側に設けられ、インクｉとの接触角θが６０°以上のインク隔離用突起部３８によってはじかれ、塞き止められる。これにより、ノズルシート３４では、各ノズル列３７の領域に付着している不要なインクｉが他のノズル列３７の領域に移動することを防止できる。また、ノズルシート３４では、各ノズル列３７に設けられたインク隔離用突起部３８で塞き止められた不要なインクｉをクリーニングローラ５３で吸収することができる。これらのことから、ノズルシート３４では、吐出面３４ｂ上で混色が発生することを防止できる。

なお、インク隔離用突起部３８は、各吐出口列３７の両側に設けることに限定されず、ノズル列３７の間に設けてもよい。また、インク隔離用突起部３８は、ノズル列３５に沿って平行に設けることに限定されず、ハの字状に形成したり、Ｌ字状に形成してもよい。

また、インク吐出ヘッド２３には、上述したヘッドチップ３３及びノズルシート３４の他に、図４に示すように、インクタンク１１からインクｉを各ノズル３４ａへ導くインク流路３６を形成する流路板４１と、ノズルシート３４を保持するフレーム４２とが設けられている。

流路板４１は、記録紙Ｐの幅に相当する長さに亘って形成されたインク流路３６を内部に有する流路部４１ａと、この流路部４１ａの上面に設けられ、接続部２５からのインクｉをインク流路３６に供給するインク供給管４１ｂとを有する。この流路板４１は、インク供給管４１ｂが接続部２５と接続され、接続部２５から供給されたインクｉがインク供給管４１ｂを介して、インク流路３６にインクｉが供給され、各ノズル３４ａにインクｉを供給する。

この流路板４１は、インクｉの色毎に設けられ、例えば金属など、容易に変形しない剛性及び収容されるインクｉに対して耐インク性を備えた材料で形成される。流路部４１ａには、インク供給管４１ｂが設けられている面とは反対側の面に、ヘッドチップ３３が配置される。

フレーム４２は、ヘッドチップ３３及び流路板４１が嵌め込まれる開口部４２ａを有する。このフレーム４２のヘッドチップ３３が挿入された側の面には、ノズルシート３４が貼り合わされる。フレーム４２は、ノズル３４ａと発熱抵抗体３１ａとが対向するようにノズルシート３４がヘッドチップ３３のフィルム３２及び流路板４１と貼り合わされるようにノズルシート３４を支持する。

以上のような構成からなるインク吐出ヘッド２３は、次のようにして製造する。先ず、別工程で作製したノズルシート３４上に、ノズル３４ａがフレーム４２に設けた開口部４２ａと対向するようにフレーム４２を載せ、ノズルシート３４とフレーム４２とを熱硬化型のシート接着剤で貼り合わせる。

次に、フレーム４２の開口部４２ａに回路基板３１及びフィルム３２を配置し、フィルム３２を熱硬化させることによって、ヘッドチップ３３とノズルシート３４とを貼り合わせる。ヘッドチップ３３とノズルシート３４とを貼り合わせることによって、ヘッドチップ３３及びノズルシート３４で囲まれたインク液室３５が形成される。

次に、別の工程で組み立てた流路板４１の流路部４１ａをフレーム４２の開口部４２ａに挿入し、流路部４１ａの底面とヘッドチップ３３の回路基板３１とを接着剤で接着する。

次に、ノズルシート３４の吐出面３４ｂにノズル列３７を挟むように、各ノズル列３７に沿って両側に例えばＲＴＶシリコーンをディスペンスにより高さ１００〜２００μｍ程度となるように塗布し、ＲＴＶシリコーンを硬化させる。これにより、ノズルシート３４の吐出面３４ｂには、各ノズル列３７の両側にインク隔離用突起部３８が形成され、インク吐出ヘッド２３が得られる。なお、ノズルシート３４の吐出面３４ｂには、インク隔離用突起部３８にＲＴＶシリコーンを用いているため、このＲＴＶシリコーンを硬化させた際に飛散した低分子シロキサンによって撥水処理が施される。これにより、ノズルシート３４の吐出面３４ｂには、不要なインクｉが付着しにくくなる。

なお、インク隔離用突起部３８を形成する際には、スクリーン印刷によりインク隔離用突起部３８を形成してもよい。

上述したインク吐出ヘッド２３を保護するヘッドキャップ２４は、図２及び図７に示すように、インク吐出ヘッド２３の吐出面３４ｂ側に設けられノズル３４ａ内のインクｉを乾燥等から保護している。このヘッドキャップ２４は、ヘッドカートリッジ２の底面を覆うことができる大きさで、ヘッドカートリッジ２の底面側が開口した略箱状に形成されている。ヘッドキャップ２４は、図２及び図７中矢印Ａ及び矢印Ｂ方向に移動可能であり、インクｉを吐出していないとき、短辺方向の両端に設けられたカバー保持片５１がヘッドカートリッジ２の底面に設けられたガイド溝５２に係合され、ヘッドカートリッジ２の底面に保持される。一方、インクｉを吐出するときには、ノズル３４ａが外部に臨むように、カバー保持片５１がガイド溝５２に沿って移動し、ヘッドカートリッジ２の底面から、図７に示すように、矢印Ａ方向に装置本体３の前面側に移動する。

このヘッドキャップ２４の内部には、図２及び図７に示すように、吐出面３４ｂに付着した不要なインクｉを払拭するクリーニング手段となるクリーニングローラ５３が設けられている。クリーニングローラ５３は、図２に示すように、略円柱棒状の回転軸５３ａにインクｉを吸収する吸収体５３ｂが取り付けられている。

クリーニングローラ５３は、ヘッドキャップ２４が吐出面３４ｂと対向する位置に配置され、吐出面３４ｂを保護している状態から、ヘッドキャップ２４が装置本体３の前面側に即ち図７矢印Ａ方向に移動して、インクｉを吐出できる状態にする際に、ヘッドキャップ２４と共にノズル列３７と直交方向に吐出面３４ｂ上を従動回転する。クリーニングローラ５３は、図５に示すように、図５中矢印Ａ方向に移動することによって、装置本体３の最も背面側に位置するイエローインクのノズル列３７ｙをクリーニングし、次にマゼンタインクのノズル列３７ｍをクリーニングし、次にシアンインクのノズル列３７ｃをクリーニングし、次にブラックインクのノズル列３７ｋをクリーニングする。クリーニングローラ５３は、各色のノズル列３７に対して直交方向に吐出面３４ｂ上を移動し、吐出面３４ｂに付着している不要なインクｉを吸収しながら、払拭する。

吐出面３４ｂをクリーニングローラ５３でクリーニングした際には、上述したようにノズル列３７に対して直交方向に移動するクリーニングローラ５３によって、各ノズル列３７の領域で、矢印Ａ方向に移動した不要なインクｉがインク隔離用突起部３８にはじかれ、塞き止められる。

具体的に、クリーニングローラ５３は、先ず、イエローインクのノズル列３７ｙの領域を図５中矢印Ａ方向に移動しながら、ノズル列３７ｙの領域内に付着している不要なイエローインクを吸収、払拭し、ノズル列３７ｙの領域内をクリーニングする。この際に、クリーニングローラ５３によって移動した不要なイエローインクは、マゼンタインクのノズル列３７ｍとの間に設けられているインク隔離用突起部３８にはじかれ、このインク隔離用突起部３８を越えることなく、塞き止められる。これにより、不要なイエローインクは、マゼンタインクのノズル列３７ｍやシアンインクのノズル列３７ｃ、ブラックインクのノズル列３７ｋの領域に移動することなく、ノズル列３７ｍの領域に付着している不要なマゼンタインクやノズル列３７ｃの領域に付着している不要なシアンインク、ノズル列３７ｋに付着している不要なブラックインクと混ざり合うことがない。これにより、インク吐出ヘッド２３では、吐出面３４ｂ上で不要なイエローインクと混色が発生することを防止できる。

同様に、クリーニングローラ５３がさらに図５中矢印Ａ方向に進み、マゼンタインクのノズル列３７ｍやシアンインクのノズル列３７ｃ、ブラックインクのノズル列３７ｋをクリーニングする際にも、各色の不要なインクｉが隣接するノズル列３７に移動することを防止できる。また、インク吐出ヘッド２３では、インク隔離用突起部３８で各ノズル列３７の領域内に塞き止められた不要なインクｉをクリーニングローラ５３で吸収することができる。これらのことから、インク吐出ヘッド２３では、クリーニングローラ５３で吐出面３４ｂをクリーニングしても吐出面３４ｂ上で混色が発生することを防止できる。また、インク吐出ヘッド２３では、インク隔離用突起部３８によって塞き止められた不要なインクｉをクリーニングローラ５３で吸収することができる。これらのことから、インク吐出ヘッド２３では、混ざり合ったインクｉが吐出されることなく、高品位な文字や画像を形成することができ、ノズル３４ａ近傍に付着した混色したインクｉを吐出するための空吐出を行う回数を減らすことができる。

なお、クリーニングローラ５３は、印刷後、ヘッドキャップ２４がヘッドカートリッジ２の底面に戻る際に吐出面３４ｂに付着しているインクｉや塵埃等を払拭するようにしてもよい。

以上のようなヘッドカートリッジ２１が装着される装置本体３は、図１及び図８に示すように、上面側に設けられたヘッドカートリッジ装着部６１にヘッドカートリッジ２１が装着される。装置本体３には、内部にヘッドキャップ２４を移動させるヘッドキャップ移動機構６２と、記録紙Ｐを給排紙する給排紙機構６３とを備える。

ヘッドキャップ移動機構６２は、ヘッドキャップ２４を吐出面３４ｂと対向させて、吐出面３４ｂを閉塞する閉塞位置と、装置本体３の前面側に待機させて、吐出面３４ｂを開放する位置との間を移動させる。

給排紙機構６３は、装置本体３の外部から記録紙Ｐを内部に取り込み、インク吐出ヘッド２３の吐出面３４ｂと対向する位置に搬送し、印刷終了後、装置本体３の内部から外部に排紙する。

プリンタ装置１は、外部に設けられた情報処理装置から入力された印刷データに基づき印刷を行う。即ち、プリンタ装置１では、装置本体３に設けられた操作ボタン３ａの操作により、ヘッドキャップ移動機構６２と給排紙機構６３とが駆動する。プリンタ装置１では、ヘッドキャップ移動機構６２が図７に示すように駆動し、給排紙機構６３が図８に示すように駆動して、印刷可能な状態となる。

具体的に、プリンタ装置１では、ヘッドキャップ移動機構６２が駆動し、ヘッドカートリッジ本体２１の底面に配置され、吐出面３４ｂを保護しているヘッドキャップ２４が図７中矢印Ａ方向に移動し、吐出面３４ｂに設けられたノズル３４ａが外部に露出するようにする。

プリンタ装置１では、ヘッドキャップ２４を吐出面３４ｂと対向する位置から装置本体３の前面側に移動させる際に、吐出面３４ｂ上をクリーニングローラ５３が各色のノズル列３７を直交方向に移動する。プリンタ装置１では、クリーニングローラ５３が吐出面３４ｂ上に付着した不要なインクｉを吸収しながら、払拭することで吐出面３４ｂをクリーニングする。

ここで、プリンタ装置１では、図５に示すように、各ノズル列３７の両側にインク隔離用突起部３８が設けられており、このインク隔離用突起部３８がインクｉとの接触角θが６０°以上の材料で形成されていることから、インクｉがインク隔離用突起部３８と接するとインクｉをはじくようになる。これにより、プリンタ装置１では、吐出面３４ｂをクリーニングした際に、クリーニングローラ５３によって移動した不要なインクｉがインク隔離用突起部３８によってはじかれ、このインク隔離用突起部３８の越えることなく、各ノズル列３７の領域内に塞き止められる。また、プリンタ装置１では、各ノズル列３７の領域内に塞き止められた不要なインクｉをクリーニングローラ５３で吸収することができる。これらのことから、プリンタ装置１では、クリーニングローラ５３で吐出面３４ｂをクリーニングした際に吐出面３４ｂ上で混色が生じることを防止できる。

また、プリンタ装置１は、装置本体３の給排紙機構６３が駆動し、トレイ７１の下側に設けられた給紙部７１ａから給紙ローラ７２で記録紙Ｐを引き出し、互いに反対方向に回転する一対の分離ローラ７３ａ，７３ｂで給紙部７１ａから１枚だけ記録紙Ｐを引き出す。プリンタ装置１は、分離ローラ７３ａ，７３ｂで引き出した記録紙Ｐを反転ローラ７４でヘッドカートリッジ２１側に反転し、吐出面３４ｂと対向する位置に設けられた搬送ベルト７５上に記録紙Ｐを搬送する。記録紙Ｐは、ヘッドカートリッジ２１の吐出面３４ｂと対向するプラテン板７６に保持され、吐出面３４ｂと対向するようになる。

次に、プリンタ装置１では、印刷データに基づいてインク吐出ヘッド２３に設けられた発熱抵抗体３１ａを駆動し、ヘッドカートリッジ２１の吐出面３４ｂと対向する位置に搬送した記録紙Ｐに対してノズル３４ａよりインクｉが吐出し、文字や画像等を印刷する。プリンタ装置１では、吐出面３４ｂ上での混色が防止されているため、色の混ざったインクｉが吐出されることなく、高品位な文字や画像等を印刷することができる。

具体的に、プリンタ装置１では、回路基板３１の制御回路が発熱抵抗体３１ａを駆動制御し、選択された発熱抵抗体３１ａに対して、パルス電流を供給し、発熱抵抗体３１ａを急速に加熱する。すると、インク吐出ヘッド２３では、発熱抵抗体３１ａと接するインク液室３５内のインクｉに気泡が発生する。そして、インク吐出ヘッド２３は、このインク液室３５内において、気泡が膨張しながらインクｉを押圧し、押し退けられたインクｉを液滴状態にしてノズル３４ａから吐出し、吐出されたインクｉの量と同量のインクｉをインクタンク１１から補充する。

次に、プリンタ装置１では、印刷後の記録紙Ｐを搬送ベルト７５の端部と対向するように設けた排紙ローラ７７でトイレ７１の上側に設けられた排紙部７１ｂに排紙する。

プリンタ装置１では、以上の動作を繰り返して、記録紙Ｐに印刷を行う。プリンタ装置１では、印刷後、装置本体３の前面側に待機しているヘッドキャップ２４を吐出面３４ｂと対向する位置に移動させ、吐出面３４ｂを閉塞し、ノズル３４ａ内のインクｉを乾燥から保護する。

以上のように動作するプリンタ装置１では、吐出面３４ｂに各ノズル列３７を挟むように両側に、インクｉとの接触角θが６０°以上である材料からなるインク隔離用突起部３８が設けられていることによって、混色の発生を防止できる。これにより、プリンタ装置１では、吐出面３４ｂ上で混色が発生しないため、色の混ざったインクｉが吐出されることなく、高品位な文字や画像を印刷することができる。また、プリンタ装置１では、吐出面３４ｂ上で混色を防止することができるため、ノズル３４ａ近傍に付着したインクｉを除去するために行う空吐出の回数を減らすことができる。

なお、上述したプリンタ装置１では、吐出面３４ｂを開放する際に吐出面３４ｂのクリーニングを行ったが、このことに限定されず、ヘッドキャップ２４で吐出面３４ｂを閉塞する際にもクリーニングローラ５３で吐出面３４ｂをクリーニングするようにしてもよい。この際にも、各ノズル列３７の両側に形成したインク隔離用突起部３８によって、混色を防止することができる。

また、プリンタ装置１では、記録紙１枚、又は複数枚印刷する毎に吐出面３４ｂのクリーニングを行い、混色を防止するようにしてもよい。また、上述したプリンタ装置１では、吐出面３４ｂをクリーニングするクリーニング手段としてクリーニングローラ５３を備えているが、このことに限定されず、クロロプレンゴム、ウレタンゴム等といった樹脂製弾性体からなる板状のクリーニングブレードを備えていてもよい。

また、本発明を適用した他のインク吐出ヘッド及びプリンタ装置について図面を参照して説明する。図９に示すプリンタ装置１００は、上述したプリンタ装置１と異なり、インク吐出ヘッド１０１が記録紙Ｐの幅方向に移動しながらインクｉを吐出することで、記録紙Ｐの幅方向に亘って印刷を行うシリアル型のプリンタ装置である。なお、インクｉについては、上述したプリンタ装置１で用いたインクｉと同じものであり、詳細な説明を省略する。

プリンタ装置１００は、図９に示すように、インクｉを吐出するインク吐出ヘッド１０１と、装置本体１０２とを備える。プリンタ装置１００には、２色のインクｉを吐出することができるように、インク吐出ヘッド１０１が２つ並設されている。装置本体１０２には、インク吐出ヘッド１０１を記録紙Ｐの幅方向に移動させるキャリッジ１０３と、記録紙Ｐを搬送する搬送機構１０４と、インク吐出ヘッド１０１の吐出面１１１ｂをクリーニングするクリーニング手段となるクリーニングブレード１０５とを備える。

各インク吐出ヘッド１０１は、発熱抵抗体１１０ａに対して直交方向にノズル１１１ａが設けられているものである。インク吐出ヘッド１０１は、図１０に示すように、発熱抵抗体１１０ａが設けられた回路基板１１０と、回路基板１１０上に貼り合わされたノズルシート１１１とからなる。

回路基板１１０は、例えばシリコン基板であり、シリコン基板上にロジックＩＣ（Integrated Circuit）やドライバートランジスタ等からなる制御回路が形成されており、上述した回路基板３１と同様な構成からなる。また、回路基板１１０には、外部からのリード１１６を接続するためのめっき又はボールバンプ等の接続部１１０ｂが設けられている。

ノズルシート１１１は、図１０に示すように、発熱抵抗体１１０ａと対向する位置にインクｉを吐出するノズル１１１ａが数百個設けられている。このノズルシート１１１は、基板１１０上にパターンニングして形成される。なお、吐出面１１１ｂには、撥水処理を行うようにしている。

ノズルシート１１１の吐出面１１１ｂには、図１０及び図１１に示すように、ノズル列１１２を挟むように両側に吐出面１１１ａに付着した不要なインクｉが他の色の不要なインクｉと混ざらないように隔離するインク隔離用突起部１１３が設けられている。このインク隔離用突起部１１３は、例えばノズル列１１２に沿って略平行に設けられている。インク隔離用突起部１１３は、インクｉとの接触角θが６０°以上の材料で形成されている。なお、このインク隔離用突起部１１３は、上述したプリンタ装置１のインク隔離用突起部３８と同じ部材であるため、詳細な説明を省略する。

また、各インク吐出ヘッド１０１には、基板１１０とノズルシート１１１とで挟まれて形成されたインク液室１１４を有する。このインク液室１１４には、発熱抵抗体１１０ａを備え、室内のインクｉが発熱抵抗体１１０ａによって加熱される。

各インク吐出ヘッド１０１では、インク隔離用突起部１１３がインクｉとの接触角θが６０°以上である材料で形成されているため、インク隔離突起部１１３にインクｉが接するとインクｉをはじくようになる。各インク吐出ヘッド１０１では、後述するクリーニングブレード１０５で吐出面１１１ｂに付着している不要なインクｉを除去する。

各インク吐出ヘッド１０１では、図１１に示すように、クリーニングブレード１０５がノズル列１１２に沿って移動することによって、クリーニングブレード１０５によって払拭された不要なインクｉがインク隔離用突起部１１３にはじかれ、塞き止められる。各インク吐出ヘッド１０１では、インク隔離用突起部１１３がノズル列１１２の両側に設けられているため、不要なインクｉが隣接するノズル列１１２の領域に移動することを防止でき、混色の発生を防止することができる。また、各インク吐出ヘッド１０１では、吐出面１１１ｂ上で混色を防止することができるため、ノズル３４ａ近傍に付着したインクｉを除去するために行う空吐出の回数を減らすことができる。

また、このインク吐出ヘッド１０１では、図１０に示すように、インク隔離様突起部１１３が回路基板１１５上まで設けられているため、回路基板１１５上の電気的絶縁性も向上し、回路基板１１５の信頼性が向上する。

このようなインク吐出ヘッド１０１は、次のようにして作製する。先ず、図１０に示すシリコン基板（Ｓｉ基板）１１５上に発熱抵抗体１１０ａ及びこの発熱抵抗体１１０ａに電力を供給するための配線導体（図示せず）を形成した回路基板１１０を作製する。

次に、回路基板１１０上に、インク液室１１４を形成する部分にレジストをパターニングする。レジストとしては、インク供給口を形成した後の工程で除去することが可能なものを用いる。

次に、回路基板１１０上及びレジスト上にノズルシート１１１となる樹脂層をレジストを変形させないようなもので形成し、ノズル１１１ａを形成する部分を遮蔽するようにマスクを介してパターン露光を行い、樹脂層を硬化する。

次に、このインク吐出ヘッド１０１では、回路基板１１０の発熱抵抗体１１０ａが設けられている面とは反対側の裏面側からインクｉをインク液室１１４に供給するため、Ｓｉ基板１１５にインク供給口となる開口部を形成する。

次に、開口部からインク液室１１４を形成する部分に設けたレジストと、ノズル１１１ａ部分の樹脂層を除去しインク液室１１４及びノズル１１１ａを形成する。また、レジスト及び樹脂層を除去する際に、ノズル列１１２から離れた位置、即ちインク隔離用突起部１１３を形成する位置の樹脂層を除去する。樹脂層を除去する部分は、インク吐出ヘッド１０１との吐出面１１１ｂをクリーニングする際に、クリーニングブレード１０５が動く方向に対して直交方向に、ノズル列１１３の両側とする。

次に、回路基板１１０上にめっき又はボールバンプで接続部１１０ｂを形成し、所定の大きさに切断する。

次に、外部から電力供給のために、回路基板１１０に形成した接続部１１０ｂに外部からのリード１１６をＴＡＢ接合する。ＴＡＢ接合したリード１１６の電気的絶縁とＴＡＢ接合部分の強度向上のために封止樹脂１１７をディスペンスする。この封止樹脂１１７は、上述したインク隔離用突起部１１３を形成する樹脂と同じ樹脂を用いる。このとき、前述のノズルシート１１１を形成する樹脂層を除去した部分にもインク隔離用突起部１１３となるＲＴＶシリコーン樹脂を高さ１０μｍ程度となるようにディスペンスする。そして、１５０℃の炉内でＲＴＶシリコーン樹脂を硬化してインク吐出ヘッド１０１が得られる。

なお、インク隔離用突起部１１３を形成する際に、ＲＴＶシリコーン樹脂をスクリーン印刷によって高さ１０μｍ程度となるように塗布し、インク隔離用突起部１１３を形成してもよい。

また、インク隔離用突起部１１３は、ノズル列１１２と平行に設けたが、このことに限定されず、ハ字状に設けたり、又は払拭されたインクｉが別の方向へ流れるように略Ｌ字状にノズル列１１２の一方に設けるようにしてもよい。

以上のような構成のインク吐出ヘッド１０１が搭載される装置本体１０２について説明する。装置本体１０２には、詳細を図示しないがインクｉが充填されているインクタンクとインク吐出ヘッド１０１が一体となって取り付けられる。装置本体１０２は、図９に示すように、インク吐出ヘッド１０１が搭載されるキャリッジ１０３と、記録紙Ｐを搬送する搬送機構１０４、インク吐出ヘッド１０１の吐出面１１１ｂをクリーニングするクリーニングブレード１０５とを備える。

装置本体１０２にインク吐出ヘッド１０１が取り付けられたプリンタ装置１００は、外部に設けられた情報処理装置から入力された印刷データに基づき、インク吐出ヘッド１０１を搭載したキャリッジ１０３がホームポジションから記録紙Ｐの幅方向、すなわち主走査方向（図９中矢印Ｃ方向）に移動しながらインクｉを吐出することによって、記録紙Ｐの幅方向に亘って印刷を行う。そして、プリンタ装置１００では、記録紙Ｐの幅方向に亘って印刷を行った後、キャリッジ１０３が図９中矢印Ｄ方向に移動し、ホームポジションに戻り、記録紙Ｐが所定の幅だけ搬送され、再び印刷を行う。プリンタ装置１００では、これを繰り返し行うことによって、１枚の記録紙を印刷する。

プリンタ装置１００では、駆動モータの１２１の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア１２２，１２３を介してリードスクリュー１２４が回転する。

プリンタ装置１００では、キャリッジ軸１２５及びリードスクリュー１２４に支持され、リードスクリュー１２４のら線溝１２６に対して係合するピン（不図示）を有したキャリッジ１０３がリードスクリュー１２４の回転に伴って、図９中矢印Ｃ及び矢印Ｄ方向に往復移動する。また、プリンタ装置１００では、ホームポジションに設けられたフォトカプラ１２７，１２８でキャリッジ１０３がホームポジションにあるかどうかを確認する。プリンタ装置１００では、このフォトカプラ１２７，１２８の確認によって、駆動モータ１２１の回転方向の切換を行う。

また、プリンタ装置１００では、キャリッジ１０３と対向するように設けられたプラテンローラ１２９で、装置本体１０２の背面側からキャリッジ１０３側に記録紙Ｐを供給する。供給された記録紙Ｐは、紙押さえ板１３０によってプラテンローラ１２９に押圧される。

そして、プリンタ装置１００では、インク吐出ヘッド１０１がキャリッジ１０３によって、記録紙Ｐの幅方向（図９中矢印Ｃ方向）に移動しながら、インクｉを記録紙Ｐに吐出して、印刷を行う。インクｉを吐出する方法は、上述したインク吐出ヘッド２３と同じように、印刷データに基づき、回路基板１１０の制御回路が発熱抵抗体１１０ａを駆動制御し、選択された発熱抵抗体１１０ａに対して、パルス電流を供給し、発熱抵抗体１１０ａを急速に加熱する。インク吐出ヘッド１０１では、発熱抵抗体１１０ａ上に気泡が発生し、発生した気泡により、インク液室１１４内のインクｉが押圧され、ノズル１１１ａよりインクｉを吐出し、印刷を行う。

プリンタ装置１００では、記録紙Ｐの幅方向に亘って印刷を行ったインク吐出ヘッド１０１がホームポジションに戻ってきた際に、クリーニングブレード１０５で吐出面１１１ｂをノズル列１１３に沿って払拭する。このクリーニングブレード１０５は、プラテンローラ１２９のホームポジション側に並設され、装置本体１０２の前後方向に移動可能とするブレード移動部１３１に取り付けられており、吐出面１１１ｂをクリーニングする際には装置本体１０３の前側に押し出す。

プリンタ装置１００では、吐出面１１１ｂをクリーニングした後、ノズル１１１ａ内のインクｉを乾燥から保護するため、インク吐出ヘッド１０１にヘッドキャップ１３２に取り付ける。このヘッドキャップ１３２は、支持部材１３３により支持されている。プリンタ装置１００では、ヘッドキャップ１３２に並設した吸引手段１３４でヘッドキャップ１３２内を吸引し、インク吐出ヘッド１０１の吸引回復を行う。

次に、プリンタ装置１００では、再び記録紙Ｐの幅方向に亘って、インク吐出ヘッド１０１を移動させながら、インクｉを吐出して印刷を行う。プリンタ装置１００では、これを繰り返し行い、１枚の記録紙Ｐに対して印刷を行い、記録紙Ｐがインク吐出ヘッド１０１とプラテンローラ１２９との間から排出される。

以上のようにプリンタ装置１００では、記録紙Ｐの幅方向に亘って印刷を行い、ホームポジションに戻ってきたインク吐出ヘッド１０１の吐出面１１１ｂをクリーニングブレード１０５でクリーニングした際に、クリーニングブレード１０５によってノズル列１１３の両側に移動した不要なインクｉをインク隔離用突起部１１３がはじくようになる。プリンタ装置１００では、インク隔離用突起部１１３が不要なインクｉをはじき、インク隔離用突起部１１３を越えず、不要なインクｉを塞き止めることによって、不要なインクｉが互いに隣接するノズル列１１２の領域に移動せず、吐出面１１ｂ上で不要なインクｉが混ざり合い混色が発生することを防止できる。また、プリンタ装置１００では、吐出面１１１ｂ上で混色が発生することを防止できるため、ノズル１１１ａ近傍に付着したインクｉを除去するために行う空吐出の回数を減らすことができる。

なお、プリンタ装置１００では、クリーニングブレード１０５をノズル列１１２と平行に移動させたが、このことに限定されず、ノズル列１１２と直交方向にクリーニングブレード１０５を移動させて、吐出面１１１ｂをクリーニングしてもよく、インク隔離用突起部１１３によって不要なインクｉがはじかれ、塞き止められることによって混色を防止することができる。

また、上述したプリンタ装置１，１００には、インク吐出ヘッド２３，１０１に発熱抵抗体とは別に、ピエゾ素子等の圧電素子を備えていてもよい。

上述したプリンタ装置１，１００では、インク吐出ヘッド２３，１０１が装置本体３，１０２に着脱可能に取り付けられているが、このことに限定されず、装置本体にインク吐出ヘッド２３，１０１が固定されていたり、インクタンク１１と一体となっていてもよい、
上述したプリンタ装置１，１００には、吸引手段等の回復手段や発熱抵抗体３１ａ，１１０ａの他に別の圧力発生素子からなる予備加熱手段を備えていてもよい。

上述したプリンタ装置１，１００では、設けられるインク吐出ヘッド２３，１０１の個数について、単色のインクに対応して１個のみ設けられていたり、色や濃度の異なるインクに対応して複数設けるようにしてよい。

本発明は、上述したプリンタ装置１，１００の他に、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０７９６号明細書、米国特許第４４６３３５９号明細書，同第４３４５２６２号明細書、米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されているインクジェット方式のプリンタ装置にも適用することができる。

また、本発明は、例えば米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書、特開昭５９−１２３６７０号公報、特開昭５９−１３８４６１号公報に記載されているインク吐出ヘッドの構成にも適用することができる。

また、本発明は、記録紙に文字や画像を印刷するプリンタ装置１，１００のインク吐出ヘッド２３，１０１を例に挙げて説明したが、微少量の液体を吐出する他の装置のインク吐出ヘッドにも広く適用することができる。例えば、本発明は、液体中のＤＮＡチップ用吐出装置（特開２００２−３４５６０号公報）やプリント配線基板の微細な配線パターンを形成するための導電性粒子を含む液体を吐出する装置のインク吐出ヘッドに適用することで、吐出面で異なる液体が混合することを防止できる。

以下に、比較例及び実施例を挙げて本発明を適用したインク吐出ヘッドについて説明する。先ず、使用するインクについて説明する。

〈インク１〉
インク１は、染料としてダイレクトブルー１９９を３ｗｔ％、溶媒としてジエチレングリコールを５ｗｔ％、グリセリンを１０ｗｔ％、界面活性剤としてサーフィノール４６５（日信化学社製）を１ｗｔ％、水を８１ｗｔ％となるようにして混合し作製した。

〈インク２〉
インク２は、染料としてダイレクトブルー１９９を３ｗｔ％、溶媒としてジエチレングリコールを５ｗｔ％、グリセリンを１０ｗｔ％、界面活性剤としてサーフィノール４６５（日信化学社製）を０．５ｗｔ％、水を８１．５ｗｔ％となるようにして混合し作製した。

〈インク３〉
インク３では、染料としてダイレクトブルー１９９を３ｗｔ％、溶媒としてジエチレングリコールを５ｗｔ％、グリセリンを１０ｗｔ％、界面活性剤としてサーフィノール４６５（日信化学社製）を０．３ｗｔ％、水を８１．７ｗｔ％となるようにして混合し作製した。

次に、インク隔離用突起部を形成する材料が異なるインク吐出ヘッドを作製した。

〈サンプル１〉
サンプル１では、上述したプリンタ装置１に設けられたインク吐出ヘッド２３のようにライン型であり、上述した３つのインクを吐出できるように、各インクを吐出するノズルが記録紙Ｐの幅方向に亘って設けられたノズル列が３列並設されたインク吐出ヘッドを作製した。作製したインク吐出ヘッドの吐出面には、各色のノズル列の両側に、ノズル列と略平行にインク隔離用突起部を設けた。インク隔離用突起部は、ＴＳＥ３９７５（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製）の脱アルコール湿気硬化型シリコーン樹脂を吐出面にディスペンスして形成した。

〈サンプル２〉
サンプル２では、インク隔離用突起部を形成する際に、ＴＳＥ３９４１Ｍ（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製）の脱アルコール湿気硬化型シリコーン樹脂を用いて形成したこと以外はサンプル１と同様に作製した。

〈サンプル３〉
サンプル３では、インク隔離用突起部を形成する際に、ＴＳＥ３９７１（ＧＥ東芝シリコーン株式会社製）の脱アルコール湿気硬化型シリコーン樹脂を用いて形成したこと以外はサンプル１と同様に作製した。

〈サンプル４〉
サンプル４では、インク隔離用突起部を形成する際に、ＴＢ１５３０（スリーボンド株式会社製）の脱アルコール湿気硬化型シリコーン樹脂を用いて形成したこと以外はサンプル１と同様に作製した。

〈サンプル５〉
サンプル５では、インク隔離用突起部を形成する際に、ＳＸ７２０Ｗ（セメダイン株式会社製）の脱アルコール湿気硬化型シリコーン樹脂を用いて形成したこと以外はサンプル１と同様に作製した。

以下の表１に各サンプルで用いたインク隔離用突起部を形成する材料と、作製したインク１〜インク３とのそれぞれの接触角を示す。なお、ここでは、インク隔離用突起部を形成する材料とインク１〜３との接触角の調整は、インク中の界面活性剤の含有量を変えて、インクの表面張力を調整することによって行っている。

作製したインク吐出ヘッドに各インクを充填し、インクを吐出した後、インク隔離用突起部に対して直交方向にクリーニングブレードを移動させてクリーニングし、吐出面上での混色を確認した。用いたクリーニングブレードは、所謂ゴムからなる。例えば、ブチルゴムやＥＰＤＭ等であり、インク等の耐性から、ＥＰＤＭ等が好ましく使用できる。吐出面上の混色状態を確認した結果を表２に示す。

表２において、各色間とも、他の色による混色が確認されなかった場合には、○印で示し、混色が確認された場合には、×印で示した。

表２に示す結果から、サンプル１〜サンプル３と各インクとの関係、サンプル４及びサンプル５とインク３との関係では、インク隔離用突起部を形成する材料と、インクとの接触角が６０°以上であるため、クリーニングブレードで吐出面をクリーニングした際に、クリーニングブレードによって移動した吐出面に付着している不要な各インクがノズル列の両側に設けられたインク隔離用突起部にはじかれ、このインク隔離用突起部を越えなかった。これにより、サンプル１〜サンプル３と各インクとの関係、サンプル４及びサンプル５とインク３との関係では、移動した不要な各インクがインク隔離用突起部に塞き止められ、隣接する他のインクの吐出面に移動することが防止され、混色が発生しなかった。

一方、サンプル４〜サンプル５とインク１〜インク２との関係では、インク隔離用突起部を形成する材料と、インクとの接触角が６０°よりも小さいため、インク隔離用突起部がクリーニングブレードによって移動した不要なインクをはじかず、このインク隔離用突起部を越えて不要なインクが隣接する他のインクの吐出面まで移動してしまい混色が生じた。

本発明が適用されたプリンタ装置の斜視図である。 インクカートリッジの斜視図である。 同インクカートリッジの断面図である。 インク吐出ヘッドの断面図である。 インク吐出ヘッドの吐出面を示す図である。 試験片上にインクの液滴を静置させた状態の接触角を説明する説明図である。 クリーニングローラで吐出面をクリーンニングしている状態のプリンタ装置の一部を透視して示す側面図である。 印刷可能な状態のプリンタ装置の一部を透視して示す側面図である。 本発明を適用した他のプリンタ装置の斜視図である。 同プリンタ装置に備わるインク吐出ヘッドの断面図である。 クリーニングブレードで吐出面をクリーニングしている状態を示す斜視図である。 従来のインク吐出ヘッドの斜視図である。

符号の説明

１ プリンタ装置、２ ヘッドカートリッジ、３ 装置本体、１１ インクタンク、１２ インク供給部、２３ インク吐出ヘッド、２４ ヘッドキャップ、３１ 回路基板、３１ａ 発熱抵抗体、３２ フィルム、３３ ヘッドチップ、３４ ノズルシート、３４ａ ノズル、３４ｂ 吐出面、３７ ノズル列、３８ インク隔離用突起部、５３ クリーニングローラ、６２ ヘッドキャップ移動機構、６３ 給排紙機構

Claims (6)

1. 吐出口と圧力発生素子とが設けられた液室に供給された液体を上記圧力発生素子で液滴の状態にして上記吐出口から吐出させる液体吐出ヘッドにおいて、
   上記液滴を吐出する複数の吐出口が列をなした吐出口列を少なくとも１列有し、上記吐出口列が形成された吐出面に、上記吐出口列を挟むように、上記吐出口列の両側に液体を隔離するための液体隔離用突起部が設けられ、
   上記液体隔離用突起部は、液体との接触角が６０°以上の材料で形成されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 上記液体隔離用突起部は、上記吐出口列に沿って略平行に設けられていることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
3. 上記液体隔離用突起部を形成する材料は、シリコーン系樹脂であることを特徴とする請求項１記載の液体吐出ヘッド。
4. 上記液体隔離用突起部を形成する材料は、湿気硬化型シリコーン系樹脂であることを特徴とする請求項２記載の液体吐出ヘッド。
5. 液体を吐出し、被記録媒体上に着弾させることで記録を行う液体吐出装置において、
   吐出口と圧力発生素子とが設けられた液室に供給された液体を上記圧力発生素子で液滴の状態にして上記吐出口から吐出させる液体吐出ヘッドと、
   上記液体吐出ヘッドの上記吐出口が設けられた吐出面をクリーニングするクリーニング手段とを備え、
   上記液体吐出ヘッドは、上記液滴を吐出する複数の吐出口が上記被記録媒体の幅方向に亘って略ライン状に列をなした吐出口列を少なくとも１列有し、上記吐出面に、上記吐出口列を挟むように、上記吐出口列の両側に液体を隔離するための液体隔離用突起部が設けられ、
   上記液体隔離用突起部は、液体との接触角が６０°以上の材料で形成されていることを特徴する液体吐出装置。
6. 液体を吐出し、被記録媒体上に着弾させることで記録を行う液体吐出装置において、
   吐出口と圧力発生素子とが設けられた液室に供給された液体を上記圧力発生素子で液滴の状態にして上記吐出口から吐出させる液体吐出ヘッドと、
   上記液体吐出ヘッドが着脱可能に又は固定して搭載され、上記液体吐出ヘッドを上記被記録媒体の幅方向に亘って移動させるキャリッジと、
   上記被記録媒体を搬送する搬送手段と、
   上記液体吐出ヘッドの上記吐出口が設けられた吐出面をクリーニングするクリーニング手段とを備え、
   上記液体吐出ヘッドは、上記液滴を吐出する複数の吐出口が上記キャリッジの移動方向と同方向に列をなした吐出口列を少なくとも１列有し、上記吐出口列が形成された吐出面に、上記吐出口列を挟むように、上記吐出口列の両側に液体を隔離するための液体隔離用突起部が設けられ、
   上記液体隔離用突起部は、液体との接触角が６０°以上の材料で形成されていることを特徴する液体吐出装置。

Images